用于波束成形链路的切换的装置、系统和方法
【专利说明】用于波束成形链路的切换的装置、系统和方法
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求2013年I月21日提交的标题为“用于波束成形链路的切换的装置、系统和方法”的美国临时专利申请N0.61/754，720的权益和优先权，其全部内容通过引用被合并于此。
技术领域
[0003]这里描述的实施例一般涉及对由天线阵列形成的波束成形链路的切换。
【背景技术】
[0004]—些无线通信系统可以通过毫米波(mm Wave)频带(如60GHz频带)来进行通信。毫米波传播与较低频带(如2.4-5GHZ的频带)相比具有若干主要的区别特点。例如，毫米波传播可具有比更低频带中的传播损耗更大的传播损耗，并且可以具有准光学传播特性。
[0005]毫米波通信系统可以使用高增益定向天线，以补偿大的路径损耗和/或使用波束控制技术。设计合适的天线系统和/或其它信号处理是毫米波通信系统研发的一个重要方面。
[0006]多元相控天线阵列可以被用于例如产生定向天线图。相控天线阵列可以形成定向天线图或波束，该定向天线图或波束可以通过在天线元件处设置适当的信号相位来仅进行操纵。
[0007]切换处理可以被用于切换基站和移动设备之间的会话。切换经常是耗时的，例如，由于在执行信号质量测量和/或做出切换移动设备的决定时需要时间。此类切换的延迟会降低吞吐性能和/或延迟切换过程。
【附图说明】
[0008]为了简单和清楚地说明，图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚地展示，一些元件的尺寸相对于其它元件可能被放大。此外，标号可在各图中重复以指示相应或类似的元件。附图在下面列出。
[0009]图1是根据一些示例实施例的系统的示意性框图。
[0010]图2是根据一些示例实施例的扇区间切换方案的示意图示。
[0011]图3是根据一些示例实施例的小区间切换方案的示意图示。
[0012]图4是根据一些示例实施例的用于估计移动设备和无线通信节点之间的距离的估计方案的示意图示。
[0013]图5是根据一些示例实施例的模块化天线阵列的示意图示。
[0014]图6是根据一些示例实施例的平面模块化天线阵列的示意图示。
[0015]图7是根据一些示例实施例的用于波束成形链路的切换的方法的示意性流程图。
[0016]图8是根据一些不例实施例的制造的广品的不意图不。
【具体实施方式】
[0017]在下面的详细描述中，许多具体细节被阐述以便彻底地理解一些实施例。然而，本领域的普通技术人员将理解一些实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其它实例中，公知的方法、过程、组件、单元和/或电路未被详细描述以免淡化本讨论。
[0018]此处讨论使用的术语，诸如例如“处理”、“计算”、“计算”、“确定”、“建立”、“分析”、“核查”等，可以指计算机、计算平台、计算系统、或其它电子计算设备的操作和/或处理，所述计算机、计算平台、计算系统、或其它电子计算设备可以将计算机的寄存器和/或存储器内的被表示为物理(例如，电子)量的数据操纵和/或转换成计算机的寄存器和/或存储器或其它信息存储介质内的被类似地表示为物理量的其它数据，所述计算机的寄存器和/或存储器或其它信息存储介质可以存储指令以执行操作和/或处理。
[0019]此处使用的术语“多个”和“许多”包括，例如，“多个”或“两个或更多个”。例如，“多个物品”包括两个或更多个物品。
[0020]对“一个实施例”、“实施例”、“示范性实施例”、“各个实施例”等的引用指示所述的(一个或多个)实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但不是每个实施例都必须包括该特定特征、结构或特性。此外，反复使用的短语“在一个实施例中”不一定是指同一实施例，尽管它可以指同一实施例。
[0021]此处使用的，除非另外指明，用于描述通用对象的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等的使用仅指示所提到的相似对象的不同实例，而并不旨在暗示所述的对象必须在时间、空间、排名或任何其它方式上是以给定的顺序进行的。
[0022]一些实施例可以结合各种设备和系统使用，例如，个人计算机(PC)、台式计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、超极本(Ultrabook?)计算机、月艮务器计算机、手持计算机、手持设备、个人数字助理(PDA)设备、手持PDA设备、板上设备、板外设备、混合设备、车辆设备、非车辆设备、移动或便携式设备、消费者设备、非移动或非便携式设备、无线通信台站、无线通信设备、无线接入点(AP)、有线或无线路由器、有线或无线调制解调器、视频设备、音频设备、音频-视频(A/V)设备、有线或无线网络、无线区域网络、无线视频区域网络(WVAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)、无线PAN(WPAN)等。
