专利名称：通过空间复用调度无线链接的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及电信网络，尤其涉及在电信网路中的设备调度。
背景技术：
无线通信网络被设计为用于在设备之间的方便的数据交换。网络中一个设备与另一个设备之间的通信出现在无线链接两端，其中发送设备或发送器从其天线发出某些电磁 信号，这些电磁信号在无线链接上传播并且被接收设备或接收器的天线获得。近年来，工作在60GHz频带下的毫米波系统已经被规定为在小范围(通常高达IOm)内提供几千兆位每秒(Gbps)的数据速率。60GHz频带中可用的极宽带宽(在大部分主要辖区内为7GHz)意味着无线网络能够提供高达几千兆位每秒(Gbps)的极高数据吞吐量以支持(例如，高分辨率视频流的应用和设备之间的高速批量数据下载/上载)应用。此夕卜，60GHz无线网络的一个特性是，由于小RF波长(约5mm)，需要高天线增益以在具有有限发送功率(通常最大IOdBm)的宽带宽上达到所需的信噪比(SNR)。因此，网络中的设备可采用方向性天线，并且可适应性地调整天线波束以使每对设备之间的链接质量最大化。方向性天线原则上可用于空间复用，即，天线的方向性可降低同一个网络中的多对成对设备之间的相互干涉，使得它们可被共同调度以便于在同一个信道上同时发送(即，在同一个频带中并在同一时刻)。在这种网络中，设备调度(例如，用于对设备进行进一步资源分配)通过网络协调设备或网络协调器执行。网络协调器是网络的一部分并且还可以被调度以或者作为接收器或者作为发送器与另一个设备成对地通信。当设备想要加入这种无线电信网络时，该设备向网络协调器发送请求，网络协调器将进一步调度该设备以进行通信。此外，在激活链接中的多对成对设备，即已经被调度或已经作出调度请求且正在等待调度的多对成对设备通常周期性地执行波束训练过程(training procedure),以便确定用于两侧的最佳(高度方向性)波束图案。在美国专利申请“Techniquesfor Wireless Personal Area NetworkCommunications With Efficient Spatial Reuse (用于具有有效空间复用的无线个人局域网通信的技术)” (11/855862)中，通过网络协调器生成了干涉矩阵，该网络协调器的原理包括对干涉功率的估计，该干涉功率是指将由一对设备中的一个链接引发至另一对设备中的另一个链接(在这两个链接被共同调用时)的干涉功率。这种干涉矩阵通过接收器生成，该接收器在不同时刻(即，依次)收听来自其它链接(即，在其它设备对中)的发送器的信号。该信号功率随后由接收器报告给网络协调器。随后，当待调度设备作出的请求，如果用纯TDMA (即，不使用空间复用)无法满足时，则查阅干涉矩阵以找到具有低相互干涉的可被共同调度的链接(即，空间复用)以便产生空间来授予给新的请求。该解决方案的缺点在于，由于各对设备的波束训练(beam training)是独立执行的，并且使用有限集合的波束图案，且该波束图案未被优化以使干涉最小化，故将很大程度降低空间复用的可能的数量，从而该网络的综合数据吞吐量将不是最优的。此外，由于数据交通的突发性特性，在数据通信期间所检测到的干涉水平不是进一步确定哪一对设备可被共同调度的最佳参数，因为它们可能不代表将在该对被共同调用时出现的最差情况的干涉。此外，一旦某共同调度已经授予给多对成对设备，能够不再通过该解决方案确定每个单独链接之间的相互干涉，并且需要撤回共同调度，这可能导致某些链接掉线或运行中断。现在，还没有一种允许降低干涉并因此改善这种无线电信系统的效率的有效调度设备的解决方案。现在，需要一种能够方便地对现有通信基础设施实施的有效的设备调度解决方案。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点和/或对现有技术作出改进。在这个意义上，本发明提出了一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的方法，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，对于电信 网络中的协调设备，所述方法包括以下步骤-向所述多对成对设备中的每一个发送器分配不同的时间间隔以发射训练信号(training signal),所述训练信号允许确定信道估计，-从至少一个接收器获取信道信息，所述至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计，-在同一个时间间隔中，在所述多对成对设备中的成对设备的集合中，对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。