DE102019129730A1

DE102019129730A1 - Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, welche konfiguriert ist, um eine Strahl-Sweep-Operation durchzuführen und Verfahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE102019129730A1
Application number: DE102019129730.3A
Authority: DE
Inventors: Joontae KIM; JunHo Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-05-28
Also published as: US11239890B2; US20200169306A1; CN111245479A; CN111245479B

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung g (20, 100, 200,300, 400), welche eine Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) aufweist, welche eine Mehrzahl von Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist, weist ein Sweepen eines Empfangsstrahls, welcher in jeder der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) geformt wird derart auf, dass der Empfangsstrahl eine Mehrzahl von Empfangsstrahlstrukturen an einer jeweiligen Mehrzahl von Sweep-Positionen hat, und ein Empfangen eines Signals durch die Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) an jeder der Sweep-Positionen, ein Erzeugen einer Basiskanal-Matrixinformation, welche Kanalmatrizen aufweist, welche den Empfangsstrahlstrukturen für jede der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) entsprechen, basierend auf dem Signal, ein Durchführen einer digitalen Sweep-Operation auf wenigstens einer Gruppenkombination, welche unter Verwendung der Basiskanal-Matrixinformation bestimmt wird, und ein Erzeugen von ergänzender Kanal-Matrixinformation und ein Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur der Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) unter Verwendung der Basiskanal-Matrixinformation und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorzug der Koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2018-0150084 und 10-2019-0046084 , welche jeweils am 28. November 2018 und am 19. April 2019 beim Koreanischen Amt für Gewerblichen Rechtsschutz (Korean Intellectual Property Office) eingereicht wurden, deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen sind.
Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung und genauer auf eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, welche eine Strahl-Sweep-Operation zum Verbessern der Kommunikations-Performance durchführt.
Diskussion des Standes der Technik
Jüngste Vorschläge für ein 5. Generations (5G)-Kommunikationssystem (5G-Funk-Zugriffstechnologie) haben es zum Ziel, die Performance des kommerziell weit verbreiteten Long Term Evolution (LTE) und LTE Advanced (LTE-A) durch ein Vorsehen eines Datendienstes mit ultrahoher Geschwindigkeit von einigen Gbps unter Verwendung einer Ultrabreitband-Bandbreite von 100 MHz oder mehr zu verbessern. Unter Berücksichtigung der technischen Herausforderung zum Erreichen einer Ultrabreitband-Kommunikation über Frequenzbänder von einigen Hunderten MHz oder einigen GHz, welche in LTE und LTE-A verwendet werden, werden Frequenzen von 6 GHz oder mehr in dem 5G-Kommunikationssystem betrachtet. Beispielsweise wird eine Technik zum Erhöhen einer Übertragungsrate unter Verwendung eines Millimeter (mm)-Wellenbandes für 5G mit möglichen Bändern betrachtet, welche das 28 GHz-Band (26,5 bis 29,5 GHz) und das 60 GHz-Band (57 bis 71 GHz) aufweisen. Da der Pfadverlust von Funkwellen jedoch proportional zur Frequenz ist, kann ein relativ hoher Pfadverlust, welcher mit mm-Wellen auftritt, das Versorgungsgebiet für eine Kommunikation mit einer gegebenen Basisstation verringern.
In einer Anforderung, solch eine Versorgungsgebietsverringerung zu verhindern, wurde eine strahlformende Technik zum Erhöhen eines Bereichs der Funkwellen durch ein Erzeugen von gerichteten bzw. ausrichtbaren Strahlen unter Verwendung einer Mehrzahl von Antennen für 5G vorgeschlagen. Die strahlformende Technik kann auf jede einer Übertragungsvorrichtung (beispielsweise eine Basisstation) und einer empfangenden Vorrichtung (beispielsweise einem Terminal bzw. Datenendgerät) angewandt werden. Die strahlformende Technik kann nicht nur das Versorgungsgebiet erweitern, sondern auch die Interferenz aufgrund des Fokussierens von physikalischen Strahlen in Richtung eines Ziels verringern.
In einem 5G-Kommunikationssystem sollte eine Zeigerichtung von Übertragungsstrahlen der Übertragungsvorrichtung mit einer Zeigerichtung von Empfangsstrahlen der Empfangsvorrichtung ausgerichtet sein, um den vorteilhaften Effekt der strahlformenden Technik zu optimieren. Demzufolge wurde Forschung in strahlformenden Techniken, welche solche optimal zeigenden Strahlen bilden, durchgeführt.
KURZFASSUNG
Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts sehen eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung vor, welche eine Struktur eines Empfangsstrahls, welcher optimal mit einem beliebigen einen einer Mehrzahl von Übertragungsstrahlen einer Basisstation in einem 5G-Drahtlos-Kommunikationssystem ausgerichtet ist, auswählen kann und ein Verfahren zum Betreiben der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung.
Gemäß einem Aspekt des erfinderischen Konzepts ist ein Verfahren zum Betreiben einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung vorgesehen, welche einen Antennen-Array bzw. eine Antennenanordnung aufweist, welche eine Mehrzahl von Sub-Arrays bzw. Unter-Anordnungen aufweist. Das Verfahren weist ein Sweepen eines Empfangsstrahls, welcher in jeder der Unteranordnungen gebildet ist derart auf, dass der Empfangsstrahl eine Mehrzahl von Empfangsstrahlstrukturen an einer jeweiligen Mehrzahl von Sweep-Positionen hat, und ein Empfangen eines Signals durch die Antennenanordnung an jeder der Sweep-Positionen, ein Erzeugen einer Basiskanal-Matrixinformation, welche Kanalmatrizen aufweist, welche den Empfangsstrahlstrukturen für jede der Unter-Anordnungen entsprechen, basierend auf dem Signal, ein Durchführen einer digitalen Sweep-Operation auf wenigstens einer Unter-Anordnungsgruppe, welche eine Gruppenkombination der Unter-Anordnungen ist, welche unter Verwendung der Kanal-Matrixinformation bestimmt wird, und ein Erzeugen einer ergänzenden Kanal-Matrixinformation und ein Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur der Antennenanordnung unter Verwendung der Basiskanal-Matrixinformation und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation.
Gemäß einem anderen Aspekt des erfinderischen Konzepts ist ein Verfahren zum Betreiben einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung vorgesehen, welche eine Mehrzahl von einen Antennen-Array bzw. Antennenanordnungen aufweist. Das Verfahren weist ein Durchführen einer Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung einer ersten Antennenanordnung, welche eine Mehrzahl von Sub-Arrays bzw. Unter-Anordnungen aufweist, aus inmitten der Antennenanordnungen auf. Das Durchführen der Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung der ersten Antennenanordnung weist ein Steuern wenigstens eines einer Phase und einer Amplitude jeder der Unter-Anordnungen der ersten Antennenanordnung derart auf, dass ein Empfangsstrahl, welcher in der ersten Antennenanordnung gebildet wird, eine Mehrzahl von Empfangsstrahlstrukturen an einer jeweiligen Mehrzahl von Strahl-Sweep-Positionen hat, ein Erzeugen einer ersten Kanal-Matrixinformation, welche Kanalmatrizen aufweist, welche den Empfangsstrahlstrukturen für jede der Unteranordnungen entspricht, basierend auf einem Signal, welches durch die erste Antennenanordnung empfangen wird, und ein Durchführen einer digitalen Strahl-Sweep-Operation auf wenigstens einer Gruppenkombination von ausgewählten einen der Unteranordnungen, wobei die Gruppenkombination durch ein Verwenden der ersten Kanal-Matrixinformation bestimmt wird, und ein Erzeugen einer ersten zusätzlichen Kanal-Matrixinformation.
Gemäß einem anderen Aspekt des erfinderischen Konzepts ist eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung vorgesehen, welche eine Mehrzahl von einen Antennen-Array bzw. Antennenanordnungen, von welchen jede eine Mehrzahl von Sub-Arrays bzw. Unteranordnungen aufweist, eine Mehrzahl von Funkfrequenz (RF = Radio-Frequency = Funkfrequenz)-Ketten, welche mit der Mehrzahl von Antennenanordnungen jeweils verbunden ist, und einen Controller bzw. eine Steuerung aufweist, welche konfiguriert ist, um Signale, welche von den Antennenanordnungen empfangen werden, zu verarbeiten. Der Controller steuert wenigstens eines von Phasen und Amplituden (d.h. Phasen und/oder Amplituden) von Antennenelementen jeder von Unteranordnungen basierend auf einer strahlformenden bzw. strahlbildenden Matrix und führt eine analoge Strahl-Sweep-Operation durch. Der Controller führt eine digitale Strahl-Sweep-Operation unter Berücksichtigung von Empfangsstrahlstrukturen, welche durch eine Gruppenkombination formbar sind, welche die Unteranordnungen der Antennenanordnungen aufweisen, unter Verwendung von Signalen durch, welche in der analogen Strahl-Sweep-Operation empfangen werden.
Figurenliste
Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente oder Merkmale anzeigen, in welchen:

1 ein Blockschaltbild eines Drahtlos-Kommunikationssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
2 ein detailliertes Blockschaltbild einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
3 ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration einer k-ten Unteranordnung ist;
4 ein Diagramm zum Erklären einer Operation zum Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur in einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
5A ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist; 5B ein Diagramm zum Erklären von Zeitpunkten ist, in welchen Signale zwischen Unteranordnungen der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, welche in 5A gezeigt ist, empfangen werden.
6A ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist; 6B ein Diagramm zum Erklären von Zeitpunkten ist, in welchen Signale zwischen Unteranordnungen der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, welche in 6A gezeigt ist, empfangen werden;
7 ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur durch einen Auswähler einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, welche eine Mehrzahl von Antennenanordnungen aufweist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, ist;
8 ein Diagramm ist, welches eine Strahl-Sweep-Operation einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht;
9 ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
10 ein Diagramm ist, welches ein Verfahren zum Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur durch einen Auswähler einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, welche eine Mehrzahl von Antennenanordnungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aufweist, ist;
11 ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist; und
12 ein Blockschaltbild einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hierin nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Hierin bezieht sich der Begriff Basisstation (BS = Base Station = Basisstation) auf eine elektronische Vorrichtung, welche mit einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung kommuniziert und Kommunikationsnetzwerk-Ressourcen der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung zuordnet. Einige Beispiele einer Basisstation weisen einen „KnotenB (NB) “, einen „eNodB (eNB) “, ein (NG RAN =Next Generation Radio Access Network = Nächstegeneration-Funkzugriffsnetzwerk), einen Zugriffspunkt (AP = Access Point = Zugriffspunkt), eine Drahtlos-Kommunikationseinheit, einen Basisstation-Controller und einen Knoten auf einem Netzwerk auf. Hierin nachstehend wird der Begriff „Zelle“ austauschbar mit „Basisstation“ verwendet werden.
Eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung kann mit einer Basisstation oder einer anderen Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung kommunizieren. Auf eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung kann Bezug genommen werden als ein Knoten, Nutzerausstattung (UE = User Equipment = Nutzerausstattung), Nächste-Generation(NG = Next-Generation = Nächste-Generation)-UE, eine mobile Station (MS = Mobile Station = Mobile Station), mobile Ausstattung (ME = Mobile Equipment = Mobile Ausstattung), eine Vorrichtung oder ein Terminal bzw. Datenendgerät.
