CN105992236A - 电子设备及其使用波束形成执行无线通信的方法 - Google Patents

电子设备及其使用波束形成执行无线通信的方法 Download PDF

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Abstract

本公开各种实施例提供一种电子设备以及使用提供的波束形成执行无线通信的方法。用于使用波束形成执行无线通信的电子设备包括：用于与对端节点交换信号的通信单元；用于存***束形成设置表格的存储器；以及控制器，用于：基于调度信息、接收分组和发送分组中的至少一个而识别关于所述对端节点的标识信息；从所述波束形成设置表格识别与关于所述对端节点的识别出的标识信息对应的波束形成设置信息；并且基于所述波束形成设置信息而建立与所述对端节点的波束形成链路以经由该链路传送数据。本公开不限于所述实施例。所述实施例可以被修改成其它示例。

Description

电子设备及其使用波束形成执行无线通信的方法
技术领域
本公开涉及电子设备及其使用波束形成执行无线通信的方法。
背景技术
近年来，随着无线通信技术的快速发展，无线通信终端的用户需要各种服务。无线通信终端的应用需要发送和接收大量数据。用户还希望以高速度进行大量数据的高速发送和接收。为了符合这些需求，已经提出各种方案来来有效地使用射频资源。在这些方案当中，波束形成是最近引人关注的技术。
当终端首次连接到接入点(AP)或另一终端或者当终端已经维持该连接时，如果终端的环境或位置改变，则终端不能检测出从AP和其它终端发送的波束当中的哪一个是最优的。终端也不能检测出它接收的波束当中的哪一个是最优的。另外，关于由终端发送的波束和由AP或另一终端接收的波束，终端不能检测出哪个发送波束/接收波束是最佳的。因此，终端和AP或其它终端需要有效地搜索最佳的发送波束/接收波束。
电气和电子工程师协会(IEEE)802.11ad描述了用于无线局域网(LAN)/个人区域网(PAN)的最佳波束搜索方案。参考IEEE 802.11ad标准规范，公开了在无线LAN/PAN环境中以高于传统移动通信的频带的60GHz频带来执行波束形成。可以在相应方向上经由波束形成发送电信号。当终端需要经由波束形成与多个节点通信时，分别为节点设置合适的波束，并且通过所设置的波束与对应的节点进行通信。可根据对端节点(correspondent node)使用不同的波束。
发明内容
使用相对高的频带的无线通信***取决于发送机和接收机之间的距离而经受严重的信号衰减。因此，需要经由波束形成处理相对高的频带的信号。每当对端节点改变而搜索用于波束形成的波束时，产生大量的开销。当由于频繁的波束搜索过程而减小数据传输间隔时，也减少了处理，并且诸如视频流之类的易受延迟时间影响的实时服务不能被实时提供给多个链路。
已经做出本公开以解决以上问题和缺点，并且至少提供下述优点。相应地，本公开一方面提供一种电子设备及其使用波束形成执行无线通信的方法。
根据本公开一方面，提供一种用于使用波束形成执行无线通信的电子设备。所述电子设备包括：通信单元，其与对端节点交换信号；存储器，其存***束形成设置表格；以及控制器，其基于调度信息、接收分组和发送分组中的至少一个而识别关于所述对端节点的标识信息；从所述波束形成设置表格识别与关于已被识别的所述对端节点的所述标识信息对应的波束形成设置信息；并且基于所述波束形成设置信息而建立与所述对端节点的波束形成链路以经由所述波束形成链路传送数据。
根据本公开另一方面，提供一种用于电子设备使用波束形成执行无线通信的方法。所述方法包括：基于调度信息、接收分组和发送分组中的至少一个，识别关于对端节点的标识信息；从波束形成设置表格识别与关于对端节点的所述标识信息对应的波束形成设置信息；并且基于所述波束形成设置信息而建立与所述对端节点的波束形成链路以经由所述波束形成链路传送数据。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中，本公开的以上和其它方面、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1是描述根据本公开实施例的波束形成的图；
图2A是描述根据本公开各种实施例的使用波束形成的通信方法的流程图；
图2B是示出根据本公开一实施例的在设置波束形成时的电子设备的通信单元的示意图；
图3A是描述根据本公开第一实施例的使用波束形成的通信方法的流程图；
图3B是示出根据本公开第一实施例的调度信息的格式的图；
图4A是描述根据本公开第二实施例的使用波束形成的通信方法的流程图；
图4B是示出根据本公开第二实施例的接收分组的格式的图；
图5A是描述根据本公开第三实施例的使用波束形成的通信方法的流程图；
图5B是示出根据本公开的第三实施例的发送分组的格式的图；
图6是描述根据本公开各种实施例的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的流程图；
图7A是描述根据本公开的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的第一实施例的流程图；
图7B是描述根据本公开的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的第一实施例的图；
图8A是描述根据本公开的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的第二实施例的流程图；
