【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模拟波束成形设备
本公开涉及模拟波束成形发送器和模拟波束成形接收器。本公开还涉及模拟极化调整发送器,模拟极化调整接收器,模拟多普勒频移补偿发送器,模拟多普勒频移补偿接收器,模拟延迟补偿发送器,模拟延迟补偿接收器和包括信号分配单元的天线布置。特别地,本公开涉及无线通信系统中的波束成形技术和具有时空处理的宽带极化波束成形方法。
技术介绍
毫米波的传播特性不同于通信系统中通常使用的较低频带。其主要特点是由于波长尺寸小而导致的“准光学”行为。因此,粗糙的表面散射效应增强,反射变得更镜面,衍射效果非常小。此外,由于高自由空间衰减,路径损耗增加。通过建筑材料渗透损失明显高于较低频段,将室内通信范围大部分限制在室内应用范围之内。由于这种穿透损失,非视距(non-line-of-sight,NLOS)传输变得比在较低频段更具挑战性。通常将毫米波信道视为“确定性”,因为与较低频带相比,不同路径叠加引入的衰落效应大大降低。一个图解为单个路径可以用不同的延迟很好地识别和隔离。此外,由于其确定性特点,每个不同的路径具有明确限定的极化。极化随着波与环境的相互作用而变化。特别地,由于波长的小尺寸,增加了通过相互作用和改变极化特性来影响传播路径的对象的数量。这些变化可以是线性极化角的旋转,例如通过在与只反射极化的一个分量的结构相互作用之后消除确定的极化。信道的确定性行为的另一个后果是环境充当空间滤波器,导致每个单个路径的参数不同(例如多普勒和相移、延迟、极化)。为了抵消高路径损耗,毫米波通信系统预计使用高增益天线,例如可以将能量集中在所需方向上的天线阵列。相对较小尺寸的毫米波天线允许采 ...
【技术保护点】
一种模拟波束成形发送器(400b),包括:在信号输入端(402)和天线端口阵列之间并联耦合的多个波束成形传输电路(403),其中所述信号输入端(402)被配置为接收具有同相和正交分量的模拟复值通信信号,其中所述天线端口阵列的每个天线端口(405)被配置为提供具有第一偏振分量(419)和第二偏振分量(417)的双极化天线信号,其中每个波束成形传输电路(403)耦合在所述信号输入端(402)和所述天线端口阵列的各自天线端口(405)之间,其中每个波束成形传输电路(403)包括第一系数输入端,用于接收一组第一模拟复值波束成形系数的第一模拟复值波束成形系数(404),和第二系数输入端,用于接收一组第二模拟复值波束成形系数的第二模拟复值波束成形系数(406),以及其中每个波束成形传输电路(403)包括:第一模拟复值乘法电路(421),被配置为将所述模拟复值通信信号与所述第一模拟复值波束成形系数(404)相乘以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口(405)处提供所述双极化天线信号的所述第一偏振分量(419);以及第二模拟复值乘法电路(423),被配置为将所述模拟复值通信信号与所述第二模拟复值波束成 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模拟波束成形发送器(400b),包括:在信号输入端(402)和天线端口阵列之间并联耦合的多个波束成形传输电路(403),其中所述信号输入端(402)被配置为接收具有同相和正交分量的模拟复值通信信号,其中所述天线端口阵列的每个天线端口(405)被配置为提供具有第一偏振分量(419)和第二偏振分量(417)的双极化天线信号,其中每个波束成形传输电路(403)耦合在所述信号输入端(402)和所述天线端口阵列的各自天线端口(405)之间,其中每个波束成形传输电路(403)包括第一系数输入端,用于接收一组第一模拟复值波束成形系数的第一模拟复值波束成形系数(404),和第二系数输入端,用于接收一组第二模拟复值波束成形系数的第二模拟复值波束成形系数(406),以及其中每个波束成形传输电路(403)包括:第一模拟复值乘法电路(421),被配置为将所述模拟复值通信信号与所述第一模拟复值波束成形系数(404)相乘以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口(405)处提供所述双极化天线信号的所述第一偏振分量(419);以及第二模拟复值乘法电路(423),被配置为将所述模拟复值通信信号与所述第二模拟复值波束成形系数(406)相乘以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口(405)处提供所述双极化天线信号的所述第二偏振分量(417)。