Mimo系统中的具有反馈的多分辨率波束形成的制作方法

专利名称：Mimo系统中的具有反馈的多分辨率波束形成的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明的某些方面涉及无线通信，具体地说，本发明的某些方面涉及传 输信号的波束形成。
背景技术：
支持单载波和正交频分复用(OFDM)调制的双模式超宽带(UWB)物理层(PHY)可 以使用共同模式。UWB PHY可以用于毫米波(例如，载波频率为60GHz)通信。共同模式是 单载波设备和OFDM设备针对信标、网络控制信令以及基速率数据通信所使用的单载波模 式。一般情况下，共同模式是不同的设备和不同的网络之间进行交互操作所必需的。为了提供空间分集和阵列增益，毫米波通信还可以在一个或多个天线上使用波 束形成。诸如单一天线单元、扇区化天线(sectored antenna)、转换式天线(switched antenna)以及一维(1_D)和二维(2-D)天线阵列之类的众多天线配置都可以支持波束形 成。诸如特征波束形成(Eigen-beamforming)之类的常规波束形成需要信道状态信息矩 阵或波束形成矩阵，以反馈给发射阵列。电气和电子工程师协会(IEEE)802. 1 In标准详细 说明了包括以下各项的反馈信息反馈矩阵的行和列大小、子载波分组大小(例如，聚群大 小)、量化比特大小以及从最低子载波索引开始到最高子载波索引的实际量化数据单元的 数组。为了使用预编码矩阵进行波束形成，通过将波束形成矩阵的内容替换为预编码矩阵 码本的索引来减少反馈信息。考虑两种类型的波束形成协议按需波束形成(on-demandbeamforming)和主动 波束形成(pro-active beamforming)。按需波束形成可以用在两个设备(DEV)之间或用在 微微网(piconet)控制器(PNC)和设备(DEV)之间，按需波束形成可以在为了进行波束形 成而向DEV分配的信道时间分配(CTA)时期发生。当PNC是一个或多个DEV的数据源时， 可以使用主动波束形成。该协议使得多个DEV能够训练它们自己的接收机天线，以便在较 低开销情况下从PNC进行优选接收。考虑两种波束形成优化准则适用于所有天线配置的波束转换(导向，steering) 和跟踪(BST)准则，以及用于1-D线性天线阵列和2-D平面天线阵列的方向图(Pattern) 估计和跟踪(PET)选项。支持PET方法的所有DEV都可以支持BST准则。如果构成通信链 路的两个DEV都支持PET准则，则可以仅使用PET准则。BST基于从给定的一组波束中选择 优选波束，而PET则基于寻找波束形成器和组合器向量(即，天线权重)，其中，这些向量不 是必须落入给定的一组波束方向中。因此，在本领域中需要高效地实现波束形成优化准则的方法。

发明内容
某些方面提供了一种用于无线通信的方法。概括地说，该方法包括接收从一个设 备使用第一发射方向集发射的训练信号；从所述第一发射方向集导出优选发射方向；向所 述设备提供优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中所述反馈是通过扫描第 二发射方向集而提供的。某些方面提供了一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括接收机，用于 接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号；导出电路，用于从所述第一发射方 向集导出优选发射方向；提供电路，向所述设备提供优选发射方向的指示，以作为对所述设 备的反馈，其中所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。某些方面提供了一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括接收模块，用 于接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号；导出模块，用于从所述第一发射 方向集导出优选发射方向；提供模块，用于向所述设备提供优选发射方向的指示，以作为对 所述设备的反馈，其中所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。某些方面提供了 一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括 计算机可读介质，其编码有用于执行以下操作的可执行指令接收从一个设备使用第一发 射方向集发射的训练信号；从所述第一发射方向集导出优选发射方向；向所述设备提供优 选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中所述反馈是通过扫描第二发射方向集 而提供的。某些方面提供了一种接入点。概括地说，所述接入点包括至少一付天线；接收 机，用于经由所述至少一付天线接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号；导 出电路，用于从所述第一发射方向集导出优选发射方向；提供电路，用于向所述设备提供优 选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中所述反馈是通过扫描第二发射方向集 而提供的。某些方面提供了一种用于无线通信的方法。