CN102884731A

CN102884731A - 用于毫米波通信系统的空分双工的装置和方法

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Publication number: CN102884731A
Application number: CN2011800232427A
Authority: CN
Inventors: F.卡恩; 皮周悦
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2031-04-05
Also published as: JP6042323B2; EP2556601B1; EP2556601A4; US9806789B2; WO2011126266A2; CA2795725C; RU2567370C2; CA2795725A1; RU2012146984A; AU2011239121B2; JP2013526135A; WO2011126266A3; KR20130094177A; KR101841552B1; EP2556601A2; AU2011239121A1; US20110243040A1; CN102884731B

Abstract

提供一种用于全双工毫米波移动无线通信的装置和方法。该装置包括使用毫米波的空分双工（SDD）移动通信系统，该SDD移动通信系统包括：第一无线终端，其包括具有多个第一发送天线的用于发送在空间上波束形成的第一发送波束的第一发送天线阵列、以及具有多个第一接收天线的用于形成在空间上波束形成的第一接收波束的第一接收天线阵列；以及第二无线终端，其包括具有多个第二发送天线的用于发送指向第一无线终端接收波束的在空间上波束形成的第二发送波束的第二发送天线阵列、以及具有多个第二接收天线的用于形成指向第一终端的发送波束的在空间上波束形成的第二接收波束的第二接收天线阵列。

Description

用于毫米波通信系统的空分双工的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于毫米波通信系统的空分双工（SDD）的装置和方法。更具体地，本发明涉及利用毫米电磁波用于点到点（P2P）无线通信的SDD通信系统的装置和方法。

背景技术

移动通信近年来不断发展，移动通信业务的用户数量目前正在超过45亿并且继续增长。同时，已经开发新的移动通信技术和系统以满足不断增加的需求，并且向移动通信用户提供更多和更好的移动通信应用和服务。这样的系统的示例包括：由第三代合作伙伴计划2（3GPP2）开发的码分多址2000（CDMA2000）演进数据优化（EvDO）系统；由第三代合作伙伴计划（3GPP）开发的宽带CDMA（WCDMA）、高速分组接入（HSPA）、和长期演进（LTE）系统；以及由国际电气和电子工程师协会（IEEE）开发的移动全球互联微波接入（WiMAX）系统。随着越来越多的人成为移动通信系统的用户，以及在这些系统上提供更多的数据富集服务，越来越需要具有更大容量、更高吞吐量、更低延迟、以及更好可靠性的移动通信系统。

毫米波是无线电频率范围为30GHz－300GHz的无线电波，由于它们较短的波长而展现出独特的传播特性。例如，可以在相对小区域中群集更多天线，从而使能小外型尺寸的高增益天线。毫米波无线通信系统已经在几公里的距离上实现10Gbps数据传输率。然而，由于诸如成本、复杂度、功耗、和外型尺寸的问题，当前的技术不是非常适合于商业移动通信。最近，已经尝试研究利用毫米波无线通信系统用于短距无线通信。例如，在开发60GHz射频集成电路（RFIC）和天线的解决方案方面已经取得进展。然而，60GHzRFIC目前仍然受累于低效率和高成本，而且毫米波受累于传播损失。

为了应对毫米波的传播损失，可以采用波束形成。波束形成是用于使用通过自适应接收/发送波束样式的特定选择性定向发送或接收信号以获得信号增益的信号处理技术。当发送时，波束形成器控制每个发送器天线处的信号的相位和相对幅度以便在波前创建建设性或破坏性干扰的样式。当接收时，组合来自不同天线的信息以使得优先观察到期望的辐射样式。

图1示出根据现有技术的发送波束形成。

参照图1，示出发送器100，其具有发送天线阵列101中的多个发送天线102。

将图1中示出为增益gt1到gtN的发送波束形成权重gti应用于从天线阵列101的发送天线102的第i个发送的信号。该增益用于调整从发送天线102的每一个发送的信号的相位和相对幅度。该信号可以被单独放大用于从发送天线102的每一个的发送。替换地，可以使用单个放大器或者数量小于发送天线的数量的放大器。此外，可以在信号放大之前或信号放大之后应用波束形成权重或增益。

图2示出根据现有技术的接收波束形成。

参照图2，示出接收器200，其具有接收天线阵列201中的多个接收天线202。

由低噪声放大器（LNA）对接收天线202的每一个接收的信号进行放大。将图2中示出为gr1到grN的接收波束权重gri应用于从接收天线202的第i个接收并放大的信号。该增益用于调整接收天线202的每一个接收的信号的相位和相对幅度。该接收波束形成权重可以是增益调整。将经相位和幅度调整的信号组合以产生接收信号。由于来自接收天线202的每一个的信号的相干或建设性组合而得到接收波束形成增益。

图3示出根据现有技术的动态波束形成。

参照图3，将多个权重gt1到gt5应用于向外信号s(t)以形成发送波束TxB的等相位波前。

权重gt1到gt5仅仅用于控制和/或调整信号s(t)的相位。将信号s(t)应用于多个天线A1到A5，每个天线具有权重gt1到gt5的对应的一个，并且天线A1到A5的每一个与天线A1到A5的相邻一个隔开距离d。例如，如图3中所示，将信号s(t)应用于具有被应用于通过天线A1发送信号的权重gt1e^{+j(2π/λ)2dcosθ}的天线1，以便相对其相位控制信号s(t)。将权重gt2到gt5在天线A2到A5处分别应用于信号s(t)。于是，天线A1到A5的每一个产生可以沿具有图3中所示的等相位波前的特定方向导引的相位调整信号s(t)。可以将使用权重gt1到gt5应用于天线A1到A5的相位调整应用于信号s(t)的发送和接收两者，以使得可以将发送波束和接收波束沿预定方向导引。

图4示出根据现有技术的数字波束形成的示例。

参照图4，如由收发器400执行的，数字波束形成可以用于获得诸如性能和灵活性的各种好处。如图4中所示，包括信号s₀(t)到s_(M-1)(t)的M、N个信号沿着各个发送路径被发送以便被收发器400的各个天线发送。沿着各个发送路径将发送权重wt₀到wt_(M-1)分别应用于信号s₀(t)到s_(M-1)(t)，每个发送路径包括各自的数模转换器（DAC）DAC1到DACM。发送信号s₀(t)到s_(M-1)(t)被接收器200的各个天线接收。接收信号r₀(t)到r_(N-1)(t)通过各个接收路径被接收，每个接收路径具有低噪声放大器（LNA）和模数转换器（ADC）ADC1到ADCN。将接收权重wr₀到wr_(N-1)分别应用于接收信号r₀(t)到r_(N-1)(t)。于是，通过将数字波束形成应用于数字信号，即使在可变信道条件下也可以获得最优的信道容量。然而，由于具有M或N个全收发器，在数字波束形成中使用大量的硬件。于是，数字波束形成提高信道容量，同时增加硬件复杂度和功耗。

