專利名稱：在使用定向天線的無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
在使用定向天線的無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的方法和
系統(tǒng)本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，并且尤其涉及一種在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的 系統(tǒng)和方法，在該通信網(wǎng)絡(luò)中無線設(shè)備使用定向天線。在下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)中，在很多情形下，工作頻率要比之前系統(tǒng)中的高得多。例 如，這些網(wǎng)絡(luò)中的一些以在幾GHz，或者甚至更高(例如，60GHz)范圍內(nèi)的頻率工作。不幸 的是，與更低工作頻率的信號(hào)相比，以這些更高頻率來廣播或發(fā)射的信號(hào)受到顯著更大的 衰減，尤其是當(dāng)穿過諸如建筑物中的墻面那樣的干預(yù)物體時(shí)。結(jié)果，除非大幅增加發(fā)射機(jī)的 功率電平(這種做法往往是不容許的)，否則工作在這些更高頻率的無線設(shè)備的通信范圍 就會(huì)被大幅減小。一種緩解這些更高頻帶的問題的方案是通過無線設(shè)備使用定向天線。眾所周知， 當(dāng)減小發(fā)射或廣播天線方向圖(antenna pattern)的波束寬度時(shí)，就獲得了天線增益，這種 做法具有猶如已經(jīng)提高了發(fā)射機(jī)功率電平的效果。類似地，當(dāng)減小接收天線方向圖的波束 寬度時(shí)，就獲得了天線增益，這種做法具有猶如已經(jīng)提高了已接收的功率電平的效果。通過 使用對(duì)發(fā)射和接收而言具有足夠窄的波束寬度(即，足夠的天線增益)的定向天線的方式， 無線設(shè)備能夠工作在更高頻帶，同時(shí)仍然保持可接受的通信范圍。舉例來說，對(duì)發(fā)射和接收而言，正在研發(fā)的60GHz頻帶的新的高速技術(shù)需要IOdBi 數(shù)量級(jí)的天線增益以提供魯棒的通信。這種幅度的天線增益意味著要使用相對(duì)而言高定向 的天線。但是，當(dāng)具有這種定向天線的無線設(shè)備作為無線網(wǎng)絡(luò)工作的時(shí)候，問題就出現(xiàn)了。 特別地，每當(dāng)兩個(gè)這種無線設(shè)備彼此通信時(shí)，必須使那里的天線方向圖朝向彼此定向。所 以，在無線設(shè)備能夠建立定向鏈路并彼此通信之前，它們必須首先“找到”彼此以確定將活 動(dòng)天線方向圖指向什么方向。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種在無線網(wǎng)絡(luò)中通過無線設(shè)備進(jìn)行通信的方 法。該方法包括將無線設(shè)備的天線方向圖設(shè)置成具有全向天線方向圖，并且使用該全向天 線方向圖傳輸?shù)谝环纸M。該第一分組是這樣傳輸?shù)耐ㄟ^將同步序列的每個(gè)采樣重復(fù)N次 (N > 1)來傳輸分組前同步碼(preamble)序列，以及通過使用擴(kuò)展因子P(P > 1)擴(kuò)展其每 個(gè)采樣來傳輸該第一分組的剩余部分。該方法進(jìn)一步包括將無線設(shè)備的天線方向圖設(shè)置成 具有定向天線方向圖，并且使用該定向天線方向圖傳輸?shù)诙纸M。在本發(fā)明的又一方面中，無線設(shè)備包括接收機(jī)、發(fā)射機(jī)，以及可操作地連接到接收 機(jī)和發(fā)射機(jī)的天線系統(tǒng)。將該天線系統(tǒng)適配為選擇性地工作在具有全向天線方向圖的全向 模式以及具有定向天線方向圖的定向模式中。為了被其他無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)而將該無線設(shè)備適 配為執(zhí)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程。該發(fā)現(xiàn)過程包括將該天線系統(tǒng)設(shè)置成具有全向天線方向圖， 并且使用該全向天線方向圖傳輸?shù)谝环纸M。該第一分組是這樣傳輸?shù)耐ㄟ^將同步序列的 每個(gè)采樣重復(fù)N次(N> 1)來傳輸分組前同步碼序列，并且通過使用擴(kuò)展因子P(P > 1)擴(kuò) 展其每個(gè)采樣來傳輸該第一分組的剩余部分。將該無線設(shè)備進(jìn)一步適配成工作在數(shù)據(jù)通信 模式中。該數(shù)據(jù)通信模式工作包括將天線系統(tǒng)設(shè)置成具有定向天線方向圖，并且使用該定向天線方向圖傳輸?shù)诙纸M。

