CN107623538B - 用于移动通信的相控阵射频网络 - Google Patents

用于移动通信的相控阵射频网络 Download PDF

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Abstract

用于移动通信的相控阵射频网络。根据一个或更多个示例的系统和方法被提供用于利用相控阵通信网络来路由无线移动通信信号。在一个示例中，一种系统包括被配置为接收RF调制数据分组的多个相控阵天线。所述RF调制数据分组包括报头和净荷数据。解调器电路被提供来对所述报头进行解调以在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时识别路由信息。所述相控阵天线被配置为根据所述路由信息发送包括所述RF调制数据分组的高带宽窄天线波束。在所述路由期间按照RF调制格式维持所述净荷数据提供现今的无线移动通信网络所需要的高带宽和高数据速率传输。

Description

用于移动通信的相控阵射频网络
技术领域
本发明一般地涉及移动通信网络，并且更具体地，例如涉及将高带宽射频相控阵天线用于移动通信网络。
背景技术
在移动通信的领域中，正在努力为无线移动通信网络提供增加的容量和频率带宽。移动无线技术的进步和无线移动装置和用户的数量的爆炸增长正对现有无线通信网络产生需求。
因此，需要支持移动语音和数据通信二者的增长需求。这在存在无线移动装置的集中的城市区域中是特别严重的，导致现有无线频谱的拥挤和重叠。遗憾的是，当前的无线移动通信网络缺少支持无线通信网络需要所必需的覆盖范围、容量和带宽。
一些常规的无线通信技术依靠利用全向天线的固定蜂窝天线位置。全向天线通常在所有方位角方向上辐射RF功率。然而，全向天线在正好在天线上方和下方的区域中缺少覆盖范围。此外，当大量的固定蜂窝全向天线被部署在密集居住区域中时信号干扰和信号重叠成为问题。
定向天线提供视线覆盖范围。典型的定向天线小区被划分成120度的3个扇区。定向天线提供扩展覆盖范围。然而，现有定向天线在支持大量的订户和无线装置技术的带宽和数据速率方面是有限的。此外，在大型密集居住区域中需要许多小区站点以提供足够的容量。遗憾的是，大手机信号塔的位置在城市区域中是有限的。
对无线网络容量和带宽的进一步需求预期随着无线技术进步并且订户数量继续增长而增加。因此，需要为移动语音和数据通信提供高带宽和数据速率的改进的无线移动通信网络实施方式。
发明内容
根据一个或更多个示例在本文中公开了系统和方法，所述系统和方法向利用射频(RF)相控阵通信网络的无线移动通信提供改进的方法以提供高带宽和高数据速率移动语音和数据通信。在一些示例中，RF相控阵通信网络被实现为多个接入节点。各个接入节点包括多个RF相控阵天线以在无线移动装置之间提供RF通信。
在一个示例中，一种方法包括：通过相控阵通信网络的接入节点处的第一相控阵天线波束来接收包括报头和净荷数据的射频RF调制数据分组；在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时对所述报头进行解调；识别经解调的报头内的路由信息；以及根据所述路由信息通过来自所述接入节点的第二相控阵天线波束来发送所述RF调制数据分组。
在另一示例中，一种系统包括：第一天线，该第一天线被配置为接收包括射频RF调制数据分组的第一相控阵天线波束，其中，所述RF调制数据分组包括报头和净荷数据；解调器电路，该解调器电路被配置为在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时对所述RF调制数据分组的所述报头进行解调，以识别路由信息；以及第二天线，该第二天线被配置为根据所述路由信息发送包括所述RF调制数据分组的第二相控阵天线波束。
在另一示例中，一种方法包括：由源装置生成包括报头和净荷数据的数据分组，其中，所述报头标识所述源装置和目的地装置，其中，所述净荷数据包括要通过相控阵通信网络从所述源装置发送到所述目的地装置的数据；由所述源装置对所述数据分组进行调制以提供射频RF调制数据分组；以及由所述源装置向所述相控阵通信网络的接入节点发送包括所述RF调制数据分组的相控阵天线波束。
在另一示例中，一种装置包括：存储器，该存储器被配置为存储多个可执行指令；处理器，该处理器被配置为执行所述指令以生成包括报头和净荷数据的数据分组，其中，所述报头标识所述装置和目的地装置，其中，所述净荷数据包括要通过相控阵通信网络从所述装置发送到所述目的地装置的数据；调制器电路，该调制器电路被配置为对所述数据分组进行射频RF调制；以及天线，该天线被配置为向所述相控阵通信网络的接入节点发送包括所述RF调制数据分组的相控阵天线波束。
在另一示例中，一种方法包括：在控制服务器处接收用于接入相控阵通信网络的请求；由所述控制服务器分配通信信道；由所述控制服务器识别与所述通信信道关联的路由信息；以及由所述控制服务器向所述相控阵通信网络的接入节点发送对所述请求的响应，其中，所述响应标识所述通信信道和所述路由信息。
在另一示例中，一种控制服务器包括：存储器，该存储器被配置为存储多个可执行指令；以及处理器，该处理器被配置为执行所述指令以：处理用于接入相控阵通信网络的请求；分配通信信道；识别与所述通信信道关联的路由信息；并且向所述相控阵通信网络的接入节点发送对所述请求的响应，其中，所述响应标识所述通信信道和所述路由信息。
本发明的范围由权利要求书来限定，权利要求书通过引用并入此部分。通过考虑一个或更多个示例的以下详细描述，本发明的示例的更完整理解及其附加优点的实现将被给予本领域技术人员。将参照将首先被简要地描述的附图。
附图说明
图1例示了根据本公开的示例的相控阵通信网络。
图2例示了根据本公开的示例的用户装置与相控阵通信网络的交互。
图3例示了根据本公开的示例的接入节点的简图。
图4例示了根据本公开的示例的用户装置的框图。
图5例示了根据本公开的示例的控制服务器的框图。
图6例示了根据本公开的示例的圆柱形接入节点的立体图。
图7A和图7B例示了根据本公开的示例的包括在天线波束内的各种信道和数据。
图8A例示了根据本公开的示例的数据分组的框图。
图8B例示了根据本公开的示例的控制信道的框图。
图8C例示了根据本公开的示例的广播信道的框图。
图9A例示了根据本公开的示例的通过多个接入节点的路由路径的示例。
图9B例示了根据本公开的示例的通过单个接入节点的路由路径的示例。
图9C例示了根据本公开的示例的针对各种类型的大气效应的衰减对频率的多个曲线。
图10例示了根据本公开的示例的利用相控阵通信网络的处理。
图11例示了根据本公开的示例的用户装置与相控阵通信网络交互的处理。
图12例示了根据本公开的示例的控制服务器与相控阵通信网络交互的处理。
图13例示了根据本公开的示例的通过相控阵通信网络的预定RF调制数据分组路由路径的处理。
图14例示了根据本公开的示例的通过相控阵通信网络的动态RF调制数据分组路由的处理。
具体实施方式
本公开的示例提供相控阵通信网络，该相控阵通信网络为无线移动通信提供高带宽和高数据速率。该相控阵通信网络提供分布在网络各处的大量的接入节点。接入节点包括具有发送或者接收许多射频(RF)信号以用于无线移动装置之间的语音和数据通信的能力的许多小型相控阵天线。包括数据和/或语音通信的RF调制数据分组基于路由路径通过一个或更多个接入节点被从源装置路由到目的地装置。
在各种示例中，接入节点的相控阵天线接收包括报头和净荷数据的RF调制数据分组。报头与净荷数据解耦并且被解调以识别目的地装置和路由信息。在这点上，仅报头被解调，然而净荷数据仍然被以RF载波频率调制。RF调制数据分组被以RF载波频率路由到其它识别的接入节点并且在目的地装置处被解调。因此，可以通过在路由期间以RF调制频率维持净荷数据来实现高数据速率和宽带宽。此外，通过维持高数据速率，路由拥塞减少。
在一些示例中，预定义通过一个或更多个接入节点从源装置到目的地装置的路由路径。在这点上，报头被解调以识别与该路由路径关联的接入节点并且RF调制数据分组被以RF载波频率路由通过所识别的接入节点。
在一些示例中，报头在接入节点处被解调以识别目的地装置并且基于目的地装置位置从多个接入节点确定最短路由路径。明显地，RF调制数据被以RF载波频率路由通过路由路径。
在一些示例中，路由路径拥塞导致传输延迟。传输延迟信息由控制服务器提供给相控阵天线通信网络内的各个接入节点。接入节点可以识别至少一个不同的接入节点以减小传输延迟并且重新配置路由信息以添加该不同的接入节点。报头被用经重新配置的路由信息更新并且重新调制到RF频率。此外，RF调制数据分组根据经重新配置的路由信息被路由到目的地装置，从而减小路由拥塞。
在一些示例中，RF调制数据分组通过相控阵通信网络被从源装置以电子方式转向到目的地装置。在这点上，包括在接入节点处生成的RF调制数据分组的相控阵天线波束以电子方式朝向在路由信息中识别的另一接入节点和/或在数据分组报头中识别的目的地装置波束转向。天线波束形成在相控阵天线中的一个或更多个内以提供高带宽窄RF波束。高带宽窄RF波束提供朝向接收接入节点和/或目的地装置的RF数据分组的方向性。此外，高度方向性窄波束减少同信道干扰并且允许在非相邻接入节点中再使用波束频率以增加通信网络容量。
