WO2012103853A2 - 接收和发送信号的方法、发射机、接收机及其*** - Google Patents
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- WO2012103853A2 WO2012103853A2 PCT/CN2012/074197 CN2012074197W WO2012103853A2 WO 2012103853 A2 WO2012103853 A2 WO 2012103853A2 CN 2012074197 W CN2012074197 W CN 2012074197W WO 2012103853 A2 WO2012103853 A2 WO 2012103853A2
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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- H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
- H04W16/24—Cell structures
- H04W16/28—Cell structures using beam steering
Definitions
- Embodiments of the present invention relate to the field of communications, and more particularly, to a method of receiving a signal, a method of transmitting a signal, a transmitter, a receiver, and a system therefor. Background technique
- the active antenna system is an important base station system, which can effectively reduce the loss between the antenna and the radio frequency (RF) module, improve the radiation efficiency of the radio frequency signal, is simple to install, and can change the antenna through the digital domain.
- the beam shape thus improves the coverage and capacity of the system and is therefore increasingly valued by operators and telecom equipment vendors.
- Beamforming is an advanced multi-antenna technology that consists of multiple antenna elements that form an antenna array. Multiple antenna elements are weighted by a certain feature by transmitting or receiving signals. Beamforming signals on multiple array elements, so that the transmission has obvious directional characteristics or enables signals with specific directivity to effectively enhance the useful signal and suppress interference, thereby improving the signal to interference and noise ratio of the signal ( Signal-Interference-Noise Rate, SINR).
- SINR Signal-Interference-Noise Rate
- ABF analog beamforming
- DBF Digital Beamforming
- the invention provides a method for receiving a signal, a method for transmitting a signal, a transmitter, a receiver and a system thereof, so that a better performance can be obtained, a cost can be reduced, and a cost performance can be improved.
- a method for receiving a signal comprising: performing analog beamforming (ABF) processing on a signal received via a plurality of antenna elements in accordance with an M path, where M is a natural number greater than or equal to 2; performing digital beamforming (DBF) processing on the M-channel signals subjected to the ABF processing, wherein N is a natural number greater than or equal to 2; and performing decoding processing on the DBF-processed signal.
- ABF analog beamforming
- DBF digital beamforming
- a method for transmitting a signal includes: performing digital beamforming (DBF) processing on the signals to be transmitted according to the N channels, wherein N is a natural number greater than or equal to 2; performing analog beamforming on the M channels processed by the DBF according to the M paths ( ABF) processing, where M is a natural number greater than or equal to 2; and transmitting the ABF-processed signal via a plurality of antenna elements.
- DBF digital beamforming
- a receiver comprising: an analog beamforming (ABF) unit, configured to perform ABF processing on a signal received via a plurality of antennas according to an M path, where M a natural number greater than or equal to 2; a digital beamforming (DBF) unit for performing DBF processing on the A-channel processed M-channel signal according to N paths, where N is a natural number greater than or equal to 2; and a decoder for Decoding processing is performed on the DBF-processed signal.
- ABF analog beamforming
- DBF digital beamforming
- a transmitter includes: a digital beamforming (DBF) unit, configured to perform DBF processing on a signal to be transmitted according to N paths, where N is greater than or equal to a natural number of 2; an analog beamforming (ABF) unit for performing ABF processing on the N-channel signals processed by the DBF according to the M-path, wherein M is a natural number greater than or equal to 2; and a transmitting unit for transmitting The antenna emits an ABF-processed signal.
- DBF digital beamforming
- ABSF analog beamforming
- an antenna system comprising the receiver and/or the transmitter.
- FIG. 1 is an exemplary flowchart showing a method for receiving a signal according to an embodiment of the present invention.
- 2 is an exemplary flow chart showing a method for transmitting a signal in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 shows a schematic diagram of a first specific implementation of a receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
- 4 shows a schematic diagram of a second specific implementation of a receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 shows a schematic diagram of a first specific implementation of a transmitter in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 shows a schematic diagram of a second specific implementation of a transmitter in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing another transmitter that performs linearization using an APD according to an embodiment of the present invention.
- Figure 8 illustrates a schematic diagram in which linearization is performed based on each of a plurality of combined paths, in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is an exemplary block diagram showing the structure of a receiver according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is an exemplary block diagram showing the structure of a transmitter according to an embodiment of the present invention. detailed description
- GSM Global System of Mobile communication
- CDMA Code Division Multiple Access
- WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
- GPRS General Packet Radio Service
- UMTS Universal Mobile Telecommunications System 3 ⁇ 4 Long Term Evolution (LTE), etc.
- a mobile terminal which may also be called a user equipment (UE, User Equipment), a mobile user equipment, etc., may communicate with one or more core networks via a radio access network (eg, RAN, Radio Access Network).
- the mobile terminal may be a mobile terminal, such as a mobile phone (or "cellular" phone) or a computer with a mobile terminal, for example, a mobile device that can be portable, pocket, handheld, computer built, or in-vehicle,
- the wireless access network exchanges languages and/or data.
- the base station may be a base station (BTS, Base Transceiver Station) in GSM or CDMA, or may be a base station (NodeB) in WCDMA, or may be an evolved base station (eNB or e-NodeB, evolutional Node B) in LTE.
- BTS Base Transceiver Station
- NodeB base station
- eNB evolved base station
- e-NodeB evolutional Node B
- AAS Active Antenna System
- FIG. 1 is an exemplary flow diagram showing a method 10 for receiving a signal in accordance with an embodiment of the present invention.
- the method 10 can be implemented in a receiver.
- analog beamforming (ABF) processing is performed on the signals received via the plurality of antenna elements in accordance with the M path, where M is a natural number greater than or equal to 2.
- the ABF-processed M-channel signal is subjected to digital beamforming (DBF) processing according to the N-path, where N is a natural number greater than or equal to 2.
- DBF digital beamforming
- the DBF processing in all embodiments of the present invention can be performed either at the digital intermediate frequency or at the baseband.
- the DBF processed signal is multiplexed and sent to the baseband unit for baseband processing, the baseband processing including demodulation and decoding processing; when the DBF processing is performed at the baseband, After the ABF processed M-channel signal is down-converted to baseband and demodulated by N-channels, DBF processing is performed separately, and then the DBF-processed signal is decoded.
- the digital intermediate frequency is performed by using the DBF processing as an example, but the present invention is not limited thereto.
- the scheme of the DBF processing performed in the baseband may adopt an existing scheme, and details are not described herein.
- the DBF-processed signal is decoded.
- the number N of digital channels is smaller than the number M of analog channels, so that the channel resource consumption of the digital intermediate frequency can be effectively reduced while improving the degree of freedom of the tilt adjustment range of the antenna system.
- FIG. 2 is an exemplary flow diagram showing a method 20 for transmitting a signal in accordance with an embodiment of the present invention.
- the method 20 can be implemented in a transmitter.
- DBF digital beamforming
- analog beamforming (ABF) processing is performed on the N-channel signals processed by the DBF according to the M-path, where M is a natural number greater than or equal to 2.
- the ABF processed signal is transmitted via a plurality of antenna elements.
- the number N of digital channels is smaller than the number M of analog channels, so that the channel resource consumption of the digital intermediate frequency can be effectively reduced while improving the degree of freedom of the tilt adjustment range of the antenna system.
- FIG. 3 shows a schematic diagram of a first specific implementation 300 of a receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
- the receiver 310 receives signals from a plurality of antenna elements, in this example, the number of antenna elements is ten (#1 to #10), but the present invention is not limited thereto, and the antenna elements are The number can be any other suitable number depending on actual needs.