图8B是描述根据本公开的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的第二实施例的图；
图9A是描述根据本公开的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的第三实施例的流程图；
图9B是描述根据本公开的基于波束形成设置表格执行波束形成的通信方法的第三实施例的图；以及
图10是示出根据本发明各种实施例的使用波束形成进行无线通信的电子设备的示意框图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细描述本公开的实施例。对于本领域技术人员将容易理解的是：从在下面的描述中详细图示和描述的本公开的实施例中，各种修改、添加和替换是可能的，并且本公开的范围不应当限于下面的实施例。提供本公开的实施例，使得本领域技术人员可以完全理解本公开。应当理解的是：本公开可包括在本说明书的构思和技术范围中包括的所有修改和/或等同物和/或替换。在附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示，即使在不同的图中描绘它们也是如此。
可用于本公开的实施例的诸如“包括”和“可包括”之类的表达表示存在公开的功能、操作和组成元件，并且不限制一个或多个额外的功能、操作和组成元件。在本公开中，诸如“包括”和/或“具有”之类的术语可被解释为表示某一特性、数字、步骤、操作、组成元件、组件或其组合，但是不可被解释为排除一个或多个其它特性、数字、步骤、操作、组成元件、组件或其组合的存在或添加可能性。
此外，在本公开中，表达“和/或”包括相关联的所列词语的任何和所有组合。例如，表达“A和/或B”可包括A，可包括B，或者可包括A和B两者。
在本公开中，包括诸如“第一”和“第二”等之类的序数和/或类似物的表达可修饰各种元件。然而，这样的元件不受以上表达限制。例如，以上表达不限制元件的顺序和/或重要性。以上表达仅仅用于区分一个元件和其它元件的目的。例如，虽然对于它们中的两者，第一用户设备和第二用户设备是用户设备，但第一用户设备和第二用户设备指示不同的用户设备。例如，第一元件可能被称为第二元件，并且类似地，第二元件也可能被称为第一元件，而不会脱离本公开的范围。
在其中组件根据其而被称为“连接”或“访问”到其它组件的情况下，应当理解的是：不仅仅是该组件直接连接或访问到其它组件，而且在该组件和其它组件之间也可能存在另一组件。同时，在其中组件根据其而被称为“直接连接”或“直接访问”到其它组件的情况下，应当理解的是：其间不存在任何组件。
在本公开中使用的术语仅用于描述特定的各种实施例，并且不旨在限制本公开。单数形式旨在包括复数形式，除非上下文以其它形式明确指示。
除非以其它方式定义，否则包括在此使用的技术和/或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域技术人员通常理解的相同的含义。另外，除非以其它方式定义，否则在通常使用的字典中定义的所有术语可能不被过度解释。
图1是描述根据本公开实施例的波束形成的图。
参考图1，无线通信***包括多个对端节点90、110、120、130、140，其中对端节点90可搜索用于分别进行与对端节点110、120、130和140的无线通信的最佳波束，并且建立用于数据的通信的搜索到的最佳波束B1、B2、B3和B4。例如，对端节点90可能是AP或终端。对端节点90搜索对于对端节点110、120、130、140的最佳波束的过程被称为“波束搜索过程”。当对端节点90需要连接到对端节点110、120、130、140时，对端节点90可重复波束搜索过程以分别搜索对于对端节点110、120、130、140的最佳波束。
例如，扇区级扫描(SLS)指的是用于链路检测的协议。SLS使得节点能够仅仅通过改变波束的方向而连续地发送包含相同内容的特定帧。当成功地接收到帧时，从帧中的一个确定波束的方向，其中所述帧中的一个是用指示链路性能的最高指示符(例如信噪比(SNR)、接收信号强度指示符(RSSI)等)接收的。可以通过SLS协议获得SLS波束ID。
例如，波束优化(refinement)协议(BRP)指的是连续不断地优化经由SLS搜索的方向以最大化数据率的协议。BRP允许使用专为BRP协议定义的BRP帧的波束搜索过程。BRP帧可包括用于波束搜索过程的信息和用于报告搜索结果的信息。使用已经由波束搜索过程确定的波束来发送BRP帧。当成功地接收到对应的BRP帧时，附着到BRP帧末尾的训练序列实际上可用于训练波束。当SLS使用用于波束搜索过程的帧时，BRP使用简单结构的训练序列。也就是说，只有当成功接收到BRP帧时，波束搜索过程才可能是成功的。可以通过BRP协议获得BRP波束ID。
波束跟踪(BT)指的是在发送数据的同时执行波束搜索过程的方法。BT经由下述数据帧接收数据，并允许正好在数据的接收之后的额外的波束搜索过程，其中该数据帧的末尾包括用于波束搜索过程的训练序列。用于波束搜索过程的信息可包含在物理层(PHY)报头中。
在其中存在多个节点的状态中，如果每次对端节点改变时执行波束搜索过程，以上所述的方法可能引起大量的开销。
图2A是描述根据本公开各种实施例的电子设备使用波束形成进行通信的方法或过程200的流程图。
根据本公开各种实施例的电子设备100(例如图1中所示的对端节点90)可包括在无线通信***中使用波束形成进行无线通信的AP或终端。
