CN110800218B - 无线个域网发射波束成形 - Google Patents

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Abstract

根据各个方面，提供了用于在无线个域网中启用隐式和/或显式发射(Tx)波束成形的技术。具体地，当波束成形发送方和波束成形接收方之间的信道是互反的(即，分组是在同一频率上接收和发送的)时，可以在某些事件、帧和/或其它状况期间，启用隐式发射波束成形。在这样的情况下，波束成形发送方可以基于从波束成形接收方接收的分组来估计信道状态信息(CSI)，以及使用所估计的CSI来在朝着波束成形接收方的方向上操纵波束。在实现显式发射波束成形的用例中，波束成形接收方可以基于从波束成形发送方接收的分组来估计CSI，以及将所估计的CSI提供给波束成形发送方，波束成形发送方可以随后使用从波束成形接收方接收的所估计的CSI来在朝着波束成形接收方的方向上操纵波束。

Description

无线个域网发射波束成形
技术领域
概括地说，本文描述的各个方面和实施例涉及无线通信，更具体地说，本文描述的各个方面和实施例涉及可以实现无线个域网(WPAN)中的发射(Tx)波束成形的信令。
背景技术
在多天线通信系统中，多个(NT个)发射天线和一个或多个(NR个)接收天线通常用于数据传输。NT个发射天线可以用于通过从天线发送不同的数据来增加系统吞吐量或者通过冗余地发送数据来提高可靠性。在多天线通信系统中，在每对发射和接收天线之间存在传播路径。在NT个发射天线和NR个接收天线之间形成NT·NR个不同的传播路径。这些传播路径可能经历不同的信道状况(例如，不同的衰落、多路径和干扰效应)，并且可以实现不同的信号与干扰加噪声比(SNR)。因此，NT·NR个传播路径的信道响应可以因路径的不同而异，并且还可以针对时变无线信道在时间上改变，并且针对分散无线信道跨越频率而改变。传播路径的变化的特性使以高效且可靠的方式来发送数据具有挑战性。
因此，一种提高数据传输的可靠性的方法是采用利用波束成形发送方(beamformer)的发射分集，其可以潜在地将链路预算提高三分贝(3dB)以上。例如，发射分集通常是指数据跨越空间、频率、时间或其组合的冗余传输。除此之外，发射分集可以用于使针对数据传输的分集跨越尽可能多的维度最大化，以实现稳健的性能并且简化在发射机和接收机两者处对发射分集的处理。另一种可以用于改善无线传输性能的补充技术是采用波束成形来控制所发送的信号的方向性。在发送系统或设备中，可以在信号源和天线辐射元件之间采用波束成形，以在三维空间中朝着接收系统或设备“塑造”辐射场。为了操纵波束朝着接收系统或设备，发送系统或设备需要对无线信道的估计。然而，用于获得针对两个设备之间的特定链路的信道估计的现有技术假设信道是不变且互反的，这在无线个域网(WPAN)中通常是不能够保证的，其中在WPAN中，设备使用跳频方案来进行通信。
发明内容
下文给出了涉及本文公开的一个或多个方面和/或实施例的简单概括。因此，下文概括不应当被认为是对所有预期方面和/或实施例的详尽概述，下文概括也不应当被认为是为了标识涉及所有预期方面和/或实施例的关键或重要元素，或者描绘与任何特定方面和/或实施例相关联的范围。因此，下文描述的唯一目的是用简化的形式呈现涉及与本文公开的机制相关的一个或多个方面和/或实施例的某些概念，以作为下文给出的详细描述的序言。
根据各个方面，提供了用于在无线个域网(WPAN)中启用隐式和/或显式发射(Tx)波束成形的技术。具体地，可以在其中波束成形发送方设备和波束成形接收方(beamformee)设备之间的信道可以被假设或保证为是互反的(即，分组是在同一频率上接收和发送的)的某些事件、帧和/或其它状况期间，启用所述隐式发射波束成形。在这样的情况下，所述波束成形发送方设备可以基于从所述波束成形接收方设备接收的分组来估计信道状态信息(CSI)，以及使用所估计的CSI来在朝着所述波束成形接收方设备的方向上操纵波束。在实现显式发射波束成形的用例中，所述波束成形接收方设备可以基于从所述波束成形发送方设备接收的分组来估计所述CSI，以及将所估计的CSI提供给所述波束成形发送方设备，所述波束成形发送方设备可以随后使用从所述波束成形接收方设备接收的所估计的CSI来在朝着所述波束成形接收方设备的方向上操纵波束。
根据各个方面，一种用于对无线传输进行波束成形的方法可以包括：在实现跳频系统的WPAN中，在波束成形发送方设备处建立与波束成形接收方设备的无线链路；在所述波束成形发送方设备处，从所述波束成形接收方设备接收第一分组，其中，所述第一分组可以是在第一频率上接收的；在所述波束成形发送方设备处，基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组来估计与所述无线链路相关联的信道状态信息；以及由所述波束成形发送方设备对要在所述第一频率上向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
根据各个方面，波束成形发送方设备可以包括：接收机，其被配置为：在实现跳频系统的WPAN上，从波束成形接收方设备接收在第一频率上发送的第一分组；一个或多个处理器，其被配置为：基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组，估计与所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备之间的无线链路相关联的信道状态信息；以及发射机，其包括多个发射天线，所述发射天线被配置为：对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
根据各个方面，波束成形发送方设备可以包括：用于在实现跳频系统的WPAN上，从波束成形接收方设备接收在第一频率上发送的第一分组的单元；用于基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组，估计与所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备之间的无线链路相关联的信道状态信息的单元；以及用于对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上的单元，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
根据各个方面，一种计算机可读存储介质可以具有记录在其上的计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令可以被配置为使得具有一个或多个处理器的波束成形发送方设备进行以下操作：在实现跳频系统的WPAN上，从波束成形接收方设备接收在第一频率上发送的第一分组；基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组，估计与所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备之间的无线链路相关联的信道状态信息；以及对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
根据各个方面，一种用于对无线传输进行波束成形的方法可以包括：在实现跳频系统的WPAN中，在波束成形发送方设备处建立与波束成形接收方设备的无线链路；在所述波束成形发送方设备处，将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，所述响应分组使所述波束成形发送方设备能够获得与所述无线链路相关联的信道状态信息的估计；由所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组；以及由所述波束成形发送方设备基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，其中，所述波束成形发送方设备被配置为：对所述第二分组进行波束成形，以在朝着所述波束成形接收方设备的方向上操纵所述第二分组。
