TW202044788A

TW202044788A - 波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統

Info

Publication number: TW202044788A
Application number: TW109112569A
Authority: TW
Inventors: 許智閔; 吳庭羽; 張惟善; 吳嘉娟
Original assignee: 啟碁科技股份有限公司
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2020-12-01
Also published as: TWI773982B; TW202044789A; TWI743744B

Abstract

本發明公開一種波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統。波束成型裝置包括處理器、記憶單元、基頻電路及多個天線模組。多個天線模組各包括多個天線單元，以及分別對應於多個天線單元的多個相移器及多個放大器。其中，記憶單元儲存有一參考編碼本、多個校正編碼本及指示資料，多個校正編碼本各包括以多個目標場型進行劃分的多筆校正控制資料，且多個校正編碼本與參考編碼本分別相差彼此不同的多個預定相位差。指示資料用於指示基頻電路於多個預定目標場型進行收發訊號時所使用的參考編碼本及多個校正編碼本的其中之一。

Description

波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統

相關申請案

本發明係主張美國專利臨時申請案第62/851,111號（申請日：2019年5月22日）之優先權，該申請案之完整內容納入為本發明專利說明書的一部分以供參照。

本發明涉及一種波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統，特別是涉及一種可修正天線模組之間的相位差的波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統。

在毫米波通訊領域中，與波束成型裝置的天線模組相關的路徑損耗遠遠大於運作頻率較低的同類設備。波束成形技術通常用於增加通信範圍，最常見的架構是一個基頻模組控制多個天線模組。在高頻應用中，由於波長較小，使得在製造時難以滿足設備需求。例如，在運作頻率60GHz下，其波長只有5mm左右。這意味著，每當發生0.1mm的路徑變化，將在天線模組之間造成36度的相位差。

當天線模組之間產生相位差時，該相位差將在波束成形期間導致較低的等效全向輻射功率(equivalent isotropically radiated power, EIRP)，更甚至導致不良的旁瓣電平(Side-lobe Level, SLL)，進而使實際上運作產生的波束成型的場型與理想上的波束成型的場型之間產生偏差。

故，通過校正的方式來修正波束成型裝置的天線模組之間的相位差，來克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種可修正天線模組之間的相位差的波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種用於波束成型裝置的校正方法，用於包括一處理器、一記憶單元、一基頻電路及多個天線模組的一波束成型裝置，所述校正方法包括：儲存一參考編碼本(codebook)於該記憶單元，其中所述參考編碼本包括多筆參考控制資料，以多個目標場型進行劃分，且多筆所述參考控制資料用於設定各所述天線模組的多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器；依據所述參考編碼本及多個預定相位差產生多個校正編碼本，並儲存於所述記憶單元，其中多個所述預定相位差彼此不同，且多個所述校正編碼本各包括以多個所述目標場型進行劃分的多筆校正控制資料；選定一預定目標場型，並配置所述基頻電路依據所述預定目標場型，以多個所述校正編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆所述校正控制資料分別控制多個所述天線模組，以產生多個測試訊號；配置一接收器接收多個所述測試訊號；配置所述計算裝置處理多個所述測試訊號，以分別計算多個所述測試訊號於所述預定目標區域的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；以及配置所述計算裝置依據多個所述測試結果，將具有最大等效全向輻射功率的所述校正編碼本設定為所述波束成型裝置於所述預定目標場型進行收發訊號時所使用的一預定編碼本。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種用於波束成型裝置的校正系統，其包括計算裝置、波束成型裝置及接收器。波束成型裝置，連接於計算裝置，波束成型裝置包括處理器、記憶單元、基頻電路及多個天線模組。多個天線模組各包括多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器。其中，計算裝置經配置以將一參考編碼本(codebook)儲存於所述記憶單元，所述參考編碼本包括多筆參考控制資料，以多個目標場型進行劃分，且多筆所述參考控制資料用於設定各所述天線模組的多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器。其中，計算裝置依據所述參考編碼本及多個預定相位差產生多個校正編碼本，並儲存於所述記憶單元，其中多個所述預定相位差彼此不同，且多個所述校正編碼本各包括以多個所述目標場型進行劃分的多筆校正控制資料。其中，基頻電路經配置以依據所選定的預定目標區域，以多個所述校正編碼本中對應於所述預定目標區域的多筆所述校正控制資料分別控制多個所述天線模組，以產生多個測試訊號。其中，接收器經配置以接收多個所述測試訊號。其中，計算裝置經配置以處理多個所述測試訊號，以分別計算多個所述測試訊號於所述預定目標區域的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果。其中，計算裝置經配置以依據多個所述測試結果，將具有最大等效全向輻射功率的所述校正編碼本設定為所述波束成型裝置於所述預定目標場型進行收發訊號時所使用的預定編碼本。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是提供一種波束成型裝置，其包括處理器、記憶單元、基頻電路及多個天線模組。多個天線模組各包括多個天線單元，以及分別對應於多個天線單元的多個相移器及多個放大器。其中，記憶單元儲存有一參考編碼本、多個校正編碼本及指示資料，多個校正編碼本各包括以多個目標場型進行劃分的多筆校正控制資料，且多個校正編碼本與參考編碼本分別相差彼此不同的多個預定相位差。指示資料用於指示基頻電路於多個預定目標場型進行收發訊號時所分別使用的多個校正編碼本中的多個預定編碼本。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統，可依據多個預定相位差及參考編碼本，產生對應於多個天線模組的多個校正編碼本，並通過測試結果設定波束成型裝置進行訊號收發時使用的預定編碼本，當實際上運作產生的波束成型的場型與理想上的波束成型的場型之間因天線模組之間的誤差而產生偏差時，可通過校正來重新將輻射場型定向到所需方向，使總體性能與原始設計規格相匹配。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

