TWI743744B - 波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統 - Google Patents

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。基頻電路電性連接處理器及記憶單元。多個天線模組各包括多個天線單元及對應於多個天線單元的多個相移器及多個放大器。其中，記憶單元儲存有多個參考編碼本及指示資料，其中，多個參考編碼本分別具有一基準角度且彼此不同，而指示資料用於使多個天線模組進行收發訊號時，分別從多個參考編碼本指定一預定編碼本，以控制多個天線模組。

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模組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，用於包括處理器、記憶單元、基頻電路及多個天線模組的波束成型裝置，多個所述天線模組包括參考天線模組及至少一校正天線模組，且多個所述天線模組各包括多個天線單元及對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器，所述校正方法包括：配置所述記憶單元儲存一第一參考編碼本、一第二參考編碼本及一第三參考編碼本，其中所述第一參考編碼本用於控制所述參考天線模組的多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器，且所述第一參考編碼本具有一第一基準角度，所述第二參考編碼本具有一第二基準角度，所述第三參考編碼具有一第三基準角度；以及對所述至少一校正天線模組執行一測試程序，其包括下列步驟：配置所述基頻電路依據一預定目標場型，以所述第一參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述參考天線模組，且分別以所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述至少一校正天線模組，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場型的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；及配置所述計算裝置依據多個所述測試結果中具有最大等效全向輻射功率以選擇並設定所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本之其中之一為所述校正天線模組進行收發訊號時所使用的至少一預定編碼本。

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、接收器以及測量裝置。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處理器、記憶單元、基頻電路及多個天線模組。多個天線模組，包括一參考天線模組及至少一校正天線模組，且多個所述天線模組各包括多個天線單元及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，所述基頻電路經配置以將一第一參考編碼本、一第二參考編碼本及一第三參考編碼本儲存至一記憶單元，所述第一參考編碼本用於控制所述參考天線模組的多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器，且所述第一參考編碼本具有一第一基準角度，所述第二參考編碼本具有一第二基準角度，所述第三參考編碼具有一第三基準角度。其中，所述計算裝置經配置以對所述至少一校正天線模組執行一測試程序，其包括下列步驟：配置所述基頻電路依據一預定目標場型，以所述第一參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述參考天線模組，且分別以所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述至少一校正天線模組，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場型的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；及配置所述計算裝置依據多個所述測試結果中具有最大等效全向輻射功率以選擇並設定所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本之其中之一為所述校正天線模組進行收發訊號時所使用的至少一預定編碼本。

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。基頻電路電性連接所述處理器及所述記憶單元。多個天線模組各包括多個天線單元及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多個參考編碼本及指示資料，其中，所述多個參考編碼本分別具有一基準角度且彼此不同，而指示資料用於使所述多個天線模組進行收發訊號時，分別從多個所述參考編碼本指定一預定編碼本，以控制多個所述天線模組。

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，使用不同相位且用於單一天線模組的參考編碼本選擇來進行相移器校正後，可有效地將相位精密度由相移器支援的精密度進一步依據多個參考編碼本對應的基準角度來進行提昇，並且可降低預先儲存的編碼本數量與校正時間。

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，不同的射頻積體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。

一般而言，在圖1的架構下，通過同步控制該些天線模組106-1、106-2、…、106-M來進行波束成型時，可提高系統增益。在設計用於上述天線模組106-1、106-2、…、106-M的編碼本時，可進一步利用對應的相移器(例如相移器PS11、PS12…PS1N及相移器PS21、PS22…PS2N)來調整不同天線模組之間的相位偏差。

然而，上述的校正精密度仍難以滿足現今運作在毫米波等級下的波束成型模組的精密度需求。為此，本發明進一步以上述方式為基礎，提供了用於波束成型裝置的校正方法。在本發明中，天線模組106-1、106-2…106-M可包括參考天線模組及至少一校正天線模組，例如，可將天線模組106-1設定為參考天線模組，則天線模組106-2…106-M則設定為校正天線模組。

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20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：配置基頻電路104以將第一參考編碼本REF1、第二參考編碼本REF2及第三參考編碼本REF3儲存至記憶單元。其中，第一參考編碼本REF1用於控制參考天線模組的多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器。其中，第一參考編碼本REF1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參考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。

