子采样天线元件制造技术

提供了一种用于在无线网络中使用的天线设备和操作此类天线设备的方法。该天线设备具有复数个全向天线元件和复数个RF链，其中存在比全向天线元件更少的RF链。复数个全向天线元件的子集被耦合至复数个RF链并且耦合至复数个RF链的采样电路对由复数个全向天线元件的子集接收的信号进行采样。这形成信号检测过程的一部分，其中复数个全向天线元件的不同子集被迭代地耦合至复数个RF链。根据在每次迭代由采样电路采样的信号来构造对于复数个全向天线元件的信号样本空间协方差矩阵，并且应用于信号样本空间协方差矩阵的射束形成算法对由多个全向天线元件接收的信号进行参数化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】子采样天线元件
本公开涉及无线网络。更特别地，本公开涉及对由无线网络中的天线元件接收的信号进行采样。
技术介绍
无线网络可以被提供用来服务一系列不同功能，但是无线网络的一个用途是在用户设备装置（例如移动电话）与无线网络的节点通信的通信网络中执行回程，并且该无线网络然后使得这些节点能够与无线网络的其他节点通信，然后它们（通常以有线方式）连接至物理通信基础设施并且然后继续连接到诸如互联网的有线通信网络。存在对移动网络运营者可用的许多不同的用例和不同类型的回程技术，但是在该上下文中存在为什么将会期望提供仅与相对小蜂窝内的用户设备通信的无线回程网络的终端节点（在本文中也被称为馈线终端）的许多原因。小的蜂窝部署对提供越来越多数目的移动数据顾客所要求的增强的服务质量可能是有用的。小的蜂窝具有许多优点，诸如：它们允许容量热点把缓解拥塞作为目标，它们适合于在密集的户外城市环境中（例如在街道设施上）进行部署，它们可以被部署在宏蜂窝覆盖不良的具体已知的“非热点”中或经历稳定的日常通信量（偶尔具有明显峰值）的室内非热点（诸如比如运动场、购物中心等等的密集城市室内环境）内。此外，小的蜂窝还可能适用于移动部署（诸如在列车或者其他移动运输装置中）。在上面讨论的无线回程用例中，馈线终端（FT）（即最靠近接入点（AP）的回程节点，例如在LTE的上下文中其可能是eNodeB（eNB））通常可能被安装在街道设施或建筑物立面上，可能在街道标高之上3-6米。相反，馈线基站（FB）（即最靠近核心网络的回程节点）利用与接入宏网络相同的基础设施。鉴于上面的使用上下文，不可避免的是当回程连通性不可用时将发生某种程度的运行中断（outage）。当存在设备故障或者持久或暂时物理阻碍（诸如在回程链路的视线中的大雨或车辆）时例如可能发生运行中断。尽管小的蜂窝的使用可能使得连通性的目标可用性被放松，但是如果当这样的运行中断确实发生时无线网络的节点能够将它们自身再次配置成提供不同的通信路径，则这将是有利的。此外，考虑到当使用较小的蜂窝时需要部署更多数目的FT，以便在新安装站点处需要很少工程的情况下促进快速大规模的部署，非常期望节点（FT和FB两者）自组织和自配置的能力。在无线网络的上下文中，可能需要允许的进一步的考虑是不仅仅依据载波频率允许的对应传播而且还依据应用于给定载波频率的监管许可制度的无线网络操作所处的载波频率。尽管提供在牌照豁免频带中操作的无线网络将是有利的，但是归因于其自由可用性，这样的无牌照带中缺少官方监管意味着无线网络必须能够应付来自未经请求且不协调的无线源的同信道以及邻近信道干扰，以及此外不管任何最初良好规划的部署，如果无线网络（在时间上）是耐久的，则它必须能够迅速适应来自其他源的静态或动态、固定或移动的无线电通信量。在这样的环境中提供无线回程网络的一种可能方法将是使用基于竞争的协议（诸如IEEE802.11(WiFi)），但是然后必须小心，以确保接入不会通过将两个空中接口分成单独的带来不干扰回程，然而尽管如此其他移动设备或运营商可能仍使用造成显著干扰的同一频谱。尽管WiFi的广泛可用性可表示更便宜的方法，但是WiFi不能迅速解决快速空间和时间干扰图样变化，这使得它在实践中更不适合实时回程服务的严格要求。此外，可用预期WiFi的使用要求仔细的工程并且被用在限制其部署可能性的窄的点对点模式中。
