CN103326965A - 能够根据信道情况控制信号极化的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及能够根据信道情况控制信号极化的无线通信装置。所公开的无线通信装置能够基于信道情况选择并改变信号极性，以改进或优化无线通信装置之间的通信。当认为第一极性方向不足时，该装置可转换至通过第二极性的通信。此外，与接收的极性不同的信号质量相关的信息可存储于每个装置中，用于允许在配置之间快速和有效地转换。最后，当条件准许时，该装置可进入动态极化配置，其中，信号极化快速转换，从而享有多样性的优点。

Description

能够根据信道情况控制信号极化的无线通信装置

技术领域

本公开涉及无线通信，并且更具体地，涉及能够根据信道情况控制信号极化的无线通信装置。

背景技术

无线通信装置（提供一个实例，如蜂窝电话）在个人和商业环境中变得越来越普遍。无线通信装置可使用户获取各种信息，并且能在较远的距离与其他此类装置进行通信。例如，用户可通过装置上的互联网浏览器访问因特网、从数字市场下载小型应用程序（例如，“apps”）、收发邮件、或使用在互联网协议上声音（VoIP）打电话。因此，无线通信装置为用户提供重要的移动性，同时允许他们保持“连接”至通信信道和信息。

无线通信装置与一个或多个其他无线通信装置或无线接入点进行通信，以收发数据。典型地，第一无线通信装置生成并发送使用编码信息调制的射频信号。该射频信号被发送入无线环境并由第二无线通信装置接收。该第二无线通信装置解调并解码接收的信号，以获取信息。该第二无线通信装置可以相似的方式进行回应。该无线通信装置可使用任何公知的调制方案相互通信或与接入点进行通信，包括简单的调幅（AM）、简单的调频（FM）、正交调幅（QAM）、相移键控（PSK）、正交相键控（QPSK）、和/或正交频分多路复用技术（OFDM）、以及现在公知和将公知的任何其他通信方案。

在无线通信装置通信期间，从第一无线通信装置发送至第二无线通信装置的信号将带有一些原始极性而发送。然而，在通过通信信道发送期间，该信号可能在一个或多个表面反射，并且每个反射将改变信号的极性。因而，第二无线通信装置通常未接收具有与该信号被发送的极性相同极性的信号。此外，通信信道对不同的极性具有不同的信道响应。

发明内容

（1）一种无线通信装置，用于在无线通信环境下使用，所述无线通信装置包括：成帧模块，被配置为生成用于传输的数据子帧，其中，所述数据子帧包括信道估计字段，所述信道估计字段包括第一极性部分和第二极性部分，并且其中，所述第一极性部分被指定用于第一极性下的传输，并且所述第二极性部分被指定用于与所述第一极性正交的第二极性下的传输。

（2）根据（1）所述的无线通信装置，还包括：天线阵列，被配置为将所述数据子帧以所指定的极性发送至无线通信环境。

（3）根据（1）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为生成所述数据子帧，使得所述数据子帧的剩余部分被指定用于基于从第二无线通信装置接收的信息使用所述第一极性或所述第二极性中的一个进行的传输。

（4）根据（1）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为设定所述第一极性部分的大小与所述第二极性部分的大小不同。

（5）根据（4）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为基于从第二无线通信装置接收的信息来设定所述第一极性部分的大小和所述第二极性部分的大小。

（6）根据（4）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为生成所述数据子帧，使得所述数据子帧的剩余部分被指定用于使用所述第一极性或所述第二极性中的一个进行的传输，并且其中，所述成帧模块被配置为基于所述数据子帧的所述剩余部分被指定用于使用所述第一极性还是所述第二极性进行的传输来设定所述第一极性部分的大小和所述第二极性部分的大小。

（7）一种无线通信装置，与外部装置进行无线通信，所述无线通信装置包括：天线模块，被配置为从所述外部装置接收数据子帧，所述数据子帧具有包括第一极性部分和第二极性部分的信道估计字段，所述第一极性部分以第一极性被接收并且所述第二极性部分以第二极性被接收；以及

测量模块，被配置为基于所述信道估计字段的第一极性部分测量第一极性信道响应，并且基于所述信道估计字段的第二极性部分测量第二极性信道响应。

（8）根据（7）所述的无线通信装置，还包括决策模块，被配置为通过比较所测量的第一极性信道响应和第二极性信道响应来确定是否启动从所述第一极性至所述第二极性的转换，其中，所述数据子帧以所述第一极性被接收。

