專利名稱：利用具有方向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送的方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛涉及利用具有方向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送(wireless directional beam—forming transmission)的方法禾口裝置、利用該方法禾口 裝置的無線通信裝置、以及存儲用于指令無線通信裝置執(zhí)行利用具有方向性 的天線進(jìn)行發(fā)送的方法的碼的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的無線通信方法一般采用在用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的裝置中使用無 方向性天線的方式。當(dāng)該裝置使用無方向性天線通過無線媒體發(fā)送數(shù)據(jù)分組 時，該發(fā)送一般以相同的強(qiáng)度向所有的方向進(jìn)行發(fā)送，因此在其性質(zhì)上為廣 播。但是，作為使用無方向性天線的一個問題而言，無方向性天線一般會限 制裝置的傳輸距離(range )。例如，在星型拓樸的網(wǎng)絡(luò)中，從屬裝置與主裝 置相關(guān)聯(lián)，因此可以假設(shè)其處于主裝置的使用了無方向性天線的發(fā)送的傳輸 距離內(nèi)，但是同等的從屬裝置即使在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，也有可能互相無法直接通 信。
作為克服傳輸距離的限制的一個方法，可增大發(fā)送端裝置的發(fā)送功率以 能夠發(fā)送到原本處于傳輸距離外的對象接收端裝置。此時，作為一個問題， 當(dāng)增大發(fā)送功率， 一般而言會增大發(fā)送端裝置的功率消耗量。該問題對功率 資源受限制的電池供電型裝置可能帶來不利。作為為了增大傳輸距離而增大 發(fā)送功率會導(dǎo)致的其它題， 一般而言增大發(fā)送功率會增大干擾范圍。換言 之，可能會增大與在原本處于發(fā)送端裝置的傳輸距離外的其它裝置之間的潛 在通信的干^^。
作為克服傳輸距離的限制的其它方法， 一般而言有使用多跳 (multi-hop)通信來中繼數(shù)據(jù)分組的方法。但是，使用多跳通信時會產(chǎn)生 的一個問題是在多跳通信期間中繼數(shù)據(jù)分組時， 一般會增大發(fā)送端裝置與 接收端裝置之間的待機(jī)時間(latency )，因此， 一般而言，性能(performance ) 會下降。作為使用多跳通信時會產(chǎn)生的另一個問題是 一般而言需要一個以上的中繼裝置的支援。由此， 一般而言，中繼裝置發(fā)送本身的通信會被妨礙， 進(jìn)而進(jìn)行中繼時的中繼裝置的整體功率消耗量一般會增大。作為使用多跳通
信時會產(chǎn)生的其它的問題是在發(fā)送數(shù)據(jù)分組后，還會一次以上地中繼該相 同的凄史氺居分纟且，因it匕無線々某體4矣入f^源(wireless medium access resource) 會因發(fā)送重復(fù)的分組而被消耗， 一般而言效率較低。
一般認(rèn)為能夠使用方向性天線作為裝置進(jìn)行無線發(fā)送時使用的其它類 型的天線。在使用方向性天線時， 一般向?qū)ο蠼邮掌鞯姆较?形成波束
(beam-formed )"而進(jìn)行發(fā)送，來代替使用無方向性天線時的全方向中的一 4殳的發(fā)送廣#番(general transmission broadcast )。這才羊，通過4吏用具有 方向性的天線(directional beam-forming ),發(fā)送端裝置一4殳而言能夠朝 向?qū)ο蠼邮斩搜b置擴(kuò)展本身的傳輸距離，由此既不增大發(fā)送功率又不使用中 間裝置來中繼數(shù)據(jù)，也能夠確立直接的通信。因為將發(fā)送功率集中于特定的 方向，因此， 一般而言無需增大發(fā)送功率而擴(kuò)展傳輸距離。除了在發(fā)送時形 成波束以外，該裝置還可以在接收時在特定的方向上形成波束。通過接收時 在特定的方向形成波束， 一般而言該特定的方向的接收器的增益增大，因此 一般而言會增強(qiáng)接收。進(jìn)而，能夠排除從無關(guān)系的方向到達(dá)接收端裝置的多 徑干擾。因此，能夠提高信噪比，以改善接收。
作為使用具有方向性的天線的其它優(yōu)點，無線媒體的空間再利用性
(spatial re-use)良好。接收端裝置能夠朝向?qū)ο蟀l(fā)送端裝置的各自的方 向而對本身的接收器形成波束，因此， 一般而言，每個發(fā)送都在對鄰接的接 收端裝置不發(fā)生干擾的情況下進(jìn)行。由此，鄰接的接收端裝置一般而言無需 等待使用波束形成的發(fā)送結(jié)束后再接收本身的數(shù)據(jù)分組，因此能夠:提高無線 媒體的空間再利用性。
雖然如上所述，與無方向性天線的使用進(jìn)行比較而說明了具有方向性的 天線的優(yōu)點，但是作為使用具有方向性的天線的一個問題為"裝置的接收障 礙(device deafness )"。接收障礙問題一般是指裝置看上去處于"接收障 礙的狀態(tài)"、且對所輸入的通信分組不響應(yīng)的狀況。該問題在接收端裝置的 接收天線在其對應(yīng)的發(fā)送端裝置的方向形成波束時有可能發(fā)生。因此， 一般 而言，接收端裝置無法接收從位于其它方向的其它裝置發(fā)送的其它發(fā)送。在 有關(guān)這些其它發(fā)送的響應(yīng)分組或者ACK分組不被接收端裝置接收時， 一般而 言，那些其它裝置無法判定接收端裝置處于忙碌(busy)還是發(fā)送的通信分組未到達(dá)接收端裝置。那些其它裝置一般而言繼續(xù)進(jìn)行通信分組的重發(fā)，因 此，無線媒體接入資源未被充分利用。此時，將未響應(yīng)從其對應(yīng)的發(fā)送端裝 置發(fā)送的通信分組以外的所輸入的通信分組的接收端裝置稱為"發(fā)生了裝置 的接收障礙"。
作為使用具有方向性的天線時會產(chǎn)生的其它問題，具有發(fā)送端裝置如何 決定對象接收端裝置的方向的問題。該問題也適用于接收端裝置如何決定對 本身的接收器形成波束的發(fā)送端裝置的方向。雖然存在一些應(yīng)對該問題的解 決方法，但是無論哪種解決方法都會產(chǎn)生進(jìn)一步的問題。這些解決方法中的 一個方法為假設(shè)接收端裝置與發(fā)送端的發(fā)送端裝置之間的相對方向事先被 識別。從該假設(shè)會產(chǎn)生的一個問題為移動裝置一般而言會頻繁地移動以及轉(zhuǎn) 動。因此，事先的信息會變得陳舊， 一般而言需要不斷地更新。
作為上述問題的其它解決方法，還有使用外部的定位裝置(例如，全球
定位系統(tǒng)也就是GPS裝置)的方法，或者利用發(fā)送端/接收端裝置的實行實 時測距(ranging)以及定位測量的能力的方法。但是，作為會發(fā)生的一個 問題，外部的定位裝置一般而言較昂貴。對于實時測距以及定位測量， 一般 需要由裝置進(jìn)行距離的校正，而且， 一般而言，校正需要花費時間以及消耗 功率。
作為上述問題的其它解決方法，首先在發(fā)送端裝置通過使用了無方向性 天線的發(fā)送來發(fā)送控制信號以預(yù)約無線媒體接入時間(wireless medium access time),以使其后能夠使用具有方向性的天線與對象接收端裝置進(jìn)行 通信。因為控制信號通過使用了無方向性天線的發(fā)送被發(fā)送，所以， 一般而 言發(fā)送端裝置無需事先識別對象接收器的方向。 一般而言，接收端裝置根據(jù) 通過使用了無方向性天線的發(fā)送而發(fā)送來的控制信號，利用到達(dá)方向 (DOA: Direction-of-Arrival )的計算來確定發(fā)送端裝置的方向，使用具有 方向性的天線進(jìn)行發(fā)送、或者通過使用了無方向性天線的發(fā)送，來響應(yīng)發(fā)送。 一般而言，發(fā)送端裝置利用基于接收的響應(yīng)發(fā)送的DOA的計算來確定接收端 裝置的相對方向。此時會發(fā)生的一個問題為傳輸距離的限制。J某體接入時間 的預(yù)約和相對方向的計算一般而言根據(jù)發(fā)送端裝置的使用了無方向性天線 的發(fā)送開始，接收端裝置必須已存在于發(fā)送端裝置的使用了無方向性天線的 發(fā)送的傳輸距離內(nèi)。因此，無法發(fā)揮基于具有方向性的天線的傳輸距離擴(kuò)展 的優(yōu)點，從而該方法無法應(yīng)對裝置與處于本身的使用了無方向性天線的發(fā)送的傳輸距離的外側(cè)的其它裝置不能通信的狀況。
作為上述問題的再一個其它解決方法，發(fā)送端裝置利用具有方向性的天 線發(fā)送控制信息，預(yù)約用于與對象接收端裝置其后進(jìn)行通信的無線媒體接入 時間。 一般而言，因為發(fā)送端裝置事先未識別對象的接收端裝置的相對方向，
整體都被覆蓋。但是，作為此時會發(fā)生的一個問題，在該方法中發(fā)送多個重 復(fù)的控制分組一般而言效率不高， 一般而言裝置的性能會降低。
因此，存在對應(yīng)上述問題中的至少一個的、利用具有方向性的天線進(jìn)行 無線發(fā)送的方法以及系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第 一方面，提供了在第 一裝置與第二裝置之間利用具有方