接收器利用由发送器发射的训练信号而确定信道估计，通过使用所确定的信道估计允许精确定义成对设备(或配对设备)，在质量指示器(所述质量指示器使用与从所述成对设备的所述接收器获得的利用相关信道估计进行确定)验证通过或符合预定义的标准时，可同时调用所精确定义的成对设备(或配对设备)。的被共同调用的。本发明还提出了一种根据权利要求2的调用成对设备的方法。该方法的优点是允许网络协调器计算，并允许使用对应于在所述发送器与考虑当共同调用时由其他成对设备发射信号的配对接收器之间的信道上进行发送的最佳方式(由于其基于信道估计)的给定的发送器的发送器波束成形向量。本发明还提出了一种根据权利要求3的调用成对设备的方法。该方法的优点是允许网络协调器计算，并允许使用对应于在所述接收器与考虑当共同调用时由其他成对设备发射信号的配对发送器之间的信道上进行接收的最佳方式(由于其基于信道估计)的给定的接收器的接收器波束成形向量。本发明还提出了一种根据权利要求4的调用成对设备的方法。通过定义设备的子集，根据本发明的方法允许成对设备的子集被选择，该成对设备被进一步预计为适于共同调度而不为电信网络的通信带来任何信号传输开销。由于无线网络中的设备在许多使用情况下是游动的，故即使接收器和网络协调器仅偶尔直接通信，所获得的对接收器空间分离的估计在大多是情况下都将是可靠的。子集创建可针对评估和共同调用执行，不一定直接向子集中的所有设备分配资源。因此，对于给定成对设备，即使储存在网络协调器上的接收器空间分离的估计是过时的，但对网络的性能也没有任何影响，仅有开销的可能的轻微增长，以获得激活链接中的额外的成对设备的最新信道信息，以便在适于共同调度的激活链接中找到足够的成对设备。此外，子集的使用允许不再频繁地重新调度成对设备，从而降低了电信网络中的开销，因此改善了所述电信网络的效率。本发明还提出了一种根据权利要求5所述的调用成对设备的方法。本发明还提出了一种根据权利要求6所述的调用成对设备的方法。本发明还提出了一种根据权利要求7所述的网络协调设备，该网络协调设备具有与相关方法类似的优点。
本发明还提出了一种根据权利要求7所述的网络协调设备，该网络协调设备具有与相关方法类似的优点本发明还提出了一种根据权利要求11所述的网络协调设备，该网络协调设备具有与相关方法类似的优点本发明还提出了一种根据权利要求13所述的系统，该系统提供与相关方法类似的优点。本发明还提出了一种根据权利要求14所述的计算机可读程序，该计算机可读程序提供与相关方法类似的优点。本发明还提出了一种根据权利要求15所述的计算机可读程序，该计算机可读程序提供与相关方法类似的优点。
将通过示例性的实施例并参照附图单独描述本发明的实施方式，相同部件具有相应的参考标号，其中图IA示意性地示出了根据本发明的实施方式的系统；图IB示意性地示出了根据本发明的实施方式的系统；图2A示意性地示出了根据本发明的实施方式的时域帧；图2B示意性地示出了根据本发明的实施方式的时域帧；图3A示意性地示出了根据本发明的实施方式的切换时扇形天线组件；图3B示意性地示出了根据本发明的实施方式的相控阵列天线组件；图4A示意性地示出了根据本发明的实施方式的网路协调器；图4B示意性地示出了根据本发明的实施方式的接收器120 ；图5A示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法；图5B示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法；图5C示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法；图6示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法。
具体实施例方式下文是示例性实施方式的描述，当结合附图时，下文将展示上面提到的特征和优点并引入其他特征和优点。在下面的描述中，出于解释而非限制的目的，陈述了诸如架构、接口、技术、设备等的具体细节以用于说明。然而，对本领域技术人员显而易见的是，背离这些细节的其他实施方式将被理解为落入所附权利要求的范围内。此外，为了清楚起见，已知设备、系统和方法的详细说明被省略，以免使本系统的说明变得难以理解。此外，电信网络中的路由器、服务器、节点、网关或其它实体不被详细描述，因为它们的实施超出了本系统和方法的范围。除非特别指出，示例性实施方式将在后面在其对无线电信网络的至少一个设备的应用中描述。此外，应清楚地理解，附图仅作为示意性用途，并且不代表本系统的范围。图IA描述了根据本发明的系统的示意性实施方式。在该示意性实施方式中，该系统包括电信网络10，在电信网络10中，设备(DEV)可进行通信。某些设备可成对地通信，其中，在每对设备中，发送设备或发送器向接收设备或接收器120发送110数据(或与接收设备或接收器120通信)。设备130和设备140可能希望加入电信网络10并被调度以便 于设备130向设备140发送数据。