（9）根据（9）所述的无线通信装置，其中，所述决策模块被配置为当所述第二极性信道响应超过所述第一极性信道响应一预定阈值量时，启动所述转换。

（10）根据（7）所述的无线通信装置，还包括决策模块，被配置为通过比较所接收的数据子帧的信号质量和预定阈值来确定是否启动从所述第一极性至所述第二极性的转换。

（11）根据（10）所述的无线通信装置，其中，所述决策模块被配置为在预定时段内追踪转换启动的时间数量。

（12）根据（11）所述的无线通信装置，其中，所述决策模块被配置为，如果所述预定时段在所述数量达到预定转换限制之前到期，则为后续预定时段重置所述数量。

（13）根据（11）所述的无线通信装置，其中，所述决策模块被配置为，如果所述数量在所述预定时段到期之前达到预定转换限制，则启动到动态极化模式的转换。

（14）根据（13）所述的无线通信装置，其中，在所述动态极化模式期间接收的后续数据子帧包括以所述第一极性接收的第一段和以所述第二极性接收的第二段。

（15）一种无线通信装置，能够与外部装置进行无线通信，所述无线通信装置包括：极性设定模块，被配置为基于从所述外部装置接收的指令，设定极性模式为第一极性模式、第二极性模式或动态极性模式中的一个；以及，成帧模块，被配置为生成数据子帧，用于基于所述极性设定模块所设定的极性模式的到所述外部装置的传输。

（16）根据（15）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为在所述第一极性模式被设定时生成所述数据子帧以基本具有第一极性，并且其中，所述成帧模块被配置为在所述第二极性模式被设定时生成所述数据子帧以基本具有第二极性。

（17）根据（15）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为，当所述动态极性模式被设定时，生成所述数据子帧，使得所述数据子帧的第一段具有第一极性并且所述数据子帧的第二段具有第二极性。

（18）根据（17）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为生成所述数据子帧，使得所述第一段和所述第二段以交替方式布置。

（19）根据（18）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为通过对信息信号进行编码来生成所述数据子帧。

（20）根据（18）所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为从具有信息段的信息信号生成所述数据子帧，并且

其中，所述成帧模块被配置为生成所述数据子帧，使得所述第一段包括所述信息段并且所述第二段包括所述信息段。

附图说明

将参考附图说明实施方式。附图中，相同的参考数字表示相同的或功能相似的元件。此外，参考数字最左边的数字表示参考数字第一次出现的附图。

图1示出示意性无线通信环境的方框图；

图2示出被实施为无线通信环境的一部分的示意性第一无线通信装置和示意性第二无线通信装置的方框图；

图3示出由第一无线通信装置生成的示意性数据子帧；

图4示出用于选择发送信号的极化方向的示意性方法的方框图；

图5示出由第二无线通信装置确定的示意性信号质量测量；

图6A示出数据子帧的示意性编码和传输技术；

图6B示出数据子帧的示意性编码和传输技术；

图7示出用于选择发送信号的极化配置的示意性方法的方框图；以及

图8示出可用于执行本公开的各方面的示意性计算机系统。

具体实施方式

以下详细说明参考附图，以示出与本发明一致的示意性实施方式。在详细说明参考中“一个示意性实施方式”、“示意性实施方式”等表示示意性实施方式可能包括具体的特性、结构、特征，但并不是所有示意性实施方式均需包括该具体的特性、结构、或特征。此外，此类词组不必指相同的示意性实施方式。此外，当具体特征、结构、或特性结合示意性实施方式进行说明时，不管是否明确说明，其对其他示意性实施方式的此类特性、结构或特征可施加影响，这在本领域技术人员知识范围内。

此处说明的示意性实施方式仅用于示出的目的，而不是限制。其他示意性实施方式也是可能的，并且在本公开的精神和范围内，可对示意性实施方式进行修改。因此，本详细说明不用于限制本发明，本发明的范围仅由根据所附权利要求及其等价物所限制。

实施方式可在硬件（例如，电路）、固件、软件、或任何它们的组合形式中执行。实施方式可随存储在机器可读的介质的指令而执行，指令可由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可包括任何机构，用于以机器（例如，计算机）可读的形式存储和传输信息。例如，机器可读介质可包括只读存储器（ROM）；随机存取存储器（RAM）；磁盘存储介质；光存储介质；闪存装置；电的、光的、声的、或其他形式的传播信号（例如，载波、红外信号、数字信号等）等。此外，固件、软件、路径选择、指令可在此处说明为执行某种动作。然而，应当理解，此类说明仅用于方便理解并且此类动作实际上由计算机装置、处理器、控制器、或其他执行固件、软件、路径选择、指令的其他装置所导致的。此外，任何执行方式的变体可由常用计算机所执行，如以下说明。

为进行本讨论，术语“模块”应理解包括软件、固件和硬件（如一个或多个电路、微芯片、或器件、或它们的组合形式）的至少一种、或它们的组合形式。此外，应当理解，每个模块在实际装置中可包括一个、多于一个组件，并且形成说明模块的每个组件可与形成模块的任何其他组件组合地或独立地运行。相反地，此处说明的多种模块可代表实际装置中的单个组件。此外，模块中的组件可以在单个装置中或以有线或无线方式布置在多个装置之间。

示意性实施方式的以下详细说明将充分揭示本公开的特性，因此本领域的技术人员可通过运用相关领域知识在没有过度试验并且在不违背本公开的精神和范围情况下可进行修改和/或适用于各种应用程序。因此，此类适应和修改旨在根据此处公开的教导和引导的示意性实施方式的含义和多个等价项的范围内。应当理解，此处的措辞和术语仅用于说明而不是限制，使得本领域的技术人员在参阅了此处讲授后能理解本说明书中的措辞和术语。

