CN101459944B

CN101459944B - 用于具有预定参数的nlos无线系统的波束控制算法

Info

Publication number: CN101459944B
Application number: CN2008101871818A
Authority: CN
Inventors: 王昭诚; 宇野雅博
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: DE602007012565D1; EP2071745B1; EP2071745A1; ATE498950T1; CN101459944A; US20090156130A1

Abstract

本发明的名称为用于具有预定参数的NLOS无线系统的波束控制算法，涉及链路自适应、多路通信、非视距无线通信领域。要解决的问题是减少通信系统中适应特定通信路径所需时间。在第一和第二通信设备之间基于多个通信路径通信的方法包括，在多个通信路径上传送信号；基于各个通信路径上传送的信号，并且在切换到通信路径以操作通信链路时，确定和存储多个通信路径每一个的至少一个链路参数；基于至少一个存储的通信路径的链路参数操作通信路径上的通信链路的步骤。方法可包括根据多个通信路径上传送的一个或多个信号选择操作通信链路所在的通信路径的步骤。第一通信设备和/或第二通信设备可包括窄波束天线，适合对应不同通信路径调整至不同位置。

Description

用于具有预定参数的NLOS无线系统的波束控制算法

技术领域

本发明涉及链路自适应、多路径通信及非视距无线通信领域。本发明特别涉及一种通信系统、通信设备和通信方法。

背景技术在多个通信路径之间切换的自适应通信系统中，由于系统在通信路径之间切换时执行通信链路自适应(如自动增益控制)所需的时间，导致接入延迟增大和/或数据率减小。

从 EP 1 659 813 A1，已经了解在第一和第二通信设备中采用可调整窄波束天线以在两个通信设备之间提供无线通信链路的无线通信系统。由此，第一通信设备和第二通信设备的天线方向的每种组合对应于通信设备之间的一个可能通信路径。执行路径扫描以确定最佳地支持通信链路的通信路径列表，并且提供通信路径上被确定为最佳的通信链路。所述列表在设备之间的无线通信链路供应期间更新。

因此，本发明要解决的问题是减少在通信系统中适应特定通信路径所必需的时间。此问题通过如本发明权利要求1所述的通信系统、如权利要求13所述的通信设备以及如权利要求18所述的通信方法解决。通过本发明的以下说明，本发明针对和解决的其它目的和问题将会十分明显。

发明内容

根据本发明的通信系统包括：第一通信设备和第二通信设备，所述第一和第二通信设备适合于在所述第一和第二通信设备之间的多个通信路径上传送信号，以及用于根据在各个通信路径上传送的信号确定所述多个通信路径的每一个的至少一个链路参数并且存储确定的链路参数的链路参数确定系统。由此，所述第一通信设备和所述第二通信设备，在切换至某个通信路径以操作某个通信链路时，适合于根据所述通信路径的至少一个存储的链路参数操作所述通信路径上的通信链路。

由于使用预定的链路参数来操作通信链路，在切换至某个通信路径以操作某个通信链路时，可以忽略链路参数的确定。但是，特定通信路径的链路参数的确定需要在通信路径上传送信号并且根据接收的信号计算链路参数，而这会浪费宝贵的传送时间。因此，通信链路上的实际数据传送更早获得，通信链路的接入延迟减小并且通信链路的数据率增大。

有利的是，所述链路参数确定系统适合于根据在各个通信路径上传送的信号更新所述存储的链路参数。

因为更新了链路参数，对信道状况的不断自适应得以实现。这样，即使是对于不稳定的信道状况，例如无线信道经常遇到的，也允许可靠的高数据率数据传送。

有利的是，所述第一和所述第二通信设备之间的通信是基于时帧的，每个时帧包括第一周期和第二周期。由此，所述链路参数确定系统适合于在帧的第一周期期间为所述多个通信路径中的至少一个确定所述至少一个链路参数，并且所述第一通信设备和所述第二通信设备适合于在帧的第二周期期间操作所述通信链路。

因为通信链路的操作在某个帧期间执行，可以在保持链路自适应造成的开销低并因此保持数据率高的同时，实现较短帧长度和低误帧率(与通信链路相关)。

所述通信系统有利地包括适合于选择操作所述通信链路所在的通信路径的通信路径选择系统，其中通信路径的选择基于在所述多个通信路径上传送的所述信号的一个或多个。

因为用于选择提供通信链路的通信路径的信号与用于确定链路参数的信号相同，不需要发送额外的信号，并因此防止了数据率的降低。

在所述第一通信设备和/或所述第二通信设备中包括所述链路参数确定系统是有利的。

有利的是，所述第一通信设备和/或所述第二通信设备包括适合于对应不同通信路径调整到不同位置的窄波束天线，所述链路参数确定系统适合于存储所述确定的链路参数以及对应各个通信路径的窄波束天线的位置。

