专利名称：毫米波通信网络中的毫米波通信站及多址波束成形的方法
毫米波通信网络中的毫米波通信站及多址波束成形的方法技术领域
实施例涉及毫米波通信站以及用于执行波束成形的方法。一些实施例涉及使用毫 米波频率进行通信的无线网络，诸如无线个人区域网(WPAN)和无线局域网(WLAN)。一些实 施例涉及按照无线吉比特联盟(WGA)的规范进行操作的毫米波网络。
背景技术：
许多常规无线网络使用范围一般在2至10千兆赫(GHz)之间的微波频率进行通 信。这些系统主要由于所使用频率的较长波长而一般采用全向或低方向性天线。这些天线 的低方向性限制这类系统的吞吐量，使诸如实时视频流播和高清晰电视(HDTV)之类的应 用难以实现。毫米波带具有可用频谱，并且能够提供明显更高等级的吞吐量；但是，由于毫 米波的更高衰减等级，采用更多定向天线和波束成形技术。波束成形允许一对站获得为后 续通信挪动的合乎需要的链路。
毫米波网络存在的一个问题是在尝试建立或重新建立链路并且执行波束成形训 练的通信站之间发生的冲突。按照常规，每次只有单个通信站能够采用网络协调器(例如， 微微网协调器点(PCP)、接入点或协调点)来执行波束成形训练。当多个响应站尝试同时 (即，在相同信标间隔内)建立或重新建立链路时，这可引起显著延迟。
因此，一般需要毫米波通信站以及用于多址波束成形的方法，它们允许不止一个 响应站采用网络协调器来执行波束成形训练。发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种由发起站执行的用于多址波束成形的方法，所 述方法包括公告波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数量以及各扇区扫描时隙的帧的数 量；在所述波束成形训练周期的扇区扫描时隙内接收来自响应站的反向扇区扫描帧；以及 在所述扇区扫描时隙内向所述响应站传送扇区扫描反馈帧，以便向所述响应站指明用于与 所述发起站进行通信的天线配置，其中，对于多址波束成形，所述发起站配置成在所述波束 成形训练周期的单个扇区扫描时隙或者分开的扇区扫描时隙内从所述响应站中的两个或 更多响应站接收至少两个反向扇区扫描帧。
按照本发明的另一方面，提供一种作为用于执行多址波束成形的发起站进行操作 的毫米波通信站，所述毫米波通信站包括公告波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数量 以及各扇区扫描时隙的扇区扫描帧的数量的处理电路；以及在所述波束成形训练周期的扇 区扫描时隙内接收来自响应站的反向扇区扫描帧的接收器电路，其中，对于多址波束成形， 所述接收器电路配置成在所述波束成形训练周期的单个扇区扫描时隙或者分开的扇区扫 描时隙内从所述响应站中的两个或更多响应站接收至少两个反向扇区扫描帧。
按照本发明的另一方面，提供一种作为用于与发起站执行波束成形的响应站进行 操作的毫米波通信站，所述毫米波通信站包括从所述发起站接收公告波束成形训练周期 的扇区扫描时隙的数量以及各扇区扫描时隙的扇区扫描帧的数量的通知的处理电路；在所述波束成形训练周期的扇区扫描时隙内向所述发起站传送反向扇区扫描帧的发射器电路； 以及在所述扇区扫描时隙内接收指明用于与所述发起站进行通信的天线配置的扇区扫描 反馈帧的接收器电路，其中，所述响应站根据所述发起站所公告的所述扇区扫描帧的数量 来限制每个扇区扫描时隙的反向扇区扫描帧的传送；以及其中，所述响应站在所述波束成 形训练周期的后续扇区扫描时隙中传送任何附加反向扇区扫描帧。
按照本发明的另一方面，提供一种作为用于与发起站执行波束成形的响应站进行 操作的毫米波通信站，所述毫米波通信站包括处理电路，在波束成形训练周期开始时发起 随机补偿过程，以便确定所述波束成形训练周期的哪一个扇区扫描时隙开始传送反向扇区 扫描帧，并且如所述发起站所指明的，限制每个扇区扫描时隙所传送的反向扇区扫描帧的 传送；以及发射器电路，当所述响应站具有附加的扇区扫描帧要传送时，在所述波束成形训 练周期内的下一个扇区扫描时隙开始时恢复所述反向扇区扫描帧的传送。
图1是根据一些实施例的毫米波通信网络；
图2A示出根据一些实施例、由毫米波通信站的阵列天线提供的多个天线扇区；
