CN108713293A - 用于多波束多输入多输出（mimo）的波束成形架构 - Google Patents

用于多波束多输入多输出（mimo）的波束成形架构 Download PDF

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Abstract

在一个示例中描述了多输入多输出(MIMO)天线阵列配置，其包括多个射频(RF)链、多个天线元件和多个移相器，其中，天线元件和移相器形成多个天线阵列并被耦合到RF链，并且天线阵列的数量大于RF链的数量。

Description

用于多波束多输入多输出（MIMO）的波束成形架构
技术领域
本文描述的实施例总体涉及用于在MIMO无线通信中接收或发送多个波束成形信号的无线通信设备、方法和系统的通信架构。
背景技术
现代无线通信设备可以包括多个天线以支持高级通信技术。例如，可以经由多个天线来接收或发送数据以实现更高的稳定性和吞吐量。多个天线(例如天线阵列，其中每个天线处的信号相位移位一定量，例如，相控天线阵列)可用于波束成形技术。波束成形技术可以通过控制天线的方向图来改善预期设备处的信号质量，同时减少对其他方向的不期望的干扰或者来自其他方向的不期望的干扰。可能需要有效的架构来控制发送或接收波束到任何期望角度的方向或者到任何期望的角度组合的方向，并且用于支持满秩MIMO以例如实现大量空间复用信号层。
附图说明
在附图中，相同的附图标记在不同的视图中通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。在以下描述中，参考以下附图描述了各个方面，其中：
图1示出了根据一些实施例的无线通信系统(例如，第五代(5G)无线通信系统)。
图2示出了基线每阵列单波束配置。
图3示出了每阵列双波束配置。
图4a和图4b示出了利用基线每阵列单波束配置和每阵列双波束配置对双层空间复用(SM)信号的接收。
图5示出了根据一些实施例的四边(矩形)天线阵列配置。
图6示出了根据一些实施例的利用四边(矩形)天线阵列配置对双层空间复用(SM)信号的接收。
图7示出了图示根据一些实施例的用于选择和接收波束成形信号的示例方法的流程图。
具体实施方式
以下详细描述参考了附图，附图通过图示的方式示出了可以实践本发明的本公开的具体细节和方面。在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他方面，并且可以做出结构的、逻辑的和电气的改变。本公开的各个方面不一定相互排斥，因为本公开的一些方面可以与本公开的一个或多个其他方面组合以形成新的方面。
图1示出了根据一些实施例的无线通信系统100(例如，5G无线通信系统)。
无线通信系统100(例如，5G无线通信系统)包括无线电接入网络 101。无线电接入网络101可以包括基站120-122。每个基站(例如，基站 120)可以为无线电接入网络101的一个或多个移动无线电小区(例如，移动无线电小区110)提供无线电覆盖。
多个无线通信设备130-132(也称为移动终端、用户设备(UE)、移动站(MS)、或移动设备)可以位于无线通信系统100的移动无线电小区 110中。无线通信设备(例如，无线通信设备130)可以经由基站(例如，基站120)与其他无线通信设备(例如，无线通信设备131或132)通信，从而为移动无线电小区(例如，移动无线电小区110)提供覆盖(换句话说，对移动无线电小区进行操作)。
对于经由空中接口信道(例如，信道140)的无线电通信，无线通信设备(例如，无线通信设备130)可以包括射频(RF)组件链151、多个天线150、以及基带处理器152。RF组件链151(也可称为RF链)可包括 RF接收器、RF发送器、或RF收发器。多个天线150例如可以是相控天线阵列。基带处理器152例如可以包括：用于提供模拟信号处理的模拟基带；用于提供模拟域和数字域之间的转换的模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)；以及用于提供数字信号处理的数字基带。