向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送的方法，包括以下步驟在第一裝置與第三裝置之 間實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；在第二裝置與第三裝置之間 實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；以及基于使用了無方向性天線 的發(fā)送，確定用于在第一裝置與第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā) 送的方向4言息。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了無線通信裝置，其包括發(fā)送器，對中 間裝置進(jìn)行一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；接收器，從所述中間裝 置接收用于使用具有方向性的天線對發(fā)送目的地裝置進(jìn)行發(fā)送的方向信息； 以及處理器，基于所接收的方向信息生成追加的方向信息，其中，發(fā)送器基 于從中間裝置接收的所述方向信息以及追加的方向信息，實施對發(fā)送目的地 裝置的、使用具有方向性的天線的發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，4是供了無線通信裝置，其包括接收器，接收 來自發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置的一次以上的使用了無方向性天線的 發(fā)送；發(fā)送器，對發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置進(jìn)行一次以上的使用了無 方向性天線的發(fā)送；以及處理器，基于由接收器接收的使用了無方向性天線 的發(fā)送，生成用于在發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置之間利用具有方向性的 天線進(jìn)行發(fā)送的方向信息，其中，發(fā)送器通過一次以上的使用了無方向性天 線的發(fā)送，將方向信息發(fā)送到發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其存儲碼，該碼用于指令無線通信裝置實行利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方法，該方法包括以
下步驟對中間裝置進(jìn)行一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；從中間裝 置接收用于使用具有方向性的天線對發(fā)送目的地裝置進(jìn)行發(fā)送的方向信息； 基于接收的方向信息，生成追加的方向信息；以及基于從中間裝置接收的方 向信息以及追加的方向信息，實施對發(fā)送目的地裝置的、使用具有方向性的 天線的發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其存儲碼，該碼用于指 令無線通信裝置實行利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方法，該方法包括以 下步驟從發(fā)送源裝置接收一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；對發(fā)送 目的地裝置進(jìn)行一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；從發(fā)送目的地裝置 接收一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；生成用于在發(fā)送源裝置以及發(fā) 送目的地裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方向信息；以及通過一 次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送，將方向信息發(fā)送到發(fā)送源裝置以及發(fā) 送目的地裝置。


從下面結(jié)合附圖僅通過例子進(jìn)行的描述中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將更好地 理解和容易地領(lǐng)會本發(fā)明的實施例，附圖中 圖l是星型拓樸網(wǎng)絡(luò)的示意圖。 圖2是媒體接入時間的劃分的示意圖。 圖3是其它的星型拓樸網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖4是由圖3中的星型拓樸網(wǎng)絡(luò)的主裝置進(jìn)行的、i某體接入時間的劃分 的示意圖。
圖5是表示圖3的主裝置與兩個其它裝置之間的通信步驟的示意圖。 圖6是表示圖3中的星型拓樸網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其表示圖3的角度的計算 方法。
圖7是表示圖3中的一個裝置使其基準(zhǔn)方向與圖3中的主裝置的基準(zhǔn)方 向匹.配的方法的示意圖。
圖8是表示基于圖6的二維模型在三維空間內(nèi)識別無線通信裝置的位置 時的界限的示意圖。
圖9表示用于為了利用方向性天線進(jìn)行通信而確定方向以及距離比的、其它例子中的簡化的網(wǎng)絡(luò)。
圖10表示媒體接入時間的劃分的例子，包含具有信標(biāo)期間、控制期間 以及方向性期間的超幀。
圖11表示用于顯示三維空間內(nèi)的方位角以及仰角的標(biāo)記MJ'J。
圖12表示在無線通信中用于正常預(yù)約媒體接入時間的握手通信的步驟。 圖13是表示在包括發(fā)送源裝置、發(fā)送目的地裝置以及主裝置的簡化的 網(wǎng)絡(luò)中，用于計算裝置之間的相互角度的圖。
圖14表示從用戶的視點來看的星型拓樸網(wǎng)絡(luò)的適用。 圖15表示無線通信裝置的內(nèi)部構(gòu)造。
圖16是表示在第一裝置與第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行無 線發(fā)送的方法的流程圖。
線裝置的示意圖。
具體實施例方式
下面，在首先對示例的實施方式簡略地說明以后，再對該實施方式進(jìn)行 詳細(xì)的"i兌明。
通過對計算機(jī)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行:操作的算法、以及功能性表現(xiàn)或者記 號式的表現(xiàn)，明示或者暗示以下的說明的一部分。這些算法記述、以及功能 性表現(xiàn)或者記號式的表現(xiàn)是數(shù)據(jù)處理的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員為了將自己的 開發(fā)內(nèi)容的要旨最有效地傳授給其它技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而采用的方法。在 本說明書中，以及一般而言，算法被理解為導(dǎo)致期望的結(jié)果的、前后一致的 一系列的步驟。這些步驟為物理量(能夠進(jìn)行存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、結(jié)合、比較以及 其它操作的電信號、磁信號、或者光信號等)的物理性操作所要求的步驟。
在不做特別注明時，根據(jù)說明，明確可以領(lǐng)會在本說明書的通篇，使 用"實施"、"計算"、"確定"、"提供"、"生成，，以及"輸出，，等用語的"i兌明 針對計算機(jī)系統(tǒng)或者與其類似的電子裝置的動作以及處理，其意味著在計算 機(jī)系統(tǒng)中操作以物理量表示的數(shù)據(jù)，或者在計算機(jī)系統(tǒng)或其它信息存儲裝 置、以及信息發(fā)送裝置或信息顯示裝置中變換為同樣以物理量表示的其它數(shù) 據(jù)的動作以及處理。
在以下的說明中，以說明為目的顯示星型拓樸網(wǎng)絡(luò)。但是，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以理解本發(fā)明的范圍并不只限于星型拓樸網(wǎng)絡(luò)。例如，在
分布網(wǎng)絡(luò)或者自組織(ad-hoc)網(wǎng)絡(luò)中，共用的鄰接裝置可以是發(fā)送源裝置以 及發(fā)送目的地裝置雙方的無方向性傳輸距離內(nèi)的任意的裝置。
圖1是表示星型拓樸網(wǎng)絡(luò)100的示意圖。該網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)送源裝置102、 發(fā)送目的地裝置104、以及共用的鄰接裝置106。發(fā)送源裝置102是為了利 用具有方向性的天線與發(fā)送目的地裝置104進(jìn)行通信而開始無線媒體接入時 間的預(yù)約的裝置。共用的鄰接裝置106是處于發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的 地裝置104雙方的無方向性傳輸距離內(nèi)的裝置。發(fā)送目的地裝置104雖然處 于發(fā)送源裝置102的具有方向性的天線的傳輸距離(以數(shù)字108表示)內(nèi)， 但是處于發(fā)送源裝置102的無方向性傳輸距離(以數(shù)字110表示)的外側(cè)。 在星型拓樸網(wǎng)絡(luò)IOO中，作為共用的鄰接裝置106，能夠采用一般的主裝置， 而可以使發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的地裝置104為分別處于主裝置106的 無方向性通信的傳輸距離內(nèi)與主裝置106相關(guān)聯(lián)的從屬裝置。
在該實施方式的配置構(gòu)成中，發(fā)送源裝置102劃分媒體接入時間，以便 能夠預(yù)約用于利用具有方向性的天線與發(fā)送目的地裝置104直接進(jìn)行通信的 媒體接入時間。
圖2是媒體接入時間的劃分的示意圖。媒體接入時間被劃分為周期性的 區(qū)域(partition)或者超幀202以及超幀204。在超幀202和超幀204的各 自的區(qū)域中，媒體接入時間還被劃分為無方向性期間206和預(yù)約期間208。 無方向性期間206用于裝置102、 104以及106 (圖1)的使用無方向性天線 的發(fā)送。通過使用了無方向性天線的發(fā)送被發(fā)送的控制分組在該無方向性期 間206中被發(fā)送。裝置102、 104以及106 (圖1 )可預(yù)約在預(yù)約期間208中 的媒體接入時間而用于數(shù)據(jù)通信。該預(yù)約的目的為，使用具有方向性的天線 而進(jìn)行的通信或者使用了無方向性天線而進(jìn)行的通信。
回到圖1 ，為了開始無線媒體的預(yù)約以使用具有方向性的天線進(jìn)行通信， 發(fā)送源裝置102首先在無方向性期間206中通過使用了無方向性天線的發(fā) 送，將預(yù)約期間208中的預(yù)約請求通知給共用的鄰接裝置106。共用的鄰接 裝置106通過使用了無方向性天線的發(fā)送，將該預(yù)約請求傳達(dá)給對象的發(fā)送 目的地裝置104。因此，發(fā)送源裝置102通過共用的鄰接裝置106與發(fā)送目 的地裝置104進(jìn)行間接的通信。發(fā)送目的地裝置104通過使用了無方向性天 線的發(fā)送對共用的鄰接裝置106進(jìn)行響應(yīng)，其表示是否接受預(yù)約請求。共用的鄰接裝置106基于發(fā)送給本裝置的使用了無方向性天線的發(fā)送以及從本裝 置發(fā)送的使用了無方向性天線的發(fā)送，確定對于本裝置的位置的發(fā)送源裝置 102以及發(fā)送目的地裝置104的相對方向。進(jìn)而，共用的鄰接裝置106確定 對于發(fā)送源裝置102的發(fā)送目的地裝置104的相對方向、以及對于發(fā)送目的 地裝置104的發(fā)送源裝置102的相對方向。