相控阵天线小尺寸允许多个相控阵天线被并入各个接入节点以同时提供许多语音和数据通信。结果，实现了大城市区域中的增加容量。此外，可在密集居住区域各处以安装在诸如路灯杆、交通信号和建筑物的现有基础设施上的方式部署许多接入节点。
在各种示例中，本文所描述的移动通信技术可以有利地用于提供密集居住区域中的无线移动装置之间的高带宽和数据速率通信。例如，通过通信网络沿着路由路径以RF调制频率维持净荷数据提供支持无线通信网络需要所必需的高数据速率和宽带宽。基于传输延迟重新配置路由的能力维持通信网络的容量。此外，以电子方式使高带宽窄RF波束波束转向允许在非相邻接入节点中再使用波束频率以增加无线通信网络容量。附加地，现有基础设施可以容易地适应包括大量的小型相控阵天线以发送和接收许多RF频率调制语音和数据传输的接入节点。
图1例示了根据本公开的示例的相控阵通信网络100。相控阵通信网络100被适配为在无线移动装置140A-D(例如，用户装置)的用户142A-D之间提供高带宽和数据速率语音和数据通信。相控阵通信网络100由多个接入节点130A-H构成。接入节点130A-H分布在通信网络100各处以为从源装置140到目的地装置140的语音和数据传输提供高带宽窄射频(RF)天线波束134A-M。此外，接入节点130A-H为从目的地装置140到源装置140的语音和数据传输提供高带宽窄射频(RF)天线波束136A-M。
在各种示例中，接入节点130A-H经由多个RF相控阵天线132(例如，接入节点130B的相控阵天线132A-D)接收和发送RF调制天线波束134A-M和136A-M，。应当了解，相控阵通信网络100的各个接入节点130A-H可以提供更多或更少的相控阵天线132并且图1所示的RF相控阵天线132的数量仅用于例示性目的。在这点上，各个接入节点130A-H提供用于接收RF天线波束134A-M和136A-M的多个RF相控阵天线132。各个接入节点130提供用于发送RF天线波束134A-M和136A-M的多个RF相控阵天线132。在这点上，相控阵通信网络100提供被配置有单独的接收和发送RF相控阵天线132以减少相控阵天线RF信号之间的信号干扰的双工天线系统。
源装置140A可以通过相控阵通信网络100接入节点130A-C与目的地装置140B建立通信。在这点上，由接入节点130A-D的相控阵天线132提供的RF天线波束134A-D的路由路径在源装置140A与目的地装置140B之间提供通信链路。
在各种示例中，源装置140A与目的地装置140B之间的路由路径可以因许多源和目的地装置140通信而拥塞从而导致传输延迟。在这点上，源装置140A与目的地装置140B之间的路由路径可以被重新配置为减少传输延迟。可以选择从接入节点130B到接入节点130H的替代路由路径，其中来自接入节点130B的天线波束134E被路由到接入节点130H。来自接入节点130H的天线波束134F被路由到接入节点130C。路由路径继续到接入节点130C并且到目的地装置140B以完成路由。在这点上，相控阵通信网络100提供高效的RF信号路由以维持通信网络容量。
在一些示例中，通过相控阵通信网络100的路由路径可以在源装置140A处被发起并且路由到控制服务器150(例如，经由天线波束134A和134G-I)。例如，源装置140A可以经由控制信道(例如，诸如如图2所示的控制信道235)请求接入到相控阵通信网络100。在这点上，接入节点130A和130D-F将对接入的请求路由到控制服务器150。接入节点130F可以提供到控制服务器150的连接以完成路由。按照相同的方式，控制服务器150可以通过接入节点130F-D和130A(例如，经由天线波束136I-G和136A)经由控制信道235提供对接入请求的响应。
在一些示例中，接入节点130通过卫星链路提供传输。在这点上，源装置140A可以通过卫星110与目的地装置140B进行通信。在一些示例中，卫星110是近地球轨道(LEO)卫星。可以通过接入节点130A向接入节点130G发送由源装置140A发起的通信。接入节点130G可以经由天线波束134K将通信发送到卫星网关120A。卫星网关120A可以经由上行链路天线波束115A将通信发送到卫星110。卫星110可以处理通信并且经由下行链路天线波束115B将通信路由到卫星网关120B。卫星网关120B可以经由天线波束134M将通信发送到接入节点130H。通信被从接入节点130H路由到接入节点130C并且到目的地装置140B以完成路由。
在一些示例中，接入节点130可以为与卫星110的直接通信提供高RF功率。例如，可以将接入节点130G和130H配置为能够发送和接收天线波束134/136以直接与卫星110进行通信的高RF功率接入节点130。在这点上，接入节点130G可以直接向卫星110发送上行链路天线波束115A。卫星110可以处理通信并且将卫星下行链路天线波束115B直接路由到接入节点130H。此外，通信被从接入节点130H路由到接入节点130C并且到目的地装置140B以完成路由。
在一些示例中，单个接入节点130可以提供源装置140与目的地装置140之间的路由。例如，源装置140C和目的地装置140D二者可以在接入节点130A的RF信号接近范围内。接入节点130A可以提供发送和接收相控阵天线132以在源装置140C与目的地装置140D之间实现通信链路。在源装置140C和目的地装置140D二者保持在RF信号接近范围内的同时，接入节点130A提供通信链路。
控制服务器150可以与中心局160通信以在相控阵通信网络100与外部网络180之间提供接口。中心局160可以连接到网关170以向网络180提供通信链路。网络180可以是向订户提供移动无线通信服务的许多可用网络中的一个。在这点上，相控阵通信网络100可以向源装置140提供到网络180的订户的通信链路。
图2例示了根据本公开的示例的用户装置140与相控阵通信网络100的交互。在此例示的示例中，源装置140A和目的地装置140B分别与相控阵通信网络100接入节点130A和130C交互，以便于双向实时通信。类似地，控制服务器150经由广播信道237和多个控制信道235(例如，控制信道235A和235B)与相控阵通信网络100交互以便于双向实时通信。
在各种示例中，接入节点130A通过天线波束134A和136A提供与源装置140A的通信。在这点上，天线波束134A从源装置140A指向接入节点130A并且天线波束136A从接入节点130A指向源装置140A。天线波束134A/136A包括RF调制通信信道233A/233B和RF调制控制信道235A。例如，通信信道233A/233B提供装置140A和140B之间的双向RF调制语音和/或数据传输。控制信道235A由控制服务器150提供。一般而言，控制信道235提供装置140、接入节点130和控制服务器150之间的双向实时通信。
如图2所例示，接入节点130A通过天线波束134B和136B提供与相控阵通信网络100的其它接入节点130的双向通信。天线波束134B和136B包括多个通信信道233(例如，与装置140A/140B关联的通信信道233A/233B和与其它装置140关联的其它通信信道233)、与源装置140A关联的至少一个控制信道235A和广播信道237。如本文所讨论的，广播信道237由控制服务器150提供来向接入节点130传送适用于相控阵通信网络100的信息。
图2示出了与天线波束134C/136C通信的接入节点130C。天线波束134C/136C包括多个通信信道233(例如，与装置140A/140B关联的通信信道233A/233B和与其它装置140关联的其它通信信道233)、与源装置140B关联的控制信道235B和广播信道237。接入节点130C经由天线波束134D/136D与目的地装置140B通信。天线波束134D/136D包括通信信道233A/233B和控制信道235B数据。如所讨论的，通信信道233A/233B在装置140A和140B之间提供双向语音和/或数据传输。控制信道235B由控制服务器150提供来在装置140B、接入节点130C和控制服务器150之间提供双向通信。
图3例示了根据本公开的示例的接入节点130B的简图。接入节点130B形成图1的相控阵通信网络100的一部分。接入节点130B可以用于接收和发送天线波束134/136。如所示，接入节点130B包括多个相控阵天线132A-D。各个相控阵天线132包括接收相控阵天线312和发送相控阵天线314以提供天线波束134/136接收和发送能力。各个相控阵天线312和314包括多个天线元件(例如，如图6所示的天线元件638)。在这点上，四个接收天线312和四个发送天线314由接入节点130B的示例提供。应该了解，接入节点130B可以包括更少的或更多的相控阵天线132。