圖1為本發明實施例的用於波束成型裝置的校正系統的方塊圖。參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種用於波束成型裝置的校正系統1，其包括波束成型裝置10、計算裝置12及接收器14。

波束成型裝置10可包括處理器100、記憶單元102、基頻電路104及多個天線模組106-1、106-2…106-M。可進一步參照圖2，圖2為本發明實施例的波束成型裝置的架構示意圖。如圖2所示，天線模組106-1、106-2…106-M各自包括多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器。例如，天線模組106-1可包括天線單元AT11、AT12…AT1N，以及分別對應於天線單元AT11、AT12…AT1N的相移器PS11、PS12…PS1N以及放大器電路AP11、AP12…AP1N。相移器PS11、PS12…PS1N可對於個別天線單元AT11、AT12…AT1N設定不同的移動相位，而放大器電路AP11、AP12…AP1N可各自包括多個放大器，以放大經相移器PS11、PS12…PS1N移相後的訊號，而不以圖2所示的數量為限，藉此達到想要的波束成型。

此外，處理器100可例如為是微控制器(microcontroller)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor，DSP)，其用於從記憶單元102中取得稱為編碼本(codebook)的控制資料，以將對應的相位及放大器參數分配給天線單元AT11、AT12…AT1N，而基頻電路104可例如為基頻處理器，其基於上述分配的相位及放大器參數控制天線模組106-1、106-2…106-M。

天線模組106-1亦可包括射頻電路，射頻電路包含數位類比轉換器(Digital to Analog Converter，DAC)，以將來自基頻電路104的基頻數位訊號轉換為類比射頻訊號。類似的，天線模組106-2可包括天線單元AT21、AT22…AT2N，以及分別對應於天線單元AT21、AT22…AT2N的相移器PS21、PS22…PS2N以及放大器電路AP21、AP22…AP2N。

如圖2所示的波束成型裝置10包括多個天線模組106-1、106-2…106-M，而天線模組106-1、106-2…106-M中由於製程偏移，可能存在許多誤差。當波束成型裝置10存在這些硬體誤差時，有可能因為硬體的增益及相位誤差，而造成合成波束的主要傳遞方向產生偏移、往錯誤方向傳輸、或造成波束能量衰減，如此將難以達到正確的波束成型。例如，當設計用於天線模組106-1的編碼本時，預設基頻電路104加上天線模組106-1本身的相位差θ1為定值，而天線模組106-2的架構與天線模組106-1相同，理論上，基頻電路104加上天線模組106-2本身的相位差θ2應與相位差θ1相同，然而，實際上，不同的射頻電路會帶來不可預測的相位偏差，若採用相同的編碼本進行控制，可能則會直接影響到波束成型的EIRP最大值的角度與SLL。考慮硬體誤差所造成的影響，需要採用本發明的用於波束成型裝置的校正系統與校正方法。

