模块化天线阵列波束成形制造技术

本申请涉及模块化天线阵列波束成形。一种无线电通信设备包括：多个天线阵列，每个天线阵列被配置为根据相应的波束成形码字来生成可操控天线波束，其中多个天线阵列中的每个被配置为从被多个天线阵列中的每个重复使用的单天线阵列操控码本来获取相应的波束成形码字；以及波束成形电路，被配置为对多个天线阵列的信号加权，以协调来自多个天线阵列的子集的可操控天线波束，从而在第一操控方向形成组合天线波束。

【技术实现步骤摘要】
模块化天线阵列波束成形
各种实施例整体涉及模块化天线阵列的操控(steering)。
技术介绍
基于天线的通信系统可以利用波束成形来创建具有天线阵列的操控天线波束。波束成形系统可以调节通过(或在接收方向上接收)天线阵列的元件发送的信号中的每个的延迟和/或增益，以便在某些角度方向上产生建设性和破坏性推断的模式。通过精确选择每个天线元件的延迟和增益，波束成形架构可以控制所得到的干涉图案，以便实现在特定方向上提供高波束增益的可操控的“主瓣”。许多波束成形系统可以允许通过动态调节每个天线元件的延迟和增益参数来对波束图案进行自适应控制，并且因此可以允许波束成形器恒定地调节波束的操控方向，以便跟踪目标发射器或接收器的移动。波束成形架构可以常规地采用数字和射频(RF)处理中的一者或两者，以便在阵列的每个元件处应用期望的延迟和增益因子。相控天线阵列是用于窄带信号的特别有利的RF波束成形技术，其依赖于窄带信号的相移和时间延迟之间的近似等效。因此，相控天线阵列可以将RF移相器置于每个天线元件的信号路径中，并且允许调节各个相移值以便操控所得到的天线波束。尽管许多相控阵列设计通过仅相位控制实现了足够的性能，但是可以另外实施可变增益放大器和其他技术，如锥形化，以便也可以实现增益调节。与RF波束成形器的模拟RF处理相反，数字波束成形器可以在基带域中采用数字处理，以便在天线阵列上赋予期望的相位/延迟和增益因子。因此，在数字波束成形系统中，每个天线元件的相位和增益可以作为复权重以数字方式应用于基带域中的每个相应的天线信号。所得到的加权信号然后可以分别被应用到单独的射频(RF)链，每个射频链可以将接收到的加权信号混合到射频，并将经调制信号提供给天线阵列的相应天线元件。由于数字波束成形系统中的每个天线元件需要专用的RF链，所以许多数字波束成形解决方案可能需要大量的硬件，并且因此具有可观的成本和功率消耗率。混合波束成形解决方案可以同时在基带和RF域中应用波束成形，并且可以利用连接到多个低复杂度模拟RF移相器的数量减少的RF链。每个模拟RF移相器可以馈送到阵列的相应天线元件中，从而产生各自对应于唯一RF移相器并且共同对应于共用RF链的天线元件组。因此，此类混合系统可以通过接受由于依赖于RF移相器而不是数字复加权元件导致的轻微的性能降级来减少所需RF链的数量。
技术实现思路
本专利技术涉及一种无线电通信设备，包括：多个天线阵列，每个所述天线阵列被配置为根据相应的波束成形码字来生成可操控天线波束，其中所述多个天线阵列中的每个被配置为从被所述多个天线阵列中的每个重复使用的单天线阵列操控码本获取相应的波束成形码字；以及波束成形电路，被配置为对所述多个天线阵列的信号加权，以协调来自所述多个天线阵列的子集的可操控天线波束，从而在第一操控方向形成组合天线波束。附图说明在附图中，相同的附图标记通常在不同的视图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常重点说明本专利技术的原理。在下面的描述中，参考以下附图描述本专利技术的各种实施例，其中：图1示出RF波束成形架构；图2示出混合数字/RF波束成形架构；图3示出用于天线阵列的波束操控的图示；图4示出第一模块化波束成形架构；图5示出第二模块化波束成形架构；图6示出模块化成形的第一示例性操作模式；图7示出模块化波束成形的第二示例性操作模式；图8示出模块化波束成形的第三示例性操作模式；图9示出模块化波束成形的第四示例性操作模式；图10示出详细描述第一波束增宽技术的表；图11示出详细描述第二波束增宽技术的图表；以及图12示出操作无线电通信设备的方法。