在图3所例示的示例中，接入节点130B包括处理器310、存储器320、GPS装置330、RF放大器331A-D、RF放大器332A-D、解耦合器333A-D、组合器334A-D、解调器电路335、调制器电路337和调制解调器340。出于例示性目的，将讨论一个接收相控阵天线312A信号路径。应理解，剩余的接收相控阵天线312B-D信号路径是类似的。接收相控阵天线312A接收包括多个RF调制数据分组(例如，诸如如图8A所示的RF调制数据800)的相控阵天线波束134A。RF调制数据分组800包括RF调制报头(例如，诸如如图8A所示的RF调制报头802)和RF调制净荷数据(例如，诸如如图8A所示的RF调制净荷数据804)。在一些示例中，RF调制数据分组800由波束转向电路316A信号处理，其中RF调制数据分组800信号幅度和相位被调整为在所接收到的天线波束134中提供最大增益并且减少干扰RF信号。处理器310向波束转向电路316A(至316H)提供转向控制信号318A(至318H)以用于RF调制数据分组800的信号处理。RF调制数据分组800由RF放大器331A放大。耦合器333A用于使RF调制数据分组800的RF调制报头802部分解耦。在一些示例中，可以利用二进制相移键控来对报头802进行调制，然而其它调制技术是可能的。解调器电路335对报头802进行解调并且将经解调的报头提供给调制解调器340。调制解调器340对报头802进行解码并且将经解码的数据提供给处理器310。
在一些示例中，RF调制报头802当在接入节点130B处被接收到时未被解调。在这点上，如果报头内的路由信息802K或其它数据(例如，诸如如图8A所示的其它数据802A-L)尚未被更新，则不需要解调。在其它示例中，RF调制报头802可以由处理器310采样并且解调不是必要的。
处理器310可以被适配为从解调的报头802识别源装置140A、目的地装置140B和路由信息(例如，诸如如图8A所示的路由信息802K)。路由信息802K可以经由处理器310被传送到存储器320以用于存储。处理器310可以稍后从存储器320中检索路由信息802K。如本文所讨论的，GPS装置330可以被适配为与处理器310进行通信以提供接入节点130B地理坐标以用于在确定路由路径时使用。在一些示例中，其它组件350可以包括耦合到GPS装置330以将接入节点130B的地理坐标发送到相控阵通信网络100的控制服务器150的天线。在这点上，控制服务器150可以使用从通信网络100内的各个接入节点130提供的位置信息来帮助RF调制数据分组800路由确定。
接入节点130B被适配为发送RF调制数据800。在这点上，发送相控阵天线314A-D被适配为发送RF调制数据800。出于例示性目的，将讨论一个发送相控阵天线314A信号路径。在一些示例中，报头802可以由调制器电路337重新调制以提供RF调制报头802。在其它示例中，如本文所讨论的，RF调制报头当由接入节点130B接收时已被采样并且不需要重新调制。组合器334A将RF调制报头802与净荷数据804组合以形成RF调制数据分组800。
在一些示例中，预定义了路由信息802K(例如，静态路由)并且基于预定义路由信息802K选择发送相控阵天线314A。在其它示例中，RF调制数据分组800被以电子方式转向到接入节点130C和/或目的地装置140B。在这点上，可以利用波束转向电路316B使发送相控阵天线314A波束转向到接入节点130C和/或目的地装置140B。波束转向电路316B提供RF调制数据分组800的信号处理以向窄天线波束134提供在传输方向上的最大增益。处理器310向波束转向电路316B提供转向控制信号318B以用于RF调制数据分组800的信号处理。
在又一示例中，可以基于目的地装置140B位置在接入节点130B内生成路由路径，其中RF阵开关矩阵339朝向目的地装置140B来切换发送相控阵天线314A以提供到目的地装置140B的最短路由路径。在一些示例中，处理器310以电子方式使发送相控阵天线314A转向朝向目的地装置140B。RF放大器332A在RF调制数据分组800传输到接入节点130C和/或目的地装置140B之前对RF调制数据分组800进行放大。
在各种示例中，如本文所讨论的，控制信道235由接入节点130B按照RF调制格式接收。例如，解调器电路335被适配为对控制信道235进行解调以向处理器310提供数据806A-I(例如，如图8B所示的数据806A-I)以用于处理传输延迟和路由信息。控制信道235可以在经由发送相控阵天线314A从接入节点130B传输之前由调制器电路337重新调制。
图4例示了根据本公开的示例的用户装置140的框图。如本文所讨论的，用户装置140通常包括源装置140A和140C以及目的地装置140B和140D。在一个示例中，用户装置包括处理器410、存储器420、显示器430、用户控件440、麦克风450、扬声器455、相控阵天线460、发送/接收模块470、调制器/解调器电路480和GPS装置480。天线460优选地是相控阵天线。然而，天线460可以是另一方向、多元件、波束转向或波束形成天线。
在各种示例中，例如，用户装置140可以被实现为便携式手持移动电话以与其它便携式手持移动电话传送语音和/或数据。
处理器410可以包括例如微处理器、单核处理器、多核处理器、微控制器、逻辑器件(例如，被配置为执行处理操作的可编程逻辑器件)、数字信号处理(DSP)器件、用于存储可执行指令(例如，软件、固件或其它指令)的一个或更多个存储器，和/或用于执行指令以执行本文所描述的各种操作中的任一个的处理装置和/或存储器的任何其它适当的组合。处理器410被适配为与组件420、430、440、450、455、460、470和480交互和通信以执行如本文所描述的方法和处理步骤。
存储器420在一个示例中包括用于存储数据和信息的一个或更多个存储器装置(例如，一个或更多个存储器)。所述一个或更多个存储器装置可以包括各种类型的存储器，包括易失性和非易失性存储器器件，诸如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦只读存储器)、闪速存储器或其它类型的存储器。在一个示例中，存储器被适配为存储从报头802接收到的路由信息802K和/或从控制信道235接收到的路由信息806F。
显示器430在一个示例中包括液晶显示器(LCD)或各种其它类型的通常知道的显示器。用户控件440在各种示例中包括键盘。用户控件可以与显示器430集成以作为用户输入装置和显示器二者操作，诸如作为显示器430的一部分的触摸屏。显示器430可以包括显示电子器件，该显示电子器件可以由处理器410利用以在显示器430上显示视频或其它图像。处理器410可以被适配感测来自用户控件的控制输入信号并且响应从用户控件接收到的任何所感测的控制输入信号。
处理器410可以被适配为与麦克风450交互以将在麦克风450处接收到的声波转换成电信号以用于由相控阵天线460发送。类似地，由相控阵天线接收到的RF信号由处理器410转换为低频电信号并且发送到扬声器455以转换为声波。
相控阵天线460包括被配置为发送和接收天线波束134/136的多个天线元件。发送/接收模块(T/R模块)470包括RF发送和接收模块以对RF信号进行放大以用于由相控阵天线460发送并且对从相控阵天线460接收到的RF信号进行放大。
在一些示例中，调制器/解调器电路480的调制器部分被适配为在由相控阵天线460发送之前对包括报头802和净荷数据804的数据分组800以及控制信道235进行RF调制。时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、和/或码分多址(CDMA)调制可以用于对数据分组800的净荷数据804部分和控制信道235进行调制。在一些示例中，可以利用时分双工对数据分组800进行调制。然而，诸如频分双工的其它形式的双工是可能的。在一些示例中，二进制相移键控(BPSK)调制用于对报头802进行调制。调制器/解调器电路480的解调器部分被适配为对接收到的包括报头802和净荷804的RF调制数据分组800以及RF调制控制信道235进行解调。
在一些示例中，GPS装置490提供用户装置140的位置。其它组件495可以包括GPS天线495以向接入节点130的GPS天线340发送用户装置140的位置信号。在一些示例中，其它组件495可以包括被配置为接收天线波束134/136的天线495。在这点上，天线495可以是能够接收RF天线波束134/136的任何柱或挠曲(flex)天线。
处理器410可以被适配为与相控阵天线460进行通信(例如，通过从相控阵天线460接收控制信道信息)并且向用户装置140的其它组件(例如，T/R模块470、调制器/解调器480和/或GPS装置490)提供命令、控制和/或其它信息和/或从用户装置140的其它组件(例如，T/R模块470、调制器/解调器480和/或GPS装置490)接收命令、控制和/或其它信息。
