Устройство связи, способ управления связью и система связи
Изобретение относится к области связи. Техническим результатом является использование высокоскоростного определения методом «обучения» направленности антенны для связи в диапазоне миллиметровых волн. Предлагается устройство связи, включающее в себя первый блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи, и второй блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом первый блок радиосвязи передает другому устройству связи командный сигнал, отдающий команду определить методом "обучения" направленность луча, и второй блок радиосвязи после завершения передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает упомянутому другому устройству связи опорный сигнал луча, используемый для определения методом "обучения" направленности луча. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 21 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству связи, способу управления связью и системе связи.
Описание предшествующего уровня техники
В настоящее время развивается новый способ связи, имеющий целью повышение скорости передачи данных для радиосвязи, с использованием высокочастотных электромагнитных волн, именуемых миллиметровыми волнами. Длина волны миллиметровых волн составляет от 10 мм до 1 мм, и частота миллиметровых волн составляет от 30 ГГц к 300 ГГц, и выделение канала в единицах ГГц выполняется, например, в диапазоне частот 60 ГГц или ему подобном.
Обычно миллиметровые волны характеризуются тем, что они, по сравнению с микроволнами, распространяются более прямолинейно и ослабляются при отражении в более значительной степени. Следовательно, канал радиосвязи при связи в диапазоне миллиметровых волн, главным образом, образован неотраженными волнами или отраженными волнами, отраженными один раз или около того. Миллиметровые волны также характеризуются тем, что потери при распространении в свободном пространстве являются большими (дальность распространения электрической волны является малой). Следовательно, хотя радиосвязь с использованием миллиметровых волн имеет то преимущество, что пространственное разделение каналов может быть выполнено проще, чем в случае использования микроволн, имеется тот аспект, что дальность связи является малой.
Один из подходов для того, чтобы скомпенсировать такого рода недостаток миллиметровых волн и использовать высокоскоростную радиосвязь с использованием миллиметровых волн в более разнообразных местах, заключается в том, чтобы добавить направленности антеннам передающих и принимающих устройств и нацеливать луч передачи и луч приема в том направлении, в котором располагается устройство на другом конце канала связи, чтобы таким образом увеличить дальность связи. Направленностью луча можно управлять, например, устанавливая множество антенн на передающих и принимающих устройствах и присваивая соответствующим антеннам различные весовые коэффициенты. Например, публикация нерассмотренной японской патентной заявки номер 2000-307494 раскрывает технологию осуществления радиосвязи при помощи миллиметровых волн после обмена управляющим сигналом через такую среду связи, как звуковые волны, инфракрасные лучи, свет или им подобную, и определения методом "обучения" оптимальной направленности антенны.
Сущность изобретения
Однако технология определения методом "обучения" оптимальной направленности антенны, во-первых, изменяет направленность антенны в конце передачи всякий раз при передаче и приеме одного пакета, и, во-вторых, определяет оптимальную направленность в конце приема в соответствии с результатом приема пакета. В этом случае необходимо передавать и принимать то же самое количество пакетов, что и количество диаграмм направленности лучей, что увеличивает время для определения методом "обучения" оптимальной направленности и может вызвать ухудшение пропускной способности.
В свете вышесказанного желательно предложить новое и улучшенное устройство связи, способ управления связью и систему связи, которые делают возможным использование высокоскоростного определения методом "обучения" направленности антенны для связи в диапазоне миллиметровых волн.
В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения предусматривается устройство связи, включающее в себя первый блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и второй блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом первый блок радиосвязи передает другому устройству связи командный сигнал, отдающий команду определить методом "обучения" направленность луча, и второй блок радиосвязи после завершения передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает упомянутому другому устройству связи опорный сигнал луча, используемый для определения методом "обучения" направленности луча.
Второй блок радиосвязи может передавать опорный сигнал луча после того, как истекает некоторый предписанный промежуток времени с момента завершения передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи.
Командный сигнал может содержать только заголовочную часть формата сигнала, соответствующего первому способу связи.
Опорный сигнал луча может представлять собой сигнал, содержащий множественные последовательности сигналов, соответственно связанные с различными диаграммами направленности.
Опорный сигнал луча может представлять собой сигнал, содержащий множественные временные интервалы, соответственно корреспондирующие этим множественным последовательностям сигналов.
Опорный сигнал луча может представлять собой сигнал, объединяющий множественные последовательности сигналов в ортогональном или псевдоортогональном отношении друг к другу.
По меньшей мере, часть обработки радиосигнала при передаче в соответствии с первым способом связи и, по меньшей мере, часть обработки радиосигнала при передаче в соответствии со вторым способом связи могут быть исполнены с использованием общей схемы.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения предусматривается устройство связи, включающее в себя: первый блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и второй блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом после того, как первый блок радиосвязи передаст другому устройству связи командный сигнал, отдающий команду определить методом "обучения" направленность луча, первый блок радиосвязи перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает упомянутому другому устройству связи опорный сигнал луча, используемый для определения методом "обучения" направленности луча передачи второго блока радиосвязи.
Первый блок радиосвязи может дополнительно принимать уведомляющий сигнал, содержащий значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча, определенной на основе опорного сигнала луча от упомянутого другого устройства связи, и второй блок радиосвязи может осуществлять радиосвязь с упомянутым другим устройством связи, используя диаграмму направленности луча, указанную значением параметра, содержащимся в уведомляющем сигнале.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения предусматривается устройство связи, включающее в себя первый блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и второй блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом после приема командного сигнала, отдающего команду определить методом "обучения" направленность луча, первый блок радиосвязи определяет некоторый момент времени после завершения приема командного сигнала и перед передачей сигнала ответа на командный сигнал в качестве момента времени начала приема опорного сигнала луча, и второй блок радиосвязи начинает прием опорного сигнала луча с момента времени начала приема, определенного первым блоком радиосвязи, и определяет, основываясь на принятом опорном сигнале луча, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча.
Момент времени начала приема может представлять собой момент времени после истечения некоторого предписанного промежутка времени с момента завершения приема командного сигнала первым блоком радиосвязи.
По меньшей мере, часть обработки радиосигнала при приеме, соответствующей первому способу связи, и, по меньшей мере, часть обработки радиосигнала при приеме, соответствующей второму способу связи могут быть исполнены с использованием общей схемы.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения предусматривается устройство связи, включающее в себя: первый блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и второй блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом после приема командного сигнала, отдающего команду определить методом "обучения" направленность луча, первый блок радиосвязи далее принимает опорный сигнал луча, передаваемый вслед за командным сигналом и используемый для определения методом "обучения" направленности луча передачи, подлежащей использованию для радиосвязи вторым блоком радиосвязи, и определяет, основываясь на принятом опорном сигнале луча, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча.
Первый блок радиосвязи может определять значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча в соответствии с анализом собственных значений, основанном на опорном сигнале луча.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретение предусматривается способ управления связью между передающим устройством и принимающим устройством, способных поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи и вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, включающий в себя этапы, на которых:
передают командный сигнал, отдающий команду определить методом "обучения" направленность луча, от передающего устройства принимающему устройству в соответствии с первым способом связи; передают опорный сигнал луча, используемого для определения методом "обучения" направленности луча, от передающего устройства принимающему устройству в соответствии со вторым способом связи после завершения передачи командного сигнала и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал;
начинают прием опорного сигнала луча с некоторого предписанного момента времени начала приема, каковой момент времени определяется на основе принятого командного сигнала в принимающем устройстве; и определяют, основываясь на принятом опорном сигнале луча, параметр для указания луча, имеющего оптимальную направленность.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения предусматривается система связи, включающая в себя передающее устройство и принимающее устройство, соответственно включающие в себя первый блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и второй блок радиосвязи, способный поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом первый блок радиосвязи передающего устройства передает принимающему устройству командный сигнал, отдающий команду определить методом "обучения" направленность луча, второй блок радиосвязи передающего устройства после завершение передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает принимающему устройству опорный сигнал луча, используемый для определения методом "обучения" направленности луча, после приема командного сигнала первый блок радиосвязи принимающего устройства определяет, основываясь на командном сигнале, момент времени начала приема опорного сигнала луча, и второй блок радиосвязи принимающего устройства начинает прием опорного сигнала луча с этого определенного момента времени начала приема и определяет, основываясь на принятом опорном сигнале луча, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча.
В соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, описанными выше, можно предоставить устройство связи, способ управления связью и систему связи, которые делают возможным высокоскоростное определение методом "обучения" направленности антенны, используемой для связи в диапазоне миллиметровых волн.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схематическое изображение, показывающее общий вид системы связи, соответствующей одному варианту реализации изобретения.
Фиг.2 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации передающего устройства, соответствующего первому варианту реализации изобретения.
Фиг.3 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока в передающем устройстве, соответствующем первому варианту реализации изобретения.
Фиг.4 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример диаграмм направленности луча.
Фиг.5 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример форматов командного сигнала и опорного сигнала луча.
Фиг.6 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации принимающего устройства, соответствующего первому варианту реализации изобретения.
Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока в принимающем устройстве, соответствующем первому варианту реализации изобретения.
Фиг.8 представляет собой пояснительное изображение для описания обработки данных при управлении направленностью.
Фиг.9 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример последовательности передачи и приема сигналов, соответствующей первому варианту реализации изобретения.
Фиг.10 представляет собой пояснительное изображение, показывающее другой пример формата опорного сигнала луча, соответствующего первому варианту реализации изобретения.
Фиг.11 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации передающего устройства, соответствующего второму варианту реализации изобретения.
Фиг.12 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока в передающем устройстве, соответствующем второму варианту реализации изобретения.
Фиг.13 представляет собой пояснительное изображение для описания согласования по времени передачи опорного сигнала луча, соответствующего второму варианту реализации изобретения.
Фиг.14 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации принимающего устройства, соответствующего второму варианту реализации изобретения.
Фиг.15 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока в принимающем устройстве, соответствующем второму варианту реализации изобретения.
Фиг.16 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации передающего устройства, соответствующего третьему варианту реализации изобретения.
Фиг.17 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример форматов командного сигнала и опорного сигнала луча, соответствующих третьему варианту реализации изобретения.
Фиг.18 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации принимающего устройства, соответствующего третьему варианту реализации изобретения.
Фиг.19 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации первого цифрового блока в принимающем устройстве, соответствующем третьему варианту реализации изобретения.
Фиг.20 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока в принимающем устройстве, соответствующем третьему варианту реализации изобретения.
Фиг.21 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример последовательности передачи и приема сигналов, соответствующей третьему варианту реализации изобретения.
Подробное описание изобретения
Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения. Отметим, что в этом описании и на прилагаемых чертежах те конструктивные элементы, которые имеют, по существу, одну и ту же функцию и конструкцию, обозначены одними теми же ссылочными позициями, и повторное объяснение этих конструктивных элементов не приводится.
Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения будут описаны далее в следующем порядке.
