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(10)申请公布号CN102783201A(43)申请公布日2012.11.14CN102783201A*CN102783201A*(21)申请号201180010412.8(22)申请日2011.02.2461/307,7772010.02.24US61/308,2182010.02.25US61/329,3032010.04.29USH04W16/28(2006.01)(71)申请人交互数字专利控股公司地址美国特拉华州(72)发明人S·艾哈迈德R·迪吉罗拉墨J-L·格鲁S·A·格兰帝(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人南毅宁刘国平(54)发明名称使用定向天线的通信(57)摘要具有波束成形天线的方法和设备生成多个定向天线波束。生成发现信标以在与无线发射/接收单元（WTRU）相关联时使用。使用粗聚焦的定向天线波束将该发现信标传送至多个扇区。WTRU可以接收粗聚焦的定向天线波束中的一个，并且然后可以传送响应消息。正在建立精聚焦定向天线波束以用于分组数据传输。然后可以使用粗聚焦定向天线波束中的一个向WTRU传送周期性信标。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.08.21(86)PCT申请的申请数据PCT/US2011/0260622011.02.24(87)PCT申请的公布数据WO2011/106517EN2011.09.01(51)Int.Cl.权利要求书2页说明书22页附图17页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页说明书22页附图17页1/2页21.一种在具有被配置为生成多个定向天线波束的波束成形天线的接入点（AP）中使用的方法，该方法包括：生成发现信标以在与无线发射/接收单元（WTRU）相关联时使用；使用粗聚焦定向天线波束向与所述AP相关联的多个扇区传送所述发现信标；在所述发现信标的传输之后侦听来自WTRU的响应消息；在从所述WTRU接收到响应消息的情况下，建立用于与该WTRU通信的精聚焦定向天线波束；使用所述精聚焦定向天线波束与所述WTRU传递分组数据；以及使用所述粗聚焦定向天线波束中的一个粗聚焦定向天线波束向所述WTRU传送周期性信标。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述AP被配置为在60千兆赫频带中操作。3.根据权利要求1所述的方法，其中，传送所述发现信标包括传送与所述粗聚焦定向天线波束的地理覆盖相关联的信息。4.根据权利要求3所述的方法，其中，从所述WTRU接收到的响应消息包括对所述WTRU接收到哪个粗聚焦定向天线波束的指示。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述发现信标包括被包含在所述周期性信标中的信息的子集。6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：生成与所述AP相关联的扇区的旋转顺序，其中根据该旋转顺序来执行向与所述AP相关联的多个扇区传送所述发现信标。7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：生成与所述AP相关联的扇区的随机顺序，其中根据该随机顺序来执行向与所述AP相关联的多个扇区传送所述发现信标。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在向与所述AP相关联的所述多个扇区中的每一个扇区传送所述发现信标之后执行侦听来自WTRU的响应消息。9.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：动态地调整执行传送所述发现信标所在的第一间隔；以及动态地调整执行传送所述周期性信标所在的第二间隔。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一间隔不同于所述第二间隔。11.一种供在包括被配置为生成多个定向波束的天线的接入点（AP）中使用的方法，该方法包括：确定所述多个定向波束的数目；确定传送发现信标所在的多个频率信道；生成发现信标串，该发现信标串包括与所述多个定向波束中的每一个定向波束和所述多个频率信道中的每一个频率信道相关联的发现信标；传送所述发现信标串。12.一种接入点（AP），该AP包括：处理器，该处理器被配置为生成发现信标以在与无线发射/接收单元（WTRU）相关联时使用；权利要求书CN102783201A22/2页3波束成形天线，该波束成形天线被配置为生成多个粗定向天线波束并使用所述多个粗定向天线波束来传送所述发现信标；接收机，该接收机被配置为在传送所述发现信标之后侦听来自WTRU的响应消息；其中，该波束成形天线还被配置为在从所述WTRU接收到响应消息的情况下，生成用于与所述WTRU传递分组数据的精聚焦定向天线波束，并使用所述多个粗聚焦定向天线波束中的一个粗聚焦定向天线波束向所述WTRU传送周期性信标。13.根据权利要求12所述的AP，其中，所述AP被配置为在60千兆赫频带中操作。14.根据权利要求12所述的AP，其中，所述处理器还被配置为生成多个发现信标并在所述多个发现信标的每一个发现信标中包含与将被用于传送该发现信标的所述多个粗定向天线波束中的一个粗定向天线波束的地理覆盖相关联的信息。15.根据权利要求14所述的AP，其中，所述接收机还被配置为从所述WTRU接收响应消息，该响应消息包括对所述WTRU接收到哪个粗定向天线波束的指示。16.根据权利要求12所述的AP，其中，所述发现信标包括被包含在所述周期性信标中的信息的子集。17.根据权利要求12所述的AP，其中，所述波束成形天线还被配置为根据所述多个粗定向天线波束的旋转顺序来传送所述发现信标。18.根据权利要求12所述的AP，其中，所述波束成形天线还被配置为根据所述多个粗定向天线波束的随机顺序来传送所述发现信标。19.根据权利要求12所述的AP，其中，所述接收机还被配置为在所述波束成形天线使用所述多个粗定向天线波束中的每一个粗定向天线波束传送所述发现信标之后侦听来自WTRU的响应消息。20.根据权利要求12所述的AP，其中，所述波束成形天线还被配置为动态地调整传送所述发现信标所在的第一间隔；以及动态地调整传送所述周期性信标所在的第二间隔。