2.根据权利要求1所述的模拟波束成形发送器(400b),包括:调制电路,被配置为基于对应于由所述第一和第二模拟复值波束成形系数形成的波束的多普勒频移,调制所述第一模拟复值波束成形系数和所述第二模拟复值波束成形系数。3.根据权利要求2所述的模拟波束成形发送器(400b),其中所述调制电路被配置为将所述第一模拟复值波束成形系数和所述第二模拟复值波束成形系数调制到具有对应于所述相关波束的所述多普勒频移的否定值的频率。4.根据权利要求1所述的模拟波束成形发送器(400b),其中每个波束成形传输电路(403)包括:混频器,被配置为将所述模拟复值通信信号与多普勒频移补偿频率混合,以向所述第一和第二模拟复值乘法电路(421,423)提供多普勒频移补偿的模拟复值通信信号。5.根据权利要求1至4中的一项所述的模拟波束成形发送器(400b),其中每个波束成形传输电路(403)包括:延迟线,被配置为以一个时间延迟来延迟所述模拟复值通信信号,以向所述第一和第二模拟复值乘法电路提供延迟补偿的模拟复值通信信号。6.根据权利要求1至5中的一项所述的模拟波束成形发送器(400b),其中所述第一和第二模拟复值乘法电路(421,423)包括至少一个吉尔伯特单元。7.根据权利要求6所述的模拟波束成形发送器(400b),其中所述吉尔伯特单元是执行复值乘法运算的复值乘法吉尔伯特单元。8.根据权利要求1至7中的一项所述的模拟波束成形发送器(400b),其中所述第一系数输入端和所述第二系数输入端耦合到数模转换器或移位寄存器电路或其它的电路,所述其它的电路将数字系数传送到所述第一和第二系数输入端,以提供在数字基带处理中计算的所述第一和第二模拟复值波束成形系数。9.根据权利要求1至8中的一项所述的模拟波束成形发送器(400b),包括信号组合器(409,411),被配置为组合所述双极化天线信号的所述第一偏振分量(419)和由另一个模拟波束成形发送器提供的所述双极化天线信号的第一偏振分量,以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口(405)处提供所述双极化天线信号的组合第一偏振分量(417)。10.一种模拟波束成形接收器(500b),包括:在天线端口阵列和信号输出端(502)之间并联连接多个波束成形接收电路(503),其中所述天线端口阵列的每个天线端口(405)被配置为接收具有第一偏振分量(519)和第二偏振分量(517)的双极化天线信号,其中所述信号输出端(502)被配置为提供具有同相和正交分量的模拟复值通信信号,其中每个波束成形接收电路(503)连接在所述天线端口阵列的各自天线端口(405)和所述信号输出端(502)之间,其中每个波束成形接收电路(503)包括第一系数输入端,用于接收一组第一模拟复值波束成形系数的第一模拟复值波束成形系数(504),和第二系数输入端,用于接收一组第二模拟复值波束成形系数的第二模拟复值波束成形系数(506),以及其中每个波束成形接收电路(503)包括:第一模拟复值乘法电路(521),被配置为将所述天线端口阵列的所述各自天线端口(405)上的所述双极化天线信号的所述第一偏振分量(519)与所述第一模拟复值波束成形系数(521)相乘,以在所述信号输出端(502)提供所述模拟复值通信信号的贡献;以及第二模拟复值乘法电路(523),被配置为将所述天线端口阵列的所述各自天线端口(405)上的所述双极化天线信号的所述第二偏振分量(517)与所述第二模拟复值波束成形系数(506)相乘,以在所述信号输出端(502)提供所述模拟复值通信信号的贡献。11.根据权利要求10所述的模拟波束成形接收器(500b),包括:调制电路,被配置为基于对应于由所述第一和第二模拟复值波束成形系数(521,523)形成的波束的多普勒频移,调制所述第一模拟复值波束成形系数(521)和所述第二模拟复值波束成形系数(523)。12.根据权利要求11所述的模拟波束成形接收器(500b),其中所述调制电路被配置为将所述第一模拟复值波束成形系数(521)和所述第二模拟复值波束成形系数(523)调制成具有对应于所述相关波束的所述多普勒频移的否定值的频率。13.根据权利要求10至12中的一项所述的模拟波束成形接收器(500b),其中每个波束成形接收电路(503)包括:混频器,被配置为将由所述第一和第二模拟复值乘法电路(521,523)提供的所述模拟复值通信信号的所述贡献与多普勒频移补偿频率混合以在所述信号输出端(502)提供所述模拟复值通信信号的多普勒频移补偿贡献。14.