本公开的实施例涉及数据通信领域，更具体而言，涉及无线网络中的数据通信。
背景技术
在无线通信的当前状态中，越来越多的通信设备能够彼此无线通信。这些通信设备包括具有许多不同形状因数的各种设备，其自以下各项变化：个人计算机、移动或台式机、显示器、存储设备、手持设备、电话等。这些通信设备中的许多被封装为“用途”设备，诸如机顶盒、个人数字助理(pda)、web平板、寻呼机、文本信使、游戏设备、智能器具和无线移动电话。这样的设备可以在各种不同的无线环境中彼此通信，诸如无线广域网(wwan)、无线城域网(wman)、无线局域网(wlan)和无线个域网(wpan)、全球移动通信系统(gsm)网络、码分多址(cdma)等。
对于诸如视频流、实时协作、视频内容下载等之类的高吞吐量应用的日益增长的需求对无线通信施加严格要求，以提供更好、更快、并且成本更低的通信系统。近年来，未经许可的频带已用于高达几百mbps的通信，诸如2.4ghz(工业、科学、医学(ism))和5.0ghz(通用国家信息基础设施(unii))带。为了实现这些比特率，已向电气和电子工程师协会(ieee)提议了相对复杂的调制技术，诸如多输入/多输出(mimo)正交频分复用(ofdm)。由于ism和unii带的普及，对于这些带的用户来说，这些带正变得拥挤，导致相当大干扰。
为了提供干扰受限的gbps通信，ieee委员会最近已经开始考虑以较高频率进行通信，诸如大于20ghz的频带。图1示在了所选主要工业化国家/地区中当前可用的未经许可的频带。
附图说明
通过以下详细描述结合附图，将容易理解本公开的实施例。为了便于该描述，同样的参考标号指明同样的结构元件。在附图的图中，作为示例而不是作为限制地图示了实施例。
图1图示在所选主要工业化国家/地区中当前可用的未经许可频带；
图2图示使用具有大约相同孔径大小的天线的不同频带的示例性波束宽度；
图3图示根据各种实施例的无线网络；
图4图示根据各种实施例的可以通过使用第一和第二频带来发射和/或接收的各种类型的csma/ca协议数据；
图5图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备进行通信的过程；
图6图示根据各种实施例的通信设备；
图7图示根据各种实施例的用于通过使用两个频带来发射和接收信号的电路；
图8图示根据各种实施例的帧格式；
图9图示根据各种实施例的另一帧格式；
图10图示根据各种实施例的又一帧格式；
图11图示根据各种实施例的使用软耦合系统的两个频带的两个帧格式，所述软耦合系统被适配成通过使用两个频带进行通信；
图12图示根据各种实施例的被适配成通过使用两个频带进行通信的软耦合系统的电路；
图13图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备进行通信的另一过程；
图14图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备进行通信的又一过程；
图15图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的搜索过程；
图16图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的天线调整/链路建立过程；
图17图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的另一天线调整/链路建立过程；
图18图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的信号接收过程；
图19图示根据各种实施例的使用协调设备的通信系统；
图20图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过协调设备来协调通信的过程；以及
图21图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备来协调通信的过程。
图22图示具有两种不同类型的无线通信系统的通信系统。
图23图示适于在两种不同类型的无线通信系统情况下使用的示例性用户设备。
图24图示具有对于两种不同类型的无线通信系统共同的帧同步时段的定时图。
图25图示定时图，以通过使用帧同步时段来同步来自两种不同类型的无线通信系统的帧。
图26图示操作环境，以通过使用帧同步时段来检测帧对准信号。
图27图示用于控制无线接收器以通过使用帧同步时段来检测帧对准信号的过程。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考形成本文的一部分的附图，其中同样的标号贯穿全文指明同样的部分，并且其中作为图示而示出了其中可以实行本公开的主题的实施例。将理解的是：可以使用其它实施例并且可以做出结构或逻辑改变而不脱离本公开的范围。因此，以下详细描述不要以限制性意义来理解，并且根据本公开的实施例的范围由所附权利要求及其等同物所限定。
依次以可以有助于理解本公开实施例的方式，各种操作可以被描述为多个分立的操作；然而，描述的顺序不应被解释为意味着这些操作依赖于顺序。
描述可以使用诸如“在一个实施例中”或“在各种实施例中”之类的短语，其可以各自指一个或多个相同或不同的实施例。此外，正如关于本公开的实施例所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。
根据本公开的各种实施例，提供了方法和系统，其中通信设备通过使用第一和第二频带与无线网络中的其它通信设备进行通信。对于实施例，第一频带可以与第一波束宽度相关联，而第二频带可以与第二波束宽度相关联，第一波束宽度大于第二波束宽度。虽然下面的描述对使用两个频带进行了描述，但是在可替换实施例中，可以采用多于两个频带。
在各种实施例中，第一频带可以用于传送(即发射和/或接收)第一信号，以便于无线网络的通信设备和其它通信设备之间的初始通信，包括第一信号的初始通信，所述第一信号包含用于粗略配置其它通信设备以与该通信设备进行无线通信的控制信息和/或信号。可以通过使用第二频带来发射设备之间的第二信号的随后的通信。第二信号此外包括用于较精细配置其它通信设备以与该通信设备进行无线通信的控制信息和/或信号。
在一些实施例中，第一信号可以被适配用于信号检测、初始波束形成和/或初始载波频率偏移(cfo)估计，以便于通过使用第二频带的随后的通信。通过第二频带所传送的第二信号可以被适配用于补充初始波束形成的更精确的波束形成和/或被适配用于可以补充初始cfo估计的精细cfo估计的信号。第二信号可以此外便于其它通信设备到该通信设备的定时同步。如之前间接提到的，通过使用第二频带所传送的第二信号可以便于通过使用第二频带的另外的通信，以便促进通过使用第二频带的第三信号的通信。将通过使用第二频带来传送的第三信号可以包括各种类型的数据，例如包括与视频流、实时和/或非实时协作、视频内容下载、音频和文本内容下载和/或上载等相关的数据。
各种途径可以使用在各种可替换实施例中，以便经由与第一波束宽度相关联的第一频带(本文中的“第一频带”)以及与第二波束宽度相关联的第二频带(本文中的“第二频带”)来进行通信。例如，在一些实施例中，使用第一频带的通信可以是如使用相对低的频带(诸如小于约20ghz的那些带)的结果，而使用第二频带的通信可以是如使用较高频带(诸如以约20ghz以上为中心的那些带)的结果。可以包括天线的各种组合和/或多元件天线的各种天线系统可以在各种可替换实施例中被采用，以便通过使用第一和第二频带进行通信。
第一频带可以是比第二频带更低的频带。对于这些实施例，第一频带可以是2.4ghzism带或5.0ghzunii带，或小于约20ghz的一些其它带，而第二频带可以是较高的频带，诸如大于约20ghz的带，例如包括24ghz带或中心在59到62ghz频谱中的带。注意到，为了本描述的目的，使用第一较低频带的通信过程可以被称为带外(oob)通信，并且使用第二较高频带的通信过程可以被称为带内通信。此外注意到，在可替换实施例中，其它频带也可以用作第一和第二频带，并且第一较低频带和第二较高频带之间的划界可以不在20ghz处。在仍其它的可替换实施例中，第一和第二频带可以以相同的频率为中心，但可以与不同的波束宽度相关联，例如通过使用不同孔径大小的天线。
第一频带可以由通信设备使用，以与无线网络的其它通信设备通信oob控制信息信号或仅仅“第一控制信号”，以便于使用第二频带的数据通信。第一控制信号可以包括“信号”和/或“控制信息”，以便于该设备或其它通信设备的初始或粗略波束形成、cfo估计、定时同步等。在一些实施例中，通信设备可以使用第二频带以向和/或自无线网络的其它通信设备发射和/或接收带内控制信息信号或仅仅“第二控制信号”，以进一步便于使用第二频带的数据通信。第二控制信号可以包括信号和控制信息，以便于该通信设备或其它通信设备的精细波束形成、cfo估计、定时同步等。将通过使用第二频带来传送(即发射和/或接收)的随后的数据或数据信号可以包括用于追踪波束形成、cfo、定时等的信号，以及各种类型的数据，例如包括与视频流、实时和/或非实时协作、视频内容下载、音频和文本内容下载和/或上载等相关的数据。
为了领会本文所述的实施例的各个方面，现在将论述与相对宽的波束宽度相关联的频带的特性以及与相对窄的波束宽度相关联的频带的特性。该论述还将描述各种类型的天线的特性，例如包括全向和定向天线。此外，还将提供与使用相对于较高频带的较低频带的影响相关的论述。
该论述始于波束宽度的简要描述。波束宽度是通常与天线或碟型天线相关联的空间特性。天线的波束宽度可以由天线孔径大小与要发射(或接收)的信号的波长的比来确定。也就是说，如果要发射(或接收)的信号的波长保持恒定，则孔径大小越大，波束宽度就越窄。可替换地，通过发射(或接收)较短波长(即较高频率)的信号而同时维持恒定的孔径大小，还可以使得波束宽度更窄。因此，当具有类似大小的孔径的一个或多个天线发射不同频带的信号时，可以结果产生不同的波束宽度。注意到，虽然上面的论述除其它外涉及孔径大小和波束宽度之间的关系，但多元件天线可以用于选择性地控制要发射的信号的波束宽度，在这种情况下，孔径大小可以不相关于要发射的信号的波束宽度。也就是说，可以采用具有多元件天线的天线系统，所述多元件天线可以被适应性地配置为选择性地发射(或接收)与不同的波束宽度相关联的信号。
因此，为了获得相对宽的波束宽度，一种途径是使用具有小孔径的天线，诸如全向天线，替代于或附加于使用相对低的频带(例如ism或unii带)。相反，为了获得较窄的波束宽度，一种途径是使用具有大孔径的天线，诸如定向天线，替代于或附加于使用相对高的频带。当然，可替换地，单个天线可以仅仅通过变更要发射和/或接收的信号的频带(即较高或较低的频带)而提供变化的波束宽度。在仍其它的可替换途径中，并且正如之前间接提到的，多元件天线可以用于提供具有变化的波束宽度的频带。也就是说，可以例如通过使用特殊过程或协议来适应性地控制单组多元件天线，以提供特定的波束方向和特定的波束形状。因此，单组多元件天线可以用于提供变化的波束宽度的多个频带。注意到，在以下描述中，术语“天线”可以指单个天线或多元件天线。