图5示出根据现有技术的模拟波束形成的示例。

参照图5，由收发器500执行模拟波束形成。根据图5的模拟波束形成，可以减少诸如图4中所示的DAC和ADC的数据转换器的数量。如图5中所示，在收发器500中，发送信号s(t)穿过DAC 501以将发送信号s(t)的数字形式转换为发送信号s(t)的模拟形式，其接着沿着相应的信号路径被提供给多个发送天线503。将各个发送权重wt₀到wt_(M-1)应用于穿过相应信号路径（各自具有混频器）到发送天线的各个模拟信号。收发器500使用多个接收天线504接收具有各个发送权重wt₀到wt_(M-1)的各个模拟信号s(t)。多个接收信号穿过各自具有LNA和混频器的各个信号路径，并且将各个接收权重wr₀到wr_(N-1)应用于多个接收信号。被加权的接收信号然后被ADC 502转换为数字信号以形成接收信号r(t)。因此，在模拟波束形成中，收发器中使用仅仅一个DAC 501和一个ADC 502，从而减少数据转换器的数量。

图6示出根据现有技术的射频（RF）波束形成的示例。

参照图6，由收发器600执行RF波束形成。如图6中所示，RF波束形成可以减少用于执行波束形成操作的混频器的数量。在收发器600中，使用DAC 601将发送信号s(t)从数字形式转换为模拟形式。然后将发送信号s(t)的模拟形式穿过混频器602以便沿着各个信号路径提供给多个发送天线603以便被发送。收发器600使用多个接收天线接收发送信号，每个接收天线具有包括LNA的各个信号路径以及被应用于多个接收信号的各个接收权重wr₀到wr_(N-1)。被加权的接收信号被组合器605组合，然后被混频器606混频，并且穿过ADC 607以形成接收信号r(t)。于是，混频器不是沿着接收天线604的信号路径的每一个布置，并且较低数量的混频器导致降低的硬件复杂度和功耗。然而，降低的波束形成控制灵活性、减少的多接入功能以及减少的多接入用户导致RF波束形成的有限功能。

发明内容

技术问题

诸如无线HD技术、ECMA-387、和IEEE 802.15.3c的当前的点到点（P2P）毫米波标准采用时分双工（TDD），其中在给定时间通信中的两个设备中仅仅一个发送或接收。在传统蜂窝或移动宽带系统中经常使用TDD或频分双工（FDD）来分离基站的发送信号和接收信号。在传统TDD系统中，基站在下行时隙中发送，而移动台在上行时隙中发送。结果，当前的毫米波标准仅仅支持半双工通信。换句话说，在当前用于无线通信的P2P毫米波标准中，同时的发送和接收操作是不可能的。

解决方案

本发明的方面应对至少以上所提及的问题和/或缺点，并且提供至少以下所描述的优点。因此，本发明的方面在于提供用于毫米波通信系统的空分双工（SDD）的装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于全双工毫米波通信系统的无线终端。该装置包括：发送天线阵列，具有多个发送天线，用于形成在空间上波束形成的发送波束；以及接收天线阵列，具有多个接收天线，用于形成在空间上波束形成的接收波束，其中，多个发送天线和多个接收天线在相同时间使用相同频率用于各个发送和接收波束的通信信号，而且其中，波束形成的发送波束和波束形成的接收波束在空间上不重叠。

根据本发明的另一方面，提供一种使用毫米波的空分双工（SDD）移动通信系统。该装置包括：第一无线终端，其包括具有多个第一发送天线的用于发送在空间上波束形成的第一发送波束的第一发送天线阵列、以及具有多个第一接收天线的用于形成在空间上波束形成的第一接收波束的第一接收天线阵列；以及第二无线终端，其包括具有多个第二发送天线的用于发送指向第一无线终端接收波束的在空间上波束形成的第二发送波束的第二发送天线阵列、以及具有多个第二接收天线的用于形成指向第一终端的发送波束的在空间上波束形成的第二接收波束的第二接收天线阵列。

根据本发明的另一方面，提供一种使用毫米波提供空分双工（SDD）移动通信的方法。该方法包括：使用发送天线阵列的多个发送天线的选定天线形成第一发送波束；在预定时间根据预定频率经由第一发送波束向第一无线终端发送第一信号；使用接收天线阵列的多个接收天线的选定天线形成第一接收波束；以及在预定时间根据预定频率经由第一接收波束从第二无线终端接收第二信号，其中，第一发送波束和第一接收波束的每一个在空间上波束形成，而且其中，空间波束形成的发送波束和空间波束形成的接收波束在空间上不重叠。

通过结合附图公开本发明的示范性实施例的以下详细描述，本发明的其他方面、优点、和突出特征对于本领域技术人员将变得显而易见。

有益效果

如上所述，在当前的用于无线通信的P2P毫米波标准中同时的发送和接收操作是可能的，并且邻近的基站可以使用相同的频率和时隙分别与两个不同的移动台进行通信。

附图说明

通过结合附图的以下描述，本发明的某些示范性实施例的以上和其他方面、特征、和优点将变得更加显而易见，其中：

图1示出根据现有技术的发送波束形成；

图2示出根据现有技术的接收波束形成；

图3示出根据现有技术的动态波束形成；

图4示出根据现有技术的数字波束形成的示例；

图5示出根据现有技术的模拟波束形成的示例；

图6示出根据现有技术的射频（RF）波束形成的示例；

图7示出根据本发明的示范性实施例的全双工毫米波点到点（P2P）通信系统；

图8示出根据本发明的示范性实施例的全双工毫米波无线通信系统；

图9示出根据本发明的示范性实施例的SDD毫米波移动通信系统；

图10示出根据本发明的示范性实施例的通过动态波束形成的发送信号和接收信号分离；

图11是示出根据本发明的示范性实施例的发送和接收波束形成权重调整的流程图；

图12示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统；

图13示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统；

图14示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统；

图15示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统；

图16示出根据本发明的示范性实施例的天线元件的布置；

图17示出根据本发明的另一示范性实施例的天线元件的布置；

图18是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中的基站的框图；以及

图19是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中的移动台的框图；

应当注意，在全部附图中，相同的引用数字用于描述相同或相似的元件、特征、和结构。

具体实施方式

参照附图的以下描述被提供以有助于由权利要求书及其等价物所定义的本发明的示范性实施例的全面理解。它包括有助于理解的各种特定细节，但是这些被看做是仅仅示范性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。此外，为了清晰简便起见，省略对众所周知功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中所使用的术语和词语不限于词典的含义，而是仅仅被发明人用于能够清晰和一致的理解本发明。因此，本领域技术人员应当明白，本发明的示范性实施例的以下描述仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求及其等价物限定的本发明。

将理解，单数形式“一个”包括复数所指物，除非上下文清晰地指示否定。于是，例如，“一个组件表面”的指代包括一个或多个这种表面的指代。

对于术语“基本上”来说，它的含义是所引用的特性、参数、或数值不需要完全达到，但是，可以以不妨碍该特性意图提供的效果的数量包含例如容差、测量误差、测量精度限制以及本领域技术人员已知的其他因素的变异或变种。