在確定這些方向信息時，計算在共用的鄰接裝置106所接收的、來自發(fā) 送源裝置102的發(fā)送功率與來自發(fā)送目的地裝置104的發(fā)送功率的比。另外， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，無需確定從共用的鄰接裝置106到發(fā)送源裝置 102以及發(fā)送目的地裝置104的絕對距離。因此，無需必須進(jìn)行距離校正的 傳輸距離測量或者定位測量。對于確定方向信息的細(xì)節(jié)將在后面詳細(xì)說明。
共用的鄰接裝置106在確定一些相對方向的信息后，將這些相對方向的 信息發(fā)送到發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的地裝置104。若假設(shè)發(fā)送目的地裝 置104接受了通信請求，則共用的鄰接裝置106在發(fā)送了相對方向信息后， 使用廣播分組將正在進(jìn)行的媒體接入時間的預(yù)約進(jìn)行廣播。
發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的地裝置104在使用所預(yù)約的媒體接入時間 進(jìn)行通信時，使用從共用的鄰接裝置106發(fā)送、本裝置接收的相對方向信息， 使本裝置的基準(zhǔn)方向以及方向性天線與對方匹配。發(fā)送源裝置102為了確認(rèn)
裝置104。發(fā)送目的地裝置104通過將響應(yīng)分組發(fā)送到發(fā)送源裝置102來進(jìn) 行響應(yīng)。因此，發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的地裝置104使用具有方向性的 天線互相進(jìn)行直接通信。接下來，發(fā)送源裝置102(或者發(fā)送目的地裝置104) 通過使用了無方向性天線的發(fā)送來發(fā)送控制分組，由此通知共用的鄰接裝置 106預(yù)約的確認(rèn)是否成功。
在預(yù)約的確認(rèn)成功的情況下，共用的鄰接裝置106繼續(xù)周期性地通告i某 體接入時間的預(yù)約。在預(yù)約的確認(rèn)不成功的情況下，共用的鄰接裝置106停 止通知媒體接入時間的預(yù)約。在預(yù)約的確認(rèn)成功的情況下，發(fā)送源裝置102 以及發(fā)送目的地裝置104在所預(yù)約的媒體接入時間中，使用具有方向性的天 線互相進(jìn)行直接通信。
基于共用的鄰接裝置106的媒體接入時間預(yù)約的通告，共用的鄰接裝置 106的傳輸距離內(nèi)的其它裝置識別該預(yù)約，并能夠減少記載于"背景技術(shù)" 部分中的"接收障礙，，的發(fā)生。換言之，發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的地裝置104使用具有方向性的天線進(jìn)行通信，因此發(fā)送源裝置102以及發(fā)送目的 地裝置104有時不響應(yīng)由其它裝置發(fā)送的其它通信分組。因為這些其它裝置 識別正在使用具有方向性的天線而進(jìn)行通信，所以預(yù)測發(fā)送源裝置102和/ 或發(fā)送目的地裝置104不進(jìn)行響應(yīng)，從而不判斷為"接收障礙"。這些其它 裝置在使用具有方向性的天線而進(jìn)行的通信結(jié)束為止，能夠延遲要對發(fā)送源 裝置102和/或發(fā)送目的地裝置104發(fā)送的通信分組的發(fā)送。在該說明中， 能夠解決"接收障礙，，問題。這是因為在星型拓樸網(wǎng)絡(luò)中所有的從屬裝置都 在主裝置的無方向性傳輸距離中。
另外，可理解，用于通過使用了無方向性天線的發(fā)送將媒體接入時間的 預(yù)約進(jìn)行廣播的裝置并不僅限定于主裝置。例如，發(fā)送源裝置和/或發(fā)送目 的地裝置也能夠與主裝置一起發(fā)送廣播或者代替主裝置發(fā)送廣播。
到此為止全面i兌明了概要，以下進(jìn)一步詳細(xì)說明該實施方式的配置構(gòu) 成。圖3是星型拓樸網(wǎng)絡(luò)300的示意圖。主裝置302為網(wǎng)絡(luò)300的主裝置， 從屬裝置A 304以及從屬裝置B 306與網(wǎng)絡(luò)300相關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)在布支設(shè)網(wǎng)絡(luò)300 中所有的裝置都各自具有基準(zhǔn)方向(各個裝置從此測量方向)。主裝置302 的基準(zhǔn)方向308如圖3所示。從屬裝置A 304以及從屬裝置B 306的基準(zhǔn)方 向310以及基準(zhǔn)方向312如圖3所示。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)300中的裝置302、 304以 及306的方向以及位置未被事先識別。若基于該假設(shè)，則基準(zhǔn)方向310以及 基準(zhǔn)方向312未與主裝置302的基準(zhǔn)方向308 —致。
在該實施方式的配置構(gòu)成中，角度以弧度單位測量，并從各個裝置的基 準(zhǔn)方向逆時針地測量。角度6 a 314以及角度6 b 316表示分別對于主裝置302 的基準(zhǔn)方向308確定的裝置A 304以及裝置B 306的方向。角度ou 318以 及角度ocb 320表示分別對于裝置A 304以及裝置B 306的基準(zhǔn)方向310以 及基準(zhǔn)方向312確定的主裝置302的方向。角度oua 322表示裝置A 304的 基準(zhǔn)方向310與主裝置302的基準(zhǔn)方向308之間的角度差。角度ocm324表 示裝置B 306的基準(zhǔn)方向312與主裝置302的基準(zhǔn)方向308之間的角度差。 對于基準(zhǔn)方向308測量角度oua 322以及角度ocba324。角度、8 326表示對 于裝置A 304的基準(zhǔn)方向310確定的裝置B 306的方向，角度①b,a 328表示 對于裝置B 306的基準(zhǔn)方向312確定的裝置A 304的方向。
圖4是通過主裝置302 (圖3)進(jìn)行的媒體接入時間的劃分的示意圖。 主裝置302 (圖3)將媒體接入時間劃分為周期性的超幀(例如402 )。每個超幀(例如402 )還被劃分為信標(biāo)期間(BP) 404、控制期間(CP) 406、以 及預(yù)約期間(RP ) 408。 BP 404被預(yù)約，以便主裝置302 (圖3 )通過使用了 無方向性天線的發(fā)送而廣播至少一個信標(biāo)幀。CP 406用于網(wǎng)絡(luò)300 (圖3) 中的裝置^f吏用了無方向性天線發(fā)送控制分組或者數(shù)據(jù)分組。在CP 406中的 媒體接入時間中，會發(fā)生由網(wǎng)絡(luò)300 (圖3)中的裝置引起的爭用。RP 408 中的媒體接入時間可以由網(wǎng)絡(luò)300 (圖3)中的任意裝置分配，用于無需爭
對象的^某體接入塊410為該RP 408中的期間，在本說明中由裝置預(yù)約以進(jìn) 行通信。
圖5是表示主裝置302、裝置A 304、裝置B 306之間的通信步驟的示 意圖。在以下的說明中，同時參照圖3、圖4、圖5、以及圖6的構(gòu)成要素。
裝置A 304為了在RP 408中請求媒體接入時間的預(yù)約以使用具有方向 性的天線與裝置B 306進(jìn)行通信，通過將稱為"方向性通信預(yù)約請求 (Directional Reservation Request)" (DRes-Req)分纟且502的通^口分纟且發(fā) 送到主裝置302,開始預(yù)約步驟。DRes—Req分組502在CP 406中通過4吏用 了無方向性天線的發(fā)送被發(fā)送到主裝置302。主裝置302能夠?qū)嵭袥Q定步驟 來決定是否接受該預(yù)約請求。決定步驟的實施不在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在假設(shè)接受預(yù)約請求，則主裝置302在CP 406中，通過使用了無方 向性天線的發(fā)送將預(yù)約請求通知給對象的裝置B 306，并轉(zhuǎn)發(fā)DRes—Req分組 502。裝置B 306在接收了轉(zhuǎn)發(fā)來的DRes—Req分組502后，在CP 406中通 過使用了無方向性天線的發(fā)送對主裝置302進(jìn)行響應(yīng)，其表示是否接受裝置 A 304的預(yù)約請求。假設(shè)接受了預(yù)約請求，則裝置B 306將稱為"方向信息 請求(Directional Information Request)" (DInfo—Req)分組504發(fā)送到 主裝置302。
在該階段，主裝置302己經(jīng)接收了由裝置A 304以及裝置B 306的雙方 通過使用了無方向性天線的發(fā)送而發(fā)送來的通信分組。主裝置302具有充分 的信息用于計算角度(例如圖3的6 A 314、 6 B 316、 0)A, b 326、以及①b, a 328 )。
參照圖6說明圖3的6A 314、 6B 316、 Oa, B 326、以及Ov A 328的計 算方法。圖6是網(wǎng)絡(luò)300的另一個示意圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，角 度6a 314、 6B 316、 0>u 602、以及Ov A 604由主裝置302計算，因此這 些角度6a 314、 6B 316、 0A, b 602、以及①b, A 604基于主裝置302的基準(zhǔn)方向308計算。
因此，在本實施方式的配置構(gòu)成中，下式成立。 602 =①o 326 +322 (1)
cp^ 604 = 2 tt - % 328 - aB4 324 (2)
角度①u 602、以及①b, A 604分別用于裝置A 304以及裝置B 306在使 各自的基準(zhǔn)方向310以及基準(zhǔn)方向312與主裝置302的基準(zhǔn)方向308匹配后 朝向?qū)Ψ降匦纬刹ㄊＱb置A 304以及裝置B 306的調(diào)整方向的步驟分別基 于角度6a 314和6b 316。
