用于补偿相位噪声的微波无线电发射机及相关方法技术

本公开提供了一种微波无线电发射机装置，其包括天线布置和连接到该天线布置的预编码器模块。预编码器模块包括估计模块。预编码器模块被配置为接收N个信号s1，...，sN，并且产生N个经相位调整的发射信号TX1，...，TXN。所述天线布置包括N个天线元件i＝1，2，...，N。每个天线元件ai被配置为从预编码器获得相应的经相位调整的发射信号TXi，并发射相应的经相位调整的发射信号TXi。预编码器模块被配置为获得观察接收信号RX，该观察接收信号包括从N个天线元件发射的信号。估计模块被配置为针对每个天线元件ai估计相应的发射信号TXi和观察接收信号RX之间的相位差。预编码器模块被配置为基于所估计的相位差来调整每个发射信号。

Microwave radio transmitter for compensating phase noise and related method

The present disclosure provides a microwave radio transmitter device that includes an antenna arrangement and a precoder module connected to the antenna arrangement. The precoder module includes an estimation module. The precoder module is configured to receive N signals S1,..., sN, and to generate N modulated transmit signals TX1,..., TXN. The antenna arrangement includes N antenna elements I = 1, 2, and N. Each antenna element AI is configured to obtain a corresponding phase modulated transmit signal TXi from the precoder, and transmit corresponding phase modulated transmit signals TXi. The precoder module is configured to obtain an observed receive signal RX, which includes a signal transmitted from the N antenna element. The estimation module is configured to estimate the phase difference between the corresponding transmit signal TXi and the received signal RX for each antenna element ai. The precoder module is configured to adjust each transmit signal based on the estimated phase difference.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于补偿相位噪声的微波无线电发射机及相关方法
本公开涉及无线电发射机和无线电系统，并且具体涉及由微波无线电发射机发射的信号中的相位噪声。
技术介绍
对于微波频率的无线电通信，相位噪声是限制因素。相位噪声在多天线设置中(例如，在MIMO多输入多输出系统中)甚至产生更严重的问题。在多天线设置中，使用具有不同振荡器的若干发射天线向工作在相同频率下的若干接收天线发射信号。由于每个振荡器在发射侧引入与其他振荡器不同的相位噪声，所发射的信号呈现相互相位差。因此在发射信号之间存在缺乏相位对准的问题。这个问题的一个可能的解决方案是在接收机侧估计和补偿相位差。然而，发射机和接收机之间的无线通信信道引入各种类型的损伤，这些损伤可能对在接收机处进行补偿造成问题。另一个解决方案是使用从接收机反馈到发射机的信息来补偿发射机处的相位噪声。然而，这种解决方案受到由于从接收机接收反馈信息的延迟导致的低性能以及由于从接收机发送的反馈信息所消耗的资源而导致的开销的影响。因此，需要一种相位调整技术，至少部分地解决上述问题，而不降低性能。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种微波无线电发射机装置、网络节点、无线电系统和方法，其目的是单独地或者以任何组合方式减轻、缓解或消除本领域上述发现的缺陷和缺点中的一个或多个。该目的通过包括天线布置和连接到天线布置的预编码器模块在内的微波无线电发射机装置实现。预编码器模块包括估计模块。预编码器模块被配置为接收N个信号s1，...