根据本公开各种实施例的电子设备100可使用数据分组中包含的调度信息、用户信息等来重新设置与状态对应的最佳波束，而不执行波束搜索过程来重新设置波束。因此，电子设备100可以增加数据传输量并解决服务延迟。
参考图2A，当电子设备100没有收集用于对端节点的初始波束形成设置信息时，在操作201中，电子设备100可执行对于对端节点的波束搜索过程。基于通过波束搜索过程获得的波束形成设置信息，电子设备100可建立波束形成链路，并且经由对应的链路交换数据。根据本公开实施例的波束形成设置信息可包括下列中的至少一个：SLS波束ID；BRP波束ID；用于选择天线模块的天线模块ID；用于选择天线阵列的天线模式信息；以及用于在选择的天线阵列中选择一个或多个天线元件的射频(RF)模式信息。
参考图2B，电子设备100可包括用于传送(包括发送和/或接收)数据的通信单元250。通信单元250可包括多个天线模块，例如第一天线模块260和第二天线模块270。例如，第一天线模块260可包括在顶部和底部/左边和右边/中央处布置的、在区域中的多个天线阵列261～265。第二天线模块270可包括在顶部和底部/左边和右边/中央处布置的、在区域上的多个天线阵列271～275。天线阵列261～265和271～275中的每一个可包括多个天线元件。如图2B中所示，天线元件可被配置成具有在垂直(V)/水平(H)方向上的偏振特性。天线元件还可以被配置成具有在由于组合垂直(V)和水平(H)极化而产生的+45/-45°方向上的偏振特性。
在本公开另一实施例中，各个天线元件可能是宽边(broadside)天线或端射(end-fire)天线。宽边天线是其中波束转向方向与排列各个天线元件的平面的法线方向相同的天线。端射天线是其中波束转向方向在排列各个天线元件的平面中的天线。
当电子设备100执行对于对端节点251的波束搜索过程时，其可获得搜索结果。当搜索结果包含SLS波束ID、BRP波束ID、用于选择第一天线模块260的天线模块ID、与各个天线元件的波束转向方向或偏振特性相关的天线模式信息，并且特定的天线阵列包括多个RF模块时，随着天线阵列中的多个RF模块被打开/关闭，控制天线阵列的波束宽度的RF模式信息可被获得作为波束形成设置信息。
根据本公开实施例，天线模式信息可被设置成H/V偏振或+45/-45°极化，或者可相关于偏振特性而获得。天线模式信息还可被设置成宽边天线或端射天线，或者可相关于波束转向方向而被获得。
在本公开另一实施例中，可设置或获得RF模式信息以从顶部天线阵列261中的右端选择四个天线元件。所述多个RF模块可分别一对一连接到天线元件，或者可一对一连接到子阵列，其中子阵列中的每一个用两个或多个天线元件形成。例如，当顶部天线阵列261被配置成包括八个天线元件时，天线元件一对一或基于下述组而连接到RF模块，其中所述组中的每一个包括两个或四个天线元件。可使用预先设置的位图信息来表示连接各个RF模块和天线阵列的方法。
另外，波束形成设置信息可进一步包括关于对端节点241的位置信息，例如距离、角度等。可通过用于获得位置信息的各种时序或传感器来获得距离和角度。
返回来参考图2A，在操作203中，电子设备100可分别在波束形成设置表格和用户表格中存储获得的关于对端节点的波束形成设置信息和标识信息。用户表格可被映射到波束形成设置表格。也就是说，根据用户表格中包括的关于对端节点的标识信息，可在波束形成设置表格中确定关于对端节点的波束形成设置信息的位置。可在存储器(未示出)中存储用户表格和波束形成设置表格。表格I和表格II分别是用户表格和波束形成设置表格的示例。
[表格I]
用户索引 AID 媒体访问控制(MAC)地址
1 10 AA-AA-AA-AA-AA-AA
2 12 BB-BB-BB-BB-BB-BB
3 - CC-CC-CC-CC-CC-CC
4 16 DD-DD-DD-DD-DD-DD
[表格II]
SLS波束ID BRP波束ID 天线模块ID 天线模式 RF模式 距离 角度
1 3 1 3 2 2 10
2 4 1 3 1 2 10
1 2 3 2 1 3 30
1 - 2 - - 4 20
在表格I中，用户索引是关于对端节点的标识信息的示例。例如，电子设备100可从发送/接收或传送分组中包括的对端节点的媒体存取控制(MAC)地址识别关于对端节点的标识信息，或者从用户表格识别例如用户索引的调度信息中包括的对端节点的相关联ID(AID)。之后，电子设备100可在波束形成设置表格中存储映射到对应的用户索引的波束形成设置信息。
电子设备100可以使用下列信息来在与对端节点交换数据时执行快速波束切换过程。
1)调度信标或通告帧中的AID信息
2)接收的分组的发送MAC地址
3)创建的分组的接收MAC地址
作为第一实施例，在操作205中，电子设备100可通过使用通告帧或信标中包含的调度信息来确定是否对端节点被改变。例如，电子设备100可识别调度信息中的AID信息，并且确定是否改变用户表格中关于对端节点的标识信息。可在发送数据的源节点中或者在接收数据的目的地节点中创建调度信息。
作为第二实施例，在操作207中，电子设备100可通过使用接收分组中包含的源节点的MAC地址来确定是否对端节点被改变。例如，电子设备100可识别接收分组中包含的源节点的MAC地址，并且确定是否改变用户表格中关于对端节点的标识信息。
作为第三实施例，在操作209中，电子设备100可通过使用待发送的发送分组中包含的目的地节点的MAC地址来确定是否对端节点被改变。例如，电子设备100可识别发送分组中包含的目的地节点的MAC地址，并且确定是否改变用户表格中关于对端节点的标识信息。
