用于正交流空间复用和波束成形的方法和装置制造方法及图纸

用于正交流空间复用和波束成形的方法和装置。在一个实施例中，一种方法包括：将数据流注入到发送器装置中，该发送器装置将数据流分割、调制、空间复用并发送波束成形为输入到对应的代码控制的可选极化天线的n个空间流，各个天线辐射与其他n

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于正交流空间复用和波束成形的方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及于2019年4月9日提交的专利技术人相同的且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR ORTHOGONAL STREAM SPATIAL MULTIPLEXING”的共同待决的美国专利申请第16/379,962号。申请16/379,962要求于2019年3月1日提交的且标题为“METHODS AND APPARATUS FOR ORTHOGONAL SYSTEM SPATIAL MULTIPLEXING”的美国临时申请第62/812,295号的根据35U.S.C.
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119的权益。这些相关申请的全部内容以引用的方式并入本文。


[0003]本专利技术的示例性实施例涉及电信领域。更具体地，本专利技术的示例性实施例涉及无线通信网络的操作。

技术介绍

[0004]随着高速无线通信网络上的移动和远程固定数据访问的快速增长趋势，增加用户的数量以及这些用户消耗的数据量已经变得头等重要。例如，长期演进(long term evolution，LTE)第四代(fourth generation，4G)蜂窝网络当前利用多输入多输出(multiple
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input
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multiple
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output，MIMO)技术，该技术与其非MIMO前身相比已经显著地增加了可用移动容量。然而，即使在不久的将来，对无线带宽的预计需求也远远超过了即使是高度热捧的下一代第五代(fifth generation，5G)技术实际能够提供的带宽。
[0005]因此，极其期望能够极大地增加无线通信网络的数据传送容量的机制。

