用于无线通信的发射功率控制的装置、系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的香叉引用
[0002] 本申请要求于2013年2月15日提交的，题为"通过功率密度限制对毫米波多用 户-多输入多输出系统的智能发射功率控制"的美国临时专利申请序列号61/765, 363的优 先权，其全部公开通过引用被结合于此。
技术领域
[0003] 本文所描述的实施例一般设及无线通信。
【背景技术】
[0004]电子设备（例如，便携式电脑、平板、笔记本电脑、上网本、个人数字助理（PDA)、个 人计算机、移动电话等等）。通常包括各种无线通信能力。该些能力可设及在通信频谱的较 高频率范围内的通信，诸如在毫米波（mmWave)区域（例如，60千兆赫兹（GHz)频带）中。 该些较高频率范围能够有益地提供更高的数据速率。
[0005] 相较于较低频带（例如，2. 4-5GHZ的频带），毫米波传播具有几个主要独特的特 征。例如，毫米波传播可具有大于较低频带中的传播损耗的传播损耗，并且可具有准光传播 性质。
[0006] 毫米波通信系统可使用高增益定向天线来补偿大路径损耗和/或采用波束操纵 技术。合适的天线系统的设计和/或进一步的信号处理可能是毫米波通信系统开发的重要 方面。
[0007] 多元相控天线阵列可被用于，例如定向天线方向图的创建。相控天线阵列可组成 定向天线方向图或波束，该可通过在天线元件处设置适当的信号相位来控制。
[000引各种规范和限制，例如，政府规范和限制，可应用于在一个或多个频带上执行的传 输。例如美国联邦通信委员会（FCC)针对毫米波带（例如，59. 05-64GHZ的频段）在距离发 射天线S米远处测量时强制实行Sm"= 18yW/cm2的最大功率密度的峰值发射限制和总发 射功率限制Pmsy= 500mW。在其他国家的规范中和/或对其他频带存在类似的限制。
【附图说明】
[0009] 为了说明的简单和清晰，在附图中所示出的元素不一定按照比例绘制。例如，为了 展示的清晰，一些元素的尺寸可相对于其他元素被扩大。另外，在附图中标号可被重复W指 示相应的或类似的元素。附图被列举如下：
[0010] 图1是根据一些说明性的实施例的系统的示意框图说明。
[0011] 图2是根据一些说明性的实施例的单用户（SU)传输的信号功率密度和多用户 (MU)传输的信号功率密度的示意图。
[0012] 图3是根据一些说明性的实施例的包括发射功率控制器的通信设备的示意图。
[0013] 图4A、4B和4C是根据一些说明性的实施例的天线模块的福射方向图的等距视图、 侧视图和顶视图。
[0014] 图4D根据一些说明性的实施例示意性地示出了由天线阵列生成的复合波束，图 4E和4F根据一些说明性的实施例示意性地示出了用于控制复合波束的第一波束成形炬巧 方案和第二BF方案。
[0015] 图5A和5B是根据一些说明性的实施例的天线阵列的覆盖范围的示意图。
[0016] 图5C根据一些说明性的实施例示意性地示出了复合波束的精调方位角BF。
[0017] 图抓根据一些说明性的实施例示意性地示出了第一和第二方位角覆盖扇形。
[0018] 图6是根据一些说明性的实施例的用于无线通信的发射功率控制的方法的示意 流程图。
[0019] 图7是根据一些说明性的实施例的制造产品的示意图。
【具体实施方式】
[0020] 在下面的详细说明中提出了许多具体细节W便于提供对一些实施例的深入的理 解。然而，本领域的技术人员将理解的是一些实施例可在不具备该些具体细节的情况下被 实施。在其他实例中，为了不使讨论模糊不清，对已知的方法、程序、组件、单元和/或电路 不再进行详细描述。
[0021] 本文的讨论所使用的诸如"处理"、"计算"、"估算"、"确定"、"建立"、"分析"、"检 查"等等术语可指代计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算设备的将计算机寄存器和 /或存储器内被表示为物理（例如，电子）量的数据操纵和/或转变成计算机寄存器和/或 存储器或可存储用W执行操作和/或处理的指令的其他信息存储介质内类似地被表示为 物理量的其他数据的（一个或多个）操作和/或（一个或多个）处理。
[0022] 如本文所使用的术语"许多"或"几个"包括，例如，"多个"或"两个或更多"。例 如，"几个物品"包括两个或多个物品。
[0023] 对"一个实施例"、"实施例"、"说明性的实施例"、"各实施例"等的引用指的是被该 样描述的（一个或多个）实施例可包括特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例均要包 括该特定的特征、结构或特性。此外，重复使用的短语"在一个实施例中"不一定指的是相 同的实施例，尽管它也可能指的是相同的实施例。
[0024] 除非另有规定，否则如本文所使用的用W描述普通对象的序数形容词"第一"、"第 二"、"第立"等等仅表示所提到的相似对象的不同实例，而不意图暗示被该样描述的对象必 须在时间上、空间上的排名或在任何其他方式中按照给定顺序。