电信网络10中的一个设备充当网络协调器100 (诸如，微微网协调器(PNC))并调度设备以进行成对通信(即在一对设备的发送器和接收器之间进行成对通信)。为了加入电信网络10，设备130或140可发送请求以加入网络，以使该成对设备130、140被网络协调器100调度并可选地进一步被分配资源(例如，时间槽)。被调度的成对设备以及已经作出调度请求但正在等待调度的成对设备通过激活链接成对。在IEEE 802. 11. TGad标准群中，例如，空间复用可应用的电信网络10被称为个人基本服务集(PBSS)(或独立基本服务集(IBSS))，设备被称为基站(STA)，并且协调器可称为PCP (PBSS控制点)。例如，在IEEE 802. 15. 3c标准中，电信网络10被称为微微网(piconet)，设备被称为DEV，并且该网络中的一个设备被分配为网络协调器100，网络协调器100被称为微微网协调器(PNC)—这个术语被用于下面的描述中。然而，本领域技术人员应理解，本发明的范围不限于具体标准、协议或术语，并且可被应用于具有任何频带中的方向性天线的任何无线通信网络。当成对设备已经被调度时，它们可由网络协调器100进一步分配资源(例如，时间槽)。这些成对设备可以(但非必须)使用这些被分配资源以与成对的相应(配对)设备发送和接收数据(即，通信)。如图IA所述，例如，发送设备DEVI、DEV3和DEV5分别与接收设备DEV7、DEV6和DEV5成对地(S卩，被配对)通信，而设备DEV4和DEV2尚未被网络协调器100调度，但希望能够从发送设备DEV4通信至接收设备DEV2。图IB描述了根据本发明的系统的示意性实施方式，其中设备150的子集可在通信网路10中预定义，如下面进一步描述。该子集可包括例如彼此间几乎不可能产生干涉的成对设备，而允许以较慢的频率调用成对设备。子集定义将在下文中参照图5A关联根据本发明的方法描述。由于发射器DEV1、DEV3和DEV8分别与接收器DEV7、DEV6和DEV5成对地通信，故各成对设备中的每一个接收器120均可接收由发送器110发送的信号，S卩，来自配对的发送设备和来自其它成对设备的发送器的信号。例如，接收器DEV5可接收来自发送器DEVI、DEV3和DEV8的信号。此外，DEV5还可接收来自DEV4的信号，DEV4可发送数据以加入电信网络10或在天线或波束成形训练过程(将在下文描述)期间，即在与DEV2通信之前。在现有的60GHz频带系统例如某些无线个人局域网(WPAN)中，无线网络被称为微微网，设备被称为DEV，并且该网络中的一个设备被分配为网络协调器，网络协调器被称为微微网协调器(PNC)。在这种网络中，网络中的不同设备所进行的传输可被格式化为被称为超帧的时域结构。图2A和2B描述了根据本发明的时域结构或超帧200的示意性实施方式。超帧200开始于短信标，信标由PNC 100使用低速率拟全方位模式发送至所有设备。该信标包含一般的网络信令信息，以及在信道时间分配期间(CTAP)被授予给成对设备之间的具体链接的信道访问的时机调度。在信标之后是竞争访问期间(CAP)。在CAP期间，设备可使用随机的基于竞争的访问彼此通信。CAP通常(但不限于)用于发送介质访问控制(MAC)帧和确认。在CAP之后是CTAP，CTAP通常是超帧的最长部分，并且是设备使用被调度的时域多重访问(TDMA)彼此高效传输数据的时间。PNC调度成对设备之间的链接以在CTAP内的不同时刻进行通信。分配给一个链接的时间段被称为CTA (信道时间分配)。CTAP可包括一个或多个CTA，CTA可被分配给不同链接。在给定CTA中，数据流基本上是单向的，然而，在某些情况下，接收DEV可在同一个CTA期间向发送器发送确认帧。如果CTAP内的CTA是非重叠的，并且CTA仅被分配给一个链接，则不存在空间复用。如果CTA被分配给多个链接，则存在空间复用。当新的设备搜索微微网以寻求加入时，其首先尝试检测PNC所发送的信标，最后在CAP期间以拟全方位模式(因为正确的波束图案在最初是未知的)发送关联请求。在关联期间，该设备通知PNC从PNC应该用于将来传输的拟全方位集到该设备的最佳(宽方向性)波束图案。此外，在许多情况下，PNC和设备将执行特定波束训练过程(training procedure),以确定用于两侧的最佳(高度方向性)波束图案。希望在CTAP期间向另一个设备发送数据的设备在CAP期间向PNC作出信道时间请求。该请求包含该链接的源设备和终点设备ID，以及需要信道访问的时间长度。在许多情况下，该设备可希望在很长一段时间内交换数据流，在这种情况下，可在每个超帧中(或一次性在多个超帧中)无限期地作出针对常规的信道访问(regular channel access)的单个请求。在接收请求之后,PNC试图在CTAP内找出满足该需求的未使用时期。如果该时期被找到，则PNC调度用于该链接的CTA，并在相应的后续超帧的信标中包括调度信息。在传统的60GHz无线网络，诸如IEEE 802. 15. 