- the received signal is filtered by a duplexer (DUP) in multiple receive paths (ie, analog channels), amplified by a Low Noise Amplifier (LNA), and then passed through a downconverter (the local oscillator signal is "LO”) (as shown in Figure 3 (a)) ABF processing after downconversion.
- DUP duplexer
- LNA Low Noise Amplifier
- LO local oscillator signal
- One or more of the DUP, LNA, downconverter, and ABF included in the multiple receiving paths may also be multiplexed according to the actual situation of the application.
- the number of receiving paths is 10, and the receiving path is in one-to-one correspondence with the antenna elements, that is, each receiving path (analog channel) corresponds to one antenna element and the number of antenna elements is also 10 .
- the manner in which each of the receiving paths corresponds to one antenna element ie, the so-called one-drive architecture
- the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art may Other methods are adopted according to factors such as design requirements and application environment, such as one-drive two architecture, one drive three architecture, and the like.
- a one-drive architecture can be reserved in the analog domain to obtain the maximum degree of freedom of the tilt adjustment range of the antenna system.
- the ABF-processed signal can be synthesized into a plurality of composite paths by a synthesizer (shown as " ⁇ " in the middle portion of FIG. 3), and then in a plurality of synthesized paths (ie, digital channels). Each of them performs a subsequent process.
- a synthesizer shown as " ⁇ " in the middle portion of FIG. 3
- synthesized paths ie, digital channels.
- the synthesizer here can represent that vector addition is performed on signals from multiple receive paths.
- the number of synthesis paths is 2, wherein the antenna elements #1 to #5 are synthesized to correspond to one digital channel (as shown in the upper part of FIG. 3, hereinafter referred to as the first a digital channel), and the antenna elements #6 to #10 are combined to correspond to another digital channel (as in Figure 3 Shown in the lower half, hereinafter referred to as the second digital channel).
- the embodiment of the present invention is not limited thereto, and the synthesized signal may be more paths.
- the synthesized signal may be 3 channels, 4 channels, and the like.
- the synthesis may be based on the received (target) antenna pattern, based on parameters of each antenna element (e.g., main lobe size, sidelobe size, etc.). Specifically, at the time of synthesis, a signal (or a signal of an analog channel) of several antenna elements in which several signals are minimized and which have the best performance can be synthesized to correspond to one digital channel. For example, in addition to the examples shown in the figures, there may be a case where signals from odd-numbered antenna elements are combined to correspond to one digital channel, and signals from even-numbered antenna elements are synthesized to correspond to another digital channel. Case. In addition, the number of multiple antenna elements (or analog channels) corresponding to each digital channel may be different.
- the antenna element may be 1 to #] is synthesized to correspond to the first digital channel, and the antenna elements #J+1 to # are combined to correspond to the second digital channel, ..., the antenna elements #L+1 to #? It is synthesized to correspond to the N-1th digital channel, and the antenna element #P+1 #S is synthesized to correspond to the Nth digital channel, where 1 ⁇ J ⁇ K ⁇ L ⁇ P ⁇ S and both are natural numbers. That is, the number of composite paths (digital channels) and the corresponding antenna elements (or which antenna elements) for each composite path (digital channel) can be determined depending on the parameters of the antenna elements.
- the ABF-processed signal is synthesized, for each of the multiple composite paths, it can be divided into an in-phase (0.) vector and an orthogonal (90.) vector, and the amplitude is adjusted according to the requirements of the antenna beam tilt angle, respectively. Or phase, and sampled by an analog-to-digital converter (ADC) and subjected to digital signal processing such as rate conversion, filtering, waves, etc. (not shown).
- ADC analog-to-digital converter
- each of the synthesized N-channel signals may be a multi-carrier signal
- performing DBF processing according to the N-channels may include: performing radio access system or carrier for each of the N-channel signals.
- the frequency band is divided into T paths to perform DBF processing respectively, where T is a natural number greater than or equal to 1.
- each of the ABF-processed multiplex signals in all embodiments of the present invention may also be a multi-carrier signal.
- each signal after digital signal processing can pass through a filter (as shown by "Div" in Fig. 3 (a), which can also be called a mixer).
- the road for example, is shunted according to actual application requirements based on each radio access system (such as GSM, LTE, WCDMA, etc.) or carrier frequency band.
- GSM Global System for Mobile Communications
- LTE Long Term Evolution
- WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
- NCO numerically controlled oscillator
- the signals in each digital channel are classified into GSM, WCDMA, and LTE based on the working system, but the present invention is not limited thereto, and signals of different carriers in the same system may be divided, for example, the GSM signal is Signals of different carrier frequencies are divided.
- each digital channel can be a multi-carrier channel, that is, the synthesized signal in each digital channel can be a multi-carrier signal, it can be based on the number of different carriers of the signal input into the channel and its corresponding carrier frequency.
- the division is performed, and the number of divided signals is not limited to three.
- DBF processing is performed in the digital domain for each carrier, and sent to the next stage (not shown) for decoding
- decoding can be performed according to the GSM signal, the WCDMA signal, and the LTE signal, respectively.
- each of the GSM signal, the WCDMA signal, and the LTE signal may be decoded according to an in-phase vector (I) and an orthogonal vector (Q), respectively, wherein the GSM-I signal, the WCDMA-I signal
- the LTE-I signal belongs to the first digital channel
- the GSM-Q signal, the WCDMA Q signal, and the LTE-Q signal belong to the second digital channel.
- the subsequent baseband processing may be an existing baseband processing process, and has little relationship with the essence of the present invention, and details are not described herein again.
- Finite Impulse Response Finite Impulse Response
- FIR filters and NCOs are well known in the art and have little to do with the substance of the present invention, so a detailed description thereof is omitted herein for the sake of brevity.
- the cost can be reduced, the cost performance can be improved, and the number of digital channels can be further reduced by the number of analog channels, while achieving better performance.
- This makes it possible to use as few digital channels as possible in the digital domain. Therefore, the channel resource consumption of the digital intermediate frequency, the system power consumption and the cost, and the degree of freedom of the antenna system tilt adjustment range can be effectively reduced.
- FIG. 4 shows a schematic diagram of a second specific implementation 400 of a receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
- the receiver 400 and the receiver 300 have substantially the same structure and can perform substantially the same functions except that the position of the ABF unit is different from that of the down converter, and therefore, for the sake of brevity, attention will be paid to the difference between them thereafter. Descriptions will be made, and similar structures and functions will not be described again.
- the circuit design can be cycled while further reducing power consumption and cost.
- FIG. 5 shows a schematic diagram of a first specific implementation 500 of a transmitter in accordance with an embodiment of the present invention.
- the transmitter 500 includes two digital channels and ten antenna elements, and employs a one-drive architecture, but it is to be understood that the present invention is not limited thereto.
- the transmitter 500 shown in FIG. 5 also includes two synthesis paths, namely a first synthesis path (digital channel) (as shown in the upper part of FIG. 5), the first synthesis The path includes two in-phase (I) and quadrature (Q) paths, and a second composite path (digital channel) (shown in the lower half of Figure 5), which also includes in-phase (I) and orthogonality.
- Q Two ways.
- the signals to be transmitted are processed in the digital domain in the two digital channels according to the actual application requirements according to various working standards (such as GSM, LTE or WCDMA, etc.) or the working carrier is adjusted in the digital domain by amplitude and / or phase, that is, through DBF processing.