根据权利要求10至13中的一项所述的模拟波束成形接收器(500b),其中每个波束成形接收电路(503)包括:延迟线,被配置为以一个时间延迟来延迟在所述信号输出端的所述模拟复值通信信号的所述贡献以在所述信号输出端(502)提供所述模拟复值通信信号的延迟补偿贡献。15.根据权利要求10至14中的一项所述的模拟波束成形接收器(500b),其中所述第一和第二模拟复值乘法电路(521,523)包括至少一个吉尔伯特单元。16.根据权利要求15所述的模拟波束成形接收器(500b),其中所述吉尔伯特单元是执行复值乘法运算的复值乘法吉尔伯特单元。17.根据权利要求10至16中的一项所述的模拟波束成形接收器(500b),其中所述第一系数输入端和所述第二系数输入端耦合到数模转换器或移位寄存器电路,所述移位寄存器电路提供在数字基带处理中计算的所述第一和第二模拟复值波束成形系数(521,523)。18.根据权利要求17所述的模拟波束成形接收器(500b),其中所述信号输出端(502)耦合到模数转换器以提供数字复值通信信号,其中所述模数转换器的采样率大于用于转换系数的所述数模转换器的采样率。19.根据权利要求10至18中的一项所述的模拟波束成形接收器(500b),包括信号组合器(539),被配置为组合来自不同天线(541)的贡献以形成接收的波束。20.根据权利要求10至19中的一项所述的模拟波束成形接收器(500b),包括:加法器(529),被配置为将由所述第一和第二模拟复值乘法电路(521,523)提供的所述模拟复值通信信号的所述贡献相加。21.一种模拟极化调整发送器,包括:在信号输入端和天线端口阵列之间并联耦合的多个极化调整传输电路,其中所述信号输入端被配置为接收具有同相和正交分量的模拟复值通信信号,其中所述天线端口阵列的每个天线端口被配置为提供具有第一偏振分量和第二偏振分量的双极化天线信号,其中每个极化调整传输电路耦合在所述信号输入端和所述天线端口阵列的各自天线端口之间,其中每个极化调整传输电路包括第一系数输入端,用于接收一组第一模拟实值极化调整系数的第一模拟实值极化调整系数,和第二系数输入端,用于接收一组第二模拟实值极化调整系数的第二模拟实值极化调整系数,其中每个极化调整传输电路包括:第一模拟乘法电路被配置为将所述模拟复值通信信号与所述第一模拟实值极化调整系数相乘以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口处提供所述双极化天线信号的所述第一偏振分量;以及第二模拟乘法电路被配置为将所述模拟复值通信信号与所述第二模拟实值极化调整系数相乘以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口处提供所述双极化天线信号的所述第二偏振分量。22.根据权利要求21所述的模拟极化调整发送器,其中每个极化调整传输电路还包括用于接收一组模拟复值波束成形系数的模拟复值波束成形系数的第三系数输入端,以及其中每个极化调整传输电路还包括:耦合在所述信号输入和所述第一和第二模拟乘法电路中分别之一之间的模拟复值乘法电路,其中所述模拟复值乘法电路被配置为将所述模拟复值通信信号与所述模拟复值波束成形系数相乘以向所述第一和第二模拟乘法电路提供波束成形的模拟复值通信信号。23.根据权利要求22所述的模拟极化调整发送器,包括:调制电路,被配置为基于对应于由所述模拟复值波束成形系数形成的波束的多普勒频移来调制所述模拟复值波束成形系数。24.根据权利要求23所述的模拟极化调整发送器,其中所述调制电路被配置为将所述模拟复值波束成形系数调制到具有对应于所述相关波束的所述多普勒频移的否定值的频率。25.根据权利要求21或22所述的模拟极化调整发送器,其中每个极化调整传输电路包括:混频器,被配置为将所述模拟复值通信信号与多普勒频移补偿频率混合,以提供多普勒频移补偿的模拟复值通信信号。26.根据权利要求25所述的模拟极化调整发送器,包括:耦合在所述混频器与所述第一和第二模拟乘法电路之间的乘法电路或延迟线之一。27.根据权利要求21至26中的一项所述的模拟极化调整发送器,其中每个极化调整传输电路包括:延迟线,被配置为以一个时间延迟来延迟所述模拟复值通信信号,以提供延迟补偿的模拟复值通信信号。28.根据权利要求27所述的模拟极化调整发送器,包括:提供波束成形操作的乘法电路,或耦合在所述延迟线与所述第一和第二模拟乘法电路之间的提供多普勒频移补偿的乘法电路之一。29.根据权利要求21至28中的一项所述的模拟极化调整发送器,其中所述第一和第二模拟乘法电路包括至少一个吉尔伯特单元。30.