3c中，如果CTAP内的未使用时期不足以满足该请求，则其将被否定，并且该对DEV将不被允许进行通信。然而，在允许空间复用的无线网络中，PNC反而将尝试共同调度相同CTA中的某些链接，使得该请求能够被满足。如果这些链接之间的相互干涉(如在接收器处观察到的)足够小，则该空间复用导致该网络的综合数据吞吐量增加。通常，各链接的发送和接收设备独立执行被称为波束成形训练过程的天线训练过程(或点对点波束成形训练过程，即，在发送器和接收器之间)，以确定使该发送和接收设备的链接的信号强度最大化的信号波束图案。然而，尤其在多个链接的接收设备紧密间隔和/或无线传播信道具有显著多路径的情况下，这个过程不足以确保具有空间复用的相互干涉不会导致数据吞吐量的显著劣化。点对点波束成形向量是从点对点波束成形训练过程(即发送器和接收器之间)导出的向量，然而，协作的波束成形向量是从接收器与多个发送器之间的播出形成波束成形训练过程导出的向量。图2A描述了根据本发明的超帧200的示意性实施方式，其中成对设备均被分配不同的时间间隔(即，使用纯时分多址(TDMA))，不需要共同调度)。在各超帧200中，信标210后紧接着是竞争访问时期(CAP) 220，随后是信道时间分配时期(CTAP) 230，信道时间分配时期(CTAP) 230包括连续的信道时间分配(CTA)，例如CTA1232、CTA2234、CTA3236、以及可选地未分配的资源238。成对设备(DEVl，DEV7 )可被分配CTAl232，而成对设备(DEV3，DEV6 )和成对设备(DEV8，DEV5)可分别被分配CTA2234和CTA3236。图2B描述了根据本发明的超帧200的示意性实施方式，其中某些成对设备被分配同一个CTA (S卩，同一个时间间隔)中的资源，或者换言之，某些成对设备或链接被共同调度。在各超帧200中，信标210后紧接着是竞争访问时期(CAP) 220，随后是信道时间分配时期(CTAP) 230，信道时间分配时期(CTAP) 230包括连续的信道时间分配(CTA)，例如CTA1232、CTA2234、以及可选地未分配的资源238。成对设备(DEV1，DEV7)可被分配CTA1232，成对设备(DEV3，DEV6)、成对设备(DEV8，DEV5)和成对设备(DEV4，DEV2)可分别被分配CTA2234，即在CTA 234中被共同调用，而CTA2234之后超帧200中所剩余的时间间隔238可保持未分配。在根据本发明的系统中，每个设备均可使用方向性天线。例如，两种类型的方向性天线组件可用于60GHz频带设备中切换时扇形天线组件和相控阵列天线组件。切换时扇形天线(其示例在图3A中示出)包括具有适度方向性(moderate directionality)的多个固定天线元件，每个固定天线元件覆盖空间的不同区域。一次只有一个元件是激活的(active)，并且通常通过控制无线频率(RF)开关来选择激活元件。相控阵列天线组件(其示例在图3B中示出)包括多个天线元件,每个天线元件通常接近全方位。这些元件通过单独的可变移相器(以及某些可变增益控制器，诸如衰减器)连接在一起。多个元件一起形成具有高度方向性的波束(取决于元件的数量)，在这种情况下，通过控制可变移相器(以及衰 减器)来改变波束的图案。本发明所应用的天线组件不限于这两种组件类型，并且可以是具有可选和/或可训练(trainable)方向性天线的任何其它天线技术，诸如复联切换RF相控阵列、类光和Rotman透镜波束成形器、完全数字化天线阵列等。图4A描述了根据本发明的网络协调器100的示意性实施方式。在根据本发明的网络协调器100的示意性实施方式中，网络协调器100可包括子集定义单元400。子集定义单元400允许基于指示器，例如所述成对设备之间的空间分离的指示器(下面参照图5A和5B的行为给出的指示器的某些其它示例)，来预定义成对设备的集合(至少一个集合)。换言之，子集定义单元400允许确定电信网络10中的设备的子集，以用于各子集中的部分或全部设备的进一步共同调度。例如，如果激活链接中的成对设备的数量不太大，则网络协调器100可通过激活链接中的全部成对设备执行根据本发明的方法。然而，如果激活链接中的成对设备的数量很大，则网络协调器100可决定仅通过激活链接的一个或多个子集执行根据本发明的方法，在这种情况下，各子集包括网络协调器100有可能成功地共同调度的、激活链接中的成对设备。例如，这些子集可通过计算来自网络协调器100已知的信息(例如，激活链接中的各成对设备的空间分离的指示器)的某些值来进行选择。在使用空间分离指示器的情况下，具有最广地间隔的接收器的激活链接可被包含在同一个子集中，因为更有可能成功实现共同调度，因而具有紧密间隔的接收器的激活链接可从同一个子集中排除，因为如果它们被共同调度，则相互干涉有可能很大。在根据本发明的网络协调器的示意性实施方式中，其中成对设备被空间分离并且所述空间分离由空间分离指示器量化，子集定义单元400可包括用于使用空间分离指示器在多对成对设备中定义成对设备的子集的装置。