有利的是，所述至少一个链路参数包括AGC值、保护间隔的长度、频率范围指示器、编码方案指示器、调制方案指示器、指示是否要采用频域均衡的信息和/或在通信系统中采用单载波还是多载波系统如OFDM的信息。

根据本发明的通信设备适合于经由多个通信路径从另一通信设备接收信号，并且包括链路参数确定系统，用于根据经由多个通信路径的每一个接收的信号确定所述相应通信路径的至少一个链路参数。所述通信设备，在切换至某个通信路径以操作与另一通信设备之间的通信链路时，适合于根据所述通信路径的至少一个存储的链路参数操作所述通信路径上的与另一通信设备之间的通信链路。

有利的是，所述通信设备和所述另一通信设备之间的通信是基于时帧的，每个时帧包括第一周期和第二周期。由此，所述链路参数确定系统适合于在帧的第一周期期间为所述多个通信路径中的至少一个确定所述至少一个链路参数，并且所述通信设备适合于在帧的第二周期期间操作所述通信链路。

所述通信设备有利地包括适合于根据在所述多个通信路径上传送的所述信号的一个或多个来选择操作所述通信链路所在的通信路径的通信路径选择系统。

所述通信设备有利地包括适合于对应不同通信路径调整至不同位置的窄波束天线。由此，所述链路参数确定系统适合于存储所述确定的链路参数以及对应各个通信路径的窄波束天线的位置。

根据本发明的在第一通信设备和第二通信设备之间基于多个通信路径进行通信的方法包括：在多个通信路径上传送信号的步骤；基于在各个通信路径上传送的信号，并且在切换到通信路径以操作通信链路时，确定和存储所述多个通信路径的每一个的至少一个链路参数的步骤；基于至少一个存储的所述通信路径的链路参数操作所述通信路径上的通信链路的步骤。

有利的是，所述存储的链路参数根据在各个通信路径上传送的信号进行更新。

有利的是，所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的通信是基于时帧的，每个时帧包括第一周期和第二周期。在这种情况下，所述多个通信路径中的至少一个的所述至少一个链路参数在帧的第一周期期间确定，并且所述通信链路在帧的第二周期期间操作。

所述方法有利地包括根据所述多个通信路径上传送的一个或多个所述信号选择操作所述通信链路所在的所述通信路径的步骤。

有利的是，所述第一通信设备和/或所述第二通信设备包括适合于对应不同通信路径调整到不同位置的窄波束天线，并且其中所述确定的链路参数与对应各个通信路径的窄波束天线的位置一起存储。

附图说明

图1显示典型使用情况下的本发明的通信系统的实施例。

图2显示根据实施例的帧结构。

图3显示路径扫描的表示。

图4显示通信系统实施例的第一和第二通信设备的示意表示。

图5显示根据本发明的通信设备的特定实施例的示意表示。

图6显示包括链路参数的候选路径表的示例。

图7显示根据本发明的通信方法的实施例的流程图。

图8显示根据本发明的通信方法的修改的实施例的流程图。

具体实施方式

现在将参照特定实施例说明本发明的一般概念，即通过使用预存的链路参数操作(建立和维持)在多个通信路径之间切换的通信系统中的通信链路来减少接入延迟并增大数据率。重点在于减少AGC收敛时间造成的开销。

图1显示典型使用情况下的本发明的通信系统3的实施例。通信系统3包括主站(MS)1和用户站(SS)2。

MS 1为主是因为它在每个时帧中发送信标消息并且在争用期间准备从其它站(即SS 2)接收消息，这将在下文说明并且这将它与通信系统3中的任何其它站(即SS 2)区别开来。SS 2为用户是因为它接收信标消息，如下所述。因此，选择的名称(即主站和用户站)不得被视为限制，并且MS 1也可以称作第一通信设备1，SS 2也可以称作第二通信设备2，而不会更改实施例的主题并且通常不会更改本发明的主题。

虽然一般来说通信系统3可以是任何类型的通信系统，实施例的通信系统3是无线通信系统。举例但不作为限制，通信系统3可以是由DVD播放机1和投影仪(beamer)2或便携式音乐播放器2和音乐放大器1等消费电子设备组成的室内通信系统。其它示例是显示器1和摄像机2，或者是可连接或包含于个人计算机中的通信适配器1和移动电话2。但是，本发明不限于消费电子设备。虽然为每个给定示例设备给定了角色(即MS 1或SS 2)，此角色只是示例并且设备也可以充当其它角色。在室内环境中，多个传送信号反射通常高，符合部署本发明的有利条件。但是，室外环境中的信号反射也已知，并且本发明同样可以在此类环境中部署。此外，本发明可用于传送任何类型的数据。MS 1包括天线11，SS 2包括天线12。如下文中未另行说明，假定天线11、12的每一个是可调整窄波束天线。可以采用提供多个(可选择)可能发射和接收方向的任何天线。窄波束天线具有束宽相对较小的主瓣。主瓣的方向即天线发射和接收的方向。从主瓣方向可控制的意义上来说，可调整窄波束天线(可调整定向天线)是可调整的。可以仅在一侧配备可调整天线。也就是说，虽然MS 2的天线11可以是不可调整宽波束/全向天线，SS 1的天线12可以是可调整定向天线，反之亦然。