在本實施例中，計算裝置12可以是微控制器(microcontroller)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor，DSP)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、數位邏輯電路、行動運算裝置、電腦等可提供運算能力的電子裝置。在一實施例中，計算裝置12可以是電腦，經配置以與接收器14電性連接，以從接收器14取得需要的資訊。

接收器14例如是喇叭天線(horn antenna)、無線基站、或行動裝置，波束成型裝置10與接收器14可通過無線訊號傳輸進行通訊。接收器14例如可包括功率感測器(power sensor)，用以檢測來自波束成型裝置10的無線訊號強度。接收器20可量測波束成型裝置10在不同角度的訊號強度。

以下請參照圖3，其為本發明實施例的用於波束成型裝置的校正方法的流程圖。參閱圖3所示，本發明實施例提供一種用於波束成型裝置的校正方法，其適用於前述實施例的校正系統1，且至少包括下列幾個步驟：

步驟S100：配置計算裝置儲存參考編碼本(codebook)REF於記憶單元。其中，參考編碼本REF包括多筆參考控制資料，以多個目標場型進行劃分，且多筆參考控制資料用於設定各天線模組的多個天線單元及分別對應於多個天線單元的多個相移器及多個放大器。

以兩個天線模組為例，參考編碼本REF可如下表1所示：

表1

參考編碼本
	天線單元1	天線單元2	……	天線單元2N
場型1	相位	0度	90度	180度
放大器	開	開	關
場型2	相位	0度	90度	180度
放大器	開	開	關
……
場型L	相位	0度	90度	……	180度
放大器	開	開	關

在參考編碼本REF中，多筆參考控制資料各包括用於設定各天線模組的多個相移器參考參數及多個放大器參考參數，且多個相移器參考參數對應多個參考相位，且多個放大器參考參數對應用於指示多個所述放大器的開關狀態的多個開關狀態代碼（例如開啟以1代表，關閉以0代表）。如表1所示，參考編碼本REF可包括用於場型1至場型L的多筆參考控制資料，場型1至場型L為指向不同角度的輻射場型。例如以兩個天線模組106-1及106-2為例，共包括天線單元AT11、天線單元AT12至天線單元AT2N（如圖2所示），且各筆控制資料包括對應於天線單元AT11、天線單元AT12至天線單元AT2N的相移器的相位及放大器的開啟或關閉的參數。其中，相移器可例如為2位元的相移器，可切換相位分別為0度、90度、180度、270度，即可作為上述的參考相位，但本發明不以此為限。

其中，以兩個天線模組106-1、106-2為例，且每個天線模組具有四個天線單元，例如天線模組106-1包括天線單元AT11、AT12、AT13及AT14，且天線模組106-2則包括AT21、AT22、AT23及AT24。參考編碼本REF的產生方式可參照圖4A、圖4B及圖4C，圖4A至4C為本發明實施例的用於產生參考編碼本的多個相位的示意圖。如圖4A、圖4B及圖4C所示，舉例而言，設定場型1，例如0度角時量測的電場資訊，可測得圖4A所示的天線模組106-1的天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的初始相位分別為90、95、-180、30度，其中又以天線單元AT14產生的訊號增益最強，故以天線單元AT14為基準，將天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的初始相位90、95、-180、30度分別平移-30度，使天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相位變為60、65、-210、0度，如圖4B所示。而在參考編碼本REF中，天線單元AT21、AT22、AT23及AT24係沿用平移後的相位，分別為60、65、-210、0度。