在根据本发明的网络协调器的示意性实施方式中，网络协调器100可包括分配单元410，分配单元410包括为设备分配时间间隔的装置。例如，分配单元410可用于向多对成对设备的发送器中的每一个分配不同的时间间隔以发射训练信号，所述训练信号允许确定信道估计(即，用于执行如下文所描述的参照图5A的步骤510)或用于进一步向被调度的成对设备分配时间间隔。网络协调器100可包括获取单元420，获取单元420包括用于从至少一个接收器获取信道信息的装置，该至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对设备中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计。网络协调器100还可包括调度单元430，调度单元430包括在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度的装置，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器(即，执行如下面所述的参照图5A的步骤570)。在根据本发明的网络协调器的示意性实施方式中，网络协调设备允许调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述网络协调设备包括-装置410，用于向所述多对成对设备的发送器中的每一个分配不同的时间间隔以发射训练信号，所述训练信号允许确定信道估计， -装置420，用于从至少一个接收器获取信道信息，该至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对设备中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计，-装置430,用于在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。在根据本发明的网络协调器的示意性实施方式中，网络协调设备还可包括用于利用与被调度的成对设备关联的信道估计来确定发送器波束成形向量的装置(可例如被包括在调度单元430中)；和用于向被调度的成对设备的每个相关发送器发送所述发送器波束成形向量的装置，所述发送器波速成形向量允许发送器在时间间隔内进行发送的发送配置。在根据本发明的网络协调器的示意性实施方式中，网络协调器100可包括确定单元432，确定单元432包括用于在多对成对设备中确定导致最大干涉的成对设备的装置。在根据本发明的网络协调器的示意性实施方式中，网络协调器100可包括移除单元434，移除单元434包括用于从多个设备的集合中移除所述成对设备的装置。图4B描述了根据本发明的接收器120的示意性实施方式，其中接收器120可包括-接收单元440，接收单元440包括用于接收由多对成对设备中的至少一个发送器发射的训练信号的装置，-确定单元450，确定单元450包括用于通过对至少一个被接收训练信号进行分析而确定信道信息的装置，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计，-发送单元460，发送单元460包括用于当所述成对设备在多对成对设备中的、通过质量指示器根据预定义标准验证了的成对设备的集合中时，向电信网络中的网络协调器发送信道信息以进一步调度包括该接收器的成对设备的装置，使用从所述成对设备的集合中的成对设备的接收器获得的信道估计来确定所述质量指示器。在根据本发明的接收器的示意性实施方式中，接收器可进一步包括用于接收接收器波束成形向量的装置，所述接收器波束成形向量允许接收器的在时间间隔内进行接收的接收器配置。在根据本发明的系统的示意性实施方式中，该系统允许调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述系统包括-电信网络，包括多对成对设备，
-网络协调设备，包括-用于向所述多对成对设备的发送器中的每一个分配不同的时间间隔以发射训练信号的装置，所述训练信号允许确定信道估计，-用于从至少一个接收器获取信道信息的装置，该至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对设备中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计，-在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指不器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度的装置，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。