- the GSM signal, the WCDMA signal, and the LTE signal of the in-phase (I) and quadrature (Q) are input to each of the two digital channels, and are subjected to DBF processing according to the carrier, respectively.
- the GSM1 signal, the WCDMA1 signal, and the LTE1 signal belong to the first digital channel (synthesis path), and the GSM2 signal, the WCDMA2 signal, and the LTE2 signal belong to the second digital channel (synthesis path).
- the signal is shunted according to the working carrier, which can be implemented by using the NCO.
- each of the signals in the synthesis path may be a multi-carrier signal, and digital beamforming (DBF) processing is performed on the signals to be transmitted in accordance with the N channels.
- the method may include: performing DBF processing on each of the N-channel signals according to a radio access system or a carrier frequency band, where T is a natural number greater than or equal to 1.
- the DBF-processed signal is split into multiple transmit paths (like the receive path in a particular implementation of the receiver, also referred to as an analog channel). Similar to the receiver portion, the DBF-processed signal can be split into multiple transmit paths using, for example, a splitter (shown as "Div" in the middle portion of FIG. 5), and in turn corresponding to multiple antennas. Array element.
- a splitter shown as "Div" in the middle portion of FIG. 5
- Array element Array element.
- the maximum degree of freedom of the tilt adjustment range of the entire antenna system can be obtained.
- the embodiment of the present invention is not limited thereto, and other architectures may be adopted, and the degree of freedom of the tilt adjustment range may also be improved.
- the splitter may also be split depending on the transmit (target) antenna pattern, parameters based on each antenna element (e.g., main lobe size, side lobe size, etc.).
- the split multiplexed signals are upconverted by their respective upconverters (shown as “ ® " on the left side of Figure 5) and then subjected to ABF processing in their respective analog channels to adjust the amplitude and / or Phase. Finally, the ABF-processed multiplexed signals are amplified by an amplifier and transmitted to corresponding antenna elements for radiation.
- Each of the ABF-processed multiplexed signals in all embodiments of the present invention may also be a multi-carrier signal.
- CFR Crest Factor Reduction
- PAPR peak to average power ratio
- DPD digital pre-distortion
- the CFR and DPD are employed in the example shown in Fig. 5, but the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art can adopt one or more of CFR, DPD, and APD according to design requirements and application environments.
- the embodiment of the present invention by adopting the structure of ABF+DBF, it is possible to reduce the cost while obtaining better performance, and further make the number of digital channels smaller than the number of analog channels, thereby making the number As few digital channels as possible can be used in the domain. Therefore, the channel resource consumption of the digital intermediate frequency, the system power consumption and the cost, and the degree of freedom of the antenna system tilt adjustment range can be effectively reduced.
- FIG. 6 shows a second specific implementation 600 of a transmitter in accordance with an embodiment of the present invention.
- an upconverter (shown as " ® " on the left side of Figure 5) is placed in front of each ABF unit in the analog channel, ie the signal after DBF processing is shunted After being a plurality of transmission paths, performing up-conversion in each of the plurality of transmission paths, and then subdividing Do not perform ABF processing.
- the upconverter (shown as "®,” on the left side of FIG. 6) is located before the splitter and the ABF unit, that is, after the DBF processing.
- up-conversion is performed in each of the plurality of combined paths, and then the up-converted signal is split into a plurality of transmission paths and then ABF processing is performed separately.
- FIGS. 5 and 6 Although digital Pre-Distortion (DPD) technology is used to perform linearization on the signal to be transmitted in FIGS. 5 and 6, it can also be performed by Analog Pre-Distortion (APD). Linearization.
- Figure 7 illustrates another transmitter 700 that employs APD to perform linearization in accordance with an embodiment of the present invention.
- the transmitter 700 shown in Fig. 7 has the same structure as the transmitter 600 shown in Fig. 6, except that the APD is employed.
- APD is used to perform linearization
- APD is performed on signals in each of the transmission paths, respectively.
- the present invention is not limited thereto, and other suitable techniques may be employed to perform linearization.
- Figure 8 illustrates a schematic diagram in which linearization is performed based on each of a plurality of combined paths, in accordance with an embodiment of the present invention.
- the linearization technique is illustrated as DPD in the figures, the invention is not limited thereto, and other suitable linearization techniques, such as APD, may be employed.
- a plurality of transmission paths (analog channels) corresponding to one combined path (digital channel) can share one feedback channel, that is, adjusted with the same feedback result (such as amplitude and/or phase).
- the parameters of the linearization technique are described in detail below.
- each ABF can adopt a configuration corresponding to each ABF on the transmission channel to adjust the amplitude and/or phase of the signal, so that the signal synthesized in the feedback channel similarly also exhibits better performance, thereby It is ensured that the signal power supplied to the linearization unit is large, thereby ensuring efficient linearization.
- FIG. 9 is an exemplary block diagram showing the structure of a receiver 900 according to an embodiment of the present invention.
- the receiver 900 may include an ABF unit 901, a DBF unit 902, and a decoder 903.
- the ABF unit 901 is configured to separately perform signals received via multiple antenna elements according to the M path.
- ABF processing where M is a natural number greater than or equal to 2.
- DBF unit 902 is used for ABF
- the processed M-channel signal performs DBF processing separately according to the N-path, where N is a natural number greater than or equal to 2.
- the decoder 903 is configured to perform decoding processing on the DBF-processed signal.
- the receiver 900 adopts a combination of ABF and DBF, so that better performance can be obtained, and cost can be reduced, thereby improving cost performance.
- the receiver 900 may further include a synthesizer (not shown) for synthesizing the DB-processed M-path signals into N paths, so that the DBF unit performs DBF processing on the synthesized N-channel signals, respectively.
- N is less than M.
- FIG. 10 is an exemplary block diagram showing the structure of a transmitter 1000 according to an embodiment of the present invention.
- the transmitter 1000 includes a DBF unit 1001, an ABF unit 1002, and a transmitting unit 1003.
- the DBF unit 1001 is configured to perform DBF processing on the signals to be transmitted in accordance with the N paths, where N is a natural number greater than or equal to 2.
- the ABF unit 1002 is configured to perform ABF processing on the DBF-processed signal, where M is a natural number greater than or equal to 2.
- Transmitting unit 1003 is configured to transmit the ABF-processed signal via a plurality of antenna elements.
- the transmitter 1000 adopts a combination of ABF and DBF, so that better performance can be obtained, and cost can be reduced, thereby improving cost performance.
- the transmitter 1000 may further include a splitter, configured to divide the N-channel signal processed by the DBF into an M-path, so that the ABF unit 1002 performs ABF processing on the split M-channel signals, where N is less than M.
- a splitter configured to divide the N-channel signal processed by the DBF into an M-path, so that the ABF unit 1002 performs ABF processing on the split M-channel signals, where N is less than M.
- an embodiment of the present invention further provides an antenna system, which may include the receiver and/or the transmitter provided by the foregoing embodiments. Embodiments of the present invention can be applied to an antenna system such as an active antenna system.
- Embodiments of the present invention also provide a communication system including the above antenna system.
- FIGS. 3 to 10 Although, for clarity and conciseness, only the present invention is shown in FIGS. 3 to 10. Embodiments related to the embodiments, but those skilled in the art will appreciate that the apparatus or device illustrated in Figures 3 through 10 may include other necessary units.
- the disclosed systems, devices, and methods may be implemented in other manners.
