CN107017925B - 一种有源阵列天线的信号处理方法和装置 - Google Patents
一种有源阵列天线的信号处理方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种有源阵列天线的信号处理方法和装置，用以降低有源阵列天线的体积以及结构复杂度。本发明实施例中，阵列控制模块确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；阵列控制模块从第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；阵列控制模块将待合并的第一基带数据进行合并；阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使T/R模块将合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种有源阵列天线的信号处理方法和装置。
背景技术
从20世纪80年代起，天线理论和技术发生了巨大的变化，其中一个重要的部分就是有源天线，特别是有源阵列天线的深入研究和广泛使用。
由有源电路与天线阵列中的每一个辐射单元或子阵通道直接连接而组成的接收或发射电磁波的系统即为有源阵列天线，每个有源单元除了作为辐射/接收单元，辐射/接收电磁信号之外，还作为电路的一部分，具有谐振、滤波、功率放大等作用。有源阵列天线是今后天线阵列设计发展的一个重要趋势，是后续天线系统小型化，智能覆盖，绿色基站的重要发展方向。
有源阵列天线具有较为优异的性能。如很容易对信号进行处理从而进行各种波束赋形，并可以实时调整，具有快速识别覆盖目标和自适应抗干扰的能力。有源阵列消除了馈线系统的损耗，大大提高了发射机功率的有效性。在有源单元出现故障后，具备自适应调整的能力，仍然保持良好覆盖；并且通过节能降低了有源器件的温度，提高了有源器件的可靠性。因此，有源阵列天线在雷达、通信、电子对抗系统中有着广泛的应用前景。
目前有源阵列天线设备收发通道通常采取的实现形式中，一个天线振子对应一个T/R(Transmit/Receive，发送与接受)模块，当构成有源阵列天线的天线阵列数量越来越多时，T/R模块的数量也会很多，这样就需要在有源阵列天线中设置较多的传输链路，则有源阵列天线的结构比较复杂，且天线装置的体积也会相应较大。
发明内容
本申请提供一种有源阵列天线的信号处理方法和装置，用以降低有源阵列天线的体积，降低有源阵列天线的结构复杂度。
本发明实施例提供一种有源阵列天线的信号处理方法，包括以下步骤：
阵列控制模块确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及所述第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；
所述阵列控制模块从所述第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并；
所述阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射。
可选的，还包括：
所述阵列控制模块接收T/R模块发送的第二基带数据，所述第二基带数据为所述T/R模块将从多个天线振子接收到的第二射频信号处理后得到的；
所述阵列控制模块将待合并的第二基带数据进行合并，并将合并后的第二基带数据发送给所述核心网方向；所述待合并的第二基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第二基带数据。
可选的，所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并，包括：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则所述阵列控制模块从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
可选的，所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并之后，所述阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块之前，还包括：
所述阵列控制模块对所述合并后的第一基带数据进行压缩；
所述阵列控制模块接收T/R模块发送的第二基带数据之后，所述阵列控制模块将待合并的第二基带数据进行合并之前，还包括：
所述阵列控制模块对接收到的第二基带数据解压缩。
可选的，还包括：
所述阵列控制模块接收本振信号分发器发送的第一本振信号，所述第一本振信号与所述本振信号分发器发送给T/R模块的第二本振信号相同；
所述阵列控制模块接收工作时钟分发器发送的第一时钟信号，所述第一时钟信号与所述工作时钟分发器发送给T/R模块的第二时钟信号相同。
一种有源阵列天线的信号处理方法，包括：
T/R模块接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据，所述T/R模块包括多个天线振子；所述合并后的第一基带数据为所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并后得到的，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据，并对每个天线振子的第一基带数据波束赋形；
所述T/R模块将每个天线振子的第一基带数据处理为第一射频信号，并将第一射频信号通过对应的天线振子向外发射。
可选的，还包括：
所述T/R模块通过多个天线振子接收多个第二射频信号，并将每个第二射频信号处理为第二基带数据；
所述T/R模块将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，并将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块。
