控制定向通信设备的制作方法

本公开一般涉及如由通信装置所实现的控制定向通信设备，并且更具体地涉及基于对于感测的确定的距离来联合选择用于定向感测谱条件的天线波束宽度和感测灵敏度。

背景技术：

针对支持无线通信的谱存在增加的需求。例如，无线通信装置正变得更普遍存在并且由此类无线通信装置所支持的数据吞吐量一直在增加。因此，谱正变得拥挤，由此增加了对于谱干扰的潜在可能（potential）和/或降低了对于进一步利用的潜在可能。

用于减轻或避免谱干扰的一种技术是定向通信。例如，传送波束成形（beamforming）考虑到在具体远程装置的方向中要被传送的信号，由此限制那些信号干扰所述传送并非意图针对的其它装置的程度。类似地，接收波束成型允许接收器被调谐，以使得来自具体方向的信号比来自其它方向的信号在更大的范围被接收，由此限制未在感兴趣的区域中的装置干扰接收器的程度。波束成形通常通过控制由多个天线接收的或者从多个天线传送的信号的相位和相对幅度来达成，以创建在至少一个方向中的相长叠加以及在其它方向中的相消叠加的至少一个波瓣。例如，相长叠加可被用来加强往和/或来于感兴趣的方向的信号，而相消叠加可被用来削弱往和/或来于不感兴趣的方向的信号。

用于减轻或避免谱干扰的另一个技术是先听后说（lbt），有时备选地称为先听后传送（listen-before-transmit）。根据lbt方案，装置在传送之前针对信令介质中的能量进行侦听。此类方案可通过防止传送器在谱相对是空闲的（clear）或在利用中是低的之前进行传送来减轻或避免谱干扰。

技术实现要素：

本公开一般涉及控制定向通信设备的通信装置。具体来说，所述通信装置确定用于定向感测谱条件的距离，并且基于该距离来联合选择用于定向感测所述谱条件的天线波束宽度和感测灵敏度。在具体实施例中，所述通信装置基于是否所感测的谱条件指示低于或高于能量阈值的谱能量级别来相应确定是否进行传送。基于来自所述通信装置的传送是否由具体远程装置成功接收的确定，所述通信装置可在一些实施例中改变所述天线波束宽度和感测灵敏度的一个或两者。例如，所述通信装置可响应于确定所述传送没有被成功接收而选择更宽的天线波束宽度。作为另外的示例，所述通信装置可响应于确定所述传送被成功接收而选择较不灵敏的感测灵敏度。

本公开的实施例包括一种控制定向通信设备的方法，其由通信装置来实现。所述方法包括确定用于定向感测谱条件的距离，并且基于所述距离来联合选择用于定向感测所述谱条件的天线波束宽度和感测灵敏度。

在一些实施例中，所述方法还包括确定其中定向感测所述谱条件的载波频率。联合选择所述天线波束宽度和感测灵敏度还基于所述载波频率。

在这些实施例的任何实施例中，联合选择所述天线波束宽度和感测灵敏度可包括从多个预定义的波束宽度和灵敏度组合中选择预定义的波束宽度和灵敏度组合。例如，所述多个预定义的波束宽度和灵敏度组合可以是预定义的波束宽度和灵敏度组合的多组中的一组，每组对应于相应的载波频率。

在这些实施例的任何实施例中，所述方法可还包括根据所选择的天线波束宽度和感测灵敏度来定向感测所述谱条件。例如，根据所述天线波束宽度和感测灵敏度来定向感测所述谱条件可包括对于至少20微秒进行感测。附加地或备选地，所述方法可还包括基于是否所感测的谱条件指示低于或高于能量阈值的谱能量级别来相应确定是否进行传送。在此类实施例中，所述方法可还包括响应于所述谱能量级别是低于所述能量阈值而在远程装置的方向中进行传送，并且基于所述传送是否由所述远程装置成功接收的确定来改变所述天线波束宽度和感测灵敏度的一个或两者。在此类实施例中，所述方法可还包括在确定传送之后进行传送之前等待至少随机确定的持续期。附加地或备选地，改变所述天线波束宽度和感测灵敏度的一个或两者可包括响应于确定所述传送没有由所述远程装置成功接收而选择更宽的天线波束宽度。备选地，改变所述天线波束宽度和感测灵敏度的一个或两者可包括响应于确定所述传送由所述远程装置成功接收而选择较不灵敏的感测灵敏度。在此类实施例中，选择所述较不灵敏的感测灵敏度可进一步响应于所成功接收的传送包括多于阈值数量的成功接收的传送突发。