现在参照图2，通过使用具有大约相同孔径大小的天线来比较各种频带的波束宽度。正如之前间接提到的，使用诸如2.4ghz(ism)带或5.0ghz(unii)带之类的较低频带而不是诸如带内频带(例如大于20ghz的带)之类的较高频带来用于在例如无线网络中通信的特性之一是较低频带可以与较大的波束宽度相关联。由于较大的波束宽度，经由较低频带发射的信号将很可能到达无线网络中的更多设备。然而，由于较大的波束宽度，使用较低频带的缺点是：由于较宽的楔，存在较大的干扰和拦截风险。
与较低频带相反，当较高频带用于在无线网络中通信时，结果可以产生较窄的波束宽度，如先前所述。结果，可以存在较小的干扰可能性。除了较窄的波束宽度之外，较高频带的另一特性是：如果使用较高频带(诸如24或60ghz带)，则可能存在随距离的附加衰减，这例如由于氧吸收而引起。也就是说，并且正如图2中所描绘，较高频带(例如60ghz带)可以具有比较低频带(例如2.4或5.0ghz带)更小的波束宽度和更短的“范围”或“所及范围”。因此，在60ghz带而不是诸如2.4或5.0ghz带之类的较低带中操作的设备通常可以具有较少的来自其它远程设备的干扰风险。
使用较高频带来用于在无线网络中通信的另一特性是：较高频带可以允许使用较高信号带宽(因为更多的频谱通常在较高频率处可用)，其因此可以允许较大的数据吞吐量。同时，由于在接收器侧较小的信噪比，使用较大的带宽可以降低发射信号的功率谱密度，并潜在地减小可靠通信范围。
使用较高频带来用于在无线网络中通信可以意指可以使用定向天线而非全向天线来用于这样的通信。当用于在无线网络中通信时，使用这样的天线本身可以提供某些优点和缺点。例如，使用定向天线和较高频带用于发射信号的一个优点是：与使用全向天线来实现相同水平的所接收功率相比，可以需要较少的功率。因而，不太有效(和不太昂贵)的射频(rf)组件可以与定向天线一起使用，这在一些情形下可以是显著的因素，因为对于较高频率的通信，rf部分的成本可能显著更高。
当然，当通过使用较高频带与定向天线来在无线网络中通信时，可能存在某些缺点。例如，可能需要跨越360度的经适配的或多个固定天线设置，以便在网络中注册所有的通信设备。这可能是非常耗时的，并且例如通过使用诸如载波侦听多路访问和冲突避免(csma/ca)或载波侦听多路访问和冲突检测(csma/cd)之类的协议来同步网络中的通信设备可能非常困难，并且在采用使用定向天线的较高频带时可能是不可行的。
根据各种实施例，如上所述的与不同的波束宽度相关联的频带的特性可以被组合，并根据如下所述的各种实施例而用于无线通信网络中。
图3图示根据各种实施例的包括多个通信设备(cd)的无线网络，所述多个通信设备经由多个通信链路彼此通信。对于实施例，网络300可以是wwan、wman、wlan、wpan或其它类型的无线网络。通信设备(cd)302-308可以是台式计算机、膝上型计算机、机顶盒、个人数字助理(pda)、web平板、寻呼机、文本信使、游戏设备、智能器具、无线移动电话或任何其它类型的计算或通信设备。在一些实施例中，cd302-308中的至少一个可以是主站或接入点，而其它cd可以是客户端或从设备。注意到，在可替换实施例中，网络300可以包括较多或较少的cd。cd302-308中的每一个可以经由可以是双向的链路310来与网络300的其它cd通信。cd之间的通信可以根据诸如802.11a、802.11b之类的标准以及这些标准的其它衍生物。
为了容易理解，将此外描述本公开的实施例，假定网络300是wpan，并且cd302是接入点，并且其它cd304-308是客户端设备。注意到，在可替换实施例中，网络300可以不包括接入点。例如，在可替换实施例中，网络300可以是自组织网状网络，在这种情况下不需要接入点。返回到图3，在一些实施例中，客户端cd304-308中的至少一些可以任意地和随机地加入和/或离开网络300。每当客户端cd304-308进入网络300时，它可以认证或相关联于(本文中“关联”)网络300，使得网络300的各种客户端cd可以“知道”客户端cd存在于网络300中。在一些实施例中，通过和接入点cd302相关联，客户端cd304-308可以与网络300相关联。注意到，在该图示中，客户端cd304刚进入网络300，正如参考312所指示。
当进入网络300时，cd304可以使其本身与网络相关联(例如经由接入点cd302)。根据各种实施例，可以例如通过使用与相对宽的波束宽度相关联的第一频带实现与网络300的关联。通过使用与相对宽的波束宽度(本文中“第一波束宽度”)相关联的频带来发射关联信号，网络300中的其它cd302、306和308可以更可能从cd304接收认证信号(例如信标)。在一些实施例中，第一频带可以是2.4ghz(ism)、5.0ghz(unii)，或者可以小于例如20ghz的其它带。注意到，接入点cd302可以通过在第一频带中发射的信号来倾听(即认证或关联)进入的cd304。成功注册或相关联于网络300之后(其可以经由许多关联和/或认证协议中的任何一个来实现)，cd304的组件然后可以“睡眠”，直到它从网络中其它cd中的一个接收数据传输或准备向网络300(即向网络300中其它cd中的一个或多个)发射数据。
当客户端cd304准备向网络300中其它cd302、306和308(包括接入点cd302)中的一个或多个发射信号时，它可以通过再次使用与第一波束宽度相关联的第一频带来初始地发射包括控制信息的第一控制信号。在使用与第一波束宽度相关联的第一频带时，网络300中的其它cd302、306和308更可能“听到”或接收由客户端cd304所发射的信号。这可以提供降低第二频带中干扰的机会，因为设备现在意识到cd304的意图，并且因此可以在适当时间段内推迟其传输。在各种实施例中，其它cd302、306和308可以确定由客户端cd304发射的第一控制信号的信号参数。通过测量信号参数，其它cd302、306和308可以确定第一控制信号的信号强度和到达角。结果，其它cd302、306和308可以便于确定其它cd302、306和308以及客户端cd304之间的距离。
此外，至少部分为cd304相对于其它cd的位置(例如在方位和仰角方面)可以由其它cd302、306和308至少部分地基于使用第一频带的初始信号的到达角来确定。这些确定事实上可以便于使用与相对窄的波束宽度相关联的第二频带的另外通信。也就是说，可以基于所述确定来适当地配置和/或对准由其它cd302、306和308采用的天线系统，以便于在cd302、306和308以及客户端cd304之间使用第二频带的另外通信。
通过第一频带所发射的第一控制信号可以便于网络300的cd304和其它cd302、306以及308之间的初始通信；包括用于通过其它cd302、306和308的粗略配置来与cd304通信的信号和/或控制信息。设备随后通过使用与第二波束宽度相关联的第二频带进行通信，所述第二波束宽度可以是比第一频带的第一波束宽度更窄的波束宽度。在一些实施例中，第一控制信号可以包括用于媒体接入控制(mac)机制数据的信号，诸如与csma/ca或csma/cd相关联的数据。再次，通过使用与相对宽的波束宽度相关联的第一频带来用于传送数据，例如mac机制数据，其它cd302、306和308中的每一个更可能接收mac机制数据。第一控制信号还可以包括用于初始波束形成参数(诸如波束形成系数、同步参数、初始cfo估计、检测等)的信号以及控制信息。特别地，在一些实施例中，第一控制信号可以被适配成便于其它cd302、306和308的波束形成、cfo估计和/或同步。
在一些实施例中，其中cd302-304中的一个或多个采用包括多元件天线的天线系统，通过使用第一频带所发射的第一控制信号可以包括便于不同的分集技术(例如天线选择和最大比组合)、空间-时间码(例如，alamouti码)和mimo技术的信号。
第二频带可以是比第一频带更高的频带。例如，第二频带可以是带内的带(即大于20ghz)，诸如24ghz带或59-62ghz频谱中的频带。较高频带，诸如大于20ghz的那些，可以提供比较低频带(例如2.4ghz和5.0ghz)更大的带宽。在各种实施例中，使用第二频带的通信可以根据特定的技术，诸如ofdm或其它调制技术。注意到，在一些可替换实施例中，第一和第二频带可以基本上是相同的频带，但是例如通过使用不同孔径大小的天线或使用采用多元件天线的天线系统可以与不同的波束宽度相关联。此外注意到，如果cd304不能通过使用第二频带来通信，则cd304可以在其中通信完全经由第一频带的后退操作模式中操作，至少直到第二频带被使得可用为止。可能需要这样的后退模式，例如，如果发射和接收设备不能通过使用第二频带而“看到”彼此的话。
在已经通过使用第一频带发射了第一控制信号以便于通信之后，可以通过使用第二频带来发射第二控制信号以另外建立通信。第二控制信号可以包括便于通过其它cd302、306和308进行的精细波束形成、精细cfo估计、同步等的信号和/或控制信息。一旦已经建立了使用第二频带的另外的通信，就可以通过使用第二频带来传送用于追踪波束形成、cfo、定时等的信号以及包括诸如视频流、实时协作、视频内容下载等之类的数据的信号。
当客户端cd304要离开网络300时，正如由参考314所指示的，客户端cd304在退出网络300之前可以与网络300(例如接入点cd302)交换各种退出信息或参数。当退出网络300时，cd304可以通过第一频带发射退出信息。退出信息可以包括原因码，诸如不良信号质量，或者仅仅不想要再通信(应用已关闭)，或者未被授权进入网络，等等。
图4图示根据各种实施例的可以在无线网络中经由第一和第二频带来传送的某些类型的csma/ca数据。特别地，图4示出根据csma/ca协议而彼此通信的三个节点a、b和c。第一频带与第一波束宽度相关联，并且第二频带与第二波束宽度相关联，并且第一波束宽度比第二波束宽度更宽或更大。对于实施例，可以通过使用第一和第二频带来便于分布式协调功能(dcf)帧间间隔(difs)、短帧间间隔(sifs)和竞争窗口(cw)，而可以通过使用第一和/或第二频带来传送mac协议数据单元(mpdu)和应答(ack)。
图5图示用于通过使用第一和第二频带而在无线网络的设备之间进行通信的过程，其中第一频带具有比与第二频带相关联的第二波束宽度更宽的第一波束宽度。过程500可以由各种通信设备实行，并可以开始于通信设备在504处进入网络。进入网络之后，通信设备可以在506处使用与第一波束宽度相关联的第一频带(例如，2.4ghzism带或5.0ghzunii带)以向网络注册。如果在508处通信设备已经结束通信(例如发射和/或接收)，则该设备可以与网络交换退出信息，并继续进行以在510处退出网络。
另一方面，如果在508处通信设备尚未结束与网络(即网络的一个或多个通信设备)通信，则通信设备可以在512处通过使用第一频带来与其它设备交换控制信号，并且然后通过使用与第二波束宽度相关联的第二频带来与其它设备通信。注意到，如本文所用的术语“交换”可以是信号的双向或单向交换。在514处，第二频带然后可以用于传送第二控制信号，其具有便于使用第二频带的另外的通信的信号和/或控制信息。第二控制信号可以包括例如用于精细波束形成、精细cfo估计和/或同步的信号和/或控制信息，其可以补充通过使用第一频带所交换的第一控制信号，以便另外建立使用第二频带的通信。一旦已经通过使用第二频带另外建立了通信，在516处就可以交换承载各种数据的信号。在通信设备已经结束通过使用第二频带与网络的设备进行通信之后，通过返回到508，过程500可以重复自身。