根据各个方面，波束成形发送方设备可以包括：一个或多个处理器，其被配置为：在实现跳频系统的WPAN中，建立与波束成形接收方设备的无线链路，以及将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够获得与所述无线链路相关联的信道状态信息的估计；以及发射机，其被配置为：向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组，以及基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来向所述波束成形接收方设备发送第二分组，其中，所述发射机可以包括多个发射天线，所述发射天线被配置为：对至少所述第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
根据各个方面，波束成形发送方设备可以包括：用于在实现跳频系统的WPAN中，建立与波束成形接收方设备的无线链路的单元；用于将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够获得与所述无线链路相关联的信道状态信息的估计的单元；用于向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组的单元；以及用于基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来向所述波束成形接收方设备发送第二分组的单元，其中，至少所述第二分组被波束成形为使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
根据各个方面，一种计算机可读存储介质可以具有记录在其上的计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令可以被配置为使得波束成形发送方设备进行以下操作：在实现跳频系统的WPAN中，建立与波束成形接收方设备的无线链路；将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够获得与所述无线链路相关联的信道状态信息的估计；向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组；以及基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来向所述波束成形接收方设备发送第二分组，其中，至少所述第二分组被波束成形为使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
基于附图和具体实施方式，与本文公开的各方面和实施例相关联的其它目标和优势对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
通过参考下文的具体实施方式，在结合附图考虑时，将容易地获得并且更好地理解对本文描述的各个方面和实施例以及许多其伴随的优势的更完整的理解，其中给出附图仅是为了说明而不是进行限制，并且在附图中：
图1示出了根据各个方面的、蓝牙协议栈和开放系统互连(OSI)七层模型之间的关系。
图2示出了根据各个方面的、使用蓝牙协议栈来支持一个或多个逻辑连接的实现方式。
图3示出了根据本文描述的各个方面和实施例的示例性无线个域网(WPAN)。
图4示出了根据各个方面的、可以使用发射波束成形来优化的示例性辐射模式。
图5示出了根据各个方面的、用于在与无线个域网(WPAN)主设备进行通信的WPAN从设备处隐式地启用发射波束成形的示例性信令流。
图6A和图6B示出了根据各个方面的、用于在与无线个域网(WPAN)从设备进行通信的WPAN主设备处隐式地和/或显式地启用发射波束成形的示例性信令流。
图7示出了可以实现本文描述的各个方面和实施例的示例性无线设备。
具体实施方式
在下文描述和相关附图中公开了各个方面和实施例，以示出与示例性方面和实施例相关的具体示例。在阅读本公开内容之后，替代的方面和实施例对于相关领域的技术人员而言将是显而易见的，并且可以在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下，构建和实施替代的方面和实施例。另外，不将详细地描述或者可以省略公知的元素，以避免模糊本文公开的方面和实施例的相关细节。
本文使用“示例性”一词来意指“充当例子、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为比其它实施例优选或具有优势。同样，术语“实施例”不要求所有实施例都包括所论述的特征、优势或操作模式。
本文使用的术语仅描述了特定实施例，并且不应当被解释为限制本文所公开的任何实施例。如本文所使用的，除非上下文明确地指示，否则单数形式的“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式。本领域技术人员还将理解的是，如在本文中使用的术语“包含”、“由...组成”、“包括”和/或“含有”指定所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，而不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。
此外，按照要由例如计算设备的元素执行的动作序列描述了各个方面和/或实施例。本领域技术人员将认识到的是，本文描述的各个动作可以由特定电路(例如，专用集成电路(ASIC))、一个或多个处理器执行的程序指令、或者由两者的组合来执行。另外，本文描述的这些动作序列可以被认为是完全体现在任何形式的非暂时性计算机可读介质中，所述非暂时性计算机可读介质具有存储在其上的相应的计算机指令集合，所述计算机指令集合在被执行时将使得相关联的处理器执行本文描述的功能。因此，本文公开的各个方面可以用多种不同的形式来体现，所有这些形式被预期在所要求保护的主题的范围内。另外，对于本文描述的各方面中的每个方面，任何这样的方面的相应形式在本文中可以被描述为例如“被配置为执行所描述的动作的逻辑”和/或被配置为执行所描述的动作的其它结构化组件。
如本文使用的，术语“无线个域网”或“WPAN”可以通常指代用于在个人无线设备(例如，蜂窝电话、膝上型计算机、平板型计算机、个人数字助理(PDA)等)之间的数据传输的计算机网络。通常，WPAN可以用于实现个人无线设备本身之间的通信(人际通信)或者连接到更高级网络和互联网(上行链路)，其中，一个“主”设备充当互联网路由器。WPAN通常利用短距离无线网络协议，例如，
Figure BDA0002340582570000071
(例如，
Figure BDA0002340582570000072
低能量(BLE)、
Figure BDA0002340582570000074
经典、
Figure BDA0002340582570000075
远距离(BLR))、
Figure BDA0002340582570000073
无线USB、
Figure BDA0002340582570000076
等。因此，虽然本文提供的大部分描述与基于蓝牙技术的实现相关，但是本领域技术人员将认识到的是，本文描述的各个方面和实施例可以适当地应用于利用其它适当技术的其它适当WPAN和/或WPAN。
根据各个方面，图1示出了蓝牙协议栈130和开放系统互连(OSI)模型110中的七个层之间的关系，其中OSI模型110被建立用于将在互联网或其它有线和/或无线网络上在各点之间的信息传输标准化。具体地，OSI模型110通常将网络中的两点之间的通信过程分成七个栈层，其中每个层添加某些功能。每个设备处理消息，使得通过每个层的下向流发生在发送端点处，而通过各层的上向流发生在接收端点处。提供OSI模型110中的七个层的编程和/或硬件通常是以下各项的组合：设备操作系统、应用软件、TCP/IP和/或其它传输和网络协议、以及其它软件和硬件。