概括地说，该方法包括使用第一发射 方向集向一个设备发射训练信号；从所述设备接收从所述第一发射方向集导出的至少一个 第一优选发射方向的指示；使用第二发射方向集向所述设备发射训练信号，其中所述第二 发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备接收从所述第二发射 方向集导出的至少一个第二优选发射方向的指示；使用所述至少一个第二优选发射方向与 所述设备进行通信。某些方面提供了 一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括使用第一发射 方向集向一个设备发射训练信号的电路；从所述设备接收从所述第一发射方向集导出的至 少一个第一优选发射方向的指示的电路；使用第二发射方向集向所述设备发射训练信号的 电路，其中所述第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备 接收从所述第二发射方向集导出的至少一个第二优选发射方向的指示的电路；使用所述至 少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信的电路。某些方面提供了 一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括使用第一发射 方向集向一个设备发射训练信号的模块；从所述设备接收从所述第一发射方向集导出的至 少一个第一优选发射方向的指示的模块；使用第二发射方向集向所述设备发射训练信号的模块，其中所述第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备 接收从所述第二发射方向集导出的至少一个第二优选发射方向的指示的模块；使用所述至 少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信的模块。某些方面提供了 一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括 计算机可读介质，其编码有用于执行以下操作的可执行指令使用第一发射方向集向一个 设备发射训练信号；从所述设备接收从所述第一发射方向集导出的至少一个第一优选发射 方向的指示；使用第二发射方向集向所述设备发射训练信号，其中所述第二发射方向集是 从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备接收从所述第二发射方向集导出的 至少一个第二优选发射方向的指示；使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行
通{曰。某些方面提供了一种接入点。概括地说，所述接入点包括至少一付天线；使用第 一发射方向集经由所述至少一付天线向一个设备发射训练信号的电路；经由所述至少一付 天线从所述设备接收从所述第一发射方向集导出的至少一个第一优选发射方向的指示的 电路；使用第二发射方向集经由所述至少一付天线向所述设备发射训练信号的电路，其中 所述第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的；经由所述至少一付天线 从所述设备接收从所述第二发射方向集导出的至少一个第二优选发射方向的指示的电路； 使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信的电路。某些方面提供了一种用于无线通信的方法。概括地说，该方法包括接收从一个设 备使用一组扇区发射的训练信号；从所述一组扇区导出至少一个优选扇区；向所述设备提 供所述至少一个优选扇区的指示，以作为对所述设备的反馈，其中所述反馈是通过扫描与 扇区相关的发射方向集而提供的；接收从所述设备使用至少一组波束发射的训练信号，其 中所述至少一组波束是从所述至少一个优选扇区导出的；从所述至少一组波束导出至少一 个优选波束；向所述设备提供所述至少一个优选波束的指示，以作为对所述设备的反馈，其 中所述反馈是通过使用所述至少一个优选扇区而提供的；其中，扇区是覆盖一定空间区域 的天线方向图，与扇区覆盖的空间区域相比，波束是覆盖较小空间区域的天线方向图。某些方面提供了 一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括接收从一个设 备使用一组扇区发射的训练信号的电路；从所述一组扇区导出至少一个优选扇区的电路； 向所述设备提供所述至少一个优选扇区的指示的电路，以作为对所述设备的反馈，其中所 述反馈是通过扫描与扇区相关的发射方向集而提供的；接收从所述设备使用至少一组波束 发射的训练信号的电路，其中所述至少一组波束是从所述至少一个优选扇区导出的；从所 述至少一组波束导出至少一个优选波束的电路；向所述设备提供所述至少一个优选波束的 指示的电路，以作为对所述设备的反馈，其中所述反馈是通过使用所述至少一个优选扇区 而提供的；其中，扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图，与扇区覆盖的空间区域相比，波 束是覆盖较小空间区域的天线方向图。 某些方面提供了 一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括接收从一个设 备使用一组扇区发射的训练信号的模块；从所述一组扇区导出至少一个优选扇区的模块； 向所述设备提供所述至少一个优选扇区的指示以作为对所述设备的反馈的模块，，其中所 述反馈是通过扫描与扇区相关的发射方向集来提供的；从所述设备接收使用至少一组波束 发射的训练信号的模块，其中所述至少一组波束是从所述至少一个优选扇区导出的；从所述至少一组波束导出至少一个优选波束的模块；向所述设备提供所述至少一个优选波束的 指示以作为对所述设备的反馈的模块，其中所述反馈是通过使用所述至少一个优选扇区而 提供的；其中，扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图，与扇区覆盖的空间区域相比，波束 是覆盖较小空间区域的天线方向图。