接著，通過調整對應天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相移器，使天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相位基於一相位基準值，例如0度進行最小化。需要說明的是，由於天線模組之射頻電路具有內建精密度為2位元的相移器PS11~PS2N，可進行360/2² 度(即90度)之最小化相位匹配，亦即，分別以270度、270度、180度及0度的相移器參數調整天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相位，得到-30度、-25度、-30度及0度。此時，得到參考編碼本REF於場型1，即0度角的場型下，用於控制天線模組106-1的天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相移器參數分別為270度、270度、180度及0度。此外，天線單元AT21、AT22、AT23及AT24以相同方式平移-30度及對0度進行最小化後，同樣獲得分別為-30度、-25度、-30度及0度的相位，且對應的相移器參數亦分別為270度、270度、180度及0度。

接著，針對其他角度，即場型2~場型L，可通過旋轉波束成型裝置10或接收器14，通過相同方式產生其他場型下的相移器參數，藉此獲得參考編碼本REF。

回到本發明的校正方法，進入步驟S101：配置計算裝置依據參考編碼本REF及多個預定相位差產生多個校正編碼本CAL，並儲存於記憶單元。其中，多個預定相位差彼此不同，且多個校正編碼本CAL各包括以多個所述目標場型進行劃分的多筆校正控制資料。

以兩個天線模組為例，校正編碼本CAL可如下表2所示，包括多筆校正控制資料。校正控制資料各包括用於設定各天線模組的多個相移器校正參數及多個放大器校正參數。

表2：

校正編碼本1
	天線單元1	天線單元2	……	天線單元2N
場型1	相位	0度	90度	180度
放大器	開	開	關
場型2	相位	0度	90度	180度
放大器	開	開	關
……
場型L	相位	0度	90度	……	180度
放大器	開	開	關

舉例而言，對於天線模組106-1及106-2而言，多個校正編碼本CAL係用於消除天線模組106-1及106-2之間的相位誤差。可進一步參考圖5A、5B及5C，圖5A、5B及5C為本發明實施例的用於產生其中一個校正編碼本的多個相位的示意圖。

在本實施例中，同樣以兩個天線模組106-1及106-2為例進行說明，且每個天線模組仍具有四個天線單元。由於在產生參考編碼本REF的過程中，已將天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的初始相位差90、95、-180、30度分別平移-30度，使天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相位變為60、65、-210、0度。而在產生用於天線模組106-2的校正編碼本CAL時，如圖5A所示，天線單元AT11、AT12、AT13及AT14可直接沿用圖4C中對0度進行最小化後的結果，即-30度、-25度、-30度及0度的相位。

在本步驟中，已經描述過依據預定相位差產生校正編碼本CAL。詳細而言，多個預定相位差的範圍可在0度至360度之間，且多個預定相位差係由360度除以一測試數量來決定，且校正編碼本CAL的數量對應於測試數量。例如，可將360度除以數量為36的測試數量，可從0度至360度，每隔10度為一區間，獲得多個預定相位差分別為0、10、….、350度。而測試數量取決於所能接受的測試時間，本發明不以此為限。

接著，可基於預定相位差，例如90度，以及參考相位產生多個相移器校正參數。以圖5B為例，當預定相位差為90度，則將天線單元AT21、AT22、AT23及AT24的相位60、65、-210、0度分別加上預定相位差90度，而天線單元AT11、AT12、AT13及AT14的相位差維持不變，獲得如圖5B所示的相位150、155、-120、90度。

接著，通過調整對應天線單元AT21、AT22、AT23及AT24的相移器，使天線單元AT21、AT22、AT23及AT24的相位差相對於0度，進行用於預定相位差90度之最小化相位匹配。與參考編碼本REF不同的，此時需要分別以180度、180度、90度及270度的相移器參數調整天線單元AT21、AT22、AT23及AT24的相位差，得到330度、335度、-30度及360度。其中，由於相位係以360度為一週期，相位差330度即是-30度，相位差335度則是-25度，相位差360度則是0度，相對於0度均為最小化結果。此時，得到校正編碼本CAL於場型1，即0度角的相移器參數分別為180度、180度、90度及270度。接著，針對其他角度，可通過旋轉波束成型裝置10或接收器14，通過相同方式產生其他場型下的相移器參數，藉此獲得其中一個校正編碼本CAL。