圖1是無線設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式的功能框圖；圖2圖示說明了包括使用全向天線和定向天線的無線設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)。圖3圖示說明了發(fā)現(xiàn)模式分組的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方式，以及與該分組的各種部分 有關(guān)的信號(hào)的頻域表示。圖4是圖示說明在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程 圖，在該通信網(wǎng)絡(luò)中無線設(shè)備使用定向天線。圖5是圖示說明在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的方法的另一實(shí)施方式的流程 圖，在該通信網(wǎng)絡(luò)中無線設(shè)備使用定向天線。圖1是無線設(shè)備100的功能框圖。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的那樣，在圖1 中示出的一個(gè)或多個(gè)各種“部件”可以使用由軟件控制的微處理器、硬接線邏輯電路或它們 的組合來物理地實(shí)現(xiàn)。此外，雖然為了解釋的目的而將圖1中的部件按功能分隔開來，但是 它們可以以任意物理實(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行多種多樣的組合。無線設(shè)備100包括收發(fā)機(jī)110、處理器120、存儲(chǔ)器130，以及定向天線系統(tǒng)140。收發(fā)機(jī)110包括接收機(jī)112和發(fā)射機(jī)114，并且根據(jù)無線通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為無 線設(shè)備100提供了與無線通信網(wǎng)絡(luò)中的其他無線設(shè)備進(jìn)行通信的功能。例如，在一個(gè)實(shí)施 方式中，無線設(shè)備100可以是被適配成使用根據(jù)WiMedia規(guī)范的通信協(xié)議操作的UWB無線 設(shè)備。為了提供無線設(shè)備100的功能，將處理器120配置成結(jié)合存儲(chǔ)器130執(zhí)行一種或 多種軟件算法。有利地，處理器120包括其自身的用來存儲(chǔ)允許它執(zhí)行無線設(shè)備100的各 種功能的可執(zhí)行軟件代碼的存儲(chǔ)器(例如，非易失性存儲(chǔ)器)?？商鎿Q地，可以將可執(zhí)行代 碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器130內(nèi)的指定存儲(chǔ)位置。有利地，天線系統(tǒng)140包括全向天線方向圖能力和定向天線方向圖能力。在一個(gè) 實(shí)施方式中，可以通過相同元件的一些或全部來提供該定向和全向能力。在另一實(shí)施方式 中，可以通過全向天線元件和獨(dú)立的定向天線元件來提供這些能力。在一個(gè)實(shí)施方式中，定 向天線元件為無線設(shè)備100提供從用于在多個(gè)方向與其他無線設(shè)備通信的多個(gè)天線波束 中進(jìn)行選擇的能力。在一個(gè)實(shí)施方式中，天線系統(tǒng)140包括多個(gè)天線，每個(gè)天線都對(duì)應(yīng)于一 個(gè)天線波束。在另一實(shí)施方式中，定向天線系統(tǒng)元件包括可操縱天線，該可操縱天線能夠組 合多個(gè)不同的天線部件以在多個(gè)不同方向中的期望的一個(gè)中形成和操縱波束。如上所述，當(dāng)無線通信網(wǎng)絡(luò)與使用定向天線方向圖的無線設(shè)備100—起工作時(shí)， 必須使用一些機(jī)制以允許無線設(shè)備彼此“發(fā)現(xiàn)”和定位，以便于它們能夠?qū)⑺鼈兊奶炀€彼此 相向地定向并建立通信鏈路。