图6描绘包括协议栈604的通信设备(cd)600的部分，协议栈604具有许多层，包括应用层606、网络层608、媒体接入控制(mac)层610和物理(phy)层612。cd600还可以包括控制器602，诸如处理器或微控制器，以协调与cd600的各种层相关联的各种组件的活动。phy层612的组件可以耦合到两个天线614和616。在一些实施例中，一个天线614可以是全向天线，而另一个天线616可以是定向天线。对于这些实施例，全向天线可以被适配成发射和/或接收与第一波束宽度相关联的第一频带的信号，而定向天线可以被适配成发射和/或接收与第二波束宽度相关联的第二频带的信号。再次，第一波束宽度可以大于第二波束宽度。在一些实施例中，第一频带可以是比第二频带更低的频带。在可替换实施例中，只有单个天线可以耦合到phy层612。在仍其它的可替换实施例中，phy层612可以包括或可以耦合到天线系统，所述天线系统可以采用例如一个或多个多元件天线，以通过使用分别与第一和第二波束宽度相关联的第一和第二频带来发射和/或接收信号。
本文所述的各种实施例可以由cd600的mac和phy层610和612(以下简明地mac和phy层)的组件来实行。phy层612可以被适配成通过使用第一频带来发射和/或接收第一信号(即第一控制信号)，以便于建立使用第二频带的初始通信。phy层612可以此外被适配成通过使用第二频带来发射和/或接收第二信号(即第二控制信号)，以便于使用第二频带的另外的通信来传送承载数据的第三信号。相反，mac层610可以被适配成选择第一或第二频带来由phy层612用以发射和/或接收第一、第二和/或第三信号。
全向天线614可以用于经由第一频带来发射和/或接收第一信号，以便于在无线网络的cd600和其它cd之间的使用第二频带的初始通信。相反，定向天线616可以用于通过使用第二频带来发射和/或接收第二和第三信号，使用定向天线616的通信至少部分经由使用全向天线614所发射和/或接收的第一信号来初始建立。为了实行以上针对cd600所描述的各种功能以及先前所述的功能，cd600可以包括被适配成存储指令的物理存储介质，所述指令使得cd600能够执行先前所述的功能。
图7图示根据各种实施例的用于通过使用第一和第二频带来发射和/或接收信号的电路。电路700可以在无线网络环境中操作，并且除其它之外可以包括发射器电路702、接收器电路704、频率合成器706和天线708-714。注意到，在可替换实施例中，电路700可以采用任何数量的天线。此外注意到，如本文所用的术语“天线”和“多个天线”是同义的。
在各种实施例中，电路700可以在正交频率多址(ofma)环境中操作。电路700可以包括零中频(zif)电路、超外差电路、直接转换电路或其它类型的电路。在一些实施例中，电路700可以是如在题为“systemsforcommunicatingusingmultiplefrequencybandsinawirelessnetwork”的美国专利申请11/394,600中所公开的电路之一。
在一些实施例中，频率合成器706可以是向发射器和接收器电路702和704提供第一较低调制频率信号716和第二较高调制频率信号718二者的频率合成器，诸如2.4/60ghz频率合成器。第一和第二调制频率信号716和718可以用于分别调制和/或解调要通过使用第一和第二频带来发射或接收的信号。发射器电路702可以耦合到可以是全向天线的第一天线708以及可以是定向天线的第二天线710。接收器电路704可以耦合到可以是定向天线的第三天线712以及可以是全向天线的第四天线714。
在各种实施例中，用于电路700的相对cfo可以由参考振荡器稳定性来定义。因此，相同的振荡器可以用于oob(例如第一频带)和带内的带(例如第二频带)操作二者。因此，对于带内(第二频带)操作，cfo的绝对值可以高得多。
通过使用oob操作来解决用于这样的系统的初始cfo估计和补偿问题。例如，频率合成器706以这样的方式被设计使得带内频率合成电路和oob频率合成电路二者使用相同参考时钟振荡器。在这种情况下，以oob频率和带内频率二者所发射的信号可以具有相同的相对(以ppm)cfo。可以为oob信号完成接收端处的初始cfo估计，并且在此之后，估计可以被重计算并用于以带内频率的粗略频率偏移补偿。整个系统也可以使用oob信令，用于追踪例如定时、载波频率偏移等。
图8图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过使用第一和第二频带来通信的帧格式。帧格式800可以表示要由通信设备向无线网络的另一通信设备发射和/或从无线网络的另一通信设备接收的信号的格式。第一频带(即带外(oob)频带)可以是较低频带，诸如小于大约20ghz的频带，而第二频带(即带内频带)可以是大约20ghz以上的频带。此外注意到，由于较高频带中可用的较大频谱，第二较高频带可以具有大约1-2ghz或更多的带宽，而第一较低频带可以只有若干mhz的带宽。
帧格式800包括要经由第一频带来传送的oob前导码802，其可以体现在被适配用于信号检测、初始载波频率偏移(cfo)估计和/或初始波束形成的信号中。注意到，如本文所用的术语“前导码”要被宽泛地解释，并且可以意指任何类型的数据分组或数据分组的部分。在一些实施例中，oob前导码可以包括媒体接入控制数据，诸如涉及csma/ca或csma/cd数据的数据。
帧格式800可以此外包括将通过使用第二频带来传送的带内前导码804和带内数据806。带内前导码804可以体现在被适配用于较精细的定时同步、较精细的cfo估计和/或较精细的波束形成的信号中。用于带内前导码804的信号可以补充通过使用第一频带所交换的控制信号(例如初始cfo估计、初始波束形成等)。结果，带内前导码804可以此外便于使用第二频带的通信，以便促进带内数据806的通信。特殊的字段符号可以置于oob前导码802之后，以提供对于后继的数据符号和带内分组解码(例如所使用的调制和编码方案等)可能需要的经编码的服务信息。
为了领会体现帧格式800的信号的某些方面，现在将提供cfo的更详细的解释。cfo是发射器和接收器被调谐所按的载波频率之间的差。虽然cfo估计当其通过使用诸如带内前导码804之类的较高频带的前导码(即前导码信号)而被确定时可以更准确地被确定，但是可以通过使用oob前导码802(即oob前导码信号)来初始地确定初始的cfo估计，以在通过使用带内前导码804的cfo精细估计之前部分地确定cfo。结果，通过在体现oob前导码802的信号中包括用于初始cfo估计的信号，精细cfo估计的任务可以被简化。
带内前导码804(即带内前导码信号)可以被适配用于精细cfo估计，其可以补充通过使用oob前导码802而执行的初始cfo估计。cfo是发射设备中的参考时钟振荡器和接收设备中的参考时钟振荡器之间的频率差。由于参考振荡器确定发射设备和接收设备的“时标”，所以可以由以关于那些频率的绝对值的百分数所表达的参考振荡器频率差以及以赫兹表达的载波频率值的乘积来确定cfo。cfo估计方案通常对接收器和发射器的载波频率之间的差的绝对值更敏感，注意到，载波频率越大，可实现的cfo值越高。因此，当cfo估计是使用通过利用诸如带内频带之类的较高频带所传送的前导码信号而被确定时，可以为cfo估计获得改善的准确性。
体现oob前导码802的信号可以被适配用于初始波束形成。如本文所使用，初始波束形成是指波束形成计算中的初始过程，其可以包括来自远程发射设备的信号波前的到达角的初步估计。此操作可以便于接收设备的天线系统的初步调整，以便接收设备接收随后的带内前导码。此操作还可以减少对于带内信号的到达角的搜索间隔。例如，初始波束形成可以指向其中远程发射设备正在操作的扇区。如果接收设备的天线具有多个基本上窄的扇区，则初始波束形成可以减少针对随后的带内信号要搜索的扇区的数目。
为了补充初始波束形成，体现带内前导码804的信号可以被适配用于精细波束形成。精细波束形成可以指精细或精确天线调整以改善例如带内信号(即通过第二频带所发射的信号)的接收质量的过程。取决于所使用的波束形成算法，这可以包括选择最优天线或天线内的最优扇区，其中信号质量度量是最好的。精细波束形成还可以包括复杂系数(或仅仅相移值)的计算，用于组合来自不同天线或来自扇区化天线内不同扇区的信号。
体现oob前导码802的信号可以被适配用于信号检测。也就是说，含有oob前导码802的信号可以被适配成便于信号检测，并向接收设备指示：信号是“有效”信号。含有oob前导码的信号可以被适配成向一个或多个接收设备指示：它是包含来自网络通信设备的“有效”消息的信号，而不是仅仅噪声或干扰。目前，联邦通信委员会(fcc)允许在较低带(例如2.4ghz和5.0ghz带)中的更大功率谱密度，并且因此信号检测在这些较低带中可以更容易地执行，因为当使用较低带时将恰当检测“有效”信号的较高概率。
体现带内前导码804的信号可以被适配用于精细定时同步。精细定时同步可以涉及发现所接收的信号内信息符号的边界的过程。由于带内前导码804的信号具有较大的频谱带宽(相对于oob前导码信号)，所以这些信号可以被设计成具有例如比体现oob前导码802的信号更好的相关特性。因此，通过包括精细定时同步信号与体现带内前导码804的信号，可以获得更精确的定时估计和因此更好的同步。
一旦作为传送oob前导码802和带内前导码804的结果而已经完全建立了使用第二频带的通信，就可以经由如图8中所示的第二频带来传送带内数据806。带内数据806可以包括例如视频流、实时协作、视频内容下载等。
图9描绘包括oob前导码802、带内前导码804和带内数据806的帧格式900，类似于图8的帧格式800，正如所示。然而，不同于图8的帧格式800，帧格式900包括时间间隙902。时间间隙902分离oob前导码802和帧的较高频率部分(例如带内前导码804)，以允许接收设备的接收器电路在第一和第二频带之间切换，并允许完成电路中随后的松弛过程，诸如滤波(例如参见图7)。
图10描绘根据各种实施例的用于在无线网络中使用第一和第二频带进行通信的仍另一个帧格式。帧格式950类似于图9的帧格式900，除了在时间间隙902之后可以使用第一频带用于追踪和/或发送服务信息(如由参考952所指示的)之外。也就是说，第一频带可以用于追踪波束形成、cfo、定时等和/或用于发送服务信息，诸如信道接入信号。注意到，在可替换实施例中，时间间隙902可以不存在。此外注意到，帧格式950的oob部分可以包含诸如导频或训练信号之类的信号。
先前的实施例指的是使用第一和第二频带进行通信的“硬”耦合系统，其中使用第二频带的通信是使用第一频带的通信的结果。换句话说，硬耦合系统使用第一频带来传送信号(例如第一控制信号)，以便于使用第二频带的随后的通信。
