CN106464330B - 建立毫米连接的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过在接入点或基站与移动终端之间建立和/或保持链路，用毫米波无线链路来自适应追踪移动终端的方法和设备，所述方法包括：在信道估计过程中，改变接入点或基站的发射定向波束和移动终端的接收定向波束的排列，以响应接入点或基站发射机、移动终端接收机或接入点、或基站发射机和移动终端接收机两者的运动特征。本发明还涉及相应的系统、设有实现上述方法的装置的接入点或基站和移动终端。

Description

建立毫米连接的方法和设备
技术领域
本发明涉及无线网络领域和这类网络中使用的方法和设备，尤其涉及建立毫米连接，以用毫米波无线链路追踪移动终端。
背景技术
毫米波是波长在1mm到10mm之间的电磁波(无线电波)。毫米波的频率为30GHz到300GHz。频率在3GHz及以上的无线电波有时也称为毫米波无线电。
传统地，毫米波已经用于移动网络的回程连接。随着低频率区域挤满各种无线接入服务，为了在接入点和移动终端之间建立接入连接，研究团体和无线行业对毫米波越来越感兴趣。
从其天线设计的角度来说，毫米波无线电有两个特殊方面。一方面，由于波的频率较高，毫米波无线电会捕获较少能源。另一方面，由于毫米波无线电的信道带宽通常较宽，毫米波无线电会有较大的噪声功率。由于以上特性，毫米波无线电会遭受较低信噪比，然而，这可以由较高天线增益和较高的天线指向性补偿。由于毫米波的波长较小，毫米波无线电的天线尺寸也较小。毫米无线电的发射机和接收机能容纳较多天线单元，因此可以采用大量天线单元产生较窄波束，以提升天线增益。通过相位控制系统可以形成波束，并且可以调整方向以及波束宽度。
较窄波束有益于实现提供较高天线增益、减少多路径衰落及最小化跨路径干扰的目的。为通过窄波束在发射机和接收机之间建立和保持链路，对于毫米波无线电系统的设计、操作和优化，考虑窄波束的定向管理很重要。
应了解，在本领域中，使用多个窄天线波束从用户处接收上行信号，测量所有波束的上行信号的波束特定导频信号功率。测量出的导频信号功率用于确定哪一个或哪一些下行波束会用于用户的下行信号。这种已知方法面临以下问题：缺乏用于对移动终端的运动引起的变化进行预先补偿的解决方案。
在基于毫米波的无线电系统中，移动终端可以以不同的移动模式移动。终端的运动导致了多个问题，例如，但不一限于：如何追踪终端的运动并用于建立高增益毫米波链路和如果保持毫米波接入链路。此外，如何从当前最佳波束方向中决定第二最佳波束方向也是一个问题。另外，当终端在不同环境中或使用不同运动模式时，例如当行人或高速车辆携带终端或终端为由于强风而摇摆的固定节点时，如何实现自适应追踪测量也是一个问题。
发明内容
基于上述背景，本发明的目的在于：提供一种方法和设备，以便在接入点/基站和移动终端之间建立和保持高增益毫米波链路。
本发明的另一目的在于：提供一种方法和设备，以便确定接入点和移动终端之间的与当前最佳链路相比的第二最佳高增益毫米波链路。
本发明的另一目的在于：当传输特征随着时间改变时，例如，当终端携带在行人、高速车辆上，或者，终端为一个因强风摇摆的固定节点时，提供一种能够在接入点和移动终端之间建立和保持最佳可能链路的方法和设备。
本发明上述及进一步的目的和优势可以通过以下方式实现：通过在信道估计过程中，改变接入点的发射定向波束和移动终端的接收定向波束的排列，以响应于接入点发射机、移动终端接收机或接入点发射机和移动终端两者的运动特征，以提高信道估计成功率，和/或缩短信道估计周期，和/或节省信道估计过程中所用的资源。本发明提供的方法和设备提高了信道估计过程的灵活性和自适应性。根据本发明，为了建立和保持一对最佳发射天线辐射图(antenna pattern)和接收天线辐射图，自适应改进训练/追踪操作。根据本发明的信道估计过程，发射机发射多个波束，可分布在当前使用的最强发射定向波束周围，接收机使用不同定向天线辐射图测试发射天线辐射图，然后提供反馈给发射机，基于此反馈，可确定下述通信中连续最佳波束方向。以下描述中，发射天线辐射图和接收天线辐射图可与发射定向波束和接收定向波束互换使用。发射定向波束和接收定向波束可用于信道估计目的和有效载荷数据传输目的。最强波束通常被视为最佳波束，并且在信道估计过程后会用于有效载荷传输目的。
根据本发明的第一方面，提供了一种连接建立方法，所述方法包括以下步骤：
在接收机中，接收发射机通过不同子带在相对于所述接收机的不同方向上传输的第一数量的定向波束；
确定有最强信号的第一定向波束；
使用第一定向波束方向在所述接收机和发射机之间建立第一连接；
在所述接收机中，接收发射机通过不同子带在相对于所述接收机的不同方向上传输的第二数量的定向波束，其中，所述第二数量的定向波束的不同方向在所述第一定向波束的方向的附近；
确定有最强信号的第二定向波束；
使用所述第二定向波束在所述接收机和发射机之间建立第二连接。
根据本发明的第一方面，有益地提供了建立有较强信号强度的连接，以追踪所述接收机或所述发射机的运动。当所述接收机或所述发射机为移动终端时，提供了一种简单且可靠的方法，所述方法允许通过在可为可移动或静止的终端，如接入点或基站，和同样可为可移动或静止的另一终端之间建立和/或保持链路，以自适应追踪具有无线链路的移动终端。
根据第一方面，在所述方法的第一种可能的实现方式中，上述提及的无线链路为毫米波无线链路。