1. Общее описание системы связи
2. Объяснение первого варианта реализации изобретения
2-1. Конфигурация передающего устройства
2-2. Конфигурация принимающего устройства
2-3. Пример последовательности передачи и приема сигналов
2-4. Альтернативный пример
3. Объяснение второго варианта реализации изобретения
3 - 1. Конфигурация передающего устройства
3-2. Конфигурация принимающего устройства
4. Объяснение третьего варианта реализации изобретения
4-1. Конфигурация передающего устройства
4-2. Конфигурация принимающего устройства
4-3. Пример последовательности передачи и приема сигналов
4-4. Альтернативный пример
5. Резюме
1. Общее описание системы связи
Фиг.1 представляет собой схематическое изображение, показывающее общий вид системы (1) связи, соответствующей одному варианту реализации настоящего изобретения. Согласно фиг.1 система (1) связи включает в себя устройство (100) связи и устройство (200) связи. В этом варианте реализации изобретения устройство (100) связи передает данный сигнал, который будет описан позже, устройству (200) связи и начинает поддерживать связь с устройством (200) связи. Устройство (200) связи принимает сигнал, переданный из устройства (100) связи, и начинает поддерживать связь с устройством (100) связи. Следовательно, в этом описании, в некоторых случаях, устройство (100) связи именуется как устройство на передающем конце (канала связи) или передающее устройство, а устройство (200) связи именуется как устройство на принимающем конце (канала связи) или принимающим устройством.
Устройства (100) и (200) связи могут осуществлять радиосвязь друг с другом в соответствии с первым и вторым способами связи. Первый способ связи представляет собой способ связи, использующий электромагнитные волны, такие как микроволны, которые, например, распространяются менее прямолинейно и ослабляются при отражении в менее значительной степени по сравнению с вышеописанными миллиметровыми волнами. Первый способ связи может представлять собой способ связи, основанный на стандартах беспроводной локальной сети (LAN), таких как, например, IEEE802.Ha/b/g<http://IEEE802.Ha/b/g>. Таким образом, осуществляя радиосвязь в соответствии с первым способом связи, устройства (100) и (200) связи могут поддерживать связь друг с другом, не учитывая направленность луча передачи и луча приема. С другой стороны, второй способ связи представляет собой способ связи, использующий электромагнитные волны, которые распространяются прямолинейно и в значительной степени ослабляются при отражении, типичным представителем которых являются вышеописанные миллиметровые волны. Второй способ связи может представлять собой способ связи, основанный на стандартах связи с очень высокой пропускной способностью (VHT-связи), использующих, например, диапазон часто 60 ГГц. Таким образом, предпочтительно, чтобы, осуществляя радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, устройства (100) и (200) связи передавали и принимали радиосигналы, нацеливая луч передачи и луч приема на устройство на другом конце канала связи.
В примере, показанном на фиг.1, устройство (100) связи включает в себя антенну (110) для передачи и приема радиосигналов в соответствии с первым способом связи и множество антенн со (160 а) по (160 n) для передачи и приема радиосигналов в соответствии со вторым способом связи. Устройство (200) связи включает в себя антенну (210) для передачи и приема радиосигналов в соответствии с первым способом связи и множество антенн с (260 а) по (260 n) для передачи и приема радиосигналов в соответствии со вторым способом связи. Устройства (100) и (200) связи могут осуществлять так называемую MIMO-связь (связь с множественными входами и множественными выходами) в соответствии со вторым способом связи при использовании множества антенн со (160 а) по (160 n) и множества антенн с (260 а) по (260 n). Регулируя весовые коэффициенты, присваиваемые сигналам, передаваемым и принимаемым через соответствующие антенны, управляют направленностью лучей передачи и приема во время радиосвязи в соответствии со вторым способом связи. Согласно фиг.1 луч (Bt) передачи направлен от устройства (100) связи, например, к устройству (200) связи. Кроме того, луч (Br) приема направлен от устройства (200) связи, например, к устройству (100) связи.
Устройства (100) и (200) связи могут представлять собой персональный компьютер (PC), оконечное устройство, такое как оконечное устройство - сотовый телефон, портативное информационное оконечное устройство, аудиоплейер или игровое оконечное устройство или бытовой электрический прибор, такой как, например, телевизор. Кроме того, устройства (100) и (200) связи могут представлять собой сетевое оборудование, такое как широкополосный маршрутизатор или точки беспроводного доступа. Кроме того, устройства (100) и (200) связи могут представлять собой, например, модуль радиосвязи, встроенный в такое оборудование.
2. Объяснение первого варианта реализации изобретения
Далее со ссылкой на фигуры с 2 по 8 описываются конфигурации устройств связи, соответствующих первому варианту реализации настоящего изобретения.
2-1. Конфигурация передающего устройства
Фиг.2 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации устройства (100) связи, соответствующего этому варианту реализации изобретения. Согласно фиг.2 устройство (100) связи включает в себя антенну (110), первый блок (120) радиосвязи, запоминающее устройство (150), множество антенн с (160 а) по (160 n) и второй блок (170) радиосвязи. Первый блок (120) радиосвязи включает в себя первый аналоговый блок (122), блок (124) аналого-цифрового (A/D) преобразования, блок (126) цифроаналогового (D/A) преобразования, первый цифровой блок (130) и управляющий блок (140). Второй блок (170) радиосвязи включает в себя второй аналоговый блок (172), блок (174) аналого-цифрового преобразования, блок (176) цифроаналогового преобразования, второй цифровой блок (180) и управляющий блок (190).
Антенна (110) представляет собой антенну, которая используется для радиосвязи в соответствии с первым способом связи. Антенна (110) передает командный сигнал, который отдает команду определить методом "обучения" направленность луча, с использованием, например, микроволн. Кроме того, антенна (110) принимает уведомляющий сигнал, получая уведомление об оптимальной диаграмме направленности луча, и выдает его, например, первому аналоговому блоку (122).
Первый аналоговый блок (122) обычно соответствует радиочастотной схеме (RF-схеме) для передачи и приема радиосигнала в соответствии с первым способом связи. В частности, первый аналоговый блок (122) выполняет усиление и преобразование частоты принятого сигнала, принимаемого антенной (110), и выдает этот сигнал, например, в блок (124) аналого-цифрового преобразования. Кроме того, первый аналоговый блок (122) выполняет преобразование частоты передаваемого сигнала, преобразованного в аналоговый сигнал блоком (126) цифроаналогового преобразования, и выдает этот сигнал на антенну (110).
Блок (124) аналого-цифрового преобразования преобразует аналоговый принятый сигнал, поступающий из первого аналогового блока (122), в цифровой сигнал и выдает его в первый цифровой блок (130). Блок (126) цифроаналогового преобразования преобразует цифровой передаваемый сигнал, поступающий из первого цифрового блока (130), в аналоговый сигнал и выдает его в первый аналоговый блок (122).
Первый цифровой блок (130) обычно включает в себя схему для демодуляции и декодирования принятого сигнала в соответствии с первым способом связи и схему для кодирования и модуляции передаваемого сигнала в соответствии с первым способом связи. Если из управляющего блока (140) вводится командный сигнал, который отдает команду определить методом "обучения" направленность луча, то первый цифровой блок (130) кодирует и модулирует командный сигнал и выдает его, например, в блок (126) цифроаналогового преобразования. Кроме того, если из блока (124) аналого-цифрового преобразования вводится вышеописанный уведомляющий сигнал, то первый цифровой блок (130) демодулирует и декодирует этот уведомляющий сигнал и выдает его, например, в управляющий блок (140).
Управляющий блок (140) управляет всей работой первого блока (120) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор (ЦП). Управляющий блок (140) выдает вышеописанный командный сигнал в первый цифровой блок (130) в ответ на запрос от, например, некоторого данного приложения. Кроме того, если из первого цифрового блока (130) выводится декодированный уведомляющий сигнал, то управляющий блок (140) получает значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча, содержащееся в уведомляющем сигнале, и сохраняет его в запоминающем устройстве (150).
Запоминающее устройство (150) хранит программу и значение параметра, используемые для обработки данных при связи устройством (100) связи, используя такой, например, носитель записи, как полупроводниковая память. В этом варианте реализации изобретения запоминающее устройство (150) может хранить значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча во время радиосвязи, осуществляемой вторым блоком (170) радиосвязи в соответствии, например, со вторым способом связи.
Множество антенн с (160 а) по (160п) представляет собой антенны, используемые для радиосвязи в соответствии со вторым способом связи. Множество антенн с (160 а) по (160 n) обычно конфигурируются как MIMO-антенны (антенны с множественными входами и множественными выходами). В частности, антенны с (160 а) по (160 n) передают радиосигналы, которые взвешены при помощи предписанных весовых коэффициентов, с использованием, например, миллиметровых волн. Кроме того, антенны с (160 а) по (160 n) принимают радиосигналы, которые представляют собой миллиметровые волны, и выдают эти сигналы, например, во второй аналоговый блок (172).
Второй аналоговый блок (172) обычно соответствует радиочастотной схеме для передачи и приема радиосигналов в соответствии со вторым способом связи. В частности, второй аналоговый блок (172) выполняет усиление и преобразование частоты множества принятых сигналов, принимаемых, соответственно, антеннами с (160 а) по (160 n), и выдает эти сигналы, например, в блок (174) аналого-цифрового преобразования. Кроме того, второй аналоговый блок (172) выполняет преобразование частоты множества передаваемых сигналов, соответственно, преобразованных в аналоговые сигналы блоком (176) цифроаналогового преобразования, и выдает эти сигналы на антенны со (160 а) по (160 n).
Блок (174) аналого-цифрового преобразования преобразует множество аналоговых принятых сигналов, поступающих из второго аналогового блока (172), в цифровые сигналы и выдает их во второй цифровой блок (180). Блок (176) цифроаналогового преобразования преобразует множество цифровых передаваемых сигналов, поступающих из второго цифрового блока (180), в аналоговые сигналы и выдает их во второй аналоговый блок (172).
Второй цифровой блок (180) обычно включает в себя схему для демодуляции и декодирования принятых сигналов в соответствии со вторым способом связи и схему для кодирования и модуляции передаваемых сигналов в соответствии со вторым способом связи.
Фиг.3 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока (180). Согласно фиг.3 второй цифровой блок (180) включает в себя блок (181) синхронизации, блок (182) обработки данных для луча приема, демодулирующий и декодирующий блок (183), кодирующий и модулирующий блок (184) и блок (185) обработки данных для луча передачи.
Блок (181) синхронизации синхронизирует время начала обработки данных приема по множеству принятых сигналов, принимаемых множеством антенн с (160 а) по (160 n), в соответствии, например, с преамбулой в головной части пакета и выдает эти сигналы в блок (182) обработки данных для луча приема.
Блок (182) обработки данных для луча приема выполняет взвешивающую обработку множества принятых сигналов, поступающих из блока (181) синхронизации, в соответствии, например, с равномерным распределением или тейлоровским распределением и, таким образом, управляет направленностью луча приема. Значения весовых коэффициентов, используемых блоком (182) обработки данных для луча приема, указываются сигналом управления направленностью, поступающим, например, из управляющего блока (190). В качестве альтернативы, блок (182) обработки данных для луча приема может создавать луч приема, интерпретируя множество антенн с (160 а) по (160 n) как антенную решетку.