舉例而言，第一參考編碼本REF1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N
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

在第一參考編碼本REF1中，多筆參考控制資料包括用於設定參考天線模組的多個天線單元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，第一參考編碼本REF1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。各筆控制資料包括對應於天線單元1、天線單元2至天線單元N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，以每個天線模組具有6個天線單元為例，第一參考編碼本REF1的產生方式可參照圖4、圖5A、圖5B及圖5C，圖4為本發明實施例的用於產生參考編碼本的方式的流程圖，圖5A至5C為本發明實施例的用於產生第一參考編碼本的多個相位的示意圖。

如圖4所示，用於波束成型裝置的校正方法，更包括：

步驟S1000：取得初始編碼本。初始編碼本具有參考天線模組的多個天線單元的多個天線相位。

如圖5A所示，舉例而言，設定天線模組106-1為參考天線模組，同時設定場型1，例如於場型1(假設為0度角，即波束成型裝置10或接收器14之間的角度)時測量的電場資訊，可測得圖5A所示的天線模組106-1的天線單元AT11、AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的初始相位分別為80、223、145、113、283、119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以改變兩者之間的角度，通過相同方式產生其他場型下的初始角度，藉此獲得初始編碼本。

步驟S1001：以多個天線相位的其中之一作為參考天線相位，並將多個天線相位依據參考天線相位進行調整，以產生多個調整天線相位。

其中，若以天線單元AT11產生的訊號最強，可以天線單元AT11為基準，將天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的初始相位223、145、113、283、119度分別平移-80度，使天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相位變為143、65、33、203、39度，如圖5B所示。初始編碼本具有由相移器支援的精密度位元數決定的初始精密度。

步驟S1002：基於第一基準角度、第二基準角度及第三基準角度，分別以多個相移器參數調整多個調整天線相位，使多個調整天線相位位於基於第一基準角度、第二基準角度及第三基準角度的預定相位範圍內，且與第一基準角度、第二基準角度及第三基準角度之間的差值最小化，同時產生多個待測天線相位。

詳細而言，可通過調整對應天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相移器，使天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相位基於一相位基準值，例如0度來進行調整。由於天線模組106-1之射頻電路具有內建精密度為2位元的相移器PS11~PS1N，可進行360/2² =90度之進行最小化以達成相位匹配，在本實施例中，第一基準角度設定為0度，以分別以180度、270度、0度、180及0度的相移器參數調整天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相位，得到323度、337度、33度、383度及39度，由於相位係以360度為循環，因此等同得到-37度、-25度、33度、23度及39度的相位，亦即最接近第一基準角度，即0度。此時，得到第一參考編碼本REF於場型1(0度角)的預定場型下，對應於天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相移器參數分別為180度、270度、0度、180及0度。而其他場型可以類似方式進行調整，藉此產生第一參考編碼本REF1。

在上述實施例中，第一參考編碼本REF1可直接用於控制參考天線模組(亦即，天線模組106-1)進行收發訊號，接下來，則需要產生用於校正天線模組的天線模組106-2、…、106-M的第一參考編碼本REF1、第二參考編碼本REF2及第三參考編碼本REF3。

需要說明的是，第一參考編碼本REF1具有第一基準角度，第二參考編碼本REF2具有第二基準角度，而第三參考編碼本REF3具有第三基準角度。此處，所謂第一基準角度可回溯至圖4B及圖4C，由圖4B至圖4C的過程中，已經調整對應天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相移器，使天線單元AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的相位基於一相位基準值，例如0度，而第一參考編碼本REF1對應的此相位基準值(0度)即是第一基準角度。而在一些實施例中，第二基準角度及第三基準角度可分別與第一基準角度相差一預定角度，例如，45度，因此，第二基準角度及第三基準角度可分別為45度及-45度。