更具体地，参照图1，OSI模型110包括物理层112(OSI层1)，其用于在物理水平处通过网络传送比特流。电气与电子工程师协会(IEEE)将物理层112细分成PLCP(物理层汇聚过程)子层和PMD(物理介质相关)子层。数据链路层114(OSI层2)提供物理水平同步，执行比特填充，以及供应传送协议知识和管理等。IEEE将数据链路层114细分成两个另外的子层，其包括：介质访问控制(MAC)子层，其用于控制去往和来自物理层的数据传输；以及逻辑链路控制(LLC)子层，其用于与网络层116(OSI层3)对接，解释命令，以及执行错误恢复。
根据各个方面，仍然参照图1，网络层116(OSI层3)以独立于任何介质和具体网络拓扑的方式来处理跨越网络的数据传输(例如，路由和转发)，传输层118(OSI层4)根据应用水平可靠性要求来管理端到端控制和错误检查，以跨越网络来复用数据传输，以及会话层120(OSI层5)在应用之间建立、协调以及终止会话、交换和对话，以提供管理和数据流控制服务。
根据各个方面，仍然参照图1，呈现层122(OSI层6)将传入和传出数据从一种呈现格式转换成另一种呈现格式，这可以包括根据共同表示来向数据单元添加服务结构，以向应用层124(OSI层7)提供数据，而在应用层124处，识别通信伙伴，识别服务质量(QoS)，考虑用户认证和隐私，识别关于数据语法的约束，以及管理与管理主应用之间的通信相关的任何其它功能。
现在转向蓝牙协议栈130，射频(RF)层132通常与OSI模型110中的物理层112相对应，基带层134和链路管理器协议层136通常与数据链路层114相对应，以及主机控制器接口(HCI)138将RF层132、基带层134和链路管理器协议层136与上层分离。例如，OSI模型110中的物理层112管理到通信介质的电气接口(其包括调制和信道编码)，并且因此覆盖RF层132中的蓝牙无线电(以及可能覆盖基带层134的一部分)，而数据链路层114管理特定链路上的传输、分帧和错误控制，其与在链路管理器协议层136和基带层134的控制端中执行的任务(例如，错误检查和纠正)重叠。
在HCI 138之上，逻辑链路控制和自适应协议(L2CAP)140、RF通信(RFCOMM)信道142、电话控制规范(TCS)144、服务发现协议(SDP)146、音频/视频分配传输协议(AVDTP)148、同步面向连接(SCO)音频150、对象交换(OBEX)152和TCP/IP 154功能与网络层116、传输层118和会话层120相对应。应用层156包括蓝牙简档(例如，用于语音的免提简档(HFP)、用于高质量音频流的高级音频分配简档(A2DP)、用于视频流的视频分配简档(VDP)等)，并且与OSI模型110中的呈现层122和应用层124相对应。因此，蓝牙简档可以通常被认为是与OSI模型110中的“应用”同义的。关于蓝牙HFP，RFCOMM信道142包括名为“服务水平连接”(“SLC”)的通信信道(未示出)，其仿真用于音频网关(AG)设备和免提(HF)设备之间的另外通信的串行端口。对于语音音频连接，例如，在蓝牙HFP中，被称为同步面向连接(SCO)信道的单独的基带链路携带语音数据，其被表示为图1中的音频(SCO)150。对于A2DP，音频数据(单向的高质量音频内容，其可以在单声道唱片或立体声音箱中)越过AVDTP 148，其继而越过L2CAP 140。在无线电水平处，所有L2CAP 140数据流过逻辑链路。
根据各个方面，蓝牙无线技术系统通常以两种形式出现，其包括基本速率(BR)和低能量(LE)，其中，前者还包括可选的增强型数据速率(EDR)交替介质访问控制(MAC)和物理(PHY)层扩展。蓝牙BR系统和蓝牙LE系统两者都包括设备发现、连接建立和连接机制。然而，蓝牙LE系统包括被设计用于实现与BR/EDR相比要求更低的当前消耗、更低的复杂度和更低的成本的产品的特征，并且具有支持具有更低的数据速率和更低的占空比的用例和应用的设计。通常，取决于用户或应用，包括任何可选部件的一个系统可能优于其它系统。此外，实现这两种系统的设备可以与实现这两种系统的其它设备以及实现任一种系统的设备进行通信。然而，可能仅在一种系统或另一种系统中支持一些简档和用例，从而，实现这两种系统的设备具有支持大多数用例的能力。参照图1，蓝牙核心系统通常包括主机和一个或多个控制器，其中，主机是被定义成在应用层156(在其中实现蓝牙简档)之下并且在HCI138之上的所有层的逻辑实体，而控制器是被定义成在HCI 138之下的所有层的逻辑实体。根据各个方面，启用蓝牙的设备通常具有一个主控制器，其可以是包括RF层132、基带层134、链路管理器协议层136、以及可选地包括HCI 138的BR/EDR控制器。替代地，主控制器可以是包括LE PHY、链路管理器协议层136、以及可选地包括HCI 138的低能量(LE)控制器。在另外的替代中，主控制器可以将BR/EDR部分和LE控制器部分合并成单个控制器，在这种情况下，控制器配置仅具有在所合并的BR/EDR和LE控制器部分之间共享的一个蓝牙设备地址。
根据各个方面，图2示出了使用蓝牙协议栈220来支持一个或多个逻辑连接的实现。例如，文件传输协议(FTP)202提供用于在没有数据丢失的情况下传输文件的方法，所述文件可以包括所有文件类型，包括二进制和ASCII文本，基本成像简档(BIP)204建立用于实现对图像相关数据的大小和编码的协商的基本要求，串行端口简档(SPP)206定义如何建立虚拟串行端口并且连接两个启用蓝牙的设备，以及RFCOMM220是基于用于串行端口仿真的标准的、已经被采用用于蓝牙的协议。此外，如上文提及的，蓝牙协议栈200包括L2CAP层228，其提供蓝牙协议栈200中的复用(MUX)和解复用(DEMUX)能力。例如，L2CAP层228可以建立到MUX/DEMUX子层238的信道ID(CID)链路，其中，CID是指在对单个应用或更高层协议进行服务的两个设备之间的L2CAP层228上的逻辑连接。MUX/DEMUX子层238可以在基带层协议提供的逻辑链路上操作。主机控制器接口(HCI)240在通过逻辑链路接收到数据时，将较低层协议传送给主设备(例如，启用蓝牙的膝上型计算机或移动电话)。因此，HCI 240表示到基带控制器的命令接口，并且提供对用于控制蓝牙无线电单元244的基带能力的统一访问。
根据各个方面，在蓝牙BR/EDR和蓝牙LE实现中，蓝牙无线电单元244在免许可2.4GHz ISM频带中操作。在蓝牙LE实现中，采用跳频收发机来对抗干扰和衰落，并且提供许多跳频扩频(FHSS)载波。在蓝牙LE中，可以采用频分多址(FDMA)和/或时分多址(TDMA)方案，并且物理信道被细分成时间单元(或“事件”)，其中可以将分组置于时间单元中，以在蓝牙LE设备之间发送数据。通常，存在两种时间类型，其包括通告事件和连接事件。在通告PHY信道上发送通告分组的设备被称为通告者，以及在通告信道上接收通告而不具有连接到该通告设备的意图的设备被称为扫描者。通告PHY信道上的传输发生在通告事件中，其中，在每个通告事件的开始处，通告者发送与通告事件类型相对应的通告分组。取决于通告分组类型，扫描者可以在相同的通告PHY信道上做出向通告者的请求，并且在相同的通告PHY信道上的来自通告者的响应可以跟在该请求之后。在物理信道之上，基于物理信道、物理链路、逻辑传输、逻辑链路和L2CAP信道将链路、信道和相关联的控制协议安排成层级结构。
参照图2，在蓝牙BR/EDR和蓝牙LE实现中，L2CAP层228向应用和服务提供基于信道的抽象，其中，L2CAP层228将应用数据分段(fragment)和解分段(de-fragment)，并且对共享逻辑链路上的多个信道进行复用/解复用。然而，在蓝牙LE实现中，提供位于L2CAP层228之上的两个另外的协议层。具体地，如在图2中所示，安全管理器协议(SMP)216使用固定的L2CAP信道来在设备之间实现安全功能，以及属性协议(ATT)214提供用于在固定的L2CAP信道上传送小量数据的方法。设备还使用ATT协议214来确定与其它设备相关联的服务和能力。ATT协议214还取决于通用访问简档(GAP)210，其为所有其它简档提供基础，并且定义两个启用蓝牙的设备如何发现彼此以及彼此建立连接。通用属性(GATT)简档212被构建在ATT协议214上，并且根据与某些服务(例如，发现、读取、写入、通知、以及指示特性、配置广播特性等)相关联的过程、格式和特性来定义用于使用ATT协议214的服务框架。通常，GAP 210、GATT简档212和ATT协议214不是特定于传输的，并且可以被用在蓝牙BR/EDR和蓝牙LE实现中。然而，为了实现GATT简档212和ATT协议214，需要蓝牙LE实现，这是因为GATT简档212用于在蓝牙LE中发现服务。