某些方面提供了一种用于无线通信的方法。概括地说，该方法包括使用一组扇 区向一个设备发射训练信号；从所述设备接收从所述一组扇区导出的至少一个优选扇区的 指示；使用至少一组波束向所述设备发射训练信号，其中所述至少一组波束是从所述至少 一个优选扇区导出的；从所述设备接收从所述至少一组波束导出的至少一个优选波束的指 示；使用所述至少一个优选波束与所述设备进行通信；其中，扇区是覆盖一定空间区域的 天线方向图，与扇区覆盖的空间区域相比，波束是覆盖较小空间区域的天线方向图。某些方面提供了 一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括使用一组扇区 向一个设备发射训练信号的电路；从所述设备接收从所述一组扇区导出的至少一个优选扇 区的指示的电路；使用至少一组波束向所述设备发射训练信号的电路，其中所述至少一组 波束是从所述至少一个优选扇区导出的；从所述设备接收从所述至少一组波束导出的至少 一个优选波束的指示的电路；使用所述至少一个优选波束与所述设备进行通信的电路；其 中，扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图，与扇区覆盖的空间区域相比，波束是覆盖较小 空间区域的天线方向图。某些方面提供了 一种用于无线通信的装置。概括地说，该装置包括使用一组扇区 向一个设备发射训练信号的模块；从所述设备接收从所述一组扇区导出的至少一个优选扇 区的指示的模块；使用至少一组波束向所述设备发射训练信号的模块，其中所述至少一组 波束是从所述至少一个优选扇区导出的；从所述设备接收从所述至少一组波束导出的至少 一个优选波束的指示的模块；使用所述至少一个优选波束与所述设备进行通信的模块；其 中，扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图，与扇区覆盖的空间区域相比，波束是覆盖较小 空间区域的天线方向图。


为了详细地理解本发明的上述各个特征的实现方式，本申请通过针对一些方面进 行说明，给出了上面简要概括的更具体描述，这些方面中的一些在附图中给予了说明。但 是，应当注意的是，由于本发明的描述准许其它等同的有效方面，因此这些附图仅仅描绘了 本发明的某些典型方面，其不应被认为限制本发明的保护范围。图1描绘了根据本发明的某些方面的示例性无线通信系统。图2描绘了根据本发明的某些方面，可以用在无线设备中的各种组件。图3描绘了根据本发明的某些方面的非对称天线系统(AAS)的框图。图4描绘了根据本发明的某些方面的波束形成术语。图5描绘了根据本发明的某些方面，以聚群方式组织的波束。图6描绘了根据本发明的某些方面，从接收机的角度进行波束形成的示例性操 作。图6A描绘了能够执行图6中示出的操作的示例性组件。图7描绘了根据本发明的某些方面，更新波束形成和组合向量的示例性操作。
图7A描绘了能够执行图7中示出的操作的示例性组件。图8A-8C分别描绘了根据本发明的某些方面，四单元天线阵列的四个、六个和八 个波束方向图。图9A描绘了根据本发明的某些方面，包括由一维六单元阵列生成的六个波束方 向图的波束方向图。图9B描绘了根据本发明的某些方面的一对扇区波束方向图。图10描绘了根据本发明的某些方面的波束形成能力信息单元(IE)的结构。图11描绘了根据本发明的某些方面，用于进行多分辨率波束形成的示例性操作。图11A描绘了能够执行图11中示出的操作的示例性组件。图12描绘了根据本发明的某些方面，用于进行扇区层级训练的示例性操作。 图12A描绘了能够执行图12中示出的操作的示例性组件。图13描绘了根据本发明的某些方面，在非对称天线系统(AAS)中确定优选扇区的 示例性操作。图13A描绘了能够执行图13中示出的操作的示例性组件。图14A-14D描绘了根据本发明的某些方面，用于在AAS中确定优选扇区的帧结构。图15描绘了根据本发明的某些方面，在对称天线系统(SAS)中确定优选扇区的示 例性操作。图15A描绘了能够执行图15中示出的操作的示例性组件。图16A-16B描绘了根据本发明的某些方面，用于在SAS中确定优选扇区的帧结构。图17描绘了根据本发明的某些方面，包括多个波束的一对聚群的例子。图18描绘了根据本发明的某些方面，将优选扇区划分为波束聚群的示例性操作。图18A描绘了能够执行图18中示出的操作的示例性组件。图19描绘了根据本发明的某些方面，进行波束层级训练的示例性操作。图19A描绘了能够执行图19中示出的操作的示例性组件。图20描绘了根据本发明的某些方面，在AAS中确定优选波束的示例性操作。图20A描绘了能够执行图20中示出的操作的示例性组件。图21A-21D描绘了根据本发明的某些方面，用于在AAS中确定优选波束的帧结构。图22描绘了根据本发明的某些方面，在SAS中确定优选波束的示例性操作。图22A描绘了能够执行图22中示出的操作的示例性组件。图23A-23B描绘了根据本发明的某些方面，用于在SAS中确定优选波束的帧结构。图24描绘了根据本发明的某些方面，用于进行波束跟踪的示例性操作。图24A描绘了能够执行图24中示出的操作的示例性组件。图25描绘了根据本发明的某些方面，具有跟踪能力的数据分组的结构。图26描绘了根据本发明的某些方面，从发射机的角度进行波束形成的示例性操 作。图26A描绘了能够执行图26中示出的操作的示例性组件。图27描绘了根据本发明的某些方面，从发射机的角度确定优选发射方向的示例 性操作。图27A描绘了能够执行图27中示出的操作的示例性组件。