本文中的实施例还包含对应的通信装置、计算机程序、及载体实施例。

附图说明

本公开的方面以示例的方式被示出并且不受带有指示相似元素（element）的相似参考标记（reference）的附图所限制。一般来说，参考数字的使用一般应当被视为指的是描绘的主题，而示出元素的特定实例的讨论将附加字母标号（letterdesignation）于其上（例如，一般性对远程装置120的讨论，与远程装置的具体实例120a、120b的讨论形成对照）。

图1是示出根据实施例的示例无线通信系统的块图（blockdiagram）。

图2是根据实施例的示例天线波束宽度和感测灵敏度组合的表。

图3是示出根据实施例的示例方法的流程图。

图4是示出根据实施例的更详细示例方法的流程图。

图5是示出根据实施例来配置的示例硬件的块图。

图6是示出根据实施例的通信装置的处理电路中包括的多个物理单元的块图。

图7是示出根据实施例的用于控制可编程通信装置的控制软件中包括的多个软件模块的块图。

具体实施方式

正如以下将被详细描述的，本公开的方面可整体地作为硬件单元、整体地作为硬件模块（包含固件、驻留软件、微代码等）、或者作为硬件单元和软件模块的组合来实现。例如，本公开的实施例可采用存储有以计算机程序的形式的软件指令的非暂态计算机可读介质的形式，所述计算机程序当在可编程装置上被执行时，将该可编程装置配置成执行以下描述的各种方法。

为了在以下公开的理解中的清楚性，就讨论到项目的结合列表“之一”（例如“a和b之一”）来说，本公开指的是列表中项目之一（而非两者）（例如a或b，但不是a和b两者）。此类短语不是指每个列表项目的一个（例如一个a和一个b），此类短语也不是指列表中单个项目的仅一个（例如仅一个a、或仅一个b）。类似地，就讨论到项目的结合列表“的至少一个”来说（并且类似地针对此类列表“的一个或多个”），本公开指的是列表中的任何项目或者列表中项目的任何组合（例如仅a、仅b、或者a和b两者）。此类短语不是指列表中每个项目的一个或多个（例如a的一个或多个、以及b的一个或多个）。

图1示出示例无线通信系统100，其包含通信装置110和远程装置120a-d。例如，通信装置110和/或远程装置120a-d的一个或多个远程装置可以是无线电基站（例如，enodeb、毫微微小区、wi-fi网关）或移动装置（例如，个人计算机、膝上型计算机、台式计算机、工作站、智能电话、平板计算机、可穿戴计算机、智能器具、声学收发器、无线电频率标识（rfid）标签）。

远程装置120a-d在通信装置110的无线通信覆盖区域130内。通信装置110控制定向通信设备，例如以便与覆盖区域130内的远程装置120a-d的一个或多个进行通信。为进行此操作，定向通信设备可根据波瓣160a-b被定向调谐，例如以便传送和/或接收信号。定向通信设备可还根据波瓣160a-b而被定向调谐以在传送之前感测谱条件（例如谱中的干扰和/或能量），例如作为lbt方案的部分。

在图1的示例中，通信装置110当前正在根据波瓣160b来控制定向通信设备以感测远程装置120b的方向中的谱条件，并且将随后根据波瓣160a来控制定向通信设备以感测远程装置120a的方向中的谱条件。波瓣160a-b出于以下将被讨论的原因而是不同尺寸的。尽管波瓣160a-b的仅两个示例在图1中被示出，但是通信装置110可以根据实施例来配置在任何时间在任何方向中延伸的一个或多个其它波瓣160。

