專利名稱：使用定向天線的信標發(fā)射和接收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信裝置和方法，并且更具體地，涉及針對采用定 向天線的無線裝置的信標發(fā)射和接收的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在集中式和分布式無線網(wǎng)絡(luò)中，都廣泛使用信標信號來在無線裝置 之間傳遞重要控制信息。具體來說，當"新的"無線裝置剛剛打開時，或 者剛剛移動到已經(jīng)有一個或多個其它無線裝置(例如，無線接入點)在 工作的區(qū)域內(nèi)時，信標信號包括使得該"新的"無線裝置能夠與其它已有 的(多個)無線裝置建立通信的重要信息。這樣的信息可以包括用于使 無線裝置之間的通信同步的時序信息、工作信道或頻率、針對數(shù)據(jù)傳輸 的時隙分配等。
信標信號通常是這樣廣播的使得發(fā)信標裝置的發(fā)射范圍內(nèi)的任何 無線裝置都能夠接收到該信標。過去，這些信標信號在信標發(fā)射器處和 信標接收器處都是使用全向或基本全向的天線來廣播和接收的。圖1圖示 這種全向信標發(fā)射設(shè)置的實例，包括發(fā)信標裝置110和兩個無線信標接收 裝置120。
不過，在新一代無線網(wǎng)絡(luò)中，工作頻率在很多情況下要遠高于從前 的系統(tǒng)。例如，這些系統(tǒng)中的某一些會以60GHz左右的頻率工作，或甚至 更高。不幸的是，與工作頻率較低的信號相比，以這些較高頻率廣播或 發(fā)射的信號會遭受明顯大得多的衰減一尤其是在穿透中間物體時，比如 建筑物中的墻壁。結(jié)果，除非顯著增加發(fā)射器功率電平(這樣做通常沒 有可行性)，否則工作在這些較高頻率上的無線裝置的通信范圍將會明 顯減小。
緩和這些較高頻帶的問題的一種解決方案是讓無線裝置使用定向天 線。眾所周知，當減小發(fā)射或廣播天線方向圖(antenna pattern)的波 束寬度時，會達到效果與增大發(fā)射器功率電平一樣的天線增益。類似地， 當減小接收天線方向圖的波束寬度時，會達到效果與增大接收功率電平 一樣的天線增益。通過采用波束寬度足夠窄(即，天線增益足夠大)的定向天線來進行發(fā)射和接收，無線裝置就能夠在依舊維持可接受的通信 范圍的同時在較高頻帶上工作。
不過，當廣播信標信號的無線裝置采用定向天線時，僅僅沿著天線 方向圖的方向廣播信標信號。因此，在處于發(fā)信標裝置的通信范圍內(nèi)的 無線裝置中，僅有很小百分比的無線裝置能夠真正接收到信標信號。此 外，這一問題在接收無線裝置也采用定向天線而且這些定向天線的波束 可能并不指向發(fā)信標裝置的時候更加嚴重。同時，因為假設(shè)發(fā)信標裝置 和搜索信標信號的"新的"無線裝置彼此都不知道對方的存在，那么它們 沒有辦法知道將它們的天線指向哪里，或者何時將天線指向?qū)Ψ?，以?信標信號從發(fā)信標裝置有效地傳送到無線裝置。
圖2圖示這種設(shè)置的實例，包括發(fā)信標裝置210和兩個搜索信標信號 的無線裝置220a和220b。無線裝置220a將它的定向天線指向發(fā)信標裝置 210，但是它仍然可能接收不到信標信號，因為發(fā)信標裝置210將它的定 向天線指向了遠離無線裝置220a的方向。同時，發(fā)信標裝置210將它的定 向天線指向了無線裝置220b，但是無線裝置220b可能接收不到信標信號， 因為它的定向天線指向了遠離發(fā)信標裝置210的方向。
由此，希望提供一種針對采用定向天線的無線裝置的信標發(fā)射和接 收方法。還希望提供一種采用定向天線并且依然能夠?qū)⑿艠诵盘杺魉偷?位于相對于它而言的任何方向上的無線裝置的信標發(fā)射器。此外還希望 提供一種具有能夠從位于相對于它而言的任何方向上的發(fā)信標裝置接收 到信標信號的定向天線的無線裝置。