图28描绘了根据本发明的某些方面，从接收机的角度确定优选发射方向的示例 性操作。图28A描绘了能够执行图28中示出的操作的示例性组件。
具体实施例方式下面结合附图更全面地描述本发明的各个方面。但是，本发明可以以多种不同的 形式来实现，并且，其不应被解释为限于贯穿本发明给出的任何特定结构或功能。相反，提 供这些方面只是使得本发明变得透彻和完整，并将向本领域的普通技术人员完整地传达本 发明的保护范围。根据本申请内容，本领域普通技术人员应当理解的是，本发明的保护范围 旨在覆盖本申请所公开内容的任何方面，无论其是独立实现的还是结合本发明的任何其它 方面实现的。例如，使用本申请阐述的任意数量的方面可以实现装置或可以实现方法。此 外，本发明的保护范围旨在覆盖这种装置或方法，这种装置或方法可以通过使用其它结构、 功能、或者除本申请阐述的结构和功能或不同于本申请阐述的结构和功能来实现。应当理 解的是，本申请所公开内容的任何方面可以通过本发明的一个或多个组成部分来体现。本申请使用的“示例性的”一词意味着“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述 为“示例性”的任何方面不应被解释为比其它方面更优选或更具优势。因此，可以容易地对本发明的这些方面做出各种修改和替代性的形式，本文在附 图中以示例的方式示出了本发明的特定示例性方面并进行了详细描述。但是，应当理解的 是，本文并不旨在将本发明限制于所公开的特定形式，相反，本发明旨在覆盖落入本发明保 护范围中的所有修改、等同物以及替代物。贯穿附图的描述中的相同标记标识相同的单元。还应当注意的是，在一些替代性的实现方案中，在模块中标注的功能/动作可以 不按流程图中说明的顺序发生。例如，根据涉及的功能和过程，连续示出的两个模块实际上 可以基本同时执行或者这些模块有时可以以相反的顺序执行。示例性的无线通信系统本申请描述的技术可以用于各种宽带无线通信系统，后者包括基于单载波传输或 基于正交频分复用(OFDM)的通信系统。本申请所公开方面对于使用超宽带(UWB)信号(其 包括毫米波信号)的系统特别有益，其中通过使用共同模式(即，使用单载波)可以实现波 束形成。但是，本发明并不旨在限于这些系统，其它编码的信号也可以从类似优点中获益。图1描绘了一个无线通信系统100的例子，在该系统100中可以使用本发明的方 面。无线通信系统100可以是宽带无线通信系统。无线通信系统100可以为多个小区102 提供通信，每一个小区102都由基站104进行服务。基站104可以是与用户终端106进行 通信的固定站。基站104也可以称为微微网控制器(PNC)、接入点、节点B或某种其它术语。图1描绘了分散于系统100中的各种用户终端106。用户终端106可以是固定的 (即，静止的)或移动的。用户终端106也可以称为远程站、接入终端、终端、用户单元、移动 站、站、用户设备等等。用户终端106可以是无线设备，例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、 手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机等等。多种算法和方法可以用于无线通信系统100中基站104和用户终端106之间的传 输。例如，可以根据UWB技术在基站104和用户终端106之间发送和接收信号。如果是这 种情况，则无线通信系统100可以称作为UWB系统。
有助于实现从基站104到用户终端106的传输的通信链路可以称作为下行链路 (DL) 108，有助于实现从用户终端106到基站104的传输的通信链路可以称作为上行链路 (UL)110。或者，下行链路108可以称作为前向链路或前向信道，上行链路110可以称作为 反向链路或反向信道。可以将小区102细分为多个扇区112。扇区112是小区102中的物理覆盖区域。 无线通信系统100中的基站104可以使用多付天线，将小区102的特定扇区112中的功率 流进行集中。这些天线可以称作为定向天线。图2描绘了可以用在无线设备202中的各种组件，其中无线设备202用在无线通 信系统100中。无线设备202是可以用于实现本申请所述各种方法的设备的一个例子。无 线设备202可以是基站104或用户终端106。 无线设备202可以包括处理器204，后者控制无线设备202的操作。处理器204还 可以称作为中央处理单元(CPU)。可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)的 存储器206向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可以包括非易失性随机 存取存储器(NVRAM)。一般情况下，处理器204根据存储在存储器206中的程序指令执行逻 辑和算术操作。可以执行存储器206中的指令以实现本申请所述的方法。无线设备202还可以包括壳体208，后者可以包括发射机210和接收机212，以便 使得无线设备202和远程位置之间能够进行数据的发射和接收。可以将发射机210和接收 机212组合到收发机214中。可以将单一或多个发射天线216连接到壳体208和电耦接至 收发机214。无线设备202还可以包括(没有示出的)多个发射机、多个接收机和多个收发 机。