示例波瓣160a-b对于距离140a-b以天线波束宽度150a-b从通信装置110相应地延伸。根据实施例，通信装置110通过控制定向通信设备的天线波束宽度150和/或感测灵敏度来控制波瓣160的一个或多个尺寸（例如，距离140）。例如，为了增加或减少波瓣160b的距离140b，通信装置110可相应地减少或增加天线波束宽度150b。天线波束宽度150和距离140之间的这个关系的示例在图1的示例中被示出。根据图1，波瓣160a的天线波束宽度150a比波瓣160b的天线波束宽度150b更宽。对应地，波瓣160a的距离140a比波瓣160b的距离140b更短。

为了进一步增加或减少波瓣160的距离140，通信装置110可相应地增加或减少定向通信设备的感测灵敏度。例如，在一些实施例中，通信装置110可增加定向通信设备的感测灵敏度以将波瓣160的距离140增加直到覆盖区域130的半径。因此，尽管增加天线波束宽度150可缩短对应波瓣160的距离140，但是通信装置110可在一些实施例中通过增加灵敏度来针对此较短的距离140进行补偿。正如以下将被更加详细讨论的，通信装置110可基于其中传送信号、接收信号、和/或感测谱条件的期望波瓣距离140来联合选择天线波束宽度和感测灵敏度。在此公开中，联合选择一组项目被定义为将该组中所有的项目选择为对应的组合。因此，联合选择天线波束宽度和感测灵敏度被定义为将天线波束宽度和感测灵敏度选择为对应的组合。

在一些实施例中，通信装置110可知道远程装置120a-d的位置（location）。例如，通信装置110可包含定位设备（或与定位设备进行通信），所述定位设备对远程装置120a-d的位点（position）进行报告。因此，通信装置110可从其视角意识到远程装置120c在远程装置120a之后。此外，通信装置110可知道，由于波瓣160b的距离140b，在远程装置120a的方向中指出（point）波瓣160b将导致远程装置120a、120c都处于波瓣160b之内。使远程装置120a、120c都处于相同波瓣160b中将导致远程装置120c创建对于由通信装置110使用波瓣160b所执行的感测测量的显著干扰。因此，通信装置110可控制定向通信设备以使得波瓣160a被用于感测远程装置120a的方向中的谱条件而非使用波瓣160b，即，因为波瓣160b将包含远程装置120a并且排除远程装置120c。为了以此方式控制定向通信设备，通信装置110可选择适当的天线波束宽度150和/或感测灵敏度。

在一些场景中，分别选择天线波束宽度150和感测灵敏度可能是成问题的。例如，通过改变天线波束宽度150以单独地降低波瓣距离140可能导致如此宽的波瓣160以至于它包含另一个干扰的远程装置120。对于另一个示例，将波瓣160a的天线波束宽度150a增加到超出图1中所描绘的宽度可能不期望地导致远程装置120d被包含在波瓣160a中。如果仅感测灵敏度被改变，其它问题也可能发生。例如，通过仅改变感测灵敏度来降低波瓣距离140可能导致非常窄的波瓣160，其不能充分地感测给定的远程装置120。因此，本公开的实施例可针对波瓣160联合选择天线波束宽度150和感测灵敏度。

在一示例中，通信装置110确定用于波瓣160a的距离140a以使得远程装置120a被包含并且远程装置120c从其被排除。基于此距离140a，通信装置110针对波瓣160a联合选择天线波束宽度150a和感测灵敏度。在一些实施例中，联合选择天线波束宽度和感测灵敏度以及距离140a的确定可以是在尝试传送到远程装置120a之前定向感测谱条件（例如，基于lbt方案）。

典型地，不同载波频率具有不同的信号传播和/或干扰特性，其除了影响其它因素以外还可影响通信装置110的感测距离140。因此，一些实施例包含确定其中定向感测谱条件的载波频率，并且基于此载波频率以及期望的感测距离140来联合选择天线波束宽度150和感测灵敏度。