-至少一个接收器，用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述接收器包括-用于接收由多对成对设备中的至少一个发送器发射的训练信号的装置，-用于通过对至少一个被接收训练信号进行分析而确定信道信息的装置，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计，-用于当所述成对设备在多对成对设备中的、通过质量指示器根据预定义标准验证了的成对设备的集合中时，向电信网络中的网络协调器发送信道信息以进一步调度包括该接收器的成对设备的装置，所述质量指示器使用从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定。图5A、5B和5C描述了根据本发明的示意性实施方式。该方法允许调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，对于电信网络中的协调设备，所述方法包括-步骤510，允许向所述多对成对设备的发送器中的每一个分配不同的时间间隔以发射训练信号，所述训练信号允许确定信道估计；-步骤560，允许从至少一个接收器获取信道信息，该至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对设备中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计；-步骤570，允许在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。下面的示意性实施方式出于示意性目的而参照图1A、1B、2A和2B示出根据本发明的方法。如图IA和IB所示，电信网络10，例如微微网，包括八个设备(DEV)，其中DEV7充当网络协调器100或PNC。存在已经被PNC 100分配资源的初始的三个激活链接，这三个激活链接由DEVl — DEV7、DEV3 — DEV6和DEV8 — DEV5给定。这些激活链接由PNC在不同CTA中调度(即，使用如图2所示的纯TDMA)。最初，DEV2和DEV4与微微网关联但不主动通信。换言之，DEV2和DEV4中的至少一个已经与PNC 100交换至少一个消息以关联该网络，并且还能够请求资源分配以与其它设备通信。在未来某个时候，DEV4向PNC作出信道时间请求以在CTAP内的某一时间段内建立激活链接DEV4 — DEV2。由于CTAP中所存在的剩余时间不足以同意该请求，故PNC开始了通过下面所述的空间复用共同调度某个激活链接的 过程。步骤510允许网络协调设备100向多对成对设备的发送器中的每一个分配不同的时间间隔以发射训练信号，所述训练信号允许确定信道估计。为了使接收器如下面所述在步骤520中提供信道信息，网络协调器100向激活链接中的每对设备分配不同的时间间隔或CTA以用于该目的(例如，向激活链接中的每对设备中的发送器分配，因为由一个发送器和(通常)多个接收器所使用的时间槽正在收听传输)并在超帧200的信标中通知成对设备(各对设备中的接收器或发送器之一或二者、或仅各对设备中的发送器、或仅各对设备中的接收器)这个消息。为了使干涉不降低所获得的信道信息质量，该CTA (优选地)不应由任何其它链接或其它波束训练过程共同调度。用于激活链接中的每对设备的CTA不一定需要在同一个超帧中被调度。步骤520允许多对成对设备中的发送器(可能已经被分配不同的时间间隔)发射训练信号以执行交叉链接波束训练过程。用于多对成对设备中的激活链接i中的给定成对设备的交叉链接波束训练过程以如下方式执行。激活链接i中的成对设备的发送器连续发送预定训练信号的副本，预定训练信号本身连续重复巧()次。对于每个副本，根据大小为
二欠"的预定的发送码本使用不同的波束成形向量。子集中的激活链接k中的各对设备的接收器根据大小为的预定的接收器码本，使用不同的波束成形向量在W副本的每个集合内捕获这些训练信号。这种交叉链接波束训练过程的优点在于，多对成对设备中的激活链接k中的一对或多对成对设备的接收器捕获这些训练信号，然而在现有的波束训练过程中，仅同一个链接k= i的接收DEV捕获该训练信号。此外，虽然现有波束训练过程被用于根据码本直接确定最佳波束成形向量(例如，通过选择导致最大被接受信号功率的组合)，但在交叉链接波束训练过程中，其被用于确定信道估计。在交叉链接波束训练过程期间分别由激活链接中的成对设备的发送器和接收器使用的码本矩阵Wi和Di可被定义为如下形式
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权利要求