Andere Beispiele einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung weisen ein Smartphone, einen Tablet-Personalcomputer (PC), ein Mobiltelefon, ein Videotelefon, einen Elektronikbuch(E-Buch)-Leser, einen Desktop-PC, einen Laptop-PC, einen Notebook-Computer, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA = Personal Digital Assistant = persönlicher digitaler Assistent), einen tragbaren Multimedia-Abspieler (PMP = Portable Multimedia Player = tragbarer Multimedia-Abspieler), einen MPEG-1-Audioschicht3 (MP3)-Abspieler, medizinische Ausstattung, eine Kamera und eine tragbare Vorrichtung auf. Weitere Beispiele weisen einen Fernseher (TV = Television = Fernseher), einen Digital-Video-Disk (DVD)-Abspieler, einen Audio-Abspieler, einen Kühlschrank, eine Klimaanlage, einen Staubsauger, einen Ofen, einen Mikrowellenofen, eine Waschmaschine, einen Luftreiniger, eine Set-Top-Box, ein Home-Automation-Steuerpanel, ein Sicherheitssteue-Panel, eine Mediabox (beispielsweise Samsung HomeSync™, Apple TV™, or Google TV™), eine Spielekonsole (beispielsweise Xbox™ and PlayStation™), ein elektronisches Wörterbuch, einen elektronischen Schlüssel, einen Camcorder oder einen elektronischen Frame auf. Noch weitere Beispiele weisen verschiedene Stücke von medizinischer Ausstattung (beispielsweise verschiedene Stücke von tragbarer medizinischer Ausstattung (beispielsweise ein Blutzucker-Messgerät, ein Puls-Messgerät, ein Blutdruck-Messgerät, ein klinisches Thermometer oder dergleichen), Magnetresonanzangiographie (MRA = Magnetic Resonance Angiography = Magnetresonanzangiographie), Magnetresonanz-Abbildung (MRI = Magnetic Resonance Imaging = Magnetresonanz-Abbildung), berechnete Tomographie (CT = Computed Tomography = berechnete Tomographie), eine Kamera, eine Ultraschallvorrichtung oder dergleichen), eine Navigationsvorrichtung, ein globales Navigations-Satellitensystem (GNSS = Global Navigation Satellite System = globales Navigations-Satellitensystem), einen Ereignisdaten-Aufzeichner (EDR = Event Data Recorder = Ereignisdaten-Aufzeichner), einen Flugdaten-Aufzeichner (FDR = Flight Data Recorder = Flugdaten-Aufzeichner), eine Automobil-Infotainment-Vorrichtung, elektronische Marine-Ausstattung (beispielsweise ein Marine-Navigationssystem, einen Gyro-Kompass und dergleichen), Avionik, eine Sicherheitsvorrichtung, eine Heizeinheit für Fahrzeuge, einen Industrie- oder Heimroboter, einen Geldautomaten (ATM = Automated Teller Machine = Geldautomat) von Finanzinstitutionen, einen Verkaufspunkt (POS = Point of Sales) von Läden, oder Internet-of-Things(IoT)-Vorrichtungen (beispielsweise eine Glühbirne, einen Sensor, einen Sprinkler, einen Feueralarm, einen Thermostat, eine Straßenbeleuchtung, einen Toaster, Übungsausstattung, einen Heißwassertank, einen Heizer, einen Boiler und dergleichen) auf. Zusätzlich kann eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung eine beliebige von verschiedenen Typen von Multimedia-Systemen sein, welche in der Lage sind, Kommunikationsfunktionen durchzuführen. Hierin nachstehend kann eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung austauschbar eine „Drahtlos-Vorrichtung“ genannte werden.
1 ist ein Blockschaltbild eines Drahtlos-Kommunikationssystems 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 kann eine Basisstation 10 und eine Drahtlos-Vorrichtung 20 aufweisen. Obwohl 1 eine einzelne Basisstation 10 und eine einzelne Drahtlos-Vorrichtung 20 veranschaulicht, kann das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 verschiedene Anzahlen von Basisstationen und Drahtlos-Vorrichtungen aufweisen. Die Basisstation 10 kann kommunikativ mit der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 20 über einen drahtlosen Kanal verbunden sein und verschiedene Kommunikationsdienste vorsehen. Die Basisstation 10 kann allen oder einigen Nutzerverkehr über einen gemeinsam verwendeten Kanal betreuen und Zustandsinformation (beispielsweise einen Pufferzustand, einen Zustand einer verfügbaren Übertragungsleistung und einen Kanalzustand) der Drahtlos-Vorrichtung 20 sammeln und zeitlich einplanen. Das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 kann eine strahlformende Technik durch ein Verwenden beispielsweise von orthogonalem Frequen-Multiplexing (OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplexing = orthogonales Frequen-Multiplexing) als die Funk-Zugriffs-Technologie unterstützen. Ebenso kann das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 ein adaptives Modulations-& Kodier (AMC = Adaptive Modulation & Coding = adaptives Modulations-& Kodier)-Verfahren zum Bestimmen eines Modulationsschemas und einer Kanal-Kodier-Rate in Übereinstimmung mit einem Kanalzustand der Drahtlos-Vorrichtung 20 unterstützen.
Ferner kann das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 Signale unter Verwendung eines Breitfrequenz-Unterbandes innerhalb eines Frequenzbandes, welches 6 GHz oder höher umfasst, übertragen und empfangen. Beispielsweise kann in dem Drahtlos-Kommunikationssystem 1 eine Datenübertragungsrate unter Verwendung eines mm-Wellenbandes wie beispielsweise dem 28-GHz-Band (26,5 bis 29,5 GHz) oder dem 60-GHz-Band (57 bis 71 GHz) verbessert werden. In diesem Fall kann, da das mm-Wellenband eine relativ hohe Signaldämpfung gegenüber dem Abstand hat, um eine Abdeckung sicherzustellen, das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 eine übermittelnde Operation auf der Basis von gerichteten Strahlen, welche unter Verwendung einer Mehrfach-Antennentechnik erzeugt werden, unterstützen. Das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 kann ein System sein, welches konfiguriert ist, um Multiple-Input and Multiple-Output (MIMO) zu unterstützen, wobei die Basisstation 10 und die Drahtlos-Vorrichtung 20 jeweils eine strahlformende Technik unterstützen. Die strahlformende Technik kann in eine digitale strahlformende Technik, eine analoge strahlformende Technik und eine hybride strahlformende Technik klassifiziert werden. Hierin nachstehend wird hauptsächlich eine Ausführungsform, in welcher das Drahtlos-Kommunikationssystem 1 die hybride strahlformende Technik unterstützt, beschrieben werden. Es wird jedoch anerkannt werden, dass das erfinderische Konzept ebenso auf andere strahlformende Techniken angewandt werden kann.
Die Drahtlos-Vorrichtung 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Strahl-Sweep-Operation auf Empfangsstrahlen durchführen, um gerichtete strahlbasierte Übertragungsoperationen zu ermöglichen. Hierin kann sich eine Strahl-Sweep-Operation auf einem Prozess zum sequenziellen oder zufälligen Sweepen von gerichteten Strahlen, welche eine vorbestimmte Struktur haben, durch jedes der Basisstation 10 und der Drahtlos-Vorrichtung 20 beziehen. Während oder folgend auf das Strahl-Sweepen können Strukturen eines Übertragungsstrahls und eines Empfangsstrahls, von welchen Zeigerichtungen bestimmt werden, um miteinander ausgerichtet zu sein, für eine nachfolgende Kommunikation von RF-Signalen ausgewählt werden. Hierin kann der Begriff „Strahlstruktur“ verwendet werden, um sich auf entweder die Form eines Hauptstrahls in einer Pencil-Beam-Antennenstruktur zu beziehen oder in einigen Fällen auf eine Antennenstruktur über einen Bereich eines Raums über denjenigen des Hauptstrahls hinaus (beispielsweise sind Bereiche von mehreren Hauptstrahlen mit einem invertierten Phasengradienten, welcher über eine Anordnungsapparatur angewandt wird, möglich). In der folgenden Diskussion wird sich zur Einfachheit der Begriff „Strahl“ auf den Hauptstrahl einer Pencil-Beam-Antennenstruktur beziehen und „Strahlstruktur“ wird sich auf die Form des Hauptstrahls beziehen, solange der Zusammenhang nicht Anderweitiges diktiert. Demnach kann eine „Strahlstruktur“ eine Form eines Strahls sein, welche durch eine Breite des Strahls und eine Zeigerichtung des Strahls bestimmt wird. Die Breite des Strahls kann als eine Winkelbreite zwischen Nullen auf entgegengesetzten Seiten des Peaks oder als Winkelbreite zwischen vorbestimmten Leistungspegeln auf entgegengesetzten Seiten des Peaks (beispielsweise eine „3dB-Strahlbreite“) definiert werden. Die Struktur des Übertragungsstrahls und die Struktur des Empfangsstrahls, von welchen die Zeigerichtungen miteinander ausgerichtet sind, können als ein Paar von Übertragungsstrahlstrukturen ausgewählt werden. Das heißt, dass, wenn die Basisstation 10 Daten über einen Übertragungsstrahl, welcher eine ausgewählte Struktur hat, überträgt, die Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 20 die Daten durch einen Empfangsstrahl empfangen kann, welcher eine ausgewählte Struktur hat. Hierin nachstehend wird eine Operation zum Auswählen der Struktur des Empfangsstrahls durch die Drahtlos-Vorrichtung 20 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben werden.
Zuerst kann, wenn die Basisstation 10 Signale X durch eine Mehrzahl von Antennenelementen oder durch eine Mehrzahl von Antennenanordnungen überträgt, die Drahtlos-Vorrichtung 20 Signale Y durch wenigstens ein Antennenelement oder eine Anordnung empfangen. Die empfangenen Signale Y können Ergebnisse sein, welche durch ein Hindurchpassieren der Signale X durch einen vorbestimmten Kanal H erlangt werden. Eine Beziehung zwischen den übertragenen Signalen X und den empfangenen Signalen Y kann in Gleichung 1 gezeigt sein: $Y = H \cdot X + N$
wobei N ein Rauschen wie beispielsweise weißes Gauß‘sches Rauschen ist, Y, X, N jeweils ein Vektor sein kann und H eine Matrix sein kann. Die Drahtlos-Vorrichtung 20 kann Empfangssignale Y durch ein Verwenden von Empfangsstrahlen empfangen, welche verschiedene Strukturen haben, welche aufgrund einer analogen Strahl-Sweep-Operation geformt sind. In diesem Fall kann ein Kanal H gemäß einer Struktur eines Empfangsstrahls variieren und eine Struktur eines Empfangsstrahls der Drahtlos-Vorrichtung 20 kann basierend auf einem Zustand (beispielsweise einer Kanalkapazität) des Kanals H ausgewählt werden.
Die Drahtlos-Vorrichtung 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Antennenanordnungen aufweisen. Die Drahtlos-Vorrichtung 20 kann wenigstens eines einer „Phase und Amplitude von Antennenelementen“, welche in den Antennenanordnungen enthalten sind, anpassen und eine Sweep-Operation derart durchführen, dass Empfangsstrahlen, welche durch eine Verwendung der Antennenanordnungen erzeugt werden, eine Mehrzahl von Strukturen an unterschiedlichen jeweiligen Sweep-Positionen haben. Hierin kann sich ein Anpassen von „Phase und Amplitude eines Antennenelements“ auf ein direktes (physikalisches) oder virtuelles (digitales) Anwenden oder Zuweisen einer Phase und Amplitude zu einem Antennenelement beziehen. Betrachte beispielsweise eine übertragungsseitige Antennenanordnung von N Elementen. Wenn ein „Übertragungssignal“ auf einen Eingangspfad der Antennenanordnung angewandt wird und der Eingangspfad in N gleich lange Signalpfade, welche einen gleichen Verlust haben, aufgeteilt ist, wovon jeder zu einem der N Antennenelemente führt, kann gesagt werden, dass jedes der Antennenelemente dieselbe Phase und Amplitude hat, wobei „Amplitude“ ein Maß der Signalleistung ist. Diese Phasen und Amplituden können für ein Berechnen oder Erzeugen einer Übertragungsstrahlstruktur („Übertrage“-Strahlstruktur) verwendet werden. Ähnlich kann gesagt werden, dass in diesem Szenario auf der empfangenden Seite jedes der Antennenelemente dieselbe Phase und Amplitude zum Berechnen oder aktuellen Empfangen eines „Empfangsstrahls“ hat. Wenn ein Phasenschieber und ein Amplitudenanpasser (Verstärker oder Dämpfer“ in jeden Signalpfad, welcher zu einem der N Antennenelemente führt, eingefügt wird, kann eine Phase und eine Amplitude, welche mit jedem Pfad verbunden ist, dynamisch angepasst werden, um einen resultierenden Strahl, welcher durch die Antennenanordnung geformt wird, zu lenken. In diesem Fall kann gesagt werden, dass die Phase/Amplitude der Antennenelemente selbst angepasst wird. Die N Antennenelemente können unterschiedliche Phasen/Amplituden durch ein Anpassen der Phase/Amplitude des Phasenschiebers/Amplitudenanpassers in dem verbundenen Pfad haben. Dadurch kann der Kollektivstrahl, welcher durch die N Antennenelemente geformt wird, durch ein sequenzielles Anpassen der Phasen/Amplituden zwischen den Antennenelementen (beispielsweise einen Phasengradienten zwischen Elementen erzeugend) berechnet und gesweept werden. Auf der empfangenden Seite kann ein digitales Strahlformen durch zuerst ein Messen der Signalleistung (Amplitude) und der relativen Phase, welche durch jede der N Antennenelemente empfangen wird, auftreten. Die gemessenen Amplituden und Phasen können dann auf virtuelle Pfade angewandt werden, wovon jeder einen virtuellen Phasenschieber und einen virtuellen Amplitudenanpasser hat. Phasenverschiebungen und Amplitudenanpassungen in den verschiedenen virtuellen Pfaden können dann getätigt werden, um einen Empfangsstrahl virtuell zu lenken. In dieser Art und Weise können Empfangsstrahlstrukturen berechnet werden und eine Empfangsstrahlstruktur, welche zu einer maximalen Empfangssignalleistung führt, kann beispielsweise ausgewählt werden. Dasselbe virtuelle Strahllenkprinzip kann auf Signale, welche durch Unteranordnungen ausgegeben werden, angewandt werden.