以此類推，可依據多個預定相位差分別為10、….、350度，產生對應於預定相位差分別為10、….、350度的36個校正編碼本CAL，並且，可針對所有的天線模組106-2至106-M執行上述流程，以分別產生對應天線模組106-2至106-M的多個校正編碼本CAL。其中，對於預定相位差0度，可直接採用參考編碼本REF。

步驟S102：選定預定目標場型，例如：0度角，並配置基頻電路依據預定目標場型，以參考編碼本REF或多個校正編碼本CAL中對應於預定目標場型的多筆校正控制資料分別控制多個天線模組，以產生多個測試訊號。

步驟S103：配置接收器14接收多個測試訊號。

步驟S104：配置計算裝置12處理多個測試訊號，以分別計算多個測試訊號於預定目標區域的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果。其中，可參考圖6，其為本發明實施例的測試結果中，EIRP對多個預定相位差的作圖。

步驟S105：配置計算裝置12依據多個測試結果，將具有最大等效全向輻射功率的參考編碼本REF或校正編碼本CAL設定為波束成型裝置於預定目標場型進行收發訊號時所使用的預定編碼本。例如，如圖6所示，在預定相位差為240度時，採用的校正編碼本CAL可獲得最大等效全向輻射功率，因此，可將經過預定相位差240度調整後的該校正編碼本CAL設定為波束成型裝置於預定目標場型進行收發訊號時所使用的預定編碼本；在此，可搭配圖2來說明，天線模組106-1與天線模組106-2兩者之間可能相差240度左右，即θ1與θ2之間的相位差。而透過本發明的校正方法，可以找到用來補償此240度相位差的校正編碼本CAL。特別說明的是，若校正編碼本CAL的數量愈多，即預定相位差的數量愈多，則校正的精確度會愈高。

較佳的，可配置計算裝置12基於上述步驟產生指示資料INS並儲存於記憶單元102，在波束成型裝置10於多個預定目標場型進行收發訊號時，依據指示資料INS指示使用多個校正編碼本CAL中，能夠獲得最大等效全向輻射功率的校正編碼本CAL進行收發訊號。

請進一步參閱圖7A、7B，其分別為應用本發明的用於波束成型裝置的校正方法前後的性能量測圖，如圖所示，原始設計規格為針對預定場型在0度具有EIRP最大值的場型。然而，在應用本發明的用於波束成型裝置的校正方法前，波束成型裝置的輻射場型的主瓣偏移預定場型，並非在0度具有EIRP最大值。而在應用了本發明的用於波束成型裝置的校正方法後，可重定向到所需方向，使總體性能與原始設計規格相匹配。

換言之，在應用了本發明的用於波束成型裝置的校正方法後，可進一步提供如圖1所示的波束成型裝置10，其包括處理器100、記憶單元102、基頻電路104及多個天線模組106-1~106-M。記憶單元102儲存有參考編碼本REF、多個校正編碼本CAL及指示資料INS，多個校正編碼本CAL各包括以多個目標場型進行劃分的多筆校正控制資料，且多個校正編碼本CAL與參考編碼本REF分別相差彼此不同的多個預定相位差。指示資料INS用於指示基頻電路於多個預定目標場型進行收發訊號時使用多個校正編碼本CAL中的其中之一。

在替代實施例中，可參照圖8A、8B及8C，圖8A為本發明實施例的基頻電路、可調相移器及天線模組的硬體架構示意圖，圖8B及8C為本發明實施例的可調相移器的示意圖。如圖8A所示，可調相移器108-1、108-2…108-M可進一步分別設置於天線模組106-1、106-2…106-M與基頻電路104之間，可調相移器108-1、108-2…108-M可分別為數位相移器或機械式相移器等，將被添加到用於相位調整的設計中。須注意的是，可調相移器108-1、108-2…108-M的分辨率取決於可調相移器的規格。