根据第一方面或第一种实现方式，在所述方法的第二种可能的实现方式中，所述接收机为移动终端接收机。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第三种可能的实现方式中，多个发射定向波束和/或多个接收定向波束用于所述链路的初始建立。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第四种可能的实现方式中，使用位于第一组发射定向波束的最强发射定向波束附近的多个发射定向波束。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第五种可能的实现方式中，所述移动终端接收机使用不同的接收定向波束测试所述发射定向波束。例如，这可以为指向不同方向的不同窄波束。可一并或分开调整波束的方向和宽度。全向波束为特例，因为天线辐射图为一个圆。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第六种可能的实现方式中，所述移动终端接收机使用较宽接收定向波束测试所述发射定向波束。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第七种可能的实现方式中，所述移动终端接收机使用全向接收定向波束测试所述发射定向波束。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第八种可能的实现方式中，发射机和/或接收机最初使用较宽波束来提供初始粗略信道估计。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第九种可能的实现方式中，所述初始粗略信道估计之后是基于较窄发射定向波束、较窄接收定向波束或基于较窄发射定向波束和较窄接收定向波束两者的信道估计，从而得到更精确的信道估计结果。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十种可能的实现方式中，发射机和所述接收机同时使用低频频段而不是高频频段获得粗略信道估计结果，因为通常低频频段会产生较宽波束。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十一种可能的实现方式中，自适应改变发射定向波束的数量和接收定向波束的数量。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十二种可能的实现方式中，根据所述发射机、所述接收机或所述发射机和所述接收机两者的运动特征，调整信道估计发射定向波束与当前最佳发射定向波束的偏差。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十三种可能的实现方式中，根据所述发射机、所述接收机或所述发射机和所述接收机两者的运动特征，调整信道估计接收定向波束与当前最佳接收定向波束的偏差。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十四种可能的实现方式中，从车辆信息存储器中获得所述运动特征，例如包括与车辆路径相关的信息、车辆时间表和车辆速度和/或位置。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十五种可能的实现方式中，所述运动特征源于传感器测量。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十六种可能的实现方式中，所述运动特征用于在传输或接收实际有效载荷数据前，确定或改变信道估计过程的时长。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十七种可能的实现方式中，本发明方法的实现中，所述运动特征用于触发所述信道估计过程的起止。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十八种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，在初始信道估计的步骤中，使用第一数量波束覆盖当前最佳波束的范围，且如果第一信道估计步骤失败，使用第二数量波束覆盖当前最佳波束的范围，其中，第二数量波束多于第一数量波束，从而根据信道估计的结果调整用于信道估计目的的波束的数量。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第十九种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，当信道估计成功，信道估计波束的数量减少，从而根据信道估计的结果调整用于信道估计目的的波束的数量。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，预定义信道估计时段后信道估计过程失败时，变为较宽波束和/或较低频率信号。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十一种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，发射机信道估计波束和接收机信道估计波束按顺序排列。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十二种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，信道估计序列的排列在所述发射机和所述接收机之间传递。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十三种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，多个信道估计波束同时传输，因此减少了信道估计过程的时长。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十四种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，不同发射定向波束使用所用频段的不同子带。一个频段通常包括多个子带。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十五种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，所述有效载荷传输用于信道估计目的。
根据第一方面或第一方面的任一种前述的实现方式，在所述方法的第二十六种可能的实现方式中，根据本发明实现所述方法时，所述有效载荷传输是自适应的。
根据本发明的第二方面，提供了一种在接收机和发射机之间建立连接的系统。所述系统包括一个接收机，用于：