图2B示出根据一些实施例的阵列天线的一部分；
图3示出根据一些实施例的波束成形训练周期的时隙结构；
图4示出根据一些实施例的扇区扫描时隙的配置；
图5示出根据一些实施例、用于多址波束成形的发起站与响应站之间的通信；
图6示出根据一些备选实施例、用于多址波束成形的发起站与响应站之间的通 信；
图7是根据一些实施例的毫米波通信站的框图；以及
图8是根据一些实施例的多址波束成形的过程。
具体实施方式
以下描述和附图充分说明了具体实施例，以便使本领域的技术人员能够实施这些 实施例。其它实施例可结合结构的、逻辑的、电气的、过程和其它变更。一些实施例的部分 和特征可包含在其它实施例的部分或特征中，或者作为其替代。权利要求中提出的实施例 包含那些权利要求的所有可用等效物。
图1是根据一些实施例的毫米波通信网络。毫米波通信网络100包括使用毫米波 进行通信的多个毫米波通信站101-104。毫米波通信站101-104可利用阵列天线111在一 个或多个天线扇区内进行通信。这些站其中之一、如通信站101可充当网络协调器(例如 PCP)来协调通信站101-104之间的通信以及控制对无线媒体的接入。网络协调器可广播信 标帧，信标帧指明其中将要发生通信的信标间隔的长度。信标帧可由其它站102-104接收， 由此通知其它站102-104关于下一个信标间隔将发生的时间。在一些实施例中，下一个信 标间隔可通过信标传输来标识。
根据一些实施例，通信站101可充当发起站来发起与可称作响应站的其它通信 站、如站102-104之间的波束成形训练(BFT)。在这些实施例中，发起站101可与一个或多 个响应站、如响应站102和103执行多址波束成形。发起站101可公告BFT周期的扇区扫描(SS)时隙的数量以及各SS时隙内的SS帧的数量。发起站101可在BFT周期的SS时隙 之一内从响应站中的两个或更多响应站接收一个或多个SS帧，并且可在一个SS时隙内向 响应站传送一个或多个SS反馈帧，向响应站指明天线配置以用于与发起站101进行通信。 所指明的天线配置可涉及特定天线扇区。
响应站根据发起站101所公告的SS帧的数量来每个SS时隙传送有限数量的SS 帧。响应站可在波束成形训练周期的下一个SS时隙中传送任何附加SS帧。因此，不止一 个响应站可在信标间隔内执行波束成形。此外，对SS时隙内的SS帧的数量的限制帮助减 少冲突，这可增加由发起站101接收SS帧的成功率。对于多址波束成形，发起站配置成在 波束成形训练周期的单个扇区扫描时隙或者分开的扇区扫描时隙内从两个或更多响应站 接收至少两个反向扇区扫描帧。下面更详细地描述这些实施例。
在一些实施例中，通信站101-104可将相同频带用于传送和接收。在这些实施例 中，通信站101-104可采用时分复用(TDM)通信技术。
在一些实施例中，毫米波通信网络100的通信站101-104可以实质上按照诸如电 气和电子工程师协会(IEEE)标准、包括IEEE 802. 15标准和毫米波通信的建议规范(例 如，日期为2005年12月的IEEE802. 15任务组3c Call For Intent(CFI))的特定通信标 准或建议规范进行通信，但是本发明的范围并不局限于这个方面，因为它们还可适合于按 照其它技术和标准来传送和/或接收通信。要获得关于IEEE802. 15标准的更多信息，请参 阅“用于信息技术-电信和系统之间的信息交换的IEEE标准”-第15部分。在一些实施例 中，毫米波通信网络100的通信站101-104可实质上按照WGA的规范进行通信。
图2A示出根据一些实施例、由毫米波通信站的阵列天线提供的多个天线扇区。阵 列天线、如阵列天线111(图1)可用于提供多个天线扇区221。虽然为了便于说明，图2A仅 示出12个天线扇区221，但是阵列天线111可提供更少或更多数量的天线扇区221。在一 些实施例中，阵列天线111可提供多达50个或更多的天线扇区221。
图2B示出根据一些实施例的阵列天线的一部分。在这些实施例中，部分222可以 是阵列天线、如阵列天线111(图1)的一部分，并且可包括多个天线单元224，它们配置成利 用波束成形技术在天线扇区221 (图2A)内传送和接收毫米波信号。多个天线单元2M可 提供更高增益，并且允许波束宽度和波束方向由模拟或数字域的信号处理技术来控制。在 这些实施例中，阵列天线111可作为在天线单元2M之间具有预定间距的相控阵列进行操 作。