图5例示了根据本公开的示例的控制服务器150的框图。如本文所讨论的，控制服务器150可以通过控制信道235与相控阵通信网络100交互以向用户装置140和接入节点130提供响应和信息。在各种示例中，控制服务器150包括处理器510、存储器520、用户接口530和通信接口550。在一些示例中，控制服务器也可以包括相控阵天线560、发送/接收模块570(例如，T/R模块)和调制器/解调器电路580。
处理器510与用户装置140的处理器410类似。在这点上，处理器510可以包括例如微处理器、单核处理器、多核处理器、微控制器、逻辑器件(例如，被配置为执行处理操作的可编程逻辑器件)、数字信号处理(DSP)器件、用于存储可执行指令(例如，软件、固件或其它指令)的一个或更多个存储器，和/或用于执行指令以执行本文所描述的各种操作中的任一个的处理装置和/或存储器的任何其它适当的组合。处理器510被适配为与组件520、530、540、550、560、570和580交互和通信以执行如本文所描述的方法和处理步骤。
在各种示例中，应该了解，可以将处理操作和/或指令作为处理器510的一部分或可以被存储在存储器组件520中的代码(例如，软件或配置数据)集成在软件和/或硬件中。本文所公开的处理操作和/或指令的示例可以由非暂时性方式的机器可读介质540(例如，存储器、硬盘、紧致盘、数字视频盘或闪速存储器)存储以由计算机(例如，基于逻辑或处理器的系统)执行以执行本文所公开的各种方法。
存储器520在一个示例中包括用于存储数据和信息的一个或更多个存储器装置(例如，一个或更多个存储器)。所述一个或更多个存储器装置可以包括各种类型的存储器，包括易失性和非易失性存储器器件，诸如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦只读存储器)、闪速存储器或其它类型的存储器。
用户接口530包括用于用户输入的任何一般接口和/或具有一个或更多个用户致动组件的接口装置，所述组件诸如一个或更多个按钮、滑杆、可旋转旋钮或键盘，被适配为生成一个或更多个用户致动输入控制信号。处理器510可以被适配为感测来自用户接口530的控制输入信号并且对从用户接口530接收到的任何感测到的控制输入信号做出响应。
在一个示例中，通信接口550可以作为被适配用于与其中包括其它装置的网络通信的网络接口组件(NIC)被实现。在各种示例中，通信网络550可以包括一个或更多个有线或无线通信接口，诸如以太网连接、基于IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)组件、无线宽带组件、移动蜂窝组件、无线卫星组件或各种其它类型的无线通信接口，包括被适配用于与网络通信的射频(RF)、微波频率(MWF)和/或红外频率(IRF)组件。因此，通信接口550可以包括耦合到其以用于无线通信目的的天线。在其它示例中，通信接口550可以被适配为与DSL(例如，数字订户线路)调制解调器、PSTN(公用交换电话网)调制解调器、以太网装置和/或被适配用于与网络通信的各种其它类型的有线和/或无线网络通信装置交互。
在另一示例中，相控阵天线560、发送/接收模块570和调制器/解调器电路580可以被实现为与用户装置140的相控阵天线460、发送/接收模块470和调制器/解调器电路480类似。在这点上，相控阵天线560、发送/接收模块570和调制器/解调器电路580向接入节点130提供RF无线接口以用于在相控阵通信网络100内路由RF调制控制信道235和RF调制广播信道237。
图6例示了根据本公开的示例的圆柱形接入节点130的立体图。如图6的示例所示，圆柱形接入节点130包括耦合到外表面605的多个相控阵天线632。应理解，接入节点130可以作为立方体或者任何其它几何结构被实现，其中多个相控阵天线632可以耦合到外表面。
各个相控阵天线632包括多个天线元件638。在一些示例中，相控阵天线632包括按照八乘八矩阵布置的六十四个天线元件638。在其它示例中，更少的或更多的天线元件638和天线元件638矩阵布置是可能的。在一些示例中，各个相控阵天线632尺寸是约二十毫米乘二十毫米正方形。然而，在其它示例中，相控阵天线632尺寸可以比二十毫米正方形大或小。在又一示例中，相控阵天线632可以是具有约二十毫米的直径的圆形。然而，具有大于和/或小于二十毫米的直径的圆形相控阵天线632是可能的。
在所示的示例中，相控阵天线632提供三百六十度RF天线波束134/136覆盖范围。在这点上，相控阵天线632提供高容量无线移动通信。此外，如本文所讨论的，相控阵天线632提供形成在一个或更多个相控阵天线632处的天线波束134/136的高带宽电子波束转向。高度方向性窄天线波束134/136减少同信道干扰并且允许在非相邻接入节点130中再使用天线波束134/136以增加相控阵通信网络100容量。
在一些示例中，多个相控阵天线632可以耦合到圆柱形接入节点130的顶表面610以直接向卫星110发送上行链路天线波束115A并且从卫星110接收下行链路天线波束115B。在这点上，可以将接入节点130配置为高RF功率接入节点130以为陆地和空间承载的无线移动相控阵通信网络100提供柔性RF通信链路。
图7A和图7B例示了根据本公开的示例的包括在天线波束134/136内的各种信道和数据。天线波束134/136形成在接入节点130的相控阵天线132处。接入节点130包括提供多个天线波束134/136的多个相控阵天线132。
图7A的天线波束134/136包括多个RF调制通信信道233A-N、多个RF调制控制信道235A-M和多个RF调制随机接入信道735(例如，控制信道235的随机接入信道735)。天线波束134/136提供高带宽以以高数据速率提供同时的RF调制通信信道233传输。各个RF调制通信信道233和对应的源装置140与对应的目的地装置140之间的实时双向通信关联。如本文所讨论的，各个通信信道233包括多个数据分组800。
在一些示例中，各个RF调制通信信道233利用正交频分多址(OFDMA)调制来调制以在单个天线波束134/136内允许多个RF调制通信信道233传输。在其它示例中其它调制技术是可能的，例如，宽带码分多址(WCDMA)。高度方向性天线波束134/136允许在非相邻接入节点130中再使用相同的频带天线波束134/136。
控制信道235的随机接入信道735可以被提供给源装置140以在当源装置140被首次加电时或者当源装置140首次在接入节点130的电RF信号范围内时的初始化时段期间传送到相控阵通信网络100。源装置140可以通过利用在天线波束134内发送的RF调制随机接入信道735通过接入节点130向控制服务器150发送请求来请求接入到相控阵通信网络100。
图7B例示了天线波束134/136的另一示例。图7B的天线波束134/136包括多个RF调制通信信道233A-N、多个RF调制控制信道235A-M和多个RF调制广播信道237A-P。与图7A类似，各个RF调制通信信道233和对应的源装置140与对应的目的地装置140之间的实时双向通信关联。
RF调制控制信道235A-M提供接入节点130之间以及用户装置140与相控阵通信网络100之间的通信。例如，控制服务器150可以响应于接入网络100的请求而经由在天线波束136内通过接入节点130发送到源装置140的控制信道235向源装置140提供响应(例如，诸如图8B的响应806I)。可以向在源装置140A与目的地装置140B之间的通信的路由路径内的各个接入节点130发送传输延迟信息(例如，诸如图8B的传输延迟806H)。
RF调制广播信道237A-P提供相控阵通信网络100的控制服务器150和接入节点130之间的通信。例如，控制服务器可以经由在天线波束136内发送的广播信道237向网络100内的各个接入节点130发送可用通信信道233。
图8A例示了根据本公开的示例的数据分组800的框图。数据分组800由源装置140A和/或目的地装置140B提供以在装置140A/140B之间传送数据和/或语音数据。数据分组800经由RF调制通信信道233来发送并且通过天线波束134/136在对应的源装置140A与目的地装置140B之间传递。
数据分组800包括报头802和净荷数据804。报头802包括用户标识802A、用户位置802B、目的地标识802C、目的地位置802D、认证请求802E、接入请求802F、切换请求802G、分配的带宽802H、指派的通信信道802I、时间和带宽请求802J、路由信息802K以及接入节点传输延迟802L。在一些示例中，可以利用二进制相移键控(BPSK)调制来对报头802进行调制。BPSK提供不太复杂的调制并且简化报头802在接入节点130处的解调。