技术实现思路

[0006]以下概要例示了本专利技术的一个或多个方面的简化版本。该概要的目的是以简化的方式提出关键概念，以便稍后更详细地描述。
[0007]在各种示例性实施例中，提供了用于正交流空间复用和波束成形(Orthogonal Stream Spatial Multiplexing And Beamforming，“OSSMBF”)的方法和装置，其将极大地扩展无线网络数据传送容量，并且在许多情况下扩展通信范围。在示例性实施例中，需要到远程目的地的点对点无线传输的“原始数据流”输入到能够OSSMBF的发送器。在发送器中，数字数据流被分割并调制为n个Tx无线电流，然后，这些Tx无线电流由MIMO发送器空间复用并发送波束成形为n个RF Tx空间流。然后，Tx空间流被馈送到唯一地实现发送侧正交流空间复用和波束成形的n个对应的“OSSMBF Tx装置”。“OSSMBF Tx方法”使n个不同的OSSMBF Tx装置以不同的时变方式切换其对应的Tx空间流的瞬时极化，该瞬时极化与其它Tx空间流的瞬时极化相互正交或不相关。然后，n个所得到的“OSSMBF流”(各个流承载不同的数据，表现出唯一的时变极化，并且以递增步进的载波相位为特征，但是另外显示相同的振幅、调制、带宽和频率信道化)沿精确空间方向同时无线地发射到期望的目的地。这样，OSSMBF Tx装置和OSSMBF Tx方法组合以将原始数据流分割、调制、空间复用和发送波束成形为多个Tx空间流，然后将Tx空间流不同地极化为多个对应的OSSMBF流，以便实现它们到共同目的地
位置的并发、同信道且无相互干扰的定向传输。
[0008]n个辐射OSSMBF流在目的地能够OSSMBF的接收器处撞击n个对应的“OSSMBF Rx装置”(其唯一地实现接收侧正交流空间复用和波束成形)。“OSSMBF Rx方法”以与OSSMBF Tx装置中的不同的一者的瞬时极化相同一致的方式改变n个OSSMBF Rx装置中的每一者的瞬时极化，以便产生n个“匹配极化滤波器”，匹配极化滤波器分别向MIMO接收器不抑制地传递仅n个极化滤波的OSSMBF流中的一者，并且抑制n
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1个其他的极化滤波的OSSMBF流。这允许目的地MIMO接收器输入n个部分地分离和脱离的Rx空间流，以便随后接收波束成形，并且将它们空间地解复用为完全分离和脱离的Tx无线电流，然后将它们全部解调和数字地重新组合回原始数据流。这样，OSSMBF Rx装置和OSSMBF Rx方法组合以将多个无线聚合的、定向检测的OSSMBF流不同地极化滤波为对应的多个Rx空间流，这些Rx空间流然后接收波束成形、空间解复用、解调并数字聚合成原始数据流，从而完成从源位置的并发、同信道且无相互干扰的定向OSSMBF传输。
[0009]OSSMBF的主要益处是其能够在同一频道上向同一目的地无线发送任意大量n个RF空间流(各个RF空间流承载不同的数据，但另外以相同的振幅、调制和带宽为特征)，从而有效地将任何这种固定频率、调制和带宽通信链路的数据传送容量乘以因子n。另外，当流并入适当步进载波相位调整(即，相控阵波束成形)时，所述链路的通信范围也可以显著增加。
[0010]现有MIMO空间复用技术(普遍依赖于地面多径传播来提供MIMO接收器处的随后完全单独流分离和脱离所需的部分辐射流分离和脱离)仅能保证2x数据传送速率(并且实际上在非常特殊的情况下仅递送4x最大值)，而不管所采用的MIMO空间复用阶数n如何。相当重要的是，所述对不相似的流传播路径(以及伴随的载波相位非相干性)的依赖完全否定了如上所述的并入相控阵技术来增加链路通信范围。
[0011]在一实施例中，提供了一种发送器装置，包括MIMO发送器和多个发送天线电路。MIMO发送器输入数据流并分别输出对应的多个步进相位相干但另外振幅、调制、带宽和频率相等的RF Tx空间流和类似的对应的多个数字二进制时变正交或不相关序列极化控制信号。各个Tx空间流与对应的极化控制信号相关联。各个发送天线电路包括：第一正交极化天线元件和第二正交极化天线元件；和RF开关，其基于对应的极化控制信号选择性地将其输入Tx空间流连接到第一正交极化天线元件和第二正交极化天线元件，以便辐射不同的时变极化OSSMBF流。以上述方式，该发送器装置提供了用于将数据流转换为多个Tx空间流的MIMO发送器和用于将这些Tx空间流不同地极化为辐射OSSMBF流以用于到远程位置的并发、同信道且无相互干扰的定向传输的多个发送天线电路。
[0012]在一实施例中，提供了一种发送器装置，包括MIMO发送器，其接收数据流并生成多个Tx空间流，该多个Tx空间流被空间编码以用于并发的同信道传输，并且被发送波束成形以用于精确空间方向上的辐射。该装置还包括代码生成器，其生成多个不同极化控制信号。装置还包括多个发送天线电路，其接收多个Tx空间流和多个极化控制信号，并生成多个不同极化的辐射流。各个发送天线电路包括：第一正交极化发送天线元件和第二正交极化发送天线元件；和RF开关，其基于对应的极化控制信号选择性地将Tx空间流连接到第一正交极化发送天线元件和第二正交极化发送天线元件。
[0013]在一实施例中，提供了一种接收器装置，包括多个接收天线电路和MIMO接收器。各个天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发送器装置，包括：MIMO发送器，其接收数据流并生成多个RF Tx空间流，所述多个RF Tx空间流被空间编码以用于并发的同信道传输，并且被发送波束成形以用于精确空间方向上的辐射；代码生成器，其生成多个不同极化控制信号；以及多个发送天线电路，其接收多个Tx空间流和多个极化控制信号，并生成多个不同极化的辐射流，其中，各个发送天线电路包括：第一正交极化发送天线元件和第二正交极化发送天线元件；和RF开关，其基于对应的极化控制信号选择性地将Tx空间流连接到所述第一正交极化发送天线元件和所述第二正交极化发送天线元件。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述MIMO发送器包括数据分割器、无线电调制器、MIMO空间复用器和发送波束成形器。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述数据分割器和所述无线电调制器从所述数据流合成多个等振幅、调制和带宽的Tx无线电流。4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述MIMO空间复用器将所述多个Tx无线电流空间编码成能够没有相互干扰地、并发地且在相同信道上发送的多个Tx空间流。5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述发送波束成形器调整各个Tx空间流的载波相位，使得它们能够在精确空间方向上辐射。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述代码发生器合成多个不同的数字二进制时变正交或不相关顺序的极化控制信号，并且其中，所述MIMO发送器还包括使所述多个极化控制信号与所述Tx空间流的符号率同步的同步逻辑。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发送天线电路的所述第一正交极化发送天线元件和所述第二正交极化发送天线元件被配置为提供水平正交性和垂直正交性、或者右旋圆极化(RHCP)和左旋圆极化(LHCP)正交性中的一者。8.一种接收器装置，包括：多个接收天线电路，各个接收天线电路检测多个并发、同信道、步进载波相位相干且不同极化的RF辐射流，接收多个极化控制信号中的不同的一者，并且输出包括一个未抑制的极化滤波的辐射流的Rx空间流，并且其中，各个接收天线电路包括：第一正交极化接收天线元件和第二正交极化接收天线元件；和RF开关，其基于对应的极化控制信号选择性地将所述第一正交极化接收天线元件和所述第二正交极化接收天线元件的输出连接到所述MIMO接收器；以及MIMO接收器，其从多个Rx空间流生成多个极化控制信号和数据流，所述多个Rx空间流被空间解码以完成并发的同信道传输并且接收波束成形以用于从精确空间方向的检测。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一正交极化接收天线元件和所述第二正交极化接收天线元件被配置为提供水平正交性和垂直正交性或者RHCP和LHCP正交性中的一者。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述MIMO接收器包括：代码生成器，其合成多个不同的数字二进制时变正交或不相关顺序极化控制信号，其中，各个极化控制信号与对应的接收辐射流相关联；以及同步逻辑，其使所述多个极化控制信号与其对应辐射流的符号率同步。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述MIMO接收器包括接收波束成形器、MIMO空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯，
申请(专利权)人：卡洛斯，
类型：发明
国别省市：