然而在可替换实施例中，设想“软”耦合系统，其可以独立地使用两个频带，使得使用第一频带的信号发射或接收可以重叠于由相同系统通过使用第二频带的信号发射或接收。对于这些实施例，第一频带可以是较低频带，诸如20ghz以下的那些(例如2.4ghz或5.0ghz带)，并且第二频带可以是较高频带，诸如20ghz以上的那些(例如带内的带)。
软耦合系统可以使用第一较低频带以用于可以不需要高数据吞吐率的过程，诸如网络进入、带宽请求、带宽准许、在第二较高频带中调度传输、传递反馈信息，所述反馈信息可以包括波束形成信息和功率控制信息等等。相反，第二较高频带可以用于以相对高的数据吞吐率来进行数据传输。
图11描绘用于软耦合系统的第一和第二频带二者的帧格式。第一帧格式1102与第一频带1100相关联，而第二帧格式1104与第二频带1101相关联。第一频带1100可以是20ghz以下的频带，而第二频带1101可以是20ghz以上的频带。帧格式1102和1104可以包括各自的前导码1110和1116、帧phy标头1112和1118以及帧有效载荷1114和1120。前导码1110和1116中的每一个可以被适配用于帧检测、定时和频率同步等，类似于先前描述的硬耦合系统的那样。然而，不同于硬耦合系统，可以相对于彼此独立地处理这些帧格式1102和1104的前导码1110和1116。帧格式1102和1104二者的前导码可以体现在被适配用于粗略和精细cfo估计、定时同步、波束形成等的信号中。
帧格式1102和1104二者都可以包括phy标头1112和1118，以至少指示在其相关联的帧有效载荷1114和1120中承载的数据量。phy标头1112和1118还可以指示将应用于帧有效载荷1114及1120的调制和/或编码类型、波束形成控制信息、有效载荷的功率控制信息和/或其它参数。可以例如通过使用可以应用于phy标头1112和1118的预定调制和编码类型、预定波束形成以及预定功率控制来调制和编码帧phy标头1112和1118。
帧格式1102和1104二者都可以包括帧有效载荷1114及1120以承载有效载荷数据。帧格式1102和1104二者的帧有效载荷1114及1120可以包括附加的子标头以控制有效载荷内信息的解释，诸如mac层标头，其可以指示例如帧的源和/或目的地址。
第一帧格式1102的帧有效载荷1114可以包含信道接入控制信息，诸如带宽请求和准许。它还可以包含用于网络进入的特殊消息以及用于测量网络中站之间距离的测试信号，虽然这些功能性在可替换实施例中可以由前导码1110承载。第一帧格式1102可以此外包括字段以用于将反馈信息从分组的目的地发送回到它的源，反馈信息例如涉及功率控制、速率控制、波束形成控制，以用于发送信道状态信息、接收器和/或发射器性能指示器，诸如比特误差率、当前发射功率水平，等等。
第二帧格式1104的帧有效载荷1120可以包括涉及较高网络协议层的信息。
第一和第二帧格式1102和1104二者的phy标头1112和1118和/或帧有效载荷1114和1120可以包括导频信号以用于估计和/或追踪信道传递函数、维持定时和/或频率同步以及其它服务任务。
通过使用第一频带1100来接入无线网络的无线信道可以基于无线网络的通信设备(例如站)之间的竞争。可以应用不同的技术以解决由于竞争而可以是可能的冲突。这些技术可以包括例如csma/ca、csma/cd等等。不同的划分技术可以用于减少冲突数，并且包括例如竞争机会的码分和频分或时分等等。通过使用第一频带1100来接入无线信道可以包括确定性机制，假定基于竞争的接入发生。第一频带1100中的帧交换序列可以包括周期性发射的特殊信标帧，以便于第一频带1100中的帧交换。第一频带1100中除了信标之外的帧的传输可以发生在基本上随机的时刻。
与用于使用第一频带1100来接入无线信道的上述途径相反，使用第二频带1101的无线信道接入可以是确定性的，并且可以基于调度，所述调度可以作为使用较低频带(例如第一频带1100)的通信的结果而得到。由于通过减少在例如使用随机信道接入方法时由冲突发生所引起的退后和重新传输的开销而减少信道接入的时间开销，这可以允许在较高的第二频带1101中更有效地使用高吞吐量信道。
第一频带1100可以是较低频带，而第二频带1101可以是较高频带。第一频带1100可以与第一带宽1106相关联，而第二频带1101可以与第二带宽1108相关联，第二带宽1108大于第一带宽1106。可以经由第一频带1100来传送所选类型的有效载荷，而可以通过使用第二频带1101来传送其它类型的有效载荷。例如，网络控制消息通常是短的，并且包括几十字节的数据，而较高层有效载荷信息可以包含数千字节或更多。因此，可以通过使用第一频带1100来传送网络控制消息，而可以使用第二频带1101以便传送较高层有效载荷信息。
图12图示用于独立双带通信的软耦合系统的发射器/接收器电路。电路1200可以包括发射器电路1202和接收器电路1204。电路1200可以耦合到可以控制各种功能性的mac层，并且除其它之外可以包括频率合成器1206、90度分相器1208、天线1210和1212以及开关1214和1216。频率合成器1206可以是2.4/5.0/60ghz频率合成器。正如所描绘的，发射器和接收器电路1202和1204经由开关1214和1216而耦合到两个天线1210和1212。然而在可替换实施例中，发射器和接收器电路1202和1204可以耦合到任意数目的天线。在一些实施例中，第一天线1210和第二天线1212可以分别被适配成发射和/或接收第一和第二频带，其中第一频带是比第二频带(例如带内的带)更低的频带(例如unii/ism频带)。在各种实施例中，开关1214和1216可以耦合到mac层并由其控制，以通过使用例如unii/ism频带和/或带内的带来选择性通信。
图13图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备进行通信的另一过程1300。过程1300可以是用于通信设备通过使用诸如第一频带之类的较低频带(“较低带”)和诸如第二频带之类的较高频带(“较高带”)与邻近的通信设备和/或协调设备进行通信的传输过程。例如，过程1300可以适合于至少结合图8-10所述的实施例，其中在较高带中的通信前面有较低带中的通信。无线网络的通信设备在本文中可以被称为“节点”。至少结合图19进一步描述协调设备。
在框1302处，过程1300包括通过通信设备听取较高和较低带中的空中播送(air)，以在框1304处确定是否另一通信设备和/或协调设备在较高或较低带中发射。通信设备可以例如通过检测较低和/或较高带中接收器天线处的能量来听取空中播送。关于另一通信设备和/或协调设备是否在较高或较低带中发射的确定可以基于例如在接收器天线处检测的能量或从标头(例如1118)和/或帧内容(例如1112)解码的信息。
如果通信设备确定另一设备正在发射，则该通信设备在框1306处可以在较高和/或较低带中接收信号和/或控制信息，以确定其它设备的介质将忙多久。所接收的信号和/或控制信息可以包括例如前导码，其包括媒体接入控制数据，所述媒体接入控制数据包括用于载波侦听多路访问和冲突避免(csma/ca)或载波侦听多路访问和冲突检测(csma/cd)的数据。前导码可以是物理层信号，并且可以包括较低带帧，其包括关于为较高带的信道预留的信息来作为双带帧的部分。接收较低带通信可以允许早期检测到较高带中的传输。如果通信设备未能接收较低带中的通信，则通信设备可以能够检测较高带处的能量。
在框1304处，如果通信设备确定其它通信/协调设备不是正在较高或较低带中发射，则在框1308处通信设备可以使用发起较低带中传输的传输协议，继之以在框1310处在较高带中的随后的传输。在框1310处，当在较高带中发射时，通信设备可以继续在较低带中发射。
图14图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备进行通信的又一过程1400。过程1400可以适合于这样的情况：其中较高带中的通信被布置在较低带中，并且在物理层处与较低带中的信号同步(例如，正如结合图10所描述的)。
因为较高带和较低带二者同步，所以在框1402处的听取空中播送可以仅使用较低带来执行。如果在框1404处通信设备确定另一通信/协调设备正在较低带中发射，则在框1406处通信设备可以在较低和/或较高带中接收信号和/或控制信息，以确定发射设备的介质将会忙多久。
在实施例中，在框1406处，由通信设备在较低带中接收信号和/或控制信息，诸如例如与传输调度相关联的标头和/或信息。通信设备只在这样的实施例中可以使用较低带来确定合格的时隙以在框1408处开始较低带中的传输。在其中信号和/或控制信息在框1406处由通信设备在较高带中接收的实施例中，通信设备可以解码来自较高带的信号和/或控制信息。通信设备或系统可以被设计为实现这样的实施例中的一个或两个或其组合。
如果在框1404处其它通信设备不是正在较低带中发射，则在框1408处通信设备可以开始较低带中的传输。在框1410处，通信设备随后可以开始较高带中的传输，并且可以继续在较低带中发射。在实施例中，根据结合图5的动作512、514和516所述的实施例，通信设备在框1408处在较低带中发射，并且在框1410处在较高带中发射。
图15图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的搜索过程1500。搜索过程1500可以描绘由不知道另一通信/协调设备存在的通信设备执行的操作(例如在通信设备上电时)。
在框1502处，通信设备可以听取较低带中的空中播送，以在框1504处确定其它通信/协调设备是否正在较低带中发射。例如，通信设备可以确定是否在较低带中接收来自另一通信设备的信号。如果接收到来自邻近通信设备的信号，则在框1506处通信设备可以通过使用较低带来与邻近的通信设备进行通信，以确定邻近的通信设备的较高带能力。如果邻近的设备能够在较高带中通信，则该通信设备可以开始在较高带中的天线调整的过程，正如结合图16和17所述。
然而，如果在框1504处例如在预定的时间量之内未由通信设备接收到信号，则该通信设备可以继续在框1504处听取空中播送。可替换地，在框1510处，通信设备可以在较低带中发射信标信号，使得其它通信设备可以检测该通信设备的存在。
图16图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的天线调整/链路建立过程1600。天线调整/链路建立过程1600可以例如由通信设备或邻近的通信/协调设备中之一发起，所述通信设备或邻近的通信/协调设备中之一指示使用较高带进行通信的能力(下文中“发起者”)。
在框1602处，发起者可以在较高带中将测试信号发射到所旨在的接收者(下文中“目标接收器”)，诸如另一通信和/或协调设备。测试信号可以被发射以便于由目标接收器进行测量和/或调整以在较高带中建立通信链路。
如果在框1604处目标接收器接收到测试信号，则在框1606处，在较高带中建立链路。发起者可以通知目标接收器(例如对等站)和/或协调设备：较高带中的链路被建立。