使用第一组接收定向波束测试不同方向的第一组发射定向波束的信号强度，所述第一组发射定向波束由所述发射机通过不同子带传输；
向所述发射机传输所述第一组发射定向波束的信号强度测试结果；
接收具有最强信号强度的第一对定向波束的指示，其中，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束中的一个发射定向波束；
使用所述第一对定向波束在所述接收机和所述发射机之间建立第一连接；
使用第二组接收定向波束测试不同方向的第二组发射定向波束的信号强度，所述第二组发射定向波束由所述发射机通过不同子带传输，所述第二组发射定向波束的不同方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
向所述发射机传输所述第二组发射定向波束的信号强度测试结果；
接收具有最强信号强度的第二对定向波束的指示，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束中的一个发射定向波束；
使用所述第二对定向波束在所述接收机和所述发射机之间建立第二连接；
根据本发明的第二方面，有益地提供了建立有较强信号强度的连接，以追踪所述接收机或所述发射机的运动。当所述接收机或所述发射机为移动终端时，提供了一种简单且可靠的系统，所述系统允许通过在可为可移动或静止的终端，如接入点或基站，和同样可为可移动或静止的另一终端之间建立和/或保持链路，以自适应追踪具有无线链路的移动终端。
根据第二方面，在所述系统的第一种可能的实现方式中，上述提及的无线链路为毫米波无线链路。
根据第二方面或第一种实现方式，在所述系统的第二种可能的实现方式中，所述接收机为移动终端接收机。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第三种可能的实现方式中，所述发射机和接收机分别包括分别用于发射和接收多个波束中无线电波的天线。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第四种可能的实现方式中，所述系统基于提供给所述发射机和接收机的信号执行波束形成算法。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第五种可能的实现方式中，所述移动终端接收机设有创建全向接收定向波束的天线装置，以测试所述发射定向波束。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第六种可能的实现方式中，所述系统包括运动特征确定装置，用于确定接入点或基站中发射机的运动特征、移动终端中接收机的运动特征、或发射机和接收机两者的运动特征。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第七种可能的实现方式中，从车辆信息存储器中获得所述运动特征，例如包括与车辆路径相关的信息、车辆时间表和车辆速度和/或位置。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第八种可能的实现方式中，所述运动特征源于传感器测量，传感器测量由附着于所述接入点或基站、所述移动终端、或所述接入点或基站和所述移动终端两者的传感器提供。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第九种可能的实现方式中，所述发射机和所述接收机分别包括波束排列装置，分别用于按顺序排列发射机信道估计波束和接收机信道估计波束。
根据第二方面或第二方面的任一种前述的实现方式，在所述系统的第十种可能的实现方式中，所述发射机和所述接收机分别设有通信装置，用于在所述发射机和所述接收机之间传递信道估计序列的排列。
根据本发明的第三方面，提供了一种设有发射机的接入点或基站，所述发射机用于在所述接入点或基站与移动终端之间建立和/或保持无线链路，其中，所述发射机设有天线，用于改变信道估计过程中的所述接入点或基站的发射定向波束的排列，响应于所述接入点或基站、所述移动终端、或所述接入点或基站和所述移动终端两者的运动特征。
根据第三方面，在所述接入点或基站的第一种可能的实现方式中，所述无线链路为毫米波无线链路。
根据第三方面或第三方面的任一种前述的实现方式，在所述接入点或基站的第二种可能的实现方式中，所述发射机包括天线，用于发射多个波束中无线电波。
根据第三方面或第三方面的任一种前述的实现方式，在所述接入点或基站的第三种可能的实现方式中，所述发射机对提供给所述发射机的信号执行波束形成算法。
根据第三方面或第三方面的任一种前述的实现方式，在所述接入点或基站的第四种可能的实现方式中，所述接入点或基站包括运动特征确定装置，用于确定所述接入点或基站中发射机的运动特征。
根据第三方面或第三方面的任一种前述的实现方式，在所述接入点或基站的第五种可能的实现方式中，所述运动特征源于附着于所述接入点或基站的传感器提供的传感器测量。
根据第三方面或第三方面的任一种前述的实现方式，在所述接入点或基站的第七种可能的实现方式中，所述发射机包括波束排列装置，用于按顺序排列发射机信道估计波束。
根据第三方面或第三方面的任一种前述的实现方式，在所述接入点或基站的第八种可能的实现方式中，所述发射机设有通信装置，用于在发射机和移动终端的接收机之间传递信道估计序列的排列。
根据本发明的第四方面，提供了一种设有接收机的移动终端，所述接收机用于在所述移动终端和接入点或基站之间建立和/或保持无线链路，其中，所述接收机设有天线，用于改变信道估计过程中的接收定向波束的排列，响应于所述移动终端、接入点或基站、或接入点或基站和移动终端两者的运动特征。