可选的，所述T/R模块将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，包括：
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据相同，则所述T/R模块从所述多个第二基带数据中任选一个第二基带数据作为合并后的第二基带数据；
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据不同，则所述T/R模块将所述多个第二基带数据相加得到合并后的第二基带数据。
可选的，所述T/R模块接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据之后，所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据之前，还包括：
所述T/R模块对合并后的第一基带数据解压缩；
所述T/R模块将同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据进行合并之后，所述将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块之前，还包括：
所述T/R模块对合并后的第二基带数据进行压缩。
可选的，还包括：
所述T/R模块接收本振信号分发器发送的第二本振信号，所述第二本振信号与所述本振信号分发器发送给所述阵列控制模块的第一本振信号相同；
所述T/R模块接收工作时钟分发器发送的第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述工作时钟分发器发送给所述阵列控制模块的第一时钟信号相同。
一种有源阵列天线的信号处理装置，包括：
第一收发单元，用于确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及所述第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；
第一处理单元，用于从所述第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
第一合并单元，用于将所述待合并的第一基带数据进行合并；
所述第一收发单元，还用于将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射。
一种有源阵列天线的信号处理装置，包括：
第二收发单元，用于接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据，所述T/R模块包括多个天线振子；所述合并后的第一基带数据为所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并后得到的，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
第二处理单元，用于将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据，并对每个天线振子的第一基带数据波束赋形；
第二发射单元，用于将每个天线振子的第一基带数据处理为第一射频信号，并将第一射频信号通过对应的天线振子向外发射。
本发明实施例中，有源阵列天线中包括阵列控制模块和T/R(Transmitter andReceiver，发送/接收)模块，其中，一个T/R模块包括多个天线振子。阵列控制模块接收核心网方向发送的第一基带数据后，确定第一基带数据所属的波束以及第一基带数据对应的T/R模块，然后，将属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据作为待合并的第一基带数据。阵列控制模块将待合并的第一基带数据进行合并，并将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，这样可以有效降低第一基带数据传输时占用的传输资源。T/R模块接收到合并后的第一基带数据后，将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号并通过多个天线振子向外发射。现有技术中，阵列控制模块需根据天线振子的数量设置连接线路，即一个天线振子对应一条线路，由于天线振子的数量越来越多，则对应的链路也越来越多，故有源阵列天线中的线路连接较为复杂。本发明实施例中，阵列控制模块连接多个T/R模块，且一个T/R模块中包括多个天线振子，这样，阵列控制模块只需针对一个T/R模块设置一条链路，即可发送针对多个天线振子的数据，因此，减少了链路的数量，降低了有源阵列天线的结构复杂度，减小了天线装置的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例适用的一种有源阵列天线的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种T/R模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种有源阵列天线的信号处理方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种本振信号分发器和工作时钟分发器的结构示意图；
图5为本发明实施例一中天线阵列对应的载波示意图；
图6为本发明实施例二中天线阵列对应的载波示意图；
图7为本发明实施例三中天线阵列对应的载波示意图；
图8为本发明实施例四中天线阵列对应的载波示意图；
