本公開(kāi)涉及無(wú)線電發(fā)送機(jī)、無(wú)線電接收機(jī)、以及用于評(píng)估定向載荷天線的發(fā)送和接收天線圖案的方法。

背景技術(shù)：

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路是用于兩個(gè)固定站點(diǎn)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電通信的無(wú)線收發(fā)機(jī)系統(tǒng)。無(wú)線電鏈路通常用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的回程，即，用于將網(wǎng)絡(luò)單元(如基站)連接到核心網(wǎng)絡(luò)。

傳統(tǒng)無(wú)線電鏈路一般基于微波傳輸，并作為規(guī)則部署在視線LOS條件中。LOS條件的含義是在兩個(gè)固定的收發(fā)機(jī)站點(diǎn)之間存在清楚的視線，因而無(wú)線信號(hào)傳播的傳播路徑不被障礙物遮擋或阻擋。相反的情形，即，傳輸路徑被遮擋或阻擋并且無(wú)線電傳播經(jīng)由折射或反射時(shí)，被稱為無(wú)視線NLOS條件。

無(wú)線電鏈路收發(fā)機(jī)通常和高定向天線(如碟形天線或喇叭天線)一起使用。因此，天線對(duì)齊是無(wú)線電鏈路部署的一個(gè)重要方面，因?yàn)殄e(cuò)誤的天線對(duì)齊將對(duì)系統(tǒng)增益產(chǎn)生不利影響。

天線總是與天線圖案相關(guān)聯(lián)，在發(fā)送天線的情形中，天線圖案描述在給定方向上發(fā)射的電磁輻射的增益，在接收天線的情形中，天線圖案描述從給定方向接收的電磁輻射的增益。一般具有互易性(Reciprocity)，這意味著發(fā)送天線圖案和接收天線圖案的形狀一般基本相同。簡(jiǎn)言之，天線圖案描述了取決于方向(仰角和方位角)的天線增益。

在本文中，發(fā)送天線圖案和接收天線圖案都是相對(duì)于全球坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)定義的，這意味著當(dāng)物理天線的位置和/或方向改變時(shí)，天線圖案也改變。

例如，考慮具有單個(gè)天線主瓣或主波束的碟形天線。當(dāng)天線被部 署時(shí)，該碟形天線的天線圖案主要描述了主瓣相對(duì)全球定位系統(tǒng)(而不是相對(duì)于天線自身)的方向(仰角和方位角)和寬度。碟形天線指向的方向的改變導(dǎo)致天線圖案的改變。碟形天線的天線圖案的優(yōu)化意味著找到碟形天線的主瓣物理指向的最佳方向。

天線對(duì)齊，即設(shè)置天線發(fā)送和/或接收?qǐng)D案的方向(仰角和方位角)和形狀，是無(wú)線電鏈路部署的重要方面。對(duì)于部署傳統(tǒng)LOS無(wú)線電鏈路和部署近期開(kāi)發(fā)的不需要收發(fā)機(jī)之間的清楚視線的NLOS型無(wú)線電鏈路來(lái)說(shuō)，都是這樣。當(dāng)前的對(duì)齊過(guò)程通常基于：先向公知的參考點(diǎn)(如街角、屋檐或建筑物墻壁)進(jìn)行手動(dòng)的大致視覺(jué)對(duì)齊，然后使用使接收信號(hào)強(qiáng)度最大化的儀器等進(jìn)行對(duì)齊。

一旦無(wú)線電鏈路的天線相互對(duì)齊，即對(duì)應(yīng)的天線發(fā)送和接收?qǐng)D案指向了有利的通信方向，則通常將對(duì)齊鎖定在適當(dāng)位置，且在鏈路的余下生命期中不再改變，除非發(fā)生一些提示無(wú)線電鏈路的一端或兩端的重對(duì)齊的罕見(jiàn)事件。該罕見(jiàn)事件可能包括例如回程網(wǎng)絡(luò)布局的重新設(shè)計(jì)或無(wú)線電鏈路硬件的交換。

在城市NLOS通信環(huán)境中，由于反射和折射點(diǎn)的許多已有組合，兩個(gè)站點(diǎn)之間通常存在多個(gè)可能的無(wú)線電信號(hào)傳播路徑。如今，通過(guò)將寬波束天線與正交頻分復(fù)用OFDM和多輸入多輸出MIMO技術(shù)一起使用，在例如移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)中使用這一點(diǎn)以保護(hù)連接。然而，對(duì)于高性能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路，則需要具有窄波束天線圖案的天線，以使信道上傳輸?shù)哪芰孔畲蠡?，這是為了滿足對(duì)這類(lèi)通信系統(tǒng)提出的嚴(yán)格的無(wú)線電性能要求所需要的。然而，問(wèn)題在于，在NLOS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路的部署和初始對(duì)齊期間，通常難以手動(dòng)選擇最佳路徑或路徑組合。

在NLOS通信期間，借助折射和/或反射，利用城市環(huán)境中的障礙物來(lái)進(jìn)行傳播。然而，環(huán)境可能隨時(shí)間而改變，并且不受無(wú)線電鏈路操作員控制。例如，當(dāng)例如窗戶打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)，或者如果出現(xiàn)新的物體如標(biāo)志物或太陽(yáng)陰影等，建筑物墻體的反射可能提供不同的性能。這些事件可能導(dǎo)致折射或反射的無(wú)線電信號(hào)改變方向，并且因此使用NLOS信道的通信系統(tǒng)的性能可能惡化。

因此，另一個(gè)問(wèn)題在于，無(wú)法期望NLOS無(wú)線電鏈路在傳播條件方面呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)型LOS微波鏈路相同的穩(wěn)定性程度，傳統(tǒng)型LOS微波鏈路的天線對(duì)齊通常僅在無(wú)線電鏈路的部署期間一次完成?，F(xiàn)有的NLOS無(wú)線電鏈路設(shè)施無(wú)法而且將來(lái)也無(wú)法將它的天線對(duì)齊與不斷改變的傳播條件相適配，因此如果周?chē)h(huán)境改變，就可能遭受性能惡化。

以上提出的問(wèn)題尤其明顯地針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路，但不限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路通信系統(tǒng)。由此，多種類(lèi)型的通信系統(tǒng)中存在類(lèi)似的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的目的在于提供無(wú)線電發(fā)送機(jī)、無(wú)線電接收機(jī)和方法，它們要以單獨(dú)或任何組合的形式，用以緩解、減輕或消除現(xiàn)有技術(shù)中的上述一個(gè)或多個(gè)缺陷和缺點(diǎn)，并提供用于NLOS環(huán)境中通信的改進(jìn)裝置。

該目的通過(guò)無(wú)線電接收機(jī)中用于評(píng)估定向載荷天線的接收?qǐng)D案的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述方法包括根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列，操縱可操縱接收?qǐng)D案天線的探測(cè)接收?qǐng)D案的步驟。所述方法還包括經(jīng)由可操縱接收?qǐng)D案天線接收探測(cè)信號(hào)，以及根據(jù)接收的探測(cè)信號(hào)，確定取決于預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值的步驟。

因此，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以持續(xù)評(píng)估不同天線接收?qǐng)D案在給定環(huán)境下在無(wú)線電通信系統(tǒng)中的適用性。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使用預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列。這允許用戶將預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列設(shè)置為滿足一定條件(即僅產(chǎn)生特定接收角范圍)的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列。因此，在系統(tǒng)部署前或操作期間，可以根據(jù)例如政府規(guī)章或其他目的來(lái)設(shè)置預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列。

又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用探測(cè)信號(hào)來(lái)評(píng)估接收?qǐng)D案，因而可以與其他信號(hào)(例如載荷信號(hào))的接收無(wú)關(guān)地完成該評(píng)估。