Hierin nachstehend wird auf eine Operation zum direkten Anpassen der Phase und/oder der Amplitude der Antennenelemente und aktuelle Sweep-Strukturen von Empfangsstrahlen, welche in den Antennenanordnungen in der Drahtlos-Vorrichtung 20 geformt werden, als eine analoge Strahl-Sweep-Operation Bezug genommen werden. Hierin nachstehend können Begriffe wie beispielsweise „Steuern einer Phase oder Amplitude einer Antennenanordnung“, eine Unteranordnung oder eine Unteranordnungsgruppe, als ein Steuern von Phasen/Amplituden von Antennenelementen interpretiert werden, welche in jeder der Antennenanordnungen, der Unteranordnung und der Unteranordnungsgruppe enthalten sind.
Die Drahtlos-Vorrichtung 20 kann Kanalmatrizen, welche jeweiligen Strahlstrukturen der Antennenanordnung entsprechen, auf der Basis von Signalen, welche von der Basisstation 10 aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation empfangen werden, erzeugen. Auf diese Kanalmatrizen kann hierin austauschbar Bezug genommen werden als „Basis“-Kanalmatrizen oder „anfängliche“ Kanalmatrizen (welche von „ergänzenden“ Kanalmatrizen, welche untenstehend diskutiert werden, unterscheidbar sind). In einem Beispiel kann die Drahtlos-Vorrichtung 20 eine Operation auf den Basis-Kanalmatrizen, welche den jeweiligen Strahlstrukturen entsprechen, unter Verwendung von Referenzsignalen durchführen, welche in den Signalen enthalten sind, welche aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation empfangen werden. Hierin kann der Begriff „strahlformende Matrixinformation“ wenigstens eine strahlformende Matrix aufweisen. Eine strahlformende Matrix kann eine Block-Diagonal-Matrix sein, von welcher diagonale Elemente strahlformende Vektoren für jede der Antennenanordnungen aufweisen können. Ebenso kann die strahlformende Matrixinformation in einem Codebuch-Format in der Drahtlos-Vorrichtung 20 vorgespeichert sein. Die strahlformende Matrixinformation kann Information aufweisen, auf welche Bezug genommen werden kann, wenn die Drahtlos-Vorrichtung 20 die Empfangsstrahlstruktur ändert (oder sweept).
Die Drahtlos-Vorrichtung 20 kann „ergänzende“ Kanalmatrizen erzeugen, auf welche austauschbar hierin Bezug genommen werden kann als „zusätzliche“ oder „kombinatorische“ Kanalmatrizen, welche jeweils Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche zwischen Strahlstrukturen, welche durch die Antennenanordnungen geformt sind oder durch vorbestimmte Gruppen der Antennenanordnung unter Verwendung der erzeugten Basis-Kanalmatrizen geformt werden können. Hierin nachstehend kann in der Drahtlos-Vorrichtung 20 auf eine Operation zum sequenziellen oder zufälligen Anwenden relativer Gewichtungswerte auf einige der erzeugten Kanalmatrizen unter Berücksichtigung von möglicherweise formbaren Empfangsstrahlstrukturen und virtuellen Sweep-Empfangsstrahlstrukturen, welche in den Antennenanordnungen gebildet werden können, Bezug genommen werden als eine digitale Strahl-Sweep-Operation. Die Drahtlos-Vorrichtung 20 kann die digitale Strahl-Sweep-Operation durchführen und die ergänzenden Kanalmatrizen, welche jeweils den Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, erzeugen, welche zwischen den Strahlstrukturen, welche durch die Antennenanordnungen oder die vorbestimmten Gruppen der Antennenanordnung geformt werden, geformt werden können.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann gesagt werden, dass die analoge Strahl-Sweep-Operation in einer „analogen Domäne“ durchgeführt wird, während gesagt werden kann, dass die digitale Strahl-Sweep-Operation in einer „digitalen Domäne“ durchgeführt wird.
Die Drahtlos-Vorrichtung 20 kann die Reichweite, welche herbeigeführt wird durch und die Auswahlen für Empfangsstrahlstrukturen, welche aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation und der digitalen Strahl-Sweep-Operation ausgewählt werden können, erweitern. Ebenso kann die Drahtlos-Vorrichtung 20 eine Empfangsstrahlstruktur, welche ein Datensignal von der Basisstation 0 optimal empfangen kann, aus inmitten verschiedener Empfangsstrahlstrukturen auswählen. Demnach kann die Kommunikations-Performance der Drahtlos-Vorrichtung 20 verbessert werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann, nachdem die Drahtlos-Vorrichtung 20 eine optimale Empfangsstrahlstruktur in der oben beschriebenen Art und Weise auswählt, die Drahtlos-Vorrichtung 20 eine Übertragungsstrahlstruktur zum Übertragen eines Signals zu der Basisstation 10 oder zu einer anderen Drahtlos-Vorrichtung durch ein Verwenden der ausgewählten Empfangsstrahlstruktur auswählen. In einem Beispiel kann, wenn Strahl-Korrespondenz garantiert ist, die Drahtlos-Vorrichtung 20 dieselbe ausgewählte Empfangsstrahlstruktur wie die Übertragungsstrahlstruktur auswählen und ein Signal zu der Basisstation 10 oder einer anderen Drahtlos-Vorrichtung durch einen Übertragungsstrahl übertragen, welcher die ausgewählte Übertragungsstrahlstruktur hat. Demzufolge kann die Drahtlos-Vorrichtung 20 eine optimale Übertragungsstrahlstruktur relativ einfach auswählen und eine Übertragungs-Performance verbessern.
2 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Drahtlos-Vorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 3 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration einer k-ten Unteranordnung 112_k.
Bezugnehmend auf 2 kann die Drahtlos-Vorrichtung 100 eine Frontendschaltung FEC und einen Controller 130 aufweisen. Die Frontendschaltung FEC kann eine Mehrzahl von Antennenanordnungen aufweisen, d. h. eine erste bis p-te Antennenanordnung 110_1 bis 110_p und eine Mehrzahl von Funkfrequenz (RF = Radio Frequency = Funkfrequenz)-Ketten 120_i bis 120_p. Ausgangsanschlüsse der ersten bis p-ten Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p können jeweils mit RF-Ketten 120_1 bis 120_p verbunden sein. Die p-te Antennenanordnung 110_p kann eine Mehrzahl von Unteranordnungen 112_1 bis 112_k und einen Abwärtswandlungsmischer 114 aufweisen. Der Abwärtswandlungsmischer 114 kann ein kombiniertes RF-Signal der Unteranordnungen 112_1 bis 112_k mit einem Zwischenfrequenz (IF = Intermediate Frequency = Zwischenfrequenz)-Signal (beispielsweise einem lokalen Oszillatorsignal) zu einem Basisbandsignal oder einer niedrigeren IF-Frequenz für eine nachfolgende A/D-Wandlung mischen. Die Unteranordnungen 112_1 bis 112_k können eine Mehrzahl von Antennenelementen aufweisen, und Phasen und/oder Amplituden der Antennenelemente können individuell gesteuert werden, um eine analoge Strahl-Sweep-Operation zu ermöglichen. Die p-te RF-Kette 120_p, welche mit der p-ten Antennenanordnung 110_p verbunden ist, kann einen Analog-Digital-Wandler (ADC = Analog-to-Digital Converter = Analog-Digital-Wandler) 121, einen Seriell-Parallel-Wandler 122 und eine Fast Fourier-Transformator (Fast Fourier Transformation(FFT) -Verarbeitungsschaltung) 123 aufweisen. Eine Konfiguration der p-ten Antennenanordnung 110_p kann auf die verbleibenden Antennenanordnungen, beispielsweise Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p-1 angewandt werden. Eine Konfiguration der p-ten RF-Kette 120_p kann auf die verbleibenden RF-Ketten, d. h. die RF-Ketten 120_1 bis 120_p-1 angewandt werden.
Der Controller 130 gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann ein(e) Empfangsstrahl-Auswahlmodul (Schaltung) 132 aufweisen. Jeder des Controllers 130 und des Empfangsstrahl-Auswahlmoduls kann eine Schaltung sein, welche als dedizierter Hardwareblock implementiert ist, welche durch eine Logiksynthese entworfen ist, oder eine Schaltung, welche als eine Allgemeinzweck-Verarbeitungsschaltung implementiert ist, welche wenigstens einen Prozessor aufweist, welcher Software-Instruktionen ausführt, welche von einem Speicher (beispielsweise einem internen Speicher (nicht gezeigt) des Controllers 230) gelesen werden, oder kann als eine Kombination eines dedizierten Hardwareblocks und einer Allgemeinzweck-Verarbeitungsschaltung implementiert sein. Wenn hierin verwendet, kann der Controller 130 als eine Vorrichtung definiert sein, welche eine Funktionalität zum Finden einer optimalen Empfangsstrahlstruktur aufweist.
Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 gemäß einer Ausführungsform kann erste bis p-te Steuersignale CS₁ bis CS_p für die erste bis p-te Antennenanordnung 110_1 bis 110_p jeweils vorsehen, um dadurch die analoge Strahl-Sweep-Operation durchzuführen. In einem Beispiel kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 die p-ten Steuersignale CS_p für die p-te Antennenanordnung 110_p vorsehen, um eine Empfangsstrahlstruktur, welche in der p-ten Antennenanordnung 110_p geformt ist, zu steuern. Hierin nachstehend wird zuerst eine Konfiguration der k-ten Unteranordnung 112 k, welche in 3 gezeigt ist, zur Kürze beschrieben werden.
Bezugnehmend auf 3 kann die k-te Unteranordnung 112_k eine Mehrzahl von Antennenelementen ATE 1 bis ATE_m, eine Mehrzahl von rauscharmen Verstärkern LNA₁ bis LNA_m, eine Mehrzahl von Phasenschiebern PS₁ bis PS_m und einen Abwärtswandlungsmischer SM_k. Das p-te Steuersignal CS_p kann ein Steuersignal CSpkx zum Steuern einer Phase und/oder Amplitude der k-ten Unteranordnung 112_k aufweisen.
Das Steuersignal CS_pkx kann Signale zum Steuern von Verstärkungen der rauscharmen Verstärker LNA₁ bis LNA_m, welche mit jeder der Unteranordnungen 112_k verbunden sind und/oder Phasen der Phasenschieber PS₁ bis PS_m, welche mit jeder der Unteranordnungen 112_k verbunden sind, aufweisen. Die Verstärkungssteuerung der LNAs führt zu seiner Signalpfad-Amplitudenanpassung und erzeugt dadurch die Antennenelement-Amplitudenanpassung, welche obenstehend beschrieben ist. Eine Struktur zum Empfangen von Strahlen, welche in der k-ten Unteranordnung 112 k geformt werden, kann aufgrund des Steuersignals CS_pkx geändert werden. Eine Konfiguration der k-ten Unteranordnung 112_k kann auf die anderen Unteranordnungen, d. h. die Unteranordnungen 112_1 bis 112_k-1 der p-ten Antennenanordnung 110_p angewandt werden. Ferner kann die Konfiguration der k-ten Unteranordnung 112_k auf Unteranordnungen (nicht gezeigt) angewandt werden, welche in jeder der anderen Antennenanordnungen enthalten sind, d. h. den Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p-1.