当电子设备100确定改变关于对端节点的标识信息时，根据实施例1、2和3之一，在操作211中，电子设备100可在存储的用户表格和波束形成设置表格中搜索与关于改变的对端节点的标识信息对应的波束形成设置信息。
在操作213中，电子设备100可确定是否存在与关于改变的对端节点的标识信息对应的波束形成设置信息。当在操作213中电子设备100确定不存在与关于改变的对端节点的标识信息对应的波束形成设置信息时，在操作215中它执行对于相应的对端节点的波束搜索过程，类似于操作201，并且然后在操作217中利用关于该相应对端节点获得的波束形成设置信息更新用户表格和波束形成设置表格。
当在操作213中电子设备100确定在波束形成设置表格中存在与关于被改变的对端节点的标识信息对应的波束形成设置信息时，在操作219中它可确定波束形成设置信息是否有效。例如，可通过使用关于对端节点的位置信息来执行波束形成设置信息的有效性。作为示例，当对端节点的距离和/或角度的变化量大于或等于预先设置的值时，电子设备100确定从波束形成设置表格获得的波束形成设置信息不是有效的。当在操作219中电子设备100确定从波束形成设置表格获得的波束形成设置信息不是有效的时，电子设备100继续进行操作215和217，如上所述。
当在操作219中电子设备100确定从波束形成设置表格获得的波束形成设置信息是有效的时，在操作221中它可基于获得的波束形成设置信息建立波束形成链路，并且经由建立的链路与对端节点交换数据。也就是说，本公开实施例能够有效地建立对于改变的对端节点的波束形成链路而不执行波束搜索过程。
图3A、3B、4A、4B、5A和5B是描述用于执行波束搜索过程的第一至第三实施例的图。
电子设备100例如可从AP接收用于数据通信的调度信息，并且在预先设置的持续时间(间隔)中传送数据而不冲突。该持续时间(间隔)被称为“服务时间段”。终端和AP能够使用服务时间段访问无线媒体。为此，AP可经由诸如通告帧之类的一个或多个信标分组、使用扩展调度单元而周期性地或非周期性地向终端通知调度信息。为了进行通知，可以如图3B中所示的格式配置调度信息。扩展调度单元可包括：关于源节点的AID信息(源AID311)、关于目的地节点的AID信息(目的地AID 313)、以及调度持续时间的开始点(分配开始314)和块持续时间(分配块持续时间315)。
参考图3A，在操作301中，电子设备100可从调度信息获得关于源节点的AID信息(源AID 311)、关于目的地节点的AID信息(目的地AID 313)、以及调度持续时间的开始点(分配开始314)和块持续时间(分配块持续时间315)。在操作303中，电子设备100可确定它是否是源节点。例如，电子设备100可确定它是否作为AP操作。
当在操作303中电子设备100是源节点时，在操作305中它可基于关于目的地节点的AID信息(目的地AID 313)而从用户表格识别关于对端节点的标识信息，并且在波束形成设置表格搜索对应于识别出的标识信息的波束形成设置信息。
当在操作303中电子设备100不是源节点时，这指示：它是目的地节点。也就是说，当电子设备100是目的地节点时，在操作307中它可基于关于源节点的AID信息(源AID 311)而从用户表格识别关于对端节点的标识信息，并且从波束形成设置表格搜索对应于识别出的标识信息的波束形成设置信息。
电子设备100可使用调度持续时间的开始点(分配开始314)和分配块持续时间315获得它将与其通信的节点和持续时间。因此，电子设备100可基于从波束形成设置表格获得的波束形成设置信息而执行波束形成设置过程，并且在所述持续时间期间与对端节点交换数据。
当电子设备100不具有与从调度信息获得的AID信息对应的关于对端节点的波束形成设置信息或标识信息时，它可经由波束搜索过程获得关于对端节点的波束形成设置信息。之后，电子设备100分别在对应的表格中更新关于对端节点的波束形成设置信息和标识信息。
电子设备100可通过调度信息传送数据。电子设备100还能够经由基于竞争的访问向无线媒体传送数据。
参考图4A，在操作401中，电子设备100可从对端节点接收数据分组。例如，接收的分组可具有如图4B中所示的格式。在操作403中，电子设备100可从接收的分组的MAC报头提取对端节点的MAC地址411。例如，由于接收的分组可存储在存储器中，所以电子设备100可从存储器中存储的MAC报头提取对端节点的MAC地址。在操作405中，电子设备100可基于提取的MAC地址411从用户表格识别关于对端节点(即源节点)的标识信息，并且从波束形成设置表格搜索对应于识别出的标识信息的波束形成设置信息。
因此，电子设备100可基于获得的波束形成设置信息执行波束形成设置过程，并且基于设置的波束形成而从对端节点接收后续的分组。
当电子设备100不具有与从接收的分组获得的源节点的MAC地址对应的关于对端节点的波束形成设置信息或标识信息时，它可经由波束搜索过程获得关于对端节点的波束形成设置信息。之后，电子设备100分别在对应的表格中更新关于对端节点的波束形成设置信息和标识信息。
参考图5A，在操作501中，电子设备100可创建待发送到对端节点的数据分组。在操作503中，在向对端节点发送分组之前，电子设备100可从存储分组的缓冲器或存储器提取从其可以知道对端节点的标识信息的信息。例如，待发送的分组可具有如图5B中所示的格式。电子设备100可从对应的分组的MAC报头提取对端节点的MAC地址511。在操作505中，电子设备100可基于提取的MAC地址511而从用户表格识别关于对端节点(即目的地节点)的标识信息，并且从波束形成设置表格搜索对应于识别出的标识信息的波束形成设置信息。