虽然以下说明将依据无线通信（尤其是蜂窝通信）进行说明，但本领域的技术人员应当理解，在不违背本公开的精神和范围的情况下，本说明也可应用于使用有线、光、或其他无线通信方法的其他通信。

示意性无线通信环境

图1示出根据本发明的示意性实施方式的无线通信环境100的方框图。无线通信环境100在无线通信装置之间提供信息的无线通信，如一个或多个指令和/或数据。每个无线通信装置可被实施为独立装置或分立装置，提供一些实例，如移动电话，或可包含于或耦合至另一个电气装置或主机装置，如便携式计算装置、照相机、或全球定位系统（GPS）单元或其他计算装置，如个人数字助理、视频游戏装置、笔记本电脑、台式电脑或平板电脑，计算机外围设备，如打印机或便携式音频和/或视频播放器，和/或对本领域技术人员显而易见的不违背本发明的精神和范围的任何其他合适的电气装置。

示意性的无线通信环境100包括第一无线通信装置110和第二无线通信装置150。第一无线通信装置110可代表基站的示意性实施方式，并且第二无线通信装置150可代表蜂窝通信网络内的用户设备的示意性实施方式。

第一无线通信装置110包括极性设定模块115，用于设定发送信号的极性，并且包括天线112，用于发送信号至无线通信环境100。此处，“极性（polarization）”指当从发送天线发射时，发送的无线信号的电场极性，并且可包括水平极性、垂直极性中的一个、或例如其他公知的极性。第二无线通信装置150包括天线152，用于接收来自无线通信环境100的信号，并且包括测量模块155，用于关于不同极性测量信道情况。本领域技术人员应理解，每个天线112和天线152可包括一根或多根天线，并且均能发送和接收信号。

无线通信环境100也可包括多个反射表面R1、R2和R3，其在从第一无线通信装置100至第二无线通信装置150的路径上反射发送信号。例如，信号S0从第一无线通信装置110直接发送至第二无线通信装置150，而没有任何中间反射；以发送角α1发送的信号S1由反射表面R1反射；以发送角α2发送的信号S2由反射表面R2反射；并且以发送角α3发送的信号S3由反射表面R3反射。

以下将讨论第一无线通信装置110和第二无线通信装置150的详细功能，以及反射表面R1-R3的效果。

示意性无线通信装置

图2示出可被实施为无线通信环境100的一部分的示意性第一无线通信装置201和示意性第二无线通信装置202的方框图。第一无线通信装置201包括极性设定模块220和成帧模块230，并且可代表第一无线通信装置110的示意性实施方式。第二无线通信装置202包括测量模块280和决策模块290，并且可代表第二无线通信装置150的示意性实施方式。

发送

为进行该说明，将关于准备和发送信号说明第一无线通信装置201。因此，将仅讨论与准备和发送信号相关的第一无线通信装置201的功能。然而，应理解，第一无线通信装置201也可以传统的方式或如以下关于第二无线通信装置202说明的方式接收信号。

第一无线通信装置201包括天线模块221，用于通过天线阵列211（其可包括一个或多个天线）发送信号至无线通信环境100或从无线通信环境100接收信号。第一无线通信装置201还包括控制器模块210，用于执行总体背景控制，以及用于处理从天线模块221接收的信号，以及能够存储各种数字信息的存储器模块215。

第一无线通信装置201还包括极性设定模块220，用于根据从控制器模块210接收的信息设定输出信号的极性。极性设定模块220与成帧模块230进行通信，成帧模块230准备用于部分基于极性设定模块220进行发送的数据子帧。一旦准备好数据子帧，编码器模块240编码数据子帧并转发编码的子帧至天线模块221，用于发送至无线通信环境。值得注意，天线模块221可包括必要的发送器和接收器RF前端功能，以如本领域技术人员将理解，关于天线阵列211影响无线通信（例如，放大器、混频器、滤波器、本地振荡器等）。

如以上讨论，第一无线通信装置201和第二无线通信装置202应优选为通信选择最优信道响应的极化方向，但对于每个极化选项信道响应可不同。因此，当准备通信子帧时，成帧模块230以允许由接收器进行两个极性的信道测量的方式来准备它们。

图3示出由第一无线通信装置201生成的示意性数据子帧300。与大部分数据子帧相同，该子帧300包括前导部分310、信道估计字段部分320、报头部分330、以及载荷部分340。通常，信道估计字段320包括预设信息或声调（tone）。这可允许接收器通过分析接收的信道估计字段并确定该信道对该已知的信息的影响来测量信道响应。然而，传统的信道估计字段是以单极性方式发送的，这允许接收器仅关于该单极性测量信道。

为允许接收器测量多个极性，子帧300的信道估计字段320分为第一极性部分320a和第二极性部分320b。该第一极性部分320a被设定至第一极性（例如，垂直或右旋圆）并且第二极性部分被设定至与第一极性正交的第二极性（例如，水平或左旋圆）。