Демодулирующий и декодирующий блок (183) демодулирует и декодирует принятые сигналы, взвешенные блоком (182) обработки данных для луча приема, в соответствии с произвольно выбранными способом модуляции и способом кодирования, используемыми во втором способе связи, и получает сигнал данных. Затем демодулирующий и декодирующий блок (183) выдает полученный сигнал данных в управляющий блок (190).
Кодирующий и модулирующий блок (184) кодирует и модулирует сигнал данных, поступающий из управляющего блока (190), в соответствии с произвольно выбранными способом кодирования и способом модуляции, используемыми во втором способе связи, и генерирует передаваемый сигнал. Затем кодирующий и модулирующий блок (184) выдает с генерированный передаваемый сигнал в блок (185) обработки данных для луча передачи.
Блок (185) обработки данных для луча передачи генерирует на основе передаваемого сигнала, поступающего из кодирующего и модулирующего блока (184), множество передаваемых сигналов, взвешенных, например, в соответствии с равномерным распределением или тейлоровским распределением, и таким образом управляет направленностью луча передачи. Значения весовых коэффициентов, используемых блоком (185) обработки данных для луча передачи, указываются сигналом управления направленностью, поступающим, например, из управляющего блока (190). В качестве альтернативы, блок (185) обработки данных для луча передачи может создавать луч передачи, интерпретируя множество антенн со (160 а) по (160 n) как антенную решетку. Множество передаваемых сигналов, взвешенных блоком (185) обработки данных для луча передачи, соответственно выводится в блок (176) цифроаналогового преобразования.
Кроме того, хотя это и не показано на фиг.3, второй цифровой блок (180) может оценивать характеристики канала для MIMO-каналов (каналов с множественными входами и множественными выходами), исходя из принятых сигналов, принимаемых множеством антенн со (160 а) по (160 n), и выполнять, в соответствии с результатом оценки, частотную коррекцию каналов.
Вновь обратившись к фиг.2, продолжим описание примера конфигурации устройства (100) связи.
Управляющий блок (190) управляет всей работой второго блока (170) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор (ЦП). Управляющий блок (190) осуществляет управление передачей опорного сигнала луча из второго блока (170) радиосвязи после завершения передачи вышеописанного командного сигнала из первого блока (120) радиосвязи и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал в ответ на запрос, например, от некоторого данного приложения. Кроме того, управляющий блок (190) получает из запоминающего устройства (150) значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча и выдает сигнал управления направленностью, который содержит это полученное значение параметра, в блок (182) обработки данных для луча приема или в блок (185) обработки данных для луча передачи, входящие в состав второго цифрового устройства (180), описанного выше. Луч приема или луч передачи во время радиосвязи, осуществляемой в соответствии со вторым способом связи устройством (100) связи, направлены таким образом в направлении, в котором находится устройство на другом конце канала связи.
Фиг.4 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример диаграмм направленности луча, которые могут быть созданы в устройстве (100) связи.
На фиг.4 показаны десять диаграмм (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, которые могут быть созданы в устройстве (100) связи, соответствующем данному варианту реализации изобретения. Диаграммы (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, соответственно, имеют направленности в направлениях, отличающихся друг от друга на 36 градусов, на плоскости, в которой располагается устройство (100) связи. Блок (185) обработки данных для луча передачи, входящий в состав устройства (100) связи, может передавать радиосигналы с антенн с (160 а) по (160 п), используя диаграмму направленности луча передачи, выбранную из десяти диаграмм (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи в соответствии с сигналом управления направленностью, поступающим из управляющего блока (190). Кроме того, диаграммы направленности луча приема, которые могут быть созданы в устройстве (100) связи, могут быть диаграммами направленности луча, аналогичными диаграммам (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, показанным на фиг.4. В запоминающем устройстве (150) из устройства (100) связи, предварительно сохранены весовые коэффициенты для антенн с (160 а) по (160 n) для создания этих диаграмм направленности луча. Следует отметить, что диаграммы направленности луча передачи и диаграммы направленности луча приема, которые могут быть созданы в устройстве (100) связи, не ограничены такими примерами. Например, могут быть созданы диаграммы направленности луча передачи или диаграммы направленности луча приема, имеющие направленности в различных направлениях в трехмерном пространстве.
Фиг.5 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример форматов сигналов для командного сигнала и опорного сигнала луча, передаваемых из устройства (100) связи.
Согласно фиг.5 командный сигнал, передаваемый с антенны (110) в соответствии с первым способом связи, содержит только заголовочную часть (112) формата сигнала, соответствующего первому способу связи. В этом командном сигнале часть (118) с данными, входящая в состав формата сигнала, соответствующего первому способу связи, опущена. Опустив таким образом часть (118) с данными в командном сигнале, имеется возможность быстро завершать передачу командного сигнала и быстро начинать передачу опорного сигнала луча в соответствии, например, со вторым способом связи. Заголовочная часть (112) имеет, например, поле (114) "L-STF" (Традиционное короткое тренировочное поле) и поле (116) "L-LTF" (Традиционное длинное тренировочное поле). Поле (114) "L-STF" служит, главным образом, в качестве преамбулы и может использоваться для обнаружения пакета, автоматической регулировки усиления и обработки данных синхронизации на принимающем конце канала связи. Поле (116) "L-LTF" используется, главным образом, для оценки канала и коррекции ухода частоты.
С другой стороны, опорный сигнал луча, передаваемый с антенн с (160 а) по (160 n), имеет поле (162) "BTF" (Поле тренировки луча). Сигнал (162) "BTF" передается с антенн с (160 а) по (160 n) под управлением управляющего блока (190) в тот момент времени, когда передавалась бы часть (118) с данными в случае, при котором часть (118) с данными, входящая в состав командного сигнала, описанного выше, не опущена.
В этом варианте реализации изобретения сигнал (162) "BTF" состоит из десяти временных интервалов с (Т 0) по (Т 9), соответственно корреспондирующих диаграммам (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, показанным на фиг.4. В каждом временном интервале с (Т 0) по (Т 9) известная последовательность сигналов, используемая для того, чтобы определить методом "обучения" луч на принимающем конце канала связи, взвешивается с использованием весовых коэффициентов для создания, соответственно, диаграмм (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи. В частности, направленность луча передачи опорного сигнала луча последовательно изменяется в соответствующие временные интервалы с (Т 0) по (Т 9). Соответственно, в принимающем устройстве, расположенном вблизи от устройства (100) связи, уровень мощности принимаемого сигнала имеет в каком-либо временном интервале опорного сигнала луча выдающееся значение в соответствии с расположением, так что может быть определена оптимальная диаграмма направленности луча передачи. Известная последовательность сигналов может представлять собой, например, случайную последовательность двухпозиционной фазовой манипуляции (BPSK).
В качестве командного сигнала, показанного на фиг.5, может быть использована, например, заголовочная часть сигнала "RTS" (сигнала запроса на передачу) или сигнала "CTS" (сигнала готовности к передаче), основанные на стандартах IEEE802.Ha/b/g<http://IEEE802.Ха/ширина полосы/перегрузка>. или подобные им сигналы. В качестве примера далее будет более подробно описана последовательность сигнала передачи и приема, в которой командным сигналом является заголовочная часть сигнала "RTS".
Ниже описана конфигурация устройства (200) связи, которое принимает командный сигнал и опорный сигнал луча, передаваемый вышеупомянутым способом.
2-2. Конфигурация принимающего устройства
Фиг.6 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации устройства (200) связи, соответствующего первому варианту реализации изобретения. Согласно фиг.6 устройство (200) связи включает в себя антенну (210), первый блок (220) радиосвязи, запоминающее устройство (250), множество антенн с (260 а) по (260 n) и второй блок (270) радиосвязи. Первый блок (220) радиосвязи включает в себя первый аналоговый блок (222), блок (224) аналого-цифрового преобразования, блок (226) цифроаналогового преобразования, первый цифровой блок (230) и управляющий блок (240). Второй блок (270) радиосвязи включает в себя второй аналоговый блок (272), блок (274) аналого-цифрового преобразования, блок (276) цифроаналогового преобразования, второй цифровой блок (280) и управляющий блок (290).
Антенна (210) представляет собой антенну, которая используется для радиосвязи в соответствии с первым способом связи. Антенна (210) принимает вышеописанный командный сигнал, который передается, например, из устройства (100) связи. Кроме того, антенна (210) передает уведомляющий сигнал для того, чтобы дать уведомление об оптимальной диаграмме направленности луча, которая определена, например, посредством обработки данных, которая описывается далее.
Первый аналоговый блок (222) обычно соответствует радиочастотной схеме для передачи и приема радиосигнала в соответствии с первым способом связи. В частности, первый аналоговый блок (222) выполняет усиление и преобразование частоты принятого сигнала, принимаемого антенной (210), и выдает этот сигнал, например, в блок (224) аналого-цифрового преобразования. Кроме того, первый аналоговый блок (222) выполняет преобразование частоты передаваемого сигнала, преобразованного в аналоговый сигнал блоком (226) цифроаналогового преобразования, и выдает этот сигнал на антенну (210).
Блок (224) аналого-цифрового преобразования преобразует аналоговый принятый сигнал, поступающий из первого аналогового блока (222), в цифровой сигнал и выдает его в первый цифровой блок (230). Блок (226) цифроаналогового преобразования преобразует цифровой передаваемый сигнал, поступающий из первого цифрового блока (230), в аналоговый сигнал и выдает его в первый аналоговый блок (222).
Первый цифровой блок (230) обычно включает в себя схему для демодуляции и декодирования принятого сигнала в соответствии с первым способом связи и схему для кодирования и модуляции передаваемого сигнала в соответствии с первым способом связи. Кроме того, в этом варианте реализации изобретения, если поступает вышеописанный командный сигнал, то первый цифровой блок (230) входит в синхронизацию, используя заголовочную часть (112) командного сигнала, показанного на фиг.5, и уведомляет второй цифровой блок (280) второго блока (270) радиосвязи о моменте времени, в который должен начаться прием опорного сигнала луча. Например, предполагается что промежуток времени от заданной позиции (например, в головной части поля (114) "L-STF", в головной части поля (116) "L-LTF" или в конце поля (116) "L-LTF" и т.д.) заголовочной части (112) командного сигнала до головной части опорного сигнала луча предписан заранее между передающим устройством и принимающим устройством. В таком случае, первое цифровое устройство (230) может определить момент времени, в который истечет этот предписанный промежуток времени от момента времени, в который обнаружена заданная позиция заголовочной части (112) командного сигнала, как момент времени начала приема. В качестве альтернативы, например, в заголовочную часть (112) командного сигнала в передающем устройстве могут быть включены данные, которые указывают конкретный момент времени начала приема. В таком случае, первое цифровое устройство (230) может получить данные, которые указывают момент времени начала приема, из заголовочной части (112) командного сигнала и определить момент времени начала приема, основываясь на этих данных. Обработка данных при приеме опорного сигнала луча во втором цифровом устройстве (280) описывается более подробно далее. Затем, если из управляющего блока (240) вводится уведомляющий сигнал для уведомления об оптимальной диаграмме направленности луча, определенной с использованием опорного сигнала луча, то первый цифровой блок (230) кодирует и модулирует уведомляющий сигнал и выдает его, например, в блок (226) цифроаналогового преобразования.