根據(jù)一個(gè)方案，所述方法還包括與接收探測(cè)信號(hào)并行地接收載荷信號(hào)的步驟。載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)無(wú)關(guān)且分離。

有利地，因?yàn)楹芏嘣?，載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)無(wú)關(guān)。一個(gè)原因是，載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)無(wú)關(guān)這一特征意味著可以任意控制和操縱探測(cè)信號(hào)，而不會(huì)使載荷信號(hào)的性能有風(fēng)險(xiǎn)。另一個(gè)原因是，可以使用適于載荷信號(hào)的發(fā)送和接收的通信系統(tǒng)，因?yàn)椴桓淖円膊槐馗淖冊(cè)撏ㄐ畔到y(tǒng)來(lái)適應(yīng)本教導(dǎo)。

根據(jù)一個(gè)方案，確定的步驟還包括將被操縱的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列同步為用于無(wú)線電發(fā)送機(jī)發(fā)送探測(cè)信號(hào)的預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列。這里，確定的步驟還包括：根據(jù)接收的探測(cè)信號(hào)，確定取決于探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案和接收?qǐng)D案的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。

因此，可以基于確定的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值來(lái)評(píng)估接收天線圖案和發(fā)送天線圖案的組合。這是有利的，因?yàn)榭梢灶A(yù)期到給定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案的評(píng)估的結(jié)果依賴于當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案。這樣，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是評(píng)估經(jīng)過(guò)部署無(wú)線電接收機(jī)的環(huán)境的不同路徑。

根據(jù)另一個(gè)方案，同步的步驟進(jìn)一步包括通過(guò)解調(diào)接收的探測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)探測(cè)信號(hào)中包括的數(shù)據(jù)信號(hào)。

通過(guò)檢測(cè)探測(cè)信號(hào)中包括的數(shù)據(jù)信號(hào)的特征，建立無(wú)線電發(fā)送機(jī)與無(wú)線電接收機(jī)之間的通信鏈路，這是有利的，因?yàn)榭梢越?jīng)由數(shù)據(jù)信號(hào)在無(wú)線電發(fā)送機(jī)與無(wú)線電接收機(jī)之間傳遞信息，而與任何其他通信裝置無(wú)關(guān)，例如在無(wú)線電發(fā)送機(jī)與無(wú)線電接收機(jī)之間傳遞載荷信號(hào)。因此，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其他通信裝置保持不受經(jīng)由數(shù)據(jù)信號(hào)的通信鏈路的影響。

根據(jù)又一個(gè)方案，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)包括同步字，所述同步字指示無(wú)線電發(fā)送機(jī)使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列的開(kāi)始時(shí)間。

根據(jù)再一個(gè)方案，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)包括當(dāng)前用于無(wú)線電發(fā)送機(jī)發(fā)送探測(cè)信號(hào)的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案。

因此，提供用于在所使用的天線圖的無(wú)線電發(fā)送機(jī)與無(wú)線電接收機(jī)之間進(jìn)行同步的裝置，而與任何其他通信裝置無(wú)關(guān)，例如在無(wú)線電發(fā)送機(jī)與無(wú)線電接收機(jī)之間傳遞的載荷信號(hào)，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)一個(gè)方案，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)包括發(fā)送機(jī)標(biāo)識(shí)字。發(fā)送機(jī)標(biāo)識(shí)字包括用以標(biāo)識(shí)產(chǎn)生了接收的探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電發(fā)送機(jī)的信息。

通過(guò)標(biāo)識(shí)字，無(wú)線電接收機(jī)可以標(biāo)識(shí)產(chǎn)生了接收的探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電發(fā)送機(jī)。這是有利的，因?yàn)闊o(wú)線電接收機(jī)可以使用所述標(biāo)識(shí)字在存在很多探測(cè)信號(hào)的場(chǎng)景中找到正確的探測(cè)信號(hào)。此外，偶然從不感興趣的無(wú)線電發(fā)送機(jī)接收到強(qiáng)探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電接收機(jī)可以通知操作員，操作員可以采取合適的動(dòng)作，例如，控制網(wǎng)絡(luò)干擾水平。

根據(jù)一個(gè)方案，所述方法還包括與接收探測(cè)信號(hào)并行地經(jīng)由載荷天線接收載荷信號(hào)的步驟。載荷天線具有載荷天線接收?qǐng)D案，并且與探測(cè)信號(hào)的發(fā)送并行地使用載荷天線發(fā)送圖案從無(wú)線電發(fā)送機(jī)發(fā)送載荷信號(hào)。

因此，得到的優(yōu)點(diǎn)是載荷信號(hào)的發(fā)送和接收不被探測(cè)信號(hào)的發(fā)送和接收阻礙。這在對(duì)載荷信號(hào)的可用性有嚴(yán)格要求的通信系統(tǒng)中尤其有利，因?yàn)榭梢栽诓挥绊戄d荷信號(hào)的發(fā)送和接收的情形下任意修改用于探測(cè)信號(hào)的發(fā)送和接收的發(fā)送和接收天線圖案。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷天線和可操縱接收?qǐng)D案天線構(gòu)成相同的物理天線。

單個(gè)天線同時(shí)用于探測(cè)信號(hào)和載荷信號(hào)的該特征在安裝位置、部署便利性以及制造成本方面是有利的。

根據(jù)又一個(gè)方案，載荷天線和可操縱接收?qǐng)D案天線構(gòu)成不同的物理天線?？刹倏v接收?qǐng)D案天線安裝在載荷天線的附近，并且被配置為具有與載荷天線的天線接收?qǐng)D案等同的參考天線接收?qǐng)D案。

這是有利的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用實(shí)現(xiàn)可操縱接收?qǐng)D案天線的附加單元，可以評(píng)估已有天線(如碟形天線)的天線圖案。

根據(jù)再一個(gè)方案，所述方法還包括將對(duì)應(yīng)于載荷天線接收?qǐng)D案或?qū)?yīng)于載荷天線發(fā)送圖案和載荷天線接收?qǐng)D案的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值與最高總確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值進(jìn)行比較的步驟。所述方法還包括：當(dāng)最高總確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值與對(duì)應(yīng)于載荷天線接收?qǐng)D案或?qū)?yīng)于載荷天線發(fā)送圖案和載荷天線接收?qǐng)D案的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值之間的差超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，檢測(cè)次優(yōu)載荷天線圖案的步驟。

因此，通過(guò)比較和檢測(cè)的特征，可以評(píng)估用于載荷信號(hào)的發(fā)送和接收的當(dāng)前天線圖案并檢測(cè)次優(yōu)天線圖案的出現(xiàn)，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)一個(gè)方案，所述方法還包括當(dāng)檢測(cè)到次優(yōu)載荷天線圖案時(shí)請(qǐng)求手動(dòng)天線重對(duì)齊的步驟。請(qǐng)求的步驟包括向無(wú)線電接收機(jī)的操作員發(fā)送天線重對(duì)齊請(qǐng)求消息。

因此，有利地，在檢測(cè)到次優(yōu)天線圖案或?qū)R后，通信設(shè)備的操作員可以采取動(dòng)作。此外，再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使用不可操縱天線圖案天線，所述不可操縱天線圖案天線可以在檢測(cè)到次優(yōu)天線圖案或?qū)R時(shí)手動(dòng)重對(duì)齊。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷天線被配置為具有可操縱接收?qǐng)D案。此外，所述方法包括通過(guò)將載荷天線的可操縱接收?qǐng)D案操縱為具有最高確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值的接收?qǐng)D案來(lái)自動(dòng)重對(duì)齊載荷天線的可操縱接收?qǐng)D案的步驟。

因此，在沒(méi)有手動(dòng)干預(yù)的情況下自動(dòng)改善了傳輸條件，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