无线设备202还可以包括信号检测器218，后者用于尽力检测和量化收发机214 所接收信号的电平。信号检测器218可以检测诸如全部能量、每子载波每符号的能量、功率 谱密度之类的信号和其它信号。无线设备202还可以包括用于处理信号的数字信号处理器 (DSP)220。可以通过总线系统222将无线设备202的各个组件耦合在一起，其中总线系统222 除包括数据总线之外还包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。波束形成系统模型对于发射和接收均采用相同天线的收发机来说，当多径信道对于另一个收发机是 互易的(reciprocal)时，其称作为对称天线系统(SAS)。使用一组天线进行发射和另一组 天线进行接收的收发机或者多径信道对于另一收发机不是互易的时，其称作为非对称天线 系统(AAS)。图3描绘了 AAS的框图。第一收发机302使用MT个发射天线和MK个接收天 线。第二收发机304使用NT个发射天线和NK个接收天线。当第一收发机302向第二收发机304发射信号时，可以使用信道模型& — 2来表示 传播环境。同样，当收发机304发射收发机302所接收的信号时，可以使用信道模型H”工 来表示传播环境。可以使用信道模型来表示在相关领域中使用的任何可能的天线配置。此 外，信道模型还可以用于表示不同的传输协议。在本发明的一个方面，具有循环前缀和N个 子载波的快速傅里叶变换(FFT)的OFDM信令可以使用与以下传输相同的信道模型，S卩该 传输是具有突发长度为N的循环前缀的单载波(SC)。在这种情况下，与任意一对发射-接 收天线单元之间的多径时延扩展相比，一般假设循环前缀较长。
第一收发机302生成的OFDM符号流或SC突发x(t)可以表示成
权利要求
一种用于无线通信的方法，包括接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号；从所述第一发射方向集导出优选发射方向；向所述设备提供所述优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中，所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在每一次数据会话之前，都与所述设备交换用于该次数据会话的一个或多个波束形成 层级的数量的有关信息。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在与PNC进行关联期间或之后，从所述PNC接收关于所述设备的波束形成能力的信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，接收从所述设备发射的训练信号包括 使用所有接收方向接收从一个发射方向发射的每一个训练信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述设备接收训练信号包括 使用一个接收方向接收从所述发射方向集发射的所有训练信号；对于所有接收方向，重复上述过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，每一个训练信号中的至少一部分基于格雷序列。
7.一种用于无线通信的装置，包括接收机，用于接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号； 导出电路，用于从所述第一发射方向集导出优选发射方向；提供电路，用于向所述设备提供所述优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈， 其中，所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括交换电路，用于在每一次数据会话之前，都与所述设备交换用于该次数据会话的一个 或多个波束形成层级的数量的有关信息。
9.根据权利要求7所述的装置，还包括用于在与PNC进行关联期间或之后，从所述PNC接收关于所述设备的波束形成能力的 信息的接收机。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，接收从所述设备发射的训练信号的接收机包括使用所有接收方向接收从一个发射方向发射的每一个训练信号的电路。
11.根据权利要求7所述的装置，其中，从所述设备接收训练信号的接收机包括 使用一个接收方向接收从所述发射方向集发射的所有训练信号并对于所有接收方向重复上述过程的电路。
12.根据权利要求7所述的装置，其中，每一个训练信号中的至少一部分基于格雷序列。
13.一种用于无线通信的装置，包括接收模块，用于接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号； 导出模块，用于从所述第一发射方向集导出优选发射方向；提供模块，用于向所述设备提供所述优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中，所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。
14.根据权利要求13所述的装置，还包括交换模块，用于在每一次数据会话之前，都与所述设备交换用于该次数据会话的一个 或多个波束形成层级的数量的有关信息。