- the device embodiments described above are merely illustrative.
- the division of the unit is only a logical function division.
- there may be another division manner for example, multiple units or components may be combined or Can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not executed.
- the coupling or direct coupling or communication connection between the various components shown or discussed may be indirect coupling or communication connection through some interfaces, devices or units, and may be electrical, mechanical or otherwise.
- the components displayed for the unit may or may not be physical units, and may be located in one place or distributed to multiple network units. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the objectives of the solution of the embodiment.
- each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing unit, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one unit.
- the above integrated unit can be implemented in the form of hardware or in the form of a software function unit.
- a storage medium includes instructions for causing a computer device (which may be a personal computer, server, or network device, etc.) to perform all or part of the steps of the methods described in various embodiments of the present invention.
- the foregoing storage medium includes: a USB flash drive, a removable hard disk, a Read-Only Memory (ROM), a random access memory (AM), a magnetic disk or an optical disk, and the like, which can store program codes. medium.
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
接收和发送信号的方法、 发射机、 接收机及其*** 技术领域
本发明实施例涉及通信领域,并且更具体地,涉及一种接收信号的方法、 发送信号的方法、 发射机、 接收机及其***。 背景技术
有源天线***是一种重要基站***,其能够有效减小天线和射频( Radio Frequency, RF )模块之间的损耗, 提升射频信号的辐射效率, 安装简单, 并且能够通过数字域来改变天线的波束形状从而改善***的覆盖和容量, 因 而越来越受到运营商和电信设备供应商的重视。
波束赋形 (Beamforming )是一种先进的多天线技术, 其通过多个天线 阵元 (antenna element )组成天线阵列, 多个天线阵元之间通过对发射或接 收的信号赋予一定特征的权重而将多个阵元上的信号产生波束赋形,从而使 发射具有明显的方向特性或使得接收具有特定方向性的信号, 能有效地加强 有用信号并抑制干扰, 进而提高信号的信干噪比 ( Signal-Interference-Noise Rate, SINR )。
当前, 通常釆用模拟波束赋形 (Analog Beamforming, ABF ) 或数字波 束赋形 (Digital Beamforming, DBF ) 来调整发射信号或接收信号的幅度和 / 或相位。 但是, ABF虽然成本较低但不能获得很好的性能, 而 DBF虽然能 够获得良好的性能但成本较高。 发明内容
本发明提供一种接收信号的方法、 发送信号的方法、 发射机、 接收机及 其***,使得能够在获得较好的性能的同时,还能够降低成本,提升性价比。
根据本发明实施例的一个方面, 提供一种用于接收信号的方法, 该方法 包括: 对经由多个天线阵元接收的信号按照 M 路分别执行模拟波束赋形 ( ABF )处理, 其中 M为大于等于 2的自然数; 对经 ABF处理后的 M路信 号按照 N路分别执行数字波束赋形 ( DBF ) 处理, 其中 N为大于等于 2的 自然数; 以及对经 DBF处理后的信号执行解码处理。
根据本发明实施例的另一个方面, 提供一种用于发射信号的方法, 该方
法包括: 对要发送的信号按照 N路分别执行数字波束赋形(DBF )处理, 其 中 N为大于等于 2的自然数;对经 DBF处理后的 N路信号按照 M路分别执 行模拟波束赋形 (ABF ) 处理, 其中 M为大于等于 2的自然数; 以及经由 多个天线阵元发射经 ABF处理后的信号。
根据本发明实施例的另一个方面, 提供一种接收机, 该接收机包括: 模 拟波束赋形 (ABF )单元, 用于对经由多个天线接收的信号按照 M路分别 执行 ABF处理, 其中 M为大于等于 2的自然数; 数字波束赋形 ( DBF )单 元, 用于对经 ABF处理后的 M路信号按照 N路分别执行 DBF处理, 其中 N为大于等于 2的自然数; 以及解码器, 用于对经 DBF处理后的信号执行 解码处理。
根据本发明实施例的另一个方面, 提供一种发射机, 该发射机包括: 数 字波束赋形 ( DBF )单元, 用于对要发送的信号按照 N路分别执行 DBF处 理, 其中 N为大于等于 2的自然数; 模拟波束赋形 ( ABF )单元, 用于对经 DBF处理后的 N路信号按照 M路分别执行 ABF处理, 其中 M为大于等于 2的自然数; 以及发射单元, 用于经由多个天线发射经 ABF处理后的信号。
根据本发明实施例的另一个方面, 提供一种天线***, 包括所述的接收 机和 /或所述的发射机。
本发明技术方案通过釆用 ABF和 DBF相结合的方式, 使得能够在获得 较好的性能的同时, 还能够降低成本, 提升性价比。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作筒单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前 提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。 通篇中, 相同或类似的附图标 记指代相同或类似的元素。
图 1是示出根据本发明实施例的用于接收信号的方法的示范性流程图。 图 2是示出根据本发明实施例的用于发送信号的方法的示范性流程图。 图 3示出根据本发明实施例的接收机的第一具体实现方式的示意图。 图 4示出根据本发明实施例的接收机的第二具体实现方式的示意图。 图 5示出根据本发明实施例的发射机的第一具体实现方式的示意图。
图 6示出根据本发明实施例的发射机的第二具体实现方式的示意图。 图 Ί示出根据本发明实施例的釆用 APD来执行线性化的另一发射机的 示意图。
图 8示出根据本发明实施例的、其中基于多个合路路径中的每一个来执 行线性化的示意图。
图 9是示出根据本发明实施例的接收机的结构的示范性框图。