以此种方式，子帧300通过第一无线通信装置201使用包括至少两个正交极性的信道估计字段320进行发送。因此，由第二无线通信装置202最终接收的子帧也将包括具有两个正交极性的信道估计字段320。具体地，由于信道估计字段320内极性正交，不考虑在通信期间出现的反射，第一极性部分320a和第二极性部分320b将不会相互干扰。因此，第二无线通信装置202将能同时测量两个极性中的每个极性的信道响应，如以下将进一步讨论。

此外，根据一个或多个参数，成帧模块230可动态地生成信道估计字段320，从而其第一极性部分320a和第二极性部分320b在尺寸上不同，以改进和优化测量。例如，成帧模块230可减少一个极性部分的尺寸，以允许另一个极性部分扩展。这是根据当前哪个极性用于通信、接收信号的信号质量、和/或信道情况、以及本公开的精神和范围内的其他参数所期望的。可测量信号质量，例如作为，信噪比（SNR）、信干噪比（SINR）、接收信号强度指示器（RSSI）、比特误差率（BER）等。

例如，如果第一无线通信装置201当前使用第一极性发送信号，那么成帧模块230可增加第二极性部分320b的尺寸，以提供用于测量第二极性信道响应的更多的信息。以此种方式，成帧模块230可改进和优化信道估计字段320的极性部分的尺寸，条件是第一极性部分p₁的尺寸加上第二极性部分p₂的尺寸等于信道估计字段ce的尺寸。

接收

为进行说明，将关于从第一无线通信装置接收并分析信号说明第二无线通信装置202。因此，将仅详细说明与此类特性相关的第一无线通信装置的功能。然而，应理解，第二无线通信装置202也可以传统的方式或如以上关于第一无线通信装置201说明的方式接收信号。

第二无线通信装置202包括天线模块222，其通过天线阵列212（其可包括一个或多个天线）接收来自无线通信环境100的信号。该天线模块222转发接收的信号至解码器模块250，其解码接收的信号。第二无线通信装置202还包括控制器模块260，其执行总体背景控制，以及用于处理从解码器模块250接收的解码的信号，以及能够存储各种数字信息的存储器模块270。值得注意，天线模块222可包括必要的发送器和接收器RF前端功能，以如本领域技术人员将理解，关于天线阵列212影响无线通信（例如，放大器、混频器、滤波器、本地振荡器等）。

除了转发解码的信号至控制器模块260，解码器模块250也转发解码的信号至测量模块280。测量模块280包括第一极性测量模块280a和第二极性测量模块280b。该接收的信号发送至第一极性测量模块280a和第二极性测量模块280b中的每个，它们每个根据接收的信号测量信道情况。

假设由第二无线通信装置202接收的信号具有如图3示出的格式，那么第一极性测量模块280a根据信道估计字段320的第一极性部分320a测量关于第一极性的信道响应。相似地，第二极性测量模块280b根据信道估计字段320的第二极性部分320b测量关于第二极性的信道响应。如以上说明，该信道估计子帧320a、320b包括预定的信息和声调。因此，测量模块280a、280b通过分析各自接收的信道估计子帧并确定该信道对该已知的信息的影响来测量信道响应。以此种方式，第二无线通信装置202能够使用单个数据子帧为多个不同极性同时测量信道响应。

值得注意，测量模块280可根据包含于接收的数据子帧300的前导部分310和/或报头部分330内的信息在接收的数据子帧内确定第一极性部分320a和第二极性部分320b的位置。作为替换，可设想该测量模块280包括硬件、软件、和/或固件，用于确定第一极性部分320a和第二极性部分320b的边界，而没有任何附加信息。

一旦关于每个极性测量了信道响应，测量模块280转发此结果至决策模块290。决策模块290根据接收的信道响应信息确定哪种极性是优选的和/或确定是否开始极性转换，以从当前通信极性转换至替换极性。该决策模块290可根据任何数量的因素来做决定，包括哪个极性显示更好的信道响应、当前通信极性、以及替换极性的信道响应和当前极性信道响应之间的差异等。做决定之后，决策模块290转发结果至控制器模块260，以进行进一步的处理，如以下说明。

静态极化协同的通信

通信期间，有许多方式使第一无线通信装置201和第二无线通信装置202可相互协同，以除了其他信号特征，使用优选的信号极性进行通信。

1.极化转换

如以上说明，在通信期间为第二无线通信装置202选择由第一无线装置201发送的后续信号的极化是重要的。因此，测量模块280关于包含于接收的子帧300的信道估计字段320内的不同极化测量信道响应。一旦进行了测量，决策模块290根据测量的信道响应决定是否开始从当前极性转换至替换极性。

如果决策模块290确定应开始转换，关于以上说明的任何原因，决策模块290将该决定报告给控制器模块260。该控制器模块260然后生成极性指令信号并转发该极性指令信号至天线模块，用于发送至第一无线通信装置。值得注意，可执行相似的程序，以选择初始信号极性。