根据第四方面，在所述移动终端的第一种可能的实现方式中，所述无线链路为毫米波无线链路。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第二种可能的实现方式中，所述接收机包括天线，用于接收多个波束中的无线电波。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第三种可能的实现方式中，所述移动终端执行波束形成算法，以形成接收天线的不同辐射图或图形。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第四种可能的实现方式中，所述移动终端接收机设有天线装置，用于创建全向接收定向波束、天线辐射图或天线图形，以测试所述发射定向波束。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第五种可能的实现方式中，所述移动终端包括运动特征确定装置，用于确定所述移动终端的移动特征。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第六种可能的实现方式中，从车辆信息存储器中获得所述运动特征，例如包括与车辆路径相关的信息、车辆时间表和车辆速度和/或位置。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第七种可能的实现方式中，所述移动特征源于附着于所述移动终端的传感器提供的传感器测量。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第八种可能的实现方式中，所述接收机包括波束排列装置，用于按顺序排列接收机信道估计波束。
根据第四方面或第四方面的任一种前述的实现方式，在所述移动终端的第九种可能的实现方式中，所述接收机设有通信装置，用于在发射机和接入点或基站之间传递信道估计序列的排列。
以下将对本发明的方法、系统、接入点或基站以及移动终端的更多目的、特征、优势以及特性做清晰具体的描述。
附图说明
在本发明的以下详述部分中，将参看附图中所展示的示例性实施例来更详细地解释本发明，其中：
图1示出了阐述本发明实施例提供的接入点需要改变波束方法以保持与移动终端的连接链路的图示表征；
图2示出了阐述本发明实施例提供的一种基本操作概念的图示表征；
图3示出了阐述本发明实施例提供的信道估计波束控制的流程图；
图4a示出了本发明实施例提供的一种接收机的图示结构；
图4b示出了本发明另一实施例提供的一种接收机的图示结构；
图5a示出了本发明实施例提供的一种发射机的图示结构；
图5b示出了本发明另一实施例提供的一种发射机的图示结构；
图6示出了本发明实施例提供的建立毫米连接的流程图；
图7示出了本发明另一实施例提供的建立毫米连接的流程图。
具体实施方式
以下详细描述涉及具体但非限制性本发明的示例实施例。
参见图1，示出了阐述为保持与沿路径3从第一位置I移动到第二位置II的移动终端2的连接链路，接入点1改变波束方向(从4到5)的优势的图示表征。
参见图2，示出了阐述本发明的基本操作概念的图示表征。
根据本发明，为了建立和保持一对最佳发射天线辐射图和接收天线辐射图，自适应改变训练/追踪操作。根据本发明的信道估计过程，发射机发射一个具有多个波束的辐射图，多个波束分布在当前使用的最强发射定向波束周围。接收机使用不同定向天线辐射图测试发射天线辐射图，然后提供反馈给发射机，基于此反馈，可确定下述通信中连续最佳波束方向。以下描述中，发射天线辐射图和接收天线辐射图可与发射定向波束和接收定向波束互换使用。
根据本发明，毫米波链路初始建立期间，信道估计波束的数量可较多以覆盖尽可能较大的区域。接收机可使用不同接收天线辐射图测试可能的传输方向，来找出一对最佳的发射天线波束方向和接收天线波束方向，此后可建立无线连接。
无线连接建立后，一些信道估计发射定向波束可在当前最佳(或当前使用的)发射定向波束附近传输。接收机可评估不同信道估计发射定向波束，并向发射机提供反馈。例如，可在当前使用的发射定向波束的周围创建信道估计发射定向波束。下一次更新时，基于评估出的信道估计结果确定最佳发射定向波束方向。
接收机可使用不同接收定向波束测试发射定向波束。或者，接收机可使用较宽波束或全向天线辐射图。
发射机和接收机可使用较宽波束来获得粗略的估计结果，之后通过较窄波束的信道估计操作获得更细微/更精确的估计结果。
发射机和接收机可同时使用低频频段而不是高频频段获得粗略的估计结果，因为低频率频段会为发射机和接收机提供较宽的波束。
根据终端的运动特征，可调整发射机信道估计波束的数量和其与当前最佳发射定向波束的偏差(如，角度差)，以及接收机信道估计波束的数量及其与当前最佳接收定向波束的偏差。运动特征(速度和路径等)可从车辆信息存储器或数据库获得，其中，车辆路径、车辆时间表、速度和/或位置信息注册在所述车辆信息数据库中。可通过近距离无线通信技术通信方法或其他方法确定终端和车辆之间的关联。运动特征可源于内置于终端中传感器的测量，例如，陀螺仪、加速计和GPS传感器；或源于如关联车辆的测速仪、风速仪或其他类型传感器的测量。对于高速/高速移动的终端来说，可以有更多的信道估计波束，较大的信道估计波束的与当前最佳波束的偏差。相反，对于低速/角速度终端来说，例如，可使用当前最佳波束周围的4个波束，对于高速/角速度终端，例如，可使用当前最佳波束周围的16个信道估计波束。在传输实际有效载荷数据前，速度/角速度的等级也可用于调整信道估计操作的时长。
传感器测量可用于触发信道估计过程的起止。当终端为固定节点，例如，无线回程节点，信道估计波束的数量、偏差和信道估计过程的起止可取决于风速仪和/或陀螺仪传感器的测量。例如，对于固定点对点回程链路，通常不需要频繁地估计信道。在强风的情况下，摇动回程支撑结构(例如灯杆)和/或周围的树叶可对发射机和接收机之间的最佳波束产生影响，且如陀螺仪或风速仪等传感器可触发信道估计过程。
在本发明实施例中，可以使用多步骤启发式信道估计过程：首先，采用少量波束估计当前使用波束的范围。如果第一信道估计步骤失败，使用较多的波束估计较大范围。相应地，当信道估计成功时，可减少信道估计波束的数量。对于事先不了解信道和/或终端的情况，使用多步骤启发式信道估计过程是有效的。
当预定的信道估计时段结束后的信道估计过程失败时，变为较宽波束或较宽的多个波束和/或较低频率信号可以为“回退”方案。