Управляющий блок (240) управляет всей работой первого блока (220) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор. Кроме того, если вторым блоком (270) радиосвязи, который описывается далее, определена оптимальная диаграмма направленности луча, то управляющий блок (240) получает из запоминающего устройства (250) значение параметра, который указывает эту определенную оптимальную диаграмму направленности луча, добавляет это значение параметра в вышеописанный уведомляющий сигнал и выдает этот сигнал в первый цифровой блок (230).
Запоминающее устройство (250) хранит программу и значение параметра, используемые для обработки данных при связи устройством (200) связи, используя такой, например, носитель записи как полупроводниковая память. В этом варианте реализации изобретения запоминающее устройство (250) может хранить значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча во время радиосвязи, осуществляемой вторым блоком (170) радиосвязи в соответствии, например, со вторым способом связи. Кроме того, запоминающее устройство (250) хранит значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча на передающем конце канала связи, которая определена вторым блоком (270) радиосвязи, который, например, описывается далее.
Множество антенн с (260 а) по (260 n) представляет собой антенны, используемые для радиосвязи в соответствии со вторым способом связи. Множество антенн с (260 а) по (260 n) обычно конфигурируются как MIMO-антенны (антенны с множественными входами и множественными выходами). В частности, антенны с (260 а) по (260 n) передают радиосигналы, которые взвешены при помощи предписанных весовых коэффициентов, с использованием, например, миллиметровых волн. Кроме того, антенны с (260 а) по (260 n) принимают радиосигналы, которые представляют собой миллиметровые волны, и выдают эти сигналы, например, во второй аналоговый блок (272).
Второй аналоговый блок (272) обычно соответствует радиочастотной схеме для передачи и приема радиосигналов в соответствии со вторым способом связи. В частности, второй аналоговый блок (272) выполняет усиление и преобразование частоты множества принятых сигналов, принимаемых, соответственно, антеннами с (260 а) по (260 n), и выдает эти сигналы, например, в блок (274) аналого-цифрового преобразования. Кроме того, второй аналоговый блок (272) выполняет преобразование частоты множества передаваемых сигналов, соответственно, преобразованных в аналоговые сигналы блоком (276) цифроаналогового преобразования, и выдает эти сигналы на антенны с (260 а) по (260 n).
Блок (274) аналого-цифрового преобразования преобразует множество аналоговых принятых сигналов, поступающих из второго аналогового блока (272), в цифровые сигналы и выдает их во второй цифровой блок (280). Блок (276) цифроаналогового преобразования преобразует множество цифровых передаваемых сигналов, поступающих из второго цифрового блока (280), в аналоговые сигналы и выдает их во второй аналоговый блок (272).
Второй цифровой блок (280) обычно включает в себя схему для демодуляции и декодирования принятых сигналов в соответствии со вторым способом связи и схему для кодирования и модуляции передаваемых сигналов в соответствии со вторым способом связи.
Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока (280). Согласно фиг.7, второй цифровой блок (280) включает в себя блок (281) синхронизации, блок (282) обработки данных для луча приема, блок (283) расчета мощности, блок (284) определения, демодулирующий и декодирующий блок (285), кодирующий и модулирующий блок (286) и блок (287) обработки данных для луча передачи.
Блок (181) синхронизации синхронизирует время начала обработки данных приема по множеству принятых сигналов, принимаемых множеством антенн с (260 а) по (260 n), в соответствии, например, с преамбулой в головной части пакета и выдает эти сигналы в блок (282) обработки данных для луча приема. Кроме того, если из первого цифрового блока (230) первого блока (220) радиосвязи, описанного выше, получено уведомление о моменте времени начала приема опорного сигнала луча, то блок (281) синхронизации начинает прием опорного сигнала луча (каковой сигнал проиллюстрирован на фиг.5) с содержащегося в уведомлении момента времени начала приема. Затем, блок (281) синхронизации выдает принятый опорный сигнал луча в блок (282) обработки данных для луча приема и отдает блоку (283) расчета мощности команду на расчет мощности принимаемого сигнала.
Блок (282) обработки данных для луча приема, как и блок (182) обработки данных для луча приема, описанный выше, выполняет взвешивающую обработку для множества принятых сигналов, поступающих из блока (281) синхронизации, в соответствии, например, с равномерным распределением или тейлоровским распределением и, таким образом, управляет направленностью луча приема. Затем блок (282) обработки данных для луча приема выдает взвешенный принятый сигнал в блок (283) расчета мощности и демодулирующий и декодирующий блок (285).
Фиг.8 представляет собой пояснительное изображение для описания обработки данных при управлении направленностью q лучей приема, осуществляемой блоком (282) обработки данных для луча приема.
На фиг.8 показан пример формата сигнала для опорного сигнала луча, каковой сигнал передается из устройства (100) связи в соответствии со вторым способом связи. Опорный сигнал луча содержит сигнал (162) "BTF", составленное из десяти временных интервалов с (Т 0) по (Т 9), соответственно корреспондирующих диаграммам (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча. Блок (282) обработки данных для луча приема дополнительно делит каждый из временных интервалов с (Т 0) по (Т 9) опорного сигнала луча на десять отрезков с (ST 0) по (ST 9) и выполняет взвешивающую обработку принятых сигналов с использованием десяти диаграмм направленности луча приема, которые отличаются от друг друга на соответствующих отрезках с (ST 0) по (ST 9). Например, первый отрезок (ST 0) во временном интервала (Т 0) связан с диаграммой (Br 0) направленности луча приема, а второй отрезок (ST 1) во временном интервала (Т 0) связан с диаграммой (Br 1) направленности луча приема или тому подобное. В результате такой обработки данных при управлении направленностью, в одном опорном сигнале луча могут быть получены принятые сигналы, переданные и принятые с использованием в общей сложности 100 диаграмм направленности лучей передачи и приема (10 диаграмм направленности луча передачи × 10 диаграмм направленности луча приема).
Блок (283) расчета мощности, показанный на фиг.7, в ответ на команду из блока (281) синхронизации рассчитывает значения мощности принимаемого сигнала для соответствующих принятых сигналов, переданных и принятых с использованием вышеописанных в общей сложности 100 диаграмм направленности лучей передачи и приема. Затем блок (283) расчета мощности последовательно выдает рассчитанные значения мощности принимаемого сигнала в блок определения (284).
Блок (284) определения определяет значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи и диаграммы направленности луча приема, основываясь на значениях мощности принимаемого сигнала, поступающих из блока (283) расчета мощности. Оптимальная диаграмма направленности луча представляет собой диаграмму направленности луча, у которой последовательность значений мощности принимаемого сигнала, поступающих из блока (283) расчета мощности, для одного опорного сигнала луча имеет максимальное значение. Значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи может представлять собой, например, номер любого временного интервала (с Т 0 по Т 9) сигнала (162) "BTF", показанного на фиг.5 и фиг.8. В качестве альтернативы, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи может представлять собой, например, весовой коэффициент, который будет умножаться на сигнал передачи блоком (287) обработки данных для луча передачи. Кроме того, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи может представлять собой, например, номер отрезка (с ST 0 по ST 9), показанного на фиг.8. В качестве альтернативы, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи могут представлять собой, например, весовые коэффициенты, которые будут соответственно умножаться на множество принимаемых сигналов блоком (282) обработки данных для луча приема. Блок (284) определения выдаст это определенное значение параметра в управляющий блок (290).
Демодулирующий и декодирующий блок (285) демодулирует и декодирует принятый сигнал, взвешенный блоком (282) обработки данных для луча приема, в соответствии с произвольно выбранными способом модуляции и способом кодирования, используемыми во втором способе связи, и получает сигнал данных. Затем демодулирующий и декодирующий блок (285) выдает полученный сигнал данных в управляющий блок (190).
Кодирующий и модулирующий блок (286) кодирует и модулирует сигнал данных, поступающий из управляющего блока (290), в соответствии с произвольно выбранными способом кодирования и способом модуляции, используемыми во втором способе связи, и генерирует передаваемый сигнал. Затем кодирующий и модулирующий блок (286) выдает сгенерированный передаваемый сигнал в блок (287) обработки данных для луча передачи.
Блок (287) обработки данных для луча передачи, как и блок (185) обработки данных для луча передачи, описанный выше, генерирует на основе передаваемого сигнала, поступающего из кодирующего и модулирующего блока (286), множество передаваемых сигналов, взвешенных, например, в соответствии с равномерным распределением или тейлоровским распределением, и, таким образом, управляет направленностью луча передачи. Значения весовых коэффициентов, используемых блоком (287) обработки данных для луча передачи, указываются сигналом управления направленностью, поступающим, например, из управляющего блока (290). Множество передаваемых сигналов, взвешенных блоком (287) обработки данных для луча передачи, соответственно выводится в блок (276) цифроаналогового преобразования.
Кроме того, хотя это и не показано на фиг.7, второй цифровой блок (280) может оценивать характеристики канала для MIMO-каналов (каналов с множественными входами и множественными выходами), исходя из принятых сигналов, принимаемых множеством антенн с (260 а) по (260 n), и выполнять, в соответствии с результатом оценки, частотную коррекцию каналов.
Вновь обратившись к фиг.6, продолжим описание примера конфигурации устройства (200) связи.
Управляющий блок (290) управляет всей работой второго блока (270) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор. Кроме того, если второй блок (270) радиосвязи принимает опорный сигнал луча, то управляющий блок (290) сохраняет значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи, выдаваемое из второго цифрового блока (280) в запоминающее устройство (250). Сохраняемое значение параметра сообщают посредством первого блока (220) радиосвязи, используя уведомляющий сигнал, тому устройству, из которого был передан опорный сигнал луча (например, устройству (100) связи). Кроме того, если из второго цифрового устройства (280) выводится значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи, то управляющий блок (290) выдает сигнал управления направленностью, который содержит значение параметра, в блок (282) обработки данных для луча приема, так чтобы создать луч приема, имеющий направленность в направлении устройства на другом конце канала связи. Кроме того, управляющий блок (290) может выдавать сигнал управления направленностью, который содержит то же самое значение параметра, что и значение, используемое для создания луч приема, в блок (287) обработки данных для луча передачи, так чтобы создать луч передачи, имеющий направленность в том же самом направлении. Таким образом, имеется возможность осуществлять радиосвязь между устройством (100) связи и устройством (200) связи в соответствии со вторым способом связи, притом чтобы их направленности были сориентированы, например, по направлению к другому устройству.
Вместо того, чтобы передавать уведомление о вышеописанном значении параметра из второго блока (270) радиосвязи в первый блок (220) радиосвязи через запоминающее устройство (250), уведомление о значении параметра может быть передано от второго блока (270) радиосвязи первому блоку (220) радиосвязи с использованием, например, выделенной сигнальной линии.
2-3. Пример последовательности передачи и приема сигналов
Фиг.9 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример последовательности сигналов, передаваемых и принимаемых устройством (100) связи и устройством (200) связи, описанными выше. На фиг.9 сигналы, передаваемые из устройства (100) (Тх) связи и устройства (200) (Rx) связи, показаны последовательно вдоль оси времени.
