[发明专利]使用定向天线的通信

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月24日提交的美国临时申请No.61/307,777、2010年2月25日提交的美国临时申请No.61/308,218和2010年4月29日提交的美国临时申请No.61/329,303的权益，其内容通过引用结合到本文中。

背景技术

在无线通信中，智能天线具有改变无线电波束传送和接收模式以充分利用无线传输环境的能力。智能天线是有利的，因为其在不增加过多成本和系统复杂性的情况下提供相对高的无线电链路增益。移动站（STA）或接入点（AP）可以使用智能天线来形成定向传送和接收波束以在差的无线电环境中实现高性能。

诸如IEEE 802.11无线局域网（WLAN）的在2.4GHz和5GHz波段中操作的无线通信系统利用全向信标进行系统广告和发现。与较高频带相比，2.4GHz和5GHz波段中的传输范围较高且需要较少的“天线增益”来传送或接收信号。然而，当使用全向天线对着所有方向时，在诸如60GHz波段的高频WLAN无线电环境条件下操作的STA常常充分地退化。无线电环境退化程度随着频带的增加而增加，并且信号穿透障碍物变得困难且大气吸收使信号退化。

IEEE 802.11无线发射/接收单元（WTRU）可以依赖于具有冲突避免的载波侦听多址接入（CSMA/CA）和请求发送/清除发送（RTS/CTS）机制来减少帧冲突。当使用定向天线时，隐藏的节点问题可能更加普遍，因为WTRU传送和接收指向特定的地理区域（或扇区）。利用定向天线的WTRU也面临遮蔽（deafness）问题。当WTRU的传输由于相邻WTRU的天线沿另一方向接收（换言之，相邻WTRU可能未沿着适当的方向进行侦听）而未被相邻WTRU接收到时发生遮蔽。当相邻WTRU与另一WTRU通信时可能发生遮蔽。

发明内容

一种具有波束成形天线的方法和设备生成多个定向天线波束。生成发现信标以在与WTRU相关联时使用。使用粗（coarsely）聚焦的定向天线波束将该发现信标传送至多个扇区。WTRU可以接收粗聚焦的定向天线波束中的一个，然后可以传送响应消息。建立精（finely）聚焦定向天线波束以用于分组数据传输。然后可以使用粗聚焦定向天线波束中的一个向WTRU传送周期性信标。

用于定向WTRU的保护机制包括定向准备发送（DRTS）和定向清除发送（DCTS）帧。具有定向天线的WTRU可以在与定向天线相关联的每个扇区中使用定向保护机制。使用DRTS和DCTS帧来解决从使用定向天线的多个WTRU的使用产生的遮蔽和隐藏节点问题。还公开了定向自由接收（DFTR）。

附图说明

通过结合附图以示例的方式给出的以下描述，可以具有更详细的理解，在附图中：

图1A是其中可以实现一个或多个公开的实施方式的示例性通信系统的系统图；

图1B是可以在图1A所示的通信系统内使用的示例性无线发射/接收单元（WTRU）的系统图；

图1C是可以在图1A所示的通信系统内使用的示例性无线电接入网和示例性核心网的系统图；

图2是用于传送发现信标、周期性信标和分组数据传输的方法的方法流程图；

图3是使用粗定向波束的发现信标传输的示例的图示；

图4是使用定向天线波束的发现信标传输、周期性信标传输和分组数据传输的图示；

图5是使用定向天线波束的发现信标传输、周期性信标传输和分组数据传输的信号流程图；

图6是用于使用定向天线波束的发现信标传输的WTRU扫描的图示；

图7是根据一个实施方式的后面是响应周期的发现信标传输的图；

图8是根据一个实施方式的后面是响应周期的发现信标传输的图；

图9是用于接收由AP传送的发现信标的WTRU精波束调节的图；

图10是用于传送由AP传送的空间-频率信标的方法流程图；

图11描绘其中目的WTRU与另一WTRU通信的遮蔽情形的示例；

图12是实现QDRTS/QDCTS保护机制的图11的WTRU的图；

图13是其中传送WTRU预期接收WTRU的扇区中的QDRTS和QDCTS帧传送和接收的图；

图14是本公开所预期的第一类型的遮蔽问题的图；

图15是图14所示的遮蔽问题的一个解决方案的信号流程图；以及

图16是本公开所预期的第二类型的遮蔽问题的图。

具体实施方式