15.根据权利要求13所述的装置，还包括用于在与PNC进行关联期间或之后，从所述PNC接收关于所述设备的波束形成能力的 信息的模块。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，接收从所述设备发射的训练信号的模块包括 使用所有接收方向接收从一个发射方向发射的每一个训练信号的模块。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，从所述设备接收训练信号的模块包括 使用一个接收方向接收从所述发射方向集发射的所有训练信号并对于所有接收方向重复上述过程的模块。
18.根据权利要求13所述的装置，其中，每一个训练信号中的至少一部分基于格雷序列。
19.一种用于无线通信的计算机程序产品，包括计算机可读介质，其编码有用于执行以 下操作的可执行指令接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号； 从所述第一发射方向集导出优选发射方向；向所述设备提供所述优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中，所述反馈 是通过扫描第二发射方向集而提供的。
20.一种接入点，包括 至少一付天线；接收机，用于经由所述至少一付天线接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练 信号；导出电路，用于从所述第一发射方向集导出优选发射方向；提供电路，用于向所述设备提供所述优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈， 其中，所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。
21.一种用于无线通信的方法，包括使用第一发射方向集，向一个设备发射训练信号；从所述设备接收至少一个第一优选发射方向的指示，其中，所述至少一个第一优选发 射方向是从所述第一发射方向集导出的；使用第二发射方向集，向所述设备发射训练信号，其中，所述第二发射方向集是从所述 至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备接收至少一个第二优选发射方向的指示，其中，所述至少一个第二优选发 射方向是从所述第二发射方向集导出的；使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括在每一次数据会话之前，与所述设备交换用于该次数据会话的一个或多个波束形成层 级的数量的有关信息。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，如果所述波束形成层级的数量大于一，则所述 第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括从所述至少一个第二优选发射方向导出至少第三发射方向集； 从所述设备接收至少第三优选发射方向的指示，其中，至少所述第三优选发射方向是 从至少所述第三发射方向集导出的；其中，如果所述波束形成层级的数量大于二，则至少所述第三发射方向集是从所述至 少一个第二优选发射方向导出的。
25.根据权利要求21所述的方法，还包括向所述设备发射波束形成能力信息，其中，所述波束形成能力信息包括所支持的波束 形成层级的最大数量、所述第一发射方向集的发射方向的数量、第一接收方向集的接收方 向的数量。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述至少一个第一优选发射方向是基于第一信号质量度量从所述第一发射方向集导 出的；所述至少一个第二优选发射方向是基于第二信号质量度量从所述第二发射方向集导 出的。
27.根据权利要求21所述的方法，还包括通过对所述第二发射方向集的发射方向进行分组，形成至少一个发射方向聚群，其中， 每一个聚群包括所述第二发射方向集的一个优选发射方向；提供包括以下各项的信息，以作为对所述设备的反馈聚群的数量、每一个聚群中属于 所述第二发射方向集的发射方向的数量、每一个聚群中属于所述第二发射方向集的发射方 向的码字标识符、关于哪个发射方向属于哪个聚群的信息。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括使用一个发射方向聚群中的一个发射方向来发射多个跟踪分组； 接收关于一对优选方向的信息；其中，与所述训练信号相比，所述多个跟踪分组是按较低的速率发射的。
29.根据权利要求21所述的方法，其中，每一个训练信号中的至少一部分基于格雷序列。
30.一种用于无线通信的装置，包括使用第一发射方向集，向一个设备发射训练信号的电路；从所述设备接收至少一个第一优选发射方向的指示的电路，其中，所述至少一个第一 优选发射方向是从所述第一发射方向集导出的；使用第二发射方向集，向所述设备发射训练信号的电路，其中，所述第二发射方向集是 从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备接收至少一个第二优选发射方向的指示的电路，其中，所述至少一个第二 优选发射方向是从所述第二发射方向集导出的；使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信的电路。
31.根据权利要求30所述的装置，还包括交换电路，用于在每一次数据会话之前，都与所述设备交换用于该次数据会话的一个 或多个波束形成层级的数量的有关信息。
32.根据权利要求31所述的装置，其中，如果所述波束形成层级的数量大于一，则所述 第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的。