因此，由于載荷天線對(duì)齊的改進(jìn)，本公開(kāi)獲得例如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路的系統(tǒng)增益的改進(jìn)，尤其在傳播條件隨時(shí)間發(fā)生改變的場(chǎng)景中。

此外，由于載荷天線對(duì)齊的改進(jìn)，獲得了對(duì)NLOS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路的可用性的積極影響，尤其在傳播條件持續(xù)改變的環(huán)境中。在另一個(gè)實(shí)施例中，本公開(kāi)的目的通過(guò)無(wú)線電發(fā)送機(jī)中用于評(píng)估定向載荷天線的發(fā)送圖案的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述方法包括產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)以及根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列操縱可操縱發(fā)送圖案天線的發(fā)送圖案的步驟。所述方法還包括經(jīng)由可操縱發(fā)送圖案天線發(fā)送探測(cè)信號(hào)的步驟。

因此，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以持續(xù)評(píng)估不同天線發(fā)送圖案在給定環(huán)境下在無(wú)線電通信系統(tǒng)中的適用性。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使用預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列。這允許用戶將預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列設(shè)置為滿足一定條件(即僅產(chǎn)生給定角范圍內(nèi)的發(fā)送)的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列。因此，在系統(tǒng)部署前或操作期間，可以根據(jù)例如政府規(guī)章或其他目的來(lái)設(shè)置預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列。

又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用探測(cè)信號(hào)來(lái)評(píng)估發(fā)送圖案，因而可以與任何其他信號(hào)(例如載荷信號(hào))的發(fā)送無(wú)關(guān)地完成該評(píng)估。

根據(jù)一個(gè)方案，產(chǎn)生的步驟還包括用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制探測(cè)信號(hào)。

通過(guò)用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制探測(cè)信號(hào)的特征，在無(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)之間啟用通信鏈路，這是有利的，因?yàn)榭梢栽跓o(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)之間傳遞信息，而與任何其他通信裝置無(wú)關(guān)，例如在無(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)之間傳遞的載荷信號(hào)。因此，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是任何其他通信裝置保持不受經(jīng)由所述數(shù)據(jù)信號(hào)的通信鏈路的影響。

根據(jù)另一個(gè)方案，數(shù)據(jù)信號(hào)包括同步字，所述同步字指示所使用的預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列的開(kāi)始時(shí)間。

根據(jù)又一個(gè)方案，數(shù)據(jù)信號(hào)包括可操縱發(fā)送圖案天線的當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案。

因此，提供用于所使用的天線圖的無(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)之間的同步的裝置，而與任何其他通信裝置無(wú)關(guān)，例如在無(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)之間傳遞的載荷信號(hào)。

根據(jù)再一個(gè)方案，所述方法還包括與發(fā)送探測(cè)信號(hào)并行地經(jīng)由載荷天線發(fā)送載荷信號(hào)的步驟。載荷天線被配置為具有載荷天線發(fā)送圖案。發(fā)送的載荷信號(hào)被布置為與發(fā)送的探測(cè)信號(hào)無(wú)關(guān)且分離。

因此，得到的優(yōu)點(diǎn)是，載荷信號(hào)的發(fā)送與探測(cè)信號(hào)的發(fā)送無(wú)關(guān)，因而也不受探測(cè)信號(hào)的發(fā)送的阻礙。這在對(duì)載荷信號(hào)的可用性有嚴(yán)格要求的通信系統(tǒng)中尤其有利，因?yàn)榭梢匀我庑薷挠糜诎l(fā)送探測(cè)信號(hào)的發(fā)送天線圖案而不影響載荷信號(hào)的發(fā)送。

根據(jù)一個(gè)方案，載荷天線和可操縱發(fā)送圖案天線構(gòu)成相同的物理天線。

這在安裝位置、部署便利性以及制造成本方面是有利的。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷天線和可操縱發(fā)送圖案天線構(gòu)成不同的物理天線?？刹倏v發(fā)送圖案天線安裝在載荷天線的附近，并且被配置為具有與載荷天線的天線發(fā)送圖案等同的經(jīng)校準(zhǔn)的參考天線發(fā)送圖案。

這是有利的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用實(shí)現(xiàn)可操縱發(fā)送圖案天線的附加單元，可以評(píng)估已有天線(如固定圖案的碟形天線)的天線圖案。根據(jù)又一個(gè)方案，在頻帶的第一部分中發(fā)送載荷信號(hào)，在所述頻帶的第二部分中發(fā)送探測(cè)信號(hào)。

根據(jù)再一個(gè)方案，在頻帶中，在時(shí)分雙工TDD幀的第一時(shí)隙中發(fā)送載荷信號(hào)，以及在相同頻帶中，在所述TDD幀的第二時(shí)隙中發(fā)送探測(cè)信號(hào)。

根據(jù)一個(gè)方案，在頻帶中使用第一擴(kuò)頻碼發(fā)送載荷信號(hào)，以及在相同頻帶中使用第二擴(kuò)頻碼發(fā)送探測(cè)信號(hào)。

因此，載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)被配置為共享相同的頻帶，這在例如傳輸許可方面是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)的相對(duì)發(fā)送功率被布置為基于信號(hào)干擾噪聲比來(lái)改變，所述信號(hào)干擾噪聲比由被布置為接收載荷信號(hào)的無(wú)線電接收機(jī)確定。

因此，可以控制源自探測(cè)信號(hào)的載荷信號(hào)中的干擾，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

在再一個(gè)實(shí)施例中，本公開(kāi)的目的通過(guò)一種包括可操縱接收?qǐng)D案天線和處理單元在內(nèi)的無(wú)線電接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。處理單元被布置為根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列來(lái)操縱可操縱接收?qǐng)D案天線的接收?qǐng)D案。無(wú)線電接收機(jī)還包括接收單元，所述接收單元被布置為經(jīng)由可操縱接收?qǐng)D案天線接收探測(cè)信號(hào)。處理單元還適配為：根據(jù)接收的探測(cè)信號(hào)，確定取決于被操縱的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。

在又一個(gè)實(shí)施例中，所述目的通過(guò)一種包括可操縱發(fā)送圖案天線、發(fā)送單元和處理器單元在內(nèi)的無(wú)線電發(fā)送機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。處理器單元被布置為產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)并向發(fā)送單元發(fā)送探測(cè)信號(hào)。發(fā)送單元被布置為從處理器單元接收探測(cè)信號(hào)，并經(jīng)由可操縱發(fā)送圖案天線發(fā)送探測(cè)信號(hào)。處理器單元還適配為：根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列，操縱可操縱發(fā)送圖案天線的發(fā)送圖案。無(wú)線電接收機(jī)和無(wú)線電發(fā)送機(jī)具有與已結(jié)合方法描述的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

本公開(kāi)的更多目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下具體實(shí)施例來(lái)展現(xiàn)，其中，將參考附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的一些方案，在附圖中：

圖1-2示意性地示出了本公開(kāi)的通信系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖3是示出了本公開(kāi)的發(fā)送機(jī)的細(xì)節(jié)的框圖；

圖4是示出了本公開(kāi)的接收機(jī)的細(xì)節(jié)的框圖；

圖5示出了本公開(kāi)的收發(fā)機(jī)的實(shí)施例；以及

圖6-7是示出了本公開(kāi)的方法的實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖更全面地描述本公開(kāi)的方案。然而，本文公開(kāi)的裝置和方法可以按多種不同形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限于本文闡述的實(shí)施例和方案。貫穿附圖，附圖中類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示類(lèi)似的元件。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述本公開(kāi)的特定方案的目的，而不是為了限制本發(fā)明。如本文中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“所述”意圖還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地給出相反的指示。