无线通信设备(例如，无线通信设备130)可以处于一个或多个移动通信网络的覆盖范围内，该一个或多个移动通信网络可根据同一无线电接入技术(RAT)或根据不同RAT进行操作。
无线电接入网络101可以支持根据各种通信技术的通信，例如，移动通信标准。每个基站(例如，基站120)可以根据5G、长期演进(LTE)、通用移动通信系统(UMTS)、全球移动通信系统(GSM)、GSM演进增强数据速率(EDGE)无线电接入通过空中接口信道(例如，空中接口信道140)在基站120和无线通信设备(例如，无线通信设备130)之间提供无线电通信连接。
可以通过复用多个空间可分离的信号层来支持MIMO无线通信系统。可以通过将一个或多个但不是所有MIMO层映射到例如发送器处的一个发送(Tx)波束，来利用多个波束实现信号层的空间分离。这种类型的空间复用方案(在此表示为多波束MIMO)可以是包括5G在内的各种通信系统的组成部分。例如，接收器可以采用多个接收(Rx)波束，其中根据标准选择一个或多个Rx波束的方向以提高(例如，最大化)来自一个Tx波束的一个信号的接收信号质量。由于高频带中的无线电波具有高的大气衰减和材料吸收特性，因此在发送方向和接收方向上的双边(bilateral)波束成形在高频带(例如，毫米波段(30-300GHz))中可能特别有用。
支持至少P·L层的双边L波束(L≥2，其中L是整数)MIMO可以通过L个波束和发送器或接收器处的至少P·L个RF链来实现。P∈{1,2}，并且表示这种双边L波束MIMO所支持的极化数量。例如，如果P＝1，则MIMO支持单极化传输，并且如果P＝2，则MIMO支持交叉极化传输。本文的RF链表示逻辑单层RF链实体。RF链可以包括例如RF接收器、RF 发送器、或者RF收发器。RF链可以是例如可处理多个并行层(例如，交叉极化信号的两个极化分量)的物理RF块。由于RF链的成本、硬件尺寸和功耗方面的考虑，RF链的数量保持为较少的数量以解析用于L波束 MIMO的P·L个空间复用层(例如，P·L个RF链)。
此外，包括相控天线阵列在内的定向天线具有有限的视场(field of view，FOV)。FOV是天线阵列的主瓣可能指向的角度跨度。波束成形在无线通信设备处的一种应用例如是支持MIMO通信，其中使用多个同时经波束成形的信号对信号进行空间复用。为了发送或接收波束成形信号，波束成形发送器或波束成形接收器可以耦合到定向天线或相控天线阵列。定向天线(例如，相控天线阵列)的有限FOV意味着为了将L个波束引导到任何期望的角度或任何期望的角度组合，波束成形发送器或接收器可能在每个天线阵列处或在多于L个天线阵列处需要多个波束。与发送器相比，接收器可能具有较少的自由度来为其接收的信号选择波束方向。
相控天线阵列和RF链的有效天线阵列配置可以例如降低成本，同时提供足够的波束成形性能，例如波束宽度、增益、以及支持任何所期望的方向组合的能力。这种配置可以支持L波束MIMO。
支持至少P·L层的双边L波束(L≥2，其中L是整数)MIMO可以用P·L个RF链和2L个天线阵列形成，其中P∈{1,2}。每个RF链形式可以与单极化信号相关联。每个天线阵列可以面向不同的方向，例如，2L个天线阵列中的每个天线阵列的法线方向(被定义为具有0°相移的视轴) 可以是不同的。对于同时支持三维(3D)球体上的L个波束方向的任何组合的一类波束成形设备，天线阵列可以以具有2L个侧面的多面体图案来放置，其中天线阵列的FOV(侧面)面向多面体外部。对于一类波束成形设备，二维(2D)平面上的波束方向的可分辨性可能更重要，并且用于这类波束成形设备的天线阵列的多面体图案可以减少为具有2L个边的多边形图案。例如，如果这类波束成形设备的方位角-仰角方向是稳定的，则仰角平面中的波束粒度可能不如方位角平面中的波束粒度重要。对于传输，RF链的输出可以仅映射到一个天线阵列。对于接收，RF链的输入可以来自一个选定的天线阵列，或者可以是来自多于一个天线阵列的组合信号。