Сначала из первого блока (120) радиосвязи, входящего в состав устройства (100) связи, передается заголовочная часть сигнала "RTS" (сигнала запроса на передачу) в соответствии с первым способом связи. Заголовочная часть сигнала "RTS" соответствует вышеописанному командному сигналу. После того, как передача командного сигнала завершена, из второго блока (170) радиосвязи, входящего в состав устройства (100) связи, передается сигнал "BTF" в соответствии со вторым способом связи. Сигнал "BTF" соответствует вышеописанному опорному сигналу луча. Таким образом, в устройстве (200) связи определяется оптимальная диаграмма направленности луча передачи и оптимальная диаграмма направленности луча приема для передачи сигнала из устройства (100) связи устройству (200) связи.
Далее из первого блока (220) радиосвязи, входящего в состав устройства (200) связи, передается сигнал "CTS" (сигнал готовности к передаче) в соответствии с первым способом связи. Часть с данными в сигнале "CTS" содержит значение параметра, которое указывает, например, оптимальную диаграмму направленности луча передачи. В этом случае, сигнал "CTS" соответствует вышеописанному уведомляющему сигналу. Устройство (100) связи может, таким образом, быть уведомлено об оптимальной диаграмме направленности луча передачи при передаче сигнала устройству (200) связи. Отметим, что в качестве вышеописанного командного сигнала может также служить сигнал "CTS", передаваемый из устройства (200) связи устройству (100) связи. В этом случае из первого блока (220) радиосвязи, входящего в состав устройства (200) связи, передается только заголовочная часть сигнала "CTS" (то есть командный сигнал), и сигнал "BTF" в соответствии со вторым способом связи передается после завершения передачи этого командного сигнала. Оптимальная диаграмма направленности луча приема может, таким образом определяться также и в устройстве (100) связи. После этого из устройства (100) связи устройству (200) связи передаются данные, а в обратном направлении от устройства (200) связи устройству (100) связи передается сигнал "АСК" (подтверждение). При этом, поскольку между устройством (100) связи и устройством (200) связи используются оптимальные диаграммы направленности лучей передачи и приема, определенные методом "обучения", то имеется возможность более надежно передавать и принимать данные в соответствии со вторым способом связи даже при использовании миллиметровых волн с высокой прямолинейностью распространения и малой дальностью распространения электрической волны.
2-4. Альтернативный пример
Фиг.10 представляет собой пояснительное изображение, показывающее другой пример формата сигнала для опорного сигнала луча.
Согласно фиг.10 опорный сигнал луча содержит сигнал (164) "BTF". Сигнал (164) "BTF" представляет собой сигнал, который объединяет множество последовательностей сигналов, находящихся в ортогональном или псевдоортогональном отношении друг к другу, которые имеют различные диаграммы направленности. Например, в примере, показанном на фиг.10, сигнал (164) "BTF" представляет собой сигнал, который объединяет десять последовательностей сигналов, которые соответственно распределены с использованием распределенных кодов с (С 0) по (С 9) и соответственно корреспондируют диаграммам (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи. При использовании распределенных кодов с (С 0) по (С 9), которые устанавливают ортогональное или псевдоортогональное отношение, даже если последовательности сигналов, связанные с диаграммами (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, объединяются на передающем конце канала связи, на принимающем конце канала связи каждая последовательность сигналов может быть извлечена из составного сигнала. Таким образом, имеется возможность рассчитать мощность принимаемого сигнала для каждой извлеченной последовательности сигналов и определить оптимальную диаграмму направленности луча передачи, при которой мощность принимаемого сигнала является максимальной. В этом случае параметр для указания диаграммы направленности луча передачи может представлять собой, например, распределенный код, который определяет, по меньшей мере, одну последовательность сигналов из числа вышеописанных последовательностей сигналов, идентификатор последовательности сигналов или тому подобное. Сигнал (164) "BTF", как и сигнал (162) "BTF", показанный на фиг.5, передается в соответствии со вторым способом связи в то время, когда передавалась бы часть (118) с данными, в случае если бы часть (118) с данными в командном сигнале не была бы опущена. При использовании такого альтернативного примера, имеется возможность сократить длину данных опорного сигнала луча по сравнению со случаем использования того же количества временных интервалов, что и количество диаграмм направленности луча.
Выше со ссылкой на фигуры с 2 по 10 был описан первый вариант реализации настоящего изобретения. Согласно данному варианту реализации изобретения момент времени начала приема опорного сигнала луча, который передается в соответствии со вторым способом связи (например, с использованием миллиметровых волн и т.д.), определяется на основе командного сигнала, передаваемого в соответствии с первым способом связи (например, с использованием микроволн или им подобных и т.д.). Опорный сигнал луча передается и принимается в то время, в которое первоначально предполагалось принимать часть с данными, опущенную в этом командном сигнале. Затем, на основе опорного сигнала луча определяется значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча. Таким образом, имеется возможность определить методом "обучения" оптимальные направленности лучей передачи и приема, используемых для радиосвязи в соответствии со вторым способом связи, в течение промежутка времени, за который может быть передан и принят один пакет (например, RTS, CTS и т.д.). Кроме того, в этом варианте реализации изобретения сигнал в соответствии с первым способом связи и сигнал в соответствии со вторым способом связи не передаются одновременно, устраняется возможность погрешности, вызванной тем, что в одно и то же время выполняется обработка сигналов в соответствии с различными способами связи.
3. Объяснение второго варианта реализации изобретения. Как было сказано выше, в первом варианте реализации изобретения, сигнал в соответствии с первым способом связи и сигнал в соответствии со вторым способом связи не передаются одновременно. Следовательно, в каждом устройстве связи часть схемы может использоваться первым блоком радиосвязи и вторым блоком радиосвязи сообща. Ниже, в качестве второго варианта реализации настоящего изобретения описывается конфигурация устройства, при которой часть схемы используется первым блоком радиосвязи и вторым блоком радиосвязи сообща. В этом варианте реализации изобретения устройство на передающем конце (Тх) канала связи, которое описано со ссылкой на фиг.1, является устройством (300) связи, а устройство на принимающем конце (Rx) канала связи является устройством (400) связи.
3-1. Конфигурация передающего устройства
Фиг.11 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации устройства (300) связи, соответствующего второму варианту реализации изобретения. Согласно фиг.11 устройство (300) связи включает в себя антенну (110), первый блок (320) радиосвязи, управляющий блок (340), запоминающее устройство (150), множество антенн с (160 а) по (160 п) и второй блок (370) радиосвязи. Первый блок (320) радиосвязи и второй блок (370) радиосвязи совместно используют общий аналоговый блок (323), блок (324) аналого-цифрового / цифроаналогового преобразования и общий цифровой блок (331). Кроме того, первый блок (320) радиосвязи включает в себя первый аналоговый блок (322) и первый цифровой блок (330). Второй блок (370) радиосвязи включает в себя второй аналоговый блок (372) и второй цифровой блок (380).
Первый аналоговый блок (322) принимает радиосигнал в предписанном диапазоне частот, который используется для первого способа связи, через антенну (110), выполняет преобразование частоты и выдает сигнал, например, в общий аналоговый блок (323). Кроме того, первый аналоговый блок (322) преобразует передаваемый сигнал, поступающий из общего аналогового блока (323), в радиосигнал в предписанном диапазоне частот, который используется для первого способа связи, и передает этот сигнал, например, через антенну (110).
Если из первого аналогового блока (322) поступает принятый сигнал, то общий аналоговый блок (323) усиливает принятый сигнал, выполняет фильтрование и затем выдает этот сигнал, например, в блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования. Кроме того, если из блока (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования поступает передаваемый сигнал, то общий аналоговый блок (323) усиливает передаваемый сигнал и выдает сигнал, например, в первый аналоговый блок (322).
Если из общего аналогового блока (323) поступает аналоговый принятый сигнал, то блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, преобразует принятый сигнал в цифровой сигнал и выдает его, например, в первый цифровой блок (330). Кроме того, если из первого цифрового блока (330) поступает цифровой передаваемый сигнал, то блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования преобразует передаваемый сигнал в аналоговый сигнал и выдает его, например, в общий аналоговый блок (323).
Если из блока (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования поступает цифровой принятый сигнал, то первый цифровой блок (330) выполняет, например, обработку данных при приеме, специфическую для первого способа связи. Обработка данных при приеме, специфическая для первого способа связи, может представлять собой произвольную обработку данных, для которой не достижима общность между первым способом связи и вторым способом связи, входящую в состав обработки данных при приема, такую как, например, пакетная синхронизация, демодуляция и декодирование. Далее, если из первого цифрового блока (330) поступает принятый сигнал, над которым была выполнена обработка данных при приеме, специфическая для первого способа связи, то общий цифровой блок (331) выполняет обработку данных при приеме, для которой достигается общность между первым способом связи и вторым способом связи. Например, если один и тот же способ кодирования используется как для первого способа связи, так и для второго способа связи, то декодирующая обработка данных, входящая в состав обработки данных при приеме, может быть выполнена в общем цифровом блоке (331). Затем, общий цифровой блок (331) выдает сигнал данных, полученный в результате обработки данных при приеме, в управляющий блок (340).
Если из управляющего блока (340) поступает сигнал данных для первого блока (320) радиосвязи, то общий цифровой блок (331) выполняет такую обработку данных при передаче, для которой достигается общность между первым способом связи и вторым способом связи. Например, если один и тот же способ кодирования используется как для первого способа связи, так и для второго способа связи, то кодирующая обработка данных, входящая в состав обработки данных при передаче, может быть выполнена в общем цифровом блоке (331). Далее, первый цифровой блок (330) выполняет, например, обработку данных при передаче, специфическую для первого способа связи. Обработка данных при передаче, специфическая для первого способа связи, может представлять собой произвольную обработку данных, для которой не достижима общность между первым способом связи и вторым способом связи, входящую в состав обработки данных при передаче, такой как, например, кодирование и модуляция. Затем, первый цифровой блок (330) выводит передаваемый сигнал, сгенерированный в результате обработки данных при передаче, в блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования. Отметим, что порядок обработки данных в первом цифровом блоке (330) и общем цифровом блоке (331) не ограничивается такого рода примером.
Управляющий блок (340) управляет всей работой первого блока (320) радиосвязи и второго блока (370) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор. Управляющий блок (340) осуществляет управление передачей вышеописанного командного сигнала из первого блока (320) радиосвязи в ответ на запрос, например, от некоторого данного приложения. Затем, после завершения передачи командного сигнала и перед приемом, например, сигнала ответа на командный сигнал управляющий блок (340) осуществляет управление передачей опорного сигнала луча из второго блока (370) радиосвязи. Кроме того, если из первого цифрового блока (330) поступает декодированный уведомляющий сигнал, то управляющий блок (340) получает содержащееся в уведомляющем сигнале значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча. Затем, управляющий блок (340) выдает сигнал управления направленностью, который содержит полученное значение параметра, в блок (382) обработки данных для луча приема или блок (385) обработки данных для луча передачи, входящие в состав второго цифрового блока (380), который описан далее.
Второй аналоговый блок (372) принимает радиосигналы в предписанном диапазоне частот, которые используются для второго способа связи, через антенны с (160 а) по (160 n), выполняет преобразование частоты и выдает эти сигналы, например, в общий аналоговый блок (323). Кроме того, второй аналоговый блок (372) преобразует множество передаваемых сигналов, поступающих из общего аналогового блока (323), в радиосигналы в предписанном диапазоне частот, которые используются для второго способа связи, и передает эти сигналы, например, через антенны с (160а) по (160 n).