在由第一无线通信装置201接收到极性指令信号之后，天线模块221转发该极性指令信号至控制器模块210。该控制器模块210处理该极性指令，以确定如何设定其极性，并转发该结果至极性设定模块220。当准备用于发送的后续数据时，成帧模块230准备带有极性设定模块220中的极性的数据子帧。以此种方式，第一无线通信装置201能提供如第二无线通信装置202测得的优选极性（例如，提供更好的信道响应的极性）。

图4示出示意性方法的方框图，用于根据以上的说明选择发送信号的极化方向。

假设第二无线通信装置202当前接收具有第一极性的信号。该装置保持该配置，直到满足了一个或多个情况（420）。作为某些实例，示意性实例可包括是否接收信号的服务质量（QoS）在预定阈值之下，是否替换的极性的信道响应明显优于当前极性的信道响应等。

一旦满足此类情况，第二无线通信装置202开始将极化转换至第二极化（430）。此时，第一无线通信装置201开始发送具有第二极化的信号，并且第二无线通信装置202开始监控具有第二极化的接收信号（404）。该装置保持于该配置，直到满足第二组情况（其可与以上关于第一极性说明的情况相同或不同）。当满足此类情况时，该装置再次开始转换回第一极性（410）。

以此种方式，无线通信装置可使用最优信号极化继续通信。因此，可减少信道的不利影响并改进信号质量。

2.角度选择

另一个可控的参数是发送信号的发送角。本领域技术人员应理解，波束成形和其他方向性技术可允许无线发送器在特定物理方向上定向无线发送的信号，从而可在空间中操纵辐射信号的主波束和/或旁瓣。

如以上说明，并且如图1示出，第一无线通信装置110可在任何多个不同的方向发送信号至第二无线通信装置，每个不同的方向将具有关于每个不同极性的自身信道响应。因此，通过对比不同发送角的响应，可实现进一步的改进和优化，以改进信号质量。

为选择优选的发送角，该无线通信装置可协同发送扫描的启动。该扫描可包括在一段时间上在多个不同的方向中的每个方向上发送信号（优选以某些预定顺序）。在此期间，第二无线通信装置150测量接收信号的特性。此类特性优选是接收的子帧的第一极性部分320a和第二极性部分320b的信道响应，但可附加地或替换地包括其他测量值，例如QoS。

图5示出由第二无线通信装置150确定的示意性信号质量测量值。如图5中示出，在若干时期中信号质量非常差，其具体对应于噪声通信路径，或未充分地将信号反射至第二无线通信装置150的路径。在此类低质量时期之间是高质量时期的脉冲，其对应于低噪声路径和/或反射引导信号至第二无线通信装置150的路径。

根据该信号质量测量，第二无线通信装置150可通过对比测量的信号质量和预定的阈值th来确定高质量的发送角。如以上说明，信号质量可使用，例如，信噪比（SNR）、信干噪比（SINR）、接收信号强度指示器（RSSI）、比特误差率（BER）等来衡量。然后，接收的信号质量在阈值th之上的时间（例如，时间T1、T2和T3）与具有最佳的信号质量的被测时间（例如，时间T3）一起被报告给第一无线通信装置110。

第一无线通信装置110使接收的时间信息与其发送角相匹配。例如，该第一无线通信装置110确定在时间T1的发送角位α1；在时间T2的发送角为α2；并且在时间T3的发送角为α3。发送器然后设定发送角至对应于由第二无线通信装置识别的最佳信号质量的角α3。

以此种方式，此类装置除了选择优选极性外还能够选择改进的或优化的通信路径。

3.数据管理

为简化第一无线装置201和第二无线通信装置202之间的协同和转换，有利的是每个此类装置保持并更新与每个不同可能的链路组合相关的信息表。

如以上说明，每个极性和每个发送方向导致不同的信道响应，以及由此的不同通信质量。此外，也可追踪附加的信息（以上说明），其增加了选择新通信参数的复杂性。因此，该第一和第二无线通信装置可保持测量的信息，以快速地和有效地保持通信优化。

表1所存储的用于有效转换的示意性信息

以上的表1示出了可在第一无线通信装置201和第二无线通信装置202之间共享的信息的示意性表。如以上说明，每个第一无线通信装置201和第二无线通信装置202可在通信期间测量各种信息，然后与其他装置共享，从而每个装置保持可能的通信参数的列表。

例如，第二无线通信装置202可能能够测量每个极性的信道响应，而第一无线通信装置201可能能够使用发送角配对由第二无线通信装置202测得的信号质量。当第一无线通信装置201生成与通信相关的测量信息时，控制器模块210将该信息储存于存储器模块215，以供以后参考。相似地，关于由第二无线通信装置202生成的测量信息，控制器模块260使该信息存储于存储器模块270，以供以后参考。

该信息可以以对应表的形式（与以上表1相似）进行存储。换句话说，信号质量或信道响应测量值可与此类测量值相关的通信参数对应地进行存储，如极性、发送角等。此外，为了保持相互之间的同步，第一和第二无线通信装置之间可共享它们的测量信息。此外，包含于列表中的信息可不定期的更新。这可以特定时间间隔执行，或在某些情况满足之后执行，如信道情况的变化等。