可調相移器108-1、108-2…108-M如圖8B所示，可設置多個單埠雙切開關SPDT在多個相位延遲線路(例如，0、30、60、120度)、輸入端In及輸出端Out之間，或如圖8C設置多個單埠四切開關SP4T在多個相位延遲線路(例如，0、30、60、120度) 、輸入端In及輸出端Out之間，且該些單埠雙切開關SPDT及該些單埠四切開關SP4T可由基頻電路104所控制，其控制原理類似於前述實施例，控制該些該些單埠雙切開關SPDT及該些單埠四切開關SP4T以針對天線模組106-1、106-2…106-M，在多個預定場型下產生多個預定相位差，並以計算單元12及接收器14進行檢測，以找出具有最大EIRP的預定相位差，並設定此相位差為波束成型裝置10進行訊號收發時使用的配置，藉此減少不同天線模組之間因製程導致的相位差。在部份實施例中，可調分辨率將是360度/n，其中n是對應於前述測試數量的正整數，並且n越大，則分辨率越高。

因此，除了採用軟體的方式實現本發明提供的波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統，亦可採用硬體的方式實現，本發明不以此為限。

[實施例的有益效果]

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1:波束成型裝置的校正系統 10:波束成型裝置 12:計算裝置 14:接收器 100:處理器 102:記憶單元 104:基頻電路 106-1、106-2…106-M:天線模組 AT11、AT12、AT13、AT14…AT1N、AT21、AT22、AT23、AT24…AT2N:天線單元 PS11、PS12…PS1N、PS21、PS22…PS2N:相移器 AP11、AP12…AP1N、AP21、AP22…AP2N:放大器電路 θ2:相位差 θ1:相位差 REF:參考編碼本 CAL:校正編碼本 108-1、108-2…108-M:可調相移器 SPDT:單埠雙切開關 SP4T:單埠四切開關 In:輸入端 INS:指示資料 Out:輸出端

