[發明專利]用于無線通信的方法和設備

有效

• 申請號: 201580082679.6
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN107925459B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 羅伯特·巴爾德麥爾;庫馬爾·巴拉康德蘭
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04L27/26
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強

公開了適于彼此無線通信的第一設備80、90和第二設備100、110以及其中執行的方法。基于要在從第一設備到第二設備的第一傳輸塊的傳送中應用的波束成形的程度來確定54保護間隔長度。具有所確定的保護間隔長度的保護間隔將會被應用56在傳送給第二設備的第一傳輸塊與第一傳輸塊之后的第二傳輸塊之間。可增加傳輸效率并且可降低開銷。

技術領域

本公開涉及無線通信。更具體地，其涉及適于彼此無線通信的第一設備和第二設備，且涉及第一設備和第二設備中執行的方法。

背景技術

波束成形是指用于控制無線電信號的輻射模式的一組技術。波束成形的一種方法是通過調整從每個單獨的天線元件輻射的信號分量的傳輸權重來控制具有多個天線元件的天線的總天線模式。

通過選擇傳輸權重，被傳輸的能量可以被引導到接收所傳輸能量的接收機的位置。

圖1示出了通過選擇相控陣天線的權重來利用波束成形可實現的示意性天線圖。示意性天線圖顯示了強的可調主瓣和幾個較弱的旁瓣。強的主瓣實現天線的高天線增益。

一般來說，波束成形是能夠增強無線網絡中的容量和能量效率的技術。通過執行波束成形操作，天線增益可以增大，導致正在接收的信號的強度增加；實際上，較高的天線方向性可能導致被傳輸的能量的較大部分被傳遞給接收機。

同時，干擾在較小的區域中擴散，對系統中其他用戶而言通常導致干擾級別降低。增加的信號與干擾噪聲比(SINR)可能會導致更高的比特率和更高的空中接口容量。面向分組的系統中較高的SINR可導致較短的分組傳輸時間，這有助于減少系統中的能量消耗，因為發射機和接收機可能在相對較大比率的時間期間進入空閑模式。

用相控陣天線進行波束成形對于毫米波無線電(即用于發送和接收毫米波長的波的無線電設備)是有用的。這些相對較短的波長減小了單個天線元件的尺寸，這使得構建具有合理尺寸的多個元件的高增益天線陣列成為可能。

相反，如果在毫米波長處使用全向天線或具有低方向性的天線，則所得到的天線孔徑很小，這導致相對較低的增益和通過空中接口到接收機的較低功率傳遞。這在較高頻率處表現為增加的路徑損耗；實際上，測量到的路徑損耗通常指的是各向同性輻射體與各向同性接收天線元件之間的信號衰減。

在點對點通信中，較高的路徑損耗可以通過增加天線孔徑來補償，無論是作為固定反射收集器、固定天線陣列還是相控天線陣列。

使用相控天線陣列的波束成形還可以快速調整波束方向。相控陣天線可用于無線電定位或無線電導航(雷達)和無線電通信(如衛星通信)中，并且在某些點對多點固定鏈路和移動通信中也具有潛在的應用。

在S.Wyne等人的“Beamforming Effects on Measured mm-Wave ChannelCharacteristics”(IEEE Trans.Wireless Communications，Vol.10，No.11，Nov.2011)中注意到波束成形的一個效果是顯著降低了在60千兆赫(GHz)處的無線通信信道上接收到的傳輸的可觀察延遲擴展。

圖2示意性地示出了當使用全向天線時的多徑無線電傳播環境和相應的功率延遲分布。多徑傳播環境包括視距(LOS)路徑以及非視距(NLOS)路徑。功率延遲分布相應地包括視距(LOS)分量，且還包括對延遲擴展的增加做出貢獻的強的非視距分量(NLOS)分量。

圖3示意性地呈現了與圖2中相同的多徑無線電傳播環境，但是具有用于發送和接收的定向天線。圖3還呈現了使用定向天線時的功率延遲分布。可以看出，與圖2中呈現的非視距(NLOS)分量的貢獻相比，NLOS分量的貢獻降低了，因為圖3中的NLOS分量是用較弱的旁瓣發送和/或接收的。

功率延遲分布中的隨后接收到的部分因此較弱，并且與圖2中相比，圖3中的均方根(RMS)延遲擴展被縮短了。