下文中为了便于说明，描述了支持2层(如果是交叉极化，则为4层) 的二维(2D)双波束MIMO场景的简化单极化示例。2D示例的2D平面可以被表示为方位角平面。此外，引入了理想的场景，例如，相控天线阵列具有180°的FOV，例如，与法线方向成±90°，而实际中最大FOV可以小于180°，例如120°。这可能是由于阵列基板、反射器、或其他物体对无线信号的电磁波前(wave front)的影响。因此，本文介绍的示例实施例可以被扩展或修改，例如，相控天线阵列支持多于2L个边。在一些实施例中，任何天线阵列组的组合FOV可以耦合到任何给定的RF链以形成所期望的波束方向的覆盖。
图2示出了用于双波束MIMO SM接收的基线相控天线阵列配置200。基线相控天线阵列配置200可以是针对具有每阵列单波束配置的双阵列的最简单配置。基线相控天线阵列配置200在下文中也可以称为基线配置200。在180°FOV的理想2D场景中，基线配置200可以提供完整的360°覆盖。基线配置可以采用RF链210和250。基线配置200还可以采用连接到一个 RF链210的移相器211-218和天线元件231-238以及连接到另一RF链250 的移相器251-258和天线元件271-278。移相器和天线元件可以形成具有 FOV边界201的多个天线阵列。如所描述的，在示例性基线配置200中存在2个RF链、16个天线元件、以及16个移相器。
可以通过在仰角平面中堆叠额外行的天线元件来构建基线配置200的三维(3D)延伸。这不仅可以提供方位角波束粒度，还可以提供仰角波束粒度，例如，3D波束成形覆盖。这样的3D配置可以被视为基线模型，例如，在5G工业中用于开发针对UE的波束成形框架。
图3示出了用于双波束MIMO SM接收的每阵列多波束配置300。每阵列多波束配置300(也可称为网格配置300)可采用RF链，例如RF链310 和350。网格配置300还可采用连接到一个RF链310的移相器311-318和 321-328以及天线元件331-338，以及连接到另一RF链350的移相器351- 358和361-368以及天线元件371-378。移相器和天线元件形成具有FOV边界301的多个天线阵列。与图2所示的基线配置200相比，网格配置300 可以使用两倍的移相器以及额外的硬件，例如信号分离器、信号组合器、功率放大器、以及低噪声功率放大器。如所描述的，在示例网格配置300 中可以存在2个RF链、16个天线元件、32个移相器、16个信号分离器、 16个信号组合器、16个功率放大器、以及16个低噪声放大器。此外，网格配置300可以包括用于对抗副作用的附加硬件，例如，网格配置300可以利用RF链和基带中的专用信号处理来处理诸如功率放大器之类的非线性有源设备的互调失真。
图4a和图4b示出了根据一些实施例的双层MIMO SM场景，其中两个或更多个波束成形信号仅到达一个天线阵列的FOV。图4a示出了例如双层MIMO SM场景400，其中两个或更多个波束成形信号到达基线配置 200的天线阵列中的仅一个天线阵列的FOV。例如，如果由Tx波束280和 281承载的两个发送信号到达天线阵列之一(例如，耦合到RF链210的天线阵列1)的FOV，则只有一个信号(例如由Tx波束280承载的发送信号)可以通过Rx波束290接收。基线配置可能不支持预期的满秩(2层) 2波束MIMO，而是在这种情况下可能需要以降低的吞吐量回退到1层传输。图4b示出了一种网格配置，例如，双层MIMO SM场景410，其中两个或更多个波束成形信号到达每阵列双波束网格配置300的天线阵列中的仅一个天线阵列的FOV。如果例如由Tx波束380和381承载的两个发送信号到达天线阵列之一(例如，耦合到RF链310和RF链350的天线阵列 1)的FOV，则两个信号(例如由Tx波束380和381承载的两个发送信号) 可以通过Rx波束390和391接收。与基线配置200相比，网格配置300可以支持这种情况，例如，两个或更多个波束成形信号仅到达一个天线阵列的FOV。
如图所示，图2所示的基线配置200在实现最大数据吞吐量方面可能具有限制。例如，如果由两个Tx波束承载的双层SM信号都到达一个天线阵列(例如，耦合到RF链210的天线阵列)的FOV，而该天线阵列可能处于另一天线阵列(例如，耦合到RF链250的天线阵列)的盲区中，则它可能不能接收或解析该双层SM信号。通常，如果由两个或更多个Tx波束承载的信号仅到达一个天线阵列的FOV，则基线配置200可能不能接收多波束MIMO信号。图3所示的网格配置300可以针对每个天线阵列形成的两个主瓣，以接收和解析由以任何角度到达的两个Tx波束承载的双层SM 信号，因此可以实现吞吐量的增加。但是，实施工作量和使用成本可能很高。