为了向特定节点发送分组，电子设备100可执行对于所述节点的波束形成设置过程以在发送分组之前建立链路，并且经由建立的链路向对端节点发送数据分组。
当电子设备100不具有与从接收的分组获得的目的地节点的MAC地址对应的关于对端节点的波束形成设置信息或标识信息时，它可经由波束搜索过程获得关于对端节点的波束形成设置信息。之后，电子设备100分别在对应的表格中更新关于对端节点的波束形成设置信息和标识信息。
图6是描述根据本公开各种实施例的使用波束形成设置表格中信息变化的趋势更新波束形成设置信息的方法的流程图。
根据本公开各种实施例，当电子设备100为多个对端节点管理波束表格设置信息时，它可使用部分节点的波束形成设置信息中的变化趋势而确定关于对端节点的波束形成设置信息的有效性。例如，当用户或对端节点位置改变时，在通过使用波束形成设置表格设置波束形成中的执行可能过时(age)。因此，基于波束形成设置表格信息，实施例可使用部分节点的波束形成设置信息中的改变趋势而确定波束形成设置表格信息的有效性以预先更新波束形成设置表格或经由波束搜索过程重新搜索最佳的波束形成设置，而不改变波束形成设置。
参照图6，在操作601中，在电子设备100中存储的波束形成设置表格中第一对端节点的波束形成设置信息可能变化。例如，当第一对端节点的波束形成链路过时或被周期性地更新时，第一对端节点的波束形成设置信息被认为要更新。
在操作603中，电子设备100可更新波束形成设置表格中第一对端节点的被改变的波束形成设置信息，并且获得关于第一对端节点的位置信息，例如距离和/或角度。波束形成设置表格可进一步包括关于第一对端节点的位置信息。在操作605中，电子设备100可估计位置的变化，例如距离和/或角度的变化。
当在用户表格和波束形成设置表格中更新关于N个对端节点(N是正整数)的波束形成设置信息时，电子设备100可能已计算和存储了位置的变化。因此，在操作607中，电子设备100可检查N个对端节点的最新位置的变化。
在操作609中，电子设备100可比较第一对端节点的位置的变化与N个对端节点的最新位置的变化，并且确定用户位置是否被改变了，即电子设备100的位置是否被改变了。例如，当第一对端节点的位置的变化倾向于和N个对端节点的最新位置的变化相同时，电子设备100可确定用户位置已经改变了。相反，当第一对端节点的位置的变化大于或等于阈值时，电子设备100可确定第一对端节点具有改变后的位置。另一方面，当第一对端节点的位置的变化和N个对端节点的最新位置的变化倾向于改变到这样的没有意义的程度时，电子设备100可确定不能估计第一对端节点或用户的位置变化。
当在操作609中电子设备100确定用户位置已经改变时，在操作611中，基于关于N个对端节点和第一对端节点的波束形成设置信息的变化，它可更新用户表格和波束形成设置表格中关于其余对端节点的波束形成设置信息。也就是说，电子设备100可同时或共同更新波束形成设置表格中的波束形成设置信息，使得信息满足用户的位置变化，并且是有效的。
当在操作609中电子设备100确定第一对端节点的位置已经改变时，在操作613中它确定配置波束形成设置表格的关于其它对端节点的波束形成设置信息是有效的，并且可以对于所述节点使用现有的波束形成设置信息。
另一方面，当在操作609中电子设备100确定不能估计第一对端节点或用户的位置变化时，在操作615中它执行波束搜索过程以获得关于其它对端节点的波束形成设置信息，而不使用波束形成设置表格。这将最小化在使用现有的波束形成设置表格中的信息时的数据通信中故障的概率。
图7A、7B、8A、8B和图9A是描述使用图6中所示的波束形成设置表格中的信息变化的趋势更新波束形成设置信息的方法的图。
参考图7A，在操作701中，由于链路过时或周期性更新，电子设备720可更新关于第一对端节点的波束形成设置信息。在操作703中，电子设备720可获得关于第一对端节点的位置信息的变化，例如角度差ΔD1和距离差ΔR1。在操作705中，电子设备720可检查关于N个对端节点的最新位置信息的变化，例如角度差ΔD2～ΔDN和距离差ΔR2～ΔRN。
在操作707中，电子设备720可比较第一对端节点的位置的变化与N个对端节点的最新位置的变化，并且确定用户位置是否被改变。例如，电子设备720比较第一对端节点和N个对端节点之间的角度和距离的变化，即角度差ΔD1～ΔDN和距离差ΔR1～ΔRN。当电子设备720确定角度差和距离差分别是恒定的并且它们小于或等于对应的阈值时，它确定用户的方向已经改变，如图7B中所示。
当电子设备720确定用户的方向已经改变时，在操作709中，基于用户的方向的变化，它可共同更新关于其余对端节点的波束形成设置信息。在操作711中，电子设备720可基于更新的波束形成设置信息改变其余对端节点的波束形成设置，并且经由改变的波束形成设置传送数据。
另一方面，当在操作707中电子设备720确定不满足条件时，在操作713中它确定用户位置没有被改变或者不能估计变化。在这种情况下，电子设备720执行波束搜索过程以获得关于其余对端节点的波束形成设置信息，而不使用波束形成设置表格中的信息。