虽然天线11、12可在大约60GHz的毫米波长/频率范围中工作，但其它工作频率也是可行的。MS 1的天线11的发射和接收方向(下文中称作波束方向、天线方向或天线位置)与SS 2的天线12的发射和接收方向(下文中称作波束方向、天线方向或天线位置)的每种组合对应一个可能的通信路径。通信路径是备选的，即一次只能使用一个通信路径。通信路径在空间上是不同的。由于物体5处传送信号的反射，可能存在非视距通信路径P1、P2、P3、P4、P5。一些路径，如视距通信路径P6，可能由于障碍物6被阻挡。虽然在图1中描述了MS 1传送和SS 2接收的情况，这只是示例，并且MS 1和SS 2均可用作接收器(Rx)和发射器(Tx)。定向天线11、12均调整至例如可以接收到最强信号(图1中的P3)的最佳位置(对应于最佳通信路径)。因此，只有少量反射信号到达接收器。

在传统系统中，Tx侧和Rx侧包括宽波束/全向天线，反射信号会经由所有路径P1、P2、P3、P4、P5到达接收器，在数据率高时，导致超过几十个码元周期的信道延迟扩展，造成因深度频率选择性衰落引起的严重码间干扰(ISI)。必须对抗ISI(如通过精细均衡或OFDM调制技术)，这增加了收发信机电路的复杂性。因此，相比Tx侧和Rx侧包括宽波束/全向天线的传统系统，信道延迟扩展可大大缩短，(基带)电路复杂性可减少并且可以通过使用至少一个窄波束天线实现低功耗。此外，由于来自Tx和Rx窄波束天线11、12的更高天线增益，可轻松满足高速率无线通信(如超过1Gbps)的链路预算要求。

在实施例中，假定每个天线11、12在称作“水平”和“垂直”的两个正交方向上均具有100°的扫描范围和20°的半功率波束宽度从而提供二维扫描场，但也可以使用其它值和规格。在这种情况下，MS 1和SS 2中每一个的天线方向数量为5 x 5＝25，MS 1和SS 2之间的(先验可能(priori possible))通信路径总数为25 x 25＝625。因此，确定最佳通信路径的计算复杂性很高。EP 1659813 A1中描述了一种可以采用的复杂性减少的算法。

图2显示根据实施例的帧结构(时间从左至右增加)。每个时帧包括含信标周期14和争用周期16的扫描周期13以及含上行链路数据周期18和下行链路数据周期20的数据周期17。信标周期14和下行链路数据周期20是下行链路(从MS 1至SS 2的传送)，而争用周期16和上行链路数据周期18是上行链路(从SS 2至MS 1的传送)。为了确定最佳(如最强)通信路径以据此提供通信链路，在帧的路径扫描周期13期间执行路径扫描以确定最佳通信路径。通信链路(即用于传送由MS 1和MS 2提供的用户数据的实际通信设施)在帧的数据周期17期间提供。数据周期17的集合形成了数据阶段17(周期和阶段均由相同的参考标号表示)，而扫描周期13的集合形成了扫描阶段13(周期和阶段均由相同的参考标号表示)。数据阶段17用于传输用户数据。数据阶段17可传输其它数据，包括内部协议数据。

显示了两个连续的帧i和i+1。在帧i(i＝1，2，3，...)的扫描周期13期间，使用通信路径Pc(i)。在帧i的数据周期17期间，使用称作“当前通信路径”的通信路径Pp(i)。每个通信路径对应于一对天线方向，一个MS 1的天线方向，一个SS 2的天线方向。在大多数时间，Pc(i+1)不同于Pc(i)，而Pp(i+1)与Pp(i)相同。因此，在正常情况下，Pc的变化比Pp更频繁。

对于每个帧i，通信系统3确定当前通信路径Pp(i)，即在帧的数据周期17期间其上提供通信链路的通信路径。当前通信路径的确定基于扫描阶段13期间传送的信号。作为路径扫描的一部分，通信系统3在给定的多个通信路径的每一个上重复传送信号，并且根据传送的信号确定给定的多个通信路径的每一个的信道质量指标。给定的多个通信路径可随时间变化。给定的多个通信路径可包括所有先验可能的通信路径(即所有天线方向组合)或仅包括其子集。在开始通信时，扫描所有先验可能的通信路径可能是有利的。之后，一些路径可弃用(如因为它们经常无法提供用于通信)并且路径扫描可限于“更有希望的”通信路径。间或，即使弃用的通信路径也可被扫描。在这种情况下，所有先验可能的通信路径均被重复扫描，即使是不同的频率。信道质量指标由包含于MS 1和MS 2(即包含于由MS 1和MS 2形成的系统中)中的信道评估系统21确定。在实施例中，信道评估系统21包括SS 2中包括的信道评估器21-2，并且可选地包含MS 1中的信道评估器21-1。信道质量指标可基于接收信号强度指示(RSSI)、由它给定或对应于它。此外，或者备选，信道质量指标也可基于误比特率(BER)和/或误帧率(FER)。