具体实施方式以下详细描述参考附图，其通过说明的方式示出可以实践本专利技术的具体细节和实施例。词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其他实施例或设计优选或有利。说明书和权利要求中的词语“多个”明确地指代大于1的数量。因此，明确地调用引用一定量的对象的上述单词(例如，“多个[对象]”)的任何短语明确地指代一个以上的所述对象。术语“(的)组”、“(的)集”、“(的)集合”、“(的)系列”、“(的)序列”、“(的)分组”等在说明书和权利要求书中(如果有的话)是指等于或大于1的数量，即一个或多个。术语“适当子集”、“减少的子集”和“较小子集”是指不等于集合的集合子集，即比集合包含较少元素的集合子集。应当理解，本文中使用的任何向量和/或矩阵符号本质上是示例性的，并且仅用于说明的目的。因此，应当理解，本公开中详细描述的方法不限于仅使用向量和/或矩阵来实施，并且相关联的处理和计算可以相对于数据、观察、信息、信号、样本、符号、元素等的集合、序列、组等进行等同地执行。此外，应当理解，对“向量”的引用可以指任何大小或取向的向量，例如包括1x1向量(例如标量)、1xM向量(例如行向量)和Mx1向量(例如列向量)。类似地，应当理解，对“矩阵”的引用可以指任何大小或取向的矩阵，例如包括1x1矩阵(例如标量)、1xM矩阵(例如行向量)和Mx1矩阵(例如列向量)。本文使用的“电路”被理解为可以包括专用硬件或执行软件的处理器的任何种类的逻辑实现实体。因此，电路可以是模拟电路、数字电路、混合信号电路、逻辑电路、处理器、微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、集成电路、专用集成电路(ASIC)等或它们的任何组合。将在下面进一步详细描述的相应功能的任何其它类型的实现也可以被理解为“电路”。应当理解，本文详细描述的电路中的任何两个(或多个)可以被实现为具有基本上等效的功能的单个电路，并且相反，本文详细说明的任何单个电路可以被实现为具有基本相等的功能的两个(或多个)分离电路。此外，对“电路”的引用可以指共同形成单个电路的两个或多个电路。术语“电路布置”可以指单个电路、电路集合和/或由一个或多个电路组成的电子设备。如本文所使用的，“存储器”可以被理解为其中可以存储数据或信息以供检索的非暂时计算机可读介质。因此，包括在本文中的对“存储器”的引用可以被理解为指代易失性或非易失性存储器，包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、固态存储器、磁带、硬盘驱动器、光驱等或它们的任何组合。此外，应当理解，术语存储器也包括寄存器、移位寄存器、处理器寄存器、数据缓冲器等。应当理解，被称为“存储器”或“一存储器”的单个组件可以由多于一种不同类型的存储器组成，并且因此可以指代包括一种或多种类型的存储器的集合组件。容易理解，任何单个存储器组件可以被分成多个共同等效的存储器组件，反之亦然。此外，虽然存储器可以被描绘为与一个或多个其他组件分离(如在附图中)，但是应当理解，存储器可以集成在另一个组件内，如在公共集成芯片上。参考移动通信网络的接入点使用的术语“基站”可以被理解为宏基站、微基站、节点B、演进型节点B(eNB)、家庭eNodeB、远程无线电头(RRH)、中继点等。如本文所使用的，在电信的上下文中的“小区”可以被理解为由基站服务的扇区。因此，小区可以是对应于基站的特定扇区化的一组地理位置相同的天线。因此，基站可以服务于一个或多个小区(或扇区)，其中每个小区的特征在于不同的通信信道。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电通信设备，包括：多个天线阵列，每个所述天线阵列被配置为根据相应的波束成形码字来生成可操控天线波束，其中所述多个天线阵列中的每个被配置为从被所述多个天线阵列中的每个重复使用的单天线阵列操控码本获取相应的波束成形码字；以及波束成形电路，被配置为对所述多个天线阵列的信号加权，以协调来自所述多个天线阵列的子集的可操控天线波束，从而在第一操控方向形成组合天线波束。