一種解決這個(gè)問題的重要方案是在初始的“設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段”期間使用全向天線方 向圖，當(dāng)無線設(shè)備確定了它期望與之通信的其他無線設(shè)備位于哪里時(shí)，隨后一旦完成了設(shè) 備發(fā)現(xiàn)，就在隨后的“正?！蓖ㄐ烹A段期間切換回定向天線方向圖。圖2圖示說明了包括使用全向天線方向圖202和定向天線方向圖204的無線設(shè)備 210A、210B等的通信網(wǎng)絡(luò)200。如圖2所示，所有的無線設(shè)備210A、210B、210C和210D都能 使用定向天線方向圖204彼此通信。此外，被彼此接近地定位的無線設(shè)備210A和210B可 以使用全向天線方向圖202通信。類似地，被彼此接近地定位的無線設(shè)備210C和210D也可以使用全向天線方向圖202通信。但是，無線設(shè)備210A不能使用全向天線方向圖202與被遠(yuǎn)距離定位的無線設(shè)備 210D通信。所以看得出來，即使兩個(gè)無線設(shè)備能夠使用定向天線方向圖204彼此通信，但是 它們可能不能夠使用全向天線方向圖202彼此通信。例如，如果無線設(shè)備210在“正?！蓖?信期間使用定向天線方向圖204以具有IOdBi增益的天線增益工作，那么在發(fā)現(xiàn)模式期間 當(dāng)使用全向天線方向圖202時(shí)，將有總共20dB(包括兩側(cè))的信號(hào)增益必須要通過某種手 段恢復(fù)。很明顯，這給在無線通信的初始的“設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段”期間使用全向天線方向圖202
設(shè)置了障礙。為了克服這個(gè)障礙，可以在無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段期間以相當(dāng)數(shù)量的冗余進(jìn)行數(shù)據(jù)通 信，以使得由于全向工作造成定向天線方向圖204損失的增益能夠從已傳輸?shù)娜哂嘀械靡?恢復(fù)。例如，為了補(bǔ)償天線增益(發(fā)射和接收天線)的20dB的缺失，將需要通過約為100 的因子來擴(kuò)展(或重復(fù))數(shù)據(jù)。同時(shí)，通常的無線通信系統(tǒng)分組結(jié)構(gòu)包括被首先傳輸?shù)念A(yù)先確定的前同步碼，接 下來是包括信道估計(jì)、報(bào)頭和負(fù)荷數(shù)據(jù)在內(nèi)的分組的剩余部分的傳輸。該預(yù)先確定的前同 步碼序列對(duì)于在接收無線設(shè)備處的接收機(jī)是先驗(yàn)已知的，所以該接收機(jī)可以將已接收的信 號(hào)與已知的前同步碼序列相關(guān)聯(lián)，以使接收機(jī)的定時(shí)與已傳輸?shù)男盘?hào)同步。但是，前同步碼序列的擴(kuò)展會(huì)要求在無線接收機(jī)處用于同步的相關(guān)器的復(fù)雜度大 幅增加。例如，如果前同步碼序列的原始片段是由256個(gè)采樣組成的，那么把該前同步碼擴(kuò) 展100倍就需要25，600個(gè)用于在接收機(jī)處進(jìn)行相關(guān)的延時(shí)部件。這是不切實(shí)際的并且實(shí) 際上預(yù)先排除了對(duì)傳輸前同步碼序列的擴(kuò)展的使用。但是，因?yàn)閷?duì)分組的剩余部分(報(bào)頭 和負(fù)荷)的檢測(cè)只需要在接收機(jī)處的長(zhǎng)度為100的解擴(kuò)器，所以能夠用等于100的因子擴(kuò) 展該分組的剩余部分(報(bào)頭和負(fù)荷)。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，在通信的無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段期間，無線設(shè)備傳輸不同于 分組的剩余部分的前同步碼序列，以便以一種方式重復(fù)/擴(kuò)展前同步碼序列并且以不同的 方式重復(fù)/擴(kuò)展該分組的剩余部分。特別地，在一個(gè)實(shí)施方式中，可以僅使用通信信道的窄 帶(NB)部分傳輸前同步碼序列，并且使用該通信信道的全寬帶(WB)帶寬傳輸該分組的剩 余部分。