如果在框1604处目标接收器没有接收到测试信号，则在框1608处发起者和/或目标接收器可以调整或重新调整各自的发射器和接收器(例如定向天线)，以允许在较高带中传输另一测试信号。在实施例中，重复框1602、1604和1608处的操作，直到发起者和/或目标接收器已经测试了天线(例如定向天线)的所有位置或位置组合为止。例如，在框1610处，如果发起者和目标节点还没有测试所有位置或位置组合，则可以重复操作1602、1604和1608，直到在框1606处建立链路为止。如果发起者和目标节点已经测试了它们各自的天线的所有位置和/或位置组合，则在框1612处它们可能未能在较高带中建立链路。建立链路的这样的失败可以报告给协调设备。
图17图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的另一天线调整/链路建立过程1700。在框1702处，过程1700开始于在发起者和目标节点处测试天线定向的所有可能组合。例如，发起者可以重复地发射测试信号，继之以重新定位发起者和目标节点的定向发射器/接收器，直到已测试了天线定向的所有组合为止。
在框1704处，如果经测试的定向中任一个导致由托管目标接收器的目标节点接收到的测试信号，则在框1706处，在较高带中建立链路。发起者可以通知目标接收器(例如对等站)和/或协调设备：较高带中的链路被建立。否则，在框1704处，如果经测试的定向中没有一个导致由目标节点接收到的测试信号，则在框1708处，发起者和目标节点未能在较高带中建立链路。建立链路的这样的失败可以报告给协调设备。
图18图示根据各种实施例的在无线网络中通过通信设备的信号接收过程1800。过程1800可以适合于通过具有如结合图8-10所描述的用于较高带和较低带(例如使用共同的参考振荡器)的同步信号的通信设备来进行的信号接收。
在框1802处，通信设备检测在较低带中发射的测试信号，并且在框1804处通过使用在较低带中所检测的测试信号来执行定时和频率偏移的粗略估计和/或调整。在框1806处，通信设备使用通过利用较高带所发射的测试信号来执行定时和频率偏移的精细估计和/或调整。在框1808处，通信设备通过使用较高带来接收数据有效载荷。
图19图示根据各种实施例的使用协调设备1902的通信系统1900。一个或多个通信设备(例如1904、1906、1908、1910)可以能够在较高带中并且在较低带中通信，例如通过使用根据本文所述实施例的收发器(例如，tx/rx0、tx/rx1、tx/rx2、tx/rx3)。可以例如通过使用可以被机械和/或电子操纵的定向天线来执行较高带通信(例如链路1920、1922、1924、1926、1928)。可以例如通过使用基本上全向的天线来执行较低带通信(例如1912、1914、1916、1918)。
较低带通信(例如1912、1914、1916、1918)可以用于管理对较高带中信道的接入。例如，协调设备1902可以使用较低带来为一个或多个通信设备(例如1904、1906、1908、1910)指派时间和/或频率资源(例如时间间隔)，以确定邻近的通信设备是否具有在较高带中通过使用较高带来建立通信的能力、可用性和/或足够的链路质量。通过使用所指派的时间和/或频率资源，一个或多个通信设备例如可以通过执行链路建立过程(诸如使用较高带的搜索例程)而确定较高带的链路可用性，并通过使用较低带而将链路可用性报告给协调设备1902。协调设备1902可以从一个或多个通信设备收集链路可用性，以便为可以通过使用较高带彼此通信的通信设备创建连接性表或调度表。
例如，通信设备1904可能期望通过使用较高带来与通信设备1910通信，但是出于许多原因中任意一个(例如，信号由结构1934阻止)，可能不能够在较高带中建立直接链路1930，其中建立直接链路1930的失败由1932指示。在这样的场景中，通信设备1904例如可以通知协调设备1902：通信设备1940想与通信设备1910建立较高带的通信。协调设备1902可以使用连接性表/调度表来布置从通信设备1940到通信设备1910的数据传输，例如通过使用通信设备1906和1908的较高带通信链路1920、1922、1924来中继信息。
协调设备1902可以为通信设备(例如1904、1906、1908、1910)之间的较高带链路建立而布置特定时间和/或频率资源以避免干扰。例如，一对通信设备可以变化它们各自的天线系统的方向/位置，作为链路建立搜索例程的部分，其可能在其它通信设备的较高带传输上产生相当大干扰。通过为通信设备对之间的较高带通信分配时间间隔，协调设备1902可以避免这样的干扰。
协调设备1902可以此外布置由使用较高带的通信设备进行的干扰测量。例如，干扰测量可以由通信设备在所指派的时间间隔期间执行以确定较高带中的链路可用性。连接性表可以包括较高带链路在其它较高带链路上产生的干扰水平和/或由较高带链路所经历的对应的吞吐量降级。
基于干扰信息，协调设备1902可以确定/计算较高带中由通信设备进行的传输的更有效的调度表。协调设备1902例如可以允许用于具有较低相互干扰的链路的同时传输和/或防止用于具有较高相互干扰的链路的同时传输。通过相互比较所接收的干扰水平和/或对应的吞吐量降级或者与预定的阈值干扰/降级水平相比较，协调设备1902可以确定较低和较高的相互干扰。基于干扰信息的这样的传输调度可以增加通信系统1900中信息的合计吞吐量。
通过使用较低带，协调设备1902可以向通信设备发射用于较高带中由所述通信设备(例如1904、1906、1908、1910)进行的通信的传输调度。协调设备1902例如可以广播消息，以同时通知传输调度的通信设备。
通信设备(例如1904、1906、1908、1910)可以仅通过使用较高带而执行用于较高带的链路建立过程。例如，根据从协调设备1902接收的传输调度，进行发起的通信设备可以执行搜索例程。搜索例程可以包括例如通过使用较高带和重定位收发器的波束来传输(多个)测试信号，诸如前导码/导频信号。进行接收的通信设备可以接收(多个)测试信号，并确定较高带中的链路质量是否足够和/或进行波束调整以改善链路质量。另外的测试信号可以由进行发起的通信设备通过使用较高带来发射，以便于较高带中的载波频率偏移(cfo)、定时同步和精细波束形成调整。一旦在进行发起的通信设备和进行接收的通信设备之间、在较高带中建立了链路，进行发起的和进行接收的通信设备中的一个或二者就可以通知协调设备1902关于新建立的链路。
根据各种实施例，协调设备1902是具有根据例如图6-7中所述的实施例的电路的通信设备。在实施例中，协调设备1902是根据ieee802.11(例如wi-fi)的用于无线通信网络的接入点(ap)，但不限于这点。协调设备1902可以是根据其它无线技术而操作的ap。
协调设备1902可以通过诸如电线或光纤之类的线路1940而与诸如因特网(例如1950)之类的计算机网络相连接。在其它实施例中，协调设备1902可以通过无线链路(未示出)而与计算机网络(例如1950)相连接。在实施例中，协调设备1902寻求要么直接地(例如链路1926、1928)要么通过作为中继而操作的通信设备来与通信系统1900的通信设备建立较高带链路，以便为通信系统1900增加吞吐量。
协调设备1902可以包括：协调模块，其基于所接收的链路可用性信息和/或干扰信息来创建连接性表，以及调度模块，其基于连接性表和/或与连接性表相关联的信息来创建传输调度。
正如本文所使用的，术语“模块”可以指代以下各项、是其部分或包括：执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(asic)、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和/或存储器(共享、专用或群组)，组合逻辑电路和/或提供所述功能性的其它合适组件。
图20图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过协调设备(例如1902)来协调通信的过程2000。结合过程2000所述的动作/操作可以例如由协调设备(例如1902)执行。在框2002处，过程2000包括在第一频带(例如较低带)中发射对用于通信设备的时间/频率资源的指示，以标识能够通过第二频带进行通信的一个或多个邻近的通信设备。
时间/频率资源例如可以包括用于通信设备的时间间隔，以通过使用第二频带或除第一或第二频带之外的另一频带来标识能够通过第二频带进行通信的一个或多个邻近的通信设备。在实施例中，所指示的时间/频率资源包括专用频率信道(例如第二频带或其它频率间隔)。例如，当系统正使用ofdm调制时，如果指示或指定了频率边界，则时间/频率资源可以包括时间间隔，并且如果指示或指定了时间边界，则时间/频率资源可以包括频率间隔，诸如信道、带或者一个或多个子载波(其是信道或带的一小部分)。
在框2004处，过程2000包括在第一频带中接收对于第二频带的链路可用性信息和/或干扰信息。链路可用性信息和/或干扰信息可以接收自通信设备。作为协调设备的部分或耦合到协调设备的连接性模块可以创建例如具有能够使用第二频带直接通信的通信设备对的连接性表。连接性表可以基于由通信设备获得的链路可用性信息和/或干扰信息。
在实施例中，接收干扰信息包括由通信设备执行的接收干扰测量，诸如(多个)干扰水平的指示。干扰测量可以由包括该通信设备的一个或多个通信设备执行。干扰信息可以包括指示干扰源的信息，诸如对与干扰相关联的特定站或方向的标识。协调设备可以分发这样的干扰信息，以便于干扰的校正(例如通过调整受影响的接收器/发射器的天线位置)。可以在所指示的时间/频率资源(例如，所述时间资源是时间间隔，并且所述频率资源是第二频带)期间获得对于第二频带的链路可用性信息和/或干扰信息，以标识能够通过第二频带进行通信的一个或多个邻近的通信设备。
在框2006处，过程2000包括确定用于通信设备在第二频带中通信的传输调度。可以至少部分地基于所接收的干扰信息来确定传输调度。在实施例中，至少部分地通过比较干扰水平来确定传输调度，以允许用于具有阈值水平以下的相互干扰水平的至少两个通信设备通过使用第二频带的同时传输，并且防止用于具有阈值水平以上的相互干扰水平的至少另外两个通信设备通过使用第二频率的同时传输。传输调度可以由要么作为协调设备的部分要么耦合到协调设备的调度模块来确定，并且可以至少部分地基于所接收的链路可用性信息和/或干扰信息。
例如，考虑这样的示例：其中进行发射的通信设备寻求在进行干扰的通信设备的情况下向进行接收的通信设备发射(例如，来自进行干扰的通信设备的传输可以干扰由进行接收的通信设备从进行发射的通信设备的信号接收)。如果进行干扰的通信设备在进行接收的通信设备上产生了预定阈值以下的干扰水平，例如正如由协调设备或耦合到协调设备的具有类似功能性的模块所比较的，则协调设备可以允许进行发射的通信设备向进行接收的通信设备以及进行干扰的通信设备例如向另一通信设备的同时传输。如果进行干扰的通信设备在进行接收的通信设备上产生了预定阈值以上的干扰水平，则协调设备可以防止进行发射的通信设备向进行接收的通信设备以及进行干扰的通信设备例如向其它设备的同时传输。
在框2008处，过程2000包括在第一频带中发射传输调度以指示时间/频率资源，其中通信设备可以通过第二频带而与一个或多个邻近的通信设备中至少一个进行通信。时间/频率资源可以包括时间段或特定的频率间隔或其组合。例如，协调设备可以为使用第二频带的通信而调度频率子信道或多个时隙/频率子信道。