根据本发明实施例，没有使用预定信道估计时段，有效载荷传输可以用于信道估计的目的。有效载荷传输可使用前述“最佳波束”周围的多个波束。以与信道估计波束相似的方式，自适应调整多余传输波束的数量及其方向。
可同时传输多个信道估计波束，以缩短信道估计过程，或依次传输多个信道估计波束，以实现节能。
参见图3，示出了阐述本发明实施例提供的信道估计波束控制的流程图。
在本发明实施例中，发射机信道估计波束可以按顺序排列，且接收机信道估计波束按顺序排列。信道估计序列的排列可事先在发射机和接收机之间传递。
在本发明的可选实施例中，发射机可同时传输多个发射定向波束。不同发射定向波束可使用所用频段的不同子带，以区分所述多个发射定向波束。覆盖所用频段的所有所用子带的接收机按顺序使用信道估计波束。这样排列的目的是缩短信道估计时段。
不使用预定的信道估计时段，有效载荷传输也可用于信道估计目的。
图4a阐述了图2所示的接收机的图示结构。接收机400包括：
测试模块420，用于使用第一组接收定向波束11、12、13测试不同方向的第一组发射定向波束8、9、10的信号强度，所述第一组发射定向波束由发射机500通过不同子带传输；
天线410，用于向所述发射机500传输所述第一组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
其中，所述天线410还用于接收具有最强信号强度的第一对定向波束的指示，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束11、12、13中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束8、9、10中的一个发射定向波束；
连接建立模块430，用于使用所述第一对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第一连接；
其中，所述测试模块还用于使用第二组接收定向波束测试不同方向的第二组发射定向波束的信号强度，所述第二组发射定向波束由所述发射机500通过不同子带传输，所述第二组发射定向波束的不同方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
所述天线410，还用于向所述发射机500传输所述第二组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
所述天线410还用于接收具有最强信号强度的第二对定向波束的指示，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束中的一个发射定向波束；
所述连接建立模块还用于使用所述第二对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第二连接。
在所述接收机400的一种可能的实现方式中，所述第一组发射定向波束8、9、10的波束宽度大于所述第二组发射定向波束；和/或所述第一组接收定向波束11、12、13的波束宽度大于所述第二组接收定向波束。
在所述接收机400的另一种可能的实现方式中，相应地，所述第一组发射定向波束8、9、10的频率低于所述第二组发射定向波束的频率；和/或所述第一组接收定向波束11、12、13的频率低于所述第二组接收定向波束的频率。
在所述接收机400的另一种可能的实现方式中，所述接收机400为移动终端。第二组发射定向波束中的发射定向波束的数量与所述移动终端的移动特征相关；和/或所述第二组接收定向波束中的接收定向波束的数量与与所述移动终端的移动特征相关。
运动特征可源于内置于所述移动终端中传感器的测量，例如，陀螺仪、加速计和GPS传感器；或源于如关联车辆的测速仪、风速仪或其他类型传感器的测量。
在所述接收机400的另一种可能的实现方式中，所述运动特征包括运动速度，当所述移动终端以较高速度移动时，所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量多于所述第一组发射定向波束8、9、10中发射定向波束的数量；和/或所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量多于所述第一组接收定向波束11、12、13中接收定向波束的数量。
在所述接收机400的另一种可能的实现方式中，所述第一组接收定向波束11、12、13的波束宽度大于所述第一组发射定向波束8、9、10；和/或所述第二组接收定向波束的波束宽度大于所述第二组发射定向波束。
在所述接收机400的一种可能的实现方式中，所述第一/二组接收定向波束为全向波束。
图4b阐述了图2所示的接收机的另一图示结构。可选择地，所述接收机400包括：图4a所示的天线420、实现图4a所示的测试模块420和连接建立模块430的处理器440。
图5a阐述了图2所示的发射机500的图示结构。所述发射机500包括：
天线510，用于通过不同子带传输与接收机400中的第一组接收定向波束不同方向的第一组发射定向波束8、9、10，并用于从所述接收机400中接收所述第一组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
确定模块520，用于确定具有最强信号强度的第一对定向波束；所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束11、12、13中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束8、9、10中的一个发射定向波束；
其中，所述天线510还用于传输所述第一对定向波束的指示；
连接建立模块530，用于使用所述第一对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第一毫米连接；
所述天线510还用于通过不同子带传输与接收机400中的第二组接收定向波束不同方向的第二组发射定向波束，所述第二组发射定向波束的方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；所述天线510还用于从所述发射机400中接收所述第二组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