圖1為本發明實施例的用於波束成型裝置的校正系統的方塊圖。

圖2為本發明實施例的波束成型裝置的架構示意圖。

圖3為本發明實施例的用於波束成型裝置的校正方法的流程圖。

圖4A至4C為本發明實施例的用於產生參考編碼本的多個相位的示意圖。

圖5A至5C為本發明實施例的用於產生其中一個校正編碼本的多個相位的示意圖。

圖6為本發明實施例的測試結果中，EIRP對多個預定相位差的作圖。

圖7A及7B分別為應用本發明的用於波束成型裝置的校正方法前後的性能量測圖。

圖8A為本發明實施例的基頻電路、可調相移器及天線模組的硬體架構示意圖。

圖8B及8C為本發明實施例的可調相移器的示意圖。

1:波束成型裝置的校正系統

10:波束成型裝置

12:計算裝置

14:接收器

100:處理器

102:記憶單元

104:基頻電路

106-1、106-2…106-M:天線模組

REF:參考編碼本

CAL:校正編碼本

INS:指示資料

Claims

一種用於波束成型裝置的校正方法，用於包括一處理器、一記憶單元、一基頻電路及多個天線模組的一波束成型裝置，所述校正方法包括：儲存一參考編碼本(codebook)於該記憶單元，其中所述參考編碼本包括多筆參考控制資料，以多個目標場型進行劃分，且多筆所述參考控制資料用於設定各所述天線模組的多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器；依據所述參考編碼本及多個預定相位差產生多個校正編碼本，並儲存於所述記憶單元，其中多個所述預定相位差彼此不同，且多個所述校正編碼本各包括以多個所述目標場型進行劃分的多筆校正控制資料；選定一預定目標場型，並配置所述基頻電路依據所述預定目標場型，以所述參考編碼本及多個所述校正編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆所述校正控制資料分別控制多個所述天線模組，以產生多個測試訊號；配置一接收器接收多個所述測試訊號；配置所述計算裝置處理多個所述測試訊號，以分別計算多個所述測試訊號於所述預定目標區域的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；以及配置所述計算裝置依據多個所述測試結果，將具有最大等效全向輻射功率的所述參考編碼本或所述校正編碼本設定為所述波束成型裝置於所述預定目標場型進行收發訊號時所使用的一預定編碼本。
如請求項1所述的用於波束成型裝置的校正方法，其中多筆所述參考控制資料各包括用於設定各所述天線模組的多個相移器參考參數及多個放大器參考參數，且多個所述相移器參考參數對應多個參考相位，且多個所述放大器參考參數對應用於指示多個所述放大器的開關狀態的多個開關狀態代碼；其中多筆所述校正控制資料各包括用於設定各所述天線模組的多個相移器校正參數及多個放大器校正參數；其中依據所述參考編碼本及多個預定相位差產生多個校正編碼本的步驟更包括基於多個所述預定相位差及多個所述參考相位產生多個所述相移器校正參數。
如請求項2所述的用於波束成型裝置的校正方法，其中多個所述預定相位差的範圍係在0度至360度之間，且多個所述預定相位差係由360度除以一測試數量來決定，且所述校正編碼本的數量對應於所述測試數量。
如請求項2所述的用於波束成型裝置的校正方法，更包括：將多個所述參考相位分別加上所述預定相位差後，基於一相位基準值進行最小化以產生多個所述相移器校正參數。
如請求項1所述的用於波束成型裝置的校正方法，其中多筆參考控制資料的數量對應於多個所述天線模組的多個所述天線單元的總數量。
一種用於波束成型裝置的校正系統，其包括：一計算裝置；一波束成型裝置，連接於所述計算裝置，所述波束成型裝置包括：一處理器；一記憶單元；一基頻電路；及多個天線模組，各包括多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器；以及一接收器；其中所述計算裝置經配置以將一參考編碼本(codebook)儲存於所述記憶單元，其中所述參考編碼本包括多筆參考控制資料，以多個目標場型進行劃分，且多筆所述參考控制資料用於設定各所述天線模組的多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器；其中所述計算裝置依據所述參考編碼本及多個預定相位差產生多個校正編碼本，並儲存於所述記憶單元，其中多個所述預定相位差彼此不同，且多個所述校正編碼本各包括以多個所述目標場型進行劃分的多筆校正控制資料；其中所述基頻電路經配置以依據所選定的一預定目標區域，以所述參考編碼本及多個所述校正編碼本中對應於所述預定目標區域的多筆所述校正控制資料分別控制多個所述天線模組，以產生多個測試訊號；其中所述接收器經配置以接收多個所述測試訊號；其中所述計算裝置經配置以處理多個所述測試訊號，以分別計算多個所述測試訊號於所述預定目標區域的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；其中所述計算裝置經配置以依據多個所述測試結果，將具有最大等效全向輻射功率的所述參考編碼本或所述校正編碼本設定為所述波束成型裝置於所述預定目標場型進行收發訊號時所使用的一預定編碼本。
如請求項6所述的用於波束成型裝置的校正系統，其中多筆所述參考控制資料各包括用於設定各所述天線模組的多個相移器參考參數及多個放大器參考參數，且多個所述相移器參考參數對應多個參考相位，且多個所述放大器參考參數對應用於指示多個所述放大器的開關狀態的多個開關狀態代碼；其中多筆所述校正控制資料各包括用於設定各所述天線模組的多個相移器校正參數及多個放大器校正參數；其中所述計算裝置經配置以基於多個所述預定相位差及多個所述參考相位產生多個所述相移器校正參數。
如請求項7所述的用於波束成型裝置的校正系統，其中多個所述預定相位差的範圍係在0度至360度之間，且多個所述預定相位差係由360度除以一測試數量來決定，且所述校正編碼本的數量對應於所述測試數量。
如請求項7所述的用於波束成型裝置的校正系統，其中所述計算裝置經配置以將多個所述參考相位分別加上所述預定相位差後，基於一相位基準值進行最小化以產生多個所述相移器校正參數。
如請求項6所述的用於波束成型裝置的校正系統，其中多筆參考控制資料的數量對應於多個所述天線模組的多個所述天線單元的總數量。
一種波束成型裝置，其包括：一處理器；一記憶單元；一基頻電路；以及多個天線模組，各包括多個天線單元及分別對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器；其中所述記憶單元儲存有：一參考編碼本及多個校正編碼本，多個所述校正編碼本各包括以多個目標場型進行劃分的多筆校正控制資料，且多個所述校正編碼本與所述參考編碼本分別相差彼此不同的多個預定相位差；一指示資料，用於指示所述波束成型裝置於多個預定目標場型進行收發訊號時使用所述參考編碼本及多個所述校正編碼本中的其中之一。