技术实现思路
一些示例实施例提供一种天线设备，其包括：多个全向天线元件；多个RF链，其中多个RF链的数目小于多个全向天线元件的数目；选择连接电路，其用来将多个全向天线元件的子集耦合至多个RF链；采样电路，其被耦合至多个RF链以对由多个全向天线元件的子集接收的信号进行采样；以及信号检测电路，其用来控制信号检测过程，该信号检测过程包括选择连接电路将多个全向天线元件的子集迭代地耦合至多个RF链以及信号检测电路根据在每次迭代由采样电路采样的信号为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵，并且该信号检测电路被配置成将射束形成算法应用于信号样本空间协方差矩阵以便对由多个全向天线元件接收的信号进行参数化。本技术认识到，存在诸如小蜂窝的上述部署、以及无牌照频带的上述使用之类的情形，在其中对将天线设备部署于其中的环境的理解（或者更确切地，环境的可靠参数化）可能是特别重要的，以便使无线网络运行良好。因此，使无线网络中的天线设备能够实行信号检测过程是有益的，该天线设备可以通过该信号检测过程来评估其环境。应该注意，在本上下文中，被检测的“信号”可以来自于RF干扰的外部、未经请求和未协调的源，或者可以是从无线网络的另一天线设备发射的已知探测信号。此外，本技术进一步认识到，如果天线设备能够在所有方向上等同地侦听其环境，则当评估在其中部署天线设备的环境时这是有利的，以使得由天线设备的定向不对称性引入的任何偏差（例如作为强定向数据发射/接收天线的结果）不会影响该评估。因为这个原因，本技术提供了具有多个全向天线元件的天线设备。在由该天线设备来提供多个全向天线元件的情况下，这通常将意味着还将在天线设备中提供对应的多个RF链，以便下变换和处理由这些全向天线元件中的每一个接收的信号。然而，本技术认识到与限制在天线设备中提供的RF链的数目相关联的优点，因为这允许该天线设备例如被更便宜且紧凑地产生。为了实现该优点，并且还仍提供期望数目的全向天线元件来允许天线设备的环境的准确评估，采用该方法，由此天线设备中的RF链被其全向天线元件共享，并且切换电路（选择连接电路）被提供用来使得全向天线元件的（真，即小于所有）子集能够在任何给定时间耦合至RF链。将会认识到，本技术不限于特定数目的全向天线元件和RF链，并且这只是全向天线元件和RF链的数目的不同而已，其重要性在于它确定为了使由所有全向天线元件接收的信号最终被采样要由切换电路实施的耦合迭代的数目。然而，在一个示例实施例中，存在三个全向天线元件和两个RF链。然后启用迭代程序，通过该迭代程序将全向天线元件的连续子集耦合至RF链并且由每次迭代的子集接收的信号被采样。为了该目的，提供被耦合至RF链的采样电路。此外，本技术认识到，实际上可以基于迭代样本的集合来迭代且递增地构造表示由全向天线元件的集合观测到的信号的信号样本空间协方差矩阵，并且因此信号检测电路被提供用来基于在每次迭代由采样电路得到的样本来构造信号样本空间协方差矩阵。一旦信号样本空间协方差矩阵被构造，信号检测电路就将射束形成算法应用于该信号样本空间协方差矩阵以便对由多个全向天线元件接收的信号进行参数化。该射束形成算法可以采用多种形式，但是特别地可以允许信号检测电路关于诸如到达方向、所接收的信号强度和/或信号源的数目之类的参数来对信号进行参数化。然后存在可以构造信号样本空间协方差矩阵的许多特定方式，但是在一些实施例中该信号检测电路具有用来根据由采样电路采样的信号通过以下来为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵的配置：将对于在每个天线元件处采样的信号的零延迟自相关值累加为总和；关于所执行的迭代的数目来对该总和标准化以便生成用于天线的平均功率值；以及利用平均功率值来填充信号样本空间协方差矩阵的对角元素。