报头802通过相控阵通信网络100向目的地装置140B提供与路由数据分组800关联的信息。例如，报头802提供源装置140A标识和位置、目的地装置140B标识和位置以及用于标识路由路径的路由信息802K。在一些示例中，报头802在第一接入节点130处被解调以识别通过多个接入节点130的路由路径并且在路由路径的剩余部分各处不需要进一步重新调制/解调。在一些示例中，路由路径被重新配置为减少传输延迟并且重新配置的路由信息802K被提供给报头802。
例如，净荷数据804可以包括语音数据和/或其它形式的数字和/或模拟数据。净荷数据作为数据分组800的一部分被RF调制并发送到目的地装置140B。净荷数据804未被解调直到数据分组800到达目的地装置140B为止。在这点上，将净荷数据804按照RF调制格式发送到目的地装置140B提供高数据速率移动无线通信。
图8B例示了根据本公开的示例的控制信道235的框图。控制信道235包括系统标识806A(例如，相控阵通信网络100)、认证状态806B、接入请求确认806C、指派的带宽806D、指派的信道806E、路由信息806F、接入节点标识806G、传输延迟信息806H和响应806I。
在各种示例中，控制信道235(235A、235B)在控制服务器150、接入节点130和用户装置140之间提供双向通信。例如，RF调制控制信道235可以将如由控制服务器150提供的传输延迟信息806H发送到接入节点130。在另一示例中，RF调制控制信道235可以沿着路由路径将如由控制服务器150提供的重新配置的路由信息806F发送到接入节点130中的每一个。在另一示例中，RF调制控制信道235可以将响应发送到源装置140A。
图8C例示了根据本公开的示例的广播信道237的框图。广播信道237包括系统标识808A(例如，相控阵通信网络100)、可用带宽808B、可用信道808C、导频音808D、切换信息808E和呼叫通知808F。
在各种示例中，广播信道237在控制服务器150与接入节点130之间提供双向通信。广播信道237经由天线波束134/136将例如如由控制服务器150提供的可用带宽808B和可用信道808C提供给接入节点130。此外，广播信道可以将导频音808D提供给接入节点130以用于在确定接入节点130附近的用户装置140的信号强度时使用。在一些示例中，广播信道237可以向连接到网络100的用户装置140提供呼叫通知。
图9A例示了根据本公开的示例的通过多个接入节点130的路由路径的示例。如图9A所示，源装置140A和目的地装置140B通过网络100通信。在所示的示例中，各个接入节点130A-C包括从接入节点130A-C中的每一个周向地辐射的多个高度方向性天线波束134/136。
通过网络100的源装置140A与目的地装置140B之间的路由路径包括接入节点130A-C。由相控阵天线132(未示出)提供的多个天线波束134A-D和136A-D包括通信信道233(未示出)以在对应的源装置140A与对应的目的地装置140B之间发送多个数据分组800。
在一些示例中，路由信息802K被提供并且接入节点130根据路由信息802K来选择和发送天线波束134/136。例如，接入节点130B从接入节点130A接收天线波束134B。接入节点130B选择指向接入节点130C的相控阵天线132来向接入节点130C发送天线波束134C。在一些示例中，接入节点130B的天线波束134C被以电子方式转向到接入节点130C。
在一些示例中，各个接入节点130A-C基于目的地装置140B的位置(例如，报头802的目的地装置位置802D)和接入节点130与目的地装置140B的接近来识别到另一接入节点130的路由。例如，接入节点130B可以将接入节点130C识别为到目的地装置140B的最近接入节点。在这点上，接入节点130B在目的地装置140B的方向上朝向接入节点130C发送天线波束134C。
在一些示例中，可以针对预定义持续时间和带宽建立天线波束134A-D和136A-D从源装置140A到目的地装置140B的传输。在其它示例中，天线波束134A-D和136A-D从源装置140A到目的地装置140B的传输的持续时间是连续的，直到装置140A和140B之间的通信被终止为止。
图9B例示了根据本公开的示例的通过单个接入节点130的路由路径的示例。如图9B所示，源装置140A和目的地装置140B通过单个接入节点130A通信。源装置140A和目的地装置140B二者在接入节点130A的电RF信号范围中。在这点上，接入节点130A将天线波束134N/136N提供给源装置140A并且将天线波束134O/136O提供给目的地装置140B以在装置之间发送和接收数据分组800。单个接入节点路由在装置之间提供高效的通信，因为传输不需要路由路径中的附加接入节点130。此外，可利用波束转向来为高数据速率提供高度方向性天线波束134N/136N和134O/136O。
在一些示例中，随着目的地装置140B移动到接入节点130A内的不同位置，电RF信号强度可能在原始位置处变弱并且接入节点130A天线波束134O/136O可以跟踪并且在接入节点130A内随着装置140B而移动。在这点上，接入节点130A可以选择不同的相控阵天线132来提供天线波束134O/136O。
如图9A和9B所示，可在接入节点130内的非相邻位置以及接入节点130之间的非相邻位置中再使用天线波束134/136以增加相控阵通信网络100中的容量。
图9C例示了根据本公开的示例的针对各种类型的大气效应的衰减对频率的多个曲线。曲线902例示了在约1吉赫兹(GHz)至约350GHz范围内对传播通过干空气的辐射信号的衰减效应。曲线904例示了在约3吉赫兹(GHz)至约350GHz范围内对传播通过水蒸气的辐射信号的衰减效应。曲线906例示了在约一吉赫兹(GHz)至约350GHz范围内对辐射信号的总天顶衰减效应。在各种示例中，这种天顶衰减信息可以用于预测可以由用于陆地通信和低仰角的相控阵天线波束展示的衰减。
通常，在较高的频带处(例如，在较短波长下)操作相控阵通信网络100提供移动无线通信的改进的性能。例如，在高RF频带处(例如，在10GHz至110GHz的范围中)的操作考虑到具有许多高增益天线元件638的尺寸较小的相控阵天线632。更大量的天线元件638提供用于生成较窄的天线波束134/136，从而导致在相控阵天线632处发送和接收的天线波束134/136的增加方向性。然而，可以在选择优选的RF频带时考虑诸如引起传播天线波束134/136的衰减的干空气和/或水蒸气的大气效应。在这点上，通过使频率、波长、天线尺寸考虑事项以及有利的大气衰减组合和交叉，可以确定优选的操作RF频带。
曲线902、904和906总体上展示了具有衰减峰值和空值的从约3GHz到约350GHz的渐增衰减。在这点上，为了减小传播较长距离的天线波束134/136的大气效应，可以优选地在较高的RF频带处选择具有衰减空值的频率。曲线904和906二者展示了在约23GHz处具有分贝(dB)的约十分之五的衰减峰值952的从约20GHz到约30GHz的衰减增加。曲线902和906二者展示了在约60GHz处的衰减峰值954和在约130GHz处的衰减峰值956。曲线904和906二者展示了从约180GHz到约320GHz的多个衰减峰值958。
如所示，辐射信号展示了从约65GHz到约110GHz的范围之上明显减小的衰减。具体地，曲线902展示了在94GHz(例如，由元件编号959表示)和附近的频率(例如，诸如在由元件编号960表示的约150GHz处)处明显减小的衰减。
因此，通过利用在约65GHz至约110GHz的频率范围内(并且优选地在94GHz处或附近)的天线波束134/136操作相控阵通信网络100，可以以改进的辐射信号性能(例如，由于大气效应而导致的更小衰减)实现高带宽和高数据速率。此外，尺寸更小的相控阵天线632在约65GHz至约110GHz的操作频率(例如，W频带)处是可能的，从而产生具有增加方向性的高增益、窄天线波束134/136。虽然W频带可以提供改进的性能，但是可以在其它RF频带处(例如，在500兆赫(MHz)～110GHz的任何一个或更多个频率处，优选地在从10GHz至50GHz的RF频带中)操作相控阵通信网络100。
图10例示了根据本公开的示例的利用相控阵通信网络100的处理。
在块1005中，在一些示例中，源装置140A可以在加电时初始化并且请求接入到相控阵通信网络100。在其它示例中，源装置140A可以在相控阵通信网络100附近内移动并且请求接入。接入请求802F经由包括在RF调制天线波束134中的控制信道235被从源装置140A发送到相控阵通信网络100的接入节点130。多个识别的接入节点130将RF调制天线波束134沿着预定义路由路径发送到控制服务器150以给控制服务器150提供接入请求802F。
在块1010中，控制服务器150提供包括通信信道233、带宽的响应，并且识别路由信息。控制服务器150将响应提供给控制信道235。控制信道235被RF调制并且经由RF调制天线波束136从接入节点130发送到源装置140A。