在一些实施例中，联合选择的天线波束宽度150和感测灵敏度可以是预定义的波束宽度和灵敏度组合。图2示出包括多个预定义的波束宽度和灵敏度组合的示例表，从其中通信装置110联合选择天线波束宽度150和感测灵敏度。根据图2，预定义的天线波束宽度150值按照最大方位角（α）来表示并且预定义的感测灵敏度值按照最大增益（β）来表示。图2中描绘的每个组合包含来自组{α、0.8α、0.6α、0.4α、0.2α}（从宽到窄）的天线波束宽度150值。图2中描绘的每个组合也包含来自组{β、0.8β、0.6β、0.4β、0.2β}（从最灵敏到最不灵敏）的感测灵敏度值。与图2的示例一致，联合选择天线波束宽度150和感测灵敏度可包含选择这些组合的任何组合。

其它实施例可包含附加的、更少的、或不同的天线波束宽度150值、感测灵敏度值、和/或附加的、更少的、或不同的其组合。此外，在一些实施例中，天线波束宽度150值、感测灵敏度值、和/或其组合（例如，图2中示出的那些）是数字方程（numericalequation）和/或数学表达式的结果。

在一些实施例中，给定的多个预定义的波束宽度和灵敏度组合，诸如（但不限于）图2中示出的那些，可以是预定义的波束宽度和灵敏度组合的多组中的一组，每组对应于相应的载波频率（或者频率的范围）。因此，在一些实施例中，通信装置110可确定其中定向感测谱条件的载波频率，并且此载波频率可被用来标识具体的一组对应预定义的波束宽度和灵敏度组合。类似地，通信装置110可确定其中谱条件将被感测的载波频率的范围，并且标识对应于它的一组预定义的波束宽度和灵敏度组合。一旦标识了一组预定义的波束宽度和灵敏度组合，则基于其中通信装置110将感测谱条件的距离，具体组合可从该组中被选择。

在一些实施例中，无线装置110可在传送之前对具体的时间量（amountoftime）来感测谱条件。这可例如为通信装置110提供充分的时间以在作出传送决定之前采样（或以其它方式测量）谱条件。其中通信装置110感测谱条件的时间量根据实施例可以是静态的或者动态的。其中通信装置110感测谱条件的时间量根据实施例也可以是预配置的或者可配置的。

在一些实施例中，用于对谱条件进行感测的时间量可以配置成服从具体的政府规章（例如，由联邦通信委员会设置的规章）和/或标准团体（例如，欧洲电信标准协会（etsi）的标准，其要求装置在传送之前执行空闲信道评估（cca））。例如，通信装置110可以配置成至少对服从en301893的规定的时间的给定持续期（例如，20微秒）进行感测。对于另一个示例，通信装置110可以对至少一个点协调功能（pcf）帧间间隔（pifs）（例如，具体wi-fi系统中的25微秒）进行感测。其它实施例可以对时间的其它持续期（包含（但不限于）低至1微秒的时间）进行感测。

在一些实施例中，通信装置110可基于是否所感测的谱条件指示低于或高于能量阈值的谱能量级别来相应确定是否进行传送。例如，通信装置110可以响应于谱中的无线电频率（rf）能量相对低（例如，低于能量阈值）来进行传送。作为另一个示例，通信装置110可以响应于谱中的rf能量相对高而对传送进行抑制（例如，等待传送直到谱中感测的rf能量降至低于能量阈值）。

另外，在一些情形中，许多装置可在传送之前观察到相同的高能量条件并且等待谱中存在更少的能量。一旦谱能量级别降至低于能量阈值，则存在这些装置中的两个或更多装置对载波同时争用的潜在可能。在一些实施例中，通信装置110可尝试避免与一个或多个其它装置争用以便于传送。例如，在一些实施例中，在通信装置110决定传送之后，通信装置110在传送之前等待时间的某一持续期。时间的此持续期根据实施例可以是静态或动态确定的持续期。例如，通信装置110可在确定传送之后和进行传送之前等待随机确定的持续期。随机确定此持续期可在一些实施例中降低通信装置110和另一个装置（例如，远程装置120a）在相同时间都将进行传送的可能性。其它实施例可等待被配置的或者被预配置的持续期。