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中， 一種廣播信標信號的方法包括提供多個 超幀，每個這些超幀都包括具有至少M個信標時隙的信標周期；生成要在 多個超幀中的每個超幀的信標周期期間廣播的信標信號；以及在信標周 期期間的M個信標時隙中的每個信標時隙期間在M個不同方向中的一個相 應(yīng)方向上廣播信標信號，其中該信標信號在每個信標周期期間在所有M個 方向上都進行了廣播。
在本發(fā)明的另一個方面中， 一種信標發(fā)射裝置包括信標信號發(fā)生 器，適合于生成信標信號；以及定向天線系統(tǒng)，適合于在多個超幀中的不同方向中的一個相應(yīng)方向上廣播信標信號，其中該定向天線系統(tǒng)在每
個信標周期期間在所有M個方向上廣播信標信號。
在本發(fā)明的再一個方面中，接收由發(fā)信標裝置在多個超幀中的每個
方向中的一個選定方向上廣播的信標信號。該方法包括(l)在具有基 本上與超幀之一 的時間周期相等的時間周期的接收器幀期間將定向天線 方向圖的主瓣指向N個方向中的第一個方向；(2)在接收器幀期間搜索 信標信號；O)當在接收器幀期間沒有檢測到信標信號時，在下一個接 收器幀期間將定向天線方向圖的主瓣指向N個方向中的下一個方向；以及
(4)重復(fù)步驟(2)和(3),直到檢測到信標信號。
在本發(fā)明的又一個方面中，無線裝置接收在多個超幀中的每個超幀 內(nèi)的信標周期期間的M個信標時隙中的每個信標時隙期間在M個不同方 向中的一個選定方向上廣播的信標信號。該無線裝置包括信標信號檢 測器，適合于接收和檢測信標信號；以及與信標檢測器的輸入端耦合的 定向天線系統(tǒng)，該定向天線系統(tǒng)具有包括主瓣的天線方向圖并且適合于 在各自具有基本上與超幀之一的時間周期相等的時間周期的多個接收器 幀中的每個接收器幀期間將主瓣指向N個不同方向中的一個方向，其中 定向天線系統(tǒng)在N個連續(xù)的接收器時間周期期間在所有N個方向上轉(zhuǎn)向
(steer)天線方向圖的主瓣。
圖1圖示使用全向天線廣播和接收信標信號的設(shè)置。 圖2圖示使用定向天線廣播和接收信標信號時的問題。 圖3圖示使用定向天線廣播和接收信標信號的設(shè)置的一個實施例。 圖4是具有能夠按照圖3的設(shè)置廣播信標信號的定向天線系統(tǒng)的發(fā)信
標裝置的一個實施例的功能框圖。
圖5是具有能夠按照圖3的設(shè)置接收信標信號的定向天線系統(tǒng)的無
線裝置的一個實施例的功能框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加完整地介紹本發(fā)明，在這些附圖中示 出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。不過，本發(fā)明可以以不同的形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)將本發(fā)明解釋為限于此處所陳述的實施例。相反，這些實施例是作 為本發(fā)明的講解實例而給出的。
圖3圖示使用定向天線廣播和接收信標信號的設(shè)置的一個實施例。圖 3圖示了無線信標發(fā)射裝置(發(fā)信標裝置)310和無線信標接收裝置320。
發(fā)信標裝置310包括產(chǎn)生信標信號的信標信號發(fā)生器以及用于發(fā)射 信標信號的定向天線系統(tǒng)。發(fā)信標裝置310的定向天線系統(tǒng)產(chǎn)生圖3中所 示的具有主瓣的定向天線方向圖。發(fā)信標裝置310的定向天線系統(tǒng)能夠?qū)?主瓣轉(zhuǎn)向或切換到多個(M個)不同的方向上。為了簡化附圖和解釋說明， 圖3的實例示出的是M-4的情況。不過，應(yīng)當理解，M可以是，并且一般是， 遠大于4的數(shù)。在一個示范性實施例中，M=20。有益地，方向的數(shù)量M要 足夠大，從而在與主瓣的寬度一并考慮的情況下，能夠在至少360度的范 圍內(nèi)轉(zhuǎn)向主瓣的至少一部分。