[0025]-些实施例可与例如，个人计算机（PC)、台式计算机、移动计算机、便携式计算机、 笔记本电脑、平板计算机、Ultr油ook?计算机、服务器计算机、手持式计算机、手持式设备、 个人数字助理（PDA)设备、手持式PDA设备、板载设备、离板设备、混合设备、车用设备、非车 用设备、移动设备或便携式设备、消费型设备、非移动设备或非便携式设备、无线通信站、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LAN(WLAN)、个人区域网（PAN)、无线PAN(WPAN)等等各种设备和系统结 合使用。
[0026]-些实施例可与按照现有的无线-吉比特-联盟（WGA)规范（无线吉比特 联盟股份有限公司于2011年四月发布的最终规范；无线吉比特MAC和PHY规范，版本 1.1)和/或它们的将来的版本和/或它们的衍生物运行的设备和/或网络，和/或按 照现有的IE邸802. 11标准（I邸E802. 11-2012,信息技术的IE邸标准--在系统间交 换的通信和信息一一局域网和城域网一一具体要求第11部分；无线LAN介质访问控制 (MAC)和物理层（PHY)规范，2012年3月29日；I邸E802. 11任务组ac(TGac) ( "IE邸 802. 11-09/030化12--TGac信道模型附录文件"）；1邸E802. 11任务组ad(TGad)(信息 技术的IE邸P802.llad标准一一在系统间交换的通信和信息一一局域网和城域网一一具 体要求一一第11部分；无线LAN介质访问控制（MAC)和物理层（PH巧标准一一修正案3 : 对60GHz频道中的极高吞吐量的增强））和/或它们的将来的版本和/或它们的衍生物运 行的设备和/或网络，按照现有的胖山61633皿?规范和/或它的将来版本和/或它的衍生 物运行的设备和/或网络，作为上述网络的一部分的单元和/或设备结合使用。
[0027] -些实施例可与单向和/或双向无线通信系统、蜂窝式无线-电话通信系统、移 动电话、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统（PC巧设备、包含无线通信设备、移动或便携式 全球定位系统佑P巧设备的PDA设备、包含GI^S接收机或收发机或巧片的设备、包含RFID 元件或巧片的设备、多输入多输出（MIM0)收发机或设备、单输入多输出（SIM0)收发机或 设备、多输入单输出（MIS0)收发机或设备、具有一个或多个内置天线和/或外置天线的设 备、数字视频广播值VB)设备或系统、多标准无线设备或系统、诸如智能手机、无线应用协 议（WA巧设备之类的有线或无线手持设备等等结合使用。
[0028] -些实施例可与，例如，无线电频率（RF)、红外（1时、频分多路复用（抑M)、正交 FDM(OFDM)、时分多路复用（TDM)、时分多址（TDMA)、扩展TDMA巧-TDMA)、通用分组无线业 务（GPRS)、扩展GPRS、码分多址（CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、CDMA2000、单载波CDMA、多载 波CDMA、多载波调制（MDM)、离散多音值MT)、Bluetocrth?、全球定位系统佑P巧、Wi-Fi、 Wi-Max、Zi浊ee?、超宽带（UWB)、全球移动通信系统（GSM)、2G、2. 5G、3G、3. 5G、4G、第五代 巧G)移动网络、3GPP、长期演进（LTE)、LTE升级版、增强型数据速率GSM演进技术巧DG巧之 类的一种或多种类型的无线通信信号和/或系统结合使用。
[0029] 如本文所使用的术语"无线设备"包括，例如，能够实现无线通信的设备、能够实现 无线通信的通信设备、能够实现无线通信的通信台、能够实现无线通信的手持设备或非手 持设备等等。在一些说明性的实施例中，无线设备可W是或可包括与计算机集成在一起的 外围设备或附属于计算机的外围设备。在一些说明性的实施例中，术语"无线设备"可选择 地包括无线服务。
[0030] 如本文关于无线通信信号所使用的术语"通信"包括发送无线通信信号和/或接 收无线通信信号。例如，能够通信无线通信信号的无线通信单元可包括用W向至少一个其 他无线通信单元发送无线通信信号的无线发送机，和/或用W从至少一个其他无线通信单 元接收无线通信信号的无线接收机、
[0031] 一些说明性的实施例可与WLAN结合使用。其他实施例可与任意其他适当的无线 通信网络（例如，无线区域网络、"微微网"、WPAN、WVAN等等）结合使用。
[0032] -些说明性的实施例可与通过60千兆赫兹（GHz)的频带进行通信的无线通信网 络结合使用。然而，其他实施例可通过利用任意其他适当的无线通信频带，例如，极高频 巧HF)带（毫米波（mmwave)频带）（诸如，在20化Z到30GHZ之间的频带内的频带）、WLAN 频带、WPAN频带、根据WGA规范的频带等等。
[0033] 如本文所使用的短语"点对点（PTP或P2巧通信"可设及通过无线链路（"点对点 链路"）在一对设备之间进行的设备到设备通信。P2P通信可包括，例如，通过QoS基本服务 集炬S巧内的直接链路进行的无线通信、通过隧道式直接链路设置CTOL巧链路进行的无线 通f目、独立基本服务集中的站对站（STA-t〇-STA)通f目等等。