Если из второго аналогового блока (372) поступает множество принятых сигналов, то общий аналоговый блок (323) усиливает это множество принятых сигналов, выполняет фильтрование и затем выдает эти сигналы, например, в блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования. Кроме того, если из блока (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования поступает множество передаваемых сигналов, то общий аналоговый блок (323) усиливает это множество передаваемых сигналов и выдает эти сигналы, например, во второй аналоговый блок (372).
Если из общего аналогового блока (323) поступает множество аналоговых принятых сигналов, то блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования преобразует это множество принятых сигналов в цифровые сигналы и выдаст их, например, во второй цифровой блок (380). Кроме того, если из второго цифрового блока (380) поступает множество цифровых передаваемых сигналов, то блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования преобразует это множество передаваемых сигналов в аналоговые сигналы и выдает их, например, в общий аналоговый блок (323).
Если из блока (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования поступает множество цифровых принятых сигналов, то второй цифровой блок (380) выполняет, например, обработку данных при приеме, специфическую для первого способа связи.
Фиг.12 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока (380). Согласно фиг.12, второй цифровой блок (380) включает в себя блок (181) синхронизации, блок (382) обработки данных для луча приема и блок (385) обработки данных для луча передачи.
Блок (382) обработки данных для луча приема выполняет взвешивающую обработку множества принятых сигналов, поступающих из блока (181) синхронизации, в соответствии, например, с равномерным распределением или тейлоровским распределением и, таким образом, управляет направленностью луча приема. Значения весовых коэффициентов, используемых блоком (382) обработки данных для луча приема, указываются сигналом управления направленностью, поступающим, например, из управляющего блока (340). В качестве альтернативы, блок (382) обработки данных для луча приема может создавать луч приема, интерпретируя множество антенн с (160 а) по (160 n) как антенную решетку. Принятый сигнал, взвешенный блоком (382) обработки данных для луча приема, выдается в общий цифровой блок (331).
Блок (385) обработки данных для луча передачи генерирует на основе передаваемого сигнала, поступающего из общего цифрового блока (331), множество передаваемых сигналов, взвешенных, например, в соответствии с равномерным распределением или тейлоровским распределением, и таким образом управляет направленностью луча передачи. Значения весовых коэффициентов, используемых блоком (385) обработки данных для луча передачи, указываются сигналом управления направленностью, поступающим, например, из управляющего блока (340). В качестве альтернативы, блок (385) обработки данных для луча передачи может создавать луч передачи, интерпретируя множество антенн со (160 а) по (160 n) как антенную решетку. Множество передаваемых сигналов, взвешенных блоком (385) обработки данных для луча передачи, соответственно выводится в блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования. В этом варианте реализации изобретения диаграммы направленности луча, создаваемые в устройстве (300) связи, могут представлять собой диаграммы направленности луча, проиллюстрированные на фиг.4 или другие произвольные диаграммы направленности луча.
Вновь обратившись к фиг.11, продолжим описание примера конфигурации устройства (300) связи.
Если из блока (382) обработки данных для луча приема, входящего в состав второго цифрового блока (380), поступает взвешенный принятый сигнал, то общий цифровой блок (331) выполняет, например, обработку данных при приеме, для которой достигается общность между первым способом связи и вторым способом связи. Например, если одни и те же способ модуляции и способ кодирования используются как первым способом связи, так и вторым способом связи, то демодулирующая обработка данных и декодирующая обработка данных, входящие в состав обработки данных при приеме, могут быть выполнены в общем цифровом блоке (331). Затем, общий цифровой блок (331) выводит сигнал данных, полученный в результате кодирующей обработки данных, в управляющий блок (340).
Если из управляющего блока (340) поступает сигнал данных для второго блока (370) радиосвязи, то общий цифровой блок (331) выполняет, например, такую обработку данных при передаче, для которой достигается общность между первым способом связи и вторым способом связи. Если одни и те же способ модуляции и способ кодирования используются как для первого способом связи, так и для второго способа связи, то, например, кодирующая обработка данных и модулирующая обработка данных, входящие в состав обработки данных при передаче, могут быть выполнены в общем цифровом блоке (331). Затем, общий цифровой блок (331) выводит передаваемый сигнал, сгенерированный в результате кодирующей обработки данных и модулирующей обработки данных, в блок (385) обработки данных для луча передачи, входящий в состав второго цифрового блока (380). Отметим, что порядок обработки данных во втором цифровом блоке (380) и общем цифровом блоке (331) не ограничивается такого рода примером.
Фиг.13 представляет собой пояснительное изображение для описания согласования по времени передачи опорного сигнала луча, соответствующего второму варианту реализации изобретения.
Согласно фиг.13 командный сигнал, передаваемый с антенны (110) в соответствии с первым способом связи, содержит только заголовочную часть (112) формата сигнала, соответствующего первому способу связи. В этом командном сигнале часть (118) с данными, входящая в состав формата сигнала, соответствующего первому способу связи, опущена.
С другой стороны, опорный сигнал луча, передаваемый с антенн с (160 а) по (160 n), имеет поле (362) "BTF" (Поле тренировки луча). Сигнал (162) "BTF" передается с антенн с (160 а) по (160 n) под управлением управляющего блока (340) после того, как заданное время (t) с момента завершения передачи из первого блока (320) радиосвязи вышеописанного командного сигнала. В течение времени (t) устройство (400) связи, которое принимает командный сигнал и опорный сигнал луча, может переключить режим работы общей части схемы с режима работы для первого способа связи на режим работы для второго способа связи.
Сигнал (362) "BTF" состоит из десяти временных интервалов с (Т 0) по (Т 9), соответственно корреспондирующих диаграммам (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, показанных, например, на фиг.4, как и в случае сигнала (162) "BTF", соответствующего первому варианту реализации изобретения. Соответственно, в устройстве (400) связи уровень мощности принимаемого сигнала имеет в каком-либо временном интервале опорного сигнала луча выдающееся значение в соответствии с расположением, так что может быть определена оптимальная диаграмма направленности луча передачи.
3-2. Конфигурация принимающего устройства
Фиг.14 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации устройства (400) связи, соответствующего второму варианту реализации изобретения. Согласно фиг.14 устройство (400) связи включает в себя антенну (210), первый блок (420) радиосвязи, управляющий блок (440), запоминающее устройство (250), множество антенн с (260 а) по (260 n) и второй блок (470) радиосвязи. Первый блок (420) радиосвязи и второй блок (470) радиосвязи совместно используют общий аналоговый блок (423), блок (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования и общий цифровой блок (431). Кроме того, первый блок (420) радиосвязи включает в себя первый аналоговый блок (422) и первый цифровой блок (430). Второй блок (470) радиосвязи включает в себя второй аналоговый блок (472) и второй цифровой блок (480).
Первый аналоговый блок (422) принимает радиосигнал в предписанном диапазоне частот, который используется для первого способа связи, через антенну (210), выполняет преобразование частоты и выдает сигнал, например, в общий аналоговый блок (423). Кроме того, первый аналоговый блок (422) преобразует передаваемый сигнал, поступающий из общего аналогового блока (423), в радиосигнал в предписанном диапазоне частот, который используется для первого способа связи, например, через антенну (210).
Общий аналоговый блок (423), как и общий аналоговый блок (323), входящий в состав устройства (300) связи, выполняет усиление, фильтрацию или тому подобное для принятого сигнала и передаваемого сигнала. Кроме того, блок (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, как и блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, входящий в состав устройства (300) связи, выполняет превращение между аналоговым сигналом и цифровым сигналом.
Если из блока (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования поступает цифровой принятый сигнал, то первый цифровой блок (430) выполняет, например, обработку данных при приеме, специфическую для первого способа связи. Затем, если из первого цифрового блока (430) поступает принятый сигнал, над которым была выполнена обработка данных при приеме, специфическая для первого способа связи, то общий цифровой блок (431) выполняет, например, обработку данных при приеме, для которой достигается общность между первым способом связи и вторым способом связи. Кроме того, если поступает вышеописанный командный сигнал, то первый цифровой блок (430) входит в синхронизацию, используя заголовочную часть (112) командного сигнала, показанного на фиг.13, и уведомляет второй цифровой блок (480) второго блока (470) радиосвязи о моменте времени, в который должен начаться прием опорного сигнала луча. Момент времени начала приема может представлять собой момент времени, в который истекает, например, время (t), показанное на фиг.13 с момента завершения приема командного сигнала.
Если из управляющего блока (440) поступает сигнал данных (например, вышеописанный уведомляющий сигнал и т.д.) для первого блока (420) радиосвязи, то общий цифровой блок (431) выполняет такую обработку данных при передаче, для которой достигается общность между первым способом связи и вторым способом связи. Далее, первый цифровой блок (430) выполняет, например, обработку данных при передаче, специфическую для первого способа связи. Отметим, что порядок обработки данных в первом цифровом блоке (430) и общем цифровом блоке (431) не ограничивается такого рода примером.
Управляющий блок (440) управляет всей работой первого блока (420) радиосвязи и второго блока (470) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор. Если, например, первым блоком (420) радиосвязи принят вышеописанный командный сигнал, то управляющий блок (440) переключает режим работы общего аналогового блока (423), блока (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования и общего цифрового блока (431) на режим работы в соответствии со вторым способом связи. Такой процесс переключения может выполняться после того, как принят командный сигнал, и до тех пор, пока не начат прием опорного сигнала луча (то есть в течение времени (t), показанного на фиг.13). Кроме того, если вторым блоком (470) радиосвязи, который описывается далее, определена оптимальная диаграмма направленности луча, то управляющий блок (440) добавляет значение параметра, которое указывает эту определенную оптимальную диаграмму направленности луча, в уведомляющий сигнал и выдает уведомляющий сигнал в общий цифровой блок (431), так чтобы передать уведомляющий сигнал из первого блока (420) радиосвязи.
Кроме того, управляющий блок (440) выдает вышеописанный сигнал управления направленностью во второй цифровой блок (480) и управляет лучом передачи и лучом приема в устройстве (400) связи.
Второй аналоговый блок (472) принимает радиосигналы в предписанном диапазоне частот, которые используются для второго способа связи, через антенны с (260 а) по (260 n), выполняет преобразование частоты и выдает эти сигналы, например, в общий аналоговый блок (423). Кроме того, второй аналоговый блок (472) преобразует множество передаваемых сигналов, поступающих из общего аналогового блока (423), в радиосигналы в предписанном диапазоне частот, которые используются для второго способа связи, и передаст эти сигналы, например, через антенны с (260 а) по (260 n).
Если из блока (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования поступает множество цифровых принятых сигналов, то второй цифровой блок (480) выполняет, например, обработку данных при приеме, специфическую для второго способа связи.
Фиг.15 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока (480). Согласно фиг.15 второй цифровой блок (480) включает в себя блок (281) синхронизации, блок (482) обработки данных для луча приема, блок (283) расчета мощности, блок (284) определения и блок (487) обработки данных для луча передачи.