在一些实施例中，毫米波通信站101-104(图1)可利用可配置成在各天线扇区221 中选择性地进行传送的一个或多个阵列天线111。在一些实施例中，每个天线扇区221可使 用至少两个天线单元224。在一些实施例中，阵列天线111可包括可配置成在天线扇区221 中的任一个或多个中进行传送的多达64个或更多的天线单元224。
图3示出根据一些实施例的波束成形训练周期的时隙结构。信标间隔(Bi) 301包 括BFT周期306，它可包含多个SS时隙304，并且前面可以有可统称为信标时间(BT) 302的 一个或多个信标传输。信标间隔301可有规律地重复，如图所示。
根据多址波束成形实施例，发起站可公告当前信标间隔301的信标传输中的BFT 周期306的SS时隙304的数量以及各SS时隙304的扇区扫描SS帧的数量。信标传输可 包括扇区扫描，其中包括由发起站101所传送的信标帧供响应站、如响应站102-104接收。在这些实施例中，所公告的BFT周期306的SS时隙304的数量可跟随当前信标间隔301中 的BT 302。换言之，公告SS时隙304的数量的信标传输在SS时隙304的前面。在一些实 施例中，BFT周期306是关联波束成形训练(A-BFT)周期，但这不作要求。
图4示出根据一些实施例的扇区扫描时隙的配置。SS时隙304包括用于发起站 101所公告的每个SS时隙304的SS帧的数量的第一时长404以及用于单个SS反馈帧的 第二时长408。在一些实施例中，各SS时隙304可包括传播延迟时间(aPrOpDelay)401，以 便考虑发起站101(图1)与响应站102(图1)之间的传播延迟，以及第一时长404与第二 时长408之间的波束成形接口空间(BFIQ403(或者短帧间空间(SIFQ)。第一时长404可 以是响应站102将预定数量的SS帧传送给发起站所用的持续时间(aSSDuration)。第二 时长408可以是发起站101将至少单个SS反馈帧传送给响应站102其中之一所用的持续 时间(aSSFBDuration)408。在这些实施例中，BFIS 403可以是常数，并且也可在第二时长 408之后提供。
图5示出根据一些实施例、用于多址波束成形的发起站与响应站之间的通信。对 于多址波束成形，发起站101可传送一个或多个信标帧502，作为当前信标间隔301(图3) 的BT 302内的扇区扫描501。扇区扫描501可包括多个信标帧502，并且可指明发起站101 希望执行BFT。发起站101可在信标传输中公告BFT周期306 (图3)的SS时隙304的数量 以及各SS时隙304的SS帧的数量。
发起站101可在BFT周期306(图3)的SS时隙304之一内从响应站中的两个或 更多响应站接收一个或多个SS帧504、506。作为响应，发起站101可在SS时隙304内将一 个或多个SS反馈帧508传送给响应站102和103。SS反馈帧508可用于向响应站102和 103指明用于与发起站101进行通信的天线配置。根据一些实施例，响应站102和103根据 发起站101所公告的SS帧的数量来每个SS时隙304传送有限数量的SS帧504。响应站可 在BFT周期306的下一个SS时隙中传送任何附加SS帧504。
在这些实施例中，在信标传输中公告的每个SS时隙304的SS帧的数量可以是可 在SS时隙304中传送的SS帧的总数。如果响应站具有例如36个天线扇区，但SS时隙304 仅可准许6个SS帧504，则响应站将使用6个SS时隙304来完成全反向扇区扫描。
虽然用于毫米波通信网络100的网络协调器在本文中描述为发起站(即，正发起 波束成形的站)，但这不作要求，因为不一定是网络协调器、而是任何站可作为发起站进行 操作并且发起波束成形。
在一些实施例中，发起站101可与毫米波通信网络100中的一个或多个响应站执 行多址波束成形，用于调度A-BFT。在这些实施例中，不止一个响应站能够在单个信标间隔 内调度并且执行A-BFT。
