[发明专利]用于毫米波波束成形的多无线电设备中位置信息的使用

说明书

背景技术

1.公开实施例的领域

本公开涉及用于使用从多无线电设备中其他无线电得到的位置信息来精简毫米波（mm波）波束成形过程的系统和方法。

2.相关技术

随着所有类型运行日益复杂的应用的无线设备的普及，对可用带宽的需求已急剧增加。由于诸多原因，例如60GHz的频谱区域的毫米波（mm波）中的通信已作为应对带宽增加需求的唯一解决方案出现。例如在60GHz频率范围中的传输由于超宽带宽可用，提供了非常高的数据吞吐量。权衡是此频率范围中的通信是高度定向的，其中需要定向天线波束成形阵列来基于所传输的RF能量的大气吸收来维持合理传输距离。

60GHz频率范围中的无线通信经历高水平的大气射频（RF）能量吸收。理解了在此频率区域中所传输的RF能量将在长距离上被大气中的氧分子快速吸收，无线技术开发人员关注此特性作为某些应用的益处。此前，高水平的大气吸收和由此产生的范围限制被视为致使毫米波技术不适用于某些无线应用。然而，随着出现了对短程高数据吞吐量传输路径的需要，毫米波技术，并且特别是60GHz毫米波系统作为解决方案出现。

与在较低频率范围中进行传输相比较，在RF频谱的毫米波区域中的传输产生相当集中的波束。提供安全、直线、高数据率通信的能力是显著有利的。这是通过建立和维持与接收设备的定向波束通信的需要来平衡的，所述接收设备诸如与毫米波源进行通信的移动客户端设备。波束成形尝试本身需要大量时间以及一定量的计算开销来完成。

简单地说，对于毫米波传输的较高衰减，尤其是60GHz频率范围中的较高衰减导致较短的传输范围。使用高度定向天线的定向通信被用于在一个特定方向上将能量集中在窄的传输波束中。RF能量的该指引导致了毫米波发射机和接收机设备之间的通信范围的合理增加。

定向通信依赖于波束成形机制或方案，其中两个设备发现彼此之间的相对方向，并调整其天线发射/接收方向图，使得RF能量集中在设备之间的最强路径的方向上，通常为设备之间的视线（LOS）或直线的传输路径。

本领域技术人员认识到，术语“波束成形”指的是一类在某些天线阵列中用于操作定向信号发射或接收的众所周知的信号处理技术。一种技术是以特定角度处的信号经历相长干涉而其他信号经历相消干涉的方式组合特定天线阵列中的元件。因此波束成形利用干涉来改变阵列的定向性。波束成形可以用在发射和接收端，从而实现空间选择性。在通过波束成形过程建立通信链路的最初尝试中，一对无线通信设备的每一个常规地发送波束成形训练帧的序列来试图确定用于发射和接收二者的适当的天线系统设置。

要解决的第一个问题是在一对无线通信之间建立某个相对方向，以确定交换训练帧所在的方向。常规地，发现用于设备之间通信的相对方向的这个问题由被称为“扇区级扫描”和“波束改良”机制的组合所解决。扇区级扫描提供了广域扫描，其中一设备在一个接一个方向上发送数据包且依赖于从另一设备接收的反馈，以确定集中波束改良尝试所在的方向。于是，波束改良尝试涉及进一步的数据帧交换，以改良无线通信设备对的任一或两者处的天线设置，作为跨设备之间毫米波通信链路的数据传输的前体。

如上文所述，波束成形协议可能是冗长的过程，对于具有大量天线的设备来说尤其如此。该过程对跨毫米波通信链路的数据流有不利的影响。

例如，诸如智能电话、平板计算机、PDA等的当前商业可获得的手持无线通信设备能够为了蜂窝电话通信和其它目的而访问在许可频谱中的商业可获得的无线网络，以及为了在未许可Wi-Fi频谱中的短距离通信而用无线通信设备中的整体无线接收机访问本地无线接入点。单个无线通信设备能够使用单独的无线电来利用单独的且不同的通信路径或链路作为多无线电通信设备，其以看上去集成的方式组合通信技术的益处以使无线通信设备的用户受益。这些单独无线通信设备具有访问这些不同网络技术的能力，这些技术包括被全向广播的通信。

发明内容

鉴于上述不足以及特别是在用于在协作设备之间建立毫米波通信链路的波束成形方案中固有的延迟，并且鉴于无线通信设备用于与全向发射机/接收机通信的现有容量，提供用于将各种通信技术的能力相组合来提供更快和更高效的波束成形方案的系统和方法将会是有利的。