1.一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的方法，所述多对成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，对于电信网络中的协调设备，所述方法包括 -向所述多对成对设备中的每一个发送器分配不同的时间间隔以发射训练信号，所述训练信号允许确定信道估计； -从至少一个接收器获取信道信息，所述至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收的训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收的训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计； -在同一个时间间隔中，在所述多对成对设备中的成对设备的集合中，对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。
2.根据权利要求I所述的方法，所述方法还包括以下步骤 使用与被调度的成对设备关联的信道估计确定发送器波束成形向量，并向被调度的成对设备的每个相关发送器发送所述发送器波束成形向量，所述发送器波速成形向量允许发送器在所述时间间隔内发送具有与由所述接收器确定的信道估计关联的空间波束图案的信号。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤 使用与被调度的成对设备关联的信道估计确定接收器波束成形向量，并向被调度的成对设备的每个相关接收器发送所述接收器波束成形向量，所述接收器波速成形向量允许接收器在时间间隔内接收具有与由所述接收器确定的信道估计关联的空间波束图案的信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中成对设备空间分离，并且所述空间分离通过空间分离指示器量化， 所述方法还可包括 使用所述空间分离指示器在所述多对成对设备中限定成对设备的子集的主要步骤，并且所述方法的步骤在成对设备的至少一个所限定的子集中执行。
5.一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的方法，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，对于电信网络中的协调设备，所述方法包括 -接收由所述多对成对设备中的至少一个发送器发射的训练信号； -通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定信道信息，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的发送器之间的信道的至少一个信道估计； -当所述成对设备在所述多对成对设备中的、通过质量指示器根据预定义标准验证了的成对设备的集合中时，向所述电信网络中的网络协调器发送所述信道信息以对包括所述接收器的成对设备进行调度，其中使用从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计来确定所述质量指示器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述信道估计是频域信道估计、窄带多输入多输出信道矩阵、发送器侧空间协方差矩阵或发送器侧空间协方差矩阵的特征向量和特征值中的一种。
7.一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的网络协调设备，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述网络协调设备包括 -向所述多对成对设备的发送器中的每一个分配不同时间间隔以发射训练信号的装置，所述训练信号允许确定信道估计； -从至少一个接收器获取信道信息的装置，所述至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计； -在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度的装置，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。
8.根据权利要求7所述的网络协调设备，所述网络协调设备还包括使 用与被调度的成对设备关联的信道估计确定发送器波束成形向量的装置；以及 向被调度的成对设备的每个相关发送器发送所述发送器波束成形向量的装置，所述发送器波速成形向量允许发送器在所述时间间隔内发送具有与由所述接收器确定的信道估计关联的空间波束图案的信号。
9.根据前述权利要求7至8中任一项所述的网络协调设备，所述网络协调设备还包括 使用与被调度的成对设备关联的信道估计确定接收器波束成形向量的装置；以及 向被调度的成对设备的每个相关接收器发送所述接收器波束成形向量的装置，所述接收器波速成形向量允许接收器在时间间隔内接收具有与由所述接收器确定的信道估计关联的空间波束图案的信号。