此外，信道评估系统21可适合于根据作为路径扫描一部分的扫描阶段13期间传送的信号来确定每个通信路径的多路衰落/ISI的强度(即确定每个通信路径的相应ISI强度值)。

更具体地说，在此实施例中，MS 1在给定扫描周期13的信标周期14期间使用给定扫描周期13的MS天线方向发送信标信号。SS 2尝试使用给定扫描周期13的SS天线方向接收信标，并且通过SS信道评估器21-2确定通信路径的信道质量指标。这样，就在一个方向(从MS 1至SS 2)上测试了通信路径，但是可以假定，两个方向的信道质量是相同的。此外，信道质量指标(和ISI强度值)可根据路径扫描阶段13期间(如争用周期16期间)从SS 2传送到MS 1的信号来获得。由此，信道评估系统21通过SS信道评估器21-2和MS信道评估器21-1根据扫描阶段13中分别从MS 1传送到SS 2和从SS 2传送到MS 1的信号来确定信道质量指标(和ISI强度值)。此外，第二信道质量指标(和第二ISI强度值)可根据路径扫描阶段13期间(如争用周期16期间)从SS 2传送到MS 1的信号来获得。由此，信道评估系统21通过MS信道评估器21-1根据扫描阶段13中从SS 2传送到MS 1的信号来确定第二信道质量指标(和第二ISI强度值)。从SS 2到MS 1的方向的通信路径上的通信链路的一个或多个链路参数可基于通信路径的第二信道质量值(和第二ISI强度值)。

图3显示路径扫描的表示。左侧网格显示MS 1的天线方向(每个方格对应于一个天线方向，每列对应于一个“水平”位置，每行对应于一个“垂直”位置)，右侧网格显示SS 2的天线方向。根据作为路径扫描的一部分而传送的信号，不仅确定了当前路径，还确定了候选路径的排序列表(其中当前路径可视作特别的，候选路径中的第一个)。当前通信路径和其它候选路径的确定基于为通信路径确定的信道质量指标(如RSSI)。但是，必须理解，除信道质量之外，可能还有其它确定候选路径列表所基于的标准(如链路参数和信道历史)。候选路径列表的确定由通信路径选择系统22执行。通信路径选择系统22包含于MS 1和SS 2中(即包含于由MS 1和SS 2组成的系统中)。通信路径选择系统22可完全包含于SS 2或完全包含于MS 1中，或包含SS 2中的第一子单元22-2和MS 1中的第二子单元22-1。P指示对应于当前路径也可以称作候选路径0的MS 1和SS 2的天线方向。C1表示用于候选路径1的MS 1和SS 2的天线方向。C2表示用于候选路径2的MS 1和SS 2的天线方向。C3表示用于候选路径3的MS 1和SS 2的天线方向。在此示例中，确定只有4个通信路径足够好以支持通信链路。在当前路径受到(如移动物体)干扰时，会使用一个候选路径(如下一个)取代当前路径。EP 1 659 813 A1中描述了此方案的可能实现。

扫描阶段13用于测量给定的多个通信路径(如所有通信路径)的信道质量以及不断和动态地更新图3中所示的候选路径表。扫描阶段13期间可在MS 1和SS 2之间交换天线控制信息。如图2中所示，争用周期16可包括用于促进例如基于争用的媒体访问的时隙TS。基于争用的媒体访问可通过时隙之外的其它方式提供。即使提供了时隙TS，这不一定表示通信系统3通常是时分多址(TDMA)系统。实际上，实施例的通信系统3可通过时分或时分之外的其它方式提供多址。

通常，由MS 1和SS 2形成的系统还包括链路参数确定系统24，用于确定给定的多个通信路径中的每一个的至少一个链路参数。在实施例中，链路参数确定系统24包括SS 2中的链路参数确定器24-2，并且可选地包含MS 1中的链路参数确定器24-1。链路参数是指描述用于MS 1和SS 2之间的信息交换的方案的参数和/或根据信道状况选择的参数。确定的链路参数存储在与对应通信路径关联的(可能分布式的)数据库中(未示出)。根据存储的链路参数，在数据阶段17中提供通信链路。链路参数根据扫描阶段13中接收的信号确定。一些链路参数可根据确定的信道质量指标和/或确定的ISI强度值来确定。在确定某个通信路径不适合支持通信链路(如因为确定的RSSI极低)时，该通信链路的至少一个链路参数可取特殊值或成为特殊“链路参数”，表示该通信链路已被确定/认定无法支持通信链路。当前实施例适合于确定每个通信路径的以下链路参数：