可以例如通过信标传输来向接收信标传输的范围内的全部通信设备发射所述传输调度。在其它实施例中，可以通过诸如单播消息发送(例如轮询)之类的其它手段而将传输调度分发到通信设备。
在框2010处，过程2000包括接收建立了通信链路的通知，所述通信链路是通过第二频带并且在通信设备和一个或多个邻近的通信设备中至少一个之间。所述通知可以例如由通信设备和其它链接的通信设备中的一个或二者通过使用任何合适频带来接收。
图21图示根据各种实施例的用于在无线网络中通过通信设备(例如1904)来协调通信的过程2100。结合过程2100所描述的动作/操作可以例如由通信设备(例如1904)执行。在框2102处，过程2100包括在第一频带中接收对用于通信设备的时间/频率资源的指示，以标识能够通过第二频带通信的一个或多个邻近的通信设备。时间/频率资源的指示可以接收自协调设备(例如1902)。时间/频率资源可以与已结合至少图20描述的实施例一致。
在框2104处，过程2100包括通过使用所指示的时间/频率资源来标识能够通过第二频带进行通信的一个或多个邻近的通信设备。所述标识可以包括发射与如本文所述的链路建立相关联的搜索例程信号。
在框2106处，过程2100包括在第一频带中发射能够通过第二频带进行通信的一个或多个邻近的通信设备的链路可用性信息和/或干扰信息。所述发射干扰信息可以包括例如含有干扰水平的干扰测量，所述干扰测量由包括该通信设备的一个或多个通信设备执行。
在框2108处，过程2100包括在第一频带中接收传输调度以指示时间/频率资源，其中通信设备可以通过第二频带来与一个或多个邻近的通信设备中至少一个通信。传输调度可以基于例如所发射的链路可用性和/或干扰信息。时间/频率资源可以与已经结合至少图20所描述的实施例一致。
在框2110处，过程2100包括发射通知：通过第二频带在通信设备和一个或多个邻近的通信设备中至少一个之间建立了通信链路。所述通知可以由通信设备和其它链接的通信设备中的一个或二者来发射。
图22图示具有在不同频带中操作的两个不同类型的无线通信系统2240、2250的系统2200，其中每个频带具有不同的波束宽度和对应的优点，正如先前所述。通常，通信系统2240可以利用具有适合于控制信息的较大覆盖区域和较低吞吐量的较宽波束宽度2210，并且通信系统2250可以利用具有适合于数据信息的较小覆盖区域和较高吞吐量的较窄波束宽度2220，虽然波束宽度2210、2220二者都可以用于以变化的性能水平来传送控制信息和数据信息二者。无线通信系统2240、2250特别适合于室外操作环境，诸如宽带无线个域网(wpan)、无线视频区域网(wvan)、无线局域网(wlan)、无线城域网(wman)、无线广域网(wwan)等。虽然为清楚起见，系统2200仅图示两个无线通信系统2240、2250，可以领会的是，一些实施例中可以利用多于两个无线通信系统。此外，虽然系统2200图示两个无线通信系统2240、2250，可以领会的是，例如，系统2240、2250可以被组合成根据单个统一标准进行操作的单个无线系统，诸如第五代(5g)标准。
系统2200包括第一通信系统2240。第一通信系统2240可以包括蜂窝无线电网络。蜂窝无线电网络可以具有一个或多个基站2204。通过以某个波束宽度2210来发射rf电磁信号，每个基站2204可以服务蜂窝无线电网络中的小区2212。每个基站2204可以此外支持多载波操作，并且因此可以在各种载波频率上与移动站(诸如用户设备(ue)2202)通信。在第四代(4g)无线标准中，诸如电气和电子工程师协会(ieee)802.16m、802.16p以及第三代合作伙伴项目(3gpp)长期演进(lte)和高级lte(lteadv)标准，多载波操作可以支持较大的带宽并满足用于系统容量的国际移动电信高级(imt-adv)规范。网络中的每个基站2204可以使用不同的载波频率。根据诸如但不限于可用技术和地区市场需求之类的因素，基站可以配置有不同载波频率。
例如在一个实施例中，通信系统2240可以由使用低于10ghz的频带进行操作的任何通信系统所实现，除其它外尤其诸如3gpplte或lteadv系统。3gpplte和lteadv是用于移动电话和数据终端的高速数据无线通信的标准。它们基于全球移动通信系统(gsm)/用于gsm演进的增强型数据率(edge)和通用移动电信系统(umts)/高速分组接入(hspa)技术，通过使用新的调制技术而提高了容量和速度。可替换地，除其它之外，可以根据全球微波接入互操作性(wimax)或wimaxii标准来实现通信系统2240。wimax是基于ieee802.16系列标准的无线宽带技术。wimaxii是基于用于国际移动电信(imt)高级4g系列标准的ieee802.16m和ieee802.16j系列标准的高级第四代(4g)系统。虽然一些实施例可以作为示例而非限制地将通信系统2240描述为lte、lteadv、wimax或wimaxii系统或标准，但可以领会的是，通信系统2240可以被实现为各种其它类型的移动宽带通信系统和标准，诸如通用移动电信系统(umts)系统系列标准和变型、码分多址(cdma)2000系统系列标准和变型(例如cdma20001xrtt、cdma2000ev-do、cdmaev-dv等)、如由欧洲电信标准协会(etsi)创建的高性能无线电城域网(hiperman)系统系列标准、宽带无线电接入网络(bran)和变型、无线宽带(wibro)系统系列标准和变型、全球移动通信系统(gsm)与通用分组无线电服务(gprs)系统(gsm/gprs)系列标准和变型、用于全球演进的增强型数据率(edge)系统系列标准和变型、高速下行链路分组接入(hsdpa)系统系列标准和变型、高速正交频分复用(ofdm)分组接入(hsopa)系统系列标准和变型、高速上行链路分组接入(hsupa)系统系列标准和变型、长期演进(lte)/系统架构演进(sae)的第三代合作伙伴项目(3gpp)版本8和9、lteadv等等。实施例不限于该上下文。
系统2200包括第二通信系统2250。通信系统2250还可以包括不同于通信系统2240的蜂窝无线电网络。蜂窝无线电网络可以具有一个或多个基站2208。如与基站2204一样，通过发射具有某一波束宽度2220的rf电磁信号，每个基站2208可以服务蜂窝无线电网络中的小区2222。另外，每个基站2208可以支持多载波操作，并且因此可以在各种载波频率上与移动站(诸如用户设备(ue)2202)通信。通信系统2250的示例可以没有限制地包括使用大于10ghz的频带进行操作的任何通信系统，诸如毫米波(mmwave)系统。毫米波系统的示例可以没有限制地包括如由一个或多个无线吉比特联合(wigig)系列规范、ieee802.11ad系列规范、ieee802.15系列规范所限定的系统及其它60ghz毫米波无线系统。通信系统2250的另一示例可以包括在28ghz和31ghz频率禁令(ban)中进行操作的本地多点分配服务(lmds)系统。实施例不限于该上下文。
在一个实施例中，通信系统2240在第一频带中操作，并且通信系统2250在第二频带中操作，其中第一频带低于第二频带。通信系统2240和第一频带可以与第一波束宽度2210相关联，而通信系统2250和第二频带可以与第二波束宽度2220相关联。在一个实施例中，第一波束宽度2210可以比第二波束宽度2220更宽或更大。在一个实施例中，第一波束宽度2210可以比第二波束宽度2220更窄或更小。在一个实施例中，第一和第二波束宽度2210、2220可以具有相同的波束宽度。值得注意的是，系统2240、2250二者都可以使用可以分别在瞬时基础上调整波束宽度2210、2220的波束形成技术，并且因此可以对于给定时间阶段(timeinstance)、平均波束宽度或其它统计度量来比较波束宽度。
第一频带可以低于第二频带。例如，第一频带可以具有小于10ghz的中心频率，并且第二频带可以具有大于10ghz的中心频率。更具体而言，除其它之外，第一频带可以包括700mhz至2.5ghz范围内的一个或多个频率，正如3gpplte和lteadv标准中所使用的。除其它之外，第二频带可以包括如ieee802.11ad标准中所使用的59ghz至62ghz范围内以及如lmds标准中所使用的28ghz至31ghz范围内的一个或多个频率。实施例不局限于这些示例。
基站2204、2208可以连接到核心网络2230。核心网络2230例如可以包括如参考图19所述的协调设备1902以及控制实体2290。控制实体2290可以包括用以协调通信系统2240、2250之间的互操作性的逻辑，诸如建立和管理对这两个系统而言共同的帧同步时段，如下面进一步所述。
通信系统2240、2250可以与一个或多个用户设备2202通信。用户设备2202可以包括移动或固定的无线设备。用户设备2202可以包括各种无线接口和/或组件以支持无线通信，诸如一个或多个无线电设备、发射器、接收器、收发器、芯片集、放大器、滤波器、控制逻辑、网络接口卡(nic)、天线、天线阵列等。天线的示例可以没有限制地包括内部天线、定向天线、全向天线、单极天线、偶极天线、端馈天线、圆极化天线、微带天线、分集天线、双天线、天线阵列等。某些设备可以包括多个天线的天线阵列，以实现各种自适应天线技术和空间分集技术。在各种实施例中，用户设备2202可以包括耦合到接收器电路的一个或多个rf天线，以接收第一、第二和/或第三信号的电磁表示，正如先前所定义。例如在一个实施例中，用户设备2202可以包括耦合到接收器电路的一个或多个全向天线以接收第一信号的电磁表示。例如在一个实施例中，用户设备2202可以包括耦合到接收器电路的一个或多个定向天线以接收第二和第三信号的电磁表示。
用户设备2202的示例可以没有限制地包括站、订户站、移动站、无线客户端设备、无线站(sta)、膝上型计算机、超膝上型计算机、便携式计算机、个人计算机(pc)、笔记本pc、手持式计算机、个人数字助理(pda)、蜂窝电话、组合蜂窝电话/pda、智能电话、平板电脑、寻呼机、消息发送设备、媒体播放器、数字音乐播放器、机顶盒(stb)、器具、工作站、用户终端、移动单元、消费者电子设备、电视、数字电视、高清电视、电视接收器、高清电视接收器等。实施例不限于该上下文。
用户设备2202可以各自包括或实现具有一个或多个同位置无线电设备的双带无线电架构，所述一个或多个同位置无线电设备能够通过使用不同频带来传送信息。每个无线设备可以具有利用单个无线设备内同位置的多个无线电设备的无线电架构，其中每个无线电设备以不同的频带进行操作，所述不同的频带对应于分别由第一和第二通信系统2240、2250使用的第一和第二频带。可以实现诸如控制器之类的控制元件，以协调和同步多个同位置无线电设备之间的操作。可以根据给定无线电设备执行媒体操作或控制操作的优点来选择用于给定实现的特定无线电设备和对应的操作频带。组合单个无线设备内多个同位置无线电设备的优点可以为无线设备增强总体通信能力。可替换地，用户设备2202可以利用能够在多个频带中操作的单个无线电设备。实施例不限于该上下文。