图 10是示出根据本发明实施例的发射机的结构的示范性框图。 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例是本发明一部分实施例, 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案, 可以应用于各种通信***, 例如: 全球移动通信系 统 (Global System of Mobile communication, GSM ), 码分多址(CDMA, Code Division Multiple Access ) ***、 宽带码分多址( WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access Wireless ),通用分组无线业务 ( GPRS , General Packet Radio Service ) 、 通用 移 动通信 系 统 (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS) ¾ 长期演进 ( LTE, Long Term Evolution ) 等。
移动终端 ( Mobile Terminal ) , 也可称之为用户设备 ( UE, User Equipment ),移动用户设备等,可以经无线接入网(例如, RAN, Radio Access Network ) 与一个或多个核心网进行通信, 移动终端可以是移动终端, 如移 动电话(或称为 "蜂窝" 电话)或具有移动终端的计算机, 例如, 可以是便 携式、 袖珍式、 手持式、 计算机内置的或者车载的移动装置, 它们与无线接 入网交换语言和 /或数据。
基站,可以是 GSM或 CDMA中的基站( BTS, Base Transceiver Station ), 也可以是 WCDMA中的基站(NodeB ),还可以是 LTE中的演进型基站( eNB 或 e-NodeB, evolutional Node B ), 本发明并不限定。
此后,为了便于描述,将在有源天线***( Active Antenna System , AAS ) 的上下文中具体描述本发明实施例, 但是本发明不限于此, 还可以应用于其
他天线***。
图 1是示出根据本发明实施例的用于接收信号的方法 10的示范性流程 图。 可以在接收机中实现该方法 10。
如图 1 中所示, 在方法 10的 101 中, 对经由多个天线阵元接收的信号 按照 M路分别执行模拟波束赋形 (Analog Beamforming, ABF )处理, 其中 M为大于等于 2的自然数。
在 102中,对经 ABF处理后的 M路信号按照 N路分别执行数字波束赋 形 ( Digital Beamforming, DBF )处理, 其中 N为大于等于 2的自然数。 本 发明所有实施例中的 DBF处理既可以在数字中频进行, 也可以在基带进行。 举例而言, 当 DBF处理在数字中频进行时, 经 DBF处理后的信号进行复用 后送入基带单元进行基带处理, 该基带处理包括解调和解码处理; 当 DBF 处理在基带进行时,经 ABF处理后的 M路信号下变频至基带后按照 N路解 调后, 分别执行 DBF处理, 之后, 对经 DBF处理后的信号进行解码处理。 本发明所有实施例中以 DBF处理在数字中频进行为例进行说明, 但并不限 于此, DBF处理在基带进行的方案可以采用现有的方案, 在此不予赘述。
在 103中, 对经 DBF处理后的信号进行解码处理。
根据本发明实施例, 通过采用 ABF和 DBF相结合的方式, 使得能够在 获得较好的性能的同时, 还能够降低成本, 从而提升性价比。
进一步的, 在以上实施例中 N<M。
这样, 通过数字通道的数目 N小于模拟通道的数目 M, 从而可以有效 地降低数字中频的通道资源消耗的同时提升天线***的倾角调整范围的自 由度。
图 2是示出根据本发明实施例的用于发送信号的方法 20的示范性流程 图。 可以在发射机中实现该方法 20。
如图 2中所示, 在方法 20的 201中, 对要发送的信号按照 N路分别执 行数字波束赋形 ( DBF ) 处理, 其中 N为大于等于 2的自然数。
在 202中,对经 DBF处理后的 N路信号按照 M路分别执行模拟波束赋 形 ( ABF )处理, 其中 M为大于等于 2的自然数。
在 203中, 经由多个天线阵元发射经 ABF处理后的信号。
根据本发明实施例, 通过采用 ABF和 DBF相结合的方式, 使得能够在 获得较好的性能的同时, 还能够降低成本, 从而提升性价比。
进一步的, N<M。
这样, 通过数字通道的数目 N小于模拟通道的数目 M, 从而可以有效 地降低数字中频的通道资源消耗的同时提升天线***的倾角调整范围的自 由度。
下面, 将参照附图更详细地解释根据本发明实施例的具体实现方式。 图 3 示出根据本发明实施例的接收机的第一具体实现方式 300 的示意 图。
如图 3中所示, 接收机 310从多个天线阵元接收信号, 在该例子中, 天 线阵元的数目为十个(#1至 #10 ), 但是本发明不限于此, 天线阵元的数目根 据实际需要可以为其他任何合适的数目。 所接收到的信号在多个接收路径 (即模拟通道) 中通过双工器 (DUP ) 进行滤波、 通过低噪声放大器 (Low Noise Amplifier, LNA )进行放大、 然后经下变频器(本振信号为 "LO" ) (如 图 3 ( a ) 中的 所示) 下变频后进行 ABF处理。 其中, 多个接收路径 中所包括的 DUP、 LNA、 下变频器、 ABF 中的一个或多个也可以根据应用 的实际情况进行复用。 在该例子中, 接收路径的数目为 10, 且接收路径与天 线阵元是一一对应的, 即每个接收路径(模拟通道)对应于 1个天线阵元且 天线阵元的数目也为 10。但是, 采用其中每个接收路径对应于 1个天线阵元 的方式 (即, 所谓的一驱一架构) 只是本发明实施例的一个优选实现方式, 且本发明不限于此, 本领域技术人员可以根据设计需求和应用环境等因素采 用其他方式, 例如一驱二架构、 一驱三架构等。 当每个接收路径对应于 1个 天线阵元时, 可以在模拟域保留一驱一架构, 从而获得天线***的倾角调整 范围的最大的自由度。
此后, 对经 ABF处理后的信号执行 DBF处理。 具体而言, 例如可以通 过合成器(如图 3中的中间部分的 "∑" 所示)将经 ABF处理后的信号合成 为多个合成路径, 然后在多个合成路径 (即数字通道)的每一个中执行后续 过程。 这里, 因为后续 DBF处理中的需要, 至少需要 2个数字通道, 因此, 多个合成路径的数目是大于等于 2的自然数。 此外, 这里合成器可以表示是 对来自多个接收路径的信号执行矢量加。
在图 3所示出的例子中, 合成路径的数目为 2, 其中将天线阵元 #1至 #5 合成为与一个数字通道对应(如图 3中的上半部分所示, 此后称为第一数字 通道), 并将天线阵元 #6至 #10合成为与另一个数字通道对应 (如图 3 中的
下半部分所示, 此后称为第二数字通道)。 但是, 本发明实施例不限于此, 合成后的信号可以为更多路, 例如, 合成后的信号可以为 3路、 4路、 等等。
此外, 可以取决于接收(目标)天线方向图、 基于每个天线阵元的参数 (例如主瓣大小、 副瓣大小等)来进行合成。 具体而言, 在合成时, 可以将 几路信号中使得合成后的信号损耗最小且性能最好的几个天线阵元的信号 (或模拟通道的信号)合成为与一个数字通道相对应。 例如, 除了图中所示 的例子之外,可以存在其中来自奇数号天线阵元的信号被合成为与一个数字 通道对应、 而来自偶数号天线阵元的信号被合成为与另一个数字通道对应的 情况。 另外, 每个数字通道所对应的多个天线阵元(或模拟通道) 的数目可 以是不同的, 例如, 在一些情况下, 假设天线阵元的数目为 S, 则可以是将 天线阵元 #1至 #】合成为与第一数字通道对应,将天线阵元 #J+1至# 合成为 与第二数字通道对应, ......, 将天线阵元 #L+1至#?合成为与第 N-1数字通 道对应, 且将天线阵元 #P+1 #S 合成为与第 N 数字通道对应, 其中 1<J<K<L<P<S 且都为自然数。 也就是说, 合成路径 (数字通道) 的数目以 及每个合成路径(数字通道)与哪些天线阵元(或哪个天线阵元)对应可以 取决于天线阵元的参数来决定。
虽然以上在一驱一架构的上下文中进行了说明,但是本领域技术人员可 以明白, 当釆用一驱多架构时, 可以与上述类似地来进行合成。