，sN，并且产生N个经相位调整的发射信号TX1，...，TXN。所述天线布置包括N个天线元件ai，i＝1，2，...，N。每个天线元件ai被配置为从预编码器获得相应的经相位调整的发射信号TXi，并发射相应的经相位调整的发射信号TXi。预编码器模块被配置为获得观察接收信号RX，该观察接收信号包括从N个天线元件发射的信号。所述估计模块被配置为针对每个天线元件ai，估计相应的发射信号TXi和所述观察接收信号RX之间的相位差。预编码器模块被配置为基于所估计的相位差来调整每个发射信号。因此，本公开通过估计相互相位差并相应地调整每个发射信号来提供发射信号的相位对准。因此，天线元件上发射的信号在彼此之间仅表现出可忽略的相位差或零相位差。因此，通过本技术来仿真具有与所有天线元件相关联的单个振荡器的发射机。因此，与这种单个振荡器发射机相关联的益处是通过具有多个独立振荡器的发射机来获得的。根据一些方面，所述估计模块还被配置为通过将所述观察接收信号RX与针对每个天线元件ai生成的每个发射信号TXi相关来估计相位差。本技术平均了噪声，且从而在确定相位差时提供了改进的精度。根据一些方面，所述估计模块还被配置为产生具有零幅度的N-1个发射信号和具有非零幅度的一个发射信号；以及通过将具有非零幅度的发射信号的相位与观察接收信号RX的相位进行比较来确定相位差。这允许一次观察到一个发射信号的相位差，而不受其他N-1个发射信号的干扰。根据一些其他方面，预编码器模块包括用于获得观察接收信号RX的反馈信道。该反馈信道包括本地反馈信道和/或来自微波无线电接收机装置的反向反馈信道。与来自微波无线电接收机装置的反向反馈信道相比，本地反馈信道允许以更短的延迟来观察发射信号。本文还公开了根据本公开的一些方面的包括微波无线电发射机装置在内的用于微波无线电通信的网络节点。本公开还涉及用于微波无线电通信的无线电系统。无线电系统包括根据本公开的方面的微波无线电发射机装置。无线电系统包括一个或多个微波无线电接收机装置。每个微波无线电接收机装置包括至少一个天线元件。微波无线电发射机装置被配置为在相同频带中向一个或多个微波无线电接收机装置发射信号。所提出的技术在微波无线电发射机装置处执行相位噪声补偿，这允许简化微波无线电接收机装置的硬件架构。此外，本技术允许构建分布式或多用户MIMO系统。这也使得能够在发射机处利用发射波束成形。该目的还通过补偿相位噪声的方法来实现。该方法在微波无线电发射机装置中进行。微波无线电发射机装置包括天线布置和预编码器模块。预编码器模块包括估计模块。所述天线布置包括N个天线元件ai，i＝1，2，...，N，每个天线元件ai被配置为发射相应的经相位调整的发射信号TXi。该方法包括获得观察接收信号RX，该观察接收信号包括从N个天线元件发射的信号TXi。该方法包括针对每个天线元件ai，估计相应的发射信号TXi和观察接收信号RX之间的相位差。该方法包括基于估计的相位差来调整每个发射信号。方法300包括发射每个经相位调整的发射信号。根据一些方面，所述估计包括将观察接收信号RX与针对每个天线元件ai生成的每个发射信号TXi相关。根据一些方面，所述估计包括：产生具有零幅度的N-1个发射信号和具有非零幅度的一个发射信号；和通过将具有非零幅度的发射信号的相位与观察接收信号RX的相位进行比较来确定相位差。除了上述方法之外，本文还提供了包括计算机程序代码在内的计算机程序，当在微波无线电发射机装置中执行所述计算机程序代码时，使微波无线电发射机装置执行根据本公开的方法。所述计算机程序、方法、网络节点和无线电系统提供了与已经针对微波无线电发射机装置描述的优点相对应的优点。附图说明根据以下对示例实施例的更具体的描述，上述内容将更为明确，如附图中所示，其中相似的附图标记在各不同视图中指代同样的部件。附图不一定按比例绘制，而是侧重于说明示例实施例。图1是示出了根据本公开的一些方面的无线电系统和根据本公开的一些方面的网络节点的框图。图2A是示出了根据本公开的一些方面的微波无线电发射机的框图。图2B是示出了根据本公开的一些方面的微波无线电发射机的框图。图3是示出了根据本公开的一些方面的方法的流程图。图4是示出了根据本公开的一些方面的微波无线电发射机的框图。具体实施方式本教导涉及减轻影响了由微波无线电发射机装置的天线布置的天线元件发射的信号的相位差。本技术可应用于发射信号呈现相互相位差的任何无线电通信装置或系统。根据不同方面将各种装置实现为例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或通用处理器。如
技术介绍