如圖3中所示，發(fā)信標裝置310通過在多個超幀330中發(fā)射來進行工 作。每個超幀330包括信標周期340，信標周期340包括多個信標時隙342。 有益地，信標時隙342的數(shù)量等于M， M是發(fā)信標裝置310的定向天線適合 于轉(zhuǎn)向或切換到的方向的數(shù)量。
有益地，在圖3的示范性實施方式中，每個超幀330還包括用于發(fā)射 有效負載數(shù)據(jù)的多個數(shù)據(jù)時隙350。在一個實施例中，有效負載數(shù)據(jù)可以 是視頻數(shù)據(jù)，或者音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的組合，后面將就此進一步詳細 解釋。有效負載數(shù)據(jù)可以由發(fā)信標裝置310和/或由附近的其它無線裝置 在數(shù)據(jù)時隙3 5 0期間發(fā)送。
無線裝置320包括信標信號檢測器以及與信標檢測器的輸入端耦合 的定向天線系統(tǒng)。無線裝置320的定向天線系統(tǒng)產(chǎn)生具有主瓣的定向天線 方向圖。無線裝置320的定向天線系統(tǒng)能夠?qū)⒅靼贽D(zhuǎn)向或切換到多個(N 個)不同的方向上。為了簡化附圖和解釋說明，圖3的實例示出的是恥4 的情況。不過，應(yīng)當理解，N可以是，并且一般是，遠大于4的。在一種 示范性實施方式中，N-20。有益地，方向的數(shù)量N要足夠大，從而在與主 瓣的寬度一并考慮的情況下，能夠在至少360度的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向主瓣的至少 一部分。雖然為了簡化，在圖3的實例中無線裝置320的定向天線系統(tǒng)的 方向的數(shù)量N與發(fā)信標裝置310的定向天線系統(tǒng)的方向的數(shù)量M相等，但是 應(yīng)當理解， 一般情況下，N并非必須與M相等。
在操作上，圖3的設(shè)置運作如下。要在無線裝置320和發(fā)信標裝置310 (和/或其它(多個)無線裝置) 之間建立通信，必須首先將信標信號成功傳送到無線裝置320。信標信號 包括使得"新的"無線裝置320能夠與發(fā)信標裝置310和/或其它(多個)已 有無線裝置建立通信的重要信息。這樣的信息可以包括用于使無線裝置 之間的通信同步的時序信息、工作信道或頻率、針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r隙分 配等。
最開始，假設(shè)發(fā)信標裝置310已經(jīng)基于超幀330建立了時序，并且正 在每個超幀330中的信標周期340期間發(fā)射信標信號，下文中將就此詳細 介紹。隨后，無線裝置320要么被打開、移動到發(fā)信標裝置310已經(jīng)在其 中工作的區(qū)域內(nèi)，要么可能會失掉與發(fā)信標裝置310的同步(例如，在預(yù) 定長度的時間內(nèi)未能接收到信標)。由此，發(fā)信標裝置310和無線裝置320 無法利用相對于彼此的先前位置/方向信息。此外，假設(shè)無線裝置320未 與發(fā)信標裝置310同步。不過，假設(shè)無線裝置320已經(jīng)事先了解了超幀330 的近似時間長度。因此，無線裝置320建立一系列"接收器幀"，每個"接 收器幀"具有基本上與一個超幀330的長度相等的長度。如此處所用的， 術(shù)語"接收器幀"并非必然指的是任何具有時隙等的具體通信幀，而是僅 僅指的是由接收器建立的時間幀或時間周期的重復(fù)組，這些時間幀或時 間周期各自具有與由發(fā)信標裝置310廣播的超幀330本質(zhì)上相同的時間長 度，但是這些時間幀或時間周期可能不與任何超幀330同步。
