使用分區(qū)圖進(jìn)行波束搜索、跟蹤和完善的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及無線通信，尤其涉及60GHz無線通信。
【背景技術(shù)】
[0002] 60GHz頻帶內(nèi)的無線通信具有因其高頻率而造成的大路徑損耗的特征。因此，發(fā)射 天線和接收天線的增益必須增大以滿足鏈路預(yù)算要求。高增益天線在特定方向上引導(dǎo)相對 窄波束的無線電波。正因如此，安裝相控天線陣以便執(zhí)行自適應(yīng)波束成形。
[0003] 60GHz頻帶可被用于無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN)。隨著接收機(jī)設(shè)備（諸如膝上型電腦、平 板、相機(jī)、蜂窩電話、PDA等）從房間內(nèi)的第一位置移至第二位置，它可能必須從一個(gè)波束切 換至另一個(gè)波束。然而，接收機(jī)不知道毗鄰/交疊的波束正指向哪些方向。因此，接收機(jī)需 要確定哪個(gè)波束是它可連接至的最佳波束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本公開涉及無線通信設(shè)備。在一實(shí)施例中，無線通信設(shè)備包括：包括多個(gè)天線的相 控天線陣；收發(fā)機(jī)，其操作地耦合至該相控天線陣并且被配置成控制該多個(gè)天線和天線權(quán) 重向量（AWV);存儲器，用于存儲球面分區(qū)圖；以及波束控制器，其被配置成通過為該多個(gè) 天線中的每一個(gè)天線設(shè)置AWV來控制該收發(fā)機(jī)。
【附圖說明】
[0005] 給出附圖以幫助對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述，且提供附圖僅用于解說實(shí)施例而非對 其進(jìn)行限定。
[0006] 圖1解說了根據(jù)一實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)控制器和用戶裝備。
[0007] 圖2解說了相對于示例性天線陣的笛卡爾和球面坐標(biāo)系。
[0008] 圖3A解說了被表示為單位球面的4X 1球面分區(qū)。
[0009] 圖3B解說了被表示為2D分區(qū)圖的4X 1球面分區(qū)。
[0010] 圖4A解說了被表不為2D分區(qū)圖的8X 1球面分區(qū)。
[0011] 圖4B是解說4X 1球面分區(qū)擴(kuò)展成8X 1球面分區(qū)的圖表。
[0012] 圖5A解說了被表示為單位球面的4X4球面分區(qū)。
[0013] 圖5B解說了被表不為2D分區(qū)圖的4X4球面分區(qū)。
[0014] 圖6A解說了被表示為單位球面的8X8球面分區(qū)。
[0015] 圖6B解說了被表示為2D分區(qū)圖的8X8球面分區(qū)。
[0016] 圖7是解說4X4球面分區(qū)擴(kuò)展成8X8球面分區(qū)的圖表。
[0017] 圖8A解說了被表示為單位球面的16 X 1球面分區(qū)。
[0018] 圖8B解說了被表示為單位球面的5X5球面分區(qū)。
[0019] 圖9A解說了從3X1變化為5X1的天線陣尺寸的天線權(quán)重向量。
[0020] 圖9B解說了從4X 1變化為16X 1的球面分區(qū)尺寸的天線權(quán)重向量。
[0021] 圖9C解說了天線陣尺寸和球面分區(qū)尺寸兩者從一維變化為二維的天線權(quán)重向 量。
[0022] 圖10解說了束寬示例的圖表。
[0023] 圖IlA解說了理想的4X4球面分區(qū)的圖表。
[0024] 圖IlB解說了由2X2UPA實(shí)現(xiàn)的4X4分區(qū)的圖表。
[0025] 圖IlC解說了由3X2UPA實(shí)現(xiàn)的4X4分區(qū)的圖表。
[0026] 圖IlD解說了由3X3UPA實(shí)現(xiàn)的4X4分區(qū)的圖表。
[0027] 圖12解說了一實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在以下描述和相關(guān)附圖中公開了各種實(shí)施例的諸方面?？梢栽O(shè)計(jì)替換實(shí)施例而不 會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。另外，各種實(shí)施例的眾所周知的元素將不被詳細(xì)描述或?qū)⒈皇∪ヒ?免湮沒各種實(shí)施例的相關(guān)細(xì)節(jié)。