本发明的示范性实施例可以被描述为被应用于“移动台”。然而，将理解这仅仅是一般性的术语，并且本发明将同等地应用于任何移动电话机、掌上个人计算机（PC）、个人数字助理（PDA）、手持PC（HPC）、智能电话机、国际移动电信2000（IMT-2000）终端、无线局域网（LAN）终端、中继器、收发器、以及发送和/或接收无线或射频通信信号的任何其他适合的无线通信设备。另外，本发明的示范性实施例可以被描述为被应用于“基站”。然而，将理解，这仅仅是一般性的术语，并且本发明被同等地应用于任何基站、演进节点B（eNB）、中继器、无线网络元件、收发器、接入点、以及发送和/或接收无线或射频通信信号的任何其他适合的无线通信设备。因此，术语“移动台”和“基站”的使用不应当用于将本发明构思限制于任何特定类型的装置或设备。术语“无线终端”是指示基站和移动台的任何之一的一般性术语。术语“无线终端”和“终端”在这里可以被可交换地指代。

本发明的示范性实施例包括用于将毫米电磁波应用于无线通信的空分双工（SDD）通信系统的装置和方法。

这里所公开的各种实施例的SDD通信系统和方法在利用毫米波的无线通信的背景下提出。然而，本发明不限于此，所述SDD通信系统和方法适用于诸如频率为10GHz-30GHz的无线电波的其他适合的通信介质、体现出类似于毫米波性质的其他类似通信介质、或具有兆兆赫兹频率的电磁波、红外线、可见光、以及其他光学介质。在本发明的示范性实施例中，术语“蜂窝频带”指的是在几百兆赫兹到几千兆赫兹之间的频率，而“毫米波频带”指的是在几十千兆赫兹到几百千兆赫兹附近的频率。

毫米波遭受比具有较低频率的无线电波更高的传播损失。当毫米波被用于例如10到100米范围的局域通信，或者被用于大于100米范围的广域通信时，这种更高的传播损失会变得更加显著。为了克服较高的传播损失，在毫米波通信中使用具有高天线增益的天线。由于毫米波的波长很小（例如，对于60GHz的载波频率，λ=5mm），在具有多个天线的天线阵列中，为了波束形成的目的，天线的尺寸和间隔可以很小，例如，天线的尺寸和间隔可以是λ/2。毫米波天线的小天线尺寸和间隔允许在一个小区域内有大量的天线。在小区域内有大量小天线使能在相对小的区域内天线波束的高增益。大量的天线和天线波束的高增益允许窄带天线波束。毫米波天线的这些特性允许诸如空分多址（SDMA）和空间重用的技术的实施。

图7示出根据本发明的示范性实施例的全双工毫米波点到点（P2P）通信系统。

参照图7，全双工毫米波点到点（P2P）通信系统700包括终端705和706，每个终端包括：发送天线阵列701，包括多个发送天线702；以及接收天线阵列703，包括多个接收天线704。终端705执行与终端706的双向通信。换句话说，终端705和终端706两者在相同时间在相同频率上同时发送和接收数据。然而，本发明不限于此，终端705和终端706可以在不同时间不同频率上发送和接收数据，或者经由其他适当方法进行通信。

终端705和706在发送和接收数据时利用空间波束形成以便分离发送和接收信号。终端705和终端706的每一个的分别的发送天线702和分别的接收天线704的每一个具有沿第一方向布置的L个天线以及沿垂直于第一方向的第二方向布置的N个天线，以便形成L乘N天线矩阵。此外，终端705和706的每一个的分别的发送天线702和分别的接收天线704被彼此分离以便发送和接收被分离的发送和接收信号。终端705经由沿朝向终端706的接收天线704的方向形成的发送波束TxB1向终端706发送数据。终端706通过使能沿朝向终端705的发送天线702的方向形成的接收波束RxB2以便接收发送波束TxB1的信号来接收数据。

终端705和706可以是无线基站、或者无线网络中继器或其他无线网络元件、移动终端、收发器、或者其他适合发送和接收无线或射频通信信号的无线通信设备的至少一个。

如图7中所示，在将发送信号TxB1从终端705发送到终端706的同时，可以经由发送波束TxB2将发送信号从终端706发送到终端705。终端706经由沿朝向终端705的接收天线704的方向形成的发送波束TxB2将数据发送给终端705。终端706通过使能沿朝向终端705的发送天线702的方向形成的接收波束RxB1以便接收发送波束TxB2来接收数据。

为了支持全双工P2P通信，在各个终端705和706内部的发送天线702以及诸如功率放大器、上变频器和其他发送电路和元件的其他发送电路和元件、和接收天线704以及诸如LNA、下变频器或者其他接收电路和元件的其他接收电路应当彼此分离。例如，如图7中所示，在终端705内，发送电路和接收电路彼此分离。因此，当执行发送和接收波束形成时，终端705的发送电路和接收电路的干扰由于分离可以被抑制。干扰的抑制使得终端705能够将相同的时间和频率资源用于发送波束TXB1和接收波束RXB1以及它们相应的发送和接收信号。然而，本发明不限于此，并且由于发送和接收电路之间的分离，在执行发送和接收波束形成时，可以使用利用相邻频率或者彼此非常接近的两组频率的相同定时。

图8示出根据本发明的示范性实施例的全双工毫米波无线通信系统。

参照图8，全双工毫米波P2P通信系统400包括终端805和806，每个终端具有：发送天线阵列801，包括多个发送天线802；以及接收天线阵列803，包括多个接收天线804。与参照图7所描述的示范性实施例类似，当发送和接收数据时，终端805利用空间波束形成与终端805执行双向通信以便通过各个发送和接收波束分离发送和接收信号。终端805和806的每一个的分别的发送天线802和分别的接收天线804被彼此分离以便发送和接收被分离的发送和接收信号。终端805和806以类似于以上参照图7所描述的方式在彼此之间发送和接收数据。

在终端805和806之间通信的同时，终端806可以与无线终端807进行通信。终端806经由沿朝向无线终端807的方向形成的发送波束TxB3将数据发送给无线终端807。终端806通过使能沿朝向无线终端807的方向形成的接收波束RxB3以便接收无线终端807发送数据来从无线终端807接收数据。无线终端807可以是无线通信系统终端用户设备，诸如，移动或无线电话机、无线个人数字助理、移动计算机、或者其他类似的无线电子设备。

终端806可以利用与终端805通信所使用的相同频率和时间与无线终端807进行通信。终端806对发送波束TxB3和接收波束RxB3执行波束形成操作。当两个波束同时从终端806发送给各个接收端，终端805和无线终端807时，由终端806执行的波束形成操作在空间上将发送波束TxB2和发送波束TxB3分开。

终端806可以仅仅使用各个发送天线802的选定天线以便执行用于发送的波束形成。例如，在空间上彼此分离的发送天线802的不同天线可以被用于分别形成发送波束TxB2和TxB3。类似地，各个接收天线804的选定天线被用于形成接收波束RxB2和RxB3以便执行用于接收的波束形成操作。接收天线804的不同的且被空间分离的天线可以用于分别形成接收波束RxB2和RxB3。然而，本发明不限于此，并且可以不使用空间波束形成，可以使用与终端806发送和接收数据的其他适当的手段。