33.根据权利要求32所述的装置，还包括从所述至少一个第二优选发射方向导出至少第三发射方向集的电路；从所述设备接收至少第三优选发射方向的指示的接收机，其中，至少所述第三优选发 射方向是从至少所述第三发射方向集导出的；其中，如果所述波束形成层级的数量大于二，则至少所述第三发射方向集是从所述至 少一个第二优选发射方向导出的。
34.根据权利要求30所述的装置，还包括向所述设备发射波束形成能力信息的电路，其中，所述波束形成能力信息包括所支持 的波束形成层级的最大数量、所述第一发射方向集的发射方向的数量、第一接收方向集的 接收方向的数量。
35.根据权利要求30所述的装置，其中所述至少一个第一优选发射方向是基于第一信号质量度量从所述第一发射方向集导 出的；所述至少一个第二优选发射方向是基于第二信号质量度量从所述第二发射方向集导 出的。
36.根据权利要求30所述的装置，还包括通过对所述第二发射方向集的发射方向进行分组，形成至少一个发射方向聚群的电 路，其中，每一个聚群包括所述第二发射方向集的一个优选发射方向；将包括以下各项的信息作为反馈提供给所述设备的电路聚群的数量、每一个聚群中 属于所述第二发射方向集的发射方向的数量、每一个聚群中属于所述第二发射方向集的发 射方向的码字标识符、关于哪个发射方向属于哪个聚群的信息。
37.根据权利要求36所述的装置，还包括使用一个发射方向聚群中的一个发射方向来发射多个跟踪分组的电路；接收关于一对优选方向的信息的电路；其中，与所述训练信号相比，所述多个跟踪分组是按较低的速率发射的。
38.根据权利要求30所述的装置，其中，每一个训练信号中的至少一部分基于格雷序列。
39.一种用于无线通信的装置，包括使用第一发射方向集，向一个设备发射训练信号的模块；从所述设备接收至少一个第一优选发射方向的指示的模块，其中，所述至少一个第一 优选发射方向是从所述第一发射方向集导出的；使用第二发射方向集，向所述设备发射训练信号的模块，其中，所述第二发射方向集是 从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备接收至少一个第二优选发射方向的指示的模块，其中，所述至少一个第二 优选发射方向是从所述第二发射方向集导出的；使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信的模块。
40.根据权利要求39所述的装置，还包括交换模块，用于在每一次数据会话之前，与所述设备交换用于该次数据会话的一个或 多个波束形成层级的数量的有关信息。
41.根据权利要求40所述的装置，其中，如果所述波束形成层级的数量大于一，则所述 第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的。
42.根据权利要求41所述的装置，还包括从所述至少一个第二优选发射方向导出至少第三发射方向集的模块；从所述设备接收至少第三优选发射方向的指示的模块，其中，至少所述第三优选发射 方向是从至少所述第三发射方向集导出的；其中，如果所述波束形成层级的数量大于二，则至少所述第三发射方向集是从所述至 少一个第二优选发射方向导出的。
43.根据权利要求39所述的装置，还包括向所述设备发射波束形成能力信息的模块，其中，所述波束形成能力信息包括所支持 的波束形成层级的最大数量、所述第一发射方向集的发射方向的数量、第一接收方向集的 接收方向的数量。
44.根据权利要求39所述的装置，其中所述至少一个第一优选发射方向是基于第一信号质量度量从所述第一发射方向集导 出的；所述至少一个第二优选发射方向是基于第二信号质量度量从所述第二发射方向集导 出的。
45.根据权利要求39所述的装置，还包括通过对所述第二发射方向集的发射方向进行分组，形成至少一个发射方向聚群的模 块，其中，每一个聚群包括所述第二发射方向集的一个优选发射方向；将包括以下各项的信息作为反馈提供给所述设备的模块聚群的数量、每一个聚群中 属于所述第二发射方向集的发射方向的数量、每一个聚群中属于所述第二发射方向集的发 射方向的码字标识符、关于哪个发射方向属于哪个聚群的信息。
46.根据权利要求45所述的装置，还包括使用一个发射方向聚群中的一个发射方向来发射多个跟踪分组的模块；接收关于一对优选方向的信息的模块；其中，与所述训练信号相比，所述多个跟踪分组是按较低的速率发射的。
47.根据权利要求39所述的装置，其中，每一个训练信号中的至少一部分基于格雷序列。
48.一种用于无线通信的计算机程序产品，包括计算机可读介质，其编码有用于执行以 下操作的可执行指令使用第一发射方向集，向一个设备发射训练信号；从所述设备接收至少一个第一优选发射方向的指示，其中，所述至少一个第一优选发 射方向是从所述第一发射方向集导出的；使用第二发射方向集，向所述设备发射训练信号，其中，所述第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的；从所述设备接收至少一个第二优选发射方向的指示，其中，所述至少一个第二优选发 射方向是从所述第二发射方向集导出的；使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信。