在這種情況下，因?yàn)楫?dāng)檢測(cè)前同步碼序列時(shí)，與檢測(cè)占用整個(gè)信道的等價(jià)寬帶信號(hào) 相比較，接收機(jī)以減小了的帶寬工作在信道的較小的部分中，所以可以以減小了的信號(hào)電 平檢測(cè)前同步碼序列，從而對(duì)在全向工作期間接收到的減小了的信號(hào)電平進(jìn)行全部或部分 地補(bǔ)償。有利地，在設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段期間，傳輸分組的無線設(shè)備將已知的同步序列的每個(gè)采 樣重復(fù)傳輸N次。在數(shù)學(xué)上，這意味著(Dynb(n) = ym(floor(η/Ν)), η = 0,1, ... , (Ν*Μ_1).其中y (n)是原始“寬帶”預(yù)先確定的同步序列，M是同步序列y (n)的長(zhǎng)度， Ynb(H)是作為結(jié)果生成的已傳輸?shù)摹罢瓗А鼻巴酱a序列。如果BW1是已傳輸?shù)那巴酱a序 列yNB(n)的作為結(jié)果生成的帶寬，BW2是將被用于傳輸原始“寬帶”同步序列yw(η)的帶寬， 那么(2) Bff1 = Bff2/N
無線設(shè)備110中的發(fā)射機(jī)114可以使用采樣保持單元產(chǎn)生窄帶前同步碼yNB(η)， 該前同步碼yNB(n)的頻譜由采樣保持單元的頻譜定形。在一個(gè)實(shí)施方式中，能夠?qū)設(shè)置為等于100，在該實(shí)施方式中在使用全向天線方 向圖的設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段期間，必須“替換”20dB的定向天線增益。在那種情況下，例如，如果將 在使用定向天線方向圖的正常數(shù)據(jù)通信階段期間使用的通信信道的帶寬定義為BW2，那么 就能夠?qū)⒄瓗?NB)信號(hào)的帶寬BW1S置成是BW2/100。在傳輸窄帶前同步碼yNB(n)之后，無線設(shè)備傳輸用于分組的剩余部分(包括報(bào)頭 和負(fù)荷數(shù)據(jù))的“全帶寬”寬帶(WB)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過將該報(bào)頭和負(fù)荷數(shù)據(jù) 擴(kuò)展到信道的全部帶寬來生成WB信號(hào)，如下(3) Xwb (η) = χ (floor (η/Ρ)) X ν (mod (η, P))其中χ(η)是原始低速率報(bào)頭和負(fù)荷數(shù)據(jù)序列，ν (η)是長(zhǎng)度為P的擴(kuò)展序列，并且 Xwb(H)是全帶寬擴(kuò)展序列。如果仔細(xì)選擇v(n)，就能使在窄帶前同步碼序列yNB(η)之后的分 組的剩余部分填滿通信信道的幾乎所有帶寬。有利地，除了提供處理增益以克服在從定向 切換到全向天線方向圖時(shí)造成增益損失以外，這種做法還改善了傳輸?shù)亩鄰剿ヂ淇箶_性。在一個(gè)實(shí)施方式中，擴(kuò)展序列的長(zhǎng)度P被選擇成與在窄帶前同步碼序列中的每個(gè) 采樣被重復(fù)的次數(shù)N相同。圖3圖示說明了發(fā)現(xiàn)模式分組300的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方式，以及與分組300的各 種部分有關(guān)的信號(hào)的相應(yīng)頻域表示，該分組300是在無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程期間通過使用全向 天線的無線設(shè)備傳輸?shù)?。分組300包括窄帶前同步碼310，之后是分組300的剩余部分320。 該分組300的剩余部分320包括可選的寬帶前同步碼322 (可省略)、寬帶報(bào)頭324，以及寬 帶負(fù)荷部分(即，負(fù)荷數(shù)據(jù))326?？蛇x地，可以在分組300的窄帶前同步碼310和剩余部分 320之間插入安靜周期315。如圖3所圖示說明的，窄帶前同步碼310包括以第一窄帶的帶寬302 (BWnb)傳輸?shù)?前同步碼序列yNB(n)，而分組300的剩余部分320包括被擴(kuò)展以占據(jù)更寬的帶寬304(BWto) 的報(bào)頭和負(fù)荷數(shù)據(jù)。正如在正常數(shù)據(jù)通信模式期間使用定向天線方向圖被無線設(shè)備通常用 來傳輸分組的那樣(例如，BWnb = BW /N，其中N表示前同步碼序列yNB(n)每個(gè)采樣的被重 復(fù)次數(shù))，BWwb是通信信道的全帶寬。