關(guān)于6A 314和68 316的計算，主裝置302使用到達(dá)方向(DOA )算法 或者其它任意的物理層算法，基于從裝置A 304接收的DRes-Req分組502 (圖5 )計算角度6 A 314，基于從裝置B 306接收的DInfo-Req分組504 (圖 5)計算角度6 8 316。對于此時的算法不在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
關(guān)于①a, b 602以及①b, A 604的計算的說明，因為角度①u 602、以及 ①u 604首先是對主裝置302的基準(zhǔn)方向308計算，所以圖6只以說明為目 的表示匹配于基準(zhǔn)方向308的狀態(tài)的基準(zhǔn)方向310以及基準(zhǔn)方向312。
DA 606以及DB 608分別為從主裝置302到裝置A 304以及裝置B 306 為止的距離。變量r為對于DB 608的Da 606的比，如下式所示。 r = & (3)
使用r、 6B 316以及ou 610計算角度①u 602以及①b,a 604。
aA 610
^口下式所示。
0Cj-2丌 一 (丌一 6》
=tt + 6, (4)
cpA, B 602與ou 610、 6B 316以及r之間的關(guān)系使用三角恒等式如下式 所示。
①"=tan ^aw^十rc謹(jǐn)J (5) cDB, A 328由①u 602導(dǎo)出，如下式所示。 ①^ = ^,廣7T (6)
因為aA 610和68 316為已知的值，所以，Oa， B 602和①b, A 604可在計算出r后確定。
另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，計算r的方法有很多。以下說明兩個 方法。
一個計算r的方法為主裝置302根據(jù)從裝置A 304以及裝置B 306發(fā) 送的通信分組，比較接收信號的強(qiáng)度。在上述的預(yù)約步驟中，主裝置302根 據(jù)接收的DRes—Req分組502 (圖5 )以及Dlnfo—Req分組504 (圖5 )，確定 這些接收分組502 (圖5 )和分組504 (圖5 )的接收功率或者信號強(qiáng)度。
現(xiàn)在假設(shè)Pa和Pb分別表示接收的分組502 (圖5 )和分組504 (圖5 )的 功率。接收功率與距發(fā)送源的裝置的距離之間的關(guān)系根據(jù)無線信道模型、或 者實施方式所固有的其它假設(shè)條件而確立。在本說明中，使用在一般的自由 空間傳輸?shù)穆窂綋p失模型確立該關(guān)系。
在自由空間傳播中，接收功率Pr以及發(fā)送功率Pt —般具有下式的關(guān)系。
在該式中，人。為波長，Gt為發(fā)送天線的功率增益，Gr為接收天線的功率 增益，d為傳輸距離間隔(range separation)。因此，根據(jù)式(7 )，接收功 率Pr與傳輸距離間隔d的二次方成反比。使用式(7)的關(guān)系，r能夠如下 表示。
因此，確定r的一個方法為利用接收的分組502 (圖5 )和分組504 (圖 5)的功率的方法。
計算r的其它方法根據(jù)比較發(fā)送時刻與接收時刻之間的發(fā)送延遲。首先， 計算從裝置A 304發(fā)送的DRes-Req分組502 (圖5 )到達(dá)主裝置302的發(fā)送 延遲，計算從裝置B 306發(fā)送的Dlnfo-Req分組504 (圖5 )到達(dá)主裝置302 的發(fā)送延遲，由此能夠確定r的值。這些發(fā)送延遲分別基于DRes-Req分組 502 (圖5 )以及DInfo—Req分組504 (圖5 )所包含的發(fā)送/接收定時信息而 確定。接下來，計算這兩個發(fā)送延遲之間的比。正如被理解的那樣，發(fā)送延 遲與發(fā)送距離成正比，因此，發(fā)送延遲的比提供r的比較良好的估計值。
基于以上的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在計算①a, b 602以及 ①u 604時無需DA 606以及Db 608的絕對值。取而代之的是，利用(例如
Pr= P來自式(8)的)變量r,能夠計算①a, b 602以及①b, a 604。因此，本裝置 無需用于校正并測量距離的追加的測距裝置。
主裝置302在確定角度0A 314、 6B 316、 Oa, B 602以及。8, A 604后， 作為下一個步驟，為了在CP 406 (圖5)中廣播"方向信息"(DInfo)分組 506 (圖5)，通過使用了無方向性天線的發(fā)送將包含6A 314、 6B 316、 dv b 602以及cDb, a 604的信息發(fā)送到裝置A 304以及裝置B 306。
裝置A 304以及裝置B 306基于在DInfo分組506中接收的6 A 314和 6B316，分別使本裝置的基準(zhǔn)方向310和基準(zhǔn)方向312與主裝置302的基準(zhǔn) 方向308匹配。通過該方向調(diào)整步驟，裝置A 304以及裝置B 306分別基于 接收的角度①a, b 602以及①u 604,能夠互相向?qū)Ψ叫纬刹ㄊ?br> 以下參照圖7說明該方向調(diào)整步驟。圖7為圖3的一部分的示意圖，其 表示裝置A 304計算ocAA 322，并基于a" 322使本裝置的基準(zhǔn)方向310與 主裝置302的基準(zhǔn)方向308匹配的方法。
裝置A 304接收通過主裝置302廣播的DInfo分組506 (圖5 )，由此從
主裝置302接收6a 314的信息。進(jìn)而，裝置A 304使用DOA算法、或者其
它任意的物理層算法等方法，確定DInfo分組506 (圖5 )被發(fā)送來的方向
(以ou. 702表示)。4吏用幾何學(xué)方法，角度ocm 322如下表示。 a^' + 7t — 6j=2tt
或者 a"=丌+ 6 j - ocr (9)
作為下一個步驟，裝置A 304基于計算出的ouA 322,調(diào)整基準(zhǔn)方向310 以偏移0Ua 322,以4吏基準(zhǔn)方向310與主裝置302的基準(zhǔn)方向308匹配。調(diào) 整后的最終的基準(zhǔn)方向以數(shù)字704表示。從裝置A 304觀察時的、對于調(diào)整 后的基準(zhǔn)方向704的主裝置302的最終的ou 706可基于下式確定。
0^=2丌一 (tt 一 6》 或者 = 7t + % (10)
該ou 706被用于裝置A 304判定基準(zhǔn)方向310是否與主裝置302的基 準(zhǔn)方向303正確匹配。裝置A 304通過比4交DInfo分組506 (圖5 ) ^皮發(fā)送 來的方向(由cu. 702表示)與aA 706來進(jìn)行該判定。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，裝置B 306使用與上述方法相同的方法， 基于ccba324使本裝置的基準(zhǔn)方向312與主裝置302的基準(zhǔn)方向308匹配。裝置A 304以及裝置B 306在分別調(diào)整本裝置的基準(zhǔn)方向310以及基準(zhǔn) 方向312后，基于角度信息OV b 602 (圖6 )以及①b, A 604 (圖6 )朝向?qū)?方地形成具有方向性的波束。
下面，再次參照圖5說明裝置A 304以及裝置B 306朝向?qū)Ψ降匦纬闪?波束后的通信步驟。裝置A 304以及裝置B 306在朝向?qū)Ψ叫纬闪瞬ㄊ螅?在RP 408中進(jìn)行直接通信，確認(rèn)由裝置A 304請求的媒體接入時間的預(yù)約。 裝置A 304通過使用具有方向性的天線的發(fā)送將預(yù)約請求(DRes-Req2)分 組508向裝置B 306的方向發(fā)送。該DRes-Req2分組508在對象的媒體接入 塊410的開始時被發(fā)送。裝置B 306在接收了 DRes_Req2分組508后，通過 使用具有方向性的天線的發(fā)送將響應(yīng)(DRes-Rsp)分組510向裝置A 304的 方向發(fā)送，由此接受預(yù)約請求或者拒絕預(yù)約請求。
另一方面，主裝置302在對DInfo分組506進(jìn)行廣播后，作為下一個步 驟，在BP 404中的周期性的信標(biāo)幀的廣播512中表示對象的4某體接入塊410 被預(yù)約，以在裝置A 304與裝置B 306之間使用具有方向性的天線進(jìn)行通信。 信標(biāo)幀的廣播512表示追加的狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息包括用于將對象的媒體 接入塊410的預(yù)約處于在裝置A 304與裝置B 306之間的確認(rèn)待機(jī)狀態(tài)的事 實通知給網(wǎng)絡(luò)中的其它裝置的信息。
返回由裝置B 306發(fā)送的DRes-Rsp分組510的說明。在預(yù)約的確i人結(jié) 束后，發(fā)送端裝置A 304 (開始了通信的裝置)或者接收端裝置B 306 (裝 置A 304的對象裝置)通過使用了無方向性天線的發(fā)送在CP 406中將預(yù)約 確認(rèn)的狀態(tài)通知給主裝置302。在該實施方式的配置構(gòu)成中，裝置A 304發(fā) 送"方向性通信子貞約響應(yīng) (Directional Reservation Response )，， (DRes_Rsp2 )分組514，由此通知主裝置302預(yù)約請求被確認(rèn)。作為下一個 步驟，裝置A 304與裝置B 306在被預(yù)約的媒體接入塊410中使用具有方向 性的天線而進(jìn)行通信516。另一方面，在預(yù)約的確認(rèn)成功時，主裝置302繼 續(xù)在自己的信標(biāo)幀512中進(jìn)行媒體接入塊410的預(yù)約信息的廣播，將該預(yù)約 通知給網(wǎng)絡(luò)中的其它裝置。在通過DRes-Rsp2分組514傳達(dá)預(yù)約的確i人不成 功時，主裝置302停止在自己的信標(biāo)幀512中進(jìn)行媒體接入塊410的預(yù)約的 廣播。
在該實施方式的配置構(gòu)成中，在確認(rèn)預(yù)約時，使得兩個裝置即使不處于 無方向性天線的傳輸距離內(nèi)也能夠進(jìn)行通信，由此能夠使基于具有方向性的天線的傳輸距離的擴(kuò)展得到發(fā)揮。進(jìn)而，通過將天線切換到期望的波束形成 角度，能夠檢測同時發(fā)生的、有可能由使用了無方向性天線的發(fā)送或者使用 具有方向性的天線的發(fā)送所引起的干擾。因此，能夠通過使用具有方向性的 天線的通信而促進(jìn)預(yù)約期間的空間再利用。