發(fā)信標裝置310在每個超幀330的信標周期340期間的M個信標時隙 342中的每個信標時隙期間沿著M個不同方向中的 一個相應(yīng)方向廣播信標 信號。以這種方式，在每個超幀330中的每個信標周期340期間在所有M個 方向上都廣播了信標信號。當然，發(fā)信標裝置310可以使用多于M個信標 時隙342來沿著M個方向發(fā)射信標信號，這樣可以以效率為代價來提供一 定的冗余度或其它優(yōu)點。而且，雖然如圖3中所示，信標周期340是一個 包括在超幀330開端處的M個信標時隙342的連續(xù)時間周期，但是應(yīng)當理 解，信標周期340可以包括在其中提供了用于廣播信標信號的信標時隙 342的超幀330中的任何地方的任何連續(xù)的或非連續(xù)的(多個)時間周期。
同時，無線裝置320的定向天線系統(tǒng)在第一個接收器幀期間使其天線 方向圖的主瓣指向N個方向中的第一個方向(例如，方向J),并且在該 接收器幀期間搜索信標信號。如果接收到信標信號，則無線裝置320能夠 與發(fā)信標裝置310同步并且建立通信。此外，無線裝置320現(xiàn)在還知道，它應(yīng)當總是將它的定向天線系統(tǒng)轉(zhuǎn)向或切換到朝向發(fā)信標裝置310的方 向J上來接收信標，直到并且除非預(yù)定的時間周期過去，此時信標信號已 經(jīng)丟失并且有必要進行重新獲取。
另一方面，如果無線裝置320在第一個接收器幀期間沒有接收到信標 信號，則它的定向天線系統(tǒng)在下一個接收器幀期間將其定向天線方向圖 的主瓣指向N個方向中的下一個方向(例如，方向J+1)并且在該下一個 接收器幀期間再次搜索信標信號。
針對所有N個方向重復(fù)這樣的過程，或者直到檢測到信標信號。以這 種方式，無線裝置320的定向天線系統(tǒng)在N個連續(xù)的接收器幀(基本上等 于N個連續(xù)超幀的時間周期)期間在所有N個方向上轉(zhuǎn)向天線方向圖的主 瓣，或者直到它檢測到信標信號一這會終止信標搜索過程。
在圖3中所示的實例中，無線裝置320在第二個超幀330中的第三個信 標時隙3 4 2期間接收信標信號。
應(yīng)當理解，根據(jù)前面介紹的設(shè)置，無線裝置320從發(fā)信標裝置310接 收到信標信號所花費的最大時間僅僅取決于超幀330的長度和無線裝置 320的定向天線系統(tǒng)將其主瓣指向的不同方向的數(shù)量N。就是說，因為發(fā) 信標裝置310在每個超幀330的信標周期340期間在所有方向上進行發(fā)射， 于是只要它在完整的超幀330期間將其天線方向圖指向發(fā)信標裝置310， 無線裝置320就保證能接收到信標信號，即使它的時序與發(fā)信標裝置310 不同步。由于無線裝置320的定向天線系統(tǒng)具有N個不同的可能方向，因 此它保證能在N個超幀330之內(nèi)接收到信標信號。
圖4是具有能夠按照圖3的設(shè)置廣播信標信號的定向天線系統(tǒng)的發(fā)信 標裝置400的一個實施例的功能框圖。在一個實施例中，發(fā)信標裝置400 是IEEE 802. ll接入點。發(fā)信標裝置400可以是獨立的無線裝置，或者可 以與另 一個裝置連接或與另 一個裝置集成在一起。在圖4所示的實施例 中，發(fā)信標裝置4OO除了發(fā)射信標信號以外還發(fā)射音頻/視頻有效負載數(shù) 據(jù)，并且與音頻/視頻源連接，比如廣播電視接收器、有線接收器、衛(wèi)星 接收器、磁帶放像機或向發(fā)信標裝置400供應(yīng)視頻信號的視頻盤(例如， DVD)播放器。當然，發(fā)信標裝置400可以與視頻源合并在同一個物理單 元中。
發(fā)信標裝置400包括信標信號發(fā)生器410和定向天線系統(tǒng)420。 信標信號發(fā)生器410生成由發(fā)信標裝置400周期廣播的信標信號。在一個實施例中，信標信號發(fā)生器410生成用于在周期發(fā)射的超幀中的信標 周期內(nèi)的相應(yīng)數(shù)量的(M個)信標時隙期間在多個(M個)不同方向上發(fā) 射的信標信號。當然，信標信號發(fā)生器410可以使用多于M個信標時隙來 沿著M個方向發(fā)射信標信號，這樣可以以效率為代價來提供一定的冗余度 或其它優(yōu)點。