所述确定模块520还用于确定具有最强信号强度的第二对定向波束，其中：所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度；所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束11、12、13中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束8、9、10中的一个发射定向波束；
所述天线510还用于传输所述第二对定向波束的指示；
所述连接建立模块530还用于使用所述第二对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第二毫米连接。
图5b阐述了图2所示的发射机500的另一种图示结构。所述发射机500包括图5a所示的天线510和实现图5a所示的所述确定模块520和所述连接建立模块530的处理器540。
根据一方面，提供了一种系统。所述系统包括图4a或4b所示的接收机400和图5a或5b所示的发射机500。在图2中，例如，所述发射机500为基站或接入点6，所述接收机400为移动基站14。然而，当所述发射机500为移动台，也称为移动终端或移动设备时，所述接收机400可以为接入点或基站。
图6示出了本发明实施例提供的一种建立毫秒连接的流程图。图6所示的方法阐述了找到一对有较强信号强度的定向波束的递归过程，以使用所述找到的一对定向波束追踪移动台。图6以两次递归为例；为找到更强的一对定向波束，不限定递归回合，可以为3次或4次甚至更多。所述方法可以由接收机400执行，包括：
块610：在接收机400中，使用第一组接收定向波束11、12、13测试发射机500通过不同子带传输的不同方向的第一组发射定向波束8、9、10的信号强度；
块620：向所述发射机500传输所述第一组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
块630：接收具有最强信号强度的第一对定向波束的指示，其中，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束11、12、13中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束8、9、10中的一个发射定向波束；
块640：使用所述第一对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第一毫米连接；
块650：在所述接收机400中，使用第二组接收定向波束测试不同方向的第二组发射定向波束的信号强度，所述第二组发射定向波束由所述发射机500通过不同子带传输，所述第二组发射定向波束的方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
块660：向所述发射机500传输所述第二组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
块670：接收具有最强信号强度的第二对定向波束的指示，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束中的一个发射定向波束；
块680：使用所述第二对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第二毫米连接。
图7示出了本发明另一实施例提供的建立毫米连接的流程图。图7所述方法阐述了发现有较强信号强度的一对定向波束的递归过程，以使用所找到的一对定向波束来追踪移动台。图7以两次递归为例；为找到更强的一对定向波束，不限定递归回合，可以为3次或4次甚至更多。所述方法可以由发射机500执行，包括：
块710：通过不同子带传输与所述接收机400中第一组接收定向波束不同方向的第一组发射定向波束8、9、10；
块720：从所述发射机400中接收所述第一组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
块730：确定具有最强信号强度的第一对定向波束，其中，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束11、12、13中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束8、9、10中的一个发射定向波束；
块730：传输所述第一对定向波束的指示；
块740：使用所述第一对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第一毫米连接；
块750：通过不同子带传输与接收机400中第二组接收定向波束不同方向的第二组发射定向波束，所述第二组发射定向波束的方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
块760：从所述发射机400中接收所述第二组发射定向波束8、9、10的信号强度测试结果；
块770：确定具有最强信号强度的第二对定向波束，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束11、12、13中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束8、9、10中的一个发射定向波束；
块770：传输所述第二对定向波束的指示；
块780：使用所述第二对定向波束在所述接收机400和所述发射机500之间建立第二毫米连接；
在本说明书中，权利要求中使用的术语“包括”不排除其他成分或步骤。权利要求中使用的单数概念不排除复数概念。
权利要求书中所用的参考符号不应解释为限制了范围。
尽管已出于说明目的详细描述了本发明，但应了解，此类细节只是为了所述目的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，所属领域的技术人员可以进行各种修改。