因此，對於校正天線模組，利用與上述圖5A至圖5C相同的流程，來產生具有第二基準角度的第二參考編碼本REF2。

可參照圖6A、圖6B及圖6C，圖6A至6C為本發明實施例的用於產生第二參考編碼本的多個相位的示意圖。如圖6A、圖6B及圖6C所示，舉例而言，設定場型1，例如於0度角時測量的電場資訊，可利用圖5A測得所示的天線模組106-1的天線單元AT11、AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的初始相位平移-80度後的相位作為天線模組106-2的天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的初始相位，分別為0、143、65、33、203、39度。接著，通過調整對應天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相移器，使天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相位基於另一相位基準值(即是第二基準角度)，例如45度，由於天線模組106-2之射頻電路具有內建精密度為2位元的相移器PS21~PS2N，可進行360/2² =90度之進行最小化以達成相位匹配，亦即，分別以0度、270度、0度、0度、180度及0度的相移器參數調整天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相位，得到0度、413度、65度、33度、383度及39度，由於相位係以360度為循環，因此等同得到0度、53度、65度、33度、23度及39度的相位，亦即最接近第二基準角度，即45度。此時，得到第二參考編碼本REF2於0度角的預定場型下，對應於天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相移器參數分別為0度、270度、0度、0度、180度及0度。其中，通過相移器調整後相位0度、53度、65度、33度、23度及39度分別與45度之間具有最小相位差。

接著，針對其他角度，由於初始編碼本中已經通過旋轉波束成型裝置10或接收器14產生其他場型下的相位，可將該些相位分別相對於第二基準角度(45度)以類似方式最小化，藉此獲得第二參考編碼本REF2。

類似的方式亦可用於產生具有第三基準角度的第三參考編碼本REF3。可參照圖7A、圖7B及圖7C，圖7A至圖7C為本發明實施例的用於產生第三參考編碼本的多個相位的示意圖。如圖7A、圖7B及圖7C所示，舉例而言，設定場型1，例如於0度角時測量的電場資訊，可利用圖4A測得所示的天線模組106-1的天線單元AT11、AT12、AT13、AT14、AT15及AT16的初始相位平移-80度後的相位作為天線模組106-2的天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的初始相位，分別為0、143、65、33、203、39度。接著，通過調整對應天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相移器，使天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相位基於另一相位基準值(即是第三基準角度)，例如-45度，由於天線模組106-2之射頻電路具有內建精密度為2位元的相移器PS21~PS2N，可進行360/2² =90度之進行最小化以達成相位匹配，亦即，分別以0度、180度、270度、270度、90度及270度的相移器參數調整天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相位，得到0度、323度、335度、303度、293度及309度，由於相位係以360度為循環，因此等同得到0度、-37度、-25度、-57度、-67度及-51度的相位。此時，得到第三參考編碼本REF3於0度角的預定場型下，對應於天線單元AT21、AT22、AT23、AT24、AT25及AT26的相移器參數分別為0度、180度、270度、270度、90度及270度。其中，通過相移器調整後相位0度、-37度、-25度、-57度、-67度及-51度分別與-45度之間具有最小相位差。

接著，針對其他角度，由於初始編碼本中已經通過旋轉波束成型裝置10或接收器14產生其他場型下的相位，可將該些相位分別相對於第三基準角度(-45度)以類似方式最小化，藉此獲得第三參考編碼本REF3。

在替代實施例中，第一基準角度、第二基準角度及第三基準角度不限於上述實施例所述的0、45度及-45度，亦可為0、30度及-30度。

步驟S1003：依據多個待測天線相位產生第一參考編碼本、第二參考編碼本及第三參考編碼本。

回到本發明的校正方法，進入步驟S101：對所述至少一校正天線模組執行一測試程序。此處，測試程序包括下列步驟。

步驟S102：配置基頻電路依據一預定目標場型，以第一參考編碼本中對應於預定目標場型的多筆控制資料控制參考天線模組，且分別以第一參考編碼本、第二參考編碼本及第三參考編碼本中對應於預定目標場型的多筆控制資料控制校正天線模組，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。

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編碼本設定為校正天線模組進行收發訊號時所使用的預定編碼本。例如，在對天線模組106-2校正時，以第一參考編碼本REF1可獲得最大等效全向輻射功率，代表天線模組106-2依據第一參考編碼本REF1與天線模組106-1同時進行訊號收發時具有最小的相位差，換言之，可藉此消除天線模組106-1及106-2之間的硬體誤差。因此，可將第一參考編碼本REF1設定為天線模組106-2進行收發訊號時所使用的預定編碼本。