Um die analoge Strahl-Sweep-Operation zu ermöglichen, kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 die Steuersignale CS₁ bis CS_p für die Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p vorsehen und Empfangsstrahlstrukturen, welche durch die Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p geformt werden, ändern. In einer Ausführungsform kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 die analoge Strahl-Sweep-Operation für jede vorbestimmte Unteranordnungsgruppe durchführen. In einigen Beispielen ist eine Unteranordnungsgruppe zwei oder mehr Unteranordnungen. In anderen Beispielen jedoch kann eine Unteranordnungsgruppe nur eine Unteranordnung haben. Demnach kann eine Unteranordnungsgruppe als eine Einheit zum Unterteilen von Unteranordnungen, welche in den Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p enthalten sind, verstanden werden und kann als wenigstens eine Unteranordnung aufweisend definiert werden. Beispielsweise kann eine Antennenanordnung wenigstens eine Unteranordnungsgruppe aufweisen. Alternativ kann eine Unteranordnungsgruppe durch Unteranordnungen gebildet werden, welche jeweils in unterschiedlichen Antennenanordnungen enthalten sind. Beispielsweise kann eine strahlformende Matrixinformation implementiert werden, um die analoge Strahl-Sweep-Operation in Einheiten von Unteranordnungsgruppen durchzuführen. Das heißt, dass die strahlformende Matrixinformation eingestellt werden kann, um eine Strahl-Sweep-Operation auf einer spezifischen Unteranordnungsgruppe unter Berücksichtigung von nur einigen Fällen, welche zu einer großen Deformation einer Empfangsstrahlstruktur aus inmitten aller steuerbaren Fälle von variablen Phasen und/oder Amplituden von Antennenelementen, welche in der spezifischen Unteranordnungsgruppe enthalten sind, führen, zu steuern. Eine beispielhafte Ausführungsform, in welcher die Unteranordnungsgruppe eine Unteranordnung aufweist, wird untenstehend unter Bezugnahme auf 5A beschrieben werden, und eine beispielhafte Ausführungsform, in welcher die Unteranordnungsgruppe eine Mehrzahl von Unteranordnungen aufweist, wird untenstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden.
Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann die analoge Strahl-Sweep-Operation durchführen, um Empfangssignale r₁ bis r_p von den Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p zu empfangen und Kanal-Matrixinformation, welche Kanalmatrizen aufweist, welche Empfangsstrahlstrukturen für jede Unteranordnungsgruppe aufweisen, basierend auf den Empfangssignalen r₁ bis r_p erzeugen. Beispielsweise kann, wenn die Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p jeweils logisch in zwei Unteranordnungsgruppen unterteilt sind, das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 Kanalmatrizen erzeugen, welche jeweils den zwei Unteranordnungsgruppen entsprechen. Das heißt, dass die Kanal-Matrixinformation erste Kanalmatrizen, welche einen variablen Kanalzustand gemäß Strukturen von Empfangsstrahlen, welche in einer ersten Unteranordnungsgruppe geformt werden, anzeigen und zweite Kanalmatrizen, welche einen variablen Kanalzustand gemäß Strukturen von Empfangsstrahlen, welche in einer zweiten Unteranordnungsgruppe geformt werden, anzeigen, aufweisen kann.
Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann eine digitale Strahl-Sweep-Operation auf wenigstens einer Gruppenkombination, welche aus Unteranordnungsgruppen bestimmt wird, unter Verwendung der Kanal-Matrixinformation durchführen und eine ergänzende Kanal-Matrixinformation erzeugen. Die ergänzende Kanal-Matrixinformation kann ergänzende Kanalmatrizen aufweisen, welche einen variablen Kanalzustand gemäß Strukturen von Empfangsstrahlen anzeigen, welche virtuell unter Verwendung von Unteranordnungsgruppen, welche in der wenigstens einen Gruppenkombination enthalten sind, geformt werden. Beispielsweise kann, wenn die Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p logisch in drei Unteranordnungsgruppen unterteilt sind, eine erste Gruppenkombination eingestellt werden, um die erste Unteranordnungsgruppe und die zweite Unteranordnungsgruppe aufzuweisen, und eine zweite Gruppenkombination kann eingestellt werden, um die erste Unteranordnungsgruppe und die dritte Unteranordnungsgruppe aufzuweisen. Demnach kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 die digitale Strahl-Sweep-Operation auf der ersten Gruppenkombination durchführen, die digitale Strahl-Sweep-Operation auf der zweiten Gruppenkombination durchführen und die ergänzende Kanal-Matrixinformation erzeugen.
In einem Beispiel kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 geänderte Kanalmatrizen unter Verwendung von Kanalmatrizen erzeugen, welche der ersten Unteranordnungsgruppe und einer relativen Gewichtungswertinformation während der digitalen Strahl-Sweep-Operation auf der ersten Gruppenkombination entsprechen. Die relative Gewichtungswertinformation kann einen relativen Gewichtungswert aufweisen, welcher unter Berücksichtigung einer virtuellen Änderung einer Phase und/oder Amplitude von Antennenelementen bestimmt wird, welche in wenigstens einer Unteranordnungsgruppe in einer spezifischen Gruppenkombination enthalten sind. Nachfolgend kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul ergänzende Kanalmatrizen erzeugen, welche Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche durch die erste Unteranordnungsgruppe und die zweite Unteranordnungsgruppe unter Verwendung von Kanalmatrizen geformt werden können, welche der zweiten Unteranordnungsgruppe und den geänderten Kanalmatrizen entsprechen.
Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 gemäß einer Ausführungsform kann Empfangsstrahlstrukturen, welche in den Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p geformt werden, unter Verwendung der Basiskanal-Matrixinformation und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation auswählen. Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann einen Kanal, welcher beste Charakteristiken hat (einen optimalen Kanal) basierend auf der Basiskanal-Matrixinformation und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation erfassen und die Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p steuern, um einen Empfangsstrahl zu formen, welcher eine Struktur hat, welche dem optimalen Kanal entspricht. Zu diesem Zweck kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 die strahlformende Matrixinformation unter Verwendung eines Ergebnisses der digitalen Strahl-Sweep-Operation aktualisieren und Steuersignale, welche den ausgewählten Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, für die Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p unter Bezugnahme auf die aktualisierte strahlformende Matrixinformation vorsehen. Der Controller 130 kann ferner einen Puffer (nicht gezeigt) aufweisen, welcher strahlformende Matrixinformation und relative Gewichtungswertinformation speichern kann. Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann die Strahl-Sweep-Operation gemäß den Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die strahlformende Matrixinformation und die relative Gewichtungswertinformation, welche in dem Puffer gespeichert sind, durchführen.
Die Drahtlos-Vorrichtung 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann nicht nur Empfangsstrahlstrukturen, welche individuell durch Unteranordnungsgruppen basierend auf beschränkter strahlformender Matrixinformation geformt werden, berücksichtigen, sondern auch Empfangsstrahlstrukturen berücksichtigen, welche durch eine Kombination der Unteranordnungsgruppen aufgrund einer digitalen Strahl-Sweep-Operation geformt werden können. Demzufolge kann, da die Auswahlen für und der Reichweitenbereich, welcher erreicht wird durch auswählbare Empfangsstrahlstrukturen verbreitert werden kann, die Drahtlos-Vorrichtung 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform eine Empfangsstrahlstruktur auswählen, welche in der Lage ist, eine akzeptable oder hervorragende Empfangs-Performance sicherzustellen. Ebenso kann, wenn eine Strahl-Korrespondenz der Drahtlos-Vorrichtung 100 garantiert ist, die Drahtlos-Vorrichtung 100 die Empfangsstrahlstruktur als eine Übertragungsstrahlstruktur davon auswählen und die Übertragungs-Performance verbessern.
4 ist ein Diagramm zum Erklären einer Operation zum Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur in einer Drahtlos-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Bezugnehmend auf 4 kann die Drahtlos-Vorrichtung D Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D aufweisen und eine analoge Strahl-Sweep-Operation auf den D Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D basierend auf strahlformender Matrixinformation BMTI₁ bis BMTI_D, welche jeweils den Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D entspricht, durchführen. Die strahlformende Matrixinformation BMTI₁ bis BMTI_D kann dieselbe sein oder jeweils unterschiedlich. Die Drahtlos-Vorrichtung kann Signale durch Empfangsstrahlen, welche in jeder der Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation geformt werden, empfangen. Die oben beschriebene analoge Strahl-Sweep-Operation kann in einer analogen Domäne durchgeführt werden.
Danach kann die Drahtlos-Vorrichtung eine Kanal-Abschätzoperation mehrere Male basierend auf Referenzsignalen, welche in den Signalen enthalten sind, welche von den Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D empfangen werden, in einer digitalen Domäne durchführen und Kanal-Matrixinformation erzeugen, welche einen Kanalzustand gemäß Strukturen der Empfangsstrahlen, welche in den Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D geformt sind, anzeigen. Die Drahtlos-Vorrichtung kann Gruppenkombinationen von den Unteranordnungsgruppen G₁ bis G_D in der digitalen Domäne bestimmen, eine digitale Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung von Basiskanalmatrizen und relativen Gewichtungswerten W_A1 bis W_AE, welche jeweils den Gruppenkombinationen entsprechen, durchführen und eine ergänzende Kanal-Matrixinformation erzeugen.
Die Drahtlos-Vorrichtung kann eine Empfangsstrahlstruktur, welche einem Kanal entspricht, welcher die besten Charakteristiken hat, unter Verwendung der Kanal-Matrixinformation und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation auswählen.
5A ist ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Vorrichtung 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 5B ist ein Diagramm zum Erklären von Zeitpunkten, in welchen Signale zwischen Unteranordnungen der Drahtlos-Vorrichtung 200 empfangen werden. 5A veranschaulicht eine Ausführungsform, in welcher die Drahtlos-Vorrichtung 200 eine Antennenanordnung 210 aufweist, welche zwei Unteranordnungen aufweist, d. h. eine erste Unteranordnung 110_1 und eine zweite Unteranordnung 110_2. In anderen Ausführungsformen weist die Drahtlos-Vorrichtung zwei oder mehr Antennenanordnungen auf, wie in 2 gezeigt ist, und jede der Antennenanordnungen kann drei oder mehr Unteranordnungen aufweisen. Demnach wird es anerkannt werden, dass die Prinzipien der Ausführungsform, welche unter Bezugnahme auf 5A beschrieben sind, ebenso auf andere Antennenanordnungen angewandt werden können. Ferner wird in 5A angenommen, dass eine Unteranordnungsgruppe aus nur einer Unteranordnung gebildet ist. Demzufolge kann eine Unteranordnung eine Unteranordnungsgruppe bezeichnen, es ist aber ohne Weiteres offensichtlich, dass die Ausführungsformen, welche unter Bezugnahme auf die 5A bis 6B beschrieben sind, ebenso auf eine Unteranordnungsgruppe, welche eine Mehrzahl von Unteranordnungen aufweist, angewandt werden kann.
Wie in 5A gezeigt ist, kann die Drahtlos-Vorrichtung 200 die Antennenanordnung 210, eine RF-Kette 220 und einen Controller 230 aufweisen. Die Antennenanordnung 210 kann die erste Unteranordnung 210_1 und die zweite Unteranordnung 210_2 aufweisen. Der Controller 230 kann einen Kanal-Abschätzer 231, einen Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232, einen Strahlform-Controller 233, einen Puffer 234 und einen Auswähler 235 aufweisen. Es sei angemerkt, dass der Kanal-Abschätzer 231, der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232, der Strahlform-Controller 233 und der Auswähler 235 kollektiv eine beispielhafte Konfiguration des Empfangsstrahl-Auswahlmoduls 132 der 2 bilden können. Der Strahlform-Controller 233 kann ein erstes Steuersignal CS_p1 und ein zweites Steuersignal CS_p2 für die erste Unteranordnung 210_1 und die zweite Unteranordnung 210 2 jeweils unter Bezugnahme auf strahlformende Matrixinformation, welche in dem Puffer 234 gespeichert ist, während einer Strahl-Sweep-Operation vorsehen und individuell Phasen und/oder Amplituden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 steuern.