圖1示出了無(wú)線電接收機(jī)100和無(wú)線電發(fā)送機(jī)120，被布置為可能通過(guò)環(huán)境中的對(duì)象130經(jīng)由間接傳播路徑交換載荷信號(hào)128、108和探測(cè)信號(hào)126、106。該間接傳播路徑與視線LOS傳播路徑的不同之處在于，間接傳播路路徑涉及到經(jīng)由環(huán)境中的折射或反射的傳播。

為清楚起見(jiàn)，示出了圖1中的無(wú)線電接收機(jī)100，但未示出對(duì)應(yīng)的無(wú)線電發(fā)送機(jī)。應(yīng)當(dāng)注意，通常使用無(wú)線電收發(fā)機(jī)，即實(shí)現(xiàn)為單個(gè)實(shí)體的無(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)，其能夠在相同的設(shè)備上發(fā)送和接收無(wú)線電信號(hào)。圖1中示出的無(wú)線電發(fā)送機(jī)120也如此，大多數(shù)情形中和無(wú)線電接收機(jī)在一起形成無(wú)線電收發(fā)機(jī)。

無(wú)線電接收機(jī)100包括可操縱接收?qǐng)D案天線101和處理單元104。處理單元104被布置為根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列來(lái)操縱可操縱接收?qǐng)D案天線101的接收?qǐng)D案102。無(wú)線電接收機(jī)100還包括接收單元103，所述接收單元被布置為經(jīng)由可操縱接收?qǐng)D案天線101接收探測(cè)信號(hào)106。

處理單元104還適配為，根據(jù)接收的探測(cè)信號(hào)，確定取決于被操縱的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。因此，針對(duì)每個(gè)探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案，確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)應(yīng)的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量 值，將所使用的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案相互比較，并且可以找到最適合給定發(fā)送機(jī)的通信的圖案。

以這種方式，通過(guò)探測(cè)信號(hào)來(lái)評(píng)估從無(wú)線電發(fā)送機(jī)120到無(wú)線電接收機(jī)100的經(jīng)過(guò)環(huán)境的不同傳播路徑。所確定的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值針對(duì)預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列中的每個(gè)接收?qǐng)D案示出了給定接收?qǐng)D案的質(zhì)量，即，在給定環(huán)境中用于從發(fā)送機(jī)120到接收機(jī)100的通信的適用性。

在本文中，信號(hào)質(zhì)量值中使用的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量的類(lèi)型根據(jù)不同方案而改變。根據(jù)一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括接收的探測(cè)信號(hào)的信號(hào)噪聲比SNR。根據(jù)另一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括接收的探測(cè)信號(hào)的信號(hào)干擾噪聲比SINR。根據(jù)又一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括無(wú)線電發(fā)送機(jī)120和無(wú)線電接收機(jī)100之間的共同信息的測(cè)量。根據(jù)再一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括錯(cuò)誤率，例如，調(diào)制到探測(cè)信號(hào)上的數(shù)據(jù)信號(hào)的誤比特率BER。

無(wú)線電接收機(jī)100還被布置為：與接收探測(cè)信號(hào)106并行地經(jīng)由載荷天線101’接收載荷信號(hào)108。載荷天線101’具有載荷天線接收?qǐng)D案109，并且載荷信號(hào)128被布置為與探測(cè)信號(hào)126的發(fā)送并行地使用載荷天線發(fā)送圖案129從無(wú)線電發(fā)送機(jī)120發(fā)送。

因此，一旦在探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值的方面上評(píng)估出多個(gè)不同探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案109，就可以對(duì)用于載荷信號(hào)108的接收?qǐng)D案109和具有最佳的確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案進(jìn)行比較。在與當(dāng)前用于載荷信號(hào)108的接收?qǐng)D案相對(duì)應(yīng)的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案不是最佳接收?qǐng)D案的情形中，可以采取動(dòng)作修正載荷信號(hào)接收?qǐng)D案109，以改善從無(wú)線電發(fā)送機(jī)120到無(wú)線電接收機(jī)100的傳輸條件。

注意，圖1中用于接收載荷信號(hào)的載荷天線101’和用于接收探測(cè)信號(hào)的可操縱接收?qǐng)D案天線101被示為相同的物理實(shí)體101/101’。參考圖2至4，還描述了用于載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)二者的共享天線。然而，本公開(kāi)不必如此，如參考圖5所示，其中載荷天線101’和可操縱接收?qǐng)D案天線101通過(guò)不同的物理天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。

因此，由于載荷天線對(duì)齊的改進(jìn)，本公開(kāi)獲得例如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電 鏈路的系統(tǒng)增益的改進(jìn)，尤其在傳播條件隨時(shí)間發(fā)生改變的場(chǎng)景中。此外，還是由于載荷天線對(duì)齊的改進(jìn)，獲得了對(duì)NLOS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路的可用性的積極影響，尤其在傳播條件持續(xù)改變的環(huán)境中。

圖1中示出的無(wú)線電發(fā)送機(jī)120包括可操縱發(fā)送圖案天線121、發(fā)送單元123和處理器單元124。處理器單元124被布置為產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)并向發(fā)送單元123發(fā)送探測(cè)信號(hào)。發(fā)送單元123被布置為從處理器單元124接收探測(cè)信號(hào)，并經(jīng)由可操縱發(fā)送圖案天線121發(fā)送探測(cè)信號(hào)126。處理器單元124還適配為根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列來(lái)操縱可操縱發(fā)送圖案天線121的發(fā)送圖案122。

因此，與無(wú)線電接收機(jī)100評(píng)估不同探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案102的方式大致相同，無(wú)線電發(fā)送機(jī)120改變探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案122，因而能夠評(píng)估不同發(fā)送天線圖案或評(píng)估發(fā)送天線圖案和接收天線圖案的組合，以便在給定環(huán)境中使用。

圖1中示出的無(wú)線電發(fā)送機(jī)120還包括用于發(fā)送載荷信號(hào)128的載荷天線121’。載荷天線121’具有發(fā)送天線圖案129。在圖1中，將用于發(fā)送探測(cè)信號(hào)的可操縱發(fā)送圖案天線121和載荷天線121’被示為相同的物理實(shí)體121/121’。本公開(kāi)不必如此，如以下結(jié)合圖5所示，其中載荷天線121’和可操縱發(fā)送圖案天線121通過(guò)不同的物理天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)一個(gè)方案，無(wú)線電接收機(jī)100的處理器單元104包括同步模塊105。同步模塊105被配置為在時(shí)間上同步所使用的預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列和所使用的預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列。因此，在任意給定時(shí)刻，通過(guò)同步模塊105，無(wú)線電接收機(jī)100的處理器單元104知曉當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案126和探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案102的組合。以這種方式，處理器單元104被布置為確定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案122和探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案102的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。

根據(jù)一個(gè)方案，同步模塊105被布置為解調(diào)接收的探測(cè)信號(hào)106，并檢測(cè)已經(jīng)調(diào)制到由無(wú)線電發(fā)送機(jī)120發(fā)送的探測(cè)信號(hào)126上的數(shù)據(jù)信號(hào)107、127。根據(jù)一個(gè)方案，數(shù)據(jù)信號(hào)107、127是表示預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列的開(kāi)始的唯一同步字的載體。根據(jù)另一個(gè)方案，探 測(cè)信號(hào)被數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制以承載當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案。因此，使得無(wú)線電接收機(jī)100知曉當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案和當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案，無(wú)線電接收機(jī)由此可以確定與探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案和探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案的組合相對(duì)應(yīng)的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量度量。

根據(jù)一個(gè)方案，檢測(cè)的數(shù)據(jù)信號(hào)包括發(fā)送機(jī)標(biāo)識(shí)字。相應(yīng)地，發(fā)送機(jī)標(biāo)識(shí)字包括用以標(biāo)識(shí)產(chǎn)生接收的探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電發(fā)送機(jī)的信息。該標(biāo)識(shí)字的示例可以是例如發(fā)送機(jī)站的MAC地址或IP地址，或者簡(jiǎn)單地是標(biāo)識(shí)無(wú)線電發(fā)送機(jī)組中的無(wú)線電發(fā)送機(jī)的唯一字。