利用此类技术，无线通信装置可使它们之间的数据表彼此同步，以简化参数转换。例如，在通信期间，第二无线通信装置202可确定当前通信参数产生不可接受的信号质量和/或信道响应。因此，第二无线通信装置202可启动从当前组的通信参数转换至另一组参数。由于第二无线通信装置202保持了具有另一组的通信参数的信号质量的数据表，因此该第二无线通信装置202可简单地通过识别所存储的具有最优信号质量的参数组，或通过选择信号质量超过预定阈值的参数组来立即选择通信参数的新组。

此外，为使第一无线通信装置201适应新选的通信参数，第二无线通信装置202仅需进行转换已启动的通信。由于第一无线通信装置201保持与第二无线通信装置202相同的列表，第一无线通信装置201可立即调整新的参数，方式是通过选择所存储的与最佳信号质量对应的参数组，或通过选择信号质量超过预定阈值的参数组。换句话说，该表为极化和发送角的各种组合提供信号质量的预定排名。

以此种方式，当情况准许时，第一和第二无线通信装置可快速地和有效地转换通信参数。因此，装置可利用非常短的过渡时间保持通信优化。

4.天线整形

如以上说明，第一无线通信装置201和第二无线通信装置202分别包括天线阵列211和212。当此类天线阵列包括多个天线时，可通过分别在每个阵列中调整每个天线的参数来进一步优化通信。具体地，以上描述假设通信参数（极性、方向等）运用至所有天线，但通过将单个参数运用于天线阵列中的单个天线、或天线子组，可获得进一步的改进和优化。

例如，在信道估算期间，第二无线通信装置202可测量其阵列的每个天线的信道响应。该第二无线通信装置然后可根据该测量结果设定其单个天线的极性和/或其他特性。

此外，该基于天线的优化可协同第一无线通信装置201。例如，基于由第二无线通信装置202进行的测量，第一无线通信装置可设定其每个天线的参数。此外，通过协同装置之间的方向性扫描，第一无线通信装置201可调节每个单独的天线，或小的天线组，以根据第二无线通信装置确定的测量数据在不同方向发送信号。

为协助该操作，再一次有利的是，第二无线通信装置202和第一无线通信装置201共享测量信息，从而它们均可保持基于各种参数的信号质量表。当然，能够调整每个单独天线的这种附加将在表中添加至少一个附加层，增加了其复杂性。换句话说，表1（以上示出）将出现关于每个单独的天线，或天线的子组的信息。

以此方式，装置可进一步增加优化和细节，以进一步改进通信。

动态极化协同的通信

以上提供了各种静态极化配置，其选择配置并保持在该配置直到某些后续事件。然而，在某些情况下，可能更优选通过动态极化配置进行通信，其中极化重复地转换，而不用出现任何具体的事件。当没有数据表、当测量值相互之间非常接近、当测量值不可靠、和/或当信道变化太快难以受益于静态配置时等等，动态配置可能更有利。在此类情况下，有利的是建立动态极化。

1.纠错

在一个实例中，可利用动态极化配置，以有助于误差校正。图6A和图6B示出利用极性参数的示意性编码和传输技术。

图6A具体示出利用信号极化的前向纠错（FEC）技术。如图6A示出，示意性数据子帧610在长度可为4段，每段包含相同数量的位。子帧610穿过FEC模块620，其利用冗余和奇偶校验编码初始子帧，以生成编码的子帧630。根据FEC模块620采用的编码率添加至信号的冗余/奇偶校验位的数量可根据一种或多种情况进行变化。例如，冗余/奇偶校验位的数量可随信道质量降低而增加。

如图6A中示出，示意性编码子帧630包括6段，每段的位的数量与原始数据子帧610的段相同。在发送期间，第一无线通信装置201发送带有替换极性的段。例如，第一无线通信装置201发送具有极性P1的段S1；具有极性P2的段S2；具有极性P1的段S3；具有极性P2的段S4；具有极性P1的段S5；具有极性P2的段S6。

以此种方式，此类装置可利用通信期间多样性的好处。例如，利用极化P1的段可由第二无线通信装置202接收，并且其链路质量比利用极化P2的段的链路质量差。在解码期间，尽管P1段在较低的链路质量下接收，但第二无线通信装置202可依靠P2段增加的质量，用于解码适当的信号。

图6B具体示出利用信号极化的冗余纠错技术。如图6B中示出，示意性数据子帧615在长度可为4段，每段包含相同数量的位。子帧穿过冗余模块625，其利用冗余编码初始子帧，以生成编码的子帧635。在冗余编码期间，冗余模块625基本为每个极性重复4段中的每段。

因此，所获得的编码的子帧635包括8段（数量上等于原始段的2倍），每段所具有的位的数量与初始数据子帧615的段相同。在发送期间，第一无线通信装置201发送带有替换极性的段。例如，第一无线通信装置201发送具有极性P1的段S1；再次具有极性P2的段S1；具有极性P1的段S2；再次具有极性P2的段S2；具有极性P1的段S3；具有极性P2的段S3；具有极性P1的段S4；具有极性P2的段S4。