图9示出根据本发明的示范性实施例的SDD毫米波移动通信系统。

参照图9，图9中示出SDD毫米波移动通信系统，或者换句话说，SDD无线通信系统900。SDD无线通信系统900包括3个基站BS1、BS2和BS3、以及6个移动台MS 1、MS2、…、MS6。3个基站BS1、BS2和BS3的每一个具有相应的通信区域、或小区101到103，移动台MS1到MS6位于其中。然而，本发明不限于此，SDD无线通信系统400可以改变基站和移动台的数量。

如图9中所示，基站BS1与移动台MS1和MS2通信，基站BS2与移动台MS3和MS4通信，基站BS3与移动台MS5和MS6通信。基站BS1在相同时间和相同频率上同时将数据发送给移动台MS1并且从移动台MS2接收数据。换句话说，基站BS1在相同时间使用相同频率与两个不同移动台MS1和MS2通信。然而，为了在与移动台MS2通信的同时与MS1通信，基站BS1必须分离各个发送和接收信号。

通过空间波束形成来实现发送和接收信号之间的分离，从而允许SDD无线通信。为了执行空间波束形成，基站BS1到BS2的每一个配备有与一组接收天线分离的一组发送天线。基站BS1到BS3的每一个中的发送天线以及诸如功率放大器、上变频器和其他发送电路和元件的其他发送电路和元件、和接收天线以及诸如LNA、下变频器或者其他接收电路和元件的其他接收电路应当彼此分离。例如，在基站BS1内部，发送电路和接收电路彼此分离。因此，当执行发送和接收波束形成时，在发送电路和接收电路之间的干扰由于分离可以被抑制。干扰的抑制使得基站BS1能够将相同的时间和频率资源用于发送波束TXB1和接收波束RXB1以及它们相应的发送和接收信号。然而，本发明不限于此，并且由于在发送和接收电路之间的分离，在执行发送和接收波束形成中，可以使用利用相邻频率或者彼此非常靠近的两组频率的相同定时。

根据示范性实施例，在基站BS1到BS3的每一个中使用两个分离的相位天线阵列。相位天线之一被用作发送天线阵列，而其余相位天线被用作接收天线阵列。这两个天线阵列被分离预定的距离以减少发送信号对接收信号的干扰。基站BS1到BS3也应当适当调整各个下行和上行发送。例如，在基站BS1的情形中，发送波束TXB1和接收波束RXB2在空域中被很好地分离以便进一步抑制发送信号对接收信号的干扰。

为了调整各个下行和上行发送，或者换句话说，为了调整在诸如基站BS1的基站处的发送波束形成和接收波束形成，基站BS1需要下行和上行信道状态信息。可以使用各种方法获取在基站BS1和与基站BS1通信的一个或多个移动台MS1到MS6之间的下行和上行信道状态信息。例如，基站BS1可以从移动台MS1到MS6之一接收下行信道状态信息，其可以包括关于在下行信道状态信息当中的优选下行发送波束形成的信息。根据另一示范性实施例，在具有彼此校准的发送和接收天线的TDD系统中，基站可以使用上行信道状态信息作为下行信道状态信息。于是，在TDD系统中，不需要移动台向基站提供下行信道状态信息。

下行和上行信道状态信息然后被用于调整下行和上行通信以便执行SDD无线通信。除了下行和上行信道状态信息之外，诸如缓冲器状态、服务质量度量、调度优先权、或者其他类似的通信信息的其他信息可以被用于调整下行和上行通信。诸如基站BS1的基站确定第一移动台（本情况下为移动台MS2）在预定时间使用预定频率发送。于是，基站BS1为下行通信确定相关的发送波束形成、分组尺寸、调制和编码方案、以及其他通信参数。基站BS 1还确定第二移动台（本情况下为移动台MS1）在预定时间使用预定频率接收。于是，基站BS1为上行通信确定相关的接收波束形成、分组尺寸、调制和编码方案、以及其他通信参数。

使用相同时间频率资源的发送波束形成和接收波束形成的确定不需要同时出现。换句话说，基站BS可以首先确定接收波束形成以及相应的预定时间和预定频率。在该第一确定之后，基站BS1然后可以确定发送波束形成以及与接收波束形成所使用相同的预定时间和频率。所述基站可以发送下行批准给移动台MS2以及上行批准给移动台MS1，以便调整下行和上行通信。所述下行和上行批准消息可以在不同时间被发送。然而，本发明不限定于此，并且下行和上行批准消息可以被同时发送。

移动台MS1到MS6在半双工模式下工作以使得移动台MS1到MS6在任意给定时间仅仅发送或接收。换句话说，当发送信号给基站BS1到BS6或者从基站BS1到BS6接收信号时，移动台MS1到MS6不执行空间波束形成。于是，当发送信号给基站BS1到BS6的各个基站以及从基站BS1到BS6的各个基站接收信号时，移动台MS1到MS6分别使用仅仅一个天线。因此，通过在半双工模式下工作，移动台MS1到MS6每一个可以使用一个天线用于发送和接收信号两者。

如图9中所示，空间波束形成包括基站BS1到BS3的每一个形成分离的发送和接收波束。基站BS1通过沿朝向移动台MS2的方向使能发送波束TxB1将数据发送给移动台MS2。移动台MS2通过沿朝向基站BS1发送天线的方向使能接收波束RxB1以便接收发送波束TxB1的发送信号来接收从基站BS1发送的数据。

在基站BS1在给定频率上将数据发送给移动台MS2的同时，移动台MS1可以在相同给定的被基站BS1所使用的频率上将数据发送给基站BS1以便与移动台MS1通信。基站BS1通过使能沿朝向移动台MS1的方向的接收波束RxB2，从移动台MS1接收数据。移动台MS1通过使能沿朝向基站BS1方向的发送波束TxB2将数据发送给基站BS1。在小区1中，如图9中所示，发送波束TxB1基本上与发送波束TxB2和接收波束RxB2不重叠。此外，在小区1中，接收波束RxB2基本上与发送波束TxB1和接收波束RxB1不重叠。基站BS1将波束形成应用于发送波束TxB1和接收波束RxB2，以便它们关于传播方向基本上彼此不重叠。

基站BS2通过沿朝向移动台MS3的方向使能发送波束TxB3将数据发送给移动台MS3。同时，基站BS2在被用于将数据从基站BS2发送给移动台MS3的相同频率上从移动台MS4接收数据。基站BS2通过沿朝向移动台MS4的方向使能接收波束RxB3从移动台MS4接收数据。在小区2中，移动台MS3和MS4不形成任何发送或接收波束。因此，在发送波束TxB3上被发送的移动台MS3发送信号会干扰被接收波束RxB3接收的移动台MS4接收信号。然而，如果在移动台MS3和MS4之间有足够的空间距离，则这种干扰不会很严重。在移动台MS3和MS4之间的空间分离允许基站BS2通过使用波束形成在空间上将发送波束TxB3和接收波束RxB3分离。