在经 ABF处理后的信号被合成之后, 对于多个合成路径中的每一路, 可以分为同相( 0。)矢量和正交( 90。) 矢量, 分别按照天线波束倾角的要求 调整幅度和 /或相位, 并经过模数转换器( Analog-Digital Converter, ADC ) 采样并经历诸如速率变换、 滤、波等的数字信号处理 (未示出)。
此外,合成后的 N路信号中的每一路均可以为多载波信号, 并且按照 N 路分别执行 DBF处理可以包括: 对所述 N路信号中的每一路多载波信号按 照无线接入制式或载波频段分为 T路分别执行 DBF处理, 其中 T为大于等 于 1 的自然数。 进一步的, 本发明所有实施例中经 ABF处理的多路信号中 的每一路信号也均可以为多载波信号。
具体而言, 为了进行 DBF处理, 经过数字信号处理后的每一路信号可 以通过滤波器 (如图 3 ( a ) 中的 "Div" 所示, 也可称为混频器) 在数字域 进行分路, 例如按照实际应用要求基于各个无线接入制式 (如 GSM、 LTE 和 WCDMA等) 或者载波频段来进行分路。 这里, 可以利用数字控制振荡
器 (numerical controlled oscillator, NCO ) 来进行选择分路。 图 3中基于工 作制式而将每个数字通道中的信号分为 GSM、 WCDMA和 LTE, 但是本发 明不限于此,还可以对同一制式中的不同载波的信号进行划分,例如将 GSM 信号中处于不同载频的信号进行划分。 因为每个数字通道可以是多载波通 道、 即每个数字通道内的合成后的信号可以是多载波信号, 所以可以按照输 入到该通道内的信号的不同载波的数量及其相应的载频来进行划分, 并且划 分后的信号的数量不限于 3个。
之后, 按照每个载波在数字域中执行 DBF处理, 并送到下一级(未示 出)进行解码, 例如可以分别按照 GSM信号、 WCDMA信号和 LTE信号来 进行解码。 这里, 如图 3中所示, GSM信号、 WCDMA信号和 LTE信号中 的每个可以分别按照同相矢量( I )和正交矢量( Q )进行解码, 其中 , GSM— I 信号、 WCDMA— I信号和 LTE—I信号属于第一数字通道, 且 GSM— Q信号、 WCDMA Q信号和 LTE— Q信号属于第二数字通道。 后续的基带处理可以为 现有的基带处理过程, 与本发明的实质内容关系不大, 在此不再赘述。
在每个数字通道中,还可以包括有限脉冲响应( Finite Impulse Response,
FIR ) 滤波器来分别对按载波进行划分后的信号进行滤波。
FIR滤波器和 NCO的原理和作用在本领域是共知的, 而且与本发明的 实质内容关系不大, 所以为了简便之故在这里省略了对其的详细描述。
此外, 虽然这里为了描述的方便仅示出两路数字通道作为例子, 但是本 领域技术人员可以明白本发明同样适用于多于两路数字通道的情况。
根据本发明实施例, 因为采用了 ABF+DBF的结构, 使得能够在获得较 好的性能的同时, 还能够降低成本, 提升性价比, 并进一步的使得数字通道 的数目可以少于模拟通道的数目, 从而使得在数字域中可以釆用尽量少的数 字通道。 因而, 可以有效地降低数字中频的通道资源消耗, ***功耗和成本, 并可以获得更大的天线***倾角调整范围的自由度。
图 4 示出根据本发明实施例的接收机的第二具体实现方式 400 的示意 图。
除了 ABF单元与下变频器的位置不同之外, 接收机 400与接收机 300 具有基本类似的结构并可以执行基本相同的功能, 因此, 为了简洁之故, 此 后将关注于它们之间的差异来进行描述, 而对类似的结构和功能不再赘述。
在图 3 中, 在对所接收的信号执行 ABF处理之前, 对其执行下变频处
理, 即下变频器位于 ABF单元之前。 但是, 如图 4 中所示, 在接收机 400 中, 各个模拟通道中的 ABF单元位于下变频器 (如图 4 中的 " Θ " 所示) 之前, 即在对经 ABF处理后的信号执行合成之后以及对合成后的信号执行 DBF处理之前, 在多个合成路径中的每一个中分别执行下变频。 因此, 每个 数字通道各自所对应的多个模拟通道可以进一步共用一个下变频器。
因此, 可以筒化电路设计, 同时进一步降低功耗和成本。
图 5 示出根据本发明实施例的发射机的第一具体实现方式 500 的示意 图。
如图 5中所示, 发射机 500包括两个数字通道以及十个天线阵元, 并且 采用一驱一架构, 但是可以理解的是, 本发明不限于此。
与上述接收机的例子类似地, 图 5中示出的发射机 500也包括两个合成 路径, 即第一合成路径(数字通道)(如图 5的上半部分所示), 该第一合成 路径包括同相 (I ) 和正交(Q ) 两路, 和第二合成路径 (数字通道)(如图 5 的下半部分所示), 该第二合成路径也包括同相 (I ) 和正交 (Q ) 两路。 待发射的信号在数字域在这两路数字通道内按照实际应用要求基于各个工 作制式(如 GSM、 LTE或 WCDMA等)或者工作载波在数字域调整幅度和 /或相位、 即经过 DBF处理。 例如, 如图 5中所示, 同相 (I ) 和正交(Q ) 的 GSM信号、 WCDMA信号和 LTE信号被输入到两路数字通道中的每个中, 并按照载波分别经历 DBF处理,其中, GSM1信号、 WCDMA1信号和 LTE1 信号属于第一数字通道(合成路径 ),且 GSM2信号、 WCDMA2信号和 LTE2 信号属于第二数字通道(合成路径)。 这里, 按照工作载波对信号进行分路 可以利用 NCO进行实现。
此外, 本发明所有实施例中每个合成路径中的信号、 即 N路信号中的每 一路均可以为多载波信号,并且对要发送的信号按照 N路分别执行数字波束 赋形( DBF )处理可以包括: 对所述 N路信号中的每一路多载波信号按照无 线接入制式或载波频段分为 T路分别执行 DBF处理, 其中 T为大于等于 1 的自然数。
之后, 经 DBF处理后的信号被分路为多个发射路径 (和接收机的具体 实现方式中的接收路径一样, 也可称为模拟通道)。 与接收机部分类似地, 可以利用例如分路器(如图 5中的中间部分的 "Div" 所示)将经 DBF处理 后的信号分路为多个发射路径, 并进而对应于多个天线阵元。 优选地, 当在
采用一驱一架构的情况下多个发射路径与多个天线阵元——对应时, 可以获 得整个天线***的倾角调整范围的最大的自由度。但是本发明实施例不限于 此, 还可以采取其他一驱多的架构, 也可以提高倾角调整范围的自由度。
具体而言, 例如, 该分路器也可以取决于发射(目标)天线方向图、 基 于每个天线阵元的参数(例如主瓣大小、 副瓣大小等) 来进行分路。
经分路后的多路信号分别通过各自的上变频器(如图 5中左侧的 " ® " 所示)被上变频, 然后分别在各自的模拟通道内经历 ABF处理以调整幅度 和 /或相位。 最后, 经 ABF处理后的多路信号分别经放大器放大并被传送给 对应的天线阵元用于辐射出去。 本发明所有实施例中经 ABF处理的多路信 号中的每一路也均可以为多载波信号。
在图 5中所示的发射机 500中,为了解决因输出功率回退(Output Power Back Off, OPBO ) 导致的输出效率的降低的问题, 可以利用峰值因子降低 ( Crest Factor Reduction, CFR )和线性化技术。 CFR又称消波算法, 其通 过消去信号的波峰来减小多载波输入信号的峰值平均功率比 (Peak to Average Power Ratio, PAPR )。 线性化技术用于扩展功率放大器的线性工作 范围, 可以包括模拟预失真 (Analog Pre-distortion, APD ) 和数字预失真 ( Digital Pre-distortion, DPD ) 等方式。 它们的原理在本领域内是公知的, 因此为了筒洁之故在这里省略了对它们的详细描述。在图 5示出的例子中采 用的是 CFR和 DPD , 但是本发明不限于此, 本领域技术人员可以根据设计 需求和应用环境采用 CFR、 DPD和 APD中的一个或多个。
类似地, 虽然这里为了描述的方便仅示出两路数字通道作为例子, 但是 本领域技术人员可以明白本发明同样适用于多于两路数字通道的情况。
根据本发明实施例, 通过采用 ABF+DBF的结构, 使得能够在获得较好 的性能的同时, 还能够降低成本, 并进一步的使得数字通道的数目可以少于 模拟通道的数目, 从而使得在数字域中可以采用尽量少的数字通道。 因而, 可以有效地降低数字中频的通道资源消耗, ***功耗和成本, 并可以获得更 大的天线***倾角调整范围的自由度。
图 6示出根据本发明实施例的发射机的第二具体实现方式 600。