以此种方式，此类装置可再利用通信期间多样性的好处。例如，由第二通信装置202接收的段可根据它们各自的信号质量重新组合。具体地，如果第二无线通信装置202确定P1段的信号质量低于P2段的信号质量，第二无线通信装置202可解码该原始信号，给予P2段的权重比给予P1的权重大。

虽然该技术关于单个冗余进行了说明（额外一次发送每个段），相同的原理可运用于多重冗余（多于额外一次发送每个段）。通过根据它们对应的极化的质量加权接收的段的准确性，能更容易和有效地识别和纠正发送位的错误。

如以上示出，此类示意性配置构成动态极化配置，因为它们使用不同的极性发送连续的信息段（即使是来自单个数据子帧）。然而，动态极化配置不限于此类实例，并且也可包括以下配置，其中极化关于每个数据子帧自动转换、或在子帧的每个组后转换、或它们的组合。

2.极化转换

与静态极化转换相似，无线通信装置需具有某些算法或方法，用于确定何时保持在静态极化配置中，并且何时需要或期望转换至动态极化配置。

图7示出示意性方法的方框图，用于选择发送信号的极化配置。图7中，步骤710-740大致分别对应于以上说明的步骤410-440。具体地，第一无线通信装置201发送第一极性的信号或第二极性的信号（分别为710、730）。当接收的目前选定的极性的信号的信号质量低于预定阈值（分别为720、740）时，第二无线通信装置202启动极化转换（分别为730、710）。

为说明转换至动态极化配置的可能性，图4的方法可通过附加步骤被简单地修改。具体地，如图7示出，每次接收器启动静态极化转换时，其也增加计数器（750），并关于时间戳连续监控该计数器。

在第一种情景中，在计数器达到某些计数器限制前（例如，转换限制），时间戳达到某些限制（例如，一致性限制）（760）。这表示静态极化选择足以与保持在静态极化配置的准许一致。换句话说，极化在（如由一致性时间限制测量的）最后时间间隔上转换的次数不多。因此，装置可继续在静态极化配置下操作。因此，计数器和时间戳被重置（770），并且该程序继续静态模式。

在第二种情况下，在时间戳达到一致性限制之前，计数器达到转换限制（780）。这表示静态极化选择由于以上说明的原因变得不足。换句话说，极化在（如由一致性时间限制测量的）最后时间间隔上转换的次数过多。因此，装置应转换至动态极化配置（790）。

使用该算法，无线通信装置可有效地确定何时需要从静态极化配置转换至动态极化配置。此外，虽然未示出，第二无线通信装置202可再次进入静态模式，方式是通过监控不同极性信号的信道响应和/或信号质量，并且确定一个极化明显强于另一个极化或信道不再像以前那样迅速波动。以此方式，在第一无线通信装置和第二无线通信装置之间可获得更进一步的改进或优化。

示意性计算机系统实现方式

本领域技术人员应理解，本公开的各种元件和特征（如以上说明）可使用模拟和/或数字电路在硬件中执行、通过一个或多个通用或专用处理器的执行指令在软件上执行、或在硬件和软件的组合形式中执行。

以下通用计算机系统的说明用于确保完整性。本公开的实施方式可在硬件中执行或作为硬件和软件的组合执行。因此，本公开的实施方式可在计算机系统的环境下或其他处理系统下执行。图8中示出此类计算机系统800的实例。之前的图中示出的一个或多个模块可至少部分地在一个或多个独立的计算机系统800上实施，例如包括：控制器模块210和260、极性设定模块220、成帧模块230、解码器模块250、测量模块280、以及决策模块290。

计算机系统800包括一个或多个处理器，如处理器804。处理器804可以是专用或通用数字信号处理器。处理器804连接至通信基础设施802（例如，总线或网络）。关于此示意性计算机系统说明了各种软件实现方式。在参阅了本说明书之后，本领域技术人员应理解如何利用其他计算机系统和/或计算机基础设施实施本公开。

计算机系统800还包括主存储器906，优选为随机存取存储器（RAM），并且也可包括次级存储器808。次级存储器808可例如包括，硬盘驱动器810和/或可移动存储驱动器，代表有软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等。可移动存储驱动器812以公知的方式从可移动存储单元816读取和/或写入可移动存储单元816。可移动存储单元816代表软盘、磁带、光盘等，其可由可移动存储驱动器812读取或写入。如本领域的技术人员应当理解，可移动存储单元816包括计算机可用存储介质，其中存储有计算机软件和/或数据。

在替换实施方式中，次级存储器808可包括其他相似的装置，用于允许计算机程序或其他指令载入计算机系统800。此类装置可包括，例如，可移动存储单元818和接口814。此类装置的实例可包括程序盒式存储器和盒式接口（如在视频游戏装置可发现的）、可移动存储器芯片（如EPROM、或PROM）以及相关的插座、指状驱动器和USB端口，以及允许软件和数据从可移动存储单元818发送至计算机系统800的其他可移动存储单元818和接口814。