·MS 1的AGC值，SS 2的AGC值(AGC值对应于为了达到标准信号水平而应用于接收的信号的增益。AGC(自动增益控制)，例如，可在假定从RF电路输出恒定信号功率的ADC(模数转换)单元之前在模拟RF电路中执行)；

·通信系统的类型(类型包括如：a)无频域均衡器的单载波系统、b)OFDM系统以及c)有频域均衡器的单载波系统)；

·调制方案(方案包括如BPSK、QPSK、DQPSK、16QAM以及64QAM)；

·保护间隔长度(用于如OFDM系统和有频域均衡器的单载波系统)；

·信号传送的频率范围(如59GHz ISM频带(59GHz-60GHz)或65GHz ISM频带(65GHz-66GHz))；

·用于纠错的编码方案(如可以定义编码率1/2、2/3、4/5、5/6、7/8的不同编码方案)。

但是，通常可以仅确定参数的子集并且可确定本文未描述的其它参数。一些链路参数(即链路参数取的值)必须让两个通信设备(即MS 1和SS 2)都知道，或必须让尚未确定它的通信设备(即MS 1或MS 2)知道。假定提供信息给通信设备1、2或确保通信设备1、2使用相同链路参数值的部件和方法可用。最简单的，例如，可以通过从已确定链路参数(值)的通信设备(SS 2或MS 1)传送链路参数(值)至要求它的通信设备(分别为MS 1或SS 2)来实现。链路参数(值)可在扫描阶段13和/或数据阶段17期间传送。

SS 2的AGC值(SS AGC值)可由包含于SS 2的链路参数确定器24-2中的模拟AGC电路26确定。SS AGC电路26基本上是传统的，但必须提供读出确定的AGC值的可能性以及将先前确定和存储的AGC值应用于已接收信号的可能性。MS 1的AGC值(MS AGC值)可例如根据SS AGC值或根据确定的信道质量指标(如RSSI)确定。或者，MS AGC值可由包含于MS 1和链路参数确定系统24中的传统模拟AGC电路28确定。在后一种情况下，通信系统3在扫描阶段13期间(如在争用周期16或扫描阶段13的另一周期)在从SS 2到MS 1的多个通信路径的每一个上重复传送信号。MS 1的AGC电路28根据在通信路径上从SS 2传送到MS 1的信号确定每个通信路径的MS AGC值。在新信号经由通信路径到达MS 1时，MS AGC值相应地更新。MSAGC电路28基本上是传统的，但必须提供读出确定的AGC值的可能性以及将先前确定和存储的AGC值应用于已接收信号的可能性。因此，MS AGC值的确定基本上与SS AGC值的确定相同。但是，假定例如SS 2在争用周期的一个时隙TS期间传送信号之一并且另一SS(未示出)在相同时隙TS期间传送相似的或其它的信号，信号冲突并且MS

AGC值的确定不成功。因此，MS AGC值的实际更新频率是概率性的。或者，为了避免冲突，MS 1可在路径扫描周期(如特定传输时隙TS)期间分配独占传送可能性给SS 2。但是，第二SS的存在只是示例而并非必要。在没有其它SS的情况下，不需要争用周期16并且争用周期16可由备选上行链路周期所取代以便于SS 2的独占使用。在每个备选上行链路周期，SS 2使用相应扫描周期13的通信路径Pc传送要求的信号至MS 1，并且相应MS AGC值由AGC电路28根据传送的信号获得。通信系统3可动态地(如在用户请求时，预定时间表或自动检测到其它通信设备时)在单SS模式和多SS模式之间改变。

在根据通信路径的给定方向(从MS 1到SS 2或从SS 2到MS 1)上传送的信号确定链路参数时，链路参数通常用于操作相同方向的通信路径上的通信链路。例如，在上述参数SS AGC值、通信系统类型、调制方案、保护间隔长度、频率范围和编码方案由SS 2的链路参数确定器24-2根据给定通信路径上从MS 1传送到SS 2的信号确定时，这些链路参数(至少)用于操作从MS 1到SS 2的通信路径上的通信链路。例如，在上述参数MS AGC值、通信系统类型、调制方案、保护间隔长度、频率范围和编码方案由MS 1的链路参数确定器24-1根据给定通信路径上从SS 2传送到MS 1的信号确定时，这些链路参数(至少)用于操作从SS 2到MS 1的通信路径上的通信链路。但是，链路参数也可以用于操作相反方向的通信链路。

图4显示如上所述的MS 1和SS 2的示意表示。

在SS 2的特定实施例中，对应于通信系统3的特定实施例，信道评估系统21、通信路径选择系统22和链路参数确定系统24包含于SS2中。在这种情况以及MS AGC值由AGC电路28确定的情况下，AGC电路28为MS 1的一部分，但与上述相反，并非链路确定系统24的一部分。除此之外，该特定实施例与上述实施例相同。图5显示SS 2的特定实施例的表示。