在一些实施例中，SS反馈帧508中所指明的天线配置可指明供响应站中的每个在 与发起站101进行通信时使用的天线扇区221 (图2A)。在这些实施例中，发起站101可使 用来自响应站的SS帧504来识别从其中接收到最高质量SS帧的响应站的天线扇区221。 发起站可在SS反馈帧508中向响应站指明天线扇区221，供响应站在后续通信中使用。来 自响应站的SS帧504还可向发起站101指明响应站希望完成BFT以及随后与发起站101 进行通信。来自响应站的SS帧504还可向发起站101指明发起站要用于与各响应站进行 通信的天线扇区221。
在一些实施例中，扇区扫描501包括在当前信标传输期间在发起站101的多个天 线扇区的每个中传送的信标帧502。响应站、如响应站102和103可在其天线扇区的每个 中传送一个SS帧504。响应站102和103保持在接收模式，以便接收来自发起站101的信 标帧和SS反馈帧508。发起站101可保持在接收模式，以便接收来自响应站102和103的 SS帧504。在一些实施例中，响应站102和103保持在全向接收模式，以便接收SS反馈帧 508，但这不作要求。在一些实施例中，响应站可在其天线扇区的每个中传送不止一个SS帧 504，但这不作要求。
随机补偿实施例
根据一些随机补偿实施例，响应站可在BFT周期306开始时发起随机补偿过程，以 便确定以BFT周期306的哪一个SS时隙304开始SS帧504的传输。响应站可限制每个 SS时隙304所传送的SS帧504的数量，如发起站101在信标传输中指明的那样。当响应 站102具有更多SS帧504要传送时，响应站可在当前BFT周期306内的下一个SS时隙开 始时恢复SS帧504的传输。
根据这些随机补偿实施例，当响应站102直到完成反向扇区扫描503才接收到来 自发起站101的SS反馈帧508时，响应站102可在当前信标间隔301的同一个BFT周期 306内重传SS帧504。响应站102还可发起随机补偿过程，以便确定在完成先前的反向扇 区扫描503之后的哪一个SS时隙来重传SS帧504。SS帧504可被认为是反向SS帧。
在这些随机补偿实施例中，发起站101可调度信标间隔301中的时间，供响应站中 的每个完成波束成形，包括在当前信标间隔301或者下一个信标间隔内执行波束成形细化 阶段(BRP)。发起站101可在SS反馈帧508中传送调度，以便向各响应站指明执行波束成 形细化的时间。在这些实施例中，反馈帧508可称作准许帧。在一些实施例中，BRP可在响 应站在BFT周期306中完成了 SS阶段之后，在信标间隔301中的任何时间发生。在BRP期 间，可生成波束成形系数，以便定向天线波束，用于与其它站之间接收和传送信号。
在一些实施例中，当SS时隙304中剩余时间时，发起站101可在SS时隙304内发 送超过单个SS反馈帧508。在SS时隙304的大小为8帧的一个示例实施例中，如果存在分 别具有一个和两个天线扇区的两个响应站，则仅需要两个SS帧来完成反向扇区扫描503。 在完成其反向扇区扫描503之后，在当前SS时隙304中余留附加时间，供发起站101向这 两个响应站都发送SS反馈帧508。在这些实施例中，第二时长408(图4)并不局限于单个 SS反馈帧508。
图6示出根据一些备选实施例、用于多址波束成形的发起站与响应站之间的通 信。如图6所示，发起站101可在信标时间302期间传送信标帧502。在这些备选实施例 中，响应站、如响应站102可在信标传输之后的BFT周期306的第一 SS时隙603内传送一个 SS帧604。当SS反馈帧608直到完成响应站102的整个反向扇区扫描之后才被响应站102 接收时，响应站102可发起补偿过程以确定包含随机数量的SS时隙304的补偿周期606，以 便延迟BFT周期306内的附加SS帧605的传送。在完成SS帧605时，响应站102可切换 到接收模式，以便接收SS反馈帧609。在这些实施例中，反向扇区扫描可包括由响应站所传 送的全部SS帧。响应站可在各天线扇区传送一个SS帧。
在这些备选实施例中，在补偿周期606期间接收到SS反馈帧时，响应站102可避 免在补偿周期606之后延迟附加SS帧605的传送。响应站还可在SS反馈帧609被接收之后停止传送附加SS帧605中的任一个。