计算机系统800也可包括通信接口820。通信接口820允许软件和数据在计算机系统800和外部装置之间发送。通信接口820的实例可包括调制解调器、网络接口（例如以太网卡）、通信端口、PCMCIA槽和卡等、通过通信接口820发送的软件和数据可以是以信号的形式，可以是电子的、电磁的、光的、或能由通信接口820接收的其他信号。此类信号通过通信路径822提供至通信接口820。通信路径822运载信号且可使用线缆或电线、光线、电话线、蜂窝电话链路、RF链路和其他通信信道实施。

如此处使用，术语“计算机程序介质”和“计算机可读介质”用于指一般的有形存储介质，如可移动存储单元816和818或安装于硬盘驱动810的硬盘。计算机程序产品是用于提供软件至计算机系统800的装置。

计算机程序（也称为计算机控制逻辑）存储于主存储器806和/或次级存储器808。计算机程序也可通过通信接口820被接收。当此类计算机程序执行时，可允许计算机系统800如此处讨论的执行本发明。特别地，当执行计算机程序时，可允许处理器804执行本发明的处理，如此处说明的任何方法。因此，此类计算机程序代表计算机系统800的控制器。本发明在使用软件执行的情况下，软件可存储于计算机程序产品并可使用可移动存储驱动器812、接口814、或通信接口820载入计算机系统800。

在其他实施方式中，本发明的特征主要在硬件中执行，使用的是，例如，硬件组件，如专用集成电路（ASIC）和门阵列。硬件状态机的实现方式以执行此处说明的功能，对本领域技术人员也是显而易见的。

总结

应当理解，详细说明部分，而不是摘要部分，旨在用于解释权利要求。摘要部分可能列出了一个或多个示意性实施方式，但这并非所有示意性实施方式，因此，其不旨在以任何方式限制本发明和所附权利要求。

本公开已借助于示出本公开的具体功能和关系的功能性构件块进行了说明。为方便说明，此类功能构件块的边界是任意定义的。只要本公开的功能和关系可适当地执行，也可定义替换的边界。

本领域技术人员当理解，在不违背本公开的精神和范围的情况下，可对形式和细节进行各种变化。因此，本发明不受以上说明的示意性实施方式限制，而应仅由所附权利要求及其等价物限定。

Claims (10)

1.一种无线通信装置，用于在无线通信环境下使用，所述无线通信装置包括：

成帧模块，被配置为生成用于传输的数据子帧，

其中，所述数据子帧包括信道估计字段，所述信道估计字段包括第一极性部分和第二极性部分，并且

其中，所述第一极性部分被指定用于第一极性下的传输，并且所述第二极性部分被指定用于与所述第一极性正交的第二极性下的传输。

2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为设定所述第一极性部分的大小与所述第二极性部分的大小不同。

3.根据权利要求2所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为基于从第二无线通信装置接收的信息来设定所述第一极性部分的大小和所述第二极性部分的大小。

4.根据权利要求2所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为生成所述数据子帧，使得所述数据子帧的剩余部分被指定用于使用所述第一极性或所述第二极性中的一个进行的传输，并且

其中，所述成帧模块被配置为基于所述数据子帧的所述剩余部分被指定用于使用所述第一极性还是所述第二极性进行的传输来设定所述第一极性部分的大小和所述第二极性部分的大小。

5.一种无线通信装置，与外部装置进行无线通信，所述无线通信装置包括：

天线模块，被配置为从所述外部装置接收数据子帧，所述数据子帧具有包括第一极性部分和第二极性部分的信道估计字段，所述第一极性部分以第一极性被接收并且所述第二极性部分以第二极性被接收；以及

测量模块，被配置为基于所述信道估计字段的第一极性部分测量第一极性信道响应，并且基于所述信道估计字段的第二极性部分测量第二极性信道响应。

6.根据权利要求5所述的无线通信装置，还包括决策模块，被配置为通过比较所测量的第一极性信道响应和第二极性信道响应来确定是否启动从所述第一极性至所述第二极性的转换，

其中，所述数据子帧以所述第一极性被接收。

7.根据权利要求5所述的无线通信装置，还包括决策模块，被配置为通过比较所接收的数据子帧的信号质量和预定阈值来确定是否启动从所述第一极性至所述第二极性的转换。

8.一种无线通信装置，能够与外部装置进行无线通信，所述无线通信装置包括：

极性设定模块，被配置为基于从所述外部装置接收的指令，设定极性模式为第一极性模式、第二极性模式或动态极性模式中的一个；以及

成帧模块，被配置为生成数据子帧，用于基于所述极性设定模块所设定的极性模式的到所述外部装置的传输。

9.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为，当所述动态极性模式被设定时，生成所述数据子帧，使得所述数据子帧的第一段具有第一极性并且所述数据子帧的第二段具有第二极性。

10.根据权利要求9所述的无线通信装置，其中，所述成帧模块被配置为生成所述数据子帧，使得所述第一段和所述第二段以交替方式布置。

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