通過(guò)標(biāo)識(shí)字，無(wú)線電接收機(jī)可以標(biāo)識(shí)產(chǎn)生接收的探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電發(fā)送機(jī)。這使得無(wú)線電接收機(jī)能夠在存在很多探測(cè)信號(hào)的場(chǎng)景中找到正確的探測(cè)信號(hào)。此外，偶然從不感興趣的無(wú)線電發(fā)送機(jī)(即，接收機(jī)不想與之通信的無(wú)線電發(fā)送機(jī))接收到強(qiáng)探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電接收機(jī)可以通知操作員，操作員可以相應(yīng)地采取合適的動(dòng)作，例如，控制網(wǎng)絡(luò)中的干擾。根據(jù)一個(gè)備選，接收單元103被布置為解調(diào)接收的探測(cè)信號(hào)106，并檢測(cè)調(diào)制到由無(wú)線電發(fā)送機(jī)120發(fā)送的探測(cè)信號(hào)126上的數(shù)據(jù)信號(hào)107、127。這時(shí)，同步模塊105被布置為從接收單元103接收數(shù)據(jù)信號(hào)中包括的信息。

根據(jù)一個(gè)方案，在部署通信系統(tǒng)時(shí)執(zhí)行校準(zhǔn)，以便建立探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案與載荷天線的接收?qǐng)D案之間的至少在方向性方面(即主天線波束的方向)上的唯一關(guān)系。

注意，圖1中示出的天線121/121’、101/101’的發(fā)送圖案122、129和接收?qǐng)D案102、109被示為單波束天線圖案。當(dāng)然還存在這種單波束圖案的備選。因此，根據(jù)方案，所述預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案和接收?qǐng)D案序列包括：具有變化波束寬度的單個(gè)或多個(gè)波束天線圖案、其中每個(gè)波束的方向和寬度都隨序列而改變的兩個(gè)或多個(gè)波束天線圖案、以及隨機(jī)化天線圖案(即，沒(méi)有任何特別波束的更一般的天線圖案)。

換句話說(shuō)，根據(jù)一個(gè)方案，使用可調(diào)節(jié)波束天線裝置來(lái)持續(xù)地優(yōu)化天線波束寬度及其方向，以最大化無(wú)線電鏈路容量。這是有利的，因?yàn)樵谝恍﹫?chǎng)合中寬波束適用，但在其他情況下窄波束具有更好的性能。

因此，由于載荷天線對(duì)齊的改進(jìn)，本公開(kāi)獲得例如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路的系統(tǒng)增益的改進(jìn)，尤其在傳播條件隨時(shí)間發(fā)生改變的場(chǎng)景中。此外，還是由于載荷天線對(duì)齊的改進(jìn)，獲得了對(duì)NLOS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路的可用性的積極影響，尤其在傳播條件持續(xù)改變的環(huán)境中。

圖2示出了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路通信系統(tǒng)200。無(wú)線電鏈路收發(fā)機(jī)201、202配備有可操縱天線陣列，即，可用于持續(xù)監(jiān)視無(wú)線電鏈路的傳播條件以檢測(cè)并可能響應(yīng)次優(yōu)天線對(duì)齊的可操縱接收222和發(fā)送212圖案天線。

根據(jù)一個(gè)方案，可操縱發(fā)送和接收?qǐng)D案天線僅被用作傳感器，處理器單元211、221在無(wú)線電鏈路兩端使用所述傳感器來(lái)探測(cè)通信信道，以判斷載荷天線(圖2中未明確示出)的對(duì)齊是否合適或者是否存在更好的對(duì)齊。該情形中，當(dāng)預(yù)期到通過(guò)重對(duì)齊可以有足夠大的系統(tǒng)增益時(shí)，請(qǐng)求對(duì)載荷天線的手動(dòng)天線重對(duì)齊。

根據(jù)另一個(gè)方案，天線陣列212、222還用于通過(guò)載荷信號(hào)的跳(hop)的無(wú)線電鏈路載荷傳輸。根據(jù)該方案，發(fā)送機(jī)201和接收機(jī)202被布置為自動(dòng)重對(duì)齊天線，即，自動(dòng)適配用于載荷信號(hào)的發(fā)送和接收的發(fā)送圖案和接收?qǐng)D案，以便當(dāng)傳播條件隨時(shí)間改變時(shí)，適配到最好或更好的天線對(duì)齊。

圖2示出了可操縱天線陣列212、222，所述可操縱天線陣列212、222包括多個(gè)單獨(dú)天線元件340、440。通過(guò)這些單獨(dú)天線元件340、440的控制，可操縱天線陣列產(chǎn)生不同的天線圖案。

圖3示出了一個(gè)這樣的單獨(dú)天線元件340，被布置為用作可操縱天線陣列212的一部分以用于進(jìn)行發(fā)送。

圖4示出了一個(gè)這樣的單獨(dú)天線元件440，被布置為用作可操縱天線陣列222的一部分以用于進(jìn)行接收。

根據(jù)方案，至少兩種類(lèi)型的信號(hào)通過(guò)無(wú)線電跳230從發(fā)送機(jī)201發(fā)送到接收機(jī)202，一個(gè)是載荷信號(hào)，一個(gè)是探測(cè)信號(hào)。使用天線陣列212的第一相位操控值來(lái)發(fā)送載荷信號(hào)，同時(shí)使用天線陣列操縱系數(shù)的第二集合來(lái)發(fā)送探測(cè)信號(hào)，如圖3所示，其中示出了多個(gè)天線陣列元件中的單個(gè)陣列元件340。由此，可以相互獨(dú)立地控制載荷信號(hào) 和探測(cè)信號(hào)的天線圖案，同時(shí)天線圖案仍被布置為在空中341并行傳輸。

因此，圖3示出了無(wú)線電發(fā)送機(jī)201的實(shí)施例的細(xì)節(jié)300，具體示出了用于接收探測(cè)信號(hào)的端口310和用于接收載荷信號(hào)的端口320。然后，探測(cè)信號(hào)和載荷信號(hào)被布置為經(jīng)由探測(cè)信號(hào)移相器312和載荷信號(hào)移相器322而經(jīng)受不同的移位。探測(cè)信號(hào)移相器312和載荷信號(hào)移相器322被布置為由處理器211來(lái)操縱，這里，所述處理器單元211被示為探測(cè)信號(hào)處理器模塊211’和載荷信號(hào)處理器模塊211”。

根據(jù)一個(gè)方案，圖3中示出的求和單元330通過(guò)定向耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

從相同的天線元件340發(fā)送341載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)。

圖4示出了無(wú)線電接收機(jī)202的實(shí)施例的細(xì)節(jié)400，具體示出了分別用于輸出接收的探測(cè)信號(hào)和輸出接收的載荷信號(hào)的輸出端口410、420。然后，探測(cè)及載荷信號(hào)441被布置為被天線元件440接收，然后經(jīng)由探測(cè)信號(hào)移相器412和載荷信號(hào)移相器422而分別經(jīng)受不同的移位。探測(cè)信號(hào)移相器412和載荷信號(hào)移相器422被布置為由處理器單元221來(lái)操縱，這里，所述處理器單元221被示為探測(cè)信號(hào)處理器模塊221’和載荷信號(hào)處理器模塊221”。

注意，通信系統(tǒng)中的發(fā)送和接收功能通常包含在相同的物理天線中，即，收發(fā)機(jī)設(shè)備使用的適于同時(shí)發(fā)送接收的天線。