Claims (11)

1.一种接收机(400)，用于在所述接收机(400)和发射机(500)之间建立毫米连接，所述接收机(400)包括：
测试模块(420)，用于使用第一组接收定向波束(11、12、13)测试不同方向的第一组发射定向波束(8、9、10)的信号强度，所述第一组发射定向波束由所述发射机(500)通过不同子带传输；
天线(410)，用于向所述发射机(500)传输所述第一组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果，其中，
所述天线(410)还用于接收具有最强信号强度的第一对定向波束的指示，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束(11、12、13)中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束(8、9、10)中的一个发射定向波束；
连接建立模块(430)，用于使用所述第一对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立第一连接；其中：
所述测试模块还用于使用第二组接收定向波束测试不同方向的第二组发射定向波束的信号强度，所述第二组发射定向波束由所述发射机(500)通过不同子带传输，所述第二组发射定向波束的不同方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
所述天线(410)还用于向所述发射机(500)传输所述第二组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
所述天线(410)还用于接收具有最强信号强度的第二对定向波束的指示，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束中的一个发射定向波束；
所述连接建立模块还用于使用所述第二对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立第二连接；
其中，所述接收机(400)是移动终端，其中，所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；
其中，所述运动特征包括运动速度，当所述移动终端高速移动时，
所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量多于所述第一组发射定向波束(8、9、10)中发射定向波束的数量；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量多于所述第一组接收定向波束(11、12、13)中接收定向波束的数量。
2.根据权利要求1所述的接收机(400)，其特征在于，所述第一组发射定向波束(8、9、10)的波束宽度大于所述第二组发射定向波束；和/或
所述第一组接收定向波束(11、12、13)的波束宽度大于所述第二组接收定向波束。
3.根据权利要求1所述的接收机(400)，其特征在于，所述第一组发射定向波束(8、9、10)的频率低于所述第二组发射定向波束的频率；和/或
所述第一组接收定向波束(11、12、13)的频率低于所述第二组接收定向波束的频率。
4.根据权利要求2所述的接收机(400)，其特征在于，所述第一组发射定向波束(8、9、10)的频率低于所述第二组发射定向波束的频率；和/或
所述第一组接收定向波束(11、12、13)的频率低于所述第二组接收定向波束的频率。
5.根据前述权利要求任一项所述的接收机(400)，其特征在于：
所述第一组接收定向波束(11、12、13)的波束宽度大于所述第一组发射定向波束(8、9、10)；和/或
所述第二组接收定向波束的波束宽度大于所述第二组发射定向波束。
6.根据权利要求1至4任一项所述的接收机(400)，其特征在于：
所述第一/二组接收定向波束为全向波束。
7.根据权利要求5所述的接收机(400)，其特征在于：
所述第一/二组接收定向波束为全向波束。
8.一种发射机(500)，用于在接收机(400)和所述发射机(500)之间建立毫米连接，所述发射机(500)包括：
天线(510)，用于通过不同子带传输与所述接收机(400)中的第一组接收定向波束不同方向的第一组发射定向波束(8、9、10)，并从所述接收机(400)中接收所述第一组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
确定模块(520)，用于确定具有最强信号强度的第一对定向波束，其中，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束(11、12、13)中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束(8、9、10)中的一个发射定向波束，其中，
所述天线(510)还用于传输所述第一对定向波束的指示；
连接建立模块(530)，用于使用所述第一对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立第一毫米连接；其中：
所述天线(510)还用于通过不同子带传输与所述接收机(400)中的第二组接收定向波束不同方向的第二组发射定向波束，其中，所述第二组发射定向波束的方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；还用于从所述接收机(400)接收第二组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
所述确定模块(520)还用于确定具有最强信号强度的第二对定向波束，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束(11、12、13)中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束(8、9、10)中的一个发射定向波束；