根据各个方面，图3示出了示例性无线个域网(WPAN)300，其包括在物理通信接口或层(在图3中被示为空中接口308)上进行通信的WPAN设备310-318。通常，本领域技术人员将认识到的是，图3中示出的WPAN设备310-318可以是蓝牙经典设备和/或蓝牙LE设备，其能够实现在图1中示出的蓝牙协议栈130和/或在图2中示出的蓝牙协议栈200，以与彼此进行通信。然而，本领域中的技术人员还将认识到的是，其它适当的无线接入技术(RAT)可以用于实现WPAN 300中和/或各个WPAN设备310-318之间的通信(例如，
Figure BDA0002340582570000111
无线USB、
Figure BDA0002340582570000112
等)。通常，WPAN设备310-318可以点到点地进行通信(单播)或者点到多点地进行通信(多播或广播)。在任一情况下，可以通过使用利用波束成形发送方的发射分集来改善与WPAN 300中的无线通信相关联的性能。
发射波束成形通常是指可以基于如下原则来实现以改善具有多个单独天线的给定发送设备处的范围和/或数据速率的技术：可以对经由多个天线发送的信号进行操控以朝着特定接收者来“操纵”发送的信号。例如，在图4中示出了该原则，图4示出了可以使用发射波束成形进行优化的示例性天线辐射模式400。更具体地，天线辐射模式400可以源自发送WPAN设备310，在图4中的天线辐射模式400的原点处描绘了发送WPAN设备310。如图4中所示，天线辐射模式400可以具有主瓣412，其展现最大场强，包含最大功率，并且覆盖最大区域。通常，主瓣412的方向指示天线或总体天线辐射模式400的方向性。此外，如图4中所示，天线辐射模式400包括各个旁瓣414以及主瓣412的相反方向上的后瓣416，其中旁瓣414通常表示不期望方向上的不想要的辐射。因此，如在IEEE 802.11n规范中指定的，发射波束成形利用可以在多输入多输出(MIMO)系统(例如，WPAN设备310-318)中可用的多个发射天线，以基于发送机和接预期收机之间的信道的知识，来朝着该接收机操纵波束。
例如，实际的实现方式通常涉及计算操纵矩阵，其中，发射机权重被应用于发送的信号并且用于在朝着特定客户端的方向上操纵信号。继而，根据信道状态信息(CSI)来推导权重。通常，并且如在下文描述中使用的，将操纵矩阵应用于所发送的信号的设备被称为波束成形发送方(或BF发送方)，而朝着其来操纵信号的设备被称为波束成形接收方(或BF接收方)。如先前提及的，通常存在用于BF发送方获得为了有效地朝着BF接收方来操纵波束所需要的信道估计的两种方式，例如，当WPAN设备310朝着WPAN设备312发送并且操纵波束时。
第一方法涉及隐式反馈，其中，第一设备向第二设备发送分组(普通分组或探测分组)。随后，第二设备估计CSI并且使用所估计的CSI来操纵用于向第一设备发送的下一分组的波束。然而，隐式反馈方法通常假设正估计的信道是不变且互反的，这因此将应用限于诸如蓝牙经典和蓝牙LE之类的跳频系统。此外，用于估计CSI的第二方法涉及显式反馈，其中，第一设备可以根据从第二设备接收的普通或探测分组来估计CSI。随后，第一设备可以向第二设备发送所估计的CSI，第二设备可以使用所接收的CSI来操纵用于向第一设备发送的下一分组的波束。然而，显式反馈方法还是假设正估计的信道是不变的，这类似地将应用限于诸如蓝牙经典和蓝牙LE之类的跳频系统。
不过，存在蓝牙信道在其下可以是不变且互反的某些受限的情况。更具体地，当在同一频率上进行发送和接收时，蓝牙信道可能通常是不变的，这在某些蓝牙事件期间是能够保证的，例如，蓝牙LE连接事件和当在经典蓝牙中启用自适应跳频(AFH)时。相应地，图5示出了用于在与主无线个域网(WPAN)设备512进行通信的从WPAN设备510处隐式地启用发射波束成形的示例性信令流500。通常，信令流500可以应用在蓝牙LE和/或经典蓝牙用例中，其中，从WPAN设备510向主WPAN设备512发送单播数据或音频。
在各个实施例中，在框522处的连接建立期间，主WPAN设备512和从WPAN设备510可以发现与彼此相关联的波束成形能力。例如，用于实现发射波束成形的基本情况要求发送设备处的两个或更多个天线。此外，在经典蓝牙用例中，主WPAN设备512和从WPAN设备510可以在框522处启用自适应跳频(AFH)。
在各个实施例中，假设主WPAN设备512获悉从WPAN设备510具有波束成形能力(即，能够作为BF发送方操作)，则主WPAN设备512可以使用稳健分组类型和低吞吐量调制来对来自从WPAN设备510的数据进行轮询，如在524处描绘的。例如，在蓝牙LE用例中，主WPAN设备512可以在每个连接事件处，发送用于对来自从WPAN设备510的数据进行轮询的分组。替代地，在经典蓝牙用例中，主WPAN设备512可以在主WPAN设备512在其中进行发送的每个蓝牙帧处，发送用于对来自从WPAN设备510的数据进行轮询的分组。在任一情况下，在框526处，从WPAN设备510可以使用从主WPAN设备512接收的轮询分组来估计CSI。随后，在框528处，从WPAN设备510可以作出波束成形决策，并且如在530处描绘的，在进行或不进行波束成形的情况下向主WPAN设备512发送适当响应。例如，在各个实施例中，从WPAN设备510可以基于与轮询分组相关联的接收信号强度指示(RSSI)、信道评估信息、重传和/或丢失分组速率、针对链路的服务质量(QoS)要求、和/或其它适当标准，来作出波束成形决策。此外，虽然未在图5中明确地示出，但是从WPAN设备510将框528处的波束成形决策与每次从WPAN设备510向主WPAN设备512进行发送时作出的发送功率控制决策相结合。相应地，因为在524处接收的轮询分组是在用于在530处发送从响应的同一频率上接收的，因此可以保证蓝牙信道在该时间期间是不变的。因此，从WPAN设备510能够根据在524处接收的轮询分组来估计CSI，并且对在530处向主WPAN设备512发送的响应分组进行波束成形。
根据各个方面，如上文论述的，图5中示出的信令流500可以使从WPAN设备510在蓝牙LE用例中的连接事件期间和/或当在经典蓝牙用例中启用AFH时能够作为波束成形发送方(BF发送方)操作。然而，因为经典蓝牙和蓝牙LE用例通常被实现为使得主设备是在每个连接事件期间进行发送的第一实体，并且由于跳频方案，后续传输是在不同的频率上的，因此图5中示出的信令流500仅可以用于向从WPAN设备510提供用于波束操纵的足够近的CSI。
相应地，图6A和图6B示出了示例性信令流600A、600B，其可以用于在主WPAN设备612处隐式地和/或显式地启用发射波束成形，以使得主WPAN设备612可以作为波束成形发送方(BF发送方)操作，而从WPAN设备610可以作为波束成形接收方(BF接收方)操作。此外，本领域技术人员将认识到的是，通常在基带水平处针对每分组来实现发射波束成形，因此可以组合地使用图5中示出的信令流500以及图6A和图6B中示出的信令流600A、600B，以实现WPAN中的双向波束成形通信。此外，如本文将更加详细地描述的，图6A和图6B中示出的信令流600A、600B可以支持某些方面，其中，探测分组用于使主WPAN设备612能够对向从WPAN设备610发送的分组进行波束成形。因此，图6A和图6B中示出的信令流600A、600B可以至少部分地实现在蓝牙用例之上，这是因为当前的蓝牙实现不支持出于估计通用信道状态信息(CSI)的目的的探测分组和/或不支持显式发射波束成形过程。