权利要求书CN102783201A31/22页4使用定向天线的通信[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求2010年2月24日提交的美国临时申请No.61/307,777、2010年2月25日提交的美国临时申请No.61/308,218和2010年4月29日提交的美国临时申请No.61/329,303的权益，其内容通过引用结合到本文中。背景技术[0003]在无线通信中，智能天线具有改变无线电波束传送和接收模式以充分利用无线传输环境的能力。智能天线是有利的，因为其在不增加过多成本和系统复杂性的情况下提供相对高的无线电链路增益。移动站（STA）或接入点（AP）可以使用智能天线来形成定向传送和接收波束以在差的无线电环境中实现高性能。[0004]诸如IEEE802.11无线局域网（WLAN）的在2.4GHz和5GHz波段中操作的无线通信系统利用全向信标进行系统广告和发现。与较高频带相比，2.4GHz和5GHz波段中的传输范围较高且需要较少的“天线增益”来传送或接收信号。然而，当使用全向天线对着所有方向时，在诸如60GHz波段的高频WLAN无线电环境条件下操作的STA常常充分地退化。无线电环境退化程度随着频带的增加而增加，并且信号穿透障碍物变得困难且大气吸收使信号退化。[0005]IEEE802.11无线发射/接收单元（WTRU）可以依赖于具有冲突避免的载波侦听多址接入（CSMA/CA）和请求发送/清除发送（RTS/CTS）机制来减少帧冲突。当使用定向天线时，隐藏的节点问题可能更加普遍，因为WTRU传送和接收指向特定的地理区域（或扇区）。利用定向天线的WTRU也面临遮蔽（deafness）问题。当WTRU的传输由于相邻WTRU的天线沿另一方向接收（换言之，相邻WTRU可能未沿着适当的方向进行侦听）而未被相邻WTRU接收到时发生遮蔽。当相邻WTRU与另一WTRU通信时可能发生遮蔽。发明内容[0006]一种具有波束成形天线的方法和设备生成多个定向天线波束。生成发现信标以在与WTRU相关联时使用。使用粗（coarsely）聚焦的定向天线波束将该发现信标传送至多个扇区。WTRU可以接收粗聚焦的定向天线波束中的一个，然后可以传送响应消息。建立精（finely）聚焦定向天线波束以用于分组数据传输。然后可以使用粗聚焦定向天线波束中的一个向WTRU传送周期性信标。[0007]用于定向WTRU的保护机制包括定向准备发送（DRTS）和定向清除发送（DCTS）帧。具有定向天线的WTRU可以在与定向天线相关联的每个扇区中使用定向保护机制。使用DRTS和DCTS帧来解决从使用定向天线的多个WTRU的使用产生的遮蔽和隐藏节点问题。还公开了定向自由接收（DFTR）。附图说明[0008]通过结合附图以示例的方式给出的以下描述，可以具有更详细的理解，在附图说明书CN102783201A42/22页5中：[0009]图1A是其中可以实现一个或多个公开的实施方式的示例性通信系统的系统图；[0010]图1B是可以在图1A所示的通信系统内使用的示例性无线发射/接收单元（WTRU）的系统图；[0011]图1C是可以在图1A所示的通信系统内使用的示例性无线电接入网和示例性核心网的系统图；[0012]图2是用于传送发现信标、周期性信标和分组数据传输的方法的方法流程图；[0013]图3是使用粗定向波束的发现信标传输的示例的图示；[0014]图4是使用定向天线波束的发现信标传输、周期性信标传输和分组数据传输的图示；[0015]图5是使用定向天线波束的发现信标传输、周期性信标传输和分组数据传输的信号流程图；[0016]图6是用于使用定向天线波束的发现信标传输的WTRU扫描的图示；[0017]图7是根据一个实施方式的后面是响应周期的发现信标传输的图；[0018]图8是根据一个实施方式的后面是响应周期的发现信标传输的图；[0019]图9是用于接收由AP传送的发现信标的WTRU精波束调节的图；[0020]图10是用于传送由AP传送的空间-频率信标的方法流程图；[0021]图11描绘其中目的WTRU与另一WTRU通信的遮蔽情形的示例；[0022]图12是实现QDRTS/QDCTS保护机制的图11的WTRU的图；[0023]图13是其中传送WTRU预期接收WTRU的扇区中的QDRTS和QDCTS帧传送和接收的图；[0024]图14是本公开所预期的第一类型的遮蔽问题的图；[0025]图15是图14所示的遮蔽问题的一个解决方案的信号流程图；以及[0026]图16是本公开所预期的第二类型的遮蔽问题的图。具体实施方式[0027]图1A是其中可以实现一个或多个公开的实施方式的示例性通信系统100的图。通信系统100可以是向多个无线用户提供诸如语音、数据、视频、消息发送、广播等内容的多接入系统。通信系统100可以使得多个无线用户能够通过包括无线带宽的系统资源的共享来接入此类内容。例如，通信系统100可以采用一种或多种信道接入方法，诸如码分多址（CDMA）、时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、正交FDMA（OFDMA）、单载波FDMA（SC-FDMA）等。[0028]如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元（WTRU）102a、102b、102c、102d、无线电接入网（RAN）104、核心网106、公共交换电话网（PSTN）108、因特网110及其它网络112，但是应认识到所公开的实施方式可以预期任何数目的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU102a、102b、102c、102d中的每一个可以是被配置为在无线环境中进行操作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，WTRU102a、102b、102c、102d可以被配置为传送和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备（UE）、移动站、固定或移动订户单元、寻呼机、蜂窝式电话、个人数字助理（PDA）、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、消费型电子设备等。说明书CN102783201A53/22页6[0029]通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a、114