参考图7B，在其中电子设备720正通过第一波束形成设置而分别与第一至第三对端节点730～750建立第一链路731～751的状态中，当电子设备720确定在更新关于第一对端节点730的波束形成设置信息时用户的方向已经改变时，它可基于用户的方向的变化而共同更新关于其余节点740和750的波束形成设置信息。因此，方向已经改变的电子设备720可与第一至第三对端节点730～750建立第二链路733～753。
参考图8A，在操作801中，由于链路过时或周期性更新，电子设备820可更新关于第一对端节点的波束形成设置信息。在操作803中，电子设备820可获得关于第一对端节点的位置信息的变化，例如角度差ΔD1和距离差ΔR1。在操作805中，电子设备820可检查关于N个对端节点的最新位置信息的变化，例如角度差ΔD2～ΔDN和距离差ΔR2～ΔRN。
在操作807中，电子设备820可比较第一对端节点的位置的变化与N个对端节点的最新位置的变化，并且确定是否仅仅对端节点的位置改变了。例如，当电子设备820分别确定第一对端节点的角度和距离已经改变并且N个对端节点的角度差和距离差小于或等于对应的阈值时，它确定仅仅对应的对端节点的方向已经改变，如图8B中所示。
当在操作807中电子设备820确定满足条件时，在操作809中它确定第一对端节点的位置已经改变。在这种情况下，在操作811中，电子设备820确定关于除了第一对端节点之外的其余对端节点的波束形成设置信息是有效的，并且使用该信息。
另一方面，当在操作807中电子设备820确定不满足条件时，在操作813中它确定第一对端节点的位置没有改变或者不能估计该变化。在这种情况下，电子设备820执行波束搜索过程以获得关于其余对端节点的波束形成设置信息，而不使用波束形成设置表格中的信息。
参考图8B，在其中电子设备820通过第一波束形成设置而分别与第一至第三对端节点830～850建立第一链路831～851的状态中，电子设备820确定在更新关于第三对端节点850的波束形成设置信息时第三对端节点850的方向已经改变。在这种情况下，电子设备820确定在波束形成设置表格中的关于其余对端节点830和840的波束形成设置信息是有效的，并且使用该信息。因此，通过更新波束形成设置信息，电子设备820可仅仅与已经改变方向的第三对端节点850建立第二链路853。
参考图9A，在操作901中，由于链路过时或周期性更新，电子设备920可更新关于第一对端节点的波束形成设置信息。在操作903中，电子设备920可获得关于第一对端节点的位置信息的变化，例如角度差ΔD1和距离差ΔR1。在操作905中，电子设备920可检查关于N个对端节点的最新位置信息的变化，例如角度差ΔD2～ΔDN和距离差ΔR2～ΔRN。
在操作907中，电子设备920可比较第一对端节点的位置的变化与N个对端节点的最新位置的变化，并且确定用户位置(距离)是否被改变。例如，电子设备920比较第一对端节点和N个对端节点之间的角度和距离的变化，即角度差ΔD1～ΔDN和距离差ΔR1～ΔRN。当电子设备920确定距离差是恒定的并且角度差小于或等于阈值时，它确定用户的位置已经改变，如图9B中所示。
当电子设备920确定用户的位置已经改变时，在操作909中，基于用户的距离的变化，它可共同更新关于其余对端节点的波束形成设置信息。在操作911中，电子设备920可基于更新的波束形成设置信息改变其余对端节点的波束形成设置，并且经由改变的波束形成设置信息传送数据。
另一方面，当在操作907中电子设备920确定不满足条件时，在操作913中它确定用户位置没有改变或者不能估计变化。在这种情况下，电子设备920执行波束搜索过程以获得关于其余对端节点的波束形成设置信息，而不使用波束形成设置表格中的信息。
参考图9B，在其中电子设备920正通过第一波束形成设置与第一至第三对端节点930～950建立第一链路921的状态中，当电子设备920确定在更新关于第一对端节点930的波束形成设置信息时用户的位置已经改变(例如用户位于靠近第一对端节点930的地方)时，它可基于用户距离的变化而共同更新关于其余节点940和950的波束形成设置信息。因此，位置已经改变的电子设备920可与第一至第三对端节点930～950建立第二链路923。例如，由于电子设备920和节点930～950之间的距离减小(即它们彼此靠近)，则所述实施例使得电子设备920能够减少天线数量或增加波束宽度，从而减少功率消耗并提供相对高稳定性的链路。
图10是示出根据本公开各种实施例的使用波束形成进行无线通信的电子设备100的示意框图。
参考图10，电子设备100可包括通信单元1010、控制器1020和存储器1030。
通信单元1010可与至少一个对端节点交换信号。例如，通信单元1010可包括至少一个天线模块以根据控制器1020的控制执行波束形成。通信单元1010可包括在图2B中示出的通信单元250。
存储器1030可存储用户表格1031和波束形成设置表格1033。用户表格1031包括关于至少一个对端节点的标识信息。波束形成设置表格1033包括映射到标识信息的波束形成设置信息。根据本公开各种实施例的波束形成设置信息可包括下列中的至少一个：扇区级扫描(SLS)波束ID、波束优化协议(BRP)波束ID、天线模块ID、用于选择天线阵列之一的天线模式信息、以及用于在选择的天线阵列中选择天线元件之一的RF模式信息。
控制器1020可基于下列之一而从用户表格1031识别关于对端节点的标识信息：发送分组、接收分组和调度信息。控制器1020可从波束形成设置表格1033识别与关于对端节点的标识信息对应的波束形成设置信息。控制器1020基于识别出的波束形成设置信息控制通信单元1010以建立与对端节点的波束形成链路并且经由波束形成链路发送/接收或交换数据。