接著，可進一步配置計算裝置12基於上述步驟產生指示資料INS並儲存於記憶單元102，以在波束成型裝置10於多個預定目標場型進行收發訊號時，使基頻電路104依據預定目標場型進行收發訊號時，從第一參考編碼本REF1、第二參考編碼本REF2及第三參考編碼本REF3中取得對應的預定編碼本，以控制天線模組106-1至106-M。

因此，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至106-M。記憶單元102儲存有第一參考編碼本REF1、第二參考編碼本REF2、第三參考編碼本REF3及指示資料INS，第一參考編碼本REF1、第二參考編碼本REF2、第三參考編碼本REF3各包括以多個目標場型進行劃分的多筆控制資料，且第一參考編碼本REF1、第二參考編碼本REF2、第三參考編碼本REF3分別具有一基準角度（亦即如上述實施例所述的0度、45度及-45度）且彼此不同。

指示資料INS則是用於使天線模組106-1至106-M進行收發訊號時，分別從多個參考編碼本指定一預定編碼本，以控制多個所述天線模組。

在特定實施例中，當波束成型裝置10的系統初始化時，其處理器100可自動從記憶單元102讀取指示資料INS，並將指示資料INS指示的預定編碼本進行重組，以產生完整版本的編碼本，以供基頻電路104控制天線模組106-1至106-M進行訊號收發時可直接使用。

[實施例的有益效果]

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，可依據單一天線模組的初始編碼本產生可適用於多個天線模組且具有不同基準角度的參考編碼本，並經由測試等效全向輻射功率來進行相移器校正，可有效地將相位精密度由相移器支援的精密度進一步依據多個參考編碼本對應的基準角度來進行提昇，並且可降低預先儲存的編碼本數量與校正時間。

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、AT15、AT16、…、AT1N、AT21、AT22、AT23、AT24、AT25、AT26、…、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 REF1:第一參考編碼本 REF2:第二參考編碼本 REF3:第三參考編碼本 INS:指示資料

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4為本發明實施例的用於產生參考編碼本的方式的流程圖。

圖5A至5C為本發明實施例的用於產生第一參考編碼本的多個相位的示意圖。

圖6A至6C為本發明實施例的用於產生第二參考編碼本的多個相位的示意圖。

圖7A至圖7C為本發明實施例的用於產生第三參考編碼本的多個相位的示意圖。

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

REF1:第一參考編碼本

REF2:第二參考編碼本

REF3:第三參考編碼本

INS:指示資料

Claims (11)