类似地, 在图 5 中, 在模拟通道中的每个 ABF单元之前都设置有上变 频器(如图 5中左侧的 " ® " 所示), 即在经 DBF处理后的信号被分路为多 个发射路径之后, 在多个发射路径中的每一个中分别执行上变频, 然后再分
别执行 ABF处理。 但是, 如图 6中所示, 在发射机 600中, 上变频器 (如 图 6中左侧的 " ®,, 所示)位于分路器和 ABF单元之前, 即在经 DBF处理 后的信号被分路为多个发射路径之前, 在多个合路路径的每一个中分别执行 上变频, 然后将经上变频后的信号分路为多个发射路径再分别执行 ABF处 理。
这样可以筒化电路设计, 同时进一步降 4氐功耗和成本。
虽然在图 5和图 6中示出采用数字预失真( Digital Pre-Distortion, DPD ) 技术来对要发射的信号执行线性化, 但是也可以采用模拟预失真 (Analog Pre-Distortion, APD )来执行线性化。图 7示出根据本发明实施例的采用 APD 来执行线性化的另一发射机 700。 除了采用 APD之外, 图 7中示出的发射机 700与图 6中示出的发射机 600具有相同的结构。
在采用 APD来执行线性化的情况下, 在多个发射路径的每一个中分别 执行 ABF处理之后, 分别对每个发射路径中的信号执行 APD。 当然, 本发 明不限于此, 还可以采用其他合适的技术来执行线性化。
图 8示出根据本发明实施例的、其中基于多个合路路径中的每一个来执 行线性化的示意图。 虽然在图中将线性化技术示出为 DPD,但是本发明不限 于此, 还可以釆用其他合适的线性化技术, 诸如 APD。
如图 8中所示,与一个合路路经(数字通道)相对应的多个发射路径(模 拟通道)可以共用一个反馈通道, 即采用相同的反馈结果(诸如幅度和 /或相 位)来调整线性化技术的参数。 因为如上所述与同一个数字通道对应的多个 模拟通道的信号在被合成时可以表现较好的性能, 所以相应地, 反馈通道中 在对从多个模拟通道分别耦合出的信号进行合成前也进行 ABF处理, 且各 ABF可以采取与发射通道上的各 ABF分别对应的配置来调整信号的幅度和 / 或相位, 以使得在反馈通道中合成的信号类似地也表现较好的性能, 从而可 以保证送给线性化单元的信号功率是较大的, 进而能够确保执行有效的线性 化。
图 9是示出根据本发明实施例的接收机 900的结构的示范性框图。
如图 9中所示, 接收机 900可以包括 ABF单元 901、 DBF单元 902和 解码器 903。
ABF单元 901用于对经由多个天线阵元接收的信号按照 M路分别执行
ABF处理, 其中 M为大于等于 2的自然数。 DBF单元 902用于对经 ABF
处理后的 M路信号按照 N路分别执行 DBF处理,其中 N为大于等于 2的自 然数。 解码器 903用于对经 DBF处理后的信号进行解码处理。
根据本发明实施例, 接收机 900通过采用 ABF和 DBF相结合的方式, 使得能够在获得较好的性能的同时, 还能够降低成本, 从而提升性价比。
此外, 接收机 900还可以包括合成器(未示出), 用于将经 DBF处理后 的 M路信号合成为 N路,以使得所述 DBF单元对合成后的 N路信号分别执 行 DBF处理, 其中 N小于 M。
图 10是示出根据本发明实施例的发射机 1000的结构的示范性框图。 如图 10中所示, 发射机 1000包括 DBF单元 1001、 ABF单元 1002和 发射单元 1003。
DBF单元 1001用于对要发送的信号按照 N路分别执行 DBF处理, 其 中 N为大于等于 2的自然数。 ABF单元 1002用于对经 DBF处理后的信号 执行 ABF处理, 其中 M为大于等于 2的自然数。 发射单元 1003用于经由 多个天线阵元发射经 ABF处理后的信号。
根据本发明实施例, 发射机 1000通过采用 ABF和 DBF相结合的方式, 使得能够在获得较好的性能的同时, 还能够降低成本, 从而提升性价比。
此外, 发射机 1000还可以包括分路器, 用于将经 DBF处理后的 N路信 号划分为 M路, 以使得所述 ABF单元 1002对分路后的 M路信号分别执行 ABF处理, 其中, N小于 M。
可以理解的是, 以上图 3至图 7所示的接收机或发射机的具体实现方式 仅为举例 , 接收机中除 ABF和 DBF的结合方式之外的模数转换、 下变频、 滤 -波、 IQ 处理等过程都可以为现有技术中的方式, 本领域技术人员可以依 据其所知对这些部分进行变形或增减, 本发明并不限于图中所示意的方式或 结构, 类似的, 发射机中除 ABF和 DBF的结合方式之外的 IQ处理、 数模 转换、 上变频、 滤波等过程都可以为现有技术中的方式, 本领域技术人员可 以依据其所知对这些部分进行变形或增减, 本发明并不限于图中所示意的方 式或结构。 此外, 本发明实施例还提供一种天线***, 可以包括上述实施例 提供的接收机和 /或发射机。本发明实施例可以被应用于诸如有源天线***等 的天线***。
本发明实施例还提供一种通信***, 包括上述天线***。
应当注意的是, 为了清楚和简明, 在图 3至图 10中仅示出了与本发明
实施例相关的部分, 但是本领域技术人员应当明白, 图 3至图 10中所示出 的设备或器件可以包括其他必要的单元。
本领域普通技术人员可以意识到, 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤, 能够以电子硬件、 计算机软件或者二者的结合来实 现, 为了清楚地说明硬件和软件的可互换性, 在上述说明中已经按照功能一 般性地描述了各示例的组成及步骤。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执 行, 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个 特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超 出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到, 为描述的方便和简洁, 上述描 述的***、 装置和单元的具体工作过程, 可以参考前述方法实施例中的对应 过程, 在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实现方式中, 应该理解到, 所揭露的***、 装置 和方法, 可以通过其它的方式实现。 例如, 以上所描述的装置实施例仅仅是 示意性的, 例如, 所述单元的划分, 仅仅为一种逻辑功能划分, 实际实现时 可以有另外的划分方式, 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一 个***, 或一些特征可以忽略, 或不执行。 另一点, 所显示或讨论的相互之 间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口, 装置或单元的间接耦 合或通信连接, 可以是电性, 机械或其它的形式。 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元, 既可以位于一个地方, 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外, 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元 中, 也可以是各个单元单独物理存在, 也可以两个或两个以上单元集成在一 个单元中。 上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现, 也可以采用软件功 能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销 售或使用时, 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解, 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方 案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来, 该计算机软件产品存储在