分組300的剩余部分320使用擴(kuò)展序列傳輸，該擴(kuò)展序列用長(zhǎng)度為P的擴(kuò)展序列 擴(kuò)展包含在其中的數(shù)據(jù)，以補(bǔ)償由從在正常傳輸期間使用定向天線方向圖切換到在無線設(shè) 備發(fā)現(xiàn)過程中使用全向天線方向圖所造成的部分或全部增益損失。在一個(gè)有利的實(shí)施方式 中，擴(kuò)展因子為P，前同步碼序列每個(gè)采樣被重復(fù)次數(shù)為N，P = N。在那種情況下，分組的所 有部分都經(jīng)歷相同的增益。但是，在由圖3說明的實(shí)施方式中，整個(gè)前同步碼310是在一小 部分信道中傳輸?shù)?，而且因此相比占?jù)更寬帶寬的分組300的剩余部分320而言對(duì)多徑衰 落更敏感。因此，在另一實(shí)施方式中，可以傳輸前同步碼序列的頻移組合以產(chǎn)生多頻(多帶)
前同步碼。例如，前同步碼序列可以是 _ 2-1( 其中fk是頻移，且T是采樣間隔。在一個(gè)實(shí)施方式中，能夠在模擬域中實(shí)現(xiàn)頻移。在一個(gè)實(shí)施方式中，頻移通過跳頻方案來實(shí)施。當(dāng)通信信道在相對(duì)較窄帶寬上展示出頻率 選擇性的深度衰落時(shí)，這種多頻前同步碼可以改善性能。圖4是圖示說明在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的方法400的一個(gè)實(shí)施方式的流 程圖，其中該無線設(shè)備對(duì)正常數(shù)據(jù)通信使用定向天線方向圖，在無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)期間使用全 向天線方向圖。特別地，圖4圖示說明了在無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程以及在數(shù)據(jù)通信的一個(gè)實(shí)施 方式期間，無線設(shè)備100的發(fā)射機(jī)114的工作。在第一步驟405中，無線設(shè)備100將其自身置于設(shè)備發(fā)現(xiàn)模式。在那種情況下，它 控制天線系統(tǒng)140產(chǎn)生全向天線方向圖202。在下一步驟410中，無線設(shè)備100配置發(fā)射機(jī)114以通過將同步序列的每個(gè)采樣 重復(fù)N次(N > 1)來發(fā)射第一(數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn))分組300的分組前同步碼序列320。然后，在步驟415中，無線設(shè)備100配置發(fā)射機(jī)114，通過使用擴(kuò)展因子P(P > 1) 擴(kuò)展其每個(gè)采樣來發(fā)射第一分組300的剩余部分。因此，為了執(zhí)行通信的無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段，通過步驟405-415的過程，使用全向天 線方向圖202的發(fā)射無線設(shè)備100能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)分組300發(fā)射到也使用全向天線方向圖 202的接收無線設(shè)備100。同時(shí)，對(duì)于正常數(shù)據(jù)通信模式而言，在步驟420中，無線設(shè)備100將其自身置于數(shù) 據(jù)通信模式。在那種情況下，它控制天線系統(tǒng)140產(chǎn)生定向天線方向圖204。然后，在步驟425中，無線設(shè)備100使用定向天線方向圖204發(fā)射正常數(shù)據(jù)分組。圖5是圖示說明在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)的方法500的另一實(shí)施方式的流 程圖，其中該無線設(shè)備對(duì)正常數(shù)據(jù)通信使用定向天線方向圖，在無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)期間使用全 向天線方向圖。特別地，圖5圖示說明了在無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程以及在數(shù)據(jù)通信的一個(gè)實(shí)施 方式期間，無線設(shè)備100的接收機(jī)112的工作。在第一步驟505中，無線設(shè)備100將其自身置于設(shè)備發(fā)現(xiàn)模式。