所述天线(510)还用于传输所述第二对定向波束的指示；
所述连接建立模块(530)还用于使用所述第二对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立第二毫米连接；
其中，所述接收机(400)是移动终端，其中，所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；
其中，所述运动特征包括运动速度，当所述移动终端高速移动时，
所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量多于所述第一组发射定向波束(8、9、10)中发射定向波束的数量；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量多于所述第一组接收定向波束(11、12、13)中接收定向波束的数量。
9.一种系统，用于在权利要求1至7任一项所述的接收机(400)和权利要求8所述的发射机之间建立毫米连接。
10.一种用于在接收机(400)和发射机(6)之间建立毫米连接的方法，所述方法包括如下步骤：
在所述接收机(400)中，使用第一组接收定向波束(11、12、13)测试(610)所述发射机(500)通过不同子带传输的不同方向的第一组发射定向波束(8、9、10)的信号强度；
向所述发射机(500)传输(620)所述第一组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
接收(630)具有最强信号强度的第一对定向波束的指示，其中，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束(11、12、13)中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束(8、9、10)中的一个发射定向波束；
使用所述第一对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立(640)第一毫米连接；
在所述接收机(400)中，使用第二组接收定向波束测试(650)不同方向的第二组发射定向波束的信号强度，所述第二组发射定向波束由所述发射机(500)通过不同子带传输，所述第二组发射定向波束的方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
向所述发射机(500)传输(660)所述第二组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
接收(670)具有最强信号强度的第二对定向波束的指示，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束中的一个发射定向波束；
使用所述第二对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立(680)第二毫米连接；
其中，所述接收机(400)是移动终端，其中，所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；
其中，所述运动特征包括运动速度，当所述移动终端高速移动时，
所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量多于所述第一组发射定向波束(8、9、10)中发射定向波束的数量；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量多于所述第一组接收定向波束(11、12、13)中接收定向波束的数量。
11.一种在接收机(400)和发射机(500)之间建立毫米连接的方法(6)，所述方法包括：
通过不同子带传输(710)与所述接收机(400)中第一组接收定向波束不同方向的第一组发射定向波束(8、9、10)；
从所述发射机(400)中接收(720)所述第一组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
确定(730)具有最强信号强度的第一对定向波束，其中，所述第一对定向波束包括所述第一组接收定向波束(11、12、13)中的一个接收定向波束和所述第一组发射定向波束(8、9、10)中的一个发射定向波束；
传输(730)所述第一对定向波束的指示；
使用所述第一对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立(740)第一毫米连接；
通过不同子带传输(750)与接收机(400)中第二组接收定向波束不同方向的第二组发射定向波束，所述第二组发射定向波束的方向在所述第一对定向波束的所述发射定向波束的方向的附近；
从所述发射机(400)中接收(760)所述第二组发射定向波束(8、9、10)的信号强度测试结果；
确定(770)具有最强信号强度的第二对定向波束，其中，所述第二对定向波束的信号强度强于所述第一对定向波束的信号强度，所述第二对定向波束包括所述第二组接收定向波束(11、12、13)中的一个接收定向波束和所述第二组发射定向波束(8、9、10)中的一个发射定向波束；
传输(770)所述第二对定向波束的指示；
使用所述第二对定向波束在所述接收机(400)和所述发射机(500)之间建立(780)第二毫米连接；
其中，所述接收机(400)是移动终端，其中，所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量与所述移动终端的运动特征相关；
其中，所述运动特征包括运动速度，当所述移动终端高速移动时，
所述第二组发射定向波束中发射定向波束的数量多于所述第一组发射定向波束(8、9、10)中发射定向波束的数量；和/或，所述第二组接收定向波束中接收定向波束的数量多于所述第一组接收定向波束(11、12、13)中接收定向波束的数量。
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