Блок (482) обработки данных для луча приема, как и блок (382) обработки данных для луча приема, описанный выше, выполняет взвешивающую обработку множества принятых сигналов, поступающих из блока (281) синхронизации, в соответствии, например, с равномерным распределением или тейлоровским распределением и таким образом управляет направленностью луча приема. Затем блок (482) обработки данных для луча приема выдает взвешенный принятый сигнал в блок (283) расчета мощности и общий цифровой блок (431). Обработка данных при управлении направленностью луча приема, осуществляемая блоком (482) обработки данных для луча приема (482), может быть аналогичной этой обработке данных в соответствии с первым вариантом реализации изобретения, описанной выше со ссылкой на фиг.8.
Блок (487) обработки данных для луча передачи, как и вышеописанный блок (385) обработки данных для луча передачи, описанный выше, генерирует из передаваемого сигнала, поступающего из общего цифрового блока (431), множество передаваемых сигналов, взвешенных, например, в соответствии с равномерным распределением или тейлоровским распределением, и выдает эти сигналы в блок (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования.
Выше со ссылкой на фигуры с 11 по 15 были описаны конфигурации устройств на передающем конце и принимающем конце канала связи, соответствующие второму варианту реализации настоящего изобретения. Согласно этому варианту реализации изобретения имеется возможность с высокой скоростью определять методом "обучения" направленности лучей передачи и приема, используемых для радиосвязи в соответствии со вторым способом связи, и, кроме того, сдерживать увеличение размера схемы благодаря совместному использованию части схемы, используемой для обработки данных при передаче и приеме как для первого, так и для второго способов связи. Кроме того, поскольку опорный сигнал луча, используемый для того, чтобы определять методом "обучения" направленность, принимается по истечении некоторого промежутка времени с момента завершения приема командного сигнала, который отдает команду на это определение, то имеется возможность в течение этого промежутка времени переключать режим работы общей части схемы с первого способа связи на второй способ связи.
4. Объяснение третьего варианта реализации изобретения
В первом и втором вариантах реализации изобретения, описанных выше, оптимальные направленности лучей передачи и приема при осуществлении радиосвязи в соответствии со вторым способом связи определялись на основе опорного сигнала луча, соответствующего второму способу связи. Если предполагается, что направление прибытия неотраженных волн или отраженных волн с самой высокой мощностью принимаемого сигнала не изменяется в зависимости от того, является ли передающая среда миллиметровыми волнами или микроволнами, то направленности лучей передачи и получения могут быть определены методом "обучения" с использованием микроволн (то есть с использованием первого способа связи). Ниже в качестве третьего варианта реализации настоящего изобретения описывается конфигурация устройства, которое передает и принимает командный сигнал и опорный сигнал луча в соответствии с первым способом связи и определяет методом "обучения" направленности лучей передачи и приема. В этом варианте реализации изобретения устройство на передающем конце (Тх) канала связи, которое описано со ссылкой на фиг.1, является устройством (500) связи, а устройство на принимающем конце (Rx) канала связи является устройством (600) связи.
4-1. Конфигурация передающего устройства
Фиг.16 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации устройства (500) связи, соответствующего третьему варианту реализации настоящего изобретения. Согласно фиг.16 устройство (500) связи включает в себя антенну (110), первый блок (320) радиосвязи, управляющий блок (540), запоминающее устройство (150), множество антенн со (160 а) по (160 n) и второй блок (370) радиосвязи. Первый блок (320) радиосвязи и второй блок (370) радиосвязи совместно используют общий аналоговый блок (323), блок (324) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования и общий цифровой блок (331). Кроме того, первый блок (320) радиосвязи включает в себя первый аналоговый блок (322) и первый цифровой блок (330). Второй блок (370) радиосвязи включает в себя второй аналоговый блок (372) и второй цифровой блок (380).
Управляющий блок (540) управляет всей работой первого блока (320) радиосвязи и второго блока (370) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор. Управляющий блок (540) осуществляет управление передачей командного сигнала, который отдает команду определить методом "обучения" направленность луча, из первого блока (320) радиосвязи в ответ на запрос, например, от некоторого данного приложения. Затем, после завершения передачи командного сигнала и перед приемом, например, сигнала ответа на командный сигнал управляющий блок (540) осуществляет управление передачей опорного сигнала луча, используемого для определения методом "обучения" направленности луча передачи, из первого блока (320) радиосвязи. Кроме того, если из первого блока (320) радиосвязи поступает уведомляющий сигнал, который уведомляет о результате определения методом "обучения" направленности, то управляющий блок (540) получает содержащееся в уведомляющем сигнале значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча. Затем, управляющий блок (540) выдает сигнал управления направленностью, который содержит полученное значение параметра, в блок (382) обработки данных для луча приема или блок (385) обработки данных для луча передачи, входящие в состав второго цифрового блока (380).
Фиг.17 представляет собой пояснительное изображение, описывающее согласование по времени передачи опорного сигнала луча, соответствующее этому варианту реализации изобретения.
Согласно фиг.17 командный сигнал, передаваемый первым блоком (320) радиосвязи в соответствии с первым способом связи, содержит только заголовочную часть (112) формата сигнала, соответствующего первому способу связи, как в первом и втором вариантах реализации изобретения.
С другой стороны, опорный сигнал луча имеет поле (562) "BTF". В этом варианте реализации изобретения сигнал (562) "BTF" передается вслед за вышеописанным командным сигналом первым блоком (320) радиосвязи в соответствии с первым способом связи. Сигнал (562) "BTF" состоит из десяти временных интервалов с (Т 0) по (Т 9), соответственно корреспондирующих диаграммам (с Bt 0 по Bt 9) направленности луча передачи, показанным, например, на фиг.4, как и в случае сигнала (162) "BTF", соответствующего первому варианту реализации изобретения и сигналу (362) "BTF", соответствующего второму варианту реализации изобретения. Соответственно, в принимающем устройстве, расположенном вблизи от устройства (500) связи, уровень мощности принимаемого сигнала имеет в каком-либо временном интервале опорного сигнала луча выдающееся значение в соответствии с расположением, так что может быть определена оптимальная диаграмма направленности луча передачи. Таким образом, оптимальная диаграмма направленности луча передачи определяется на основе опорного сигнала луча, передаваемого в соответствии с первым способом связи. Затем, эта определенная оптимальная диаграмма направленности луча передачи применяется к диаграмме направленности луча передачи при осуществлении радиосвязи в соответствии со вторым способом связи.
4-2. Конфигурация принимающего устройства
Фиг.18 представляет собой блок-схему, показывающую пример конфигурации устройства (600) связи, соответствующего третьему варианту реализации изобретения. Согласно фиг.18, устройство (600) связи включает в себя антенну (210), первый блок (620) радиосвязи, управляющий блок (640), запоминающее устройство (250), множество антенн с (260 а) по (260 n) и второй блок (670) радиосвязи. Первый блок (620) радиосвязи и второй блок (670) радиосвязи совместно используют общий аналоговый блок (423), блок (424) аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования и общий цифровой блок (431). Кроме того, первый блок (620) радиосвязи включает в себя первый аналоговый блок (422) и первый цифровой блок (630). Второй блок (670) радиосвязи включает в себя второй аналоговый блок (472) и второй цифровой блок (680).
Фиг.19 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации первого цифрового блока (630). Согласно фиг.19 первый цифровой блок (630) включает в себя блок (632) синхронизации, блок (634) расчета мощности и блок (636) определения.
Блок (632) синхронизации обнаруживает пакет принятого сигнала, принимаемого в соответствии с первым способом связи, в соответствии, например, с преамбулой в головной части пакета. Затем, блок (632) синхронизации выдает принятый сигнал в общий цифровой блок (431). Кроме того, если первый цифровой блок (630) обнаруживает вышеописанный командный сигнал, то он далее обнаруживает опорный сигнал луча, который передается вслед за командным сигналом, выдает обнаруженный опорный сигнал луча в блок (634) расчета мощности и отдает команду на расчет мощности принимаемого сигнала.
Блок (634) расчета мощности, в ответ на команду из блока (632) синхронизации, рассчитывает значения мощности принимаемых сигналов для множества последовательностей сигналов, содержащихся в опорном сигнале луча. Множество последовательностей сигналов может представлять собой последовательности сигналов, соответственно содержащиеся во временных интервалах с (Т 0) по (Т 9), описанные в связи с фиг.17, или последовательности сигналов, находящиеся в ортогональном или псевдоортогональном отношении друг к другу, описанные, например, в связи с фиг.10. Затем, блок (634) расчета мощности последовательно выдает рассчитанные значения мощности принимаемых сигналов в блок (636) определения.
Блок (636) определения определяет значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча передачи, основанной на значениях мощности принимаемого сигнала, поступающих из блока (634) расчета мощности. Оптимальная диаграмма направленности луча передачи может представлять собой диаграмму направленности луча передачи, при которой последовательность значений мощности принимаемого сигнала являются, например, максимальными значениями. Затем, блок (636) определения выдает значение параметра, определенное на основе мощности принимаемого сигнала, в управляющий блок (640).
Управляющий блок (640) управляет всей работой первого блока (620) радиосвязи и второго блока (670) радиосвязи, используя арифметическое устройство, такое как, например, центральный процессор. Если, например, первым блоком (620) радиосвязи определена оптимальная диаграмма направленности луча передачи, то управляющий блок (640) добавляет значение параметра, предназначенного для указания этой диаграммы направленности луча передачи, в уведомляющий сигнал и выдает его в общий цифровой блок (431), так чтобы передать уведомляющий сигнал из первого блока (420) радиосвязи. Кроме того, управляющий блок (640) может выдавать сигнал управления направленностью во второй цифровой блок (680) и управляет лучом передачи и лучом приема в устройстве (600) связи.
Фиг.20 представляет собой блок-схему, показывающую пример конкретной конфигурации второго цифрового блока (680). Согласно фиг.20 второй цифровой блок (680) включает в себя блок (681) синхронизации, блок (682) обработки данных для луча приема и блок (487) обработки данных для луча передачи.
Блок (681) синхронизации синхронизирует момент времени начала обработки данных при приеме для множества принимаемых сигналов, принимаемых в соответствии со вторым способом связи, в соответствии, например, с преамбулой в головной части пакета и выдает эти сигналы в блок (682) обработки данных для луча приема.
Блок (682) обработки данных для луча приема выполняет взвешивающую обработку множества принятых сигналов, поступающих из блока (681) синхронизации, в соответствии, например, с равномерным распределением или тейлоровским распределением и, таким образом, управляет направленностью луча приема. Затем блок (682) обработки данных для луча приема выдает взвешенный принятый сигнал в общий цифровой блок (431).
4-3. Пример последовательности передачи и приема сигналов
Фиг.21 представляет собой пояснительное изображение, показывающее пример последовательности сигналов, передаваемых и принимаемых устройством (500) связи и устройством (600) связи, описанными выше. На фиг.21 сигналы, передаваемые из устройства (500) (Тх) связи и устройства связи (600) (Rx), показаны последовательно вдоль оси времени.