信標信號發(fā)生器410可以包括硬件、軟件和/或固件單元的組合，比 如時鐘、處理器/控制器、存儲器，數(shù)據(jù)格式器、信號調(diào)制器、RF或微波 發(fā)射器等。在一實施例中，信標信號發(fā)生器410可以將信標信號與要在 超幀中的規(guī)定時隙內(nèi)傳送到各種不同無線裝置的有效負載數(shù)據(jù)一起合并 到超幀中。
定向天線系統(tǒng)420從信標信號發(fā)生器410接收所要發(fā)射的信號，包括 信標信號(例如，是一連串的超幀330 ),并且根據(jù)由定向天線系統(tǒng)420 提供的天線方向圖每次沿著M個可用方向中的一個選定方向發(fā)射該信號。 有益地，天線方向圖具有聚集了大部分輻射能量的主瓣。主瓣被描述成 具有由輻射能量比主瓣"中心"處的最大輻射能量低3dB的點定義的波束 寬度。定向天線系統(tǒng)420能夠?qū)⒅靼昵袚Q或轉(zhuǎn)向到M個方向中的任何一個 方向上，有益地是這M個方向覆蓋至少360度的范圍。例如，在一個實施 例中，主瓣波束寬度為大約20度，并且M為20，從而定向天線系統(tǒng)420能 夠通過按順序選擇所有M個可用方向來將主瓣指向所有可能的方向。
定向天線系統(tǒng)420可以以各種各樣的實施例來實現(xiàn)，包括相控陣天 線，或者能夠有選擇地打開和關(guān)閉的多個單個的定向天線單元，在這種 情況下，多個天線單元中的每個天線單元提供中心方向不同于其它天線 單元的相應(yīng)主瓣。
定向天線系統(tǒng)420還可以包括用于控制天線方向圖的轉(zhuǎn)向或切換的 控制器，或者它可以從信標信號發(fā)生器410的處理器/控制器接收一個或 多個信號。在任何情況下，都要控制定向天線系統(tǒng)420來在信標周期期間 的M個信標時隙中的每一個信標時隙期間沿著M個不同方向中的一個相應(yīng)
方向發(fā)射信標信號。結(jié)果，在每個信標周期期間(以及因此在每個超幀 中)，在所有M個方向上廣播信標信號。
圖5是具有能夠按照圖3的設(shè)置接收信標信號的定向天線系統(tǒng)的無線 裝置500的一個實施例的功能框圖。在圖5中所示的實施例中，無線裝置 500除了接收信標信號之外還接收音頻/視頻有效負栽數(shù)據(jù)，并且與音頻/ 視頻顯示裝置相連接，比如視頻顯示器、計算機顯示器、手持顯示器或其它從無線裝置500接收視頻信號的裝置。
無線裝置500包括信標信號檢測器510和定向天線系統(tǒng)520。
信標信號檢測器510搜索并檢測由發(fā)信標裝置廣播的信標信號。在一 個實施例中，信標信號檢測器510在相應(yīng)數(shù)量的(N個)各自的長度近似 與超幀相同的接收器幀期間在多個(N個)不同方向上搜索信標信號。
信標信號檢測器510可以包括硬件、軟件和/或固件單元的組合，比 如時鐘、處理器/控制器、存儲器、RF或微波接收器、信號解調(diào)器、數(shù)據(jù) 檢測器等。在一個實施例中，信標信號檢測器510可以使用某些或所有相 同的單元來檢測在超幀內(nèi)的規(guī)定時隙中從發(fā)信標裝置(或其它無線裝置) 發(fā)出的有效負載數(shù)據(jù)，因此包括數(shù)據(jù)接收器。
定向天線系統(tǒng)520根據(jù)由定向天線系統(tǒng)520提供的天線方向圖每次沿 著N個可用方向中的一個選定方向從發(fā)信標裝置接收包括信標信號(例 如，是一連串的超幀330 )的發(fā)射信號。有益地，天線方向圖具有聚集了 大部分輻射能量的主瓣。定向天線系統(tǒng)520能夠?qū)⒅靼昵袚Q或轉(zhuǎn)向到N個 方向中的任何一個方向上，有益地是這N個方向跨越至少360度的范圍。 例如，在一個實施例中，主瓣波束寬度為大約20度，并且N為20，從而定 向天線系統(tǒng)520能夠通過按順序選擇所有N個可用方向來將主瓣指向所有 可能的方向。