進(jìn)而，通過劃分媒體接入時間，以使可預(yù)約給使用具有方向性的天線的 通信的至少一個期間分配給各個裝置，能夠防止使用了無方向性天線的發(fā)送
媒體接入時間的至少 一個期間用于任意的裝置所進(jìn)行的使用了無方向性天 線的發(fā)送。因此，例如即使裝置在預(yù)約期間中預(yù)約具有方向性的天線，在該 期間中裝置將自己的天線切換到無方向性模式時，也能夠接收所輸入的預(yù)約 請求。由此，能夠減少"裝置的接收障礙"。而且，因為在預(yù)約時實行基準(zhǔn) 方向的再調(diào)整，所以裝置能夠節(jié)約動作功率。這是因為，方向信息的同步或 者計算并不是持續(xù)不斷地實行。進(jìn)而，在計算以及確定方向時，因為使用接 收分組的入射角度以及信號功率，所以無需進(jìn)行傳輸距離或者位置的校正以 及測量。
上述的方法在計算中使用二維模型，并假設(shè)進(jìn)行通信的裝置(也就是發(fā) 送器從屬裝置和發(fā)送目的地從屬裝置)實質(zhì)上在水平面上。裝置在三維空間
中處于不同高度的情況下，使用二維模型的計算在精度上有局限。使用圖8
所示的例子說明此情況。
在圖8中，裝置B 805在正交空間X-Y-Z中位于裝置A 804的水平面X-Y 以上。在考慮X-Y平面的二維模型的情況下，裝置B的位置被錯誤地識別為 裝置A 804的水平面X-Y內(nèi)的B， 806,而該B， 806為將B 805向下方(-Z 方向)垂直投影在X-Y平面上的位置。此時，只有對于裝置A 804的裝置B 805 的方位角6 807被考慮，而裝置B 805的仰角a 808則被忽視。作為結(jié)果， 根據(jù)該二維模型，錯誤的位置B， 806被用于裝置A 804的通過方向性天線 的通信中，而其有可能在三維星型拓樸網(wǎng)絡(luò)中A 804與B 805之間確立高可 靠性的通信上導(dǎo)致問題。
利用代替實施方式中的星型拓樸網(wǎng)絡(luò)，參照圖9進(jìn)行說明。在圖9中， 裝置M 901為網(wǎng)絡(luò)的主裝置。發(fā)送源裝置S 902和發(fā)送目的地裝置D 903與 該主裝置M901相關(guān)聯(lián)，形成網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的每個裝置測量在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)關(guān)于自 裝置的伙伴(fellow)的三維坐標(biāo)(角度以及距離等)。主裝置M 901的正交坐標(biāo)(X， Y, Z)分別由904、 905和906表示。在初始的階段中，三個裝置 901、 902和903不具有有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中的相互位置的信息，因此這些裝置的方向 不匹配，無法使用方向性天線進(jìn)行無線通信。
為了^f吏圖9所示的網(wǎng)絡(luò)的裝置901、 902和903的方向匹配，根據(jù)圖10 所示的方式?jīng)Q定用于在裝置901、 902和903之間進(jìn)行的通信的媒體接入時 間。在圖10中，主裝置901的媒體接入時間被劃分為超幀1001。每個超幀 還劃分為信標(biāo)期間(BP )、控制期間(CP )、以及預(yù)約期間(RP )(分別由1002、 1003和1004來表示)。BP 1002被預(yù)約，以使主裝置使用無方向性天線將信 標(biāo)幀進(jìn)行廣播。CP 1003用于由網(wǎng)絡(luò)中所有的裝置901、 902和903使用無方 向性天線的發(fā)送控制分組或者數(shù)據(jù)分組。在CP 1003中的媒體接入時間中， 會發(fā)生由所有的裝置901、 902和903引起的爭用。RP 1004中的媒體接入時 間可以由任意裝置分配，用于(使用無方向性方法或者具有方向性的天線方 法)的無需爭用的專用的通信。
為了與裝置D 903進(jìn)行通信，裝置S 902需要首先預(yù)約用于使用具有方 向性的天線與裝置D 903進(jìn)行通信的RP 1004中的媒體接入時間的塊1005。 但是，裝置S 902以及裝置D 903在該預(yù)約之前并未識別主裝置M 901的三 維基準(zhǔn)坐標(biāo)。這是因為在該階段這些裝置的方向并不匹配。換言之，裝置S 902以及裝置D 903的三維基準(zhǔn)坐標(biāo)(X, Y, Z)與主裝置M 901的X坐標(biāo)904、 Y坐標(biāo)905以及Z坐標(biāo)906不匹配。
為了說明，在確定各個裝置的基準(zhǔn)坐標(biāo)時導(dǎo)入一些標(biāo)記規(guī)則(參照圖
11)。
1. 6 b, a 1101為從裝置A 804觀察的裝置B 805的方位角，而該方位角 在X-Y平面上以Z軸為中心逆時針地測量。
2. ocB, A 1102為從裝置A 804觀察的、對于X-Y平面的裝置B 805的 仰角。
3. uB, A 1103為從裝置A 804到裝置B 805的方向的單位方向矢量。 使用公知的到達(dá)方向(DOA)算法，通過檢測輸入分組的方位角以及仰
角來確定6B，a以及CCB, a。單位方向矢量UB, a1103基于所測量的0B, a以及
ou a，根據(jù)下式ll計算。cos(afi,J cos(0 cos(c^) sin(0
(11)
以下參照圖12說明預(yù)約媒體接入時間的步驟。在圖12中，三條平行的 垂直線表示互相離開一定距離的圖9的裝置S 1202、 M 1201以及D 1203。 帶有陰影的水平方向平行的寬條重疊，由上到下表示控制期間1003、預(yù)約期 間1004和信標(biāo)期間1002，它們與#_據(jù)圖10的方式進(jìn)行的J 某體接入時間的劃 分對應(yīng)。各個裝置S 902、 M 901以及D 903之間的通信步驟通過標(biāo)記了數(shù) 據(jù)分組發(fā)送的標(biāo)簽的箭頭來表示。
媒體預(yù)約時間的預(yù)約步驟的最開始的步驟1211通過裝置S 902將通知 發(fā)送到主裝置M 901來實行，該通知表示裝置S 902希望預(yù)約RP 1004中的 媒體接入時間以用于使用具有方向性的天線與裝置D 903進(jìn)行通信。該步驟 1211標(biāo)有DRes_Req (作為方向性預(yù)約請求已知)的標(biāo)簽。通過使用了無方 向性天線的發(fā)送將(標(biāo)有標(biāo)簽DRes—Req的)該通知分組在CP 1003中發(fā)送 到M901。因此，主裝置M 901實行某些決定步驟，決定本裝置是否能夠允 許該預(yù)約請求。在允許該請求的情況下，作為第二步驟1212,主裝置M901 轉(zhuǎn)發(fā)DRes—Req分組，由此在CP 1003中將該預(yù)約請求通過使用了無方向性 天線的發(fā)送通知給對象的裝置D 903。裝置D 903在接收了所轉(zhuǎn)發(fā)的預(yù)約通 知(DRes-Req分組)后，在CP 1003中通過4吏用了無方向性天線的發(fā)送，響 應(yīng)主裝置M901，表示接受或是拒絕預(yù)約的請求。在該例中，作為第三步驟 1213，裝置D 903將"方向信息請求(Directional Information Request )，， (DInfo—Req)分組發(fā)回給主裝置M 901，由此接受該預(yù)約。
在此時，主裝置M 901已經(jīng)接收由裝置S 902以及裝置D 903雙方通過 使用了無方向性天線的發(fā)送而發(fā)送來的數(shù)據(jù)分組。因此，主裝置M901具有 用于根據(jù)DOA算法、以及式11對角度和矢量進(jìn)行必要的計算的充分的信息。 參照圖13，需要由主裝置M 901確定的角度以及矢量如下所示。
1. 發(fā)送源裝置S 902的方位角6s,m以及仰角ecu
2. 發(fā)送目的地裝置S903的方位角6D, m以及仰角ou, M
3. ^v裝置M 901到裝置S 902的單位方向矢量(us, m)
4. 從裝置M 901到裝置S903的單位方向矢量(uD, M)
5. 裝置S 902、 D 903以及M 901所存在的平面的歸一化的法線矢量n6.角度ZDMS 907、 ZMSD 908、以及ZSDM 909
使用公知的D0A算法計算裝置S 902以及裝置D 903的方位角以及仰角。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解此時能夠使用的到達(dá)方向(DOA )(有時也稱為到達(dá) 角度(AoA: Angleof Arrival ))算法有很多種。作為一例，有"Direction of Arrival Estimation with a Novel Single-Port Smart Antenna" (Chen Sun、 Nemai C. Karmakar) (EURASIP Journal on Applied Signal Processing, Special issue: Advances in Smart antennas, vol. 2004， no. 9， pp. 1364-1375, Aug. 2004 )。單位方向矢量us, m以及uD, m根據(jù)得到的方位角以及 仰角使用式ll計算。S 902、 D 903以及M 901所包含的平面的歸一化后的 法線矢量n根據(jù)下式12，使用方向矢量Us,m以及u。,m的矢量積(cross product ) 計算。
角度ZDMS 907根據(jù)下式13,使用單位方向矢量us, m以及Ud, m的標(biāo)量積
(dot product )計算。
ZZ)MS" = cos—i (ws w, wD M (13)
為了進(jìn)而得到角度ZMSD以及角度ZSDM，需要計算S 902與M 901之間 的距離Ds, m與D 903與M 901之間的距離DD, m的比R。該比由下式14表示。
(14)
用于得到R的值的方法有很多種。 一個方法為主裝置M901根據(jù)從裝 置S 902以及裝置D 903接收的通信分組，比較接收信號的強(qiáng)度?，F(xiàn)在設(shè)PA 和Pb分別表示接收了的分組1211和分組1213的功率。接收功率與發(fā)送距離 之間的關(guān)系能夠根據(jù)無線信道模型或者其它特定的實施方式確立。在該實施 方式中，使用在常的自由空間傳播的路徑損失模型。在自由空間傳播中， 接收功率Pr以及發(fā)送功率Pt具有式15的關(guān)系，在該式中，、為傳播分組的 電波的波長，Gt為發(fā)送天線的功率增益，Gr為接收天線的功率增益，d為發(fā) 送天線與接收天線之間的傳輸距離間隔(距離)。