10.根据前述权利要求7至9中任一项所述的网络协调设备，其中成对设备空间分离，并且所述空间分离通过空间分离指示器量化， 所述网络协调设备还可包括 使用所述空间分离指示器在所述多对成对设备中限定成对设备的子集的装置。
11.一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的接收器，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述接收器包括 -接收由所述多对成对设备中的至少一个发送器发射的训练信号的装置； -通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定信道信息的装置，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的发送器之间的信道的至少一个信道估计； -当所述成对设备在所述多对成对设备中的、通过质量指示器根据预定义标准验证了的成对设备的集合中时，向所述电信网络中的网络协调器发送所述信道信息以对包括所述接收器的成对设备进行调度的装置，使用从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计来确定所述质量指示器。
12.根据权利要求11所述的接收器，所述接收器还包括 接收接收器波束成形相邻的装置，所述接收器波束成形向量允许接收器在所述时间间隔内接收具有与由所述接收器确定的信道估计关联的空间波束图案的信号。
13.一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的系统，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述系统包括 -电信网络，包括多对成对设备， -网络协调设备，包括 -向所述多对成对设备的发送器中的每一个分配不同的时间间隔以发射训练信号的装置，所述训练信号允许确定信道估计， -从至少一个接收器获取信道信息的装置，所述至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计， -在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度的装置，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器； -至少一个接收器，调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，所述接收器包括 -接收由所述多对成对设备中的至少一个发送器发射的训练信号的装置， -通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定信道信息的装置，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的发送器之间的信道的至少一个信道估计， -当所述成对设备在所述多对成对设备中的、通过质量指示器根据预定义标准验证了的成对设备的集合中时，向所述电信网络中的网络协调器发送所述信道信息以进行包括所述接收器的成对设备的调度的装置，使用从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计来确定所述质量指示器。
14.一种计算机可读媒介，其具有计算机可执行指令以允许计算机系统执行根据权利要求1、2、3、4或6中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读媒介，其具有计算机可执行指令以允许计算机系统执行根据权利要求5或6中任一项所述的方法。
全文摘要
一种用于调度多对成对设备中的成对设备以在电信网络中进行成对通信的方法，所述成对设备中的每一对均包括发送器和接收器，对于电信网络中的协调设备，所述方法包括以下步骤向所述多对成对设备中的每一个发送器分配不同的时间间隔以发射训练信号，所述训练信号允许确定信道估计；从至少一个接收器获取信道信息，所述至少一个接收器包含在多对成对设备中的一对中并已经接收由所述发送器中的至少一个发射的训练信号，所述信道信息由所述接收器通过对所述至少一个被接收训练信号进行分析而确定，所述信道信息包括所述接收器与已经发射所述至少一个被接收训练信号的所述发送器之间的信道的至少一个信道估计；在同一个时间间隔中、在所述多对成对设备中的成对设备的集合中、对质量指示器根据预定标准验证了的、成对设备进行成对通信调度，其中，通过从所述集合中的成对设备的接收器获得的信道估计确定所述质量指示器。
文档编号H04W72/08GK102870483SQ201180021919
公开日2013年1月9日 申请日期2011年5月2日 优先权日2010年4月30日
发明者托马斯·德哈姆 申请人:法国电信公司