定向天線系統(tǒng)520可以以各種各樣的實施例來實現(xiàn)，包括相控陣天 線，或者能夠有選擇地打開和關(guān)閉的多個單個的定向天線單元，在這種 情況下，多個天線單元中的每個天線單元提供中心方向不同于其它天線 單元的相應(yīng)主瓣。
定向天線系統(tǒng)520還可以包括用于控制天線方向圖的轉(zhuǎn)向或切換的 控制器，或者它可以從信標信號檢測器510的處理器/控制器接收一個或 多個信號。在任何情況下，都要控制定向天線系統(tǒng)520來在N個連續(xù)的接 收器幀中的每個接收器幀期間將其主瓣指向或引向N個不同方向中的一 個相應(yīng)方向，直到信標信號檢測器510檢測到信標信號。結(jié)果，無線裝置 5OO能夠在N個連續(xù)的接收器幀的時段期間在所有N個方向上進行搜索，從 各方面講，接收器幀都與N個連續(xù)的超幀的時間長度相同。
雖然在此處公開了優(yōu)選實施例，但是可能有很多的變化，這些變化 仍然處于本發(fā)明的思想和范圍之內(nèi)。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在 閱讀了此處的說明書、附圖和權(quán)利要求之后，這些變化將變得顯而易見。 因此本發(fā)明并不受到除了所附權(quán)利要求的思想和范圍之外的約束。
權(quán)利要求
1.一種廣播信標信號的方法，包括提供多個超幀(330)，每個超幀包括具有至少M個信標時隙(342)的信標周期(340)；生成要在多個超幀(330)中的每個超幀的信標周期(340)期間廣播的信標信號；以及在信標周期(340)期間的M個信標時隙中的每個信標時隙期間在M個不同方向中的一個相應(yīng)方向上廣播信標信號，其中所述信標信號在每個信標周期(340)期間在所有M個方向上進行廣播。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述信標信號包括使得信標接收 器(320、 500 )能夠?qū)⒔邮掌鲙c超幀(330 )同步來進行有效負載數(shù)據(jù) 通信的信標數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個超幀(330 )包括多個用于 在發(fā)信標裝置(310、 400 )與信標接收裝置(320、 500 )之間傳送有效 負載數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)時隙(350 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中有效負載數(shù)據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中有選擇地在M個不同方向中的一 個相應(yīng)方向上廣播信標信號包括將定向天線方向圖的主瓣指向所述相應(yīng) 方向，并且其中方向的數(shù)量M是這樣的以使得主瓣的至少一部分在每個信 標周期(340 )期間在至少360度的范圍之內(nèi)轉(zhuǎn)向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中將定向天線方向圖的主瓣指向M 個不同方向中的一個相應(yīng)方向包括轉(zhuǎn)向相控陣天線(420 )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中將定向天線方向圖的主瓣轉(zhuǎn)向到 M個不同方向中的一個相應(yīng)方向上包括選擇多個天線單元中的一個或多 個，在這種情況下，多個天線單元中的每個天線單元提供中心方向不同 于其它天線單元的相應(yīng)主瓣。