该信号样本空间协方差矩阵的对角元素对应于零延迟自相关，即每一个都仅依赖于在具体时间点处由一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线设备，其包括：多个全向天线元件；多个RF链，其中多个RF链的数目小于多个全向天线元件的数目；选择连接电路，其用来将多个全向天线元件的子集耦合至多个RF链；采样电路，其被耦合至多个RF链以对由多个全向天线元件的子集接收的信号进行采样；以及信号检测电路，其用来控制信号检测过程，该信号检测过程包括选择连接电路将多个全向天线元件的子集迭代地耦合至多个RF链以及信号检测电路根据在每次迭代由采样电路采样的信号为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵，以及该信号检测电路被配置成将射束形成算法应用于信号样本空间协方差矩阵以便对由多个全向天线元件接收的信号进行参数化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.25 GB 1511200.6;2015.10.30 GB 1519272.71.一种天线设备，其包括：多个全向天线元件；多个RF链，其中多个RF链的数目小于多个全向天线元件的数目；选择连接电路，其用来将多个全向天线元件的子集耦合至多个RF链；采样电路，其被耦合至多个RF链以对由多个全向天线元件的子集接收的信号进行采样；以及信号检测电路，其用来控制信号检测过程，该信号检测过程包括选择连接电路将多个全向天线元件的子集迭代地耦合至多个RF链以及信号检测电路根据在每次迭代由采样电路采样的信号为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵，以及该信号检测电路被配置成将射束形成算法应用于信号样本空间协方差矩阵以便对由多个全向天线元件接收的信号进行参数化。2.根据权利要求1所述的天线设备，其中该信号检测电路具有用来根据由采样电路采样的信号通过以下各项来为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵的配置：将对于在每个天线元件处采样的信号的零延迟自相关值累加为总和；关于所执行的迭代的数目来对该总和标准化以便生成用于天线的平均功率值；以及利用平均功率值来填充信号样本空间协方差矩阵的对角元素。3.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该信号检测电路具有用来根据由采样电路采样的信号通过以下各项来为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵的配置：利用对于在相应天线元件处采样的信号的零延迟互相关值填充信号样本空间协方差矩阵的非对角元素。4.根据权利要求4所述的天线设备，其中利用对于在相应天线元件处采样的信号的零延迟互相关值填充的该信号样本空间协方差矩阵的非对角元素是以下各项中的一个：信号样本空间协方差矩阵的上三角元素或下三角元素，并且其中该信号检测电路具有用来根据由采样电路采样的信号通过以下各项来为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵的配置：将用来填充信号样本空间协方差矩阵的上三角元素或下三角元素的零延迟互相关值分别地共轭、指数交换和拷贝到下三角元素或上三角元素。5.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该信号检测电路具有用来根据由采样电路采样的信号通过以下各项来为多个全向天线元件构造信号样本空间协方差矩阵的配置：累加作为先前构造的信号样本空间协方差矩阵和根据由信号检测过程的当前实例中的采样电路采样的信号计算的元素的组合的信号样本空间协方差矩阵的元素。6.根据权利要求5所述的天线设备，其中当将先前构造的信号样本空间协方差矩阵与根据由信号检测过程的当前实例中的采样电路采样的信号计算的元素组合时该信号检测电路能够应用至少一个时间演化因子。7.根据权利要求6所述的天线设备，将该至少一个时间演化...

【专利技术属性】
技术研发人员：A洛戈塞蒂斯，
申请(专利权)人：艾尔斯潘网络公司，
类型：发明
国别省市：美国,US