图9为本发明实施例提供的一种有源阵列天线的信号处理装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种有源阵列天线的信号处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例所适用的一种有源阵列天线，包括阵列控制模块和T/R模块。较佳地，本发明实施例中包括一个阵列控制模块，多个T/R模块，其中，阵列控制模块与多个T/R模块相连，阵列控制模块与每个T/R模块之间分别建立一条链路传输数据。每个T/R模块中包括多个天线振子，下行传输中，阵列控制模块将信号发送给相应的T/R模块，由T/R模块通过天线振子将信号发射出去；与之相反的，上行传输中，T/R模块通过天线振子接收到外部发来的信号，再将该信号发送给阵列控制模块。
T/R模块中的结构如图2所示，包括数字处理单元、中/射频单元和天线振子，其中较佳地，每个T/R模块包括一个数字处理单元，多个天线振子，以及与天线振子对应的中/射频单元。每个中/射频单元与数字处理单元相连，每个中/射频单元与对应的天线振子通过相应的通道相连。下行过程中的基带数据在数字处理单元处理过后，传送给相应的中/射频单元，中/射频单元将基带数据转换为射频信号，然后发送给对应的天线振子，由天线振子将射频信号辐射到空中形成波束向外部发射。
本发明实施例提供的信号处理方法适用于任意通信系统，如全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，简称GSM)、长期演进(Long TermEvolution，简称LTE)系统等移动通信系统。
图3示例性示出了本发明实施例提供的一种有源阵列天线的信号处理方法的流程示意图，如图3所示，从阵列控制模块侧来说，本发明实施例提供的信号处理方法，包括以下步骤：
步骤301、阵列控制模块确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及所述第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；
步骤302、所述阵列控制模块从所述第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
步骤303、所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并；
步骤304、所述阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射。
本发明实施例中，有源阵列天线中包括阵列控制模块和T/R模块，其中，一个T/R模块包括多个天线振子。阵列控制模块接收核心网方向发送的第一基带数据后，确定第一基带数据所属的波束以及第一基带数据对应的T/R模块，然后，将属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据作为待合并的第一基带数据。阵列控制模块将待合并的第一基带数据进行合并，并将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，这样可以有效降低第一基带数据传输时占用的传输资源。T/R模块接收到合并后的第一基带数据后，将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号并通过多个天线振子向外发射。现有技术中，阵列控制模块需根据天线振子的数量设置连接线路，即一个天线振子对应一条线路，由于天线振子的数量越来越多，则对应的链路也越来越多，故有源阵列天线中的线路连接较为复杂。本发明实施例中，阵列控制模块连接多个T/R模块，且一个T/R模块中包括多个天线振子，这样，阵列控制模块只需针对一个T/R模块设置一条链路，即可发送针对多个天线振子的数据，因此，减少了链路的数量，降低了有源阵列天线的结构复杂度，减小了天线装置的体积。
阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块之后，T/R模块将接收到的第一基带数据处理后通过天线振子向外发射，包括：
T/R模块接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据，所述T/R模块包括多个天线振子；所述合并后的第一基带数据为所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并后得到的，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据，并对每个天线振子的第一基带数据波束赋形；
所述T/R模块将每个天线振子的第一基带数据处理为第一射频信号，并将第一射频信号通过对应的天线振子向外发射。
T/R模块接收到合并后的第一基带数据后，首先将合并后的第一基带数据分开，分成对应于每个天线振子的第一基带数据，然后对每个第一基带数据波束赋形。波束赋形是应用传感器阵列实现定向信号发送或接收的信号处理技术。波束赋形技术能够在某个特定角度(目标用户)增强信号，在另一个特定角度(非目标用户，或者障碍物)减弱信号。波束赋形能够同时在发送端和接收端实现空间的选择性。相比具有全向接收/发送天线的改善被称为接收/发射增益(或损失)。
T/R模块将波束赋形后的基带信号转换成中频信号，然后再转换为射频信号发射出去。中频，顾名思义，是指一种中间频率的信号形式。中频信号是相对于基带信号和射频信号来讲的，中频可以有一级或多级，它是基带和射频之间过渡的桥梁。射频信号就是高频信号，就是我们所说的电磁波，可以向空间辐射。因为有些信号本身可能不太适合直接发射出去(频率非法，或信号本身条件不允许)。所以要将信号调制，调制器本身需要一个适合的震荡信号，将原信号加在上面，这个震荡信号叫载波，调制后的载波就包含了原信号的信息，发射出去就叫电波。所以，射频信号就是经过调制的，拥有一定发射频率的电波。