在这些备选实施例中，当补偿周期606之后的BFT周期306中的剩余时间小于用 于SS帧605和SS反馈帧608的时间时，响应站可保持在接收模式，直到BFT周期结束(例 如，在它能够接收SS反馈帧609的情况下)。
如图6的示例中所示，各响应站102、103和104可具有不同数量的天线扇区，相应 地，各站完成反向发射扇区扫描的时间是不同的。例如，响应站102可具有单个天线扇区， 并且传送用于其反向扇区扫描的单个SS帧604，而响应站103可具有三个天线扇区，并且可 传送用于其反向扇区扫描的三个SS帧614，以及响应站104可具有十六个天线扇区，并且可 传送用于其反向扇区扫描的十六个SS帧624。在这个示例中，由于响应站103在其反向扇 区扫描的传送期间没有接收到扇区扫描反馈帧(即，三个SS帧614)，所以它可发起补偿过 程以确定补偿周期616，以便延迟BFT周期306内的附加反向SS帧615的传送。
图7是根据一些实施例的毫米波通信站的框图。毫米波通信站700除其它部件 外，还可包括阵列天线722、波束成形电路702、发射器电路706、接收器电路708和处理电路 704。毫米波通信站700可适合于用作毫米波通信站101-104(图1)中的任一个或多个，如 上所述。阵列天线722可包括多个天线单元，并且可配置成在多个天线扇区、如图2A的天 线扇区221中进行通信。在一些备选实施例中，毫米波通信站700可利用切换波束天线，但 是实施例的范围并不局限于这个方面。在一些备选实施例中，毫米波通信站700可采用单 个天线单元，但是实施例的范围并不局限于这个方面。
根据一些实施例，波束成形电路702可将阵列天线722配置成在天线扇区221的 每个中分开传送SS帧(例如，图5的信标帧502其中之一)。波束成形电路702还可将阵 列天线722配置成接收反向扇区扫描帧(例如，图5的帧504和506)。
根据一些实施例，当毫米波通信站700作为用于与一个或多个响应站、如响应站 102和103执行多址波束成形的发起站101进行操作时，处理电路704可配置成公告BFT周 期306(图3)的SS时隙304(图3)的数量以及各SS时隙304的SS帧的数量。接收器电 路708可配置成在BFT周期306的SS时隙304之一内从响应站中的两个或更多响应站接 收一个或多个SS帧504、506。发射器电路706可配置成在一个SS时隙304内向响应站传 送一个或多个SS反馈帧508，以便向响应站指明用于与发起站101进行通信的天线配置。
根据一些实施例，当毫米波通信站700作为用于与发起站执行多址波束成形的响 应站、如响应站102进行操作时，处理电路704可从发起站、如发起站101接收公告BFT周 期306的SS时隙304的数量以及各SS时隙304的SS帧的数量的通知。发射器电路706 可在BFT周期306的SS时隙304之一内向发起站传送一个或多个SS帧504、506。接收器 电路708可配置成在一个SS时隙304内接收指明用于与发起站进行通信的天线配置的一 个或多个SS反馈帧508。响应站可配置成根据发起站所公告的SS帧的数量来每个SS时隙 304传送有限数量的SS帧504，并且来自发起站的每个所传送的SS帧可指明用于与响应站 进行通信的天线配置。响应站还可配置成在波束成形训练周期306的下一个SS时隙中传 送任何附加SS帧504。
根据一些实施例，当毫米波通信站700作为用于与发起站、如发起站101执行多址 波束成形的响应站、如响应站102进行操作时，处理电路704可配置成在BFT周期306开始 时发起随机补偿过程，以便确定BFT周期306的哪一个SS时隙304要开始传送SS帧504。处理电路704还可配置成限制每个SS时隙304所传送的SS帧504的数量，如发起站所指 明的那样。当响应站具有更多SS帧504要传送时，发射器电路706可配置成在当前BFT周 期306内的下一个SS时隙开始时恢复SS帧504的传送。