Bezugnehmend auf 5B kann der Strahlform-Controller 233 eine Empfangsperiode eines ersten Signals S_p1, welches durch die erste Unteranordnung 210_1 empfangen wird, unterschiedlich von einer Empfangsperiode eines zweiten Signals S_p2, welches durch die zweite Unteranordnung 210_2 empfangen wird, einstellen. Beispielsweise kann in einer vorbestimmten Signalempfangsperiode T_D der Strahlform-Controller 233 die erste Unteranordnung 210_1 aktivieren und die zweite Unteranordnung 210_2 deaktivieren, um nur das erste Signal S_p1 vor einem Zeitpunkt „t_SW“ zu empfangen, während der Strahlform-Controller 233 die erste Unteranordnung 210_1 deaktivieren und die zweite Unteranordnung 210_2 aktivieren kann, um nur das zweite Signal S_p2 nach dem Zeitpunkt „t_SW“ zu empfangen. Beispielsweise kann eine Unteranordnung 210 durch ein Deaktivieren der LNAs in den Signalpfaden darin deaktiviert werden, wobei die Signalenergie, welche durch die Antennenelemente empfangen wird, effektiv reflektiert oder begrenzt bzw. aufgelöst wird. Eine Unteranordnung 210 kann durch ein Unter-Vorspannung-Setzen der LNAs aktiviert werden, um eine normale Verstärkung vorzusehen.
Die RF-Kette 220 kann eine Empfangssignal r_p-Ausgabe während einer analogen Strahlform-Operation unter Verwendung desselben Verfahrens wie in 5B empfangen und das Empfangssignal r_p in ein digitales Empfangssignal DT_r_p umwandeln, welches ein Format hat, welches durch den Controller 230 verarbeitet werden kann. Der Kanal-Abschätzer 231 kann eine Kanal-Abschätzungsoperation unter Verwendung eines Referenzsignals durchführen, welches in einem ersten Digitalsignal DT_S₁ enthalten ist, und erste Kanalmatrizen, welche jeweils Empfangsstrahlstrukturen, welche durch die erste Unteranordnung 210_1 geformt werden, entsprechen, erzeugen. Ebenso kann der Kanal-Abschätzer 231 eine Kanal-Abschätzoperation unter Verwendung eines Referenzsignals durchführen, welches in einem zweiten digitalen Signal DT_S₂ enthalten ist, und zweite Kanalmatrizen erzeugen, welche jeweils Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche durch die zweite Unteranordnung 210_2 geformt werden.
Der Kanal-Abschätzer 231 kann eine Basiskanal-Matrixinformation CH_MTI, welche die ersten Kanalmatrizen und die zweiten Kanalmatrizen aufweist, für den Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 vorsehen. Der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 kann ergänzenden Kanalmatrizen, welche jeweils Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche unter Verwendung einer Gruppenkombination geformt werden können, welche die erste Unteranordnung 110_1 und die zweite Unteranordnung 110 2 aufweist, erzeugen. Das heißt, dass der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 die ergänzenden Kanalmatrizen unter Berücksichtigung einer Beziehung zwischen Änderungen in den Phasen und/oder Amplituden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 220_2 erzeugen kann. Beispielsweise kann der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 sequenziell voreingestellte K Relativ-Gewichtungswerte (hier ist K eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) auf eine N-te Kanalmatrix anwenden, welche einer N-ten Empfangsstrahlstruktur (hier ist N eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) entspricht, welche durch ein Verwenden der ersten Unteranordnung 210_1 geformt ist, und K N-te geänderte Kanalmatrizen erzeugen. Die Relativ-Gewichtungswerte können unter Berücksichtigung einer Änderung in der Phase und/oder Amplitude der ersten Unteranordnung 210_1 verglichen zu denjenigen der zweiten Unteranordnung 210_2 voreingestellt werden. Danach kann der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 sequenziell eine beliebige der N-ten geänderten Kanalmatrizen auswählen, die ausgewählte N-te geänderte Kanalmatrix mit einer M-ten Kanalmatrix, welche einer M-ten Empfangsstrahlstruktur entspricht (hier ist M eine ganze Zahl gleich oder größer als 1), welche durch ein Verwenden der zweiten Unteranordnung 210_2 geformt ist, linear kombinieren und M-te ergänzende Kanalmatrizen erzeugen. In der oben beschriebenen Art und Weise kann der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 eine digitale Strahl-Sweep-Operation durch ein Anwenden relativer Gewichtungswerte auf Kanalmatrizen, welche der ersten Unteranordnung 210_1 entsprechen, auf der Basis jeder von Empfangsstrahlstrukturen, welche in der zweiten Unteranordnung 210_2 geformt werden, durchführen. Letztendlich kann der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 eine ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EX, welche ergänzende Kanalmatrizen aufweist, welche jeweils Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche durch ein Verwenden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 220_2 geformt werden können, erzeugen.
Wie obenstehend beschrieben ist, kann der Puffer 234 die strahlformende Matrixinformation, auf welche durch den Strahlform-Controller 233 Bezug genommen wird, und relative Gewichtungswertinformation, auf welche durch den Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 Bezug genommen wird, speichern.
Der Auswähler 235 kann die Kanal-Matrixinformation CH_MTI von dem Kanal-Abschätzer 231 empfangen und ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EX von dem Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 empfangen.
In einer Ausführungsform kann, wenn die Drahtlos-Vorrichtung 200 die Antennenanordnung 210 aufweist, der Auswähler 235 eine Empfangsstrahlstruktur, welche optimale Performance hat, unter Verwendung der Kanal-Matrixinformation CH_MTI und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EX auswählen. Das heißt, dass der Auswähler 235 eine Empfangsstrahlstruktur, welche beste Kanalcharakteristiken hat, aus inmitten von Empfangsstrahlstrukturen, welche jeweils durch ein Verwenden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 geformt werden, welche individuell aufgrund einer analogen Strahl-Sweep-Operation gesteuert werden, und Empfangsstrahlstrukturen, welche durch ein Verwenden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 geformt werden können, welche als eine Gruppenkombination aufgrund der digitalen Strahl-Sweep-Operation gesteuert werden, auswählen kann.
Der Auswähler 235 kann ein Auswahlergebnis SR einer Empfangsstrahlstruktur für den Strahlform-Controller 233 vorsehen. Der Strahlform-Controller 233 kann die Phasen und/oder Amplituden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 basierend auf dem Auswahlergebnis SR steuern. Das heißt, dass der Strahlform-Controller 233 die erste Unteranordnung 210_1 und die zweite Unteranordnung 210_2 steuern kann, um Empfangsstrahlen zu bilden, welche eine ausgewählte Struktur haben. Ferner kann der Strahlform-Controller 233 die strahlformende Matrixinformation, welche in dem Puffer 234 gespeichert ist, unter Verwendung der ergänzenden Kanal-Matrixinformation CH MTI EX aktualisieren. Zusätzlich kann der Strahlform-Controller 233 die Phasen und/oder Amplituden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 unter Verwendung der aktualisierten strahlformenden Matrixinformation steuern.
In einer anderen Ausführungsform können, wenn die Drahtlos-Vorrichtung 200 ferner andere Antennenanordnungen aufweist, der Kanal-Abschätzer 231 und der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232 ferner Kanalmatrizen für Unteranordnungen (oder Unteranordnungsgruppen) erzeugen, welche in den anderen Antennenanordnungen enthalten sind, und ergänzende Kanalmatrizen für Kombinationsgruppen. In diesem Fall kann der Auswähler 235 Kanalmatrizen und ergänzende Kanalmatrizen, welche jeweils einer Mehrzahl von Antennenanordnungen entsprechen, empfangen und eine Empfangsstrahlstruktur unter Verwendung der Kanalmatrizen und der ergänzenden Kanalmatrizen auswählen. Eine spezifische Operation des Auswählers 235, wenn die Drahtlos-Vorrichtung 200 die Mehrzahl von Antennenanordnungen aufweist, wird untenstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden.
6A ist ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Vorrichtung 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 6B ist ein Diagramm zum Erklären von Zeitpunkten, in welchen Signale zwischen Unteranordnungen der Drahtlos-Vorrichtung 200, welche in 6A gezeigt ist, empfangen werden. Hierin nachstehend werden dieselben Beschreibungen wie in 5A ausgelassen werden.
Bezugnehmend auf 6A kann die Drahtlos-Vorrichtung 200 eine Antennenanordnung 210, eine RF-Kette 220 und einen Controller 230 aufweisen. Die Antennenanordnung 210 kann eine erste Unteranordnung 210_1 und eine zweite Unteranordnung 210_2 aufweisen. Der Controller 230 kann einen Kanal-Abschätzer 231, einen Relativ-Gewichtungswert-Trainer 232, einen Strahlform-Controller 233, einen Puffer 234, einen Auswähler 235 und einen Extraktor 236 aufweisen. Während einer Strahl-Sweep-Operation kann der Strahlform-Controller 233 ein erstes Steuersignal CS_p1 und ein zweites Steuersignal CS_p2 für die erste Unteranordnung 210_1 und die zweite Unteranordnung 210_2 jeweils unter Bezugnahme auf die strahlformende Matrixinformation, welche in dem Puffer 234 gespeichert ist, vorsehen und Phasen und/oder Amplituden der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 individuell steuern.
Bezugnehmend ferner auf 6B kann der Strahlform-Controller 233 eine Empfangsperiode eines ersten Signals S_p1, welches durch die erste Unteranordnung 210_1 empfangen wird, unterschiedlich von einer Empfangsperiode eines zweiten Signals S_p2, welches durch die zweite Unteranordnung 210_2 empfangen wird, einstellen. Beispielsweise kann in einer vorbestimmten Signalempfangsperiode T_D der Strahlform-Controller 233 gleichzeitig die erste Unteranordnung 210_1 und die zweite Unteranordnung 210_2 aktivieren, um gleichzeitig das erste Signal S_p1 und das zweite Signal S_p2 zu empfangen. Wie obenstehend beschrieben ist, können Aktivier-/Deaktivier-Schaltoperationen auf der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 während der Strahl-Sweep-Operation minimiert werden, um Rauschen zu minimieren, welches während der Aktivier-/Deaktivier-Schaltoperationen erzeugt wird. Alternativ kann, wenn nur eine der ersten Unteranordnung 210_1 und der zweiten Unteranordnung 210_2 aktiviert ist, der Leistungsverbrauch während der Strahl-Sweep-Operation verringert werden.
Der Extraktor 236 des Controllers 230 kann ein erstes digitales Signal DT_S₁ und ein zweites digitales Signal DT_S₂, welche in einem digitalen Empfangssignal DT_r_p enthalten sind, extrahieren (oder trennen). Beispielsweise kann der Extraktor 236 eine vorbestimmte Matrix, welche unter Berücksichtigung orthogonaler Charakteristiken zwischen dem ersten Signal S_p1 und dem zweiten Signal S_p2 bestimmt wird, auf das digitale Empfangssignal DT_r_p anwenden und das erste digitale Signal DT_s₁ und das zweite digitale Signal DT_s₂ extrahieren (oder trennen).
Hierin nachstehend wird, da der Betrieb des Controllers 230 derselbe ist wie obenstehend unter Bezugnahme auf 5A beschrieben, eine Beschreibung davon ausgelassen werden.
7 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur durch einen Auswähler (beispielsweise Auswähler 235 der 5A oder 6A) einer Drahtlos-Vorrichtung, welche eine Mehrzahl von Antennenanordnungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aufweist. 7 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden und es wird für erklärende Zwecke angenommen werden, dass die Drahtlos-Vorrichtung 100 p Antennenanordnungen aufweist, d. h. eine erste bis p-te Antennenanordnung 110_1 bis 110_p, jede der ersten bis p-ten Antennenanordnungen 110_1 bis 110_p zwei Unteranordnungen aufweist und eine Unteranordnungsgruppe eine Unteranordnung aufweist.