根据各个方面，在框622处的连接建立期间，主WPAN设备612和从WPAN设备610可以以与上文描述的方式类似的方式来发现与彼此相关联的波束成形能力。在各个实施例中，主WPAN设备612可以在每个连接事件处确定与从WPAN设备610的链路的质量(例如，基于与从从WPAN设备610接收的分组相关联的接收信号强度指示(RSSI)、信道评估信息、重传和/或丢失分组速率、针对链路的QoS要求、和/或其它适当标准)。当在主WPAN设备612和从WPAN设备610之间的链路上的状况是正常的时，主WPAN设备612可以简单地使用普通数据分组和调制来向从WPAN设备610进行发送，以及从WPAN设备610可以以正常的方式(进行或不进行波束成形(例如，基于如图5中示出的信令流500))进行响应。然而，当主WPAN设备612在框624处检测到不良的链路质量或坏的链路质量时，主WPAN设备612可以采取动作来发起如下过程：关于去往从WPAN设备610的传输来隐式地启用波束成形，如图6A中所示，如本文描述的。
具体地，在626处，主WPAN设备612可以将分组配置为使从WPAN设备610能够估计CSI。例如，在各个实施例中，所配置的分组可以是在链路质量不良时利用低比特速率调制发送的普通蓝牙LE分组类型。因此，主WPAN设备612可以利用低比特速率调制来向从WPAN设备610发送蓝牙LE分组类型，如在628处描绘的。该分组可以包含用于请求从WPAN设备610利用探测分组进行响应的信息。在框630处，从WPAN设备610可以随后使用在628处发送的分组来估计主WPAN设备612和从WPAN设备610之间的CSI。随后，从WPAN设备610可以向主WPAN设备612发送探测分组，如在632处描绘的(例如，有助于CSI估计的特殊分组)。因此，在各个实施例中，主WPAN设备612可以随后基于探测分组来估计CSI，并且基于所估计的CSI来适当地对向从WPAN设备610发送的后续分组进行波束成形，如在636处描绘的。例如，在各个实施例中，在636处向从WPAN设备610发送的经波束成形的分组可以是连接事件序列中的第一个分组，并且从WPAN设备610可以随后做出关于以下操作的决策：是否要以与关于图5描述的方式相同的方式来使对在636处发送的分组的响应进行波束成形。此外，如上所述，主WPAN设备612和从WPAN设备610两者都可以将其各自的波束成形决策与每次向另一设备发送传输时做出的发送功率控制决策相结合。
根据各个方面，返回框626，所配置的分组可以是特定的探测分组，其可以是空数据分组(NDP)，包含稳健且容易捕获的同步字的分组，或者另一种适当配置的分组，其允许从WPAN设备610对从主WPAN设备612到从WPAN设备610的传输的CSI进行估计。
根据各个方面，上文已经关于用于在WPAN中隐式地启用发射(Tx)波束成形的方法描述了图5中示出的信令流500和图6A中示出的信令600A。更具体地，隐式发射波束成形(具有或不具有探测分组)可以通常是指这样的实现：其中，波束成形发送方或“BF发送方”(例如，图5中的从WPAN设备510、图6A中的主WPAN设备612)估计CSI并且假设信道是互反的，使得BF发送方能够使用本地计算的CSI估计来适当地形成波束并且朝着波束成形接收方或“BF接收方”操纵该波束。在隐式发射波束成形方法中，BF接收方通常不向波束成形发送方发送任何经估计的CSI。然而，如图6A所示的信令流600A可以适于显式地启用针对在主WPAN设备612和从WPAN设备610之间发送的传输的发射波束成形，如图6B中所示。
具体地，可以在具有或不具有探测分组的情况下实现图6B中示出的显式发射波束成形方法，其中，BF接收方可以估计CSI并且将所估计的CSI发送给BF发送方，随后，BF发送方使用从BF接收方接收到的所估计的CSI来形成波束。例如，当主WPAN设备612检测到不良链路质量时，在框626处配置的并且在628处发送给从WPAN设备610的分组可以包括普通协议数据单元(PDU)，其还包括针对从WPAN设备610返回在框630处估计的CSI的显式请求。相应地，如在634处描绘的，从响应包括所估计的CSI，使得在636处发送的主分组是基于从从WPAN设备610接收的所估计的CSI的显式波束成形分组。然后，之后的分组可以使用低或高比特调制，使用波束成形，并且包括CSI以实现针对后续分组的波束成形。此外，当主WPAN设备612检测到不良链路质量时，如在634处发送的从响应可以是隐式波束成形分组(即，基于从WPAN设备610在框630处估计的CSI)。然后，之后的分组可以以与如上文关于不良链路情况描述的方式基本相同的方式继续。
根据各个方面，图7示出了可以实现本文描述的各个方面和实施例的示例性无线设备700。例如，在各个实施例中，图7中示出的无线设备700可以与根据本文描述的各个方面和实施例的、能够发送经波束成形的分组的主设备和/或从设备相对应。
在各个实施例中，无线设备700可以包括处理器704、存储器706、壳体708、发射机710、接收机712、一个或多个天线716、信号检测器718、数字信号处理器(DSP)720、用户接口722和总线724。替代地，与发射机710和接收机712相关联的功能可以被并入到收发机714中。无线设备700可以被配置为在包括例如基站、接入点等的无线网络中进行通信。
在各个实施例中，处理器704可以被配置为控制与无线设备700相关联的操作，其中，处理器704还可以被称为中央处理单元(CPU)。存储器706可以耦合到处理器704，可以与处理器704进行通信，并且可以向处理器704提供指令和数据。处理器704可以基于存储在存储器706中的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器706中的指令能够可执行用于执行本文所描述的一种或多种方法和过程。此外，在各个实施例中，处理器704可以包括或作为使用一个或多个处理器实现的处理系统中的组件。一个或多个处理器可以使用以下各项中的任何一项或多项来实现：通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、门控逻辑、分离硬件组件、专用硬件有限状态机、其组合、和/或可以执行计算和/或操控信息的任何其它适当实体。在各个实施例中，处理系统还可以包括被配置为存储软件的机器可读介质，软件应当被广泛地解释为包括任何适当的指令，无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其它术语。指令可以包括具有源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式和/或任何其它适当格式的代码。当这些指令由一个或多个处理器执行时，可以使得处理系统执行本文所描述的功能中的一个或多个功能。
在各个实施例中，存储器706可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和/或其任何适当的组合。存储器706还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。
在各个实施例中，发射机710和接收机712(或收发机714)可以在无线设备700和远程位置之间发送和接收数据。可以将天线716附接到壳体708和电耦合到收发机714。在一些实现中，无线设备700还可以包括多个发射机、多个接收机、多个收发机和/或多个天线(未示出)。在各个实施例中，信号检测器718可以用于检测和量化与在收发机714处接收的一个或多个信号相关联的电平。信号检测器718可以按照总能量、每子载波每符号的能量、功率谱密度和/或其他方式来检测信号。在各个实施例中，DSP 720可以用于处理信号，其中，DSP720可以被配置为生成要经由发射机710和/或收发机714发送的分组。在各个实施例中，分组可以包括物理层协议数据单元(PPDU)。
在各个实施例中，用户接口722可以包括例如键盘、麦克风、扬声器、显示器和/或其它适当的接口。用户接口722可以包括向与无线设备700相关联的用户传送信息和/或从该用户接收输入的任何元件或组件。
在各个实施例中，与无线设备700相关联的各个组件可以经由总线724耦合在一起，总线724可以包括数据总线，以及除数据总线之外的电源总线、控制信号总线和/或状态信号总线。
在各个实施例中，无线设备700还可以包括未在图7中示出的其它组件或元件。与无线设备700相关联的一个或多个组件可以经由这样一种单元来和与无线设备700相关联的其它一个或多个组件进行通信：该单元可以包括用于向其它组件提供例如输入信号的另一个通信信道(未示出)。