本发明实施例中，阵列控制模块发送到T/R模块的基带数据包括数据信号和控制信号，若某一时刻，阵列控制模块向N个T/R模块发送A1个基带数据，其中，第i个T/R模块接收Mi路数据，每路数据包含Pij个载波(1≤i≤N，1≤j≤Mi)，其中一路数据与一个天线振子对应，也就是说该第i个T/R模块向第j个天线振子发送Pij个数据，若阵列控制模块未将数据进行合并，则阵列控制模块在该时刻总共发送的数据个数A1满足下列公式：
本发明实施例中，阵列控制模块将要发送给T/R模块的数据根据不同的T/R模块进行分组，并将同一时刻属于同一波束的数据合并，合并后传输到对应的T/R模块，若每个T/R模块接收Xi路数据，每路数据包含Yij个载波，则合并后阵列控制模块总共发送的数据个数A2满足下列公式：
合并后，阵列控制模块发送给T/R模块的数据的数量小于或等于未合并时阵列控制模块发送给T/R模块的数据的数量，即A1≥A2。当A2个数据到达各个T/R模块后被分开后实施波束赋形，则恢复成A1个数据。最后，这些数据变为射频后辐射到空中形成各个波束。
特殊地，当阵列控制模块发送给T/R模块的所有数据均属于不同波束，即阵列控制模块不能将数据进行合并，则此时A1＝A2。
上述步骤303中，阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并，包括：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则所述阵列控制模块从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
具体来说，本发明实施例中，将同一时刻属于同一波束的基带数据进行合并后内部传输，该合并并非是并行转换成串行，而是若待合并的数据不同，则将数据相加成一路基带数据，或者若待合并的数据均相同，则只保留一路数据，这样可以降低阵列控制模块与T/R模块之间的传输带宽。需要说明的是，上述基带数据合并的方式仅为举例，不做限制，其它可适用于将基带数据进行合并的方法均在本发明实施例的保护范围之内。
为了进一步降低传输带宽，本发明实施例中，步骤303与步骤304之间，即所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并之后，所述阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块之前，还包括：
所述阵列控制模块对所述合并后的第一基带数据进行压缩。
相应的，所述T/R模块接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据之后，所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据之前，还包括：
所述T/R模块对合并后的第一基带数据解压缩。
本发明实施例中将数据进行压缩和解压缩，以减少数据传输所需占用的资源，例如去除LTE信号的循环前缀。任意能将数据进行压缩的方法均适用于本发明实施例，例如DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)和IDFT(Inverse Discrete FourierTransform，离散傅里叶逆变换)，阵列控制模块利用DFT将第一基带数据压缩后，T/R模块利用IDFT将压缩后的第一基带数据解压缩。本发明实施例中，数据压缩和解压缩的方法包括但不限于上述这一种方法。
上述过程为从阵列控制模块将基带数据发送给T/R模块的下行传输过程，与下行传输过程相反，在上行传输过程中，是T/R模块将通过天线振子接收到的射频信号转换为基带信号后，发送回阵列控制模块。上行过程包括：
所述T/R模块通过多个天线振子接收多个第二射频信号，并将每个第二射频信号处理为第二基带数据；
所述T/R模块将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，并将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块。
所述阵列控制模块接收T/R模块发送的第二基带数据，所述第二基带数据为所述T/R模块将从多个天线振子接收到的第二射频信号处理后得到的；
所述阵列控制模块将待合并的第二基带数据进行合并，并将合并后的第二基带数据发送给所述核心网方向；所述待合并的第二基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第二基带数据。
上行传输与下行传输为相反的处理过程，在此不做赘述。唯一不同的是，在上行传输过程中，每个T/R模块首先将各自模块内部属于同一个波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，每个T/R模块将初次合并后的第二基带数据发送给阵列控制模块后，阵列控制模块再将接收到的各个第二基带数据进行再次合并，将属于同一波束而对应于不同T/R模块的第二基带数据进行合并。
相应于下行传输，在上行传输中，所述T/R模块将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，包括：
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据相同，则所述T/R模块从所述多个第二基带数据中任选一个第二基带数据作为合并后的第二基带数据；
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据不同，则所述T/R模块将所述多个第二基带数据相加得到合并后的第二基带数据。
同样的，数据的传输也经过压缩和解压缩的过程，即所述T/R模块将同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据进行合并之后，所述将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块之前，还包括：
