[发明专利]通过障碍物的毫米波通信

说明书

公开了允许毫米波通信信号高效且可靠地通过障碍物的装置、系统和方法。一种装置包括第一无线收发器和耦合到第一无线收发器的第一相控阵天线。第二相控阵天线也耦合到第一无线收发器。该装置另外包括第二无线收发器和耦合到第二无线收发器的第三相控阵天线。第三相控阵天线适于发射通过障碍物的第三毫米波束。第四相控阵天线也耦合到第二无线收发器。第四相控阵天线适于接收通过障碍物的第四毫米波束。控制器被包括在装置中用于管理第一无线收发器和第二无线收发器之间的数据传输，使得在天线之间可获得全双工通信路径。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月27日提交的美国临时专利申请序列号62/464,302的权益，该临时专利申请通过引用整体并入本文，并且本申请还要求于2017年2月27日提交的美国临时专利申请序列号62/464,308的权益，该临时申请也通过引用整体并入本文。本申请还涉及于2018年2月27日提交的题为“High Speed Wireless Data Network”、代理人案卷号为AV-001-NPUS00的美国专利申请_/_，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开一般而言涉及无线通信，更具体而言，涉及能够在毫米波频谱中操作的无线通信网络。

背景技术

毫米波频谱是30GHz和300GHz之间的频谱频带。该频谱可以用于高速无线通信，正如最新的IEEE 802.1lad Wi-Fi标准(工作频率为60GHz)所见。

V波段(V-Band)是用于通信的一组毫米波频率。一些国家的监管机构允许未许可的V波段操作。在美国允许无执照的V波段操作的这组频率目前是57至71GHz。适用于V波段通信的标准包括IEEE 802.1lad(2012年12月28日发布)和IEEE 802.Hay(目前正在开发)。

E波段(E-Band)是另一组可用于通信的毫米波频率。监管机构，例如联邦通信委员会(FCC)，通常允许在该频带中进行轻度许可的操作。在美国，允许以下频带中的E波段操作：71-76、81-86和92-95GHz。

FCC还监管许多其它未许可波段，包括在大约2GHz和6GHz以及其它频率的工业、科学和医疗(ISM)波段。近年来，ISM波段和其它轻度许可或未许可波段的一些增长最快的用途是用于短距离、低功率无线通信系统，通常称为WiFi。

一些无线网络，特别是那些在毫米波频率下工作的无线网络的问题是无线信号穿透障碍物的能力，障碍物诸如建筑物内的墙壁或地板或其它屏障。虽然毫米波信号可以并确实通过一些障碍物，但它们通常会因此而降级。降级可能是由于障碍物引起的衰减、反射和其它物理过程。随着传送频率的增加，来自障碍和自由空间的衰减也增加。结果是接收功率降低，从而限制了信号范围和穿透障碍物的能力。

发明内容

本文公开了一种或多种装置、系统和方法，其允许毫米波信号高效且可靠地通过诸如墙壁、屏障、自由空间等障碍物，而性能显著提高。这些装置、系统和方法可以极大地提高建筑物或其它结构内的无线毫米波通信的可靠性和性能。

所公开的能够通过一个或多个障碍物进行毫米无线通信的示例性装置包括第一无线收发器和耦合到第一无线收发器的第一相控阵天线。第一相控阵天线适于在第一频带内发射第一毫米波束。第二相控阵天线也耦合到第一无线收发器。第二相控阵天线适于在第二频带内接收第二毫米波束。该装置另外包括第二无线收发器和耦合到第二无线收发器的第三相控阵天线。第三相控阵天线适于发射通过障碍物的第三毫米波束。第三毫米波束可以在第二频带内。第四相控阵天线也耦合到第二无线收发器。第四相控阵天线适于接收通过障碍物的第四毫米波束。第四毫米波束可以在第一频带内。控制器被包括在装置中用于管理第一无线收发器和第二无线收发器之间的数据传输。