8. —種信標發(fā)射裝置(310、 400 )，包括 信標信號發(fā)生器(410)，適合于生成信標信號；以及 定向天線系統(tǒng)(420 )，適合于在多個超幀(330 )中的每個超幀內(nèi)的信標周期(340 )期間的M個信標時隙中的每個信標時隙期間在M個不同 方向中的一個相應(yīng)方向上廣播信標信號，其中定向天線系統(tǒng)(420 )在每 個信標周期(330 )期間在所有M個方向上都廣播所述信標信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信標發(fā)射裝置(310、 400)，其中定向天線 系統(tǒng)(420 )包括相控陣天線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信標發(fā)射裝置(310、 400 )，其中定向天 線系統(tǒng)(420 )包括多個天線單元，在這種情況下，多個天線單元中的每 個天線單元提供中心方向不同于其它天線單元的相應(yīng)主瓣。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信標發(fā)射裝置(310、 400 )，其中定向天 線系統(tǒng)(420 )適合于將定向天線方向圖的主瓣指向選定方向，并且其中 方向的數(shù)量M是這樣的以使得主瓣的至少一部分在每個信標周期(340 ) 期間在至少360度的范圍之內(nèi)轉(zhuǎn)向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信標發(fā)射裝置(310、 400),其中信標信 號包括使得信標接收器(320、 500 )能夠與信標發(fā)射器同步來進行有效 負載數(shù)據(jù)通信的信標數(shù)據(jù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信標發(fā)射裝置(310、 400 ),其中每個超 幀(330 )包括多個用于在信標發(fā)射裝置(310、 400 )和信標接收裝置(320、 500 )之間傳送有效負栽數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)時隙。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信標發(fā)射裝置(310、 400 )，其中有效負 載數(shù)據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)，其中信標發(fā)射裝置(310、 400 )與廣播電視接收 器、有線電視接收器、衛(wèi)星電視接收器、磁帶放像機以及用于接收視頻 數(shù)據(jù)的影碟播放器中的至少一個連接。
15. —種接收由發(fā)信標裝置(310、 400 )在多個超幀(330 )中的每 個超幀內(nèi)的信標周期(340 )期間的M個信標時隙(342 )中的每個信標時 隙期間在M個不同方向中的一個選定方向上廣播的信標信號的方法，該方 法包括(1) 在具有基本上與超幀(330 )之一的時間周期相等的時間周期 的接收器幀期間將定向天線方向圖的主瓣指向N個方向中的第一個方向；(2) 在接收器幀期間搜索信標信號；(3) 當在接收器幀期間沒有檢測到信標信號時，在下一個接收器幀 期間將定向天線方向圖的主瓣指向N個方向中的下一個方向；以及(4 )重復(fù)步驟(2 )和(3 )，直到檢測到信標信號。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中將定向天線方向圖的主瓣指向 N個方向中的第一個方向包括轉(zhuǎn)向相控陣天線。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中將定向天線方向圖的主瓣指向N個方向中的第一個方向包括選擇多個天線單元中的一個或多個，在這種 情況下，多個天線單元中的每個天線單元提供中心方向不同于其它天線 單元的相應(yīng)主瓣。
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19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中方向的數(shù)量N是這樣的以使得 主瓣的至少一部分在N個接收器幀期間在至少360度的范圍之內(nèi)轉(zhuǎn)向。