49.一种接入点，包括 至少一付天线；使用第一发射方向集经由所述至少一付天线向一个设备发射训练信号的电路； 经由所述至少一付天线从所述设备接收至少一个第一优选发射方向的指示的电路，其 中，所述至少一个第一优选发射方向是从所述第一发射方向集导出的；使用第二发射方向集经由所述至少一付天线向所述设备发射训练信号的电路，其中， 所述第二发射方向集是从所述至少一个第一优选发射方向导出的；经由所述至少一付天线从所述设备接收至少一个第二优选发射方向的指示的电路，其 中，所述至少一个第二优选发射方向是从所述第二发射方向集导出的； 使用所述至少一个第二优选发射方向与所述设备进行通信的电路。
50.一种用于无线通信的方法，包括接收从一个设备使用一组扇区发射的训练信号； 从所述一组扇区导出至少一个优选扇区；向所述设备提供所述至少一个优选扇区的指示，以作为对所述设备的反馈，其中，所述 反馈是通过扫描与扇区相关的发射方向集而提供的；接收从所述设备使用至少一组波束发射的训练信号，其中，所述至少一组波束是从所 述至少一个优选扇区导出的；从所述至少一组波束导出至少一个优选波束；向所述设备提供所述至少一个优选波束的指示，以作为对所述设备的反馈，其中，所述 反馈是通过使用所述至少一个优选扇区而提供的；其中扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图；与扇区覆盖的空间区域相比，波束是 覆盖较小空间区域的天线方向图。
51.一种用于无线通信的装置，包括接收从一个设备使用一组扇区发射的训练信号的电路； 从所述一组扇区导出至少一个优选扇区的电路；将所述至少一个优选扇区的指示作为对所述设备的反馈而提供给所述设备的电路，其 中，所述反馈是通过扫描与扇区相关的发射方向集而提供的；接收从所述设备使用至少一组波束发射的训练信号的电路，其中，所述至少一组波束 是从所述至少一个优选扇区导出的；从所述至少一组波束导出至少一个优选波束的电路；将所述至少一个优选波束的指示作为对所述设备的反馈而提供给所述设备的电路，其 中，所述反馈是通过使用所述至少一个优选扇区而提供的；其中扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图；与扇区覆盖的空间区域相比，波束是 覆盖较小空间区域的天线方向图。
52.一种用于无线通信的装置，包括接收从一个设备使用一组扇区发射的训练信号的模块； 从所述一组扇区导出至少一个优选扇区的模块；将所述至少一个优选扇区的指示作为对所述设备的反馈而提供给所述设备的模块，其 中，所述反馈是通过扫描与扇区相关的发射方向集而提供的；接收从所述设备使用至少一组波束发射的训练信号的模块，其中，所述至少一组波束 是从所述至少一个优选扇区导出的；从所述至少一组波束导出至少一个优选波束的模块；将所述至少一个优选波束的指示作为对所述设备的反馈而提供给所述设备的模块，其 中，所述反馈是通过使用所述至少一个优选扇区而提供的；其中扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图；与扇区覆盖的空间区域相比，波束是 覆盖较小空间区域的天线方向图。
53.一种用于无线通信的方法，包括 使用一组扇区向一个设备发射训练信号；从所述设备接收至少一个优选扇区的指示，其中，所述至少一个优选扇区是从所述一 组扇区导出的；使用至少一组波束向所述设备发射训练信号，其中，所述至少一组波束是从所述至少 一个优选扇区导出的；从所述设备接收至少一个优选波束的指示，其中，所述至少一个优选波束是从所述至 少一组波束导出的；使用所述至少一个优选波束与所述设备进行通信；其中扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图；与扇区覆盖的空间区域相比，波束是 覆盖较小空间区域的天线方向图。
54.一种用于无线通信的装置，包括使用一组扇区向一个设备发射训练信号的电路；从所述设备接收至少一个优选扇区的指示的电路，其中，所述至少一个优选扇区是从 所述一组扇区导出的；使用至少一组波束向所述设备发射训练信号的电路，其中，所述至少一组波束是从所 述至少一个优选扇区导出的；从所述设备接收至少一个优选波束的指示的电路，其中，所述至少一个优选波束是从 所述至少一组波束导出的；使用所述至少一个优选波束与所述设备进行通信的电路；其中扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图；与扇区覆盖的空间区域相比，波束是 覆盖较小空间区域的天线方向图。
55.一种用于无线通信的装置，包括使用一组扇区向一个设备发射训练信号的模块；从所述设备接收至少一个优选扇区的指示的模块，其中，所述至少一个优选扇区是从 所述一组扇区导出的；使用至少一组波束向所述设备发射训练信号的模块，其中，所述至少一组波束是从所 述至少一个优选扇区导出的；从所述设备接收至少一个优选波束的指示的模块，其中，所述至少一个优选波束是从 所述至少一组波束导出的；使用所述至少一个优选波束与所述设备进行通信的模块；其中扇区是覆盖一定空间区域的天线方向图；与扇区覆盖的空间区域相比，波束是 覆盖较小空间区域的天线方向图。
全文摘要
本发明的某些方面涉及用于实现波束形成优化准则的波束形成方法。所提出的一些波束形成技术基于具有多个分辨率的天线方向。该方法包括接收从一个设备使用第一发射方向集发射的训练信号；从所述第一发射方向集导出优选发射方向；以及，向所述设备提供所述优选发射方向的指示，以作为对所述设备的反馈，其中，所述反馈是通过扫描第二发射方向集而提供的。
文档编号H04B7/04GK101978618SQ200980109293
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者I·拉基斯 申请人:高通股份有限公司