[发明专利]分布式多波束无线系统

说明书

本申请是申请日为2003年11月21日，申请号为200380109595.4、发明名称为“分布式多波束无线系统”的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及无线系统或通信网络，其包括多个分布式节点，在这些节点之间可以通过多波束或有向无线通信路径进行无线通信。

背景技术

为了促进无线系统或通信网络中的通信，希望提供多个无线接入和路由点(WARP)或节点，在它们之间可以通过无线链路进行通信，所述节点可选地通过一条或多条有线连接路径与通信网络通信，其中无线终端还通过无线链路与节点通信。为了简洁起见，将无线终端与节点通信所用的无线链路称为接入链路，而用于在节点之间进行通信的无线链路称为转接链路。

例如，在此类无线系统中，各节点可以分布在要提供无线接入服务的地理区域中，若干无线终端可以通过各种节点在它们之间和/或与网络进行通信。无线终端可以具有各种形式中的任何一种形式，而传送的信号可以包含任何期望形式的信息。常规方式下此类无线系统以分组通信模式工作，其中例如仅当节点正在发送或接收数据分组时才处于活动状态(发送或接收无线电信号)，否则处于静止或安静状态，在此状态下它仅监听业务，偶尔交换信令消息以管理无线系统。

例如，通过接入链路和转接链路进行的无线通信可以根据熟知的标准，如用于无线LAN(局域网)通信的IEEE 802.11标准来进行。常规方式下，将不同频带中的信道用于接入链路和转接链路；例如将2.4GHz频带中的信道(IEEE 802.11b)用于接入链路，而5.2和5.7GHz频带中的信道(IEEE 802.11a)用于转接链路。但可以不必如此，接入链路和转接链路还可以采用其他频带和/或二者均可采用相同的频带。

此类系统最好利用定向天线(即定向无线通信路径)为节点对之间的至少一些转接链路提供多波束，从而有利于在转接链路上复用信道频率。具体地说，定向天线波束可以提高增益，由此提供更大范围和定向波束方位图，这可以削弱不需要的共信道和相邻信道干扰(例如由多条转接链路上的同时传输引起的干扰)。每个节点可以提供任何期望数量和配置的定向天线波束，并且每个节点的各个波束可以彼此类似或不同。在常规技术下，所有节点都彼此类似，每个节点的所有波束也是彼此类似的；例如每个节点可以提供3、6、8或更多类似的波束，但是也可以提供任何其他数量(或多或少)的波束。

设计这种无线系统的一种熟知途径是采用费力的集中规划来解决诸如频率复用、时间上系统的可伸缩性(扩充或收缩)以及对变化的适应性。在采用严格频率复用规划的情况下，系统必须在干扰环境变化时重新进行设计；这对于在无执照的频带上工作的系统来说尤其成问题，而且从工作量和系统容量两方面来说成本都很高。如果系统需要扩充或修改，例如设置更多的节点，则采用集中规划的系统需要大量二次设计工作。

因此希望提供一种改进的无线系统，这种系统在添加和/或删除节点时和/或随系统环境变化时具有自组织或自适应性。

发明概述

根据本发明，提供一种节点检测方法，用于构成无线网络的节点之间的无线通信，所述方法包括如下步骤：从构成所述无线网络一部分的节点重复发送消息，以由任何新节点检测；并且在新节点上，监视对所述消息和/或无线网络业务的检测，对此检测进行响应，以及，在检测不到所述消息和/或无线网络业务的情况下，重复发送消息以由任何其他节点检测。

最好所述节点包括多波束定向天线。在此情况中，从构成所述无线网络一部分的节点重复发送消息，以由任何新节点检测的所述步骤包括：在未承载无线网络业务的天线波束上重复发送所述消息，并且在检测不到所述消息或无线网络业务的情况下从新节点重复发送消息以由任何其他节点检测的所述步骤最好包括：在多个天线波束中的每一个上重复发送所述消息，以及在新节点上监视对所述消息和/或无线网络业务的检测的所述步骤最好包括：利用多个天线波束中的每一个持续进行监视，最好采用所述节点的重叠天线波束子集来进行。

所述节点最好包括主接收路径和分集接收路径，在此情况下，利用多个天线波束中的每一个持续进行监视的所述步骤可以包括：利用所述主接收路径和分集接收路径同时监视具有不同方向的天线波束。所述主接收路径和分集接收路径可以利用例如空间分集或极化分集来提供，从而在性能和链路预算方面产生显著的好处。最好可优先选用正交极化(例如垂直和水平极化或以+/-45度或任何其他期望正交角度极化)的波束，以便有利于实现更紧凑的天线结构。