基于以上所述，根据链路参数由链路参数确定系统24确定，以下示例自适应方案得以实现：

如果，对于给定通信路径，不存在多路衰落(如ISI强度值低于给定的第一阈值)并且确定的信道质量极佳(如信道质量指标高于给定的第二阈值)，无频域均衡器的单载波系统和具有第一星座大小(如64QAM)的高级调制方案被选择并存储用于给定的通信路径。这允许高数据率和简单的发射器，尤其是接收器操作(接收器无频域均衡)，从而实现了低功耗。

如果，对于给定通信路径，存在强多路衰落(如ISI强度值高于第一阈值)并且确定的信道质量极佳(如信道质量指标高于第二阈值)，OFDM或有频域均衡器的单载波系统和具有第二星座大小(如16 QAM)的高级调制方案被选择并存储用于给定的通信路径。这允许了高数据率。

如果，对于给定通信路径，存在强多路衰落(如ISI强度值高于第一阈值)并且确定的信道质量足够好(如信道质量指标高于第三阈值)，足以成为候选路径但不足以支持高级调制方案(信道质量指标低于第二阈值)，OFDM或有频域均衡器的单载波系统和具有小于第二星座大小和/或第一星座大小的第三星座大小(如QPSK)的低级调制方案被选择并存储用于给定的通信路径。这允许了可靠的通信。

因此，无频域均衡器的单载波系统用于多路衰落相对较低的通信路径，而有频域均衡器的单载波系统或OFDM系统用于多路衰落相对较高的通信路径。此外，星座大小相对较大的调制方案用于信道质量相对较好的通信路径，而星座大小相对较小的调制方案用于信道质量相对较差的通信路径。如上所述，信道质量可例如基于接收信号强度、由它给定或对应于它。

由于链路参数单独地并且根据实际信道状况(在扫描阶段13中确定)应用于每个通信路径，可以实现功耗和数据率之间的最佳折衷。

图6显示候选路径表的示例，其中包括根据上述自适应方案建立的链路参数。该表(从左至右)显示路径(从上至下)P、C1、C2和C3的链路参数MS AGC值、SS AGC值、系统类型、调制方案、保护间隔长度、编码方案(指定的编码率是编码方案的指示)以及频率范围。通信路径的确定的链路参数与对应于通信路径的天线11、12的位置一起存储。应该注意，图6的表格可以以分布式的方式存储，例如，因为不需要将MS AGC值存储在SS 1上以及将SS AGC值存储在MS 1上。同样，可能不需要将SS 1天线方向存储在MS 2上，反之亦然。

因为预存链路参数的使用，实际操作通信链路(即数据阶段17期间)时(或开头)的链路参数确定可以略过，节省宝贵的传送时间并且由此提高数据率。例如，假定通信系统在上行链路数据周期18的开头传送校准信号以确定MS 1的AGC值用于在上行链路数据周期18中操作通信链路，并且在下行链路数据周期20的开头传送校准信号以确定SS 1的AGC值用于在下行链路数据周期20中操作通信链路。校准信号不(至少不以高数据率)携带数据，因此这些信号的传送会降低数据率。校准信号传送的时间必须与MS 1或SS 2的AGC电路收敛到最佳AGC值所需的一样长。这个时间称作AGC收敛时间。AGC收敛时间与帧长的比率称作AGC收敛时间开销。因此，相比这样的系统，本发明减小了AGC收敛时间开销。在减小帧长时，AGC收敛时间保持恒定并且AGC收敛时间开销因此变高。所以，在帧长短时，AGC收敛时间特别成问题。但是，除了别的因素以外，为了实现低误帧率，在高数据率系统(如超过1 Gbps)中短帧长时有利。因此，本发明应用于此类系统特别有用。此外，本发明在必需通信路径的频率更改的状况下特别有用。实施例是时分复用(TDD)类型的通信系统3。但是，本发明也可以有利地采用任何另一复用类型的通信系统甚至非复用通信系统。

图7显示通信系统3执行的发明通信方法的步骤的流程图。

步骤S2包括子步骤S2A、S2B、S2C。在步骤S2A中，通信系统3在多个通信路径的每一个上传送信号。在步骤S2B中，通信系统3根据在通信路径上传送的信号确定多个通信路径的每一个的信道质量。在步骤S2C中，通信系统3根据在通信路径上传送的信号确定多个通信路径的每一个的至少一个链路参数并且存储确定的至少一个链路参数。如上所述，多个通信路径可包括所有可能的通信路径或仅包括其子集。确定信道质量的步骤(S2B)包括确定用于选定的通信路径的信道质量指标和ISI强度值。在步骤S2后，方法继续进行到步骤S4。