根據(jù)方案，探測(cè)信號(hào)和載荷信號(hào)相互分離，從而不相互干擾。此外，優(yōu)選地，不應(yīng)允許探測(cè)信號(hào)消耗的通信資源(例如無(wú)線電鏈路許可頻帶)超過(guò)由于業(yè)務(wù)流低于當(dāng)前所需的無(wú)線電鏈路容量而引起的自由可用資源。

因此，根據(jù)第一方案，通過(guò)為探測(cè)信號(hào)預(yù)留可變寬度子頻帶，實(shí)現(xiàn)了載荷信號(hào)與探測(cè)信號(hào)之間的分離。子頻帶的寬度依賴于載荷信號(hào)承載的業(yè)務(wù)負(fù)載。

根據(jù)第二方案，通過(guò)在時(shí)間上同步無(wú)線電發(fā)送機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)以使能時(shí)分雙工(TDD)傳輸，并根據(jù)業(yè)務(wù)流為探測(cè)信號(hào)預(yù)留可變傳輸時(shí)間量，來(lái)實(shí)現(xiàn)載荷信號(hào)與探測(cè)信號(hào)之間的分離。

因此，根據(jù)第三方案，通過(guò)使用載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)的不同擴(kuò)頻碼，實(shí)現(xiàn)了載荷信號(hào)與探測(cè)信號(hào)之間的分離。合適地，探測(cè)信號(hào)相對(duì)于載荷信號(hào)的分配的發(fā)送功率隨著業(yè)務(wù)負(fù)載而變化，即，在低業(yè)務(wù)負(fù)載時(shí)使用大探測(cè)信號(hào)功率，反之亦然。

根據(jù)方案，相對(duì)于載荷信號(hào)所消耗的通信資源，探測(cè)信號(hào)所消耗的通信資源的量是根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)負(fù)載而設(shè)置的，所以根據(jù)本方案的載荷信號(hào)的總符號(hào)能量將隨時(shí)間變化。為對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明并保持恒定的探測(cè)信號(hào)符號(hào)能量，可以使用可以具有可變長(zhǎng)度的PN序列來(lái)調(diào)制探測(cè)信號(hào)。由此，當(dāng)大量資源可用時(shí)，使用短的長(zhǎng)度(短的重復(fù)持續(xù)時(shí)間)，并且通信資源很少時(shí)，使用較大的長(zhǎng)度(長(zhǎng)的重復(fù)持續(xù)時(shí)間)。

根據(jù)一個(gè)方案，在使用擴(kuò)展頻譜類(lèi)型的分離系統(tǒng)時(shí)，使用探測(cè)信號(hào)的功率控制，以便不過(guò)度干擾載荷信號(hào)。根據(jù)一個(gè)備選，設(shè)置探測(cè)信號(hào)的功率，以保持在無(wú)線電接收機(jī)處接收的載荷信號(hào)的恒定的預(yù)定義信號(hào)噪聲比(SNR)或均方誤差(MSE)。以這種方式，使用當(dāng)前SNR給定的凈空，用于探測(cè)信號(hào)的信道探測(cè)。

根據(jù)一個(gè)方案，載荷信號(hào)的接收被布置為與接收探測(cè)信號(hào)并行執(zhí)行。此外，如上文所討論，載荷信號(hào)與探測(cè)信號(hào)無(wú)關(guān)且分離。

探測(cè)信號(hào)與載荷信號(hào)無(wú)關(guān)是有利的，因?yàn)榭梢栽谔綔y(cè)期間為探測(cè)信號(hào)的操作賦予完全的自由，而沒(méi)有對(duì)載荷信號(hào)的使用造成不利影響的風(fēng)險(xiǎn)。由于探測(cè)信號(hào)和載荷信號(hào)分離，可以在不改變載荷信號(hào)的情形下隨意地改變探測(cè)信號(hào)，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此外，可以重新使用并升級(jí)被布置用于載荷信號(hào)的發(fā)送和接收的已有通信系統(tǒng)，以便還能夠發(fā)送和接收探測(cè)信號(hào)。

通過(guò)改變天線陣列的天線陣列操縱系數(shù)，可以獲得發(fā)送方向和接收方向的范圍。根據(jù)一個(gè)方案，無(wú)線電發(fā)送機(jī)201使用具有給定寬度的單個(gè)天線波束，并按照預(yù)定順序和預(yù)定的步進(jìn)大小在發(fā)送角度(仰角和方位角)范圍中步進(jìn)，與此同時(shí)，無(wú)線電接收機(jī)202也使用具有給定寬度的單個(gè)天線波束，并按照預(yù)定順序和預(yù)定步進(jìn)大小在預(yù)定接收角度(仰角和方位角)范圍中步進(jìn)，每個(gè)發(fā)送角度一次循環(huán)。然后，無(wú)線電接收機(jī)202可以確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值，例如針對(duì)每個(gè)發(fā)送接收 角配置的探測(cè)信號(hào)的接收信號(hào)功率或能量，并因此可以確定當(dāng)前給定傳播條件下的合適天線對(duì)齊。

根據(jù)一個(gè)方案，且如上所述，無(wú)線電發(fā)送機(jī)201被布置為用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制探測(cè)信號(hào)，以便將當(dāng)前輸出發(fā)送角(例如，仰角和方位角)傳送至無(wú)線電接收機(jī)202，其中該信息由所述數(shù)據(jù)信號(hào)承載。這樣，無(wú)線電接收機(jī)202被布置為獲得辨別當(dāng)前正被無(wú)線電發(fā)送機(jī)201使用的發(fā)送角(仰角和方位角)(即，探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案)所需的信息。

根據(jù)一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)的無(wú)線電接收機(jī)通過(guò)與發(fā)送的探測(cè)信號(hào)相匹配的相關(guān)器架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)無(wú)線電接收機(jī)結(jié)構(gòu)具有低復(fù)雜度的方案，使用接收的探測(cè)信號(hào)的功率來(lái)確定在探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值方面哪個(gè)發(fā)送接收角對(duì)(即，探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案和探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案的組合)是最優(yōu)的。

如上所述，在更為高級(jí)的無(wú)線電接收機(jī)結(jié)構(gòu)中，可以使用其他性能度量作為探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值，例如，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)之間的共同信息、MSE、BER或類(lèi)似的性能度量。

圖5示出了被布置用于探測(cè)信號(hào)524和載荷信號(hào)511的并行發(fā)送和接收的收發(fā)機(jī)500，其中，分離的天線510、522用于探測(cè)信號(hào)524和載荷信號(hào)511。因此，載荷天線510用于載荷信號(hào)的發(fā)送和接收，探測(cè)信號(hào)天線522用于探測(cè)信號(hào)的發(fā)送和接收。

根據(jù)圖5示出的收發(fā)機(jī)500的一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)天線522構(gòu)成被配置成載荷天線510的附加天線的低成本天線陣列。這里，探測(cè)信號(hào)天線522是用于持續(xù)評(píng)估載荷天線對(duì)齊的優(yōu)化度(即主載荷天線510的發(fā)送和接收?qǐng)D案)的附加天線。

根據(jù)另一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)天線522構(gòu)成碟形天線，所述碟形天線具有被布置為由處理器單元521機(jī)械操縱的發(fā)送和接收天線圖案。

根據(jù)又一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)天線522構(gòu)成碟形天線，所述碟形天線具有被布置為由操作員手動(dòng)操縱的發(fā)送和接收天線圖案。

根據(jù)一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)天線522剛性連接523到主天線。

根據(jù)另一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)天線522被布置為與載荷天線510相連，并和載荷天線510一起被校準(zhǔn)，這意味著處理器單元521可以做 出探測(cè)信號(hào)天線522的優(yōu)化對(duì)齊與載荷天線510的當(dāng)前對(duì)齊之間的比較。