在那種情況下，它 控制天線系統(tǒng)140產(chǎn)生全向天線方向圖202。在下一步驟510中，無線設(shè)備100配置接收機(jī)112以檢測(cè)已經(jīng)從第一(發(fā)現(xiàn)模式) 分組300的預(yù)先確定的“寬帶”同步序列yTO(n)中生成的窄帶前同步碼序列YnbOI)。在下一步驟515中，無線設(shè)備100的接收機(jī)112掃描通信信道，直到檢測(cè)到同步序 列yTO(n)或出現(xiàn)超時(shí)為止。在這個(gè)步驟中，接收機(jī)112執(zhí)行窄帶處理，直到檢測(cè)到同步序列 Y (η)為止。在一個(gè)實(shí)施方式中，接收機(jī)112在前同步碼序列yNB(η)上執(zhí)行匹配的濾波和 采樣，隨后對(duì)同步序列yTO(η)進(jìn)行相關(guān)和檢測(cè)。對(duì)該同步序列yTO(n)的相關(guān)和檢測(cè)是以低 帶寬/速度執(zhí)行的，從而消除了在接收機(jī)112的相關(guān)器中要具有大量延時(shí)部件的需要。在隨后的步驟520中，如果在步驟515中檢測(cè)到同步序列y (η)，則使無線設(shè)備 100使用同步序列將其工作同步到已傳輸信號(hào)，并隨后改變接收機(jī)112的配置以解調(diào)分組 300的剩余部分320，該分組已經(jīng)被使用長(zhǎng)度為P的擴(kuò)展序列進(jìn)行傳輸以在寬帶(WB)頻譜 上擴(kuò)展信號(hào)。如圖3所示，發(fā)射該分組300的無線設(shè)備100的發(fā)射機(jī)114可能已經(jīng)將可選 的安靜周期315插入到接收機(jī)112已知的分組300中。在那種情況下，接收無線設(shè)備100 為了在寬帶模式工作，可以使用這個(gè)安靜周期來重新配置其接收機(jī)112和/或處理器120。一旦將接收機(jī)112同步到輸入分組，則在步驟525中接收機(jī)就能夠接著對(duì)全帶寬 報(bào)頭和負(fù)荷數(shù)據(jù)相應(yīng)地進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)和解碼。該報(bào)頭和/或負(fù)荷數(shù)據(jù)包括允許接收無線
8設(shè)備發(fā)現(xiàn)發(fā)射無線設(shè)備的存在的信息。這可以包括對(duì)特定的發(fā)射無線設(shè)備和/或發(fā)射無線 設(shè)備的位置或方向加以識(shí)別的數(shù)據(jù)。如果傳輸了可選的全帶寬前同步碼320，則接收機(jī)112 就能使用該序列320重新調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)一些接收機(jī)參數(shù)，諸如增益設(shè)置、頻率和定時(shí)誤差計(jì)算， 以及信道估計(jì)。因此，為了執(zhí)行通信的無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段，通過步驟505-525的過程，使用全向天 線方向圖202的接收無線設(shè)備100能夠從也使用全向天線方向圖202的發(fā)射無線設(shè)備100 中接收到數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)分組300。同時(shí)，對(duì)于正常數(shù)據(jù)通信模式而言，在步驟530中，無線設(shè)備100將其自身置于數(shù) 據(jù)通信模式。在那種情況下，它控制天線系統(tǒng)140產(chǎn)生定向天線方向圖204。然后，在步驟535中，無線設(shè)備100使用定向天線方向圖204接收正常數(shù)據(jù)分組。一些對(duì)上述過程的變化和選擇是可能的。在一個(gè)實(shí)施方式中，能夠?qū)⒄麄€(gè)前同步碼序列yNB(n)本身重復(fù)K次以增加正確同 步的機(jī)會(huì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)為了一些目的(其中之一是為了幀分隔符)在重復(fù)yNB(n) 時(shí)，可以使用掩碼序列。在上面的實(shí)施方式中描述的用來產(chǎn)生yNB (η)的重復(fù)方法是具有其相應(yīng)特征的簡(jiǎn) 單的采樣保持方法。