[发明专利]无线通信系统和方法

说明书

技术领域

本文公开的是用于经由无线通信信道来通信数据的通信方法、系统和器件。

背景技术

对非常高的数据传送（在几米量级的短距离上为1 Gbit/s量级）的需求是用于60 GHz频带的传送设备的发展背后的动力来源之一。因为在60 GHz周围有7 GHz是可用的，这意味着可以支持非常大的数据率而对频谱效率仍然具有非常宽松的要求。

可以预见的此类设备的典型应用是用于WLAN的高速模式、用于无线高清晰度多媒体接口（HDMI）等。

尽管有足够可用的带宽，但是通过在60 GHz处操作有固有的缺点，即因为衰减与载波频率的平方成比例，所以传播衰减显著增加。这是只可以用合理的传送功率来支持短的距离的原因。然而，大的传播衰减也具有以下优点：来自使用相同波段的其它传送器的干扰将快速衰减到热噪声层以下以使它将不具有任何显著的影响。

由于非常高的数据传送的预见应用中的一个是用于消费电子设备（并且通常作为线缆替代），所以可以期望的是希望传送器和接收器尽可能不很复杂以便允许低的成本实现和低的功耗。

随着数据率增加，位持续时间（Tb）将对应减少，这意味着由于多路径传播的延迟扩展将更成问题并且这通常会要求信道均衡。经验法则是在信道的rms延迟扩展超过Tb的10%的情况下需要均衡器。

对于1 Gb/s的数据率，Tb是1 ns，因此根据以上经验法则延迟扩展必须不超过0.1 ns，以便避免接收器中的均衡器的需要。

在实践中，这样小的延迟扩展对应于在传送器和接收器之间只存在一个单个传送路径。由于上述大的传播衰减，所以在60 GHz处测量的信道的延迟扩展将显著地小于在例如2.4 GHz处测量信道时的延迟扩展。尽管事实上已经发现延迟扩展相对较小，但典型地经历多路径分布图中的若干分量。为进一步减少延迟扩展，并且有时也有效地减少到单个路径的多路径信道，在传送器和接收器处可以使用多个天线。想法本质是使用波束形成来进一步抑制多路径信道中的除了最强分量以外的所有分量。

在Proceedings of Asia-Pacific Conference on Communications, 2007中的Seong-Gu Lee等人的“移动的车辆之间的特别通信中的波束形成技术的性能分析（Performance Analysis of Beamforming Techniques in Ad-hoc Communication between Moving Vehicles）”发现通过使用波束形成技术而rms延迟扩展可以显著地减少。

然而，特别地在消费品的背景中，提供可以在高的数据率操作的低复杂系统而同时减少功耗仍然是合意的。

发明内容

本文公开的是一种经由传送器和接收器之间的无线通信信道来传递信号的方法，传送器和接收器中的至少一个包括多个换能器用于在电信号与无线信号之间变换信号，该方法包括：

- 确定指示无线通信信道的延迟扩展的无线通信信道的性质；

- 至少基于所确定的性质，从多个换能器中选择一定数量的换能器；

- 使用所选择的数量的换能器来将无线信号从传送器传递到接收器。

选择一定数量的换能器包括将所述数量选择得充分高以使所确定的性质小于预定阈值。

在一些实施例中，无线信号可以是例如1 GHz以上的频率范围中的射频信号。例如，无线信号可以处于1 GHz与100 GHz之间的频率范围中，例如大于10 GHz，例如大于50 GHz。换能器可以是天线。随着传送器和/或接收器中的天线元件的数量增加，实现单路径信道的概率增加。

因此，通过基于所确定的信道条件而适配在传送器和/或接收器中使用的换能器的数量，通信系统可以确保所接收的信号的质量充分高而可由低复杂性的接收器处理。在一些实施例中，方法可将所述换能器数量选择得充分高以允许由没有均衡器的接收器来处理所传递的无线信号，因此允许没有均衡器的接收器的使用。在不可行或不合意实现可以避免均衡器的传送链路的情况下，可以通过适配天线数量到所检测的信道条件来减少所要求的均衡器的复杂性。同时，因为只使用可用的天线的所选择的子集和信号处理器中的对应信号路径，所以传送器和/或接收器的所要求的信号处理资源和功耗保持较低，因此减少所要求的功耗和所要求的信号处理资源。