在下文中，描述了高性能和高效率的相控天线阵列。图5示出了根据一些实施例的单极化多面体天线阵列配置500，例如2D的多边形天线阵列配置。单极化多面体天线阵列配置500(也可称为天线阵列配置500)可采用多个天线元件和移相器，这些天线元件和移相器形成多个天线阵列(例如，天线阵列505、506、507和508)，这些天线阵列具有垂直FOV边界501和水平FOV边界502。天线阵列配置500可以使用RF链(例如，RF 链510和550)，其耦合到多个天线元件和移相器，例如，耦合到多个天线阵列。FOV边界501和FOV边界502例如彼此垂直。FOV边界501和 FOV边界502也可以相对于彼此被配置在其他位置处。例如，FOV边界 501可以处于与FOV边界502成任何角度的位置。此外，FOV边界501和 FOV边界502可以处于相对于无线通信设备成任何角度的位置。
在垂直层面上，一个RF链(例如，RF链510)可以在FOV边界501 的两侧具有对称布置的移相器和天线元件。例如，天线阵列505可以包括四个移相器511-514和四个天线元件531-534，该天线阵列505可以从FOV 边界501的第一侧连接到RF链510；天线阵列507可以包括另外四个移相器515-518和另外四个天线元件535-538，该天线阵列507可以从FOV边界501的第二侧连接到RF链510。天线阵列505和507可以被认为彼此对称，因为它们从相对侧与共同的RF链耦合。在水平层面上，另一RF链 (例如，RF链550)可在FOV边界502的两侧上具有对称布置的移相器和天线元件。例如，天线阵列508可包括四个移相器551-554和四个天线元件571-574，该天线阵列508可以从FOV边界502的第一侧连接到RF链 550；天线阵列506可以包括另外四个移相器555-558和另外四个天线元件 575-578，该天线阵列506可以从FOV边界502的第二侧连接到RF链550。天线阵列506可以与天线阵列508对称。也可以进行非对称布置以构造四边天线阵列配置或其他多边形阵列配置。
在2D配置中(例如，天线阵列配置500)，可以形成四个(2L，L＝2) 单波束天线阵列，例如，每个RF链耦合到两个天线阵列。如图所示，任何一对不同的Rx波束可以同时由分别与两个RF链相关联的两个天线阵列支持。例如，在垂直层面上，天线阵列505可以具有范围从270°到90°的FOV，并且天线阵列507可以具有范围从90°到270°的FOV。例如，在水平层面上，天线阵列506可以具有范围从0°到180°的FOV，并且天线阵列508可以具有范围从180°到0°的FOV。如上所述，形成了四边天线阵列配置，例如矩形阵列配置。也可以形成2D的其他多边形阵列配置。此外，在各种实施例中，多个天线元件和移相器形成多个天线阵列。形成多个天线阵列中的每个天线阵列(例如，天线阵列505、506、507和 508)的天线元件和移相器的数量可以是不同的。
四边天线阵列配置可以表现出许多原理。对于第一示例，针对每个极化，四边天线阵列配置可以包括数量比RF链更多的天线阵列。对于第二示例，每个天线阵列的FOV可以覆盖用于信号的发送和接收的不同方向范围，并且由每个天线阵列支持的不同的方向范围可以部分重叠。对于第三示例，相邻的天线阵列可以耦合到不同的RF链。此外，耦合到任何给定的单个RF链的所有天线阵列的组合FOV可以形成所期望的波束方向的完全覆盖，例如完整的360°。按照这些原理，示例性四边天线阵列配置可以扩展到非对称四边天线阵列配置或具有更多天线阵列(边)的其他多边形配置，例如支持3个波束的六边形(六边的)配置或支持4个波束的八边形(八边的)配置。