但是在另一實(shí)施方式中，可以使用具有不同頻率特征的不同的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用不同的機(jī)制(諸如增加額外的糾錯(cuò)位，或者擴(kuò)展和 附加糾錯(cuò)位的組合)來擴(kuò)展數(shù)據(jù)。對(duì)糾錯(cuò)而言，能夠使用諸如卷積編碼、trellis編碼、 Reed-Solomon編碼和LDPC編碼那樣的常規(guī)的編碼技術(shù)。雖然在此公開了優(yōu)選的實(shí)施方式，但是許多這種保持在本發(fā)明的概念和范圍之內(nèi) 的變化都是可能的。本領(lǐng)域技術(shù)人員在檢視了在此的說明書、附圖和權(quán)利要求以后將清楚 這種變化。因此，本發(fā)明除了被限制于所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)以外不受其他限制。
權(quán)利要求
一種在無線網(wǎng)絡(luò)中通過無線設(shè)備(100)進(jìn)行通信的方法，該無線設(shè)備包括發(fā)射機(jī)(114)和接收機(jī)(112)，該方法包括將無線設(shè)備(100)的天線方向圖設(shè)置成具有全向天線方向圖(202)；使用該全向天線方向圖(202)傳輸?shù)谝环纸M(300)，其中傳輸該第一分組(300)包括通過將同步序列的每個(gè)采樣重復(fù)N次(N＞1)來傳輸?shù)谝环纸M(300)的前同步碼序列(310)，以及通過使用擴(kuò)展因子P(P＞1)擴(kuò)展其每個(gè)采樣來傳輸?shù)谝环纸M(300)的剩余部分(320)；將無線設(shè)備(300)的天線方向圖設(shè)置成具有定向天線方向圖(204)；以及使用該定向天線方向圖(204)傳輸?shù)诙纸M。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，前同步碼序列具有帶寬為BWnbW頻譜，并且其中第一 分組(300)的剩余部分(320)具有帶寬為BWwb的頻譜(302)，其中BWnb < BWm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，BWnb= BWm/N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，P= N。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將分組前同步碼序列(310)的至少一部分重復(fù) K次，其中K > 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在傳輸前頻移分組前同步碼序列(310)，以產(chǎn)生 多帶分組前同步碼序列(310)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括使用全向天線方向圖(202)接收第一分組 (300)，其中接收該第一分組(300)包括使用窄帶處理模式檢測(cè)前同步碼序列(310)，該前同步碼序列(310)包括具有多個(gè)采 樣的同步序列，每個(gè)該采樣均已被重復(fù)N次(N > 1)，接收機(jī)使用該同步序列來將該接收機(jī) (112)同步到該第一分組(300)，以及使用寬帶處理模式檢測(cè)該第一分組(300)的剩余部分(320)，該第一分組(300)的剩余 部分(320)至少包括具有多個(gè)采樣的負(fù)荷數(shù)據(jù)(326)，每個(gè)該采樣均已在傳輸前被擴(kuò)展因 子P(P > 1)擴(kuò)展，該接收機(jī)(112)對(duì)該分組(310)的剩余部分(320)進(jìn)行解擴(kuò)以檢測(cè)該負(fù) 荷數(shù)據(jù)(326)；使用定向天線方向圖(204)接收第二分組。
8.一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的無線設(shè)備(100)，包括接收機(jī)(112)；發(fā)射機(jī)(114)；以及天線系統(tǒng)(140)，與接收機(jī)(112)和發(fā)射機(jī)(114)可操作地連接，用于選擇性地工作在 具有全向天線方向圖(202)的全向模式中以及具有定向天線方向圖(204)的定向模式中， 其中其他無線設(shè)備(100)通過如下方式發(fā)現(xiàn)該無線設(shè)備(100)將天線系統(tǒng)(140)設(shè)置成具有全向天線方向圖(202)，使用全向天線方向圖(202)傳輸?shù)谝环纸M(300)，所述傳輸包括通過將同步序列的每 