所述T/R模块对合并后的第二基带数据进行压缩。
所述阵列控制模块接收T/R模块发送的第二基带数据之后，所述阵列控制模块将待合并的第二基带数据进行合并之前，还包括：
所述阵列控制模块对接收到的第二基带数据解压缩。
此外，为了进一步提升有源阵列天线的性能，本发明实施例中还包括：
所述阵列控制模块接收本振信号分发器发送的第一本振信号，所述第一本振信号与所述本振信号分发器发送给T/R模块的第二本振信号相同；
所述阵列控制模块接收工作时钟分发器发送的第一时钟信号，所述第一时钟信号与所述工作时钟分发器发送给T/R模块的第二时钟信号相同。
相应的，从T/R模块侧而言，包括：
所述T/R模块接收本振信号分发器发送的第二本振信号，所述第二本振信号与所述本振信号分发器发送给所述阵列控制模块的第一本振信号相同；
所述T/R模块接收工作时钟分发器发送的第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述工作时钟分发器发送给所述阵列控制模块的第一时钟信号相同。
有源阵列天线中进行波束赋形的T/R模块之间的差别，幅度差别与相位差别会影响波束性能。本发明实施例中，如图4所示，本振信号分发器向阵列控制模块以及每个T/R模块发送相同的本振信号，类似的，工作时钟分发器向阵列控制模块以及每个T/R模块发送相同的时钟信号。
具体来说，下行传输过程中，阵列控制模块根据第一本振信号和第一基带数据确定第一校准信号，并向T/R模块发送第一校准信号，以使T/R模块根据所述第一校准信号校准第一射频信号。T/R模块根据接收到的第二本振信号和第一基带数据，确定第一射频信号，再通过天线振子向外发射。同时，T/R模块接收阵列控制模块发送的第一校准信号，并根据第一校准信号校准第一射频信号。在上行传输过程中，T/R模块将通过将多个天线阵子接收到的多个第二射频信号进行耦合，得到第二校准信号，并向阵列控制模块发送第二校准信号，以使阵列控制模块根据第二校准信号校准第二基带数据。同时，T/R模块根据第二本振信号和第二射频信号，确定第二基带数据。
阵列控制模块的校正通道单元的混频电路所需本振信号和T/R模块里面中射频链路的混频电路所需本振信号为相同的本振信号，各个T/R模块之间波束赋形具有相同的本振信号能够降低形成波束赋形时的波束差异，从而提高波束赋形性能。
在此基础上，阵列控制模块的ADC(Analog-to-Digital-Converter)/DAC(Digital-to-Analog-Converter)等电路所需的时钟信号与T/R模块里的ADC/DAC等电路所需的时钟信号，均由同一工作时钟分发器提供，这样能进一步降低阵列控制模块和各个T/R模块之间在形成波束赋形时刻的幅度、相位差异，从而提高整个装置的波束性能。
下面以具体的实施例来说明基带数据合并后，阵列控制模块向T/R模块传输数据的过程。
实施例1
如图5所示，在有源阵列天线装置中实现8×12的天线阵列。实现过程可以为每个T/R模块含有16个天线振子，每个天线振子1个载波，即每个天线振子均为单载波。
不形成波束的情况：每个T/R模块对应16个天线振子，对应16个载波，若每个通道的数据同一时刻都不在同一波束，则阵列控制模块向每个T/R模块发送16个载波独立的数据。
实施例2
如图6所示，为同一时刻形成两个波束的情况。第一个波束涵盖2个T/R模块，这两个T/R模块中每个T/R模块的4个天线振子在第一个波束，由于每天线振子只有1个载波，故第一个波束对应于8个载波；剩下的T/R模块通道在第二个波束。
在下行传输过程中，阵列控制模块将发送给第1个T/R模块的基带数据进行合并，则第1个T/R模块从阵列控制单元接收2个基带数据，第1个T/R模块接收的第1个基带数据在经过进行波束赋形后变成4个载波数据，对应到4个天线阵子；第1个T/R模块接收的第2个基带数据在经过进行波束赋形后变成12个载波数据，对应到12个天线阵子；上行是下行的逆过程。
第2个T/R模块和第1个T/R模块类似。
第3、4、5、6个模块，都只接收1个基带数据，在T/R模块经过进行波束赋形后变成16个载波数据，对应到各自16个天线阵子。
实施例3
如图7所示，每个T/R模块含有16个天线振子，每个天线振子4个载波。
同一时刻有形成两个波束，第一个波束涵盖2个T/R模块。这两个T/R模块中每个T/R模块中的4个天线振子的2个载波在同一波束；剩下的天线振子的载波在第二个波束。
下行传输过程，第1个T/R模块从阵列控制单元接收2个基带数据，第1个T/R模块接收的第1个基带数据(2个载波)在经过进行波束赋形后变成8个载波数据(每个天线振子2个载波)，对应到4个天线阵子；第1个T/R模块接收的第2个基带数据在经过进行波束赋形后变成56个载波数据，其中上面4个天线振子每个天线振子2个载波，下面12个天线振子每个天线振子4个载波。上行是下行的逆过程。
第2个T/R模块和第1个T/R模块类似。
第3、4、5、6个模块，都只接收1个基带数据，(4个载波)在T/R模块经过进行波束赋形后变成64个载波数据，对应到各自16个天线阵子。
实施例4
如图8所示，形成1个波束。每个T/R模块16个天线振子，每个天线振子4个载波数据，同一时刻都在相同一束波束里面，则每个T/R模块和阵列控制模块之间需要传输1个基带数据。下行数据为阵列控制模块将合并后的基带数据传输到T/R模块，T/R模块解压数据后实施波束赋形，再分为64个载波数据到对应的同一时刻属于同一波束的16个天线阵子；上行数据为T/R模块接收同一时刻属于同一波束的16个天线阵子的数据，实施波束赋形功能之后合并进行数据压缩，再传输到阵列控制模块解压，阵列控制模块对所有数据进行合并。
图9示例性示出了本发明实施例提供的一种有源阵列天线的信号处理装置的结构示意图。
如图9所示，本发明实施例提供的一种有源阵列天线的信号处理装置，包括：
第一收发单元901，用于确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及所述第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；
第一处理单元902，用于从所述第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
第一合并单元903，用于将所述待合并的第一基带数据进行合并；
所述第一收发单元901，还用于将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射。
可选的，所述第一收发单元901，还用于接收T/R模块发送的第二基带数据，所述第二基带数据为所述T/R模块将从多个天线振子接收到的第二射频信号处理后得到的；
所述第一合并单元903，还用于将待合并的第二基带数据进行合并；
所述第一收发单元901，还用于将合并后的第二基带数据发送给所述核心网方向；所述待合并的第二基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第二基带数据。
可选的，所述第一合并单元903，具体用于：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
可选的，还包括第一压缩单元904，用于：
对所述合并后的第一基带数据进行压缩；
对接收到的第二基带数据解压缩。
可选的，所述第一收发单元901，还用于：
接收本振信号分发器发送的第一本振信号，所述第一本振信号与所述本振信号分发器发送给T/R模块的第二本振信号相同；
接收工作时钟分发器发送的第一时钟信号，所述第一时钟信号与所述工作时钟分发器发送给T/R模块的第二时钟信号相同。
如图10所示，本发明实施例提供的另一种有源阵列天线的信号处理装置，包括：
第二收发单元1001，用于接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据，所述T/R模块包括多个天线振子；所述合并后的第一基带数据为所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并后得到的，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
第二处理单元1002，用于将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据，并对每个天线振子的第一基带数据波束赋形；
第二发射单元1003，用于将每个天线振子的第一基带数据处理为第一射频信号，并将第一射频信号通过对应的天线振子向外发射。
可选的，所述第二发射单元1003，还用于通过多个天线振子接收多个第二射频信号，并将每个第二射频信号处理为第二基带数据；
还包括第二合并单元1004，用于将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并；
所述第二收发单元1001，用于将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块。
可选的，所述第二合并单元1004，具体用于：
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据相同，则从所述多个第二基带数据中任选一个第二基带数据作为合并后的第二基带数据；
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据不同，则将所述多个第二基带数据相加得到合并后的第二基带数据。
可选的，还包括第二压缩单元1005，用于：
对合并后的第一基带数据解压缩；
对合并后的第二基带数据进行压缩。
可选的，所述第二收发单元1001，还用于：
接收本振信号分发器发送的第二本振信号，所述第二本振信号与所述本振信号分发器发送给所述阵列控制模块的第一本振信号相同；
接收工作时钟分发器发送的第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述工作时钟分发器发送给所述阵列控制模块的第一时钟信号相同。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种有源阵列天线的信号处理方法，其特征在于，包括：
阵列控制模块确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及所述第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；
所述阵列控制模块从所述第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并；
所述阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射；
所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并，包括：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则所述阵列控制模块从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述阵列控制模块接收T/R模块发送的第二基带数据，所述第二基带数据为所述T/R模块将从多个天线振子接收到的第二射频信号处理后得到的；
所述阵列控制模块将待合并的第二基带数据进行合并，并将合并后的第二基带数据发送给所述核心网方向；所述待合并的第二基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第二基带数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据进行合并之后，所述阵列控制模块将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块之前，还包括：