Bezugnehmend auf die 2 und 7 kann ein Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 eine erste bis p-te Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTIp, welche jeweils einer ersten bis p-ten Antennenanordnung 110_1 bis 110_p entsprechen, aufgrund einer analogen Strahl-Sweep-Operation und einer digitalen Strahl-Sweep-Operation gemäß Ausführungsformen erzeugen. Die p-te Kanal-Matrixinformation CH MTIp kann erste Kanalmatrizen CH_MT_p1, welche einen Kanalzustand gemäß Empfangsstrahlstrukturen anzeigen, welche in einer ersten Unteranordnung 112_1 aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation erzeugt werden, zweite Kanalmatrizen CH_MT_p2, welche einen Kanalzustand gemäß Empfangsstrahlstrukturen, welche in der zweiten Unteranordnung 112_2 aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation geformt werden, anzeigen und eine p-te ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EXp, welche ergänzende Kanalmatrizen aufweist, welche einen Kanalzustand gemäß Empfangsstrahlstrukturen anzeigen, welche durch ein Verwenden der ersten Unteranordnung 112_1 und der zweiten Unteranordnung 112_2 aufgrund der digitalen Strahl-Sweep-Operation geformt werden können, aufweisen. Eine Konfiguration der p-ten Kanal-Matrixinformation CH MTIp kann auf die verbleibenden Stücke von Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTIp-1 angewandt werden. Auf die ersten bis p-ten Stücke von Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTIp kann als eine Kanal-Kandidatengruppe CH_CG Bezug genommen werden.
Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann eine vorbestimmte Anzahl von Stücken von Kanal-Matrixinformation aus der ersten bis p-ten Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH MTIp auswählen. In einem Beispiel kann die vorbestimmte Anzahl gemäß der Anzahl von Eingangsports des Controllers 130 bestimmt werden. Beispielsweise kann, wenn die Anzahl von Eingangsports des Controllers 130 gleich q ist, das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 q Stücke von Kanal-Matrixinformation aus der ersten bis p-ten Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH MTIp auswählen und eine Kanalmatrix von jedem der ausgewählten Stücke von Kanal-Matrixinformation auswählen und kombinieren. Als ein Ergebnis kann das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 eine erste Kanal-Matrixkombination CH_MT_C1 bis eine y-te Kanal-Matrixkombination CH_MT_Cy, von welchen jede q Kanalmatrizen aufweist, aufweisen.
Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann eine MIMO-Kanalkapazität jeder der ersten bis y-ten Kanal-Matrixkombinationen CH_MT_C1 bis CH_MT_Cy berechnen und eine Kanal-Matrixkombination, welche einem Kanal entspricht, welcher die besten Charakteristiken hat, basierend auf dem Berechnungsergebnis erfassen. Da jedoch die Berechnung der MIMO-Kanalkapazität nur ein Beispiel eines Berechnungsverfahrens ist, welches durchgeführt wird, um jede Kanalcharakteristik von Kanal-Matrixkombinationen zu bestimmen, ist das erfinderische Konzept nicht darauf beschränkt und verschiedene Metriken können verwendet werden, um einen Wert zu erlangen, welcher jede Kanalcharakteristik der Kanal-Matrixkombinationen anzeigt. Das Empfangsstrahl-Auswahlmodul 132 kann eine Empfangsstrahlstruktur, welche der erfassten Kanal-Matrixkombination entspricht, auswählen und die erste bis p-te Antennenanordnung 110_1 bis 110_p steuern, um die Empfangsstrahlstrukturen zu formen.
8 ist ein Diagramm, welches eine Strahl-Sweep-Operation einer Drahtlos-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht. In diesem Beispiel kann die Drahtlos-Vorrichtung eine erste Unteranordnung (sub-array_1) und eine zweite Unteranordnung (sub-array_2) aufweisen. Mittels einer analogen Strahl-Sweep-Operation kann die Drahtlos-Vorrichtung die erste Unteranordnung steuern, um einen Empfangsstrahl zu formen, welcher sequenzielle Strukturen RX_B11, RX_B12 und RX_B13 hat, von welchen jede mit einem Hauptstrahl „strahlt“ (d. h. RF-Signale in der Empfangsrichtung empfängt), welcher innerhalb eines spitzen Winkels von der Y-Achsen-Richtung zeigt. In der analogen Strahl-Sweep-Operation kann die Drahtlos-Vorrichtung ebenso die zweite Unteranordnung steuern, um einen Empfangsstrahl zu formen, welcher sequenzielle Strukturen RX_B21, RX_B22 und RX_B23 hat, von welchen jede mit einem Hauptstrahl innerhalb eines spitzen Winkels einer orthogonalen X-AchsenRichtung in der zweiten Unteranordnung strahlt. Ebenso kann die Drahtlos-Vorrichtung relative Gewichtungswerte auf Kanalmatrizen, welche jeweils den Strukturen RX_B11 bis RX_B13 und den Strukturen RX_B21 bis RX_B23 entsprechen, anwenden und einen Empfangsstrahl formen, welcher sequenzielle Strukturen RX_B31, RX_B32 und RX_B33 hat, virtuell (oder in einer „digitalen Domäne“) durch ein Verwenden von Empfangssignal-Messungen, welche durch die ersten Unteranordnung und die zweite Unteranordnung unternommen werden. Die Empfangsstrahlstrukturen RX_B31 bis RX_B33 können jeweils in eine Richtung zwischen denjenigen der Strukturen RX_B11 bis RX_B13 und RX_B21 bis RX_B23 zeigen. Demnach kann die Drahtlos-Vorrichtung einen Bereich von Empfangsstrahlstrukturen, welche aufgrund der Strahl-Sweep-Operation ausgewählt werden können, von sechs Strukturen RX_B11 bis RX_B13 und RX_B21 bis RX_B23 auf neun Strukturen RX_B11 bis RX_B13, RX_21 bis RX_23 und RX_31 bis RX_33 erweitern. Das Beispiel der 8 ist nur veranschaulichend, andere Ausführungsformen können mehr oder weniger als drei zusätzliche Empfangsstrahlstrukturen, welche gerade beschrieben wurden, erzeugen.
Wie obenstehend beschrieben ist, kann die Drahtlos-Vorrichtung Auswahlen für und die Reichweite bzw. den Abdeckungsbereich, welcher umfasst wird durch auswählbare Empfangsstrahlstrukturen, während der Strahl-Sweep-Operation erweitern, wodurch die Möglichkeit des Auswählens einer Empfangsstrahlstruktur, welche eine hervorragende oder erforderliche Kanalcharakteristik hat, erhöht wird.
9 ist ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Vorrichtung 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 10 ist ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur veranschaulicht, wobei das Auswählen durch einen Auswähler 335 der Drahtlos-Vorrichtung 300, welche eine Mehrzahl von Antennenanordnungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aufweist, durchgeführt wird. Obwohl 9 ein Beispiel veranschaulicht, in welchem die Drahtlos-Vorrichtung 300 eine Antennenanordnung aufweist, d.h. eine p-te Antennenanordnung 310, kann die Drahtlos-Vorrichtung 300 zwei oder mehr Antennenanordnungen aufweisen, wie untenstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben ist. Hierin nachstehend wird dieselbe Beschreibung wie in 5A ausgelassen werden.
Bezugnehmend auf 9 kann die Drahtlos-Vorrichtung 300 die p-te Antennenanordnung 310, eine RF-Kette 320 und einen Controller 330 aufweisen. Die p-te Antennenanordnung 310 kann erste bis z-te Unteranordnungen 310_1 bis 310_z aufweisen. Die erste bis z-te Unteranordnung 310_1 bis 310_z der p-ten Antennenanordnung 310 können logisch in h Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p unterteilt werden. In einem Beispiel kann eine erste Unteranordnungsgruppe G1_p eine erste bis n-te Unteranordnung 310_1 bis 310_n aufweisen. Eine h-te Unteranordnungsgruppe Gh_p kann z-n+1-te bis z-te Unteranordnungen 310_(z-n+1) bis 310_z aufweisen. Die verbleibenden Unteranordnungsgruppen G2_p bis G_(h-1)_p können ebenso eine Mehrzahl von Unteranordnungen (nicht gezeigt) aufweisen. Ebenso können die Anzahlen von Unteranordnungen, welche in den jeweiligen Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p enthalten sind, dieselben sein oder unterschiedlich.
Der Strahlform-Controller 333 kann Steuersignale CS_p1 bis CS_pz für jeweils eine analoge Strahl-Sweep-Operation für die Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p aufweisen und die analoge Strahl-Sweep-Operation für jede der Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p durchführen. In einem Beispiel kann der Strahlform-Controller 333 die analoge Strahl-Sweep-Operation unter Bezugnahme auf eine strahlformende Matrixinformation, welche in dem Puffer 334 gespeichert ist, steuern, und die strahlformende Matrixinformation kann voreingestellt sein, um eine Empfangsstrahlstruktur für jede der Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p zu ändern.
Zusätzlich kann, wenn der Strahlform-Controller 333 ein Empfangssignal rp' durch die Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gz_p empfängt, die Ausführungsform der 5B oder 6B auf diesen Fall angewandt werden. Das heißt, dass, wie in 5B gezeigt ist, dass Empfangsperioden von Empfangssignalen, welche von den jeweiligen Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p empfangen werden, unterschiedlich gemacht werden können. Alternativ können, wie in 6B gezeigt ist, die Empfangsperioden der Empfangssignale, welche von den jeweiligen Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p empfangen werden, gleich gemacht werden. Da die Empfangsperioden der Empfangssignale obenstehend unter Bezugnahme auf die 5B und 6B beschrieben sind, wird eine detaillierte Beschreibung ausgelassen werden.
Die RF-Kette 320 kann ein Empfangssignal r_p in ein digitales Empfangssignal DT_r_p' umwandeln, welches ein Format hat, welches durch den Controller 330 verarbeitet werden kann. Das digitale Empfangssignal DT_r_p' kann ein erstes bis h-tes digitales Signal DT_S₁ bis DT_S_h aufweisen, und der Kanal-Abschätzer 331 kann eine Kanal-Abschätzoperation unter Verwendung eines Referenzsignals, welches in jedem des ersten bis h-ten Digitalsignals DT_S₁ bis DT_S_h enthalten ist, durchführen und eine Kanal-Matrixinformation CH_MTI', welche Kanalmatrizen aufweist, welche jeweils den Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p entsprechen, erzeugen.
Der Kanal-Abschätzer 331 kann die Kanal-Matrixinformation CH_MTI' für den Relativ-Gewichtungswert-Trainer 332 vorsehen. Der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 332 kann eine digitale Strahl-Sweep-Operation auf Gruppenkombinationen durchführen, welche durch die Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p bestimmt werden und eine ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EX' erzeugen. Beispielsweise kann, wenn die Gruppenkombinationen eine erste Gruppenkombination, welche eine erste Unteranordnungsgruppe G1_p und eine zweite Unteranordnungsgruppe G2_p aufweist, und eine zweite Gruppenkombination, welche eine dritte Unteranordnungsgruppe G3_p und eine vierte Unteranordnungsgruppe G4_p aufweist, aufweisen, der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 332 erste ergänzende Kanalmatrizen erzeugen, welche jeweils Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche durch die erste Gruppenkombination geformt werden können, und zweite ergänzende Kanalmatrizen, welche Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche durch die zweite Gruppenkombination geformt werden können. Die ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EX' kann die ersten ergänzenden Kanalmatrizen und die zweiten ergänzenden Kanalmatrizen aufweisen. Verschiedene Gruppenkombinationen können durch die Unteranordnungsgruppen G1_p bis Gh_p bestimmt werden und Relativ-Gewichtungswertinformation, auf welche sich der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 332 während der digitalen Strahl-Sweep-Operation bezieht, können unter Berücksichtigung verschiedener Empfangsstrahlstrukturen, welche für jede Gruppenkombination geformt werden können, eingestellt werden.