[0029] 措辭"示例性"在本文中用于表示"用作示例、實(shí)例或解說"。本文中描述為"示例 性"的任何實(shí)施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實(shí)施例。同樣，術(shù)語"實(shí)施例"或"本發(fā)明 的實(shí)施例"不要求所有的實(shí)施例都包括所討論的特征、優(yōu)點(diǎn)或操作模式。
[0030] 本文所使用的術(shù)語僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而并不旨在限定各實(shí)施例。如 本文所使用的，單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"該"旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明 確指示并非如此。還將理解，術(shù)語"包括"、"具有"、"包含"和/或"含有"在本文中使用時(shí) 指定所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、和/或組件的存在，但并不排除一個(gè)或多個(gè)其 他特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、組件和/或其群組的存在或添加。
[0031] 此外，許多實(shí)施例是根據(jù)將由例如計(jì)算設(shè)備的元件執(zhí)行的動(dòng)作序列來描述的。將 認(rèn)識到，本文中所描述的各種動(dòng)作能由專用電路（例如，專用集成電路（ASIC))、由正被一 個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令、或由這兩者的組合來執(zhí)行。另外，本文描述的這些動(dòng)作序 列可被認(rèn)為是完全體現(xiàn)在任何形式的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)內(nèi)，其內(nèi)存儲有一經(jīng)執(zhí)行就將使 相關(guān)聯(lián)的處理器執(zhí)行本文所描述的功能性的相應(yīng)計(jì)算機(jī)指令集。因此，各個(gè)實(shí)施例的各種 方面可以用數(shù)種不同形式來體現(xiàn)，所有這些形式都已被構(gòu)想為落在所要求保護(hù)的主題內(nèi)容 的范圍內(nèi)。另外，對于本文描述的每個(gè)實(shí)施例，任何此類實(shí)施例的對應(yīng)形式可在本文被描述 為例如"被配置成執(zhí)行所描述的動(dòng)作的邏輯"。
[0032] 圖1解說根據(jù)一實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)控制器110和用戶裝備（UE) 130。網(wǎng)絡(luò)控制器 110包括可操控天線陣112、波束控制器114、收發(fā)機(jī)116、傳感器模塊118、專用集成電 路（ASIC) 120 (或其他處理器、微處理器、邏輯電路、或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備）、以及存儲器 122。存儲器122可以包括只讀存儲器（ROM)或隨機(jī)存取存儲器（RAM)、電可擦除可編程 ROM(EEPROM)、閃存卡或者各計(jì)算機(jī)平臺通用的任何存儲器。存儲器122可以包括可保持未 在活躍地使用的應(yīng)用的本地?cái)?shù)據(jù)庫。本地?cái)?shù)據(jù)庫可以是閃存單元，但也可以是本領(lǐng)域已知 的任何副存儲設(shè)備，諸如磁性介質(zhì)、EEPR0M、光學(xué)介質(zhì)、磁帶、軟盤或硬盤等等。如本領(lǐng)域已 知的，網(wǎng)絡(luò)控制器110的內(nèi)部組件可以能在操作上耦合至外部設(shè)備，諸如天線112。