毫米波通信站700可包括用于传递毫米波无线通信信号的其它电路，其中包括 60GHz无线技术。在一些实施例中，毫米波通信站700可用于提供灵活接口，它可有效地嵌 入家庭媒体网关、蜂窝电话、平板电视机(TV)、机顶盒、蓝光播放机、数码相机、个人计算机 (PC)、膝上型计算机以及许多其它多媒体和通信装置。虽然毫米波通信站700示为具有若 干分开的功能单元，但是，功能单元中的一个或多个可被组合，并且可通过诸如包括数字信 号处理器(DSP)的处理单元之类的软件配置单元和/或其它硬件单元的组合来实现。例如， 一些单元可包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)以 及用于执行至少本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，毫米波通 信站700的功能单元可表示在一个或多个处理单元上进行操作的一个或多个过程。
图8是根据一些实施例的多址波束成形的过程。过程800可由毫米波通信站、如 毫米波通信站101-104(图1)来执行。
在操作802，发起站101可公告BFT周期306 (图3)的SS时隙304 (图3)的数量 以及各SS时隙304的SS帧的数量。
在操作804，发起站101可在BFT周期306的SS时隙304之一内从响应站中的两 个或更多响应站接收一个或多个SS帧504、506 (图幻。响应站可根据发起站101所公告的 SS帧的数量来每个SS时隙304传送有限数量的SS帧504。
在操作806，发起站可在一个SS时隙304内向响应站传送一个或多个SS反馈帧 508(图5)，以便向响应站指明用于与发起站101进行通信的天线配置。响应站可在波束成 形训练周期306的下一个SS时隙中传送任何附加SS帧504。
提供“摘要”以符合要求允许读者确定技术公开的性质和要点的摘要的37C. F.R.第1.72(b)节。应当理解，提交摘要并不是用于限制或解释权利要求的范围或含义。 以下权利要求在此结合到详细描述中，其中各权利要求本身代表分开的实施例。
权利要求
1.一种由发起站执行的用于多址波束成形的方法，所述方法包括公告波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数量以及各扇区扫描时隙的帧的数量； 在所述波束成形训练周期的扇区扫描时隙内接收来自响应站的反向扇区扫描帧；以及 在所述扇区扫描时隙内向所述响应站传送扇区扫描反馈帧，以便向所述响应站指明用 于与所述发起站进行通信的天线配置，其中，对于多址波束成形，所述发起站配置成在所述波束成形训练周期的单个扇区扫 描时隙或者分开的扇区扫描时隙内从所述响应站中的两个或更多响应站接收至少两个反 向扇区扫描帧。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述响应站根据所述发起站所公告的扇区扫描帧 的数量来限制每个扇区扫描时隙所传送的反向扇区扫描帧的数量；以及其中，所述响应站在所述波束成形训练周期的后续扇区扫描时隙中传送任何附加的反 向扇区扫描帧。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述扇区扫描反馈帧中指明的所述天线配置指明 供所述响应站中的每个用于与所述发起站进行通信的发射扇区；以及其中，各反向扇区扫描帧指明供所述发起站用于与所述响应站之一进行通信的天线配置。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述发起站是用于毫米波通信网络的网络协调器， 其中，在当前信标间隔的信标传输中公告每个波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数量以及每个扇区扫描时隙的扇区扫描帧的数量；以及其中，所述信标传输包括由所述发起站所传送的供所述响应站接收的扇区扫描。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述扇区扫描包括在所述当前信标间隔的信标传 输期间在所述发起站的多个天线扇区的每个中所传送的扇区扫描或信标帧，其中，所述响应站在其天线扇区的每个中传送一个反向扇区扫描帧；以及 其中，所述响应站保持在接收模式，以便接收来自所述发起站的扇区扫描反馈帧。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述响应站配置成在所述波束成形训练周期开始时发起随机补偿过程，以便确定所述波束成形训练周期 的哪一个扇区扫描时隙开始传送所述反向扇区扫描帧；如所述发起站在所述信标传输中所指明的，限制每个扇区扫描时隙所传送的反向扇区 扫描帧的数量；以及当响应站具有附加反向扇区扫描帧要传送时，在当前波束成形训练周期内的下一个扇 区扫描时隙开始时恢复所述反向扇区扫描帧的传送。