在一些实施例中，通信装置110确定具体传送是否被成功接收。例如，远程装置120a可以用确认来响应于来自通信装置110的传送。在一个此类示例中，远程装置120a支持自动重复请求（arq）并且发送确认（ack）以响应于成功接收的传送，以及发送否定确认（nack）以响应于未成功接收的传送。此外，如果远程装置120a未能响应于传送，则通信装置110可确定该传送没有被成功接收（例如，该传送由远程装置120a丢弃或者未被其检测到）。用于确定传送是否被成功接收的其它方案可由通信装置110所应用。

通信装置110可在一些实施例中基于传送是否由远程装置120a成功接收来改变天线波束宽度150和感测灵敏度的一个或两者。例如，响应于确定传送没有由远程装置120a成功接收，通信装置110可选择更宽的天线波束宽度150。此更宽的天线波束宽度可解决其中通信装置110没有充分地听到远程装置120a和/或谱条件影响远程装置120a（由于波瓣160a太窄）的问题。

对于另一个示例，响应于确定传送由远程装置120a成功接收，通信装置110可选择较不灵敏的感测灵敏度（例如，通过减低定向通信设备的增益）。此较不灵敏的灵敏度可通过使通信装置110感测较少的谱能量并更频繁地进行传送而增加谱效率。在一些实施例中，当成功接收的传送包括多于阈值数量的成功接收的传送突发时，通信装置110选择较不灵敏的感测灵敏度。传送突发的此阈值数量可根据具体实施例被预配置或者配置（例如，由通信装置110的运营商）。

鉴于以上内容，图3示出控制定向通信设备的示例方法300，其由通信装置110来实现。方法300包括确定用于定向感测谱条件的距离140（步骤310），并且基于距离140来联合选择用于定向感测谱条件的天线波束宽度150和感测灵敏度（步骤320）。

图4示出控制定向通信设备的更详细方法400，其由通信装置110来实现。方法400包括确定用于定向感测谱条件的距离140（步骤410）和载波频率（步骤420）。方法400还包括基于所述距离和载波频率来联合选择用于定向感测谱条件的天线波束宽度150和感测灵敏度（步骤425）。天线波束宽度150和感测灵敏度的联合选择可包括从针对确定的载波频率而被预定义的一组预定义的波束宽度和灵敏度组合中选择预定义的波束宽度和灵敏度组合，如以上所讨论的。

方法400还包括根据所选择的天线波束宽度150和感测灵敏度来定向感测谱条件，例如，对于至少20微秒进行所述感测（步骤430）。响应于感测的谱条件指示高于能量阈值的谱能量级别（步骤440，是），通信装置110返回到定向感测谱条件（步骤430）。备选地，响应于感测的谱条件指示低于能量阈值的谱能量级别（步骤440，否），通信装置110在定向地传送（例如，如以上讨论的在一个或多个传送突发中）（步骤460）之前等待确定的时间的时期（步骤450）。

方法400还包括例如基于响应于以上讨论的传送突发而接收的一个或多个确认来确定传送是否被成功接收（步骤470）。响应于传送没有被成功接收（步骤470，否），通信装置110选择更宽的天线波束宽度150（步骤480）并且使用该更宽的天线波束宽度来定向感测谱条件（步骤430），以便为重新传送（步骤460）作准备。

响应于传送被成功接收（步骤470，是），计算装置110确定是否存在更多要传送（步骤475）。如果是这样（步骤475，是），则通信装置110选择较低的感测灵敏度（步骤485）并且使用更灵敏的灵敏度来定向感测谱条件（步骤430），以便为进一步传送（步骤460）作准备。如果不是这样（步骤475，否），则方法400结束（步骤490）。