Bezugnehmend ferner auf 10 können der Kanal-Abschätzer 331 und der Relativ-Gewichtungswert-Trainer 332 eine erste bis p-te Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTIp, welche jeweils einer ersten bis p-ten Antennenanordnung entspricht, aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation und der digitalen Strahl-Sweep-Operation gemäß den Ausführungsformen erzeugen. Die p-te Kanal-Matrixinformation CH MTIp kann erste Kanalmatrizen CH_MT_p1 bis h-te Kanalmatrizen CH_MT_ph und eine p-te ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EXp aufweisen. Die ersten Kanalmatrizen CH_MT_p1 können einen Kanalzustand gemäß Empfangsstrahlstrukturen anzeigen, welche in der ersten Unteranordnungsgruppe G1_p aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation geformt werden, und die h-ten Kanalmatrizen CH_MT_ph können einen Kanalzustand gemäß Empfangsstrahlstrukturen anzeigen, welche in der h-ten Unteranordnungsgruppe Gh_p aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation geformt werden. Die p-te ergänzende Kanal-Matrixinformation CH_MTI_EXp kann ergänzende Kanalmatrizen aufweisen, welche einen Kanalzustand gemäß Empfangsstrahlstrukturen anzeigen, welche durch vorbestimmte Gruppenkombinationen aufgrund der digitalen Strahl-Sweep-Operation geformt werden können. Eine Konfiguration der p-ten Kanal-Matrixinformation CH_MTIp kann ebenso auf die verbleibende Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTp-1 angewandt werden. Auf die erste bis p-te Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTIp kann Bezug genommen werden als Kanal-Kandidatengruppe CH_CG.
Der Auswähler 335 kann eine vorbestimmte Anzahl von Stücken von Kanal-Matrixinformation aus der ersten bis p-ten Kanal-Matrixinformation CH_MTI1 bis CH_MTIp auswählen. In einem Beispiel kann die vorbestimmte Anzahl gemäß der Anzahl von Eingangsabschnitten des Controllers 330 bestimmt werden. Beispielsweise kann, wenn die Anzahl von Eingangsports des Controllers 330 gleich q ist, der Auswähler 335 q Stücke von Kanal-Matrixinformation aus inmitten der ersten bis p-ten Kanal-Matrixinformation CH_MTI bis CH MTIp auswählen und eine Kanalmatrize aus jedem der ausgewählten Stücke von Kanal-Matrixinformation auswählen und kombinieren. Als ein Ergebnis kann der Auswähler 335 eine erste Kanal-Matrixkombination CH_MT_C1 bis eine y'-te Kanal-Matrixkombination CH_MT_Cy' aufweisen, von welchen jede q Kanalmatrizen aufweist.
Der Auswähler 335 kann eine MIMO-Kanalkapazität jeder der ersten bis y'-ten Kanal-Matrixkombination CH_MT_C1 bis CH_MT_Cy' berechnen und eine Kanal-Matrixkombination, welche einem Kanal entspricht, welcher beste Charakteristiken hat, basierend auf dem Berechnungsergebnis erfassen. Die Berechnung der MIMO-Kanalkapazität jedoch ist nur ein Beispiel eines Berechnungsverfahrens, welches durchgeführt wird, um jede Kanalcharakteristik von Kanal-Matrixkombinationen zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen können verschiedene andere Metriken verwendet werden, um einen Wert zu berechnen, welcher jede Kanalcharakteristik der Kanal-Matrixkombinationen anzeigt. Der Auswähler 335 kann eine Empfangsstrahlstruktur, welche der erfassten Kanal-Matrixkombination entspricht, auswählen und die erste bis p-te Antennenanordnung steuern, um eine ausgewählte Empfangsstrahlstruktur zu formen.
In einer Ausführungsform kann, um die Berechnungsmenge einer Operation zum Auswählen der Empfangsstrahlstruktur zu verringern, der Controller 330 die Anzahl von Unterträgern, welche in einer Kanalmatrize berücksichtigt wird, verringern oder die Größe der Relativ-Gewichtungswertinformation verringern, um die Anzahl von Empfangsstrahlstrukturen zu verringern, welche in der digitalen Strahl-Sweep-Operation berücksichtigt wird oder die Anzahl von Unteranordnungen, welche in einer Unteranordnungsgruppe enthalten ist, erhöhen. Im Gegensatz dazu kann, um eine optimale Empfangsstrahlstruktur auszuwählen und die Kommunikations-Performance weiter zu verbessern, der Controller 330 die Anzahl von Unterträgern, welche in der Kanalmatrix berücksichtigt werden, erhöhen oder die Größe der Relativ-Gewichtungswertinformation erhöhen, um die Anzahl von Empfangsstrahlstrukturen zu erhöhen, welche in der digitalen Strahl-Sweep-Operation berücksichtigt wird oder die Anzahl von Unteranordnungen, welche in der Unteranordnungsgruppe enthalten ist, verringern.
11 ist ein Blockschaltbild einer Drahtlos-Vorrichtung 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie veranschaulicht, kann die Drahtlos-Vorrichtung 400 eine Mehrzahl von Antennenmodulen (beispielsweise ein erstes bis viertes Antennenmodul 410, 420, 430 und 440), eine integrierte Backend-Funkfrequenz-Schaltung (RFIC = Radio-Frequency Integrated Circuit = integrierte Funkfrequenz-Schaltung) 450 und einen Datenprozessor 160 aufweisen. Das erste bis vierte Antennenmodul 410, 420, 430 und 440 kann mit der Backend RFIC 450 kommunizieren und die Backend-RFIC 450 kann mit dem Datenprozessor 460 kommunizieren. Wie in 11 gezeigt ist, können das erste bis vierte Antennenmodul 410, 420, 430 und 440, welche in der Drahtlos-Vorrichtung 400 enthalten sind, getrennt voneinander platziert sein.
Jedes des ersten bis vierten Antennenmoduls 410, 420, 430 und 440 kann eine Frontend-RFIC aufweisen. Beispielsweise kann das erste Antennenmodul 410 eine Frontend-RFIC 412 aufweisen und die Frontend-RFIC 412 kann mit Antennenanordnungen 411 verbunden sein.
Die Backend-RFIC 450 kann ein Basisbandsignal verarbeiten oder erzeugen. Beispielsweise kann die Backend-RFIC 450 ein Basisbandsignal von dem Datenprozessor 460 empfangen und ein Signal, welches durch ein Verarbeiten des Basisbandsignals erzeugt wird, für wenigstens eines des ersten bis vierten Antennenmoduls 410, 420, 430 und 440 vorsehen. Zusätzlich kann die Backend-RFIC 450 ein Signal, welches von wenigstens einem des ersten bis vierten Antennenmoduls 410, 420, 430 und 440 empfangen wird, verarbeiten, ein Basisbandsignal erzeugen und das Basisbandsignal für den Datenprozessor 460 vorsehen.
Der Datenprozessor 460 kann ein Empfangsstrahl-Auswahlmodul 462 aufweisen und eine Empfangsstrahlstruktur der Drahtlos-Vorrichtung 400 durch ein Verwenden des Empfangsstrahl-Auswahlmoduls 462 auswählen. Zuerst kann der Datenprozessor 460 wenigstens ein Antennenmodul, welches verwendet werden wird, um eine optimale Empfangsstrahlstruktur auszuwählen aus inmitten des ersten bis vierten Antennenmoduls 410, 420, 430 und 440 auswählen. In diesem Fall kann der Datenprozessor 460 eine analoge Strahl-Sweep-Operation zum Formen einer begrenzten Anzahl von Empfangsstrahlstrukturen in jedem des ersten bis vierten Antennenmoduls 410, 420, 430 und 440 durchführen und eine digitale Strahl-Sweep-Operation zum Überprüfen einer begrenzten Anzahl von Empfangsstrahlstrukturen durchführen, welche durch eine Kombination von Antennenmodulen geformt werden können. Der Datenprozessor 460 kann Information, welche einen Kanalzustand jedes des ersten bis vierten Antennenmoduls 410, 420, 430 und 440 anzeigt, aufgrund der oben beschriebenen analogen Strahl-Sweep-Operation und digitalen Strahl-Sweep-Operation erlangen und wenigstens ein Antennenmodul auswählen, welches verwendet werden wird, um eine optimale Empfangsstrahlstruktur basierend auf der erlangten Information auszuwählen.
Ferner kann der Datenprozessor 460 die analoge Strahl-Sweep-Operation und die digitale Strahl-Sweep-Operation auf Antennenanordnungen durchführen, welche in dem ausgewählten Antennenmodul wie in den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen enthalten sind und die optimale Empfangsstrahlstruktur auswählen.
12 ist ein Blockschaltbild einer elektronischen Vorrichtung 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die elektronische Vorrichtung 1000 kann einen Speicher 1010, eine Prozessoreinheit 1020, einen Eingangs-/Ausgangs(I/O)-Controller 1040, eine Anzeigeeinheit 1050, eine Eingabevorrichtung 1060 und einen Kommunikationsprozessor 1090 aufweisen. Hier kann die elektronische Vorrichtung 1000 eine Mehrzahl von Speichern 1010 aufweisen. Jede Komponente der elektronischen Vorrichtung 1000 wird nun beschrieben werden.
Der Speicher 1010 kann eine Programmspeichereinheit 1011 aufweisen, welche konfiguriert ist, um ein Programm zum Steuern einer Operation der elektronischen Vorrichtung 1000 zu speichern, und eine Datenspeichereinheit 1012, welche konfiguriert ist, um Daten zu speichern, welche während des Programms erzeugt werden. Die Datenspeichereinheit 1012 kann Daten speichern, welche für Operationen eines Anwendungsprogramms 1013 benötigt werden, und ein Empfangsstrahlstruktur-Auswahlprogramm 1014. Die Programmspeichereinheit 1011 kann ein Anwendungsprogramm 1013 und ein Empfangsstrahlstruktur-Auswahlprogramm 1014 aufweisen. Hier kann das Programm, welches in der Programmspeichereinheit 1011 enthalten ist, als ein Instruktionssatz ausgedrückt werden, welcher ein Satz von Instruktionen ist.
Das Anwendungsprogramm 1013 kann ein Anwendungsprogramm aufweisen, welches in der elektronischen Vorrichtung 1000 arbeitet. Das heißt, dass das Anwendungsprogramm 1013 eine Instruktion einer Anwendung aufweisen kann, welche durch einen Prozessor 1022 betrieben wird. Gemäß den Ausführungsformen kann das Empfangsstrahlstruktur-Auswahlprogramm 1014 eine analoge Strahl-Sweep-Operation für jede Unteranordnungsgruppe durchführen und eine digitale Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung von Kanalmatrizen für jede Unteranordnungsgruppe durchführen. Demnach kann die Reichweite, welche durch Empfangsstrahlstrukturen umfasst wird, welche durch das Empfangsstrahlstruktur-Auswahlprogramm 1014 ausgewählt werden können, und die Auswahlen für auswählbare Strahlstrukturen erweitert werden. Als ein Ergebnis werden die Chancen zum Auswählen einer optimalen Empfangsstrahlstruktur verbessert.
Eine Peripherievorrichtungsschnittstelle 1023 kann die Verbindung einer I/O-Peripherievorrichtung einer Basisstation mit dem Prozessor 1022 und einer Speicherschnittstelle 1021 steuern. Der Prozessor 1022 kann die Basisstation steuern, um einen Dienst, welcher dazu entspricht, durch ein Verwenden wenigstens eines Softwareprogramms vorzusehen. In diesem Fall kann der Prozessor 1022 wenigstens ein Programm, welches in dem Speicher 1010 gespeichert ist, ausführen und den entsprechenden Dienst für das ausgeführte Programm vorsehen.
Der I/O-Controller 1040 kann zwischen einer I/O-Vorrichtung (beispielsweise der Anzeigeeinheit 1050 und der Eingabevorrichtung 1060) und der Peripherievorrichtungsschnittstelle 1023 koppeln. Die Anzeigeeinheit 1050 kann eine Zustandsinformation, eingegebene Zeichen, sich bewegende Bilder und feststehende Bilder anzeigen. Beispielsweise kann die Anzeigeeinheit 1050 Information eines angewandten Programms, welches durch den Prozessor 1022 betrieben wird, anzeigen.
Die Eingabevorrichtung 1060 kann Eingangsdaten, welche durch die Auswahl der elektronischen Vorrichtung 1000 erzeugt werden, durch den I/O-Controller 1040 für die Prozessoreinheit 1020 vorsehen. In diesem Fall kann die Eingabevorrichtung 1060 ein Keypad aufweisen, welches wenigstens eines eines Hardware-Knopfes und eines Touchpads aufweist, konfiguriert, um Berührungsinformation abzutasten. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 1060 eine Berührungsinformation (beispielsweise Berührung, Berührungsbewegung und Berührungsfreigabe), welche durch das Touchpad abgetastet wird, für den Prozessor 1022 durch den I/O-Controller 1040 vorsehen. Die elektronische Vorrichtung 1000 kann den Kommunikationsprozessor 1090 aufweisen, welcher Kommunikationsfunktionen für eine Sprachkommunikation und Datenkommunikation durchführt.