部分所述，相位噪声是微波无线电通信中、特别是在多天线设置中的问题。在多天线设置中，无线电发射机包括具有多个天线元件的天线布置。天线元件用于例如向工作在相同频率下的若干接收天线发射信号。每个天线元件与振荡器相关联。每个振荡器在发射侧引入与另一个振荡器不同的相位。这导致发射的信号呈现相互相位差。当每个振荡器经历相位噪声时，不同振荡器的相位不是恒定的，而是在时间上随机变化。因此在发射的信号之间存在缺乏相位对准的问题。现在将介绍减轻发射信号的相位失准的技术，接着说明所提出的技术。由于发射信号之间的相位差只能在发射之后被感知或检测到，因此可以根据接收机给出的信息，在接收机或发射机处执行对相位差的估计和补偿。在接收机处估计和补偿相位噪声的技术受到由于发射机和接收机之间的无线通信信道造成的各种类型的损伤的影响。这样的损伤(例如，在接收机处的信道传输矩阵中丢失符号)可使接收机处的补偿变得困难(如果不是不可能的话)。此外，接收机处的补偿技术不能应用于如下场景：例如在MIMO设置中，中心节点以相同的频率向不能彼此通信的两个或更多个接收机发射。使用从接收机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于补偿相位噪声的微波无线电发射机装置(200)，所述微波无线电发射机装置(200)包括天线布置(220)和连接到所述天线布置(220)的预编码器模块(210)，所述预编码器模块包括估计模块(211)；所述预编码器模块(210)被配置为接收N个信号s1，...，sN，并且产生N个经相位调整的发射信号TX1，...，TXN；所述天线布置(220)包括N个天线元件ai(221)，i＝1，2，...，N，每个天线元件(221)ai被配置为从预编码器(210)获得相应的经相位调整的发射信号TXi，并且发射相应的经相位调整的发射信号TXi；其中，所述预编码器模块(210)被配置为获得观察接收信号RX，所述观察接收信号包括从所述N个天线元件发射的信号；以及其中，所述估计模块(211)被配置为针对每个天线元件ai(221)估计相应的发射信号TXi和所述观察接收信号RX之间的相位差(221)；以及其中，所述预编码器模块(210)被配置为基于所估计的相位差来调整每个信号si。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于补偿相位噪声的微波无线电发射机装置(200)，所述微波无线电发射机装置(200)包括天线布置(220)和连接到所述天线布置(220)的预编码器模块(210)，所述预编码器模块包括估计模块(211)；所述预编码器模块(210)被配置为接收N个信号s1，...，sN，并且产生N个经相位调整的发射信号TX1，...，TXN；所述天线布置(220)包括N个天线元件ai(221)，i＝1，2，...，N，每个天线元件(221)ai被配置为从预编码器(210)获得相应的经相位调整的发射信号TXi，并且发射相应的经相位调整的发射信号TXi；其中，所述预编码器模块(210)被配置为获得观察接收信号RX，所述观察接收信号包括从所述N个天线元件发射的信号；以及其中，所述估计模块(211)被配置为针对每个天线元件ai(221)估计相应的发射信号TXi和所述观察接收信号RX之间的相位差(221)；以及其中，所述预编码器模块(210)被配置为基于所估计的相位差来调整每个信号si。2.根据权利要求1所述的微波无线电发射机装置，其中，所述估计模块(211)还被配置为通过将所述观察接收信号RX与针对每个天线元件ai产生的每个发射信号TXi相关来估计所述相位差。3.根据权利要求1所述的微波无线电发射机装置，其中，所述估计模块(211)还被配置为：-产生具有零幅度的N-1个发射信号和具有非零幅度的一个发射信号；以及-通过将具有非零幅度的发射信号的相位与所述观察接收信号RX的相位进行比较来确定所述相位差。4.根据前述权利要求中任一项所述的微波无线电发射机装置，其中，所述相位差随时间变化，并且所述估计模块(211)被配置为针对每个天线元件ai(221)，估计相应的发射信号TXi和所述观察接收信号RX之间的频率偏移。5.根据前述权利要求中任一项所述的微波无线电发射机装置，其中，所述N个天线元件被配置为以相同的频率发射其各自的发射信号TXi。6.根据前述权利要求中任一项所述的微波无线电发射机装置，其中，所述估计模块(211)被配置为基于所述观察接收信号RX来估计两个或更多个天线元件ai(221)之间的输出功率差，并且预编码器模块(210)被配置为基于所估计的差来调整天线元件ai(221)的输出功率。7.根据前述权利要求中任一项所述的微波无线电发射机装置，其中，所述预编码器模块(210)包括至少一个相位补偿模块(212)，其被配置为生成所述发射信号。8.根据前述权利要求中任一项所述的微波无线电发射机装置，其中，所述天线布置(220)包括N个振荡器，每个振荡器(241)与一个相应的天线元件ai(221)相关联。9.根据前述权利要求中任一项所述的微波无线电发射机装置，其中，所述预编码器模块(210)包括用于获得所述观察接收信号RX的反馈信道(230)，并且反馈信道(230)包括本地反馈信道和/或来自微波无线电接收机装置(103、104)的反向反馈信道。10.根据权利要求9所述的微波无线电发射机...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·耶丁，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE