CN101924584A - 一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，包括射频本振、功率放大器、基带电路、波形生成电路、数字/模拟转换控制电路、以及一个以上的高速矢量调制器和天线。射频本振提供的载波振荡信号经功率放大器放大后传输到高速矢量调制器。数字/模拟转换控制电路同时接收基带电路产生的高速通信数字基带信号和波形生成电路产生的智能天线空间波束形成数据，并对数字基带信号进行调制和将波束形成数据转换为控制高速矢量调制器的模拟控制信号。每个高速矢量调制器根据收到的控制信号对载波振荡信号进行幅度和相位的调制，由各自的天线发送，从而在空间形成不同的天线波束。本发明避免了现有系统的链路冗长和系统复杂等问题。

Description

一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端

技术领域

本发明涉及智能天线波束成形技术领域，特别是涉及一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端。

背景技术

智能天线是一种充分利用空间资源进行信号品质提升、干扰抑制(或消除)及适应性波速调整的机制。其最初的运用模式是利用天线阵列提供的天线增益用以提升信噪比；对抗无线通道的多径衰落现象，也可利用天线阵列进行空间分集，以获得分集增益；另一种运用方式是利用信号方向性的波束成形技术，能够运用具有自我适应、调整功能的算法驱动阵列天线，使其产生特定的波束形状，将主要波束对准目标信号，用以强化接收品质，同时调整零陷点，使其对准干扰信号，用以抑制(或消除)干扰，从而达到增加系统容量、扩大涵盖面积和提高传输速率等多重目的。

目前高速通信体制中，如图1所示，智能天线波束成形的方式是将信号通过数字基带调制至模拟中频、再由中频上变频至射频载波信号。但是，采用这种波束成形的方式会带来链路冗长，系统复杂等诸多问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，能够基于同一调制电路实现信号调制与智能天线空间波束成形的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，包括射频本振、功率放大器、基带电路、波形生成电路、数字/模拟转换控制电路、以及一个以上的高速矢量调制器和天线，所述的射频本振用于提供载波振荡信号；所述的功率放大器用于放大所述的载波振荡信号，并将放大后的载波振荡信号传输到所述的高速矢量调制器；所述的基带电路用于产生高速通信数字基带信号；所述的波形生成电路用于产生智能天线空间波束形成数据；所述的数字/模拟转换控制电路用于将接收到的数字基带信号进行调制，和将接收到的波束形成数据转换为控制所述的高速矢量调制器的模拟控制信号；所述的每个高速矢量调制器根据收到的模拟控制信号对所述的载波振荡信号进行幅度和相位的调制；所述的每根天线用于发送与其相对应的高速矢量调制器产生的信号。

所述的数字/模拟转换控制电路采用四相相移键控(简称“QPSK”)调制方式或正交振幅(简称“QAM”)调制方式对所述的数字基带信号进行调制。

所述的放大后的载波振荡信号通过功率分配网络进入所述的高速矢量调制器。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明的数字/模拟转换控制电路同时接收基带电路产生的高速通信数字基带信号和波形生成电路产生的智能天线空间波束形成数据，并对数字基带信号进行调制和将波束形成数据转换为控制高速矢量调制器的模拟控制信号。在对数字基带信号进行高速调制的同时，对载波的相位、幅度也进行调制，从而实现智能天线的空间波束形成。采用矢量调制方法同时实现信号调制与载波调制，达到基于同一调制电路实现信号调制与智能天线空间波束成形的目的，避免了现有技术带来的链路冗长和系统复杂等诸多问题。

附图说明

图1是现有技术中高速通信变频调制体制原理图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是+30°天线波束形成实例说明图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，包括射频本振、功率放大器、基带电路、波形生成电路、数字/模拟转换控制电路、以及一个以上的高速矢量调制器和天线。其中，射频本振提供载波振荡信号；功率放大器将载波振荡信号放大至必要的功率电平；基带电路产生高速通信数字基带信号；波形生成电路产生智能天线空间波束形成数据；数字/模拟转换控制电路产生高速矢量调制器控制信号；高速矢量调制器控制载波振荡信号的幅度和相位；天线发射与其对应的高速矢量调制器产生的信号，形成辐射阵列。

由射频本振提供载波振荡信号，经过功率放大器放大后，通过功率分配网络进入高速矢量调制器。基带电路产生高速通信数字基带信号，波形生成电路产生的智能天线空间波束形成数据(即对各个天线的控制信号)。数字/模拟转换控制电路同时接收数字基带信号和智能天线空间波束形成数据，并对数字基带信号进行调制(采用的调制方式可以是QPSK，也可以是QAM)，和将波束形成数据转换为控制高速矢量调制器的模拟控制信号；每个高速矢量调制器根据收到的模拟控制信号对载波振荡信号进行幅度和相位的调制，从而产生不同的幅度和相位偏移量；每根天线用于发送与其相对应的高速矢量调制器产生的信号，即不同的天线发送具有不同幅度和相位偏移量的载波振荡信号，可在空间形成不同的天线波束。

以1×8天线阵列为例，生成θ＝+30°的波束，如图3。波形生成电路发送θ＝+30°控制字信号至数字/模拟转换控制电路，该数字/模拟转换控制电路根据波束控制算法，给出

n＝1，2，..，7的波束控制相位。同时基带电路也发送QPSK调制信号至数字/模拟转换控制电路，调制信号的相位为

n＝1，2，..，8。则控制电路将两部分相位叠加，得到最终天线单元相位

n＝1，2，..，8。然后数字/模拟转换控制电路将相位

n＝1，2，..，8根据算法转换成对应的模拟控制电压V(n)n＝1，2，..，8分别对8个高速矢量调制器进行调制，最终在天线阵列形成n＝1，2，..，8的相位分布，进而在空间合成θ＝+30°的天线波束。

不难发现，本发明的数字/模拟转换控制电路同时接收基带电路产生的高速通信数字基带信号和波形生成电路产生的智能天线空间波束形成数据，并对数字基带信号进行调制和将波束形成数据转换为控制高速矢量调制器的模拟控制信号。在对数字基带信号进行高速调制的同时，对载波的相位、幅度也进行调制，从而实现智能天线的空间波束形成。采用矢量调制方法同时实现信号调制与载波调制，达到基于同一调制电路实现信号调制与智能天线空间波束成形的目的，避免了现有技术带来的链路冗长和系统复杂等诸多问题。

Claims (3)

1.一种基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，包括射频本振、功率放大器、基带电路、波形生成电路、数字/模拟转换控制电路、以及一个以上的高速矢量调制器和天线，其特征在于，所述的射频本振用于提供载波振荡信号；所述的功率放大器用于放大所述的载波振荡信号，并将放大后的载波振荡信号传输到所述的高速矢量调制器；所述的基带电路用于产生高速通信数字基带信号；所述的波形生成电路用于产生智能天线空间波束形成数据；所述的数字/模拟转换控制电路用于将接收到的数字基带信号进行调制，和将接收到的波束形成数据转换为控制所述的高速矢量调制器的模拟控制信号；所述的每个高速矢量调制器根据收到的模拟控制信号对所述的载波振荡信号进行幅度和相位的调制；所述的每根天线用于发送与其相对应的高速矢量调制器产生的信号。

2.根据权利要求1所述的基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，其特征在于，所述的数字/模拟转换控制电路采用四相相移键控调制方式或正交振幅调制方式对所述的数字基带信号进行调制。

3.根据权利要求1所述的基于高速通信调制器复用的智能天线波束成形前端，其特征在于，所述的放大后的载波振荡信号通过功率分配网络进入所述的高速矢量调制器。

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