個(gè)采樣重復(fù)N次(N> 1)來傳輸前同步碼序列(310)，以及通過使用擴(kuò)展因子P (P > 1)擴(kuò) 展其每個(gè)采樣來傳輸?shù)谝环纸M(310)的剩余部分(320)；以及其中通過將天線系統(tǒng)(140) 設(shè)置成具有定向天線方向圖(204)從而使用該定向天線方向圖(204)傳輸?shù)诙纸M，該無 線設(shè)備(300)工作在數(shù)據(jù)通信模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無線設(shè)備(100)，其中，分組前同步碼序列(310)具有帶寬為 BWnb的頻譜，并且其中第一分組(300)的剩余部分(320)具有帶寬為BWto的頻譜，其中BWnb <BWto。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的無線設(shè)備(100)，其中，BWnb= BW /N。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的無線設(shè)備(100)，其中，P= N。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的無線設(shè)備(100)，進(jìn)一步包括將分組前同步碼的至少一部分重復(fù) K次，其中K > 1。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的無線設(shè)備(100)，進(jìn)一步包括在傳輸前頻移分組前同步碼序列 (310)，以增加分組前同步碼序列(310)的頻譜占用率。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的無線設(shè)備(100)，其中，使用該全向天線方向圖(202)通過如下 方式接收該第一分組(300)使用窄帶處理模式檢測(cè)前同步碼序列(310)，該前同步碼序列(310)包括具有多個(gè)采 樣的同步序列，每個(gè)該采樣均已被重復(fù)N次(N> 1)，接收機(jī)(112)使用該同步序列來將該 接收機(jī)(112)同步到該第一分組(300)，以及使用寬帶處理模式檢測(cè)該第一分組(300)的剩余部分(320)，該第一分組(300)的剩余 部分(320)至少包括具有多個(gè)采樣的負(fù)荷數(shù)據(jù)(326)，每個(gè)該采樣均已在傳輸前被擴(kuò)展因 子P(P > 1)擴(kuò)展，該接收機(jī)(112)對(duì)該第一分組(300)的剩余部分(320)進(jìn)行解擴(kuò)，以檢 測(cè)該負(fù)荷數(shù)據(jù)(326)；以及其中通過將天線系統(tǒng)(140)設(shè)置成具有定向天線方向圖(204)從而使用該定向天線方 向圖(204)接收第二分組，該無線設(shè)備(100)工作在數(shù)據(jù)通信模式。
全文摘要
無線設(shè)備(100)在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信，并且執(zhí)行無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程以發(fā)現(xiàn)該無線網(wǎng)絡(luò)中的其它無線設(shè)備(100)。在該無線設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程中，該無線設(shè)備(100)將其天線方向圖設(shè)置成具有全向天線方向圖(202)，并且使用該全向天線方向圖(202)傳輸?shù)谝环纸M(300)。該第一分組(300)包括以將同步序列的每個(gè)采樣重復(fù)N次(N＞1)的方式形成的分組前同步碼序列(310)。該第一分組(300)的剩余部分(320)是通過使用擴(kuò)展因子P(P＞1)擴(kuò)展其每個(gè)采樣形成的。對(duì)于正常數(shù)據(jù)通信而言，該無線設(shè)備(100)將該天線方向圖設(shè)置成具有定向天線方向圖(204)，并且使用該定向天線方向圖(204)傳輸?shù)诙纸M。
文檔編號(hào)H04L12/28GK101911780SQ200880124464
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
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