在步骤S4中，根据步骤S2期间和/或步骤S12期间在多个通信路径的每一个上传送的信号选择当前通信路径Pp。方法继续进行到步骤S6。

在步骤S6，通信系统切换到当前通信路径Pp，并且在当前帧的数据周期17期间操作当前通信路径上的通信链路。方法继续进行到步骤S8。

在步骤S8中，确定通信方法是否继续。如否，方法继续进行到步骤S16并结束。如是，方法继续进行到步骤S9。

在步骤S9中，下一帧(即时间中的下一个帧)成为当前帧并且方法继续进行到步骤S10。

在步骤S10中，确定通信路径Pc。由于此步骤是包括步骤S4到S14的循环的一部分，重复进行直至方法结束。路径Pc由此以多个通信路径的所有通信路径均可选择的方式选择。如上所述，多个通信路径可能(但并非需要)随时间变化并且可包括所有可能的通信路径或仅包括其子集。实际上，对于不同的路径，选择的频率可以相同或不同。例如，可以循环地选择所有通信路径。方法继续进行到步骤S12。

在步骤S12中，在当前帧的扫描周期13期间在选定的通信路径Pc上传送信号(即信标)。方法继续进行到步骤S14。

步骤S14包括子步骤S14A和S14B。在步骤S14A中，根据步骤S12中在通信路径Pc上传送的信号确定(更新)用于选定的通信路径Pc的信道质量。确定信道质量的步骤(S14A)包括确定选定的通信路径的信道质量指标和ISI强度值。在步骤S14B中，根据步骤S12中在通信路径上传送的信号确定(更新)选定的通信路径Pc的至少一个链路参数并且存储确定的至少一个链路参数。在步骤S14后，方法返回到步骤S4。

在步骤S16，方法结束。

步骤S2可例如通过循环步骤S9、S10、S12和S14来实现。然后，有条件地仅在多个通信路径的所有通信路径均已测试的情况下执行步骤S4和S6。这在图8中显示，其中省略了步骤S2，添加了新的初始化步骤S18’并且在步骤S14’和S4’之间插入了新的步骤S20’。

在初始化步骤S18’中，当前帧已设置。方法继续进行到步骤S10’。

在步骤S10’中，确定通信路径Pc。由于此步骤是包括步骤S10’、S12’、S14’和S9’的循环的一部分，重复进行直至方法结束。路径Pc由此以多个通信路径的所有通信路径均被选择的方式选择。如上所述，多个通信路径可能(但并非需要)随时间变化并且可包括所有可能的通信路径或仅包括其子集。实际上，对于不同的路径，选择的频率可以相同或不同。例如，可以循环地选择所有通信路径。方法继续进行到步骤S12’。

在步骤S12’中，在当前帧的扫描周期13期间在选定通信路径Pc上传送信号(即信标)。方法继续进行到步骤S14’。

步骤S14’包括子步骤S14A’和S14B’。在步骤S14A’中，根据步骤S12’中在通信路径Pc上传送的信号确定(更新)选定通信路径Pc的信道质量。确定信道质量的步骤(S14A’)包括确定选定的通信路径的信道质量指标和ISI强度值。在步骤S14B’中，根据步骤S12’中在通信路径上传送的信号确定(更新)选定的通信路径Pc的至少一个链路参数并且存储确定的至少一个链路参数。在步骤S14’后，方法继续进行到步骤S20’。

在步骤S20’中，确定是否已在多个通信路径的每一个上传送信号。如是，方法继续进行到步骤S4’。如否，方法继续进行到步骤S9’。

在步骤S4’中，根据步骤S12’期间在多个通信路径上传送的信号选择当前通信路径Pp。方法继续进行到步骤S6’。

在步骤S6’，通信系统切换到当前通信路径Pp，并且在当前帧的数据周期17期间操作当前通信路径上的通信链路。方法继续进行到步骤S8’。

在步骤S8’中，确定通信方法是否继续。如否，方法继续进行到步骤S16’。如是，方法继续进行到步骤S9’。

在步骤S9’中，下一帧(时间上的下一个帧)成为当前帧并且方法继续进行到步骤S10’。

在步骤S16’，方法结束。

已经参照具体实施例描述了本发明。这只是作为示例。本领域的技术人员清楚，在不背离本发明的基本原理的情况下，可以获得许多修改方案。因此，本发明仅受所附权利要求范围的限制，而不受上述说明中作为示例提供的具体细节的限制。

Claims

1.一种通信系统(3)，包括

第一通信设备(1)和第二通信设备(2)，所述第一通信设备和所述第二通信设备(1、2)适合于在所述第一通信设备和所述第二通信设备(1、2)之间的多个通信路径上传送信号；以及

链路参数确定系统(24)，所述链路参数确定系统用于确定所述多个通信路径的每一个通信路径的多个链路参数以用于操作相应的通信路径上的通信链路，并且用于存储所确定的链路参数，所述多个链路参数是根据在该相应的通信路径上传送的信号确定的，所述链路参数是描述用于所述第一通信设备和所述第二通信设备(1、2)之间的信息交换的方案的参数和/或根据信道状况选择的参数，其中

所述第一通信设备(1)和所述第二通信设备(2)在切换至通信路径以操作通信链路时，适合于根据先前被确定以用于操作所述通信路径上的通信链路的、所述通信路径的存储的链路参数，操作所述通信路径上的通信链路。