移动台MS5通过沿朝向基站BS3的方向使能发送波束TxB4将数据发送给基站BS3。基站BS3通过沿朝向移动台MS5的方向使能接收波束RxB4从移动台MS5接收数据。同时，基站BS3通过沿朝向移动台MS6的方向使能发送波束TxB5可以将数据发送给移动台MS6。在移动台MS5和MS6之间的空间分离允许基站BS3通过使用波束形成在空间上将发送波束TxB4与接收波束RxB4分离。

根据本发明的示范性实施例，在毫米波移动通信系统中，第一基站发送第一信号，同时，位于第一基站附近的第二基站正在在相同时间频率资源上接收第二信号。换句话说，两个邻近基站可以使用相同的频率和时隙分别与两个不同的移动台通信。例如，参照图9，基站BS1可以将第一信号发送给移动台MS2，同时，基站BS2在与从基站BS1到移动台MS2所发送的第一信号相同的频率和相同时间上从移动台MS4接收第二信号。换句话说，在基站BS1发送信号给移动台MS2的同时基站BS2使用相同频率从移动台MS4接收另一信号是可能的。

由于通过在基站BS1和BS2处的波束形成操作获得毫米波的强方向性，不同的邻近基站BS1和BS2使用相同频率和时间进行发送和接收是可能的。换句话说，两个邻近的基站可以使用相同的频率和时隙分别与两个不同的移动台通信。另外，基站BS1可以从移动台MS1接收第三信号，同时，基站BS3可以发送第四信号给移动台MS3，其中，基站BS1可以在与基站BS2发送第四信号给移动台MS3的相同频率和相同时间上接收第三信号。然而，本发明不限于此，并且在毫米波移动通信系统中，任何发送器、接收器或者两者可以执行波束形成操作。

图10示出根据本发明的示范性实施例的通过动态波束形成的发送信号和接收信号的分离。

参照图10，收发器1000使用发送波束TXB10将发送信号发送给移动台MS3，并且使用接收波束RXB10从移动台MS4接收接收信号。

根据图10的示范性实施例，发送信号和接收信号通过动态波束形成彼此分离。将信号s(t)的数字形式沿着发送信号路径发送给DAC 1001以将信号s(t)的数字形式转换为信号s(t)的模拟形式。混频器1002向发送天线1003的各个天线提供信号s(t)的模拟形式的相应部分。发送权重wt₀到wt_(M-1)被分别应用于信号s(t)的模拟形式的相应部分以便形成发送波束TXB10。然后将经加权的信号s(t)的相应部分穿过各个功率放大器PA以便作为发送波束TXB10从发送天线1003的各个天线发送。发送波束TXB10将发送信号发送给移动台MS3。

收发器1000经由接收天线1004的各个天线从移动台MS4接收接收信号。在接收天线1004的各个天线处终止的每个接收信号路径包括放大接收信号的低噪声放大器LNA，其沿着接收信号路径继续并且具有接收权重wr₀到wr_(N-1)，分别被应用于或者以波束形成形状形成接收波束RXB10，如图10中所示。接收信号被组合器1005组合，被混频器1006混频，并且被ADC 1007从信号的模拟形式转换为接收信号r(t)的数字形式。选择用于波束形成的发送权重wt₀到wt_(M-1)和接收权重wr₀到wr_(N-1)以便最大化发送给MS3的发送信号s(t)和最大化从移动台MS4接收的接收信号r(t)。另外，选择发送权重wt₀到wt_(M-1)和接收权重wr₀到wr_(N-1)以便最小化在收发器1000中发送波束TXB10和接收波束RXB10之间的干扰。因而，选择发送权重wt₀到wt_(M-1)和接收权重wr₀到wr_(N-1)以便从收发器1000发送给移动台MS3的发送信号s(t)不会产生对从移动台MS4所接收的接收信号r(t)的过量干扰。

图11是示出根据本发明的示范性实施例的发送和接收波束形成权重调整的流程图。

参照图11，在步骤S1101中，选择移动台用于从数据源接收数据发送。所述数据源可以是收发器、基站、无线终端、或者能够发送信号或者执行数据发送的其他类似电子设备。接下来，在步骤S1102中，选择移动台作为从其接收数据的移动台。在步骤S1103中，根据发送和接收波束形成信息和/或发送和接收信道信息估计波束形成权重。然而，本发明不限于此，并且可以根据其他适当信息估计波束形成权重，或者可以不估计并且可以不执行并且跳过步骤S1103。接下来，在步骤S1104中选择发送波束形成权重和接收波束形成权重。

在步骤S1104中联合选择发送波束形成权重和接收波束形成权重。换句话说，同时选择发送波束形成权重和接收波束形成权重以便最小化发送波束和接收波束之间的干扰。然而，本发明不限于此，并且发送波束形成权重和接收波束形成权重可以在不同时间被选择。接下来，在步骤S1105中，分别经由发送波束和接收波束发送发送数据和接收数据。在步骤S1105中，在与被接收的接收数据被接收的相同时间和相同频率上发送被发送的发送数据。

图12示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统。

参照图12，收发器1200包括面向第一方向的发送天线阵列1201和面向不同于第一方向的第二方向的接收天线阵列1202。例如，发送天线阵列1201和接收天线阵列1202可以被包含作为具有诸如六棱柱、立方体、三棱柱、棱锥、或者各种其他适合的几何形状的三维几何形状的形状的多面天线中的面。在图12的示范性实施例中，发送信号s₁(t)从发送天线阵列1201沿着布置移动台MS1的第一方向发送给移动台MS1。面向沿着第二方向布置的移动台MS2的接收天线阵列1202从移动台MS2接收接收信号r₂(t)。

发送和接收天线阵列1201和1202是两个被排列为六棱柱形状的六天线阵列面。如图12中所示，每个天线阵列面覆盖大约60度，以便收发器1200整个四周的每个扇区都有相应的天线阵列面。然而，本发明不限于此，并且被每个天线阵列面覆盖的角度值可以是对应于天线阵列面几何形状的任何适当的角度值。在六棱柱形状或者其他几何形状的天线阵列面之间的空间朝向间隔提供发送信号s₁(t)和接收信号r₂(t)之间的空间分离。

图13示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统。

参照图13，收发器1300包括具有包括第一天线阵列面1302的多个天线阵列面的天线1301。在图13的示范性实施例中，使用第一天线阵列面1302将发送信号s₁(t)发送给移动台MS 1，使用第一天线阵列面1302从移动台MS1接收接收信号r₁(t)。换句话说，使用被用于从移动台MS1接收接收信号r₁(t)的相同天线阵列面（即，第一天线阵列面1302）将发送信号s₁(t)发送给移动台MS1。