[0023]—些实施例可以结合根据现有无线吉比特联盟(Wireless-Gigabit-Alliance，WGA)规范(Wireless Gigabit Alliance，Inc WiGig MAC and PHY Specificat1n Vers1n
1.1，April 2011，Final specificat1n)和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网络使用、结合根据现有的IEEE 802.11标准(IEEE 802.11-2012，IEEE Standardfor Informat1n techno1gy-TeIecommunicat1ns and informat1n exchangebetween systems Local and metropolitan area networks-Specific requirementsPart 11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC)and Physical Layer (PHY)Specificat1ns，March 29，2012 ;IEEE 802.11 task group ac (TGac) ( “IEEE 802.1l-09/0308rl2-TGac Channel Model Addendum Document”) ；IEEE 802.11 task groupad(TGad)(IEEE P802.1lad Standard for Informat1n Technology-Telecommunicat1nsand Informat1n Exchange Between Systems-Local and Metropolitan AreaNetworks-Specific Requirements-Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specificat1ns-Amendment 3 Enhancements for Very HighThroughput in the 60GHz Band))和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网络使用、结合根据现有的WirelessHD?规范和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网路使用、结合是上述网络的一部分的单元和/或设备等使用。
[0024]一些实施例可以结合下面的设备或系统使用:单向和/或双向无线电通信系统，蜂窝无线电-电话通信系统，移动电话，蜂窝电话，无线电话，个人通信系统(PCS)设备，包括无线通信设备、移动或便携式全球定位系统(GPS)设备的PDA设备，包括GPS接收器或收发器或芯片的设备，包括RFID元件或芯片的设备，多输入多输出(MMO)收发器或设备，单输入多输出(SIMO)收发器或设备，多输入单输出(MISO)收发器或设备，具有一个或多个内部天线和/或外部天线的设备，数字视频广播(DVB)设备或系统，多标准无线电设备或系统，有线或无线手持设备，例如，智能电话、无线应用协议(WAP)设备等。
[0025]一些实施例可以结合一种或多种类型的无线通信信号和/或系统使用，例如，射频(RF)、红外线(IR)、频分复用(FDM)、正交FDM (OFDM)、时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、扩展TDMA (E-TDMA)、通用分组无线电服务(GPRS)、扩展GPRS、码分多址(CDMA)、宽带CDMA (WCDMA) ,CDMA 2000，单载波CDMA、多载波CDMA、多载波调制(MDM)、离散多音(DMT)、蓝牙、全球定位系统(GPS)、W1-F1、W1-Max、ZigBee?、超宽带(UWB)、全球移动通信系统(GSM)、2G、2.5G、3G、3.5G、4G、第五代(5G)移动网络、3GPP、长期演进(LTE)、先进LTE，增强型数据速率GSM演进(EDGE)等。其它实施例可在各种其它设备、系统和/或网络中使用。
[0026]此处使用的术语“无线设备”包括，例如，能够无线通信的设备、能够无线通信的通信设备、能够无线通信的通信台站、能够无线通信的便携式或非便携式设备等。在一些示范性实施例中，无线设备可以是或者可以包括集成有计算机的外围设备，或连接到计算机的外围设备。在一些示范性实施例中，术语“无线设备”可以可选地包括无线服务。
[0027]此处使用的关于无线通信信号的术语“通信”包括发射无线通信信号和/或接收无线通信信号。例如，能够传送无线通信信号的无线通信单元可以包括无线发射器以发射无线通信信号到至少一个其它无线通信单元，和/或无线通信接收器以从至少一个其它无线通信单元接收无线通信信号。
[0028]一些示范性实施例可以结合WLAN使用。其它实施例可以结合任何其它合适的无线通信网络(例如，无线区域网络、“微微网”、WPAN、WVAN等)使用。
[0029]—些示范性实施例可以结合异构网络(HetNet)使用，异构网络可以利用技术、频率、小区大小和/或网络架构的混合部署，例如，包括蜂窝、毫米波等。在一个示例中，HetNet可以包括具有不同大小的小区的层的无线接入网络，不同大小的小区的范围是从较大的宏小区到小小区(例如，微微小区和毫微微小区)。