在各个实施例中，虽然在图7中示出了各个单独的组件，但是可以组合或共同地实现其中示出的一个或多个组件。例如，处理器704和存储器706可以体现在单个芯片上。另外地或替代地，处理器704可以包含存储器，例如处理器寄存器。类似地，一个或多个功能块或其部分可以体现在单个芯片上。替代地，与特定块相关联的功能可以实现在两个或更多个芯片上。例如，处理器704不仅可以用于实现上文关于处理器704描述的功能，还可以用于实现上文关于信号检测器718和/或DSP 20描述的功能。
本领域的技术人员将理解的是，信息和信号可以使用多种不同的工艺和技术中的任何一种来表示。例如，遍及以上描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
此外，本领域的技术人员将认识到的是，结合本文所公开的方面描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文围绕各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤的功能，已经对它们进行了一般性描述。至于这样的功能是实现为硬件还是软件，取决于特定的应用以及施加在整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对各特定的应用，以变通的方式来实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应当被解释为脱离本文描述的各个方面和实施例的范围。
结合本文公开的各方面所描述的各种说明性的逻辑框、模块和电路可以利用被设计成执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或者其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合(例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP内核等)。
结合本文公开的各方面描述的方法、序列和/或算法可以直接地体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中，或者二者的组合中。软件模块可以位于RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的非暂时性计算机可读介质中。将示例性的非暂时性计算机可读介质耦合到处理器，以使处理器可以从非暂时性计算机可读介质读取信息，以及向非暂时性计算机可读介质写入信息。在替代的方式中，非暂时性计算机可读介质可以被整合到处理器中。处理器和非暂时性计算机可读介质可以位于ASIC中。ASIC可以位于IoT设备中。在替代的方式中，处理器和非暂时性计算机可读介质可以是用户终端中的分立组件。
在一个或多个示例性方面中，本文描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读介质中或者通过其进行传输。计算机可读介质可以包括存储介质和/或通信介质，所述通信介质包括促进计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何非暂时性介质。存储介质可以是可由计算机存取的任何可用的介质。通过举例而非限制性的方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码以及可以由计算机来存取的任何其它的介质。此外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源发送软件，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)包括在介质的定义中。术语磁盘和光盘(其可以在本文中可互换地使用)包括CD、激光光盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，其通常磁性地和/或利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
虽然前面的公开内容示出了说明性的方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到的是，在不脱离如所附的权利要求书所定义的本公开内容的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变和修改。此外，根据本文描述的各个说明性的方面和实施例，本领域技术人员将认识到的是，在上文描述的任何方法和/或在所附的任何方法权利要求中记载的功能、步骤和/或动作不需要以特定次序来执行。此外，就任何元素是以单数形式在上文进行描述或者在所附的权利要求中进行记载来说，本领域技术人员将认识到的是，除非明确声明限制为单数形式，否则单数形式也预期复数。

Claims (44)

1.一种用于对无线传输进行波束成形的方法，包括：
在实现跳频系统的蓝牙无线网络中，在波束成形发送方设备处建立与波束成形接收方设备的蓝牙无线链路；
在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；
从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
在所述波束成形发送方设备处，从所述波束成形接收方设备接收第一分组，其中，所述第一分组是在第一频率上接收的；
在所述波束成形发送方设备处，基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组来估计与所述蓝牙无线链路相关联的信道状态信息；以及
由所述波束成形发送方设备对要向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，以在朝着所述波束成形接收方设备的方向上操纵所述第二分组，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述波束成形发送方设备处，基于以下各项中的一项或多项来决定是否要对所述第二分组进行波束成形：信道评估信息、与所述第一分组相关联的接收信号强度指示(RSSI)、重传或丢失分组速率、或针对所述蓝牙无线链路的服务质量(QoS)要求。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述波束成形发送方设备结合用于所述第二分组的发送功率控制决策来决定是否要对所述第二分组进行波束成形。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一分组是在蓝牙连接事件期间接收的，以及所述第二分组是在所述蓝牙连接事件期间发送的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，当自适应跳频被启用用于所述蓝牙无线链路时，所述第一分组是在被分配给来自所述波束成形接收方设备的传输的蓝牙帧中接收的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组具有预定的分组类型和调制，以对来自所述波束成形发送方设备的数据进行轮询。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在连接建立过程期间，在所述波束成形发送方设备处发现与所述波束成形接收方设备相关联的波束成形能力。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蓝牙无线链路被建立用于实现蓝牙用例，在所述蓝牙用例中，所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送单播数据或音频。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备实现蓝牙用例，在所述蓝牙用例中，所述波束成形发送方设备充当从角色，而所述波束成形接收方设备充当主角色。
10.一种波束成形发送方设备，包括：