为了将第一天线阵列面1302用于发送发送信号s1(t)到移动台MS1和从移动台MS1接收接收信号r1(t)两者，收发器将波束形成权重应用于第一天线阵列面1302的各个天线。更具体地，发送器1305和接收器1306都被连接到第一天线阵列面1302。第一天线阵列面1302包括多个天线，其中一些被用作发送天线1303，其他被用作接收天线1304。为了提供朝向移动台MS1的发送/接收波束TRXB的发送信号和接收信号之间的空间分离，将发送波束形成权重wt₀到wt_(M-1)和接收权重wr₀到wr_(N-1)分别应用于发送天线1303和接收天线1304。调整发送波束形成权重wt₀到wt_(M-1)和接收权重wr₀到wr_(N-1)的各个系数允许在空间上调整发送/接收波束TRXB，以便在发送/接收波束TRXB内部可以将发送信号s₁(t)和接收信号r₁(t)在空间上分离。

图14示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统。

参照图14，收发器1400包括具有多个面向不同方向的天线阵列，包括面向布置移动台MS1的第一方向的第一天线阵列面1402。将所述第一天线阵列分为用于发送发送信号s₁(t)的发送区域TX和用于接收接收信号r₁(t)的接收区域RX。因此，发送信号s₁(t)和接收信号r₁(t)使用被分别布置在发送区域TX和接收区域RX中的不同天线元件。更进一步，发送区域TX和接收区域RX的天线在空间上彼此分离，以便各个天线元件之间不会互相混杂。

在图14的示范性实施例中，将发送信号s₁(t)从发送区域TX的第一天线阵列面1402发送给移动台MS1，同时，在接收区域RX在相同的第一天线阵列面1402上从相同的移动台MS1接收接收信号r₁(t)。通过对分别布置在相同的第一天线阵列面1402上的发送区域TX和接收区域RX中的各个发送和接收天线元件调整发送波束形成权重wt₀到wt_(M-1)和接收权重wr₀到wr_(N-1)，获得发送信号s₁(t)和接收信号r₁(t)之间的空间分离。

图15示出根据本发明的另一示范性实施例的SDD系统。

参照图15，收发器1500、天线1501和第一天线阵列面1502与参照图14的示范性实施例描述的类似。然而，在图15的示范性实施例中，发送信号s₁(t)和接收信号r₁(t)对应于两个不同的用户，即第一移动台MS1和第二移动台MS2。更具体地，发送波束TXB1指向移动台MS1，接收波束RXB1指向移动台MS2。然而，发送波束TXB1和接收波束RXB2都起源于相同的第一天线阵列面1502。然而，使用被布置在第一天线阵列面1502的发送区域TX中的天线元件形成发送波束TXB1，并且使用被布置在第一天线阵列面1502的接收区域RX的天线元件形成接收波束RXB1。

因此，第一天线阵列面1502可以用于同时发送发送信号s₁(t)和接收接收信号r₂(t)，其分别来自于两个不同的用户，移动台MS1和移动台MS2。波束形成被应用于使用发送权重wt₀到wt_(M-1)的发送波束TXB1，也可以被应用于使用接收权重wr₀到wr_(N-1)的接收波束RXB1。通过发送区域TX与接收区域RX的分离，由于发送和接收天线元件在空间上被彼此分离在第一天线阵列面1502的分别左右两侧，最小化了发送和接收天线之间的干扰。然而，本发明不限于此，并且可以以其他适合方式排列和布置与发送区域TX和接收区域RX对应的发送和接收天线元件。例如，可以将发送区域TX布置在第一天线阵列面1502的顶部，同时可以将接收区域RX布置在第一天线阵列面1502的底部。

图16示出根据本发明的示范性实施例的天线元件的布置。

参照图16，以预定的排列布置发送天线元件TX和接收天线元件RX，以便在接收天线元件RX处抵消发送信号。布置发送天线元件TX和接收天线元件当中的每个天线元件以便以间隔距离d分开。换句话说，如图16中所示，两个发送天线元件TX1和TX2以间隔距离d彼此邻近布置，两个接收天线元件RX1和RX2以间隔距离d彼此邻近布置。此外，发送天线元件TX以间隔距离d与接收天线元件RX邻近布置。为了使发送信号在接收天线元件RX处被抵消，间隔距离d是发送信号的半波长。换句话说，间隔距离d是λ/2，其中，λ是发送信号的波长。

通过使间隔距离d是发送信号波长的一半，从发送天线元件TX发送的发送信号在接收天线元件RX处达到反相。更具体来说，通过以间隔距离d为λ/2间隔两个发送元件TX，从两个发送元件TX的每一个分别发送的发送信号在达到接收天线元件RX之一处将反相。因为在各个被发送的发送信号之间的相位差在接收天线元件RX处是180度，被发送的发送信号将互相抵消，从而消除了在接收天线元件RX处对接收信号的干扰。

图17示出根据本发明的另一示范性实施例的天线元件的布置。

参照图17，将接收天线元件RX1布置在第一发送天线元件TX1和第二发送天线元件TX2之间。接收天线元件RX1和发送天线元件TX1和TX2以间隔距离d为λ/2分开布置，其中，λ是从发送天线元件TX1和TX2发送的发送信号的波长。为了消除从从发送天线元件TX1和TX2发送的发送信号对在接收天线元件RX处接收的接收信号的干扰，将180度的相移（即，天线权重）应用于发送天线元件TX2，如图17中所示。因此，当分别从发送天线元件TX1和TX2发送发送信号时，它们彼此180度异相，于是，当它们在接收天线元件RX处时将互相抵消。然而，本发明的方面不限于此，并且任何适当的相移可以被应用于任何适当的发送天线元件，以便发送信号在接收天线元件处能够被消除。

图18是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中的基站的框图。

参照图18，基站1800包括蜂窝频带收发器1802、毫米波频带收发器1804、固定线路通信收发器1806、控制器1808、以及存储器1810。基站1800可以包括任何数量的附加结构元件。然而，为了简便起见省略了对基站1800的附加结构元件的描述。基站1800可以被用作如参照图3和4描述的终端。

蜂窝频带收发器1802包括在蜂窝频带中工作的天线系统、接收器和发送器。该天线系统用于将信号发送到空中以及从空中接收信号。该接收器将通过天线接收的处于蜂窝频带的信号转换为基带信号并且解调基带信号。例如，接收器可以包括射频（RF）处理模块、解调模块、信道解码模块等。RF处理模块将通过天线系统接收的蜂窝频带中的信号转换为基带信号。解调模块可以包括快速傅里叶变换（FFT）运算器，用于从自RF处理模块接收的信号中提取置于每个子载波上的数据。信道解码模块可以包括解调器、解交织器、信道解码器等。发送器将基带信号转换为处于蜂窝频带的信号并且通过天线系统发送处于蜂窝频带的信号。例如，发送器可以包括信道编码模块、调制模块以及RF处理模块。信道编码模块可以包括信道编码器、交织器、调制器等。调制模块可以包括逆快速傅里叶变换（IFFT）运算器，用于将被发送数据置于多个正交子载波上等。在OFDM系统中，调制模块可以包括IFFT运算器。在码分多址（CDMA）系统中，IFFT运算器可以用码扩展调制器等来代替。RF处理模块将从调制模块接收的基带信号转换为处于蜂窝频带的信号并且通过天线系统输出处于蜂窝频带的信号。