在块1015中，源装置140A生成包括报头802和净荷数据804的数据分组800。报头802包括路由信息802K，该路由信息802K包括标识多个接入节点130的路由路径。数据分组800被RF调制并且经由RF调制天线波束134从源装置140A发送到接入节点130。
在块1020中，源装置140A从目的地装置140B接收RF调制数据分组800。在这点上，从接入节点130发送第二相控阵天线波束136A。第二相控阵天线波束136A包括多个RF调制通信信道233。所述多个RF调制通信信道233中的一个包括第二RF调制数据分组800，该第二RF调制数据分组800包括由目的地装置140B提供的第二净荷数据804。
图11例示了根据本公开的示例的源装置140A与相控阵通信网络100交互的处理。
在块1105中，源装置140A生成数据分组800。数据分组800包括报头802和净荷数据804。报头802包括源装置140A标识、目的地装置104B标识和路由信息802K。在一些示例中，净荷数据804可以包括语音数据和/或其它形式的数字或模拟信号。
在块1110中，数据分组800由源装置140A射频(RF)调制。在一些示例中，时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和/或码分多址(CDMA)调制可以用于对数据分组800的净荷数据804部分进行调制。在其它示例中，净荷数据804利用正交频分多址(OFDMA)调制来调制。在其它示例中其它调制技术是可能的，例如，宽带码分多址(WCDMA)。在一些示例中，二进制相移键控(BPSK)调制用于对报头802进行调制。
在块1115处，RF调制数据分组800由源装置140A发送到接入节点130。在一些示例中，源装置140A包括相控阵天线460。相控阵天线形成天线波束134并且经由天线波束134向接入节点130发送RF调制数据分组800。
图12例示了根据本公开的示例的控制服务器150与相控阵通信网络交互的处理。
在块1205处，控制服务器150从源装置140A接收用于接入相控阵通信网络100的请求。源装置104A可能已加电并且发送请求接入源装置140A附近的接入节点130的RF信号。请求包括源装置140A标识信息和目的地装置140B标识信息。接入节点130将请求顺序地发送到控制服务器150。
在块1210中，控制服务器150对源装置140A进行认证。在认证之后，控制服务器105分配通信信道233、带宽和路由信息。路由信息包括包含多个接入节点的路由路径。
在块1215中，控制服务器150向控制信道235提供通信信道233、带宽和路由信息。控制信道235被RF调制并且经由天线波束136被发送到接入节点130。接入节点130将包括RF调制控制信道235的天线波束136发送到源装置140A。
图13例示了根据本公开的示例的通过相控阵通信网络100的预定RF调制数据分组800路由路径的处理。
在块1305中，接入节点130经由源自于源装置140A的天线波束134接收多个RF调制数据分组800。RF调制数据分组800包括RF调制报头802和净荷数据804。
在块1310中，接入节点在按照RF调制格式维持净荷数据804的同时对报头802进行解调。在一些示例中，RF调制数据分组800的仅选择的子集的报头802被解调。报头802包括路由信息802K，该路由信息802K包括标识多个接入节点130的路由路径。接入节点130根据经解调的报头802确定路由信息802K。在一些示例中，当报头802之前尚未被更新时，不需要对报头802进行解调。在这点上，可以仅对RF调制报头802进行采样以验证路由信息802K。
在块1315中，接入节点130可以对报头802进行重新调制以提供用于从接入节点130传输的RF调制数据分组800。在一些示例中，报头802尚未被解调并且不需要重新调制。
在块1320中，接入节点130根据路由信息802K经由天线波束136发送RF调制数据分组800。在这点上，接入节点130可以选择接入节点130的多个相控阵天线132中的沿着路由路径指向所识别的接入节点130的一个相控阵天线132。天线波束136被从所选择的相控阵天线132发送。
图14例示了根据本公开的示例的通过相控阵通信网络100的动态RF调制数据分组800路由的处理。
在块1405中，接入节点130经由来自源装置140A的天线波束134接收RF调制数据分组800。RF调制数据分组800包括RF调制报头802和净荷数据804。
在块1410中，接入节点130在按照RF调制格式维持净荷数据804的同时对报头802进行解调。报头802包括源装置140A标识信息、目的地装置140B标识信息和路由信息802K。在一些示例中，当报头802尚未被更新时，不需要对报头802进行解调。在这点上，可以对RF调制报头802进行采样以验证路由信息802K。
在块1415中，接入节点130根据经解调的报头802确定路由信息802K。
在块1420中，接入节点130确定是否在所确定的路由上存在传输延迟。可以通过RF调制控制信道235将关于各个接入节点130的传输延迟提供给接入节点130。
在块1422中，如果确定存在传输延迟，则接入节点130可以识别至少一个不同的接入节点130以减少与由路由路径标识的接入节点130关联的传输延迟并且用更新的路由信息802K重新配置报头802。可以对报头802(包括更新的路由信息)进行重新调制以提供RF调制数据分组800。
在一些示例中，控制服务器150可以通过标识至少一个不同的接入节点130来重新配置路由信息806F以减少传输延迟。在这点上，经更新的路由信息806F可以通过控制信道235发送到在重新配置的路由信息806F的路由路径中标识的接入节点130。
在块1423中，根据重新配置的路由信息802K发送RF调制数据分组800。
在块1430中，根据块1410的路由信息802K发送RF调制数据分组800。
鉴于本公开，应当了解，根据本文所阐述的各种示例的利用相控阵通信网络来路由无线移动通信信号可以在高容量需求区域中提供高带宽、高数据速率和高容量无线通信。在这点上，通过在无需解调到基带的情况下通过网络发送RF调制数据分组、重新配置路由路径以减少传输延迟、以及选择性地路由包括多个RF调制数据分组的高带宽窄RF天线波束，可以在密集居住城市区域中实现可靠且高效的无线移动通信。
在适当情况下，由本公开提供的各种示例可利用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。另外在适用情况下，可在不脱离本公开的精神的情况下将本文所阐述的各种硬件组件和/或软件组件组合成包括软件、硬件和/或二者的复合组件。在适用情况下，可在不脱离本公开的精神的情况下将本文所阐述的各种硬件组件和/或软件组件分成包括软件、硬件和/或二者的子组件。另外，在适用情况下，设想了软件组件可作为硬件组件被实现，并且反之亦然。
可将根据本公开的软件(诸如程序代码和/或数据)存储在一个或更多个计算机可读介质上。也设想了本文所标识的软件可利用一个或更多个通用或专用计算机和/或联网的计算机系统和/或以其它方式来实现。在适用情况下，可将本文所描述的各种步骤的次序改变、组合成复合步骤，并且/或者分成子步骤以提供本文所描述的特征。
此外，本公开包括根据以下条款的示例：
条款1.一种方法，该方法包括以下步骤：
通过相控阵通信网络(100)的接入节点(130B)处的第一相控阵天线波束(134B)来接收(1305、1405)包括报头(802)和净荷数据(804)的射频RF调制数据分组(800)；
在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时对所述报头进行解调(1310、1410)；
识别(1310、1410)经解调的报头内的路由信息(802K)；以及
根据所述路由信息通过来自所述接入节点的第二相控阵天线波束(134C)来发送(1320、1423、1430)所述RF调制数据分组。
条款2.根据条款1所述的方法，其中：
所述路由信息包括标识多个接入节点(130A-C)的路由路径(140A-140B)；并且
所述发送包括将所述RF调制数据分组发送到由所述路由路径标识的所述接入节点中的一个(130B)。
条款3.根据条款2所述的方法，该方法还包括：
重新配置(1422)所述路由信息以标识至少一个不同的接入节点(130H)以减小与由所述路由路径标识的所述接入节点关联的传输延迟(802L)；并且
其中，所述发送根据经重新配置的路由信息被执行。
条款4.根据条款3所述的方法，其中：
至少所述第一天线波束包括RF调制控制信道(235)，该RF调制控制信道(235)包括由控制服务器(150)提供的传输延迟信息(806H)；并且
所述重新配置利用所述传输延迟信息来执行。
条款5.根据条款3所述的方法，该方法还包括对经重新配置的路由信息进行RF调制(1422)以在所述发送之前更新所述RF调制数据分组。
条款6.根据条款1所述的方法，其中，所述发送包括以电子方式使所述第二相控阵天线波束转向朝向由所述路由信息标识的所述接入节点中的一个。
条款7.根据条款1所述的方法，该方法还包括：
基于所述路由信息选择(1320)所述接入节点的多个相控阵天线中的一个；并且
其中，所述发送包括从所选择的相控阵天线(132B)发送所述第二相控阵天线波束。
条款8.根据条款1所述的方法，其中：
所述天线波束(134A-D)中的每一个包括多个RF调制通信信道(235)；并且
所述RF调制通信信道中的每一个包括根据所述路由信息在对应的源装置(140A)与对应的目的地装置(140B)之间传递的多个所述RF调制数据分组。
条款9.根据条款8所述的方法，其中，所述RF调制数据分组的所述报头标识与所述RF调制通信信道中的每一个关联的所述对应的源装置和所述对应的目的地装置。
条款10.根据条款1所述的方法，其中，所述路由信息包括与目的地装置(140B)关联的位置。
条款11.根据条款1所述的方法，其中，所述发送包括针对预定义持续时间和带宽发送所述RF调制数据分组。
条款12.根据条款1所述的方法，该方法还包括对所述报头进行重新调制(1315)以提供用于从所述接入节点传输的所述RF调制数据分组。
条款13.根据条款1所述的方法，该方法还包括：
通过所述接入节点处的所述第一相控阵天线波束来接收(1305)多个所述RF调制数据分组；
对所述RF调制数据分组的仅选择的子集的所述报头进行解调(1310)；以及
通过来自所述接入节点的所述第二相控阵天线波束来发送(1320)所述RF调制数据分组。
条款14.根据条款1所述的方法，其中，所述第一相控阵天线波束和所述第二相控阵天线波束在从约六十五吉赫兹GHz至约一百一十GHz的范围中的RF载波频率下操作。
条款15.一种系统，该系统包括：
第一天线(132A)，该第一天线(132A)被配置为接收包括射频RF调制数据分组(800)的第一相控阵天线波束(134B)，其中，所述RF调制数据分组包括报头(802)和净荷数据(804)；
解调器电路(335)，该解调器电路(335)被配置为在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时对所述RF调制数据分组的所述报头进行解调，以识别路由信息(802K)；以及
第二天线(132B)，该第二天线(132B)被配置为根据所述路由信息发送包括所述RF调制数据分组的第二相控阵天线波束(134C)。
条款16.根据条款15所述的系统，其中：
所述路由信息包括标识多个接入节点(130A-C)的路由路径(140A-D)；并且
所述RF调制数据分组通过所述第二相控阵天线波束被发送到由所述路由路径标识的所述接入节点中的一个(130B)。
条款17.根据条款16所述的系统，该系统还包括：
存储器(320)，该存储器(320)被配置为存储多个可执行指令；
处理器(310)，该处理器(310)被配置为执行所述指令以：
重新配置所述路由信息以标识至少一个不同的接入节点(130H)以减小与由所述路由路径标识的所述接入节点关联的传输延迟(802L)；并且
所述第二天线被配置为根据经重新配置的路由信息发送所述第二相控阵天线波束。
条款18.根据条款17所述的系统，该系统还包括RF调制控制信道(235)，其中：
至少所述第一相控阵天线波束包括所述RF调制控制信道；
所述RF调制控制信道包括由控制服务器提供的传输延迟信息(806H)；并且
所述路由信息利用所述传输延迟信息来重新配置。
条款19.根据条款17所述的系统，该系统还包括调制器电路(337)，其中，经重新配置的路由信息在所述第二相控阵天线波束的发送之前由所述调制器电路进行RF调制。
条款20.根据条款17所述的系统，该系统还包括波束转向电路(316)，该波束转向电路(316)被配置为以电子方式使所述第二相控阵天线波束转向朝向由所述路由信息标识的所述接入节点中的一个，其中，所述处理器被配置为向所述波束转向电路(316)提供转向控制信号(318)。
条款21.根据条款15所述的系统，该系统还包括RF阵开关矩阵(339)，其中，所述RF阵开关矩阵被配置为选择多个天线(132A-D)中的一个以从所选择的天线发送所述第二相控阵天线波束。
条款22.根据条款15所述的系统，其中：
所述天线波束中的每一个包括多个RF调制通信信道(233)；并且
所述RF调制通信信道中的每一个包括根据所述路由信息在对应的源装置(140A)与对应的目的地装置(140B)之间传递的多个所述RF调制数据分组。
条款23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述RF调制数据分组的所述报头标识与所述RF调制通信信道中的每一个关联的所述对应的源装置和所述对应的目的地装置。
条款24.根据条款15所述的系统，其中，所述路由信息包括与目的地装置(140B)关联的位置。
条款25.根据条款15所述的系统，其中，所述RF调制数据分组针对预定义持续时间和带宽被发送。
条款26.根据条款15所述的系统，该系统还包括调制器电路(337)，其中，所述报头在从所述第二天线发送之前由所述调制器电路重新调制。
条款27.根据条款15所述的系统，其中：
所述第一相控阵天线波束包括多个RF调制数据分组(800)；
所述RF调制数据分组的仅选择的子集的所述报头(802)被解调；并且
所述RF调制数据分组通过所述第二相控阵天线波束来发送。
条款28.根据条款15所述的系统，其中，所述第一相控阵天线波束和所述第二相控阵天线波束在从约六十五吉赫兹GHz至约一百一十GHz的范围中的RF载波频率下操作。
条款29.一种方法，该方法包括以下步骤：
由源装置(140A)生成(1015)包括报头(802)和净荷数据(804)的数据分组(800)，其中，所述报头标识所述源装置和目的地装置(140B)，其中，所述净荷数据包括要通过相控阵通信网络(100)从所述源装置发送到所述目的地装置的数据；
由所述源装置对所述数据分组进行调制(1015)以提供射频RF调制数据分组；以及
由所述源装置向所述相控阵通信网络的接入节点(130A)发送包括所述RF调制数据分组的相控阵天线波束(134A)。
条款30.根据条款29所述的方法，其中，所述相控阵天线波束是第一相控阵天线波束，其中，所述RF调制数据分组是第一RF调制数据分组，其中，所述净荷数据是第一净荷数据，该方法还包括：
通过来自所述接入节点的第二相控阵天线波束(136A)在由所述第二相控阵天线波束提供的多个RF调制通信信道(233)中的一个之上接收(1020)第二RF调制数据分组，其中，该第二RF调制数据分组包括由所述目的地装置提供的第二净荷数据。
条款31.根据条款30所述的方法，其中，所述第一相控阵天线波束和所述第二相控阵天线波束通过所述接入节点在所述源装置与所述目的地装置之间提供双向实时通信。
条款32.根据条款30所述的方法，其中，所述第一净荷数据和所述第二净荷数据包括语音数据。
条款33.根据条款29所述的方法，其中：
所述相控阵天线波束包括用于接入所述相控阵通信网络的请求(802F)；
所述相控阵天线波束是第一相控阵天线波束；并且
所述方法还包括通过来自所述接入节点的第二相控阵天线波束(136A)来接收对接入请求的响应(806I)，其中，所述响应标识与所述目的地装置关联的通信信道(233)。
条款34.一种装置，该装置包括：
存储器(420)，该存储器(420)被配置为存储多个可执行指令；
处理器(410)，该处理器(410)被配置为执行所述指令以生成包括报头(802)和净荷数据(804)的数据分组(800)，其中，所述报头标识所述装置(140A)和目的地装置(140B)，其中，所述净荷数据包括要通过相控阵通信网络(100)从所述装置发送到所述目的地装置的数据；
调制器电路(480)，该调制器电路(480)被配置为对所述数据分组进行射频RF调制；以及
天线(460)，该天线(460)被配置为向所述相控阵通信网络的接入节点(130A)发送包括所述RF调制数据分组的相控阵天线波束(134A)。
条款35.根据条款34所述的装置，其中，所述相控阵天线波束是第一相控阵天线波束，其中，所述RF调制数据分组是第一RF调制数据分组，其中，所述净荷数据是第一净荷数据，该装置还包括：
在所述装置的所述相控阵天线处从所述接入节点接收的第二相控阵天线波束(136A)，该第二相控阵天线波束包括多个RF调制通信信道(233)，其中，第二RF调制数据分组通过所述多个RF调制通信信道中的一个来接收，其中，所述第二RF调制数据分组包括由所述目的地装置提供的第二净荷数据。
条款36.根据条款35所述的装置，其中，所述第一相控阵天线波束和所述第二相控阵天线波束通过所述接入节点在所述装置与所述目的地装置之间提供双向实时通信。
条款37.根据条款35所述的装置，其中，所述第一净荷数据和所述第二净荷数据包括语音数据。
条款38.根据条款34所述的装置，其中：