根据权利要求29所述的模拟极化调整发送器,其中所述吉尔伯特单元是执行实值乘法运算的实值乘法吉尔伯特单元。31.根据权利要求21至30中的一项所述的模拟极化调整发送器,其中所述第一系数输入端和所述第二系数输入端耦合到数模转换器或移位寄存器电路,所述移位寄存器电路提供所述第一和第二模拟实值极化调整系数。32.根据权利要求21至31中的一项所述的模拟极化调整发送器,包括信号组合器,被配置为组合所述双极化天线信号的所述第一偏振分量和由另一个模拟极化调整发送器提供的所述双极化天线信号的第一偏振分量,以在所述天线端口阵列的所述各自天线端口处提供所述双极化天线信号的组合第一偏振分量。33.一种模拟极化调整接收器,包括:在天线端口阵列和信号输出端之间并联连接的多个极化调整接收电路,其中所述天线端口阵列的每个天线端口被配置为接收具有第一偏振分量和第二偏振分量的双极化天线信号,其中所述信号输出端被配置为提供具有同相和正交分量的模拟复值通信信号,其中每个极化调整接收电路连接在所述天线端口阵列的各自天线端口和所述信号输出端之间,其中每个极化调整接收电路包括:第一系数输入端,用于接收一组第一模拟实值极化调整系数的第一模拟实值极化调整系数,和第二系数输入端,用于接收一组第二模拟实值极化调整系数的第二模拟实值极化调整系数,以及其中每个极化调整接收电路包括:第一模拟乘法电路被配置为将所述天线端口阵列的所述各自天线端口处的所述双极化天线信号的所述第一偏振分量与所述第一模拟实值极化调整系数相乘,以在所述信号输出端提供所述模拟复值通信信号的贡献;以及第二模拟乘法电路被配置为将所述天线端口阵列的所述各自天线端口处的所述双极化天线信号的所述第二偏振分量与所述第二模拟实值极化调整系数相乘,以在所述信号输出端提供所述模拟复值通信信号的贡献。34.根据权利要求33所述的模拟极化调整接收器,包括:加法器,被配置为将由所述第一和第二模拟乘法电路提供的所述模拟复值通信信号的所述贡献相加。35.根据权利要求34所述的模拟极化调整接收器,其中每个极化调整接收电路还包括用于接收一组模拟复值波束成形系数的模拟复值波束成形系数的第三系数输入端,以及其中每个极化调整接收电路还包括:耦合在所述第一和第二模拟乘法电路中的分别之一和所述信号输出端之间的模拟复值乘法电路,其中所述模拟复值乘法电路被配置为将所述加法器的输出信号与所述模拟复值波束成形系数相乘以在所述信号输出端提供波束成形的模拟复值通信信号。36.根据权利要求33至35中的一项所述的模拟极化调整接收器,包括:调制电路,被配置为基于对应于由所述模拟复值波束成形系数形成的波束的多普勒频移来调制所述模拟复值波束成形系数。37.根据权利要求36所述的模拟极化调整接收器,其中所述调制电路被配置为将所述模拟复值波束成形系数调制到具有对应于所述相关波束的所述多普勒频移的否定值的频率。38.根据权利要求33至37中的一项所述的模拟极化调整接收器,其中每个极化调整接收电路包括:混频器,被配置为将由所述第一和第二模拟复值乘法电路提供的所述模拟复值通信信号的所述贡献或贡献的总和与多普勒频移补偿频率混合,以在所述信号输出端提供所述模拟复值通信信号的多普勒频移补偿贡献。39.根据权利要求33至38中的一项所述的模拟极化调整接收器,其中每个极化调整接收电路包括:延迟线,被配置为以一个时间延迟来延迟在所述信号输出端的所述模拟复值通信信号的所述贡献以在所述信号输出端提供所述模拟复值通信信号的延迟补偿贡献。40.根据权利要求33至39中的一项所述的模拟极化调整接收器,其中所述第一和第二模拟乘法电路包括至少一个吉尔伯特单元。41.根据权利要求40所述的模拟极化调整接收器,其中所述吉尔伯特单元是执行实值乘法运算的实值乘法吉尔伯特单元。42.根据权利要求33至41中的一项所述的模拟极化调整接收器,其中所述第一系数输入端和所述第二系数输入端耦合到数模转换器或移位寄存器电路,所述移位寄存器电路提供所述第一和第二模拟实值极化调整系数。43.根据权利要求42所述的模拟波束成形接收器,其中所述信号输出端耦合到模数转换器以提供数字复值通信...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗健,雷纳·托梅,迭戈·杜普雷施,马提亚斯·罗丁,施特凡·黑夫纳,罗伯托·穆勒,克里斯蒂安·施耐德,多米尼克·舒尔茨,
申请(专利权)人:华为技术有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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