根據(jù)又一個(gè)方案，在載荷天線510的優(yōu)化對(duì)齊偏離載荷天線510的當(dāng)前對(duì)齊超過(guò)預(yù)定閾值的情形中，被配置操縱探測(cè)信號(hào)天線522的處理器單元521產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)530，所述警報(bào)信號(hào)530經(jīng)由例如回程網(wǎng)絡(luò)被傳輸至系統(tǒng)操作員或維護(hù)人員。

根據(jù)一個(gè)方案，本公開(kāi)適用于具有單波束碟形天線的NLOS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路應(yīng)用，其中，單波束碟形天線用于無(wú)線電發(fā)送機(jī)120和無(wú)線電接收機(jī)100之間的載荷傳輸，即NLOS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路。根據(jù)該方案，使用可操縱接收/發(fā)送圖案天線來(lái)發(fā)送和接收探測(cè)信號(hào)126/106，所述可操縱接收/發(fā)送圖案天線與用于載荷傳輸?shù)牡翁炀€物理上不同。在該情形中，探測(cè)信號(hào)天線圖案的評(píng)估意味著找到傳播環(huán)境130中從無(wú)線電發(fā)送機(jī)120到無(wú)線電接收機(jī)100的經(jīng)由例如反射或折射的單個(gè)合適的NLOS傳播路徑。

圖6示出了無(wú)線電接收機(jī)100中用于評(píng)估定向載荷天線的接收?qǐng)D案109的方法600。方法600包括以下步驟：

·根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列，操縱S11可操縱接收?qǐng)D案天線101的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案102，以及

·經(jīng)由可操縱接收?qǐng)D案天線101，接收S12探測(cè)信號(hào)106，以及

·根據(jù)接收的探測(cè)信號(hào)106，確定S13取決于預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。

結(jié)合示出無(wú)線電接收機(jī)100的圖1，描述了執(zhí)行上述和在圖6中示出的方法的示例。通過(guò)操縱S11探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案102和接收S12探測(cè)信號(hào)的特征，可以評(píng)估不同探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案(例如，不同天線波束寬度或方向(仰角和方位角))在例如接收探測(cè)信號(hào)功率方面如何表現(xiàn)。以這種方式，該方法可以用于將預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列映射到對(duì)應(yīng)的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。

因此，可以持續(xù)評(píng)估無(wú)線電通信中使用的不同天線接收?qǐng)D案在給定環(huán)境下的適用性，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

如上文提到，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使用預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列，這 允許在系統(tǒng)部署前或在操作期間，根據(jù)例如政府規(guī)章或其他目的來(lái)設(shè)置所述預(yù)定探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列。

又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用探測(cè)信號(hào)來(lái)評(píng)估接收?qǐng)D案，因而可以與其他信號(hào)(例如載荷信號(hào))的接收無(wú)關(guān)地完成該評(píng)估。

根據(jù)一個(gè)方案，確定S13的步驟還包括：將被操縱的探測(cè)信號(hào)接收?qǐng)D案序列同步S131到用于無(wú)線電發(fā)送機(jī)120發(fā)送的探測(cè)信號(hào)126的預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列。此外，確定S13的步驟還包括：根據(jù)接收的探測(cè)信號(hào)106，確定S132取決于探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案122和接收?qǐng)D案102的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值。

已結(jié)合上述圖1給出包括方案的實(shí)現(xiàn)同步S131的步驟的示例，其中描述了圖1中示出的同步模塊105。

根據(jù)另一個(gè)方案，同步S131的步驟包括：通過(guò)解調(diào)接收的探測(cè)信號(hào)106，檢測(cè)探測(cè)信號(hào)126、106中包括的數(shù)據(jù)信號(hào)127、107。

根據(jù)又一個(gè)方案，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)包括同步字，所述同步字指示無(wú)線電發(fā)送機(jī)120使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列的開(kāi)始時(shí)間。

根據(jù)再一個(gè)方案，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)包括當(dāng)前用于無(wú)線電發(fā)送機(jī)120發(fā)送探測(cè)信號(hào)126的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案122。

已結(jié)合上述圖1給出包括其方案的實(shí)現(xiàn)同步S131的步驟的示例，其中描述了圖1中示出的同步模塊105。

根據(jù)一個(gè)方案，方法600還包括與接收探測(cè)信號(hào)106并行地經(jīng)由載荷天線101’接收S14載荷信號(hào)108的步驟。載荷天線101’具有載荷天線接收?qǐng)D案109。與探測(cè)信號(hào)126的發(fā)送并行地，使用載荷天線發(fā)送圖案129，從無(wú)線電發(fā)送機(jī)120發(fā)送載荷信號(hào)128。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷天線101’和可操縱接收?qǐng)D案天線101構(gòu)成相同的物理天線222。

結(jié)合圖2至4示出和描述了由相同的物理天線實(shí)現(xiàn)的載荷天線和可操縱接收?qǐng)D案天線的示例。這里，根據(jù)方案，使用單個(gè)天線陣列同時(shí)用于載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)。

根據(jù)又一個(gè)方案，載荷天線510和可操縱接收?qǐng)D案天線522構(gòu)成不同的物理天線。可操縱接收?qǐng)D案天線522安裝523在載荷天線510 的附近，并且被配置為具有和載荷天線510的天線接收?qǐng)D案等同的經(jīng)校準(zhǔn)的天線接收?qǐng)D案。

結(jié)合圖5示出和描述了分離的載荷和可操縱接收?qǐng)D案天線的示例。這里，根據(jù)方案，針對(duì)探測(cè)信號(hào)使用一天線陣列，同時(shí)針對(duì)載荷信號(hào)使用另一天線。根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電鏈路應(yīng)用中的一個(gè)方案，用于載荷信號(hào)的天線是碟形天線，所述碟形天線必須手動(dòng)重對(duì)齊以改變方向性。

換句話說(shuō)，根據(jù)另一個(gè)方案，方法600包括當(dāng)檢測(cè)到次優(yōu)載荷天線圖案時(shí)請(qǐng)求S17手動(dòng)天線重對(duì)齊的步驟。請(qǐng)求S17的步驟還包括向無(wú)線電接收機(jī)100的操作員發(fā)送天線重對(duì)齊請(qǐng)求消息。

根據(jù)一個(gè)方案，方法600還包括將對(duì)應(yīng)于載荷天線接收?qǐng)D案109或?qū)?yīng)于載荷天線發(fā)送圖案129和載荷天線接收?qǐng)D案109的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值與最高總確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值進(jìn)行比較S15的步驟。

根據(jù)一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括接收的探測(cè)信號(hào)的信號(hào)噪聲比SNR。根據(jù)另一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括接收的探測(cè)信號(hào)的信號(hào)干擾噪聲比SINR。根據(jù)又一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括無(wú)線電發(fā)送機(jī)120和無(wú)線電接收機(jī)100之間的共同信息的測(cè)量。根據(jù)再一個(gè)方案，探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值包括錯(cuò)誤率，例如，調(diào)制到探測(cè)信號(hào)上的數(shù)據(jù)信號(hào)的誤比特率BER。

方法600還包括：當(dāng)最高總確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值與對(duì)應(yīng)于載荷天線接收?qǐng)D案109或?qū)?yīng)于載荷天線發(fā)送圖案129和載荷天線接收?qǐng)D案109的組合的探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值之間的差超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，檢測(cè)S16次優(yōu)載荷天線圖案。

根據(jù)一個(gè)方案，所述閾值基于對(duì)載荷傳輸?shù)囊髞?lái)設(shè)置。因此，即使當(dāng)前使用的載荷發(fā)送和接收?qǐng)D案不是最優(yōu)的，性能也足以滿足要求。在該情形中，不必重對(duì)齊。以這種方式，避免了頻繁的不必要的重對(duì)齊，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)又一個(gè)方案，載荷天線被配置為具有可操縱接收?qǐng)D案，方法600還包括通過(guò)將載荷天線的可操縱接收?qǐng)D案操縱為具有最高確定探測(cè)信號(hào)質(zhì)量值的接收?qǐng)D案來(lái)自動(dòng)重對(duì)齊S18載荷天線的可操縱接收?qǐng)D案的步驟。

