[发明专利]用于在多天线通信设备中执行传输波束成形扇区扫描的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年10月29日提交的名称为“Efficient and Flexible TX Sector Sweep”的美国临时专利申请第61/109,462号的权益，在此通过引用来明确地并入其公开内容。

技术领域

本公开总体上涉及多个设备使用多个天线发射和接收数据的通信系统，并且更具体地涉及在此类通信系统中进行波束成形。

背景技术

在过去几年中，已经可以得到数目日益增长的、相对不太昂贵的低功率无线数据通信服务、网络和设备，这为接近线速(wire speed)传输和可靠性带来希望。802 IEEE标准中详细描述了各种无线技术，例如包括IEEE标准802.11a(1999)及其更新和修改、IEEE标准802.11n以及目前正在完善过程中的IEEE草案标准802.15.3和802.15.3c，在此通过引用将其集中并入。

作为一个示例，一种类型的无线网络称为无线个人区域网络(WPAN)，其包括设备的互连，这些设备的互连通常但不必需比无线局域网(WLAN)在物理上定位更加接近，无线局域网诸如是服从IEEE标准802.11a或者IEEE草案标准802.11n的WLAN。最近，此类网络中用于特定的高数据速率(例如，超过1Gbps)的兴趣和需求显著增加。用于实现WPAN中的高数据速率的一种方案是使用几百MHz或者甚至若干GHz的带宽。例如，未许可的60GHz带提供这样一种可能的操作范围。

一般而言，天线以及相应关联的有效无线信道在接近60GHz或者60GHz以上的频率是高度方向性的。当发射机、接收机或者二者处多个天线可用时，使用天线来应用有效的波束图以更好地利用相应无线信道的空间选择性因此变得重要。一般而言，波束成形或者波束导向(beam steering)创建了空间增益图，其(与全方向天线获得的增益相比)在一个或多个特定方向具有一个或多个高增益波瓣或者波束，同时降低了其他方向的增益。如果针对多个发射天线的增益图例如被配置用于产生接收机方向上的高增益波瓣，则可以获得比利用全方向发射所获得的更好的发射可靠性。

在此通过引用于2009年8月26日提交的名称为“Beamforming by Sector Sweeping”美国专利申请第12/548,393号以及于2008年8月26日提交的名称为“Beamforming by Sector Sweeping”的美国临时专利申请第61/091,914号而明确并入其全部内容。这些申请总体上描述了称为“通过扇区扫描的波束成形”的波束成形技术。一种通过扇区扫描的波束成形的实现用于确定当向第二设备发射数据时第一设备将要应用的发射波束成形图，在该实现中，第一设备向第二设备发射多个训练分组，其中在发射每个训练分组时第一设备应用不同的波束成形图。第二设备通常确定哪些训练分组具有最高质量(例如，具有最高信噪比(SNR)、最低误码率(BER)等)，并且通知第一设备。第一设备继而可以使用产生最高质量分组的发射波束成形图。类似地，为了确定要由第一设备在从第二设备接收数据时应用的接收波束成形图，第二设备向第一设备发射多个训练分组，并且第一设备在接收到每个训练分组时应用不同的波束成形图。第一设备通常确定哪些训练分组具有最高质量，并且继而可以使用产生最高质量分组的接收波束成形图。

如果存在多个设备试图执行与相同设备(例如，中心点设备)的波束成形训练，则从多个设备向中心点设备发射的一些训练分组可能会冲突。此类冲突可能导致波束成形训练过程中的延迟。

发明内容

在一个实施方式中，一种方法包括：生成多个信标数据单元，其中多个信标数据单元中的每个信标数据单元包括信标数据单元可以用于发射波束成形训练的指示；以及，在为信标发射保留的时隙期间，经由多个天线发射多个信标数据单元。发射多个信标数据单元包括在发射每个信标数据单元时，向波束成形网络应用不同的波束成形矢量。