一个存储介质中, 包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算 机, 服务器, 或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部 分步骤。 而前述的存储介质包括: U盘、 移动硬盘、 只读存储器 (ROM, Read-Only Memory )、 随机存耳又存储器 ( AM, Random Access Memory )、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
还需要指出的是, 在本发明的装置和方法中, 显然, 各部件或各步骤是 可以分解和 /或重新组合的。 这些分解和 /或重新组合应视为本发明的等效方 案。 并且, 执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序 执行, 但是并不需要一定按照时间顺序执行。 某些步骤可以并行或彼此独立 地执行。
以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限 于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内, 可轻易 想到变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此, 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims
1. 一种用于接收信号的方法, 其特征在于, 该方法包括:
对经由多个天线阵元接收的信号按照 M 路分别执行模拟波束赋形 ( ABF )处理, 其中 M为大于等于 2的自然数;
对经 ABF处理后的 M路信号按照 N路分别执行数字波束赋形 ( DBF ) 处理, 其中 N为大于等于 2的自然数; 以及
对经 DBF处理后的信号执行解码处理。
2. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述对经 ABF处理后的 信号执行 DBF处理包括:
将经 ABF处理后的 M路信号合成为 N路信号; 以及
对合成后的 N路信号分别执行 DBF处理, 其中, N小于 M。
3. 根据权利要求 1或 2所述的方法, 其特征在于, 所述合成后的 N路 信号中的每一路均为多载波信号,
所述按照 N路分别执行 DBF处理, 包括:
对所述 N路信号中的每一路多载波信号按照无线接入制式或载波频段 分为 T路分别执行 DBF处理, 其中 T为大于等于 1的自然数。
4. 根据权利要求 1至 3 中任意一项所述的方法, 其特征在于: 所述多 个天线阵元的数目等于^1, 每一个天线阵元与 M路信号中的每一路对应。
5. 根据权利要求 1至 4中任意一项所述的方法, 其特征在于, 该方法 进一步包括:
在对 M路信号执行 ABF处理之前,分别对该 M路信号中的每一路执行 下变频。
6. 根据权利要求 2至 4中任意一项所述的方法, 其特征在于, 该方法 进一步包括:
在将经 ABF处理后的 M路信号合成为 N路信号之后以及对合成后的 N 路信号分别执行 DBF处理之前,分别对该 N路信号中的每一路执行下变频。
7. 一种用于发射信号的方法, 其特征在于, 该方法包括:
对要发送的信号按照 N路分别执行数字波束赋形(DBF )处理, 其中 N 为大于等于 2的自然数;
对经 DBF处理后的 N路信号按照 M路分别执行模拟波束赋形 ( ABF ) 处理, 其中 M为大于等于 2的自然数; 以及 经由多个天线阵元发射经 ABF处理后的信号。
8. 根据权利要求 7所述的方法, 其特征在于, 所述对经 DBF处理后的 N路信号按照 M路执行 ABF处理包括:
将经 DBF处理后的 N路信号划分为 M路, 并
对分路后的 M路信号分别执行 ABF处理, 其中, N小于 M。
9. 根据权利要求 7或 8所述的方法, 其特征在于, 所述 M路信号中的 每一路均为多载波信号。
10. 根据权利要求 7至 9中任意一项所述的方法, 其特征在于, 所述 N 路信号中的每一路均为多载波信号,
所述对要发送的信号按照 N路分别执行数字波束赋形( DBF )处理, 包 括:
对所述 N路信号中的每一路多载波信号按照无线接入制式或载波频段 分为 T路分别执行 DBF处理, 其中 T为大于等于 1的自然数。
11. 根据权利要求 7至 10中任意一项所述的方法, 其特征在于: 所述 多个天线阵元的数目等于 M,每一个天线阵元与 M路信号中的每一路对应。
12. 根据权利要求 8至 11 中任意一项所述的方法, 其特征在于, 所述 方法进一步包括:
在将经 DBF处理后的 N路信号划分为 M路之后, 分别对该 M路信号 中的每一路执行上变频。
13. 根据权利要求 8至 11 中任意一项所述的方法, 其特征在于, 所述 方法进一步包括:
在将 N路信号划分为 M路之前, 对 N路信号中的每一路分别执行上变 频。
14. 根据权利要求 7至 13 中的任意一项所述的方法, 其特征在于, 所 述方法进一步包括:
基于 N路信号中的每一路来执行线性化。
15. 一种接收机, 其特征在于, 该接收机包括:
模拟波束赋形( ABF )单元, 用于对经由多个天线接收的信号按照 M路 分别执行 ABF处理, 其中 M为大于等于 2的自然数;
数字波束赋形 ( DBF )单元, 用于对经 ABF处理后的 M路信号按照 N 路分别执行 DBF处理, 其中 N为大于等于 2的自然数; 以及 解码器, 用于对经 DBF处理后的信号执行解码处理。
16. 根据权利要求 15所述的接收机, 其特征在于, 该接收机进一步包 括:
合成器, 用于将经 ABF处理后的 M路信号合成为 N路信号, 以使得所 述 DBF单元对合成后的 N路信号分别执行 DBF处理, 所述 N小于 M。
17. 根据权利要求 15或 16所述的接收机, 其特征在于: 所述多个天线 阵元的数目等于 M, 每一个天线阵元与 M路信号中的每一路对应。
18. 根据权利要求 15至 17中任意一项所述的接收机, 其特征在于, 该 接收机进一步包括:
下变频器, 位于在所述天线阵元和所述 ABF单元之间, 用于在对 M路 信号执行 ABF处理之前, 分别对该 M路信号中的每一路执行下变频。
19. 根据权利要求 16或引用权利要求 16的权利要求 17所述的接收机, 其特征在于, 该接收机进一步包括:
下变频器, 位于所述合成器与所述 DBF单元之间, 用于在将经 ABF处 理后的 M路信号合成为 N路信号之后以及对合成后的 N路信号分别执行 DBF处理之前, 分别对该 N路信号中的每一路执行下变频。
20. 一种发射机, 其特征在于, 该发射机包括:
数字波束赋形 (DBF ) 单元, 用于对要发送的信号按照 N 路分别执行 DBF处理, 其中 N为大于等于 2的自然数;
模拟波束赋形 ( ABF )单元, 用于对经 DBF处理后的 N路信号按照 M 路分别执行 ABF处理, 其中 M为大于等于 2的自然数; 以及
发射单元, 用于经由多个天线发射经 ABF处理后的信号。
21. 根据权利要求 20所述的发射机, 其特征在于, 该发射机进一步包 括:
分路器, 用于将经 DBF处理后的 N路信号划分为 M路, 以使得所述
ABF单元对分路后的 M路信号分别执行 ABF处理, 且 N小于 M。
22. 根据权利要求 20或 21所述的发射机, 其特征在于: 所述多个天线 阵元的数目等于 M, 每一个天线阵元与 M路信号中的每一路对应。
23. 根据权利要求 21或引用权利要求 21的权利要求 22所述的发射机, 其特征在于, 所述发射机进一步包括:
上变频器, 位于所述分路器与 ABF单元之间, 用于在将经 DBF处理后 的 N路信号划分为 M路之后以及对分路后的 M路信号分别执行 ABF处理 之前, 分别对该 M路信号中的每一路执行上变频。
24. 根据权利要求 21或引用权利要求 21的权利要求 22所述的发射机, 其特征在于, 所述发射机进一步包括:
上变频器, 位于所述 DBF单元与分路器之间, 用于在对 N路信号分别 执行 DBF之后以及将 N路信号划分为 M路之前,对 N路信号中的每一路分 别执行上变频。
25. 根据权利要求 20至 24中的任一项所述的发射机, 其特征在于, 所 述发射机进一步包括:
线性化单元, 用于基于 N路信号中的每一路来执行线性化。
26. 一种天线***, 包括根据权利要求 15至 19中的任一项所述的接收 机和 /或根据权利要求 20至 25中的任一项所述的发射机。
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