所述阵列控制模块对所述合并后的第一基带数据进行压缩；
所述阵列控制模块接收T/R模块发送的第二基带数据之后，所述阵列控制模块将待合并的第二基带数据进行合并之前，还包括：
所述阵列控制模块对接收到的第二基带数据解压缩。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述阵列控制模块接收本振信号分发器发送的第一本振信号，所述第一本振信号与所述本振信号分发器发送给T/R模块的第二本振信号相同；
所述阵列控制模块接收工作时钟分发器发送的第一时钟信号，所述第一时钟信号与所述工作时钟分发器发送给T/R模块的第二时钟信号相同。
5.一种有源阵列天线的信号处理方法，其特征在于，包括：
T/R模块接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据，所述T/R模块包括多个天线振子；所述合并后的第一基带数据为所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并后得到的，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据，并对每个天线振子的第一基带数据波束赋形；
所述T/R模块将每个天线振子的第一基带数据处理为第一射频信号，并将第一射频信号通过对应的天线振子向外发射；
所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并，包括：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则所述阵列控制模块从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
所述T/R模块通过多个天线振子接收多个第二射频信号，并将每个第二射频信号处理为第二基带数据；
所述T/R模块将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，并将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述T/R模块将属于同一波束的同一时刻的第二基带数据进行合并，包括：
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据相同，则所述T/R模块从所述多个第二基带数据中任选一个第二基带数据作为合并后的第二基带数据；
若同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据不同，则所述T/R模块将所述多个第二基带数据相加得到合并后的第二基带数据。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述T/R模块接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据之后，所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据之前，还包括：
所述T/R模块对合并后的第一基带数据解压缩；
所述T/R模块将同一时刻属于同一波束的多个第二基带数据进行合并之后，所述将合并后的第二基带数据发送给所述阵列控制模块之前，还包括：
所述T/R模块对合并后的第二基带数据进行压缩。
9.如权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述T/R模块接收本振信号分发器发送的第二本振信号，所述第二本振信号与所述本振信号分发器发送给所述阵列控制模块的第一本振信号相同；
所述T/R模块接收工作时钟分发器发送的第二时钟信号，所述第二时钟信号与所述工作时钟分发器发送给所述阵列控制模块的第一时钟信号相同。
10.一种有源阵列天线的信号处理装置，其特征在于，包括：
第一收发单元，用于确定核心网方向传来的第一基带数据所属的波束以及所述第一基带数据对应的发送/接收T/R模块；其中，一个T/R模块包括多个天线振子；
第一处理单元，用于从所述第一基带数据中确定出待合并的第一基带数据，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
第一合并单元，用于将所述待合并的第一基带数据进行合并；
所述第一收发单元，还用于将合并后的第一基带数据发送给相应的T/R模块，以使所述T/R模块将所述合并后的第一基带数据处理为第一射频信号后通过多个天线振子向外发射；
将所述待合并的第一基带数据进行合并，包括：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
11.一种有源阵列天线的信号处理装置，其特征在于，包括：
第二收发单元，用于接收阵列控制模块发送的合并后的第一基带数据，T/R模块包括多个天线振子；所述合并后的第一基带数据为所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并后得到的，所述待合并的第一基带数据属于同一波束且对应于同一T/R模块的同一时刻的第一基带数据；
第二处理单元，用于将所述合并后的第一基带数据分成对应于每个天线振子的第一基带数据，并对每个天线振子的第一基带数据波束赋形；
第二发射单元，用于将每个天线振子的第一基带数据处理为第一射频信号，并将第一射频信号通过对应的天线振子向外发射；
所述阵列控制模块对待合并的第一基带数据进行合并，包括：
若所述待合并的第一基带数据均相同，则所述阵列控制模块从所述待合并的第一基带数据中任选一个作为合并后的第一基带数据；
若所述待合并的第一基带数据不同，则所述阵列控制模块将所述待合并的第一基带数据相加得到合并后的第一基带数据。
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