在一实施例中，控制器1020可确定从波束形成设置表格1033识别出的波束形成设置信息是否有效。当控制器1020确定识别出的波束形成设置信息是有效的时，它可基于识别出的波束形成设置信息而建立与对端节点的波束形成链路。基于对端节点的位置变化，例如距离变化或角度变化，控制器1020可确定识别出的波束形成设置信息是否有效。当控制器1020确定识别出的波束形成设置信息不是有效的时，它执行波束搜索过程以获得关于对端节点的波束形成设置信息。控制器1020可用获得的波束形成设置信息更新波束形成设置表格1033。
例如，控制器1020可包括用户选择模块1021、波束搜索模块1023和波束选择模块1025。
基于来自调度信息、接收分组或发送分组的对端节点的AID或MAC地址，用户选择模块1021可从用户表格1031识别关于对端节点的标识信息。在调度信息中的对端节点的AID例如可由调度器(未示出)提供。在接收或发送分组中的对端节点的MAC地址例如可由通信单元1010提供。
波束搜索模块1023可执行对于对端节点的波束搜索过程以获得最佳的波束形成设置信息。当波束搜索模块1023没有从波束形成设置表格1033识别出与关于一对端节点的标识信息对应的波束形成设置信息时，它可经由波束搜索过程获得关于所述对端节点的波束形成设置信息。波束搜索模块1023可用获得的波束形成设置信息更新波束形成设置表格1033。
波束选择模块1025可管理映射到下述标识信息的波束形成设置信息，该标识信息关于用户选择模块1021从波束形成设置表格1033选择的对端节点。例如，当波束选择模块1025经由波束搜索过程等获得映射到关于选择的对端节点的标识信息的波束形成设置信息时，它可用获得的信息更新波束形成设置表格1033。另外，波束选择模块1025可从波束形成设置表格1033识别映射到关于选择的对端节点的标识信息的波束形成设置信息。
在本公开各种实施例中，当在波束形成设置表格1033中更新关于对端节点的波束形成设置信息时，控制器1020可获得对端节点的位置变化。控制器1020可比较获得的对端节点的位置的变化与其它对端节点中的至少一个的最新位置的变化。存储器1030可能已经存储至少一个对端节点的最新位置变化，例如距离变化或角度变化。
当控制器1020从比较确定电子设备100的位置已经改变时，例如当电子设备100的方向改变和/或电子设备100和对端节点之间的距离被调节中的两者或任一个，基于电子设备100的位置变化，控制器1020可在波束形成设置表格1033中更新关于其余对端节点的波束形成设置信息(未施加到电子设备100的位置变化)。
另一方面，当控制器1020从比较中确定对端节点的位置已经改变时，它可使用在波束形成设置表格1033中的用于其余对端节点的现有波束形成设置信息。
本发明各种实施例能够每当对端节点被改变时使用表格中存储的波束形成设置信息而不执行波束搜索，从而减少开销并执行高效的数据通信。
另外，本公开各种实施例能够更新表格中存储的波束形成设置信息的有效性，从而为对端节点执行精确的波束形成。
根据本公开各种实施例的电子设备的元件/单元中的每一个可用一个或多个组件来实现，并且根据电子设备的类型而被称为不同的名称。根据本公开各种实施例的电子设备可包括以上所述的一个或多个元件。可以这样的方式修改电子设备，使得去除一部分元件或包括新元件。另外，还可以这样的方式修改根据本公开各种实施例的电子设备，使得部分元件被集成到执行其原始功能的一个实体中。
在本公开中，术语“～单元”、“～设备”或“～模块”指的是包括硬件、软件、固件或其组合的“单元”。例如，术语“～单元”、“～设备”或“～模块”可与“～逻辑”、“～逻辑块”、“～组件”、“～电路”等互换。术语“～单元”、“～设备”或“～模块”可能是集成组件的最小单元或一部分。术语“～单元”、“～设备”或“～模块”可能是可以执行一个或多个功能的最小单元或其一部分。术语“～单元”、“～设备”或“～模块”可以以机械或电子模式来实现。例如，根据本公开各种实施例的“～单元”、“～设备”或“～模块”可用下列中的一个或多个来实现：专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)以及可以执行已知的或将被开发的功能的可编程逻辑器件。
在说明书和附图中描述的本公开的实施例仅被提供来帮助本公开的全面理解，并且不暗示限制。虽然以上已经详细描述了本公开的实施例，但是应当理解的是：在此所述的可能对本领域技术人员明显的基本发明构思的许多变化和修改将仍然落入如在所附权利要求中限定的本公开实施例的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种用于使用波束形成执行无线通信的电子设备，包括：
通信单元，其与对端节点交换信号；
存储器，其存***束形成设置表格；和
控制器，其基于调度信息、接收分组和发送分组中的至少一个而识别关于所述对端节点的标识信息；从所述波束形成设置表格识别与关于已被识别出的所述对端节点的所述标识信息对应的波束形成设置信息；并且基于所述波束形成设置信息而建立与所述对端节点的波束形成链路以经由所述波束形成链路传送数据。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中：
所述存储器存储用户表格；以及
基于所述用户表格，所述控制器识别关于与在所述接收分组、所述发送分组或所述调度信息中包括的地址或标识(ID)对应的所述对端节点的标识信息。