图23图示用户设备2202的示例性实施例，所述用户设备2202被布置用于与诸如通信系统2240、2250之类的不同类型的通信系统进行无线通信。特别地，图23示出包括各种元件的用户设备2202。然而，实施例不限于这些所描绘的元件。图23示出用户设备2202可以包括耦合到一个或多个天线的集合2310的第一无线电模块2302、耦合到一个或多个天线的集合2350的第二无线电模块2304、主机处理器2306，以及将主机处理器2306与第一和第二无线电模块2302、2304耦合的互连介质2308。这些元件可以实现在硬件、软件、固件或其任意组合中。
虽然用户设备2202仅示出两个无线电模块2302、2304，但是可以领会的是，如对于给定实现所期望的，用户设备2202可以包括多于两个的无线电模块(及相关联的元件)。此外，虽然用户设备2202图示了分别用于第一和第二无线电模块2302、2304中每一个的分离的天线集合2310、2350，但是可以领会的是，无线电模块2302、2304可以经由某种形式的共享天线结构来共享来自单个天线阵列的一个或多个天线。实施例不限于该上下文。
第一无线电模块2302和第二无线电模块2304(和/或附加的无线电模块)可以跨不同类型的无线链路来与远程设备通信。例如，第一无线电模块2302和第二无线电模块2304可以跨各种数据联网链路而分别与基站2204、2208通信。例如在一个实施例中，第一无线电模块2302是3gpplte或lteadv设备，并且第二无线电模块2304是毫米波设备，诸如ieee802.11ad设备。然而，实施例不限于这些示例。
图23示出第一无线电模块2302包括收发器2314和通信控制器2316。收发器2314可以通过一个或多个天线2310来发射和接收无线信号。如上所述，这些信号可以与无线数据网络相关联，诸如3gpplte或lteadv链路。然而，实施例不限于这样。
通信控制器2316控制收发器2314的操作。例如，通信控制器2316可以为收发器2314调度发射和接收活动。这样的控制和调度可以通过一个或多个控制指令(directive)2326来实现。(多个)控制指令2326可以基于通信控制器2316从收发器2314接收的操作状态信息2328。而且，这样的控制指令可以基于从无线电模块2304接收的状态消息和/或命令2336。然而，实施例不限于这些示例。
此外，通信控制器2316可以执行它与收发器2314交换的有效载荷信息2329上的操作。这样的操作的示例包括纠错编码和解码、分组封装、各种媒体接入控制协议功能等。
如图23中所示，第二无线电模块2304包括收发器2318和通信控制器2320。收发器2318也可以通过一个或多个天线2350来发射和/或接收无线信号。如上所述，这些信号也可以与无线数据网络相关联，诸如ieee802.11ad链路。然而，实施例不限于这样。
通信控制器2320控制收发器2318的操作。这可以涉及为收发器2318调度发射和接收活动。这样的控制和调度可以通过一个或多个控制指令2322来实现。(多个)控制指令2322可以基于通信控制器2320从收发器2318接收的操作状态信息2324。而且，这样的控制指令可以基于从无线电模块2302接收的状态消息和/或命令2334。然而，实施例不限于这些示例。
另外，通信控制器2320可以执行它与收发器2318交换的有效载荷信息2325上的操作。这样的操作的示例包括纠错编码和解码、分组封装、各种媒体接入控制协议功能等。
除了执行上述控制操作之外，通信控制器2316、2320可以提供无线电模块2302、2304之间的协调。该协调可以涉及信息的交换。例如，图23示出通信控制器2316可以向控制器2320发送状态消息和/或命令2334。相反，通信控制器2320可以向通信控制器2316发送状态消息和/或命令2336。这些消息可以被实现为分配到各种信号线的信号。在这样的分配中，每个消息都是信号。然而，另外的实施例可以可替换地采用数据消息。可以跨各种连接来发送这样的数据消息。示例性连接包括并行接口、串行接口和总线接口。此外，随着芯片上系统(soc)发展，分离的通信控制器2316、2320事实上可以是同一片硅或同一核心处理器。通信控制器2316、2320实际上可以是在同一芯片上操作的不同函数调用或软件模块。在该情况下，消息可以不使用诸如并行接口、串行接口或总线接口之类的不同物理连接。当功能折叠到一个芯片中时，这些消息可以作为消息队列来被传递、经由栈来被共享、经由信号量(semaphore)或标记来被发送等等。实施例不限于该上下文。
主机处理器2306可以与无线电模块2302、2304交换信息。如图23中所示，这样的交换可以跨互连介质2308而发生。例如，主机处理器2306可以向这些无线电模块发送信息以用于无线传输。相反，无线电模块2302和2304可以向主机处理器2306发送在无线传输中接收的信息。另外，主机处理器2306可以与无线电模块2302和2304交换有关它们的配置和操作的信息。这样的信息的示例包括从主机处理器2306发送到无线电模块2302、2304的控制指令。
互连介质2308提供在诸如第一无线电模块2302、第二无线电模块2304和主机处理器2306之类的元件之中的耦合。因此，互连介质2308例如可以包括一个或多个总线接口。示例性接口包括通用串行总线(usb)接口、串行外围设备互连(spi)接口、安全数字输入输出(sdio)接口以及各种计算机系统总线接口。另外或可替换地，互连介质2308可以包括各种元件配对之间的一个或多个点到点连接(例如并行接口、串行接口等)。在某些情况下，主机处理器2306可以在与通信控制器2316、2320相同的物理芯片中。互连介质2308因此可以是软件，而不是诸如usb、sdio、spi、总线、并行等之类的物理接口。如这样的情况，互连介质2308可以被实现为消息队列、信号量、函数调用、栈、全局变量、指针等。实施例不限于该上下文。
在各种实施例中，用户设备2202的收发器2314、2318可以包括发射器电路和/或接收器电路，分别诸如收发器2314、2318的发射器电路2380、2386和/或接收器电路2382、2388。发射器电路2380、2386和接收器电路2382、2388可以分别相同或相似于如分别参考图7、12中电路700、1200所述的发射器电路702、1202和接收器电路704、1204。可以领会的是，对特定发射器电路或接收器电路的参考可以应用于正如本文所述的其它类型的发射器电路或接收器电路。例如，可以参照接收器电路2382或接收器电路2388来描述用于用户设备2202的一些实施例，虽然其它实施例可以使用接收器电路704、1204、2382或2388中的任何一个。实施例不限于该上下文。
在一个实施例中，用户设备2202的收发器2314、2318可以包括耦合到处理器电路的接收器电路2382、2388。处理器电路的示例可以没有限制地包括通信控制器2316、2320、主机处理器2306、主机处理器2306的处理器电路2390，以及其它处理设备、电路或架构。
在图23中所示的所图示实施例中，接收器电路2382可以被布置为在与第一波束宽度2210相关联的第一频带中接收第一信号。接收器电路2388可以被布置为在与第二波束宽度2220相关联的第二频带中接收第二信号。第一信号可以接收自基站2204，并且例如包括含有帧同步参数的控制信息。第二信号可以接收自基站2208，并且例如包括含有帧对准信号的控制信息。
值得注意的是，虽然一些实施例被描述成其中基站2204、基站2208和用户设备2202在实时操作期间交换帧同步参数以用于帧对准操作，但是可以领会的是，帧同步参数可以是无线标准中的标准化元素，并且可以由通信系统2240、2250、基站2204、2208和用户设备2202在这些元件中每一个的设计和制造阶段期间实现。另外或可替换地，帧同步参数可以在这些元件中每一个的初始化操作期间被分发到通信系统2240、2250、基站2204、2208和用户设备2202。实施例不限于该上下文。
处理器电路2390可以被布置成激活或去活接收器电路2382、2388，以基于帧同步参数来接收帧对准信号。一旦检测到帧对准信号，处理器电路就可以激活接收器电路2388以在第二频带中接收第三信号，所述第三信号包括有效载荷数据。
帧同步参数可以用于通信系统2240、2250中通信帧(或多个帧)之间的定时同步。帧同步参数表示所定义的时间间隔，诸如帧同步时段(或系统时段)，其被选择以使得通信系统2240(例如第一频带或较低频带)与通信系统2250(例如第二频带或较高频带)二者中典型的定时标是所选帧同步时段的整数倍或分数。
核心网络2230的控制实体2290可以自动为通信系统2240、2250建立初始帧同步参数，并且响应于通信系统2240、2250的操作条件或用户指令(例如系统提供者或管理员)中的改变而动态地更新帧同步参数。可替换地，诸如系统提供者或系统管理员之类的用户可以定义帧同步参数，并将定义的帧同步参数输入到控制实体2290中，以代表通信系统2240、2250进行存储、传播和管理。实施例不限于该上下文。
图24图示具有对于两个不同类型的无线通信系统2240、2250共同的帧同步时段2410的定时图2400。如图24中所示，一个或多个通信帧2412(例如无线电帧)可以在第一频带2402中、在通信系统2240的基站2204以及用户设备2202之间被传送。此外，一个或多个通信帧2416(例如无线电帧)可以在第二频带2404中、在通信系统2250的基站2208和用户设备2202之间被传送。
通常，当接收成帧数据的流时，用户设备2202可以执行帧同步操作。帧同步是通过其而标识传入的帧对准信号的过程，从而准许提取帧内的数据比特以用于解码或重新传输。该过程有时被称为“成帧”。帧对准信号是用于通过指示标头信息(例如控制信息或控制比特)的结束和数据(例如数据信息或数据比特)的开始而同步传输的有区别的比特序列和/或有区别的波形。换句话说，帧对准信号允许用户设备2202区分成帧数据流中的控制比特与数据比特。帧对准信号的示例可以没有限制地包括同步字、同步字符、信标、前导码、帧中定义的长度的间隔、自同步码、成帧比特、非信息比特等。在某些情况下，例如，帧对准信号可以与数据比特同时被发送，诸如在ofdm调制中。在这样的情况下，帧对准信号相对于数据比特的定时被预定义，并且可以是固定的，其允许经由帧对准信号来指示数据比特的定时。实施例不限于该上下文。
然而，当尝试通过使用多个通信系统2240、2250来执行帧同步时会发生问题。诸如通信系统2200之类的双模式通信系统的一个优点是：通信系统2240的第一频带2402可以用于oob信令，以迅速获取和建立在通信系统2250和用户设备2202之间、通过第二频带2404的通信信道以用于例如高速数据通信，诸如高清(hd)视频。然而，在从通信系统2250的基站2208获取第二或第三信号之前，用户设备2202需要检测在第二频带2404中发射的帧对准信号，诸如信标。由于用户设备2202对帧对准信号将何时由基站2208发射没有任何先验了解，所以接收器电路2382(或2388)需要连续地扫描第二频带2404，以便检测帧对准信号。通过接收器进行的大规模扫描操作消耗显著量的功率，所述功率对于移动设备而言是稀有资源。此外，通信系统2240、2250的帧2412、2416相应地不一定对准。因此，用户设备2202不能使用与第一频带2402中的帧2412相关联的已知定时来估计与第二频带2404中的帧2416相关联的定时。在其中使用多个毫米波系统(例如多个通信系统2250)的情况下该问题进一步加剧，因为需要附加的操作来确定哪些毫米波信号被检测到、哪个消耗甚至更大量的功率。