Während das erfinderische Konzept insbesondere unter Bezugnahme auf Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, wird es verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in der Form und den Details darin getätigt werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020180150084 [0001]
KR 1020190046084 [0001]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400), welche eine Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) aufweist, welche eine Mehrzahl von Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: ein Sweepen eines Empfangsstrahls, welcher in jeder der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) geformt wird derart, dass der Empfangsstrahl eine Mehrzahl von Empfangsstrahlstrukturen an einer jeweiligen Mehrzahl von Sweep-Positionen hat, und ein Empfangen eines Signals durch die Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) an jeder der Sweep-Positionen; ein Erzeugen einer Basiskanal-Matrixinformation, welche Kanalmatrizen aufweist, welche den Empfangsstrahlstrukturen für jede der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) entsprechen, basierend auf dem Signal; ein Durchführen einer digitalen Strahl-Sweep-Operation auf wenigstens einer Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) wobei die Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) eine Gruppenkombination der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) ist, welche unter Verwendung der Basiskanal-Matrixinformation bestimmt wird, und ein Erzeugen einer ergänzenden Kanal-Matrixinformation basierend auf der digitalen Strahl-Sweep-Operation; und ein Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur der Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) unter Verwendung der Basiskanal-Matrixinformation (CH MTI) und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede der wenigstens einen Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) Antennenelemente (ATE_1 bis ATE__M) aufweist, welche in der Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) enthalten sind und wenigstens eine der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen des Signals durch die Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310,411) ein Anpassen wenigstens eines einer Phase und einer Amplitude von Antennenelementen (ATE_1 bis ATE_m) aufweist, welche in der Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) enthalten sind, basierend auf einer strahlformenden Matrixinformation.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen des Signals durch die Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) ein sequenzielles Aktivieren der Unteranordnungsgruppen (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) während einer Sweep-Periode des Empfangsstrahls und ein Empfangen des Signals durch die aktivierten Unteranordnungsgruppen (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen des Signals durch die Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) ein gleichzeitiges Aktivieren der Unteranordnungsgruppen (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) während einer Sweep-Periode des Empfangsstrahls und ein Empfangen des Signals durch die aktivierten Unteranordnungsgruppen (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Erzeugen der ergänzenden Kanal-Matrixinformation ein Extrahieren von Signalen für jede Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) aus dem empfangenen Signal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der ergänzenden Kanal-Matrixinformation Folgendes aufweist: ein Erzeugen von geänderten Kanalmatrizen unter Verwendung von Basiskanalmatrizen, welche wenigstens einer ersten Unteranordnung (1121, 310_1), welche in der wenigstens einen Gruppenkombination enthalten ist, und einer Relativ-Gewichtungswertinformation entsprechen; und ein Erzeugen von ergänzenden Kanalmatrizen unter Verwendung von Basiskanalmatrizen, welche einer zweiten Unteranordnung (112_2), welche in der wenigstens einen Gruppenkombination enthalten ist, und den geänderten Kanalmatrizen entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Relativ-Gewichtungswertinformation einen Relativ-Gewichtungswert aufweist, welcher unter Berücksichtigung einer virtuellen Änderung Phasen und/oder Amplituden von Antennenelementen (ATE_1 bis ATE_m) der ersten Unteranordnung (112_1, 310_1) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Erzeugen der geänderten Kanalmatrizen ein sequenzielles Anwenden von K relativen Gewichtungswerten (W_A1 bis W_AE), welche in der relativen Gewichtungswertinformation enthalten sind, auf eine N-te Kanalmatrix, welche einer N-ten Empfangsstrahlstruktur entspricht, welche durch ein Verwenden der ersten Unteranordnung (112_1, 310_1) geformt wird, und ein Erzeugen von K N-ten Kanalmatrizen aufweist, wobei das Erzeugen der zusätzlichen Kanalmatrizen ein sequenzielles Auswählen einer beliebigen einen der N-ten geänderten Kanalmatrizen, ein lineares Kombinieren der ausgewählten N-ten geänderten Kanalmatrix mit einer M-ten Kanalmatrix, welche einer M-ten Empfangsstrahlstruktur entspricht, welche durch ein Verwenden der zweiten Unteranordnung (112_2) geformt wird, und ein Erzeugen von M-ten zusätzlichen Kanalmatrizen, wobei M eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die ergänzenden Kanalmatrizen Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche virtuell durch die Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) geformt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Aktualisieren von strahlformender Matrixinformation unter Verwendung eines Ergebnisses der digitalen Strahl-Sweep-Operation; und ein Vorsehen eines Steuersignals, welches der ausgewählten Empfangsstrahlstruktur entspricht, für die Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) unter Bezugnahme auf die aktualisierte strahlformende Matrixinformation.
Verfahren zum Betreiben einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400), welche eine Mehrzahl von Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: ein Durchführen einer Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung einer ersten Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1), welche eine Mehrzahl von Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist, aus inmitten der Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411), wobei das Durchführen der Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung der ersten Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1 ) Folgendes aufweist: ein Steuern wenigstens eines einer Phase und einer Amplitude jeder der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) der ersten Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1) derart, dass ein Empfangsstrahl, welcher in der ersten Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1) geformt wird, eine Mehrzahl von Empfangsstrahlstrukturen an einer jeweiligen Mehrzahl von Strahl-Sweep-Positionen hat; ein Erzeugen einer ersten Kanal-Matrixinformation, welche Kanalmatrizen aufweist, welche den Empfangsstrahlstrukturen für jede der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) entsprechen, basierend auf einem Signal, welches durch die erste Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1) empfangen wird; und ein Durchführen einer digitalen Strahl-Sweep-Operation auf wenigstens einer Gruppenkombination von ausgewählten einen der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z), wobei die Gruppenkombination durch ein Verwenden der ersten Kanal-Matrixinformation bestimmt wird, und ein Erzeugen einer ersten ergänzenden Kanal-Matrixinformation.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: ein Durchführen einer Strahl-Sweep-Operation unter Verwendung einer zweiten Antennenanordnung (110_2, 210_2), welche eine Mehrzahl von Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist, aus inmitten der Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411), und ein Erzeugen einer zweiten Kanal-Matrixinformation und einer zweiten ergänzenden Kanal-Matrixinformation, welche der zweiten Antennenanordnung (110_2, 210_2) entsprechen; und ein Auswählen einer Empfangsstrahlstruktur der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) unter Verwendung der ersten Kanal-Matrixinformation, der ersten ergänzenden Kanal-Matrixinformation, der zweiten Kanal-Matrixinformation und der zweiten ergänzenden Kanal-Matrixinformation.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Auswählen der Empfangsstrahlstruktur der Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) Folgendes aufweist: ein Auswählen einer vorbestimmten Anzahl von Kanalmatrizen aus inmitten der ersten Kanal-Matrixinformation, der ersten ergänzenden Kanal-Matrixinformation, der zweiten Kanal-Matrixinformation und der zweiten ergänzenden Kanal-Matrixinformation und ein Erzeugen einer Mehrzahl von Kanal-Matrixinformationen; ein Berechnen einer Multiple-Input-Multiple-Output(MIMO)-Kanalkapazität jeder der Kanal-Matrixkombinationen; und ein Auswählen der Empfangsstrahlstruktur, welche einer beliebigen der Kanal-Matrixkombinationen entspricht, basierend auf einem Berechnungsergebnis.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner aufweisend: ein Aktualisieren der strahlformenden Matrixinformation basierend auf einem Ergebnis der digitalen Strahl-Sweep-Operation auf der ersten Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1) und der zweiten Antennenanordnung (110_2, 210_2); ein Vorsehen von Steuersignale, welche der ausgewählten Empfangsstrahlstruktur entsprechen, für die erste Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1) und die zweite Antennenanordnung (110 2, 210 2) jeweils unter Bezugnahme auf die aktualisierte strahlformende Matrixinformation.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) eine Einheit zum Unterteilen einer Mehrzahl von Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z), welche in der ersten Antennenanordnung (110_1, 210_1, 310_1) enthalten sind, ist, und wenigstens eine der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Größe der Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) variabel ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Steuern des wenigstens einen der Phase und der Amplitude jeder der Unteranordnungsgruppen (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) der ersten Antenne in einer analogen Domäne durchgeführt wird, und die digitale Strahl-Sweep-Operation in einer digitalen Domäne durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Erzeugen der ersten ergänzenden Kanal-Matrixinformation Folgendes aufweist: ein Erlangen erster Kanalmatrizen und zweiter Kanalmatrizen, welche jeweils einer ersten Unteranordnungsgruppe (G₁, G1_p) und einer zweiten Unteranordnungsgruppe (G2_p) entsprechen, welche in der wenigstens einen Gruppenkombination enthalten ist, basierend auf der ersten Kanal-Matrixinformation, ein Anwenden von relativen Gewichtungswerten (W_A1 bis W_AE) jeweils auf die zweiten Kanalmatrizen und ein Erzeugen von geänderten zweiten Kanalmatrizen; und ein Erzeugen von ergänzenden Kanalmatrizen, welche Empfangsstrahlstrukturen entsprechen, welche durch die erste Unteranordnungsgruppe (G₁, G1_p) und die zweite Unteranordnungsgruppe (G2_p) formbar sind, unter Verwendung der ersten Kanalmatrizen und der geänderten zweiten Kanalmatrizen.
Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400), die Folgendes aufweist: eine Mehrzahl von Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411), von welchen jede eine Mehrzahl von Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist; eine Mehrzahl von Funkfrequenz (RF)-Ketten, welche mit der Mehrzahl von Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) jeweils verbunden ist; und einen Controller (130, 230, 330), welcher konfiguriert ist, um Signale, welche von den Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) empfangen werden, zu verarbeiten, wobei der Controller (130, 230, 330) Phasen und/oder Amplituden von Antennenelementen (ATE_1 bis ATE_m) jeder der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) basierend auf einer strahlformenden Matrix steuert und eine analoge Strahl-Sweep-Operation durchführt, und der Controller (130, 230, 330) ferner eine digitale Strahl-Sweep-Operation unter Berücksichtigung von Empfangsstrahlstrukturen, welche durch eine Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) formbar sind, unter Verwendung von Signalen, welche in der analogen Strahl-Sweep-Operation empfangen werden, durchführt, wobei die Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) eine Gruppenkombination von ausgewählten einen der Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) ist.
Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) nach Anspruch 20, wobei die Unteranordnungsgruppe (G₁ - G_D, G1_p - Gh_p) Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist, welche in einer gleichen Antennenanordnung (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) enthalten sind.
Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) nach Anspruch 21, wobei die Unteranordnungsgruppe Unteranordnungen (112_1 - 112_k, 310_1 - 310_z) aufweist, welche in verschiedenen Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) enthalten sind.
Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) nach Anspruch 20, wobei die Empfangsstrahlstrukturen, welche durch die Gruppenkombination formbar sind, Empfangsstrahlstrukturen aufweisen, welche in den Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) aufgrund der analogen Strahl-Sweep-Operation nicht geformt werden.
Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) nach Anspruch 20, wobei der Controller (130, 230, 330) eine Mehrzahl von Stücken von Kanal-Matrixinformation erzeugt, welche abgeschätzte Werte von Kanälen anzeigt, welche den Signalen entsprechen, welche aufgrund er analogen Strahl-Sweep-Operation empfangen werden, und der Controller (130, 230, 330) selektiv relative Gewichtungswerte (W_A1 bis W_AE), welche aufgrund der digitalen Strahl-Sweep-Operation erlangt werden, auf die Mehrzahl von Stücken von Kanal-Matrixinformation anwendet und eine Mehrzahl von Stücken von ergänzender Kanal-Matrixinformation erzeugt.
Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung (20, 100, 200,300, 400) nach Anspruch 24, wobei der Controller (130, 230, 330) Empfangsstrahlstrukturen der Antennenanordnungen (110_1 - 110_p, 210, 310, 411) unter Verwendung der Kanal-Matrixinformation und der ergänzenden Kanal-Matrixinformation auswählt.