<formula>formula see original document page 24</formula>
(15)
換言之，接收功率Pr與傳輸距離間隔d (進(jìn)行通信的兩個裝置之間的距
離)的二次方成反比。因此，裝置D 903以及裝置S 902的接收功率能夠根據(jù)下式16以及下式17計算( <formula>formula see original document page 25</formula>
在式19以及式20中，/人D 903到S 902的單位矢量能夠才艮據(jù)下式21
計算'
(21)
返回圖12,主裝置901在確定上述角度以及矢量后，接下來將有關(guān)角度 以及矢量的信息通過使用了無方向性天線的發(fā)送傳達(dá)給S 902以及D 903。 作為該第四步驟1214，在CP 1033中對網(wǎng)絡(luò)中的伙伴(fellow)的裝置(包括S 902以及D 903 )進(jìn)行方向信息分組(DInfo)的廣播。
裝置S 902使用接收的DInfo分組，適用D0A算法確定對于本裝置的M 901的方位角(eM,s)以及仰角(ccm,s)。同樣地，裝置D 903確定對于本裝 置的M 901的方位角(6M,D)以及仰角(aM,D)。裝置S 902以及裝置D 903 利用這些確定的M 901的方位角和仰角、以及對于裝置M的基準(zhǔn)點被識別的 各自的角度(分別為(6s,m， ocs,m)以及(6s，m, ccs,m)),使各自的三維坐標(biāo) 與裝置M 901的坐標(biāo)匹配。
裝置S 902為使本裝置的三維坐標(biāo)與裝置M 901的坐標(biāo)匹配，執(zhí)行以下 的步驟。
1. 在(-6m,s， - OCm,s)的方向設(shè)定新的X軸。
2. 使新的X軸以Y軸為中心旋轉(zhuǎn)(-cc S,M )。
3. 使新的X軸以Z軸為中心旋轉(zhuǎn)(-6s,m)，從而使X軸匹配。
4. 基于所設(shè)定的X軸配置Y軸和Z軸。
裝置D 903實行與上述同樣的步驟(其中使用的角度不同)。
1. 在(-6 m， t)— OC m， D )的方向設(shè)定新的X軸。
2. 使新的X軸以Y軸為中心旋轉(zhuǎn)(-a d,m )。
3. 使新的X軸以Z軸為中心旋轉(zhuǎn)(-eM)，從而使X軸匹配。
4. 基于所設(shè)定的X軸配置Y軸和Z軸。
在調(diào)整了裝置M901、 S 902和D 903的三維坐標(biāo)后，裝置M901、 S 902 和D 903使用以前得到的角度信息ZMSD、 ZSDM以及法線矢量n,確定相互 的方向。從S 902到D 903的方向與從D 903到S 902的方向相反，以n為 中心旋轉(zhuǎn)了 180度。因此，作為第五步驟，裝置S 902使數(shù)據(jù)預(yù)約請求分組 (Dres-Req) 1215朝向裝置D 903形成波束。在該發(fā)回中，作為第六步驟， 裝置D 903接受該請求，將數(shù)據(jù)預(yù)約響應(yīng)分組"Dres-Rsp(接受)"通過波束 形成發(fā)送回裝置S 902。以媒體接入時間的預(yù)約的確認(rèn)為目的，在RP 1004 中進(jìn)行第五以及第六步驟。
作為第七步驟1217,主裝置901將DInfo分組1H4發(fā)送到S 902以及 D 903后，將媒體接入塊1005被預(yù)約以在裝置S 902以及D 903之間利用具 有方向性的天線進(jìn)行通信的事實，在本裝置的周期性信標(biāo)幀"Beacon(ResAB)" 中進(jìn)行廣^l番。作為選項，主裝置901可以顯示更多的狀態(tài)信息。例如，主裝 置901將當(dāng)前預(yù)約處于在裝置S 902與裝置D 903之間的確認(rèn)待機(jī)狀態(tài)的事實通知給其它裝置。
在預(yù)約確認(rèn)結(jié)束以后，作為第8步驟1218，發(fā)送端裝置S 902或者對象 的裝置D 903在CP 1003中，通過使用了無方向性天線的發(fā)送將預(yù)約確認(rèn)的 狀態(tài)通知給主裝置。在該實施方式中，裝置S 902使用"方向性通信預(yù)約響 應(yīng)分組"，通知主裝置M901預(yù)約確認(rèn)的成功。接下來，作為第9步驟1220, 裝置S 902與裝置D 903在所預(yù)約的媒體接入塊1005中，利用具有方向性 的天線進(jìn)行通信，從而轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。在預(yù)約的確認(rèn)成功時，主裝置M 901 繼續(xù)在本裝置的信標(biāo)幀中周期性地通告預(yù)約信息以通知網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它從屬 裝置(如果存在其它從屬裝置)。在預(yù)約的確認(rèn)不成功時，主裝置M 901在 本裝置的信標(biāo)幀中停止通告預(yù)約。通過以上的步驟，確立利用方向性通信的 波束形成以實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟。
圖14表示圖9所示的網(wǎng)絡(luò)的適用例。參照圖14可知，存在可利用的三 臺移動無線通信裝置，也就是主裝置1401、從屬裝置1402、以及從屬裝置 1403。第一從屬裝置1402發(fā)揮作為發(fā)送源裝置的功能，第二裝置發(fā)揮作為 發(fā)送目的地裝置1403的功能。最開始，裝置S、裝置D、以及裝置M的三維 坐標(biāo)1412、 1413、以及1411并不匹配。裝置S 1402以及裝置D1403的使用 了無方向性天線的發(fā)送的傳輸距離分別由虛線的圓1421以及1422表示。在 圖14所示的狀況中，裝置S 1402以及裝置D 1403互相處于發(fā)送傳輸距離 的外側(cè)，互相無法通過使用了無方向性天線的發(fā)送進(jìn)行通信。但是，若裝置 S 1402使用具有方向性的天線，則在由裝置S 1402利用波束形成而進(jìn)行的 發(fā)送的傳輸范圍內(nèi)(以實線輪廓的圓錐1423來表示)，能夠包含發(fā)送目的地 裝置D 1403。因此，在使用上述方法時，裝置D 1403能夠接收裝置S 1402 的發(fā)送。
圖15表示用于實施說明了的方法以及系統(tǒng)的無線通信裝置1501的內(nèi)部 構(gòu)造。如圖15所示，該無線通信裝置1501具備用于發(fā)送數(shù)據(jù)分組的方向性 天線1502。進(jìn)而，裝置1501還具備能夠以無方向性方式通過無線媒體發(fā)送 數(shù)據(jù)分組的無方向性天線1503。天線1502和天線1503都與天線方向控制組 件1504連接，該組件1504控制方向性天線1502的波束形成方向，或者在 方向性天線1502與無方向性天線1503之間進(jìn)行選擇。進(jìn)而，方向性天線1502 與DOA算法計算組件1505以及距離比計算組件1506連接。DOA算法計算組 件1505進(jìn)行計算，以確定接收的數(shù)據(jù)分組的輸入角度。距離比計算組件1506進(jìn)行計算，確定從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主裝置1501到兩個鄰接的裝置為止的距離之比。
作為代替實施方式，可以設(shè)置用于確定距離的比的外部裝置(例如與裝置
1501連接的外部的GPS組件)，此時距離比計算組件1506為選項。
距離比計算組件1506利用所接收的發(fā)送的強(qiáng)度(功率)或者分組延遲 時間。天線方向控制組件1504進(jìn)而與物理鏈接控制組件1507連接，該組件 1507用于實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)分組以及輸入數(shù)據(jù)分組的調(diào)制/解調(diào)、以及編碼/解 碼。D0A算法計算組件1505和距離比計算組件1506進(jìn)而與媒體接入預(yù)約控 制組件1508連^f妄，該組件1508通過物理《iy矣控制組件1507與天線方向控 制組件1504連接。物理鏈接控制組件1507進(jìn)而與數(shù)據(jù)發(fā)送/接收組件1509 連接，并與媒體接入預(yù)約控制組件1508連接。數(shù)據(jù)發(fā)送/接收組件1509提 供使用由媒體接入預(yù)約控制組件1508預(yù)約的媒體接入時間的對等(P2P)的數(shù) 據(jù)信息交換。數(shù)據(jù)發(fā)送/接收組件1509和纟某體接入預(yù)約控制組件1508都與 應(yīng)用組件1510連接。無線通信裝置1501的多個應(yīng)用由與媒體接入預(yù)約控制 組件1508和數(shù)據(jù)發(fā)送/接收組件1509的雙方連接的應(yīng)用組件1510進(jìn)行。
用于實施說明了的方法以及系統(tǒng)的應(yīng)用軟件一般以編碼在數(shù)據(jù)存儲介 質(zhì)(例如編入裝置1501的閃速存儲器或者ROM模塊(未圖示))的狀態(tài)，提 供給裝置1501,
說明了的方法以及系統(tǒng)，還能夠適用于在發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝 置雙方的無方向性傳輸距離中存在共用的鄰接裝置的分布網(wǎng)絡(luò)、或者自組織 網(wǎng)絡(luò)等。
在說明了的方法以及系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送源裝置為了使用具有方向性的 天線與發(fā)送目的地裝置進(jìn)行通信而開始無線媒體的預(yù)約，首先通過使用了無 方向性天線的發(fā)送，通知共用的鄰接裝置(也就是主裝置或者從屬裝置)。 接下來，共用的鄰接裝置通過使用了無方向性天線的發(fā)送將該信息轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā) 送目的地裝置。發(fā)送目的地裝置通過使用了無方向性天線的發(fā)送對共用的鄰 接裝置進(jìn)行響應(yīng)，表示本裝置接受還是拒絕這樣的預(yù)約。共用的裝置通過由 使用了無方向性天線的發(fā)送而交換的這些分組，計算對于本裝置的、發(fā)送源 裝置以及發(fā)送目的地裝置的相對方向。接下來，共用的裝置利用發(fā)送源裝置 以及發(fā)送目的地裝置的相對方向，計算這三個裝置都包含的三維空間內(nèi)的平 面(以及平面的法線矢量)。接下來，共用的裝置計算該共用的三維平面上 的、對于發(fā)送源裝置的發(fā)送目的地裝置的相對方向以及對于發(fā)送目的地裝置的發(fā)送源裝置的相對方向。另外，在計算方向信息時，無需從共用的鄰接裝 置到發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置為止的絕對距離，因此無需進(jìn)行與距離 校正有關(guān)的傳輸距離測量或者定位測量。取而代之的是，例如使用來自發(fā)送 源裝置以及發(fā)送目的地裝置的接收功率的比。