7.如权利要求6所述的方法，其中，当所述响应站直到完成反向扇区扫描才接收到来 自所述发起站的扇区扫描反馈帧时，所述响应站配置成在所述当前信标间隔的波束成形训练周期内重传所述反向扇区扫描帧；以及 发起所述随机补偿过程，以确定在完成先前的反向扇区扫描之后的哪一个扇区扫描时 隙开始重传所述反向扇区扫描帧。
8.如权利要求1所述的方法，还包括调度所述信标间隔中的时间，供所述响应站中的 每个完成波束成形，包括在当前或下一个信标间隔内执行波束成形细化阶段。
9.如权利要求1所述的方法，还包括当扇区扫描时隙中剩余时间时，在所述扇区扫描时隙内发送超过单个扇区扫描反馈帧。
10.如权利要求1所述的方法，其中，各扇区扫描时隙包括用于所述发起站所公告的每 个扇区扫描时隙的所述扇区扫描帧的数量的第一时长以及用于单个扇区扫描反馈帧的第 二时长。
11.如权利要求10所述的方法，其中，各扇区扫描时隙还包括考虑所述发起站与响应站之间的传播延迟的传播延迟时间；以及所述第一时长与所述第二时长之间的短接口空间，其中，所述第一时长是响应站向所述发起站传送预定数量的反向扇区扫描反馈帧所用 的持续时间；以及其中，所述第二时长是所述发起站向所述响应站其中之一传送至少所述单个扇区扫描 反馈帧所用的持续时间。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述响应站中的每个在所述信标传输之后的所述 波束成形训练周期的第一扇区扫描时隙内传送一个反向扇区扫描帧，其中，当直到完成反向扇区扫描之后才接收到扇区扫描反馈帧时，各响应站配置成发起补偿过程以确定包含随机数量的扇区扫描时隙的补偿周期，以便延迟所述波束成 形训练周期内的附加扇区扫描帧的传送；以及切换到接收模式，以便在所述反向扇区扫描帧完成时接收扇区扫描反馈帧。
13.如权利要求12所述的方法，其中，在所述补偿周期期间接收扇区扫描反馈帧时，所 述响应站中的每个避免在所述补偿周期之后延迟所述附加反向扇区扫描帧的传送；以及其中，当所述补偿周期之后的所述波束成形训练周期中的剩余时间小于用于扇区扫描 帧和扇区扫描反馈帧的时间时，各响应站配置成保持在接收模式，直到所述波束成形训练 周期结束。
14.一种作为用于执行多址波束成形的发起站进行操作的毫米波通信站，所述毫米波 通信站包括公告波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数量以及各扇区扫描时隙的扇区扫描帧的 数量的处理电路；以及在所述波束成形训练周期的扇区扫描时隙内接收来自响应站的反向扇区扫描帧的接 收器电路，其中，对于多址波束成形，所述接收器电路配置成在所述波束成形训练周期的单个扇 区扫描时隙或者分开的扇区扫描时隙内从所述响应站中的两个或更多响应站接收至少两 个反向扇区扫描帧。
15.如权利要求14所述的毫米波通信站，还包括发射器电路，用于在所述扇区扫描时 隙内向所述响应站传送扇区扫描反馈帧，以便向所述响应站指明用于与所述发起站进行通 信的天线配置，其中，所述响应站配置成根据所述发起站所公告的所述扇区扫描帧的数量来限制每个 扇区扫描时隙所传送的反向扇区扫描帧的数量；以及其中，所述响应站配置成在所述波束成形训练周期的后续扇区扫描时隙中传送任何附 加反向扇区扫描帧。
16.如权利要求15所述的毫米波通信站，其中，所述扇区扫描反馈帧中指明的所述天线配置指明供所述响应站中的每个用于与所述发起站进行通信的发射扇区；以及其中，各反向扇区扫描帧指明供所述发起站用于与所述响应站之一进行通信的天线配置。
17.如权利要求15所述的毫米波通信站，其中，所述发起站是用于毫米波通信网络的 网络协调器，其中，在当前信标间隔的信标传输中公告每个波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数 量以及每个扇区扫描时隙的扇区扫描帧的数量；以及其中，所述信标传输包括由所述发起站所传送的供所述响应站接收的扇区扫描。