毫米波频带收发器1804包括在毫米波段下工作天线系统、接收器和发送器。该天线系统用于将信号发送到空中以及从空中接收信号。该天线系统可以具有包括发送天线的发送天线阵列和包括接收天线的接收天线阵列。这里，该天线系统可以在毫米波频带中形成用于通信的一个或多个定向波束，如上所述。接收器将通过天线系统接收的毫米波频带中的信号转换为基带信号并且解调基带信号。例如，接收器可以包括RF处理模块、解调模块、信道解码模块等。RF处理模块将通过天线系统接收的毫米波频带中的信号转换为基带信号。该解调模块可以包括FFT运算器，用于从自RF处理模块接收的信号中提取置于每个子载波上的数据等。该信道解码模块可以包括解调器、解交织器、信道解码器等。该发送器将基带信号转换为毫米波频带中的信号，并且通过天线系统发送毫米波频带中的信号。例如，发送器可以包括信道编码模块、调制模块和RF处理模块。该信道编码模块可以包括信道编码器、交织器、调制器等。所述调制模块可以包括IFFT运算器，用于将被发送数据置于多个正交子载波上等。在OFDM系统中，该调制模块可以包括IFFT运算器。在CDMA系统中，该IFFT运算器可以用码扩展调制器等来代替。RF处理模块将从调制模块接收的基带信号转换为毫米波频带中的信号，并且通过天线系统输出毫米波频带中的信号。

固定线路通信收发器1806有助于诸如其他基站、分组数据服务器/网关以及毫米波接入点的无线通信系统内部与其他网络实体的固定线路通信。

控制器1808控制基站1800的所有操作。基站1800的操作包括以上明确或隐含地描述为由基站执行的任何操作。此外，控制器1808产生要被发送的数据并且处理要被接收的数据。

存储器1810存储由控制器1808用于基站操作的程序，以及包括这里被描述为由基站接收、发送、保留或使用的任何信息和/或算法的各种数据。

图19是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中的基站的框图。

参照图19，移动台1900包括蜂窝频带收发器1902、毫米波频带收发器1904、控制器1906、以及存储器1908。移动台1900可以包括任何数量的附加结构元件。然而，为了简便起见，省略了对移动台1900的附加结构元件的描述。移动台1900可以被用作参照图4所描述的终端。

蜂窝频带收发器1902包括在蜂窝频带下工作的天线系统、接收器和发送器。该天线系统用于将信号发送到空中并且从空中接收信号。该接收器将从天线系统接收的蜂窝频带中的信号转换为基带信号并且解调基带信号。例如，该接收器可以包括RF处理模块、解调模块、信道解码模块等。RF处理模块将通过天线系统接收的蜂窝频带中的信号转换为基带信号。解调模块可以包括FFT运算器，用于从从RF处理模块接收的信号中提取置于每个子载波上的数据等。信道解码模块可以包括解调器、解交织器、信道解码器等。发送器将基带信号转换为蜂窝频带中的信号并且通过天线系统发送蜂窝频带中的信号。例如，发送器可以包括信道编码模块、调制模块以及RF处理模块。信道编码模块可以包括信道编码器、交织器、调制器等。调制模块可以包括IFFT运算器，用于将被发送数据置于多个正交子载波上等。在OFDM系统中，调制模块可以包括IFFT运算器。在CDMA系统中，IFFT运算器可以用码扩展调制器等来替代。RF处理模块将从调制模块接收的基带信号转换为蜂窝频带中的信号并且通过天线系统输出蜂窝频带中的信号。

毫米波频带收发器1904包括在毫米波频带下工作的天线系统、接收器和发送器。该天线系统用于将信号发送到空中以及从空中接收信号。这里，该天线系统可以形成一个或多个用于在毫米波频带中通信的定向波束，如上所描述。接收器将通过天线系统接收的毫米波频带中的信号转换为基带信号并且解调基带信号。例如，接收器可以包括RF处理模块、解调模块、信道解码模块等。RF处理模块将通过天线系统接收的毫米波频带中的信号转换为基带信号。解调模块可以包括FFT运算器，用于从从RF处理模块接收的信号中提取置于每个子载波上的数据等。信道解码模块可以包括解调器、解交织器、信道解码器等。发送器将基带信号转换为毫米波频带内的信号并且通过天线系统发送毫米波频带中的信号。例如，发送器可以包括信道编码模块、调制器模块和RF处理模块。信道编码模块可以包括信道编码器、交织器、调制器等。调制器模块可以包括IFFT运算器，用于将被发送数据置于多个正交子载波上等。在OFDM系统中，调制模块可以包括IFFT运算器。在CDMA系统中，IFFT运算器可以用码扩展调制器等代替。RF处理模块将从调制模块接收的基带信号转换为毫米波频带中的信号并且通过天线系统输出毫米波频带中的信号。

控制器1906控制移动台1900的所有操作。移动台1900的操作包括以上明确或隐含地描述为由移动台执行的任何操作。另外，控制器1906产生要被发送的数据并且处理要被接收的数据。

存储器1908存储由控制器1906用于移动台1900运行的程序，以及包含这里被讨论为由移动台接收、发送、保留或使用的任何信息和/或算法的各种数据。

虽然使用基站和移动台公开了示范性实施例，但本发明不限于此。本发明的方面可以被本领域普通技术人员应用于诸如基站之间的中继通信、移动台之间的直接通信、以及合作通信的各种实施方式的使用高级系统拓扑和设备的其他移动和/或无线通信技术。

虽然已经参照某些示范性实施例说明和描述本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在形式和细节上对其进行各种修改而不脱离由所附权利要求及其等价物限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种用于全双工毫米波通信系统的无线终端，该无线终端包括：