示例性非对称四边天线阵列配置可以包括多个天线阵列，每个天线阵列包括不同数量的天线元件和移相器。例如，第一天线阵列可以包括三个天线元件和移相器，第二天线阵列可以包括四个天线元件和移相器，第三天线阵列可以包括五个天线元件和移相器，第四天线阵列可以包括六个天线元件和移相器。
另一示例性非对称四边天线阵列配置可包括与共用RF链耦合的包括不同数量的天线元件和移相器的天线阵列。例如，第一天线阵列可以包括三个天线元件和移相器，第二天线阵列与第一天线阵列耦合到相同的RF 链，而该第二天线阵列可以包括四个天线元件和移相器。在各种实施例中，第一天线阵列和第二天线阵列可包括与第三天线阵列和第四天线阵列相同或不同数量的天线元件和移相器。例如，关于天线阵列配置500，天线阵列505可以具有与天线阵列507不同数量的天线元件和移相器，但是可以包括与天线阵列506或天线阵列508相同(或不同)数量的天线元件和移相器。
在一些实施例中，非对称四边天线阵列配置可包括多个天线阵列，其中多个天线阵列中的每一个具有与其他天线阵列的法线方向不同的法线方向。
在一些实施例中，非对称四边天线阵列配置可包括多个天线阵列，每个天线阵列具有不同的FOV。
在一些实施例中，六边形(六边的)天线阵列配置可以支持3个波束。六边形配置可以是对称的或是不对称的。
在一些实施例中，八边形(八边的)天线阵列配置可以支持4个波束。八边形配置可以是对称的或是不对称的。
在各种实施例中，可以构造3D多面体天线阵列配置。3D多面体天线阵列配置的成员天线阵列的法线方向可以对应3D空间的全部三个轴。例如，对于3波束MIMO，耦合到三个RF链的六个天线阵列可以形成六面体。这在对称子案例中可能会简化为立方体。通常，可以针对具有P·L个 RF链和2L个天线阵列的L波束MIMO来构建2L侧多面体天线阵列配置。
与图2所示的基线配置相比，这种四边天线阵列配置可以同时支持任何对的不同Rx波束方向。此外，与图3所示的网格配置相比，对于这种四边天线阵列配置，不需要额外的硬件组件，例如移相器、信号分离器、信号组合器、功率放大器、或低噪声放大器。
图6示出了根据一些实施例的对具有四边(矩形)天线阵列配置600 的空间复用双层信号的接收。例如，如果由两个Tx波束(例如，Tx波束 580和581)承载的两个发送信号到达耦合到RF链510和550的天线阵列 505-508中的任何一个天线阵列的FOV，则可以通过两个Rx波束(例如， Rx波束590和591)接收它们。与图2和图3分别示出的基线配置200或网格配置300相比，四边天线阵列配置可以支持两个或更多波束成形信号到达任何一个天线阵列的FOV的场景。这是因为相邻天线阵列具有重叠的 FOV并且耦合到不同的RF链。
例如，由Tx波束580和581承载的两个发送信号可以以不同的角度到达FOV边界502。例如，由Tx波束580承载的一个发送信号可以与FOV 边界502成45°的角度到达，并且例如，由Tx波束581承载的另一发送信号可以与FOV边界502成60°的角度到达。在这种情况下，可以通过耦合到RF链510的天线阵列505经由Rx波束590来接收一个发送信号，并且可以通过耦合到RF链550的天线阵列506经由Rx波束591来接收另一发送信号。
例如，由Tx波束580和581承载的两个发送信号可以以不同的角度到达FOV边界502。例如，由Tx波束580承载的一个发送信号可以与FOV 边界502成30°的角度到达，并且例如，由Tx波束581承载的另一发送信号可以与FOV边界502成210°的角度到达。在这种情况下，可以通过耦合到RF链510的天线阵列505经由Rx波束590来接收一个发送信号，并且可以通过耦合到RF链550的天线阵列508经由Rx波束591来接收另一发送信号。或者，可以通过耦合到RF链550的天线阵列506经由Rx波束590来接收一个发送信号，并且可以是通过耦合到RF链510的天线阵列 507经由Rx波束591来接收另一发送信号。还可以进行其他接收布置。
这样，四边天线阵列配置可以接收和解析以任何角度到达的两个或更多个波束成形信号。这种配置可以实现多波束MIMO的吞吐量的增加。
