[发明专利]高效波束训练的方法及网络控制设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请号为61/993,576、申请日为2014年5月15日、发明名称为“无线系统中高效发射波束训练的方法”，以及美国申请号为14/706,098、申请日为2015年5月7日的优先权，其全部内容被合并引用到该申请中。

技术领域

本发明涉及高效波束训练方法，以及更具体地，涉及一对多分层波束训练(one-to-many hierarchical beam training)的方法。

背景技术

术语“无线”，通常是指不伴随使用“硬线”连接的电气操作或电子操作。“无线通信”是在一定距离传输信息，而不使用电导体或导线。涉及的距离可以是短的(电视遥控的几米)或很长的(数千甚至数百万公里的无线通信)。在无线通信中，众所周知的例子是蜂窝电话。蜂窝电话使用无线电波来实现运营商从世界各地的许多地方向另一方打电话。只要有一个蜂窝电话站点来容纳发送和接收信号的设备，信号被处理以从蜂窝电话传输语音和数据，蜂窝电话就可以在任何地方使用。

有多种发达以及定义好的蜂窝通信无线接入技术(Radio Access Technologies，RAT)。例如，全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)是一个定义好的以及普遍采用的通信系统，其使用时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)技术。TDMA技术是一种无线数字的多址接入方案，以在移动电话与小区站点之间发送语音、数据以及信令数据(signaling data)(如，拨打电话号码)。CDMA2000是一种混合移动通信2.5G/3G(代)的技术标准，CDMA2000使用码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)技术。通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)是一种3G移动通信系统，UMTS提供GSM系统的增强范围的多媒体服务。无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)是一种802.11工程标准定义的技术，Wi-Fi可以用于家庭网络、移动电话和视频游戏，以提供高频率的无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)。长期演进(Long Term Evolution，LTE)以及从LTE演进过来的LTE高级(LTE-Advanced，LTE-A)为4G移动通信系统，其提供了超过2G及3G系统的高速率数据传输。

毫米波(millimeter-wame，mMW)波段(band)具有可用频谱，以及能够提供比微波频带显著更高等级的吞吐量。由于毫米波信号显著更高的衰减等级以及定向性，毫米波设备(即，站点)通常部署高定向性天线及用于通信的波束赋形(feamforming)技术。

波束赋形是一种信号处理技术，其允许为了特定目的，将从多个天线分支接收到的信号合并，特定目的例如，最大化信号干扰噪声比(Signal to Interference and Noise Ratio，SINR)或干扰抑制。

通过模拟波束赋形，在模拟域(模数转换(Analog-to-Digital Conversion，ADC)之前)执行信号合并，以及通常不够灵活。已合并信号经过ADC，以及在数字域仅有一个信号分支。

对于数字波束赋形，信号合并发生在数字域。为了其能够发生，从分离(individual)天线分支接收到的信号经过分离ADC。使用该方法，当我们在数字域有多个信号时，处理更加灵活。然而，为了达到这个目的，需要用于将模拟信号转化到数字域的多个处理链(processing chain)。例如，需要多个ADC。

发明内容