【技术特征摘要】
2016.06.16 US 15/183,8591.一种无线电通信设备，包括：多个天线阵列，每个所述天线阵列被配置为根据相应的波束成形码字来生成可操控天线波束，其中所述多个天线阵列中的每个被配置为从被所述多个天线阵列中的每个重复使用的单天线阵列操控码本获取相应的波束成形码字；以及波束成形电路，被配置为对所述多个天线阵列的信号加权，以协调来自所述多个天线阵列的子集的可操控天线波束，从而在第一操控方向形成组合天线波束。2.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中相应的波束成形码字各自包括多个复值波束成形权重，并且其中所述多个天线阵列各自被配置为通过将相应的波束成形码字的多个复数波束成形权重应用于每个天线阵列的多个加权电路，来生成相应的可操控天线波束。3.根据权利要求2所述的无线电通信设备，其中所述多个加权电路为多个射频(RF)波束成形电路。4.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中所述单天线阵列操控码本的每个波束成形码字被设计为在预定义的操控方向提供天线阵列操控。5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电通信设备，其中所述单天线阵列链操控码本的每个波束成形码字对应于线性渐进相移码字。6.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电通信设备，其中通过以下操作，所述波束成形电路被配置为对所述多个天线阵列的信号加权，以协调来自所述多个天线阵列的子集的可操控天线波束，从而在所述第一操控方向形成所述组合天线波束：对所述多个天线阵列的子集中的每个的信号中的每个施加相移，以产生所述信号中的每个之间的预定义相分离。7.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电通信设备，其中所述波束成形电路被配置为改变对所述多个天线阵列的信号的加权，以从所述多个天线阵列的不同子集的可操控天线波束生成不同的组合天线波束，其中所述多个天线阵列的不同子集的多个天线阵列中的每个被配置为重复使用所述单天线阵列操控码本，以生成形成不同的组合天线波束的可操控天线波束。8.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中所述波束成形电路被配置为调节对所述多个天线阵列的信号的加权，以协调来自所述多个天线阵列的第二子集的可操控天线波束，从而在第二操控方向形成第二组合天线波束。9.根据权利要求8所述的无线电通信设备，其中所述多个天线阵列的第二子集的大小与所述多个天线阵列的子集的大小不同，并且其中所述多个天线阵列的子集。10.根据权利要求8或9所述的无线电通信设备，其中所述多个天线阵列的第二子集被配置为利用所述单天线阵列操控码本来形成第一组合天线波束和第二组合天线波束。11.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电通信设备，其中所述波束成形电路被配置为调节对所述多个天线阵列的信号的加权，以在多个不同操控方向上操控来自所述多个天线阵列的可操控天线波束。12.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电通信设备，其中所述多个天线阵列被配置为经由所述可操控天线波束来传输无线信号，或者经由所述可操控天线波束来接收无线信号。13.一种无线电通信设备，包括：多个天线阵列，各自包括多个中频(IF)波束成形电路和多个射频(RF)波束成形电路，其中所述多个RF波束成形电路被配置为根据相应的操控码字来操控对应天线阵列的天线波束，并且所述多个IF波束成形...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·B·李，R·多斯特内加德，O·奥尔汗，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US