发送天线阵列，具有多个发送天线，用于形成在空间上波束形成的发送波束；以及

接收天线阵列，具有多个接收天线，用于形成在空间上波束形成的接收波束，

其中，该多个发送天线和该多个接收天线在相同时间使用相同频率用于各个发送和接收波束的通信信号，而且

其中，波束形成的发送波束和波束形成的接收波束在空间上不重叠。

2.如权利要求1所述的无线终端，其中，将发送波束形成权重分别应用于发送天线，以便形成在空间上波束形成的发送波束，而且

其中，将接收波束形成权重分别应用于接收天线，以便形成在空间上波束形成的发送波束。

3.如权利要求2所述的无线终端，其中，发送波束形成权重不是全部彼此相等，而且

其中，接收波束形成权重不是全部彼此相等。

4.如权利要求2所述的无线终端，其中，发送波束形成权重调整发送波束的通信信号的相位，而且

其中，接收波束形成权重调整接收波束的通信信号的相位。

5.如权利要求2所述的无线终端，其中，调整发送波束形成权重和接收波束形成权重，以使得波束形成的发送波束和波束形成的接收波束基本上在空间上不重叠。

6.如权利要求5所述的无线终端，其中，从接收发送波束的通信信号的无线终端接收上行信道信息。

7.如权利要求2所述的无线终端，其中，调整发送波束形成权重和接收波束形成权重，以使得波束形成的发送波束和波束形成的接收波束基本上不互相干扰。

8.如权利要求2所述的无线终端，其中，根据上行信道信息计算所述发送波束形成权重，而且

其中，根据下行信道信息计算接收波束形成权重。

9.如权利要求2所述的无线终端，其中，在相同时间计算发送波束形成权重和接收波束形成权重。

10.如权利要求2所述的无线终端，其中，在不同时间计算发送波束形成权重和接收波束形成权重。

11.如权利要求1所述的无线终端，其中，多个发送天线和多个接收天线以L乘N矩阵排列，

其中，L是沿第一方向排列的天线的数量，而且

其中，N是沿与第一方向垂直的第二方向排列的天线的数量。

12.如权利要求11所述的无线终端，其中，多个发送天线的每一个之间的距离近似为通信信号波长的一半，以及

其中，多个接收天线的每一个之间的距离近似为通信信号波长的一半。

13.如权利要求12所述的无线终端，其中，发送天线和接收天线的相邻者之间的距离近似为通信信号波长的一半。

14.如权利要求1所述的无线终端，其中，发送天线阵列和接收天线阵列面向不同的方向。

15.如权利要求1所述的无线终端，其中，发送天线阵列和接收天线阵列面向相同的方向。

16.如权利要求15所述的无线终端，其中，发送天线和接收天线在包括发送天线阵列和接收天线阵列两者的天线阵列上混杂。

17.如权利要求15所述的无线终端，其中，发送天线在发送区域中形成，接收天线在接收区域中形成，而且

其中，发送区域和接收区域被布置在包括发送天线阵列和接收天线阵列两者的天线阵列上。

18.如权利要求17所述的无线终端，其中，发送区域和接收区域在天线阵列上彼此相邻。

19.如权利要求1所述的无线终端，其中，无线终端使用选定数量的多个发送天线形成在空间上波束形成的发送波束。

20.如权利要求1所述的无线终端，其中，无线终端使用选定数量的多个接收天线形成在空间上波束形成的接收波束。

21.如权利要求1所述的无线终端，其中，无线终端在相同时间使用相同频率发送多于一个发送波束，

其中，该多于一个发送波束的每一个在空间上彼此分离，而且

其中，该多于一个发送波束使用多个发送天线的各个天线形成在空间上分离的多于一个发送波束。

22.如权利要求1所述的无线终端，其中，无线终端在相同时间使用相同频率与另一无线终端执行全双工通信。

23.如权利要求1所述的无线终端，其中，无线终端包括基站（BS）。

24.如权利要求1所述的无线终端，其中，无线终端包括移动台（MS）。

25.一种使用毫米波的空分双工（SDD）移动通信系统，该SDD移动通信系统包括：

第一无线终端，包括：

第一发送天线阵列，具有多个第一发送天线，用于发送在空间上波束形成的第一发送波束；以及

第一接收天线阵列，具有多个第一接收天线，用于形成在空间上波束形成的第一接收波束；以及

第二无线终端，包括：

第二发送天线阵列，具有多个第二发送天线，用于发送指向第一无线终端的接收波束的在空间上波束形成的第二发送波束；以及

第二接收天线阵列，具有多个第二接收天线，用于形成指向第一无线终端的发送波束的在空间上波束形成的第二接收波束。

26.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一和第二发送天线以及第一和第二接收天线使用相同频率和相同定时用于各个第一和第二发送波束以及第一和第二接收波束。

27.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一和第二发送波束以及第一和第二接收波束不重叠。

28.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一无线终端和第二无线终端使用全双工通信进行互相通信。

29.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一无线终端和第二无线终端的一个无线终端在相同时间使用相同频率通过第一和第二发送波束的相应的一个以及第一和第二接收波束的相应的一个与另一个无线终端进行通信。

30.如权利要求26所述的SDD移动通信系统，其中，第一和第二无线终端各自具有使用波束形成分别与第二和第一无线终端进行通信的发送天线阵列和接收天线阵列。

31.如权利要求26所述的SDD移动通信系统，其中，第一和第二无线通信终端使用全双工通信方案和半双工通信方案之一分别与第二和第一无线终端进行通信。

32.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一和第二发送天线以及第一和第二接收天线以L乘N矩阵排列，

其中，L是沿第一方向排列的天线的数量，而且

其中，N是沿与第一方向垂直的第二方向排列的天线的数量。

33.如权利要求32所述的SDD移动通信系统，其中，每个发送天线之间的距离近似为通信信号波长的一半，而且

其中，每个接收天线之间的距离近似为通信信号波长的一半。

34.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一无线终端和第二无线终端的每一个使用选定数量的多个分别的第一和第二发送天线形成分别的第一和第二发送波束。

35.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一无线终端和第二无线终端的每一个使用选定数量的多个分别的第一和第二接收天线形成在空间上波束形成的分别的第一和第二发送波束。

36.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一无线终端和第二无线终端的每一个在相同时间使用相同频率同时发送多于一个分别的第一和第二发送波束，

其中，该多于一个分别的第一和第二发送波束在空间上彼此分离，而且

其中，该多于一个分别的第一和第二发送波束使用分别的第一和第二发送天线之一形成在空间上分离的第一和第二发送波束。

37.如权利要求25所述的SDD移动通信系统，其中，第一和第二无线终端在相同时间使用相同频率分别与第二和第一无线终端执行全双工通信。

38.一种使用毫米波的空分双工（SDD）移动通信的方法，该方法包括：

使用发送天线阵列的多个发送天线的选定天线形成第一发送波束；

在预定时间根据预定频率经由第一发送波束向第一无线终端发送第一信号；

使用接收天线阵列的多个接收天线的选定天线形成第一接收波束；以及

在预定时间根据预定频率经由第一接收波束从第二无线终端接收第二信号，

其中，第一发送波束和第一接收波束的每一个在空间上波束形成，而且

其中，在空间上波束形成的发送波束和在空间上波束形成的接收波束在空间上不重叠。

39.如权利要求38所述的方法，进一步包括：

使用发送天线阵列的多个发送天线的选定天线形成第二发送波束；

在预定时间根据预定频率经由第二发送波束向第一无线终端发送第三信号；

使用接收天线阵列的多个接收天线的选定天线形成第二接收波束；以及

在预定时间根据预定频率经由第二接收波束从第二无线终端接收第四信号，

其中，第二发送波束和第二接收波束的每一个在空间上波束形成，而且

其中，在空间上波束形成的第二发送波束和在空间上波束形成的第二接收波束在空间上不重叠。

40.如权利要求38所述的方法，其中，根据全双工方案分别发送和接收被发送的第一信号、被接收的第二信号、被发送的第三信号和被接收的第四信号。