3.如权利要求1所述的电子设备，其中，当没有从所述波束形成设置表格识别出与关于所述对端节点的所述标识信息对应的波束形成设置信息时，所述控制器经由波束搜索过程获得关于所述对端节点的波束形成设置信息，并且利用由所述控制器获得的所述波束形成设置信息来更新所述波束形成设置表格。
4.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述控制器：
确定识别出的所述波束形成设置信息是否是有效的；
当确定识别出的所述波束形成设置信息是有效的时，基于识别出的所述波束形成设置信息，建立与所述对端节点的波束形成链路；以及
当确定识别出的所述波束形成设置信息不是有效的时，经由波束搜索过程获得关于所述对端节点的波束形成设置信息以利用获得的所述波束形成设置信息来更新所述波束形成设置表格。
5.如权利要求4所述的电子设备，其中：
所述波束形成设置表格包括关于所述对端节点的位置信息，其中所述位置信息包括相对于所述对端节点的距离和/或角度；以及
所述控制器使用关于所述对端节点的所述位置信息来确定识别出的所述波束形成设置信息是否是有效的。
6.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述波束形成设置信息包括下列中的至少一个：
扇区级扫描(SLS)波束ID、波束优化协议(BRP)波束ID、天线模块ID、与天线元件的波束转向方向或偏振特性相关的天线模式信息和控制天线阵列的波束宽度的RF模式信息。
7.如权利要求1所述的电子设备，其中，当在所述波束形成设置表格中关于所述对端节点的波束形成设置信息被更新时，所述控制器获得所述对端节点的位置的变化，并且比较获得的位置的变化与至少一个不同的对端节点的最新位置的变化。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，当所述控制器基于比较而确定所述电子设备的位置已经改变时，所述控制器基于用户位置的变化而更新关于没有向所述波束形成设置表格施加所述位置的变化的其余对端节点的波束形成设置信息。
9.如权利要求7所述的电子设备，其中，当所述控制器基于比较而确定所述对端节点的位置已经改变时，所述控制器向其余对端节点应用在所述波束形成设置表格中的现有的波束形成设置信息。
10.一种用于电子设备使用波束形成执行无线通信的方法，所述方法包括：
基于调度信息、接收分组和发送分组中的至少一个，识别关于对端节点的标识信息；
从波束形成设置表格识别与关于对端节点的所述标识信息对应的波束形成设置信息；并且
基于所述波束形成设置信息而建立与所述对端节点的波束形成链路以经由所述波束形成链路传送数据。
11.如权利要求10所述的方法，其中，识别关于对端节点的标识信息包括：
基于存储的用户表格，识别关于与在所述接收分组、所述发送分组或所述调度信息中包括的地址或标识(ID)对应的对端节点的所述标识信息。
12.如权利要求10所述的方法，还包括：
当没有从所述波束形成设置表格识别出与关于所述对端节点的所述标识信息对应的波束形成设置信息时，经由波束搜索过程获得关于所述对端节点的波束形成设置信息；并且
利用所获得的所述波束形成设置信息来更新所述波束形成设置表格。
13.如权利要求10所述的方法，还包括：
确定已被识别出的所述波束形成设置信息是否是有效的。
14.如权利要求13所述的方法，其中，建立波束形成链路以经由所述波束形成链路传送数据包括：
当确定已被识别出的所述波束形成设置信息是有效的时，基于已被识别出的所述波束形成设置信息，建立与所述对端节点的波束形成链路；并且
当确定已被识别出的所述波束形成设置信息不是有效的时，经由波束搜索过程获得关于所述对端节点的波束形成设置信息以基于获得的所述波束形成设置信息建立与所述对端节点的波束形成链路。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
利用经由波束搜索过程获得的关于所述对端节点的所述波束形成设置信息来更新所述波束形成设置表格。
16.如权利要求13所述的方法，其中：
所述波束形成设置表格包括关于所述对端节点的位置信息，其中所述位置信息包括相对于所述对端节点的距离和/或角度；并且
使用关于所述对端节点的所述位置信息来执行确定已被识别出的所述波束形成设置信息是否是有效的。
17.如权利要求10所述的方法，其中，所述波束形成设置信息包括下列中的至少一个：
扇区级扫描(SLS)波束ID、波束优化协议(BRP)波束ID、天线模块ID、与天线元件的波束转向方向或偏振特性相关的天线模式信息和控制天线阵列的波束宽度的RF模式信息。
18.如权利要求10所述的方法，还包括：
当更新在所述波束形成设置表格中的关于所述对端节点的波束形成设置信息时，获得所述对端节点的位置的变化；并且
比较获得的位置的变化与至少一个不同的对端节点的最新位置的变化。
19.如权利要求18所述的方法，还包括：
当基于比较，所述电子设备的位置已经改变时，检测用户位置的变化；并且
基于所述用户位置的变化，更新关于没有向所述波束形成设置表格施加所述用户位置的变化的其余对端节点的波束形成设置信息。
20.如权利要求18所述的方法，还包括：
当基于比较，所述对端节点的位置已经改变时，向其余对端节点应用在所述波束形成设置表格中的现有波束形成设置信息。
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