20. —種無線裝置(320、 500 )，用于接收在多個超幀(330 )中的 每個超幀內(nèi)的信標周期(340 )期間的M個信標時隙(342 )中的每個信標 時隙期間在M個不同方向中的一個選定方向上廣播的信標信號，該無線裝 置(320、 500 )包括信標信號檢測器(510)，適合于接收和檢測信標信號；以及 與信標信號檢測器(510)的輸入端耦合的定向天線系統(tǒng)(520 )， 所述定向天線系統(tǒng)(520 )具有包括主瓣的天線方向圖并且適合于在各自 具有基本上與超幀(330 )之一的時間周期相等的時間周期的多個接收器 幀中的每個接收器幀期間將主瓣指向N個不同方向中的一個方向，其中定 向天線系統(tǒng)(520 )在N個連續(xù)的接收器時間周期期間在所有N個方向上轉(zhuǎn) 向天線方向圖的主瓣。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的無線裝置(320、 500 ),其中定向天線系 統(tǒng)(520 )包括相控陣天線。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的無線裝置(320、 500 ),其中定向天線系 統(tǒng)(520 )包括多個天線單元，在這種情況下，多個天線單元中的每個天 線單元提供中心方向不同于其它天線單元的相應(yīng)主瓣。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的無線裝置(320、 500 )，其中方向的數(shù)量 N是這樣的以使得主瓣的至少一部分在每個信標周期(340 )期間在至少 360度的范圍之內(nèi)轉(zhuǎn)向。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的無線裝置(320、 500 )，其中每個超幀(330 ) 包括多個數(shù)據(jù)時隙(350 )，該無線裝置(320、 500 )還包括數(shù)據(jù)接收器(510)，所述數(shù)據(jù)接收器適合于在多個數(shù)據(jù)時隙(350 )中的至少一個 數(shù)據(jù)時隙期間接收有效負載數(shù)據(jù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的無線裝置(320、 500 )，其中有效負載數(shù) 據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)，無線裝置(320、 500 )與用于顯示視頻數(shù)據(jù)的視頻顯 示器連接。
全文摘要
一種用于廣播和接收信標信號的系統(tǒng)包括信標發(fā)射器(210、400)和信標接收器(320、500)。信標發(fā)射器包括用于生成信標信號的信標信號發(fā)生器(410)和定向天線系統(tǒng)(420)，定向天線系統(tǒng)用于有選擇地在多個超幀(330)中的每個超幀內(nèi)的信標周期(340)期間的M個信標時隙(342)中的每個信標時隙期間在M個不同方向中的一個相應(yīng)方向上發(fā)射信標信號。信標接收器包括用于接收和檢測信標信號的信標信號檢測器(510)和定向天線系統(tǒng)(520)，該定向天線系統(tǒng)具有包括主瓣的天線方向圖并且適合于在各自具有基本上與超幀之一的時間周期相等的時間周期的多個接收器幀中的每個接收器幀期間將主瓣有選擇地轉(zhuǎn)向到N個不同方向中的一個選定方向上。
文檔編號H04W16/28GK101563951SQ200780046937
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者C·-T·仇, R·陳, S·-A·塞耶迪-埃斯法哈尼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司