2.如权利要求1所述的通信系统(3)，其中所述链路参数确定系统(24)还适合于根据所述相应的通信路径上传送的信号更新所述存储的链路参数。

3.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中

所述第一通信设备(1)和所述第二通信设备(2)之间的通信是基于时帧的，每个时帧包括第一周期(13)和第二周期(17)，其中

所述链路参数确定系统(24)还适合于在帧的所述第一周期(13)期间为所述多个通信路径中的至少一个确定所述多个链路参数，以及其中

所述第一通信设备(1)和所述第二通信设备(2)适合于在帧的所述第二周期(17)期间操作所述通信链路。

4.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，包括

适合于根据在所述多个通信路径上传送的所述信号的一个或多个选择操作所述通信链路所在的通信路径的通信路径选择系统(22)。

5.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中

在所述第一通信设备(1)和/或所述第二通信设备(2)中包括所述链路参数确定系统(24)。

6.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中

所述第一通信设备(1)和/或所述第二通信设备(2)包括窄波束天线(11、12)，所述窄波束天线适合于对应不同通信路径调整至不同位置，以及

所述链路参数确定系统(24)适合于将所述确定的链路参数与对应所述相应的通信路径的窄波束天线(11、12)的位置一起存储。

7.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括AGC值。

8.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括保护间隔的长度。

9.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括频率范围的指示。

10.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括编码方案的指示。

11.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括调制方案的指示。

12.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括指示是否应采用频域均衡的信息。

13.如权利要求1或2所述的通信系统(3)，其中所述多个链路参数包括指示应采用单载波还是多载波系统的信息。

14.一种适合于经由多个通信路径从另一通信设备(1)接收信号的通信设备(2)，所述通信设备包括

链路参数确定系统(24)，所述链路参数确定系统用于根据经由多个通信路径中的每一个通信路径接收的信号确定相应的通信路径的多个链路参数，所述链路参数是描述用于所述通信设备(2)和所述另一通信设备(1)之间的信息交换的方案的参数和/或根据信道状况选择的参数；

所述通信设备(2)在切换至通信路径以操作与所述另一通信设备(1)的通信链路时，所述通信设备适合于根据所述通信路径的存储的链路参数操作所述通信路径上与所述另一通信设备(1)的通信链路。

15.如权利要求14所述的通信设备(2)，其中所述链路参数确定系统(24)还适合于根据所述相应的通信路径上传送的信号更新所述存储的链路参数。

16.如权利要求14或15所述的通信设备(2)，其中

所述通信设备(2)和所述另一通信设备(1)之间的通信是基于时帧的，每个时帧包括第一周期(13)和第二周期(17)，其中

所述通信设备(2)适合于在帧的所述第二周期(17)期间操作所述通信链路。

17.如权利要求14或15所述的通信设备(2)，包括

通信路径选择系统(22)，所述通信路径选择系统(22)适合于根据所述多个通信路径上传送的所述信号的一个或多个选择操作所述通信链路所在的通信路径。

18.如权利要求14或15所述的通信设备(2)，包括

窄波束天线(12)，所述窄波束天线(12)适合于对应不同通信路径调整至不同位置，以及其中

所述链路参数确定系统(24)适合于将确定的链路参数与对应所述相应的通信路径的窄波束天线(12)的位置一起存储。

19.一种在第一通信设备(1)和第二通信设备(2)之间基于多个通信路径进行通信的方法，所述方法包括以下步骤

在多个通信路径上传送(S10、S12、S9)信号；

确定所述多个通信路径中的每一个通信路径的多个链路参数以用于操作相应的通信路径上的通信链路，并存储(S14B)所确定的链路参数，所述多个链路参数是根据在该相应的通信路径上传送的信号确定的，所述链路参数是描述用于所述第一通信设备(1)和所述第二通信设备(2)之间的信息交换的方案的参数和/或根据信道状况选择的参数；以及

在切换至通信路径以操作通信链路时，根据先前被确定以用于操作所述通信路径上的通信链路的、所述通信路径的存储的链路参数，操作(S6)所述通信路径上的通信链路。

20.如权利要求19所述的方法，其中

所述存储的链路参数根据在所述相应的通信路径上传送的信号进行更新。

21.如权利要求19或20所述的方法，其中

所述多个通信路径中的至少一个的所述多个链路参数在帧的所述第一周期(13)期间确定，以及其中

所述通信链路在帧的所述第二周期(17)期间操作。

22.如权利要求19或20所述的方法，所述方法包括以下步骤

根据所述多个通信路径上传送的一个或多个所述信号选择(S4)操作所述通信链路所在的所述通信路径。

23.如权利要求19或20所述的方法，其中所述第一通信设备(1)和/或所述第二通信设备(2)包括窄波束天线(11、12)，所述窄波束天线(11、12)适合于对应不同通信路径调整至不同位置，以及其中

所述确定的链路参数与对应所述相应的通信路径的窄波束天线(11、12)的位置一起存储。