本公开的其它实施例包含与以上描述的方法300、400的两者或任一个一致的另外的方法，其中任何一个方法也可包含本文中描述的任何另外的技术。

本公开的仍有的其它实施例包含根据图5中示出的硬件而实现的计算装置110。图5的示例硬件包括处理电路710、存储器电路720、和接口电路730。处理电路710被通信地耦合到存储器电路720和接口电路730，例如，经由一个或多个总线。处理电路710可包括一个或多个微处理器、微控制器、硬件电路、离散逻辑电路、硬件寄存器、数字信号处理器（dsp）、现场可编程门阵列（fpga）、专用集成电路（asic）、或其组合。例如，处理电路710可以是能够执行在存储器电路720中存储为机器可读计算机程序760的软件指令的可编程硬件。各种实施例的存储器电路720可包括现有技术中已知的或者可被开发的任何非暂态机器可读介质（无论是易失的还是非易失的），包含但不限于固态介质（例如，sram、dram、ddram、rom、prom、eprom、闪速存储器、固态驱动器等）、可移动存储装置（例如，安全数字（sd）卡、minisd卡、microsd卡、存储器棒、拇指驱动器（thumb-drive）、usb闪速驱动器、rom盒（romcartridge）、通用媒体盘）、固定的驱动器（例如，磁硬盘驱动器）、或诸如此类（全部地或以任何组合）。

接口电路730可以是配置成控制计算装置110的输入和输出（i/o）数据路径的控制器中心（controllerhub）。此类i/o数据路径可包含用于与远程装置120无线地交换信号的数据路径以及用于与用户交换信号的数据路径。例如，接口电路730可包括定向通信设备（诸如定向的收发器），其配置成通过蜂窝、wi-fi、或声学网络中的一种或多种网络来定向地发送和接收无线通信信号。接口电路730也可包括以下的一个或多个：图形适配器、显示端口、视频总线、触摸屏、图形处理单元（gpu）、显示端口、液晶显示器（lcd）、和发光二极管（led）显示器，以用于将视觉信息呈现给用户。接口电路730还可包括以下的一个或多个：定点装置（pointingdevice）（例如，鼠标、触笔（stylus）、触摸板、追踪球、定点杆、操纵杆（joystick））、触摸屏、用于语音输入的麦克风、用于手势的光学识别的光学传感器、以及用于文本进入（textentry）的键盘。

接口电路730可被实现为单一的物理组件、或者被实现为连续或者分别布置的多个物理组件，其中的任何组件可被通信地耦合到任何其它组件，或可与任何其它组件进行通信（经由处理电路710）。例如，接口电路730可包括输出电路740（例如，配置成发送无线通信信号的传送器电路）以及输入电路750（例如，配置成接收无线通信信号的接收器电路）。类似地，输出电路740可包括显示器，而输入电路750可包括键盘。以上所述及其等同物的其它示例、置换、和布置对普通技术（ordinaryskill）的那些人员将是容易明白的。

根据图5中示出的硬件的实施例，接口电路730配置成与远程装置定向地交换无线通信信号。处理电路710配置成确定用于定向感测谱条件的距离140，并且基于距离140来联合选择用于定向感测谱条件的天线波束宽度150和感测灵敏度。

本公开的其它实施例包含如图6中示出的计算装置110的示例处理电路710。处理电路710包括多个被通信地耦合的物理单元。具体来说，处理电路710包括：确定单元805，确定单元805配置成确定用于定向感测谱条件的距离140；以及选择单元810，选择单元810配置成基于距离140来联合选择用于定向感测谱条件的天线波束宽度150和感测灵敏度。

本公开的其它实施例包含如图7中示出的计算装置710的示例控制软件760。图7的控制软件760包括多个软件模块。具体来说，此控制软件760包括：确定模块905，确定模块905配置成确定用于定向感测谱条件的距离140；以及选择模块，所述选择模块配置成基于距离140来联合选择用于定向感测谱条件的天线波束宽度150和感测灵敏度。

在不脱离本发明的本质特性的情况下，本发明可以当然以与本文中特定阐述的那些方式不同的其它方式来实行。呈现的实施例要在所有方面中被考虑为是说明性的而非限制性的，并且随附权利要求的含义和等同范围内出现的所有改变都旨在被涵盖于其中。