所述相控阵天线波束包括用于接入所述相控阵通信网络的请求(802F)；
所述天线是第一天线；
所述相控阵天线波束是第一相控阵天线波束；并且
所述装置还包括被配置为从所述接入节点接收第二相控阵天线波束(136A)的第二天线，其中，所述第二相控阵天线波束包括对接入请求的响应(806I)，其中，所述响应标识与所述目的地装置关联的通信信道(233)。
条款39.一种方法，该方法包括以下步骤：
在控制服务器(150)处接收用于接入相控阵通信网络(100)的请求(802F)；
由所述控制服务器分配(1010)通信信道(233)；
由所述控制服务器标识(1010)与所述通信信道关联的路由信息(806F)；以及
由所述控制服务器向所述相控阵通信网络的接入节点(130)发送(1010)对所述请求的响应(806I)，其中，所述响应标识所述通信信道和所述路由信息。
条款40.根据条款39所述的方法，其中，所述发送包括通过由所述控制服务器提供的控制信道(235)来传递(1010)所述响应。
条款41.根据条款40所述的方法，该方法还包括：
由所述控制服务器通过标识至少一个不同的接入节点(130)以减小与由所述路由信息标识的所述接入节点关联的传输延迟来更新(1422)所述路由信息；以及
通过所述控制信道来发送(1422)经更新的路由信息。
条款42.根据条款41所述的方法，其中，所述路由信息包括标识在源装置(140A)与目的地装置(140B)之间提供所述通信信道的多个接入节点(130)。
条款43.根据条款39所述的方法，其中，所述通信信道和与所述相控阵通信网络通信的源装置(140A)和目的地装置(140B)关联。
条款44.一种控制服务器，该控制服务器包括：
存储器(520)，该存储器(520)被配置为存储多个可执行指令；以及
处理器(510)，该处理器(510)被配置为执行所述指令以：
处理用于接入相控阵通信网络(100)的请求(802F)；
分配通信信道(233)；
标识与所述通信信道关联的路由信息(806F)；并且
向所述相控阵通信网络的接入节点(130)发送对所述请求的响应(806I)，其中，所述响应标识所述通信信道和所述路由信息。
条款45.根据条款44所述的控制服务器，其中，所述处理器被配置为执行所述指令以提供控制信道(235)并且通过该控制信道发送所述响应。
条款46.根据条款45所述的控制服务器，其中，所述处理器被配置为执行所述指令以：
标识至少一个不同的接入节点(130)以减小与由所述路由信息标识的所述接入节点关联的传输延迟；
基于所标识的至少一个不同的接入节点更新所述路由信息；以及
通过所述控制信道来发送经更新的路由信息。
条款47.根据条款46所述的控制服务器，其中，所述路由信息包括从源装置(140A)到目的地装置(140B)的多个接入节点。
条款48.根据条款44所述的控制服务器，其中，所述通信信道和与所述相控阵通信网络通信的源装置(140A)和目的地装置(140B)关联。
以上所描述的示例例示但不限制本发明。也应该理解，根据本发明的原理许多修改和变化是可能的。因此，本发明的范围仅由随附权利要求书来限定。

Claims (15)

1.一种用于使用相控阵通信网络(100)的无线移动通信的方法，该方法包括以下步骤：
通过所述相控阵通信网络(100)的接入节点(130B)处的第一相控阵天线波束(134B)来接收(1305、1405)包括报头(802)和净荷数据(804)的射频RF调制数据分组(800)；
在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时对所述报头进行解调(1310、1410)；
识别(1310、1410)经解调的报头内的路由信息(802K)；以及
根据所述路由信息通过来自所述接入节点的第二相控阵天线波束(134C)来发送(1320、1423、1430)所述RF调制数据分组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述路由信息包括标识多个接入节点(130A-C)的路由路径(140A-140B)；并且
所述发送包括将所述RF调制数据分组发送到由所述路由路径标识的所述多个接入节点中的一个接入节点(130B)。
3.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括：
重新配置(1422)所述路由信息以标识至少一个不同的接入节点(130H)以减小与由所述路由路径标识的所述接入节点关联的传输延迟(802L)；并且
其中，所述发送根据经重新配置的路由信息被执行。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述发送包括以电子方式使所述第二相控阵天线波束转向朝向由所述路由信息标识的所述接入节点中的一个接入节点并且所述方法还包括：
基于所述路由信息选择(1320)所述接入节点的多个相控阵天线中的一个相控阵天线；并且
其中，所述发送包括从所选择的相控阵天线(132B)发送所述第二相控阵天线波束。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述路由信息包括与目的地装置(140B)关联的位置，并且
所述发送包括针对预定义持续时间和带宽发送所述RF调制数据分组。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，该方法还包括重新调制(1315)所述报头以提供用于从所述接入节点传输的所述RF调制数据分组。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，该方法还包括：
通过所述接入节点处的所述第一相控阵天线波束来接收(1305)多个所述RF调制数据分组；
对所述RF调制数据分组的仅选择的子集的所述报头进行解调(1310)；以及
通过来自所述接入节点的所述第二相控阵天线波束来发送(1320)所述RF调制数据分组。
8.一种用于使用相控阵通信网络(100)的无线移动通信的系统，该系统包括：
第一天线(132A)，该第一天线(132A)被配置为接收包括射频RF调制数据分组(800)的第一相控阵天线波束(134B)，其中，所述RF调制数据分组包括报头(802)和净荷数据(804)；
解调器电路(335)，该解调器电路(335)被配置为在按照RF调制格式维持所述净荷数据的同时对所述RF调制数据分组的所述报头进行解调，以识别路由信息(802K)；以及
第二天线(132B)，该第二天线(132B)被配置为根据所述路由信息发送包括所述RF调制数据分组的第二相控阵天线波束(134C)。
9.根据权利要求8所述的系统，其中：
所述路由信息包括标识多个接入节点(130A-C)的路由路径(140A-D)；并且
所述RF调制数据分组通过所述第二相控阵天线波束被发送到由所述路由路径标识的所述多个接入节点中的一个接入节点(130B)。
10.根据权利要求9所述的系统，该系统还包括：
存储器(320)，该存储器(320)被配置为存储多个可执行指令；
处理器(310)，该处理器(310)被配置为执行所述指令以：
重新配置所述路由信息以标识至少一个不同的接入节点(130H)以减小与由所述路由路径标识的所述接入节点关联的传输延迟(802L)；并且
所述第二天线被配置为根据经重新配置的路由信息发送所述第二相控阵天线波束。
11.根据权利要求10所述的系统，该系统还包括RF调制控制信道(235)，其中：
至少所述第一相控阵天线波束包括所述RF调制控制信道；
所述RF调制控制信道包括由控制服务器提供的传输延迟信息(806H)；并且
所述路由信息利用所述传输延迟信息来重新配置。
12.根据权利要求10所述的系统，该系统还包括调制器电路(337)，其中，经重新配置的路由信息在所述第二相控阵天线波束的发送之前由所述调制器电路进行RF调制。
13.根据权利要求10所述的系统，该系统还包括波束转向电路(316)，该波束转向电路(316)被配置为以电子方式使所述第二相控阵天线波束转向朝向由所述路由信息标识的所述多个接入节点中的一个接入节点，其中，所述处理器被配置为向所述波束转向电路(316)提供转向控制信号(318)。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的系统，该系统还包括RF阵开关矩阵(339)，其中，所述RF阵开关矩阵被配置为选择多个天线(132A-D)中的一个天线以从所选择的天线发送所述第二相控阵天线波束。
15.根据权利要求8至13中的任一项所述的系统，其中：
所述天线波束中的每一个天线波束包括多个RF调制通信信道(233)；并且
所述多个RF调制通信信道中的每一个RF调制通信信道包括根据所述路由信息在对应的源装置(140A)与对应的目的地装置(140B)之间传递的多个所述RF调制数据分组。
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