模拟波束形成方法、接收机及通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种模拟波束形成方法、接收机及通信装置，其中，该方法包括：利用天线阵列接收多个波束；在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。通过上述方案能够抑制干扰所在方向的接收增益，能够在减少增益损失的同时减少模拟波束中的干扰信号，而且不会增加成本，不会产生信号延迟。

Analog Beamforming Method, Receiver and Communication Device

【技术实现步骤摘要】
模拟波束形成方法、接收机及通信装置
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种模拟波束形成方法、接收机及通信装置。
技术介绍
模拟波束形成通常依赖于选择一系列预设的波束用于发射和接收数据流。天线阵列在二维角度上形成垂直和水平面上的波束，波束可以被设置为形成扇区或者热点，以形成空间隔离来实现用户复用。在模拟波束的形成过程中，可以通过给天线单元设置加权(通常是相位偏移)，并将加权后的天线单元进行合并，进行天线增益。图1和图2分别是模拟发射机和模拟接收机的结构示意图，结合图1和图2所示，信号在模拟相位偏移后进行合并。图3是模拟波束形成中的一种干扰场景示意图，如图3所示，对于接收机而言，当期望的波束和期望的用户设备进行通信的时候，可能存在异系统干扰。这种强干扰可能会通过足够强的旁瓣增益影响模拟波束形成的接收机的接收性能。通常是通过在无线接收机进行自动增益控制(automaticGainControl，AGC)来将接收机所接收到的信号功率维持在一定可工作范围内。自动增益控制功能可以根据接收到的干扰信号的功率调节接收机的增益，以保证接收机不会被干扰信号阻塞。但是，自动增益控制功能的明显缺点是，调节接收机增益的同时会降低接收机接收有用信号的能力，换言之，自动增益控制会导致接收机的噪声系数提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种模拟波束形成方法、接收机及通信装置，以在减少增益损失的同时减少模拟波束中的干扰信号。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下方案：根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种模拟波束形成方法，包括：利用天线阵列接收多个波束；在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。在一些实施例中，根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道之前，还包括：根据所述干扰的功率确定所述附加权值。在一些实施例中，所述阵列天线为方形阵列的天线；每个所述角落的所有所述天线单元排列成三角形阵列。在一些实施例中，各所述角落的所有所述天线单元均排列成大小相同的三角形阵列。在一些实施例中，所述角落的个数为四个。在一些实施例中，关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道后剩余的所有天线单元排列成方形阵列。在一些实施例中，模拟波束形成方法还包括：在所述多个波束中不存在干扰的情况下，根据初始权值对所述多个波束进行增益，以接通所述天线阵列所有天线单元的信号通道。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种接收机，包括：天线阵列，用于利用天线阵列接收多个波束；干扰确定单元，用于在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；增益控制单元，用于根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；波束合并单元，用于对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。在一些实施例中，所述波束合并单元为模拟电路。根据本专利技术实施例的又一个方面，提供了一种通信装置，包括：接收机；所述接收机，包括：天线阵列，用于利用天线阵列接收多个波束；波束扫描单元，用于在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；增益控制单元，用于根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；波束合并单元，用于对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。本专利技术的模拟波束形成方法、接收机及通信装置，通过确定出波束中干扰所在的方向，并根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，来在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道，之后再合并波束，如此一来，一是，由于去除干扰是基于增益进行的，没有额外增加干扰处理过程，所以不会产生信号延迟，二是，由于没有额外增加干扰处理的元件，所以不会增加成本，三是，模拟波束形成可以在天线和模拟硬件之间就从多路合并成一路，所以对有用信号的波束主瓣增益造成的损失很少。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1和图2分别是模拟发射机和模拟接收机的结构示意图；图3是模拟波束形成中的一种干扰场景示意图；图4是本专利技术一实施例的模拟波束形成方法的流程示意图；图5是本专利技术一实施例的接收机的结构示意图；图6是本专利技术一实施例的通信装置的结构示意图；图7是本专利技术一实施例中的阵列天线的阵列示意图；图8是图7所示的阵列天线在未关闭通道的情况下得到的方向图的热力图；图9和图10分别是图8所示的方向图分别在水平切面和垂直切面的切面示意图；图11是根据本专利技术一实施例的方法关断4个边角处一定位置和数量的接收机通道的阵列结构示意图；图12是图11所示的阵列天线在关闭通道的情况下得到的方向图的热力图；图13和图14分别是图12所示的方向图分别在水平切面和垂直切面的切面示意图；图15是根据本专利技术另一实施例的方法关断4个边角处一定位置和数量的接收机通道的阵列结构示意图；图16是图15所示的阵列天线在关闭通道的情况下得到的方向图的热力图；图17和图18分别是图16所示的方向图分别在水平切面和垂直切面的切面示意图；图19是本专利技术一实施例中进行加权调度的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。图4是本专利技术一实施例的模拟波束形成方法的流程示意图。如图4所示，一写实施例的模拟波束形成方法，可包括：步骤S110：利用天线阵列接收多个波束；步骤S120：在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；步骤S130：根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；步骤S140：对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。上述步骤S110～步骤S140可以由接收机一端执行。在上述步骤S110中，该天线阵列可包含N*N个天线单元，该N*N个天线单元可以以N*N的形式排列成方形阵列，具体地，例如，该天线阵列可以是8*8的方形阵列。天线可以是各种形状，例如，鞭状、板状、吸顶、抛物面等。每个天线单元可以接收一定频带的波束信号，即电磁波信号。在上述步骤S120中，可以通过各种方式检测天线阵列中是否有干扰，例如，在5GNR标准里面，可以通过波束扫描(beamsweeping)扫描各天线单元接收的波束的来波角度，以此可以知道哪个天线单元收到的波束干扰更大，还可以确定相应的波束扫描方向。通过对针对所有来波预定的一些列扫描服务区域进行波束扫描，每次扫描得到一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟波束形成方法，其特征在于，包括：利用天线阵列接收多个波束；在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。

【技术特征摘要】
1.一种模拟波束形成方法，其特征在于，包括：利用天线阵列接收多个波束；在所述多个波束中存在干扰的情况下，确定所述干扰所在的方向；根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道；对增益后的所述多个波束进行合并，得到模拟波束。2.如权利要求1所述的模拟波束形成方法，其特征在于，根据所述干扰所在的方向将附加权值应用于所述天线阵列，以在对所述多个波束进行增益时关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道之前，还包括：根据所述干扰的功率确定所述附加权值。3.如权利要求1所述的模拟波束形成方法，其特征在于，所述阵列天线为方形阵列的天线；每个所述角落的所有所述天线单元排列成三角形阵列。4.如权利要求3所述的模拟波束形成方法，其特征在于，各所述角落的所有所述天线单元均排列成大小相同的三角形阵列。5.如权利要求4所述的模拟波束形成方法，其特征在于，所述角落的个数为四个。6.如权利要求5所述的模拟波束形成方法，其特征在于，关断所述天线阵列的至少一个角落的天线单元的信号通道后剩余的所有天线单元排列成方形阵列。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：张利伟，蔡小琳，古秋磊，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41