圖7示出了無(wú)線電發(fā)送機(jī)120中用于評(píng)估定向載荷天線的發(fā)送圖案129的方法700。方法700包括以下步驟：

·產(chǎn)生S21探測(cè)信號(hào)，以及

·根據(jù)預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列，操縱S22可操縱發(fā)送圖案天線121的發(fā)送圖案122，以及

·經(jīng)由可操縱發(fā)送圖案天線121，發(fā)送S23探測(cè)信號(hào)126。

已結(jié)合示出無(wú)線電發(fā)送機(jī)120的圖1，描述了執(zhí)行在圖7中示出的方法的示例。

根據(jù)一個(gè)方案，產(chǎn)生S21的步驟還包括用數(shù)據(jù)信號(hào)127調(diào)制S211探測(cè)信號(hào)126的步驟。

根據(jù)另一個(gè)方案，數(shù)據(jù)信號(hào)127包括同步字，所述同步字指示所使用的預(yù)定探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案序列的開(kāi)始時(shí)間。

根據(jù)又一個(gè)方案，數(shù)據(jù)信號(hào)127包括可操縱發(fā)送圖案天線121當(dāng)前使用的探測(cè)信號(hào)發(fā)送圖案122。

如上文已討論，與數(shù)據(jù)信號(hào)有關(guān)的特征使得能夠?qū)Πl(fā)送和接收天線圖案的組合的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估。

根據(jù)再一個(gè)方案，方法700還包括與發(fā)送探測(cè)信號(hào)126并行地經(jīng)由載荷天線121’發(fā)送S24載荷信號(hào)128的步驟。載荷天線121’被配置為具有載荷天線發(fā)送圖案129。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷天線121’和可操縱發(fā)送圖案天線121構(gòu)成相同的物理天線212。

圖2中示出了這種共享型天線配置的示例，并結(jié)合圖2進(jìn)行了討論。

根據(jù)另一個(gè)方案，載荷天線510和可操縱發(fā)送圖案天線522構(gòu)成不同的物理天線。可操縱發(fā)送圖案天線522安裝523在載荷天線510的附近，并且被配置為具有和載荷天線510的天線發(fā)送圖案等同的經(jīng)校準(zhǔn)的參考天線發(fā)送圖案。

圖5中示出了這種具有用于探測(cè)信號(hào)和載荷信號(hào)的不同天線的天線配置的示例，并結(jié)合圖5進(jìn)行了討論。

根據(jù)又一個(gè)方案，在頻帶的第一部分中發(fā)送載荷信號(hào)128，在所 述頻帶的第二部分中發(fā)送探測(cè)信號(hào)126。

根據(jù)另一個(gè)方案，在時(shí)分雙工TDD幀的第一時(shí)隙中發(fā)送載荷信號(hào)128，在所述TDD幀的第二時(shí)隙中發(fā)送探測(cè)信號(hào)126。

根據(jù)另一個(gè)方案，使用第一擴(kuò)頻碼發(fā)送載荷信號(hào)128，使用第二擴(kuò)頻碼發(fā)送探測(cè)信號(hào)126。

根據(jù)再一個(gè)方案，載荷信號(hào)128和探測(cè)信號(hào)126的相對(duì)發(fā)送功率被布置為基于信號(hào)干擾噪聲比來(lái)改變，所述信號(hào)干擾噪聲比由被布置為接收載荷信號(hào)108的無(wú)線電接收機(jī)100確定。

因此，探測(cè)信號(hào)和載荷信號(hào)相互分離，從而不相互干擾。

在通信系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)負(fù)載(即，載荷信號(hào)承載的信息量)通常隨時(shí)間改變。根據(jù)方案，給定固定帶寬量對(duì)通信系統(tǒng)通常是可用的，則只允許探測(cè)信號(hào)消耗載荷信號(hào)不需要的資源。這時(shí)，上文詳細(xì)描述的使載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)分離的各個(gè)方案具有允許載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)之間的動(dòng)態(tài)資源分配的更多優(yōu)點(diǎn)。因此，當(dāng)業(yè)務(wù)負(fù)載高時(shí)，只有極少量資源被探測(cè)信號(hào)使用，而在業(yè)務(wù)負(fù)載低的時(shí)間期間，允許探測(cè)信號(hào)消耗更多資源。

自適應(yīng)調(diào)制是將調(diào)制格式適配為匹配當(dāng)前傳輸條件的技術(shù)。當(dāng)傳輸條件良好時(shí)(例如SNR方面)，使用提高吞吐量的高頻譜效率調(diào)制格式。當(dāng)傳輸條件不好時(shí)，使用提高對(duì)干擾和噪聲的抵抗力的較低頻譜效率調(diào)制格式。因此，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)制的通信系統(tǒng)的益處是，當(dāng)傳輸條件良好時(shí)(晴天條件)增加頻譜效率，同時(shí)當(dāng)傳輸條件變差時(shí)對(duì)抗干擾和噪聲。

有利地，自適應(yīng)調(diào)制可以與上文討論的載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)之間的動(dòng)態(tài)資源分配相結(jié)合。當(dāng)業(yè)務(wù)負(fù)載高時(shí)，根據(jù)本方案使用自適應(yīng)調(diào)制來(lái)最大化載荷信號(hào)的頻譜效率，僅間或留下有限的通信資源量供探測(cè)信號(hào)消耗。然而，當(dāng)業(yè)務(wù)負(fù)載低時(shí)，使用自適應(yīng)調(diào)制來(lái)降低載荷信號(hào)的頻譜效率，以增加對(duì)載荷信號(hào)傳輸?shù)母蓴_和噪聲的抵抗力。這允許有更多的通信資源被探測(cè)信號(hào)消耗，尤其在通過(guò)擴(kuò)頻碼將載荷信號(hào)和探測(cè)信號(hào)分離的場(chǎng)景中。

參考附圖(例如框圖和/或流程圖)描述本公開(kāi)的方案。應(yīng)當(dāng)理解， 附圖中的若干實(shí)體(例如框圖中的框)以及附圖中的實(shí)體的組合可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述指令可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中并被載入計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)的處理器、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和/或用來(lái)產(chǎn)生機(jī)器的其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置，使得該指令經(jīng)由計(jì)算機(jī)的處理器和/或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行時(shí)創(chuàng)建用來(lái)實(shí)現(xiàn)方框圖和/或流程圖框中指定的功能/動(dòng)作的裝置。

在一些實(shí)現(xiàn)中且根據(jù)本公開(kāi)的一些方案，在框中提到的功能或步驟可以以與操作圖示中說(shuō)明的順序不同的順序來(lái)發(fā)生。例如依賴于所涉及的功能/動(dòng)作，連續(xù)示出的兩個(gè)框?qū)嶋H上可以實(shí)質(zhì)上同時(shí)執(zhí)行，或者框有時(shí)候可以按照相反的順序執(zhí)行。此外，框中提到的功能或步驟可以根據(jù)本公開(kāi)的一些方案循環(huán)連續(xù)執(zhí)行。

在附圖和說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)公開(kāi)了本公開(kāi)的示例性方案。然而，可以在不顯著偏離本公開(kāi)的原理的情況下做出對(duì)這些方案的許多變化和修改。因此，本公開(kāi)應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性而非限制性的，并且不限于上文討論的具體方案。因此，雖然使用了特定術(shù)語(yǔ)，但是其用于一般性或描述性意義，且不用于限制目的。