[0034] 如本文所使用的术语"天线"可包括对一个或多个天线元件、组件、单元、部件和/ 或阵列的任意适当的配置、结构和/或部署。在一些实施例中，天线可通过使用独立的发送 和接收天线元件来实现发送和接收功能。在一些实施例中，天线可通过使用共用的和/或 集成的发送/接收元件来实现发送和接收功能。天线可包括，例如，相控阵天线、单元件天 线、一组波束转换天线等等。
[0035] 如本文所使用的短语"毫米波频带"可设及超过20GHz的频带，例如，在20GHz和 300GHz之间的频带。
[0036] 如本文所使用的短语"定向数千兆值MG)"和"定向带"值Band)可设及信道起始 频率超过40GHz的频带。
[0037] 短语"DMGSTA"和"毫米波STA(mSTA)"可设及具有无线电发射机的STA，该STA 在毫米波或DMG频带内的信道上运行。
[003引如本文所使用的术语"波束成形"可设及空间滤波机制，波束成形可被用在发射机 和/或接收机处W改进一个或多个属性，例如，在预期的接收机处接收的信号功率或信噪 比（SNR)。
[0039] 如本文所使用的术语"蜂窝"可包括网络资源的组合，例如下行链路资源和可选的 上行链路资源。资源可W，例如，由无线通信节点（也被称为"节点"或"基站"）等控制和 /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在下行链路 资源上所发送的系统信息中指出。
[0040] 现在参考图1，图1根据一些说明性的实施例示意性地示出了系统100的框图。
[0041] 如图1所示，在一些说明性的实施例中，系统100可包括能够通过无线介质（WM) 通信内容、数据、信息和/或信号的一个或多个无线通信设备。例如，系统100可包括诸 如，包括节点101之类的一个或多个无线通信节点和诸如，包括移动设备140和150之类 的一个或多个移动设备。无线介质可包括，例如，无线电信道、蜂窝信道、RF信道、无线保真 (WiFi)信道、IR信道等等。系统100的一个或多个元件可选择地能够通过任意适当的有线 通信链路进行通信。
[0042] 在一些说明性的实施例中，节点101、移动设备150和移动设备140可组成一个或 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进行通信。例 如，如下面所描述的，节点101和移动设备140和150可组成无线通信小区的一部分和/或 作为无线通信小区的一部分进行通信。
[0043] 在一些说明性的实施例中，节点101可包括或可执行基站炬巧、宏BS、接入点 (AP)、WiFi节点、Wimax节点、蜂窝节点、演进型节点B(eNB)、LTE节点、站、热点、网络控制 器等的功能。
[0044] 在一些说明性的实施例中，移动设备140和/或150可包括，例如，用户设备扣E)、 移动计算机、便携式计算机、笔记本电脑、平板计算机、Ultrabook?计算机、移动互联网设 备、手持式计算机、手持式设备、存储设备、PDA设备、手持式PDA设备、板载设备、离板设备、 混合设备（例如，将蜂窝电话功能与PDA设备功能相结合）、消费型设备、车用设备、非车用 设备、便携式设备、移动电话、蜂窝电话、PCS设备、移动或便携式GI^S设备、DVB设备、相对小 的计算设备、非台式计算机、"轻装上阵（CarrySmallLiveLarge) "(C化L)设备、超移动 设备扣MD)、超移动PC扣MPC)、移动互联网设备（MID)、"化igami"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、智能手机等等。
[0045] 在一些说明性的实施例中，如下面所描述的，节点101、移动设备150和/或移动设 备140可包括用W在节点101、移动设备150和/或移动设备140和/或与一个或多个其他 无线通信设备执行无线通信的一个或多个无线通信单元。例如，节点101可包括无线通信 单元102,移动设备150可包括无线通信单元152和/或移动设备140可包括无线通信单元 142。
[0046] 在一些说明性的实施例中，无线通信单元102、152和142可包括一个或多个天线， 或可与一个或多个天线相关联。在一个示例中，无线通信单元102可与至少一个天线阵列 108相关联；无线通信单元152可与一个或多个天线154相关联；和/或无线通信单元142 可与一个或多个天线144相关联。
[0047] 天线108、154和/或144可包括适用于发送和/或接收无线通信信号、块、帖、传 输流、分组、消息和/或数据的任意类型的天线。例如，天线1〇8、154和/或144可包括对 一个或多个天线元件、组件、单元、部件和/或阵列的任意适当的配置、结构和/或部署。天 线108、154和/或144可包括，例如，适用于定向通信的天线（例如，通过使用波束成形技 术实现）。例如，天线108、154和/或144可包括相控阵天线、多元件天线、一组波束转换天 线等等。在一些实施例中，天线108、154和/或144可通过使用独立的发送和接收天线元 件来实现发送和/或接收功能。在一些实施例中，天线108、154和/或144可通过使用共 用的和/或集成的发送/接收元件来实现发送和接收功能。
[0048] 在一些说明性的实施例中，节点101还可包括，例如，处理器120、存储器单元122 和存储设备单元124中的一个或多个