除了如上面示例中所示的接收之外，包括图5所示的示例性四边天线阵列配置在内的这类多面体天线阵列配置可以用于多波束MIMO信号的有效传输。此外，这些配置允许以任何角度组合引导两个或更多个发送波束，每个发送波束携带来自RF链的不同信号。相反，基线配置不能使其Tx波束指向任何角度组合。网格配置可以使其Tx波束指向任何角度组合，但是会以信号合成器、功率放大器以及额外移相器为代价。
无线通信设备的组件(例如，发送器、接收器、移相器、天线元件、信号分离器、信号组合器、功率放大器、低噪声放大器)可以例如由一个或多个电路实现。“电路”可以被理解为任何类型的逻辑实现实体，其可以是专用电路或执行存储在存储器中的软件、固件或其任何组合的处理器。因此，“电路”可以是硬连线逻辑电路或者诸如可编程处理器之类的可编程逻辑电路，例如，微处理器。“电路”也可以是执行软件的处理器，例如，任何类型的计算机程序。下面将会更详细地描述的各个功能的任何其他类型的实现方式也可以被理解为“电路”。
无线通信设备嵌入有例如2L侧多面体天线阵列配置，其具有支持L层多波束MIMO的L个RF链。例如当L＝2时，2L侧多面体天线阵列配置可以是图5所示的4侧阵列配置，其执行如图7所示的用于接收或发送波束成形信号的示例方法。如所描述的，无线通信设备可以是UE、移动设备、接收器、发送器、或MS。
图7示出了流程图700，其图示了描绘根据一些实施例的用于选择Rx 波束和接收波束成形信号的示例方法的流程图。
在710中，嵌入有多面体天线阵列配置(例如，图5所示的四边天线阵列配置)的无线通信设备接收例如参考信号。无线通信设备可以从基站(例如，图1所示的基站120)接收参考信号。参考信号也称为导频，表示由已知模式的预定信号占用的一组不同的时频资源。可能存在一个或多个参考信号。无线通信设备利用每个天线阵列所支持的相关数量的候选Rx 波束方向中的Rx波束对参考信号进行多次独立观测。例如，在每次独立观察期间，无线通信设备每次使用每个天线阵列所支持的一个候选Rx波束来观测参考信号。通过这种独立观测，每个天线阵列在它支持的候选Rx 波束之间循环。而且，可以在每个天线阵列上并行地进行多个独立观测。
在720中，嵌入有图5所示的四边天线阵列配置的无线通信设备具有例如选择标准。可能存在一个或多个选择标准。对于每个RF链(例如， RF链510或550)，无线通信设备根据选择标准从每个天线阵列所支持的相关数量的候选Rx波束方向中选择至多一个Rx波束。而且，可以并行选择每个天线阵列中的一个Rx波束。所选择的Rx波束表示例如高信号强度、高信噪比(SNR)。如上所述，所选择的Rx波束有助于良好的信号接收或传输。
在730中，所选择的L个Rx波束用于信号接收，直到下一波束训练周期开始为止，即每个天线阵列用每个天线阵列所支持的相关数量的候选Rx 波束方向中的每个候选Rx波束来观测参考信号，每个RF链根据选择标准从相关数量的候选Rx波束方向中的候选Rx波束中选择一个Rx波束。在 730中，在天线阵列处使用例如在720中所选择的Rx波束来捕获目标信号。目标信号被放大并被下变频到基带、被在ADC组处数字化、并且被MIMO 解码(解复用)以再现所传输的数据。
对于信号传输，遵循类似的波束训练循环过程。如果存在Tx-Rx信道互易性，则发送波束可以与所选择的接收波束相同。此外，具有多面体天线阵列配置的L波束MIMO信号传输可以例如包括：调制L个各自可标识的参考信号，将每个参考信号发送到一个RF链，通过在耦合到相关的RF 链的一个天线阵列处使用一个Tx波束来发送每个参考信号。L个参考信号可以被同时发送。可以针对每个RF链来循环Tx波束。基于经Tx波束循环的参考信号，基站(例如图1所示的基站120)可以反馈关于每个RF链的哪个Tx波束工作得最好的标识符。然后，UE使用所标识的一组Tx波束来发送数据信号。
以下示例涉及其他实施例。
示例1是图5所示的多输入多输出(MIMO)天线阵列配置。
在示例2中，示例1的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的每个相邻的天线阵列被耦合到多个RF链中不同的RF链。
在示例3中，示例1-2中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的每个天线阵列覆盖用于信