接收机，其被配置为：在实现跳频系统的蓝牙无线网络上，从波束成形接收方设备接收在第一频率上发送的第一分组；其中，所述接收机被配置为：从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
一个或多个处理器，其被配置为：基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组，估计与所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备之间的蓝牙无线链路相关联的信道状态信息；以及
发射机，其被配置为：在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；所述发射机包括多个发射天线，所述发射天线被配置为：对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
11.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于以下各项中的一项或多项来决定是否要对所述第二分组进行波束成形：信道评估信息、与所述第一分组相关联的接收信号强度指示(RSSI)、重传或丢失分组速率、或针对所述蓝牙无线链路的服务质量(QoS)要求。
12.根据权利要求11所述的波束成形发送方设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为：结合用于所述第二分组的发送功率控制决策来决定是否要对所述第二分组进行波束成形。
13.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，所述第一分组是在蓝牙连接事件期间接收的，以及所述第二分组是在所述蓝牙连接事件期间发送的。
14.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，当自适应跳频被启用用于所述蓝牙无线链路时，所述第一分组是在被分配给来自所述波束成形接收方设备的传输的蓝牙帧中接收的。
15.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组具有预定的分组类型和调制，以对来自所述波束成形发送方设备的数据进行轮询。
16.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：在连接建立过程期间，发现与所述波束成形接收方设备相关联的波束成形能力。
17.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，所述蓝牙无线链路被建立用于实现蓝牙用例，在所述蓝牙用例中，所述波束成形发送方设备被配置为向所述波束成形接收方设备发送单播数据或音频。
18.根据权利要求10所述的波束成形发送方设备，其中，所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备实现蓝牙用例，在所述蓝牙用例中，所述波束成形发送方设备被配置为充当从角色，而所述波束成形接收方设备被配置为充当主角色。
19.一种波束成形发送方设备，包括：
用于在实现跳频系统的蓝牙无线网络上，从波束成形接收方设备接收在第一频率上发送的第一分组的单元；其中，用于接收的所述单元被配置为：从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
用于基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组，估计与所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备之间的蓝牙无线链路相关联的信道状态信息的单元；以及
用于波束成形的单元，其被配置为：在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；所述用于波束成形的单元被配置为：向所述波束成形接收方设备发送第二分组，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
20.一种具有记录在其上的计算机可执行指令的计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令被配置为使得具有一个或多个处理器的波束成形发送方设备进行以下操作：
在实现跳频系统的蓝牙无线网络上，从波束成形接收方设备接收在第一频率上发送的第一分组；
在连接建立期间，从波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；
在所述波束成形发送方设备处接收来自所述波束成形接收方设备的第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
基于从所述波束成形接收方设备接收的所述第一分组，估计与所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备之间的蓝牙无线链路相关联的信道状态信息；以及
对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上，其中，所述第二分组是在所述第一频率上发送的。
21.一种用于对无线传输进行波束成形的方法，包括：
在实现跳频系统的蓝牙无线网络中，在波束成形发送方设备处建立与波束成形接收方设备的蓝牙无线链路；
在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；
从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
在所述波束成形发送方设备处，将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，所述响应分组使所述波束成形发送方设备能够从所述波束成形接收方设备获得与所述蓝牙无线链路相关联的信道状态信息的估计；
由所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组；
以及由所述波束成形发送方设备基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来对向所述波束成形接收方设备发送的第二分组进行波束成形，其中，所述波束成形发送方设备被配置为：对所述第二分组进行波束成形，以在朝着所述波束成形接收方设备的方向上操纵所述第二分组。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一分组被配置为：请求所述波束成形接收方设备将探测分组作为所述响应分组进行返回。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括：
从所述波束成形接收方设备接收所述探测分组；以及
在所述波束成形发送方设备处，基于从所述波束成形接收方设备接收的所述探测分组来估计所述信道状态信息。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一分组被配置为：请求所述波束成形接收方设备估计所述信道状态信息，以及向所述波束成形发送方设备返回所估计的信道状态信息。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：
从所述波束成形接收方设备接收所述响应分组，其中，所述响应分组包括在所述波束成形接收方设备处估计的所述信道状态信息；以及
在所述波束成形发送方设备处，使用在所述波束成形接收方设备处估计的所述信道状态信息来对向所述波束成形接收方设备发送的所述第二分组进行波束成形。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，所述波束成形发送方设备将所述第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回所述响应分组，所述响应分组使所述波束成形发送方设备能够响应于所述蓝牙无线链路具有不良的质量或差的质量，来获得所估计的信道状态信息。