Сначала, из первого блока (320) радиосвязи, входящего в состав устройства (500) связи, передается заголовочная часть сигнала "RTS" (сигнала запроса на передачу), соответствующего первому способу связи. Заголовочная часть сигнала "RTS" соответствует вышеописанному командному сигналу. Далее, вслед за заголовочной частью сигнала "RTS", из первого блока (320) радиосвязи, входящего в состав устройства (500) связи, передастся сигнал "BTF", соответствующий первому способу связи. Сигнал "BTF" соответствует вышеописанному опорному сигналу луча. Таким образом, в первом блоке (620) радиосвязи, входящем в состав устройства (200) связи, определяется оптимальная диаграмма направленности луча передачи при передаче сигнала из устройства (500) связи устройству (600) связи.
Далее, из первого блока (620) радиосвязи, входящего в состав устройства (600) связи, передается сигнал "CTS" (сигнал готовности к передаче), соответствующий первому способу связи. Часть с данными в сигнале "CTS" содержит значение параметра, которое указывает, например, оптимальную диаграмму направленности луча передачи. В этом случае, сигнал "CTS" соответствует вышеописанному уведомляющему сигналу. Если предполагается, что направление прибытия неотраженных волн или отраженных волн с самой высокой мощностью принимаемого сигнала не изменяется в зависимости от передающей среды, как было описано выше, то результат "обучения" с использованием сигнала "BTF", соответствующего первому способу связи, может быть применен к радиосвязи в соответствии со вторым способом связи. Соответственно устройство (500) связи может быть уведомлено из вышеописанного сигнала "CTS" об оптимальной диаграмме направленности луча передачи при передаче сигнала устройству (600) связи в соответствии со вторым способом связи. Отметим, что в качестве вышеописанного командного сигнала может также служить сигнал "CTS", передаваемый из устройства (600) связи устройству (500) связи. В этом случае из первого блока (620) радиосвязи, входящего в состав устройства (600) связи, устройству (500) связи передается заголовочная часть сигнала "CTS" (то есть командный сигнал) и сигнал "BTF" (то есть опорный сигнал луча).
После этого из устройства (500) связи устройству (600) связи передаются данные в соответствии со вторым способом изобретения, а в обратном направлении от устройства (600) связи устройству (500) связи передается сигнал "АСК" (подтверждение). При этом, поскольку между устройством (500) связи и устройством (600) связи используется оптимальная диаграмма направленности луча передачи, определенная методом "обучения", то имеется возможность более надежно передавать и принимать данные в соответствии со вторым способом связи даже при использовании миллиметровых волн с высокой прямолинейностью распространения и малой дальностью распространения электрической волны.
4-4. Альтернативный пример
В этом варианте реализации изобретения первое цифровое устройство (630), входящее в состав устройства (600) связи, может определить направление, в котором располагается устройство (500) связи, с использованием, например, способа "MUSIC" (Классификации множественных сигналов), который известен как своего рода анализ собственных значений. При использовании способа "MUSIC" первое цифровое устройство (630), входящее в состав устройства (600) связи, рассчитывает спектр "MUSIC", зависящий от направления, в котором располагается устройство (500) связи, основываясь, например, на амплитуде и фазе принимаемого опорного сигнала луча. Затем, первое цифровое устройство (630) оценивает направление, в котором рассчитанное значение спектра "MUSIC" является наибольшим, как направление, в котором располагается устройство (500). После этого первое цифровое устройство (630) может определить оптимальные направленности лучей передачи и приема при осуществлении радиосвязи в соответствии со вторым способом связи согласно полученному в результате оценки направлению.
5. Резюме
Выше со ссылкой на фигуры с 1 по 21 описаны с первого по третий варианты реализации настоящего изобретения. В каждом варианте реализации изобретения момент времени начала приема опорного сигнала луча, передаваемого в соответствии с первым или вторым способом связи, определяется на основе командного сигнала, передаваемого в соответствии с первым способом связи. Прием опорного сигнала луча начинается в момент времени, в который первоначально предполагался прием части с данными, опущенной в этом командном сигнале. После этого на основе опорного сигнала луча определяется значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча. Таким образом, имеется возможность определять методом "обучения" оптимальные направленности лучей передачи и приема, используемых для радиосвязи в соответствии со вторым способом связи, в течение промежутка времени, за который может быть передан и принят один пакет. Кроме того, поскольку часть схемы, используемой для обработки данных при передаче и приеме, может быть совместно использована как для первого, так и для второго способов связи, имеется возможность сдерживать увеличение размера схемы и уменьшить производственные издержки или уменьшить размер устройства, как во втором варианте реализации изобретения.
Следует отметить, что хотя конфигурация устройства на передающем конце канала связи и конфигурации устройства на принимающем конце канала связи для удобства описания описываются отдельно, само собой разумеется, что может быть сконфигурировано устройство связи, которое имеет функции как передающего конца, так и принимающего конца.
Кроме того, в этом описании описывается случай, при котором в качестве оптимальной диаграммы направленности луча в устройстве на приемном конце канала связи определяется диаграмма направленности луча с максимальной мощностью принимаемого сигнала. Однако, как альтернатива, в качестве кандидатов диаграммы направленности луча, подлежащей использованию, может быть определено множество диаграмм направленности луча с высокими значениями мощности принимаемого сигнала. Радиосвязь с использованием миллиметровых волн может быть таким образом осуществляться путем, например, комбинированного использования множества диаграмм направленностей луча.
Хотя предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения подробно описаны выше со ссылкой на чертежи, настоящее изобретение ими не ограничено. Специалистами в данной области техники должно быть понятно, что в зависимости от требований к конструкции и других факторов могут иметь место различные модификации, комбинации, подкомбинации и изменения в той мере, в какой они находятся в рамках объема прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.
Настоящая заявка содержит предмет изобретения, связанный с предметом изобретения, раскрытым в японской приоритетной патентной заявке JP 2009-032029, поданной в Патентное бюро Японии 13 февраля 2009 года, все содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
1. Устройство связи, содержащее:
первый блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и
второй блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом
первый блок радиосвязи передает другому устройству связи командный сигнал, отдающий команду определить направленность луча, и
второй блок радиосвязи после завершения передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает упомянутому другому устройству связи опорный сигнал луча, используемый для определения направленности луча.
2. Устройство связи по п.1, в котором
второй блок радиосвязи передает опорный сигнал луча после того, как истекает некоторый предписанный промежуток времени с момента завершения передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи.
3. Устройство связи по п.1, в котором
командный сигнал содержит только заголовочную часть формата сигнала, соответствующего первому способу связи.
4. Устройство связи по п.1, в котором
опорный сигнал луча представляет собой сигнал, содержащий множественные последовательности сигналов, соответственно связанные с различными диаграммами направленности.
5. Устройство связи по п.4, в котором
опорный сигнал луча представляет собой сигнал, содержащий множественные временные интервалы, соответственно корреспондирующие этим множественным последовательностям сигналов.
6. Устройство связи по п.4, в котором
опорный сигнал луча представляет собой сигнал, объединяющий множественные последовательности сигналов в ортогональном или псевдоортогональном отношении друг к другу.
7. Устройство связи по п.1, в котором
по меньшей мере, часть обработки радиосигнала при передаче в соответствии с первым способом связи и, по меньшей мере, часть обработки радиосигнала при передаче в соответствии со вторым способом связи исполняются с использованием общей схемы.
8. Устройство связи, содержащее:
первый блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и
второй блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом
после того, как первый блок радиосвязи передает другому устройству связи командный сигнал, отдающий команду определить направленность луча, первый блок радиосвязи перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает упомянутому другому устройству связи опорный сигнал луча, используемый для определения направленности луча передачи второго блока радиосвязи.
9. Устройство связи по п.8, в котором:
первый блок радиосвязи дополнительно принимает уведомляющий сигнал, содержащий значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча, определенной на основе опорного сигнала луча от упомянутого другого устройства связи, и
второй блок радиосвязи осуществляет радиосвязь с упомянутым другим устройством связи, используя диаграмму направленности луча, указанную значением параметра, содержащимся в уведомляющем сигнале.
10. Устройство связи, содержащее:
первый блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и
второй блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом
после приема командного сигнала, отдающего команду определить направленность луча, первый блок радиосвязи определяет некоторый момент времени после завершения приема командного сигнала и перед передачей сигнала ответа на командный сигнал в качестве момента времени начала приема опорного сигнала луча, и
второй блок радиосвязи начинает прием опорного сигнала луча с момента времени начала приема, определенного первым блоком радиосвязи, и определяет, основываясь на принятом опорном сигнале луча, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча.
11. Устройство связи по п.10, в котором:
момент времени начала приема представляет собой момент времени после истечения некоторого предписанного промежутка времени с момента завершения приема командного сигнала первым блоком радиосвязи.
12. Устройство связи по п.10, в котором:
по меньшей мере, часть обработки радиосигнала при приеме в соответствии с первым способом связи, и, по меньшей мере, часть обработки радиосигнала при приеме в соответствии со вторым способом связи исполняются с использованием общей схемы.
13. Устройство связи, содержащее:
первый блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и
второй блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом
после приема командного сигнала, отдающего команду определить направленность луча, первый блок радиосвязи далее принимает опорный сигнал луча, передаваемый вслед за командным сигналом и используемый для определения направленности луча передачи, подлежащей использованию для радиосвязи вторым блоком радиосвязи, и определяет, основываясь на принятом опорном сигнале луча, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча.
14. Устройство связи по п.13, в котором:
первый блок радиосвязи определяет значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча в соответствии с анализом собственных значений, основанным на опорном сигнале луча.
15. Способ управления связью между передающим устройством и принимающим устройством, способных поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи и вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, содержащий этапы, на которых:
передают командный сигнал, отдающий команду определить направленность луча, от передающего устройства принимающему устройству в соответствии с первым способом связи;
передают опорный сигнал луча, используемого для определения направленности луча, от передающего устройства принимающему устройству в соответствии со вторым способом связи после завершения передачи командного сигнала и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал;
начинают прием опорного сигнала луча с некоторого предписанного момента времени начала приема, каковой момент времени определяется на основе принятого командного сигнала в принимающем устройстве; и
определяют, основываясь на принятом опорном сигнале луча, параметр для указания луча, имеющего оптимальную направленность.
16. Система связи, содержащая передающее устройство и принимающее устройство, соответственно включающие в себя:
первый блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии с первым способом связи; и
второй блок радиосвязи, выполненный с возможностью поддерживать радиосвязь в соответствии со вторым способом связи, использующим более высокий диапазон частот, чем первый способ связи, при этом
первый блок радиосвязи передающего устройства передает принимающему устройству командный сигнал, отдающий команду определить направленность луча,
второй блок радиосвязи передающего устройства после завершения передачи командного сигнала первым блоком радиосвязи и перед приемом сигнала ответа на командный сигнал передает принимающему устройству опорный сигнал луча, используемый для определения направленности луча,
после приема командного сигнала первый блок радиосвязи принимающего устройства определяет, основываясь на командном сигнале, момент времени начала приема опорного сигнала луча и
второй блок радиосвязи принимающего устройства начинает прием опорного сигнала луча с этого определенного момента времени начала приема и определяет, основываясь на принятом опорном сигнале луча, значение параметра для указания оптимальной диаграммы направленности луча.