为了解决这些和其它问题，控制实体2290可以建立和存储可以分别用于使在频带2402、2404中发射的帧2412、2416同步的帧同步时段2410。控制实体2290可以定义、生成、选择或以其它方式建立帧同步时段2410。帧同步时段2410然后可以用于设置在通信系统2240(例如第一频带或较低频带)和通信系统2250(例如第二频带或较高频带)二者中的定时标，所述定时标是所选帧同步时段2410的整数倍或分数。
用户设备2202的处理器电路2390可以从与第一波束宽度2210相关联的第一通信系统2240接收第一信号。第一信号可以包括帧同步参数2410。帧同步参数2410可以包括或表示用于与第二波束宽度2220相关联的第二通信系统2250的参考时间间隔。参考时间间隔的示例可以包括帧同步时段2418。例如在一个实施例中，参考时间间隔通过与第一波束宽度2210相关联的第一通信系统2240的一个或多个帧2412是可等分的。
在一个实施例中，控制实体2290例如可以将帧同步时段2410设置成诸如第二通信系统2250之类的毫米波通信系统的信标间隔2418。信标间隔2418是信标帧传输之间的时间间隔，并且可配置用于各种系统。特定的信标间隔2418例如可以被选择或配置为通过诸如第一通信系统2240之类的蜂窝通信系统的一个或多个帧2412是可等分的。例如，对于第二通信系统2250，假设信标间隔2418被设置为100毫秒(ms)。100ms可等分成第一通信系统2240的10个无线电帧2412，其中一个无线电帧tf＝307200ts＝10ms，并且一个半帧153600ts＝5ms。可以领会的是，用于关于第一频带2402(例如较低带)和第二频带2404(例如较高带)中协议的不同时标的帧同步时段2410的其它定义也是可能的。实施例不限于该上下文。
图25图示通过使用帧同步时段2418来同步来自两个不同类型的无线通信系统2240、2250的帧的定时图2500。如先前所述，用户设备2202可以利用表示帧同步时段2418的帧同步参数来同步分别在频带2402、2404中发射的帧2412、2416。结果，分别由通信系统2240、2250发射的帧2412、2416被对准。这样，用户设备2202可以使用与第一频带2402中的帧2412相关联的已知定时来准确地估计或预测与第二频带2404中的帧2416相关联的定时。为了节约功率，用户设备2202可以激活或去活第二无线电模块2304的收发器2318的接收器电路2388，以检测和接收帧对准信号，在它们被调度以到达时，从而为用户设备2202减少功耗。
定时图2500进一步图示该技术。如图25中所示，定时图图示由第二频带2404发射的两种不同类型的信号。第一类型的信号是信标2502。第二类型的信号是有效载荷数据2504。用户设备2202的处理器电路2390可以激活第二无线电模块2304的收发器2318的接收器电路2388(或2382)，以在信标传输间隔2510期间检测和接收信标2502。处理器电路2390可以在由帧同步参数定义的时间间隔期间去活接收器电路2388(或2382)，以节约功率，也就是其中没有信标2502被发射的信标间隔。作为对比，常规解决方案将会使得接收器电路2388(或2382)连续是活动的以检测和获取信标2502。以这种方式，用户设备2202可以更有效地利用功率，从而为用户设备2202延长电池寿命。
图26图示操作环境2600，以通过使用帧同步时段2418来检测帧对准信号。在图26中所示的所图示实施例中，帧同步器模块2606可以接收帧同步参数2602以及一个或多个操作参数2604，作为输入。操作参数2604可以用于提供帧同步器模块2606开始对帧2412、2416进行同步所需的信息，诸如n个数量的最后接收的帧2412、计数器值、定时器值等。帧同步器模块2606可以包括计算机程序指令，所述计算机程序指令当由处理器电路2390执行时使得帧同步器模块2606输出控制指令2608。控制指令2608可以是至少两种类型，包括激活接收器电路2388(或2382)的第一类型和去活接收器电路2388的第二类型。去活可以包括范围从全功率状态到完全断电状态的各种功率状态，诸如由高级配置和功率接口(acpi)规范所定义的。acpi规范为通过用户设备2202的操作系统(os)进行的设备配置和功率管理提供开放标准。在适当时，帧同步器模块2606可以向无线电模块2302、2304发送控制指令2608。
图27图示用于控制无线接收器以使用帧同步时段2418来检测帧对准信号的过程2700。结合过程2700所述的动作/操作例如可以由用户设备2202执行。
在框2702处，过程2700包括激活第一接收器，诸如参考图23所述的收发器2314的接收器部分。例如，当用户设备2202进入第一通信系统2240的小区2212时，它开始从基站2204接收控制信号。用户设备2202可以激活第一无线电模块2302的收发器2314的接收器电路2382，以在基站2204和用户设备2202之间建立通信信道。在某一点处，用户设备2202可以继续在小区2212内移动，直到它进入第二通信系统2250的小区2222为止。在该点处，用户设备2202在基站2204、2208二者的传输范围内。
在框2704处，过程2700包括在与第一波束宽度相关联的第一频带中接收第一信号。例如，当用户设备2202进入小区2212时，它可以开始通过第一频带2402从基站2204接收控制信号，其中的信息有助于预配置用户设备2202以用于通过使用第二频带2404来建立与第二通信系统2250的通信信道。所述信息可以用于信号检测、粗略波束形成、cfo估计、定时同步以及在从基站2208获取信号中有用的其它操作。
在框2706处，过程2700包括从第一信号检索定时信息，所述定时信息指示何时在与比第一波束宽度更窄的第二波束宽度相关联的第二频带中检测第二信号。例如，用户设备2202可以在第一频带2402中接收通过使用波束宽度2210所发射的第一信号。第一频带2402中的第一信号可以包括信号和控制信息，所述控制信息包括诸如帧同步参数2602之类的定时信息，以分别同步通信系统2240、2250的帧2412、2416的定时。用户设备2202可以使用第一信号，以便于在第二频带2402中检测和接收通过使用波束宽度2220所发射的第二信号。第二波束宽度2220可以比第一波束宽度2210更窄，从而相对于较宽的第一波束宽度2210而言提供潜在更高的数据率。
在一个实施例中，帧同步器模块2606可以检索包括帧同步参数2602的定时信息，所述帧同步参数2602表示对于第一通信系统2240和第二通信系统2250共同的帧同步时段，所述第一通信系统2240被布置用于通过第一频带2402传送信息，所述第二通信系统2250被布置用于通过第二频带2404传送信息。帧同步时段2418例如可以匹配第二通信系统2250的定义的间隔，诸如第二通信系统2250的信标间隔。同时，帧同步时段2418可以匹配第一通信系统2240的定义的间隔，诸如第一通信系统2240的定义的间隔的倍数。例如在一个实施例中，帧同步时段2418可以均匀地匹配第一通信系统2240的一个或多个帧2412(例如无线电帧)。
在框2708处，过程2700包括激活第二接收器，诸如参考图23所述的收发器2318的接收器部分。例如，帧同步器模块2606可以接收帧同步参数2602作为输入，并输出控制指令2608以激活第二无线电模块2304的收发器2318的接收器电路2388。
在框2710处，过程2700包括在定时信息的情况下在第二频带中接收第二信号。第二信号可以包括信号和控制信息以便于信号检测、精细波束形成、cfo估计、定时同步以及对于允许用户设备2202与第二通信系统2250的基站2208迅速建立通信信道有用的其它信息。例如在一个实施例中，第二信号可以包括一个或多个信标2502。
在框2712处，过程2700包括在第二频带中接收第三信号。例如，一旦接收器电路2388获取了并锁定在信标2502上，接收器电路2388就可以开始在第二频带2404中接收第三信号。第三信号可以包括要使用第二频带2404来传送(例如发射和/或接收)的随后的数据或数据信号，其可以包括用于追踪波束形成、cfo、定时等的信号，以及各种类型的数据，例如包括与视频流、实时和/或非实时协作、视频内容下载、音频和文本内容下载和/或上载等相关的数据。可替换地，用户设备2202可以在不接收第三信号的情况下(或在这之前)开始经由发射器电路2386发射其自己的数据。
在各种实施例中，帧同步器模块2606可以利用帧同步参数2602以分别同步频带2402、2404中的通信帧2412、2416，所述帧同步参数2602表示帧同步时段2410。在一个实施例中，帧同步器模块2606可以利用帧同步参数2602，以通过使用帧同步时段来与第一频带2402中的第一通信帧2412的第一时间边界同步。在一个实施例中，帧同步器模块2606可以利用帧同步参数2602，以通过使用第一通信帧2412的第一时间边界来确定第二频带2404中第二通信帧2416的第二时间边界。例如，由于第一通信帧2412的开始时间边界和结束时间边界是已知的，并且第二通信帧2416的开始时间边界和结束时间边界是第一通信帧2412的大小的已知倍数，所以帧同步参数2602可以预测或估计已在第二频带2404中发射了信标2502的时间。帧同步器模块2606可以发出控制指令2608，以在所估计的时间或恰好在所估计的时间之前激活第二无线电模块2304的接收器，以在一个或多个第二时间边界处在第二频带2404中接收第二通信帧2416。帧同步器模块2606可以发出控制指令2608，以去活第二无线电模块2304的接收器，以在一个或多个第二时间边界处节约功率。
再次参照控制实体2290，除了自动和动态地建立帧同步时段2410以同步通信系统2240、2250之间的帧之外，控制实体2290可以为不同小区2222建立不同的帧对准信号。以这种方式，通过使得毫米波前导码特定于每个毫米波小区，例如通过使得不同的毫米波小区使用不同的前导码，毫米波频带中的检测和获取可靠性可以进一步改善。关于用户设备2202可以潜在地关联到的最近毫米波小区(或小区集合)的信息在较低带中被传送到用户设备2202。当检测到信标帧的前导码时，用户设备2202使用该信息来限制假定的数量，从而改善检测性能并降低功耗。在毫米波网络进入或重新进入阶段期间，这可以是特别有利的。
虽然为了描述优选实施例的目的而在本文中已经图示和描述了某些实施例，但是将由本领域普通技术人员领会的是，经计算实现相同目的的多种多样的可替换方案和/或等同实施例或实现可以代替所示和所述的实施例而不脱离本公开的范围。本领域技术人员将容易领会到，根据本公开的实施例可以以非常多种多样的方式实现。本申请旨在涵盖本文所论述的实施例的任何适配或变型。因此，显然旨在根据本公开的实施例仅由权利要求及其等同物来限定。