[0033] UE 130包括可操控天線陣132、波束控制器134、收發(fā)機(jī)136、傳感器模塊138、ASIC 140 (或其他處理器、微處理器、邏輯電路、或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備）、以及存儲器142。類似于 存儲器122,存儲器142可以包括ROM或RAM、EEPROM、閃存卡或者各計(jì)算機(jī)平臺通用的任何 存儲器。存儲器122可以包括可保持未在活躍地使用的應(yīng)用的本地?cái)?shù)據(jù)庫。本地?cái)?shù)據(jù)庫可 以是閃存單元，但也可以是本領(lǐng)域已知的任何副存儲設(shè)備，諸如磁性介質(zhì)、EEPR0M、光學(xué)介 質(zhì)、磁帶、軟盤或硬盤等等。如本領(lǐng)域已知的，UE 130的內(nèi)部組件可以能在操作上耦合至外 部設(shè)備，諸如天線132。
[0034] 天線陣112可以是相控天線陣。替換地，盡管網(wǎng)絡(luò)控制器110和UE 130被示為具 有天線陣（112和132)，但也可利用其他硬件，諸如更多或更少的天線或者單個(gè)高度定向天 線。
[0035] 因而，各個(gè)實(shí)施例可以包括UE，該UE包括執(zhí)行本文所述功能的能力。如本領(lǐng)域技 術(shù)人員將理解的，各個(gè)邏輯元件可以實(shí)施為分立元件、在處理器上執(zhí)行的軟件模塊、或者用 于達(dá)成本文所公開的功能性的軟件與硬件的任何組合。例如，ASIC 120或140以及存儲器 122或142可以全部協(xié)作地用于加載、存儲和執(zhí)行本文所公開的各個(gè)功能，且因此用于執(zhí)行 這些功能的邏輯可以分布在各個(gè)元件上。替換地，功能性可以被納入到一個(gè)分立組件中。因 此，圖1中網(wǎng)絡(luò)控制器110和UE 130的特征僅被認(rèn)為是解說性的，且本發(fā)明不限于所解說 的特征或安排。
[0036] 在操作中，UE 130可以進(jìn)入由網(wǎng)絡(luò)控制器110控制的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，或者可以在該區(qū) 域中被加電。UE 130可以監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器110所作出的周期性信標(biāo)傳輸，并且基于對信標(biāo) 傳輸?shù)慕邮?，可以向網(wǎng)絡(luò)控制器110傳送關(guān)聯(lián)請求信號。
[0037] 60GHz頻帶內(nèi)的無線通信具有因其高頻率而造成的大路徑損耗的特征。因此，發(fā)射 天線和接收天線的增益必須增大以滿足鏈路預(yù)算要求。高增益天線將相對窄波束的無線電 波引導(dǎo)在特定方向上。正因如此，安裝相控天線陣以便執(zhí)行自適應(yīng)波束成形。
[0038] 60GHz頻帶可用于無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN)。隨著接收機(jī)設(shè)備（諸如膝上型電腦、平板、 相機(jī)、蜂窩電話、PDA等）從房間內(nèi)的第一位置移至第二位置，它可能必須從一個(gè)波束切換 至另一個(gè)波束。然而，接收機(jī)不知道毗鄰/交疊的波束指向哪些方向。因此，接收機(jī)需要確 定哪個(gè)波束是它可連接至的最佳波束。
[0039] 各個(gè)實(shí)施例生成球面分區(qū)圖以描述波束方向和束寬（本文中稱為"球面分區(qū)"）。 接著，各個(gè)實(shí)施例選擇為每個(gè)區(qū)劃提供最大實(shí)現(xiàn)增益的相控天線陣尺寸（本文稱為"實(shí)現(xiàn) 分區(qū)"）。最后，各個(gè)實(shí)施例使用分區(qū)繪圖來跟蹤最佳可用波束（本文稱為"波束跟蹤和完 善"）。
[0040] 相棹天線陣
[0041] 60GHz頻帶內(nèi)的無線通信具有因其高頻率而造成的大路徑損耗的特征。因此，發(fā)射 天線和接收天線的增益必須增大以滿足鏈路預(yù)算要求。高增益天線將相對窄波束的無線電 波引導(dǎo)在特定方向上。正因如此，安裝相控天線陣以便執(zhí)行自適應(yīng)波束成形。