27.根据权利要求21所述的方法，还包括：在所述波束成形发送方设备处，基于以下各项中的一项或多项来决定是否要对所述第二分组进行波束成形：信道评估信息、与所述响应分组相关联的接收信号强度指示(RSSI)、重传或丢失分组速率、或针对所述蓝牙无线链路的服务质量(QoS)要求。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述波束成形发送方设备结合用于所述第二分组的发送功率控制决策来决定是否要对所述第二分组进行波束成形。
29.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一分组被配置成蓝牙分组类型。
30.根据权利要求21所述的方法，其中，所述响应分组是包含所估计的信道状态信息的隐式波束成形分组。
31.根据权利要求21所述的方法，其中，所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备实现蓝牙用例，在所述蓝牙用例中，所述波束成形发送方设备充当主角色，而所述波束成形接收方设备充当从角色。
32.一种波束成形发送方设备，包括：
一个或多个处理器，其被配置为：在实现跳频系统的蓝牙无线网络中，建立与波束成形接收方设备的蓝牙无线链路，以及将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够从所述波束成形接收方设备获得与所述蓝牙无线链路相关联的信道状态信息的估计；
接收机，其被配置为：从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；以及
发射机，其被配置为：在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；其中，所述发射机被配置为：向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组，以及基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来向所述波束成形接收方设备发送第二分组，其中，所述发射机包括多个发射天线，所述发射天线被配置为：对所述第二分组进行波束成形，使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
33.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述第一分组被配置为：请求所述波束成形接收方设备将探测分组作为所述响应分组进行返回。
34.根据权利要求33所述的波束成形发送方设备，其中，所述接收机还被配置为：从所述波束成形接收方设备接收所述探测分组，并且其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于从所述波束成形接收方设备接收的所述探测分组来估计所述信道状态信息。
35.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述第一分组被配置为：请求所述波束成形接收方设备估计所述信道状态信息，以及向所述波束成形发送方设备返回所估计的信道状态信息。
36.根据权利要求35所述的波束成形发送方设备，其中，所述接收机还被配置为：从所述波束成形接收方设备接收所述响应分组，所述响应分组包括在所述波束成形接收方设备处估计的所述信道状态信息，并且其中，所述发射机还被配置为：使用在所述波束成形接收方设备处估计的所述信道状态信息来对向所述波束成形接收方设备发送的所述第二分组进行波束成形。
37.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述第一分组被配置为：请求所述波束成形接收方设备返回所述响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够响应于所述蓝牙无线链路具有不良的质量或差的质量，获得所估计的信道状态信息。
38.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于以下各项中的一项或多项来决定是否要对所述第二分组进行波束成形：信道评估信息、与所述响应分组相关联的接收信号强度指示(RSSI)、重传或丢失分组速率、或针对所述蓝牙无线链路的服务质量(QoS)要求。
39.根据权利要求38所述的波束成形发送方设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为：结合用于所述第二分组的发送功率控制决策来决定是否要对所述第二分组进行波束成形。
40.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述第一分组被配置成蓝牙分组类型。
41.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述响应分组是包含所估计的信道状态信息的隐式波束成形分组。
42.根据权利要求32所述的波束成形发送方设备，其中，所述波束成形发送方设备和所述波束成形接收方设备实现蓝牙用例，在所述蓝牙用例中，所述波束成形发送方设备被配置为充当主角色，而所述波束成形接收方设备被配置为充当从角色。
43.一种波束成形发送方设备，包括：
用于在实现跳频系统的蓝牙无线网络中，建立与波束成形接收方设备的无线链路的单元；
用于在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组的单元，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；
用于从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组的单元，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
用于将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够从所述波束成形接收方设备获得与所述蓝牙无线链路相关联的信道状态信息的估计的单元；
用于向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组的单元；以及
用于基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来向所述波束成形接收方设备发送第二分组的单元，其中，所述第二分组被波束成形为使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
44.一种具有记录在其上的计算机可执行指令的计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令被配置为使得具有一个或多个处理器的波束成形发送方设备进行以下操作：
在实现跳频系统的蓝牙无线网络中，建立与波束成形接收方设备的蓝牙无线链路；
在所述蓝牙无线链路的连接建立期间，从所述波束成形发送方设备向所述波束成形接收方设备发送第一波束成形能力分组，所述第一波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形发送方设备的波束成形能力；
从所述波束成形接收方设备接收第二波束成形能力分组，所述第二波束成形能力分组被配置为指示所述波束成形接收方设备的波束成形能力；
将第一分组配置为请求所述波束成形接收方设备返回响应分组，以使所述波束成形发送方设备能够从所述波束成形接收方设备获得与所述蓝牙无线链路相关联的信道状态信息的估计；
向所述波束成形接收方设备发送所述第一分组；以及
基于从所述波束成形接收方设备返回的所述响应分组，根据所述跳频系统来向所述波束成形接收方设备发送第二分组，其中，所述第二分组被波束成形为使得所述第二分组被操纵在朝着所述波束成形接收方设备的方向上。
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