在這些計算以后，共用的鄰接裝置使用廣播分組將計算出的相對方向的 信息以及共用平面的法線矢量傳達(dá)給發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置的雙 方。在接收了從共用的裝置傳達(dá)來的信息時，作為下一個步驟，發(fā)送源裝置
以及發(fā)送目的地裝置的雙方使用接收的信息，使各自的三維X、 Y、 Z坐標(biāo)與 共用的裝置的三維X、 Y、 Z坐標(biāo)匹配。在所預(yù)約的媒體接入時間的初始期間 (也就是無方向性期間)中，發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置使用傳達(dá)來的 方向信息，使各自的方向性天線與對方匹配，作為下一個步驟，發(fā)送源裝置 使用具有方向性的天線發(fā)送控制分組，以確認(rèn)預(yù)約。發(fā)送目的地裝置通過將 響應(yīng)分組發(fā)回而進(jìn)行響應(yīng)。發(fā)送源裝置(或者發(fā)送目的地裝置)使用通過使 用了無方向性天線的發(fā)送而發(fā)送來的控制分組通知共用的鄰接裝置預(yù)約的 確認(rèn)是否成功。共用的鄰接裝置根據(jù)預(yù)約的結(jié)果，能夠繼續(xù)周期性地通告媒 體接入時間的預(yù)約的存在，或者停止預(yù)約的存在的通告。在預(yù)約成功的情況 下，發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置在所預(yù)約的媒體接入時間中，使用方向 性天線通過波束形成進(jìn)行通信。附近的其它裝置能夠從共用的鄰接裝置的預(yù) 約的通告識別預(yù)約，從而可以減輕"裝置的接收障礙"的狀況。
圖16是表示在第一裝置與第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行無 線發(fā)送的方法的流程圖1600。在步驟1602中，第一裝置與第三裝置之間實 施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送。在步驟1604中，第二裝置與第 三裝置之間實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送。在步驟1606中， 基于使用了無方向性天線的發(fā)送確定用于在第一裝置與第二裝置之間利用 具有方向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送的方向信息。
該實施方式的方法能夠在圖17示意性地表示了的無線裝置1700中實 施。該方法能夠作為軟件(例如在無線裝置1700中執(zhí)行、用于指令無線裝 置1700實施本方法的電腦程序)實施。
無線裝置1700包括處理才莫塊1702、輸入模塊(例如4走區(qū)(keypad) 1704 ) 以及輸出模塊(例如顯示屏1706 )。
處理模塊1702通過適當(dāng)?shù)陌l(fā)送接收裝置1710與無線網(wǎng)絡(luò)1708連接，以便接入到無線通信、和/或例如因特網(wǎng)或者除此以外的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(例如局
域網(wǎng)(LAN)、無線個人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)、廣域網(wǎng)(WAN))。
在該例中的處理才莫塊1702包括處理器m2、隨機(jī)存取存儲器(RAM) 1714、以及只讀存儲器(ROM) 1716。進(jìn)而，處理模塊1702還包括多個輸入 /輸出(1/0)接口 (例如與顯示屏1706之間的1/0接口 1718，以及與鍵區(qū) 1704之間的1/0接口 1720 )。
處理模塊1702的構(gòu)成要素一般而言通過互相連接的總線(bus) l"2 并且使用有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員所公知的方法進(jìn)行通信。
應(yīng)用程序一般而言以編碼在數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如閃速存儲模塊或者存儲 卡/存儲棒)的狀態(tài)，提供給無線裝置1700的用戶，利用婆:據(jù)存儲裝置1724 的對應(yīng)的存儲讀取器/寫入器讀取。應(yīng)用程序由處理器1712在實行時被讀取 與控制。使用RAM1714能夠?qū)崿F(xiàn)程序數(shù)據(jù)的中間性的存儲。
在說明了的方法以及系統(tǒng)中，應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中的無方向性天線的傳輸距離的 限制的問題，通過利用具有方向性的天線進(jìn)行通信，提高了網(wǎng)絡(luò)的空間再利 用性。以此為目的，確定發(fā)送端裝置以及接收端裝置的相對方向，也無需在 裝置中裝備用于提供那樣的信息的外部設(shè)備。進(jìn)而，無需持續(xù)不斷地進(jìn)行測 距、位置確定或者坐標(biāo)調(diào)整，因此網(wǎng)絡(luò)中的裝置無需具備同等裝置的絕對傳 輸距離(absolute ranges )或者校正和測量位置的能力。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離廣義記載的本發(fā)明的概念和范圍 的情況下，對表示了具體實施方式
的本發(fā)明可以實施各種改變和/或修改。 因此，本實施方式在所有的方面都可以認(rèn)為以說明為目的，并不是用于限定 本發(fā)明。
2006年4月20日提交的新加坡專利申請200602663-7號中所包含的說 明書、附圖以及說明書摘要的公開內(nèi)容全部都引用于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種在第一裝置與第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送的方法，該方法包括以下步驟在所述第一裝置與第三裝置之間實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；在所述第二裝置與所述第三裝置之間實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；以及基于所述使用了無方向性天線的發(fā)送，確定用于在所述第一裝置與所述第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方向信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述方向信息的所述步驟包 括以下步驟在所述第三裝置中，確定對于所述第三裝置的基準(zhǔn)方向的、來 自所述第一裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第一到達(dá)方向。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述方向信息的所述步驟包 括以下步驟在所述第三裝置中，確定對于所述第三裝置的基準(zhǔn)方向的、來 自所述第二裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第二到達(dá)方向。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定所述方向信息的所述步驟包 括以下步驟在所述第一裝置中，確定對于所述第一裝置的基準(zhǔn)方向的、來 自所述第三裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第三到達(dá)方向，并且， 確定基于所迷第 一到達(dá)方向與所述第三到達(dá)方向的、所述第 一裝置的所述基 準(zhǔn)方向與所迷第三裝置的所述基準(zhǔn)方向之間的角度位移。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定所述方向信息的所述步驟包 括以下步驟在所述第二裝置中，確定對于所述第二裝置的基準(zhǔn)方向的、來 自所述第三裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第四到達(dá)方向，并且，確定基于所述第二到達(dá)方向與所述第四到達(dá)方向的、所述第二裝置的所述基 準(zhǔn)方向與所述第三裝置的所述基準(zhǔn)方向之間的角度位移。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述方向信息的所述步驟包 括以下步驟在所述第三裝置中，確定基于所述第三裝置的基準(zhǔn)方向的、在 所述第一裝置與所述第二裝置之間的所述利用具有方向性的天線的發(fā)送的、 所述第 一裝置的第五到達(dá)方向以及所述第二裝置的第六到達(dá)方向。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定第五到達(dá)方向以及第六到達(dá)方向的所述步驟包括以下步驟確定所述第一裝置和所述第三裝置之間的距 離與所述第二裝置和所述第三裝置之間的距離的比。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，基于在所述第三裝置所接收的所 述使用了無方向性天線的發(fā)送的發(fā)送功率，而確定所述比。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，基于在所述第三裝置所接收的所 述使用了無方向性天線的發(fā)送的發(fā)送延遲，而確定所述比。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，還包括以下步驟基于所述使用 了無方向性天線的發(fā)送，確定用于在所述第一裝置與所述第二裝置之間利用 所述具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的三維方向信息。