18.一种作为用于与发起站执行波束成形的响应站进行操作的毫米波通信站，所述毫 米波通信站包括从所述发起站接收公告波束成形训练周期的扇区扫描时隙的数量以及各扇区扫描时 隙的扇区扫描帧的数量的通知的处理电路；在所述波束成形训练周期的扇区扫描时隙内向所述发起站传送反向扇区扫描帧的发 射器电路；以及在所述扇区扫描时隙内接收指明用于与所述发起站进行通信的天线配置的扇区扫描 反馈帧的接收器电路，其中，所述响应站根据所述发起站所公告的所述扇区扫描帧的数量来限制每个扇区扫 描时隙的反向扇区扫描帧的传送；以及其中，所述响应站在所述波束成形训练周期的后续扇区扫描时隙中传送任何附加反向 扇区扫描帧。
19.如权利要求18所述的毫米波通信站，其中，所述处理电路配置成在所述波束成形训练周期开始时发起随机补偿过程，以便确定所述波束成形训练周期 的哪一个扇区扫描时隙开始传送所述反向扇区扫描帧；以及当所述响应站具有附加的扇区扫描帧要传送时，使所述发射器电路在所述当前波束成 形训练周期内的下一个扇区扫描时隙开始时恢复所述反向扇区扫描帧的传送。
20.如权利要求19所述的毫米波通信站，其中，当所述响应站直到完成反向扇区扫描 才接收到来自所述发起站的扇区扫描反馈帧时所述发射器电路在所述当前信标间隔的波束成形训练周期内重传所述反向扇区扫描 帧；以及所述处理电路发起所述随机补偿过程，以确定在完成先前的反向扇区扫描之后，哪一 个扇区扫描时隙用于重传所述反向扇区扫描帧。
21.如权利要求19所述的毫米波通信站，其中，所述扇区扫描反馈帧中指明的所述天 线配置指明供所述响应站中的每个用于与所述发起站进行通信的发射扇区；以及其中，由所述响应站传送的各扇区扫描帧指明供所述发起站用于与所述响应站进行通 信的天线配置。
22.一种作为用于与发起站执行波束成形的响应站进行操作的毫米波通信站，所述毫 米波通信站包括处理电路，在波束成形训练周期开始时发起随机补偿过程，以便确定所述波束成形训 练周期的哪一个扇区扫描时隙开始传送反向扇区扫描帧，并且如所述发起站所指明的，限制每个扇区扫描时隙所传送的反向扇区扫描帧的传送；以及发射器电路，当所述响应站具有附加的扇区扫描帧要传送时，在所述波束成形训练周 期内的下一个扇区扫描时隙开始时恢复所述反向扇区扫描帧的传送。
23.如权利要求22所述的毫米波通信站，还包括从所述发起站接收公告所述波束成 形训练周期的扇区扫描时隙的数量以及在各扇区扫描时隙内要接收的反向扇区扫描帧的 数量的通知的接收器电路，所述通知在当前信标间隔的信标传输内被接收。
24.如权利要求23所述的毫米波通信站，其中，当所述响应站直到完成反向扇区扫描 才接收到来自所述发起站的扇区扫描反馈帧时所述发射器电路在所述当前信标间隔的波束成形训练周期内重传所述扇区扫描帧；以及所述处理电路发起所述随机补偿过程，以确定在完成先前的反向扇区扫描之后，哪一 个扇区扫描时隙用于重传所述扇区扫描帧。
25.如权利要求22所述的毫米波通信站，其中，所述扇区扫描反馈帧中指明的天线配 置指明供所述响应站用于与所述发起站进行通信的发射扇区；以及其中，由所述响应站传送的各扇区扫描帧指明供所述发起站用于与所述响应站进行通 信的天线配置。
全文摘要
本文一般描述毫米波通信站和用于毫米波网络中的多址波束成形的方法的实施例。在一些实施例中，发起站通过公告波束成形训练(BFT)周期的扇区扫描(SS)时隙的数量以及各SS时隙的SS帧的数量来与一个或多个响应站执行多址波束成形。在BFT周期的SS时隙之一内从响应站中的一个或多个接收一个或多个SS帧。发起站在一个SS时隙内向响应站传送一个或多个SS反馈帧，以便向响应站指明用于与发起站进行通信的天线配置。响应站根据发起站公告的SS帧的数量来每个SS时隙传送有限数量的SS帧，并且在波束成形训练周期的下一个SS时隙中传送任何附加SS帧。各SS帧包含对发起站的用于与响应站进行通信的天线配置的指示。
文档编号H04W16/28GK102036258SQ201010506918
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年10月6日
发明者A·卡舍尔, C·科尔戴罗, S·B·塔赖宁 申请人:英特尔公司