1. 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，多個所述天線模組包括一參考天線模組及至少一校正天線模組，且多個所述天線模組各包括多個天線單元及對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器，所述校正方法包括： 配置所述記憶單元儲存一第一參考編碼本、一第二參考編碼本及一第三參考編碼本，其中所述第一參考編碼本用於控制所述參考天線模組的多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器，且所述第一參考編碼本具有一第一基準角度，所述第二參考編碼本具有一第二基準角度，所述第三參考編碼具有一第三基準角度；以及 對所述至少一校正天線模組執行一測試程序，其包括下列步驟： 配置所述基頻電路依據一預定目標場型，以所述第一參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述參考天線模組，且分別以所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述至少一校正天線模組，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場型的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；及 配置所述計算裝置依據多個所述測試結果中具有最大等效全向輻射功率以選擇並設定所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本之其中之一為所述校正天線模組進行收發訊號時所使用的至少一預定編碼本。
2. 如請求項1所述的用於波束成型裝置的校正方法，其中所述第二基準角度及所述第三基準角度分別與所述第一基準角度相差一預定角度。
3. 如請求項1所述的用於波束成型裝置的校正方法，更包括： 取得一初始編碼本，所述初始編碼本具有所述參考天線模組的多個所述天線單元的多個天線相位； 以所述多個天線相位的其中之一作為一參考天線相位，並將多個所述天線相位依據所述參考天線相位進行調整，以產生多個調整天線相位； 基於所述第一基準角度、所述第二基準角度及所述第三基準角度，分別以多個相移器參數調整多個所述調整天線相位，使多個所述調整天線相位位於基於所述第一基準角度、所述第二基準角度及所述第三基準角度的一預定相位範圍內，且與所述第一基準角度、所述第二基準角度及所述第三基準角度之間的差值最小化，產生多個待測天線相位；及 依據多個所述待測天線相位產生所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本。
4. 如請求項3所述的用於波束成型裝置的校正方法，更包括： 對所述至少一校正天線模組的每個執行所述測試程序以設定所述至少一預定編碼本；以及 其中所述初始編碼本具有由多個所述相移器的一精密度位元數決定的一初始精密度。
5. 如請求項1所述的用於波束成型裝置的校正方法，更包括將所產生的所述至少一預定編碼本進行記錄以產生一指示資料，並儲存至所述記憶單元，其中所述指示資料係用於使所述基頻電路依據所述預定目標場型進行收發訊號時，從所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本取得對應的所述至少一預定編碼本，以控制多個所述天線模組。
6. 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，包括一參考天線模組及至少一校正天線模組，且多個所述天線模組各包括多個天線單元及對應於多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器； 一接收器；以及 一測量裝置； 其中所述基頻電路經配置以將一第一參考編碼本、一第二參考編碼本及一第三參考編碼本儲存至一記憶單元，所述第一參考編碼本用於控制所述參考天線模組的多個所述天線單元的多個相移器及多個放大器，且所述第一參考編碼本具有一第一基準角度，所述第二參考編碼本具有一第二基準角度，所述第三參考編碼具有一第三基準角度； 其中所述計算裝置經配置以對所述至少一校正天線模組執行一測試程序，其包括下列步驟： 配置所述基頻電路依據一預定目標場型，以所述第一參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述參考天線模組，且分別以所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本中對應於所述預定目標場型的多筆控制資料控制所述至少一校正天線模組，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場型的等效全向輻射功率(Equivalent isotropically radiated power, EIRP)，並產生多個測試結果；及 配置所述計算裝置依據多個所述測試結果中具有最大等效全向輻射功率以選擇並設定所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本之其中之一為所述校正天線模組進行收發訊號時所使用的至少一預定編碼本。
7. 如請求項6所述的用於波束成型裝置的校正系統，其中所述第二基準角度及所述第三基準角度分別與所述第一基準角度相差一預定角度。
8. 如請求項6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： 取得一初始編碼本，所述初始編碼本具有所述參考天線模組的多個所述天線單元的多個天線相位； 以所述多個天線相位的其中之一作為一參考天線相位，並將多個所述天線相位依據所述參考天線相位進行調整，以產生多個調整天線相位； 基於所述第一基準角度、所述第二基準角度及所述第三基準角度，分別以多個相移器參數調整多個所述調整天線相位，使多個所述調整天線相位位於基於所述第一基準角度、所述第二基準角度及所述第三基準角度的一預定相位範圍內，且與所述第一基準角度、所述第二基準角度及所述第三基準角度之間的差值最小化，同時產生多個待測天線相位；及 依據多個所述待測天線相位產生所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本。
9. 如請求項8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對所述至少一校正天線模組的每個執行所述測試程序以設定所述至少一預定編碼本； 其中所述初始編碼本具有由多個所述相移器的一精密度位元數決定的一初始精密度，且所述至少一預定編碼本具有高於所述初始精密度的一校正精密度 。
10. 如請求項6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所產生的所述至少一預定編碼本進行記錄以產生一指示資料，並儲存至所述記憶單元，其中所述指示資料係用於使所述基頻電路依據所述預定目標場型進行收發訊號時，從所述第一參考編碼本、所述第二參考編碼本及所述第三參考編碼本取得對應的所述至少一預定編碼本，以控制多個所述天線模組。
11. 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，電性連接所述處理器及所述記憶單元；及 多個天線模組，且多個所述天線模組各包括多個天線單元及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多個參考編碼本，其中所述多個參考編碼本分別具有一基準角度且彼此不同； 一指示資料，用於使所述多個天線模組進行收發訊號時，分別從多個所述參考編碼本指定一預定編碼本，以控制多個所述天線模組。

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