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，確定所述三維方向信息的所述 步驟包括以下步驟在所述第三裝置中，確定對于所述第三裝置的三維基準(zhǔn) 空間的、來自所述第 一裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第 一到達(dá)方 位角以及第一到達(dá)仰角。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，確定所述三維方向信息的所述 步驟包括以下步驟在所述第三裝置中，確定對于所述第三裝置的三維基準(zhǔn) 空間的、來自所述第二裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第二到達(dá)方 位角以及第二到達(dá)仰角。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，還包括以下步驟在所述第三 裝置中，基于所述第一到達(dá)方位角以及到達(dá)仰角，確定對于所述第三裝置的 三維基準(zhǔn)空間的、從所述第三裝置到所述第一裝置的單位方向矢量。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，還包括以下步驟在所述第三裝置中，基于所述第二到達(dá)方位角以及到達(dá)仰角，確定對于所述第三裝置的 三維基準(zhǔn)空間的、從所述第三裝置到所述第二裝置的單位方向矢量。
15. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，還包括以下步驟在所述第三 裝置中，確定對于所述第三裝置的三維基準(zhǔn)空間的、所述第一裝置、所述第 二裝置以及所述第三裝置所屬的平面的歸 一化的法線矢量。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，還包括以下步驟在所述第三 裝置中，確定所述平面的由所述第一裝置、所述第二裝置以及所述第三裝置 形成的三角形的角度。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，確定所述角度的所述步驟包括 以下步驟確定從所述第三裝置到所述第一裝置的距離與從所述第三裝置到所述第二裝置的距離之比。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，基于在所述第三裝置所接收的、所述第二裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的發(fā)送功率，而確定所述 比。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，基于在所述第三裝置所接收的、來自所述第一裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的發(fā)送延遲以及來自 所述第二裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的發(fā)送延遲，而確定所述比。
20. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括以下步驟在所述第一裝置以 及所述第二裝置中，使所述第三裝置的所述三維基準(zhǔn)空間分別與所述第 一裝 置的所述三維基準(zhǔn)空間以及所述第二裝置的所述三維基準(zhǔn)空間匹配。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述第一裝置基于從所述第三 裝置接收的所述第一到達(dá)方位角和到達(dá)仰角，以及對于所述第一裝置的所述 三維基準(zhǔn)空間的、來自所述第三裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第 三到達(dá)方位角和到達(dá)仰角，使所述三維基準(zhǔn)空間匹配。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述第二裝置基于從所述第三 裝置接收的所述第二到達(dá)方位角和到達(dá)仰角，以及對于所述第二裝置的所述 三維基準(zhǔn)空間的、來自所述第三裝置的所述使用了無方向性天線的發(fā)送的第 四到達(dá)方位角和到達(dá)仰角，使所述三維基準(zhǔn)空間匹配。
23. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一裝置、所述第二裝置以 及所述第三裝置各自使用基于媒體接入控制(MAC)的通信進(jìn)行通信，其中，二部分。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，還包括以下步驟通過使用了無方向 性天線的發(fā)送，對所述媒體接入時間的所述第二部分中的媒體接入預(yù)約期間 進(jìn)行廣播，所述媒體接入預(yù)約期間為了在所述第一裝置與第二裝置之間利用 所述具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送而被預(yù)約。
25. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括以下步驟將利用具有方向性的 天線的發(fā)送的預(yù)約的請求通過所述第三裝置從所述第一裝置間接地發(fā)送到所述第二裝置，在該步驟中，通過使用了無方向性天線的發(fā)送對所述請求進(jìn) 行發(fā)送。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，還包括以下步驟所述第一裝 置和/或所述第二裝置通過所述使用了無方向性天線的發(fā)送，向所述第三裝 置確認(rèn)所述利用具有方向性的天線的發(fā)送的預(yù)約。
27. —種無線通信裝置，包括發(fā)送器，對中間裝置進(jìn)^f一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送； 接收器，從所述中間裝置接收用于使用具有方向性的天線對發(fā)送目的地裝置進(jìn)行發(fā)送的方向信息；以及處理器，基于所接收的方向信息生成追加的方向信息，其中，所述發(fā)送器基于從所述中間裝置接收的所述方向信息以及所述追加的方向信息，實施對所述發(fā)送目的地裝置的、使用具有方向性的天線的發(fā)送。
28. —種無線通信裝置，包括接收器，接收來自發(fā)送源裝置以及發(fā)送目的地裝置的一次以上的使用了 無方向性天線的發(fā)送；發(fā)送器，對所述發(fā)送源裝置以及所述發(fā)送目的地裝置進(jìn)行一次以上的使 用了無方向性天線的發(fā)送；以及處理器，基于由所述接收器接收的所述使用了無方向性天線的發(fā)送，生 成用于在所述發(fā)送源裝置以及所述發(fā)送目的地裝置之間利用具有方向性的 天線進(jìn)行發(fā)送的方向信息，其中，所述發(fā)送器通過一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送，將所述 方向信息發(fā)送到所述發(fā)送源裝置以及所述發(fā)送目的地裝置。
29. —種數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其上存儲碼，該碼用于指令無線通信裝置實行 利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方法，所述方法包括以下步驟對中間裝置進(jìn)行一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；從所述中間裝置接收用于使用具有方向性的天線對發(fā)送目的地裝置進(jìn) 4亍發(fā)送的方向信息；基于所接收的方向信息生成追加的方向信息；以及基于從所述中間裝置接收的所述方向信息以及所述追加的方向信息，實 施對所述發(fā)送目的地裝置的、使用具有方向性的天線的發(fā)送。
30. —種數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其上存儲碼，該碼用于指令無線通信裝置實行 利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方法，所述方法包括以下步驟 從發(fā)送源裝置接收一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送； 對發(fā)送目的地裝置進(jìn)行一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送； 從所述發(fā)送目的地裝置接收一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送； 生成用于在所述發(fā)送源裝置以及所述發(fā)送目的地裝置之間利用具有方 向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方向信息；以及通過一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送，將所述方向信息發(fā)送到所 述發(fā)送源裝置以及所述發(fā)送目的地裝置。
全文摘要
公開了利用具有方向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送的方法以及裝置。在第一裝置與第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行無線發(fā)送的方法包括以下步驟在第一裝置與第三裝置之間實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；在第二裝置與第三裝置之間實施一次以上的使用了無方向性天線的發(fā)送；以及基于使用了無方向性天線的發(fā)送，確定用于在第一裝置與第二裝置之間利用具有方向性的天線進(jìn)行發(fā)送的方向信息。
文檔編號H04B7/02GK101427483SQ200780014196
公開日2009年5月6日 申請日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者土居裕, 松本泰輔, 沈鴻清 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社