[0030]其它实施例可以结合任何其它合适的无线通信网络使用。
[0031]一些示范性实施例可以结合在60GHz的频带上通信的无线通信网络使用。然而，其它实施例可以利用任何其它合适的无线通信频带被实施，例如，极高频(EHF)频带(毫米波(mmW)频带)，诸如，20GHz和300GHZ之间频带内的频带、WLAN频带、WPAN频带、根据WGA规范的频带，等等。
[0032]此处使用的短语“对等(PTP或P2P)通信”可以涉及在一对设备之间的无线链路(“对等链路”)上的设备到设备通信。P2P通信可以包括例如，在QoS的基本服务集(BSS)内的直接链路、通道直接链路建立(TDLS)链路上的无线通信，独立基本服务集(IBSS)中的STA到STA通信，等等。
[0033]此处使用的术语“天线”可以包括一个或多个天线元件、组件、单元、组装件和/或阵列的任何合适的配置，结构和/或布置。在一些实施例中，天线可以使用单独的发射和接收天线元件实施发射和接收功能。在一些实施例中，天线可以使用通用和/或集成的发射/接收元件实施发射和接收功能。天线可以包括例如，相控阵天线、单一元件天线、一组波束转换天线，等等。
[0034]此处使用的短语“毫米波频带”可以涉及20GHz以上的频带，例如，20GHz和300GHz之间的频带。
[0035]此处使用的短语“定向多吉比特(DMG) ”和“定向带”(DBand)可以涉及其中信道起始频率高于40GHz的频带。
[0036]短语“DMG STA”和“毫米波STA(mSTA) ”可以涉及具有无线电发射器的STA，该STA是在毫米波或DMG频带内的信道上操作。
[0037]此处使用的术语“波束成形”可以涉及空间滤波机制，其可以用在发射器和/或接收器处以改进一个或多个属性，例如，在预定接收器上接收的信号功率或信噪比(SNR)。
[0038]此处使用的术语“小区”可以包括网络资源的组合，例如，下行链路和可选的上行链路资源。该资源可以例如通过无线通信节点(也被称为“节点”或“基站”)等被控制和/或分配。下行链路资源的载波频率和上行链路资源的载波频率之间的链接可以在下行链路资源上传输的系统信息中被指示。
[0039]现在参考图1，其根据一些示范性实施例示意性地示出了系统100的框图。
[0040]如图1所示，在一些示范性实施例中，系统100可以包括一个或多个能够经由无线媒介(WM)传送内容、数据、信息和/或信号的无线通信设备。例如，系统100可以包括一个或多个无线通信节点，如包括节点101和150，以及一个或多个移动设备，如包括移动设备140。无线媒介可以包括例如无线电信道、蜂窝信道、RF信道、无线保真(WiFi)信道、红外(IR)信道，等等。系统100的一个或多个元件可以可选地能够在任何合适的有线通信链路上通信。
[0041]在一些示范性实施例中，系统100的一个或多个元件可以执行异构网络(HetNet)的功能，其采用了技术、频率、小区大小和/或网络架构的混合部署，例如包括如下所述的蜂窝，毫米波等。
[0042]在一个示例中，HetNet可被配置为通过第一无线通信环境(如WLAN)提供服务，并且当切换到另一通信环境(如蜂窝网络)时维持服务。HetNet架构可以使能利用无线通信环境(如毫米波环境)和蜂窝环境的混合，以例如最佳地响应消费者需求的快速变化，降低功耗，降低成本，提高效率和/或实现任何其它好处。
[0043]在一些示范性实施例，节点101、节点150和移动设备140可以形成为一个或多个无线通信网络的一部分和/或作为一个或多个无线通信网络的一部分通信。例如，节点101和移动设备140可以形成为例如如下所述的无线通信单元的一部分和/或作为无线通信单元的一部分通信。
[0044]在一些示范性实施例，节点101和/或150可以包括或者可以执行基站(BS)、接入点(AP)、WiFi节点、Wimax节点、蜂窝节点(如演进节点B (eNB))、台站、热点、网络控制器等的功能。
[0045]在一些示范性实施例中，移动设备140可以包括例如用户设备(UE)、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、超极本(Ultrabook?)计算机、移动互联网设备、手持计算机、手持设备、存储设备、PDA设备、手持式PDA设备、板上设备、板外设备、混合设备(例如，组合蜂窝电话功能与PDA设备功能)、消费者设备、车辆设备、非车辆设备、便携式设备、移动电话、蜂窝电话、PCS设备、移动或便携式GPS设备、DVB设备、相对较小的计算设备、非台式计算机、“畅享生活”(CSLL)设备、超移动设备(UMD)、超移动PC(UMPC)、移动互联网设备(MID)、“Origami”设备或计算设备、视频设备、音频设备、A/V设备、游戏设备、媒体播放器、智能电话，等等。
[0046]在一些示范性实施例，节点101、节点150和/或移动设备140可以包括一个或多个无线通信单元来执行节点101、节点150和/或移动设备140之间的无线通信和/或与例如如下所述的一个或多个其它无线通信设备之间的通信。例如，节点101可以包括无线通信单元110，节点150可以包括无线通信单元152和/或移动设备140可以包括无线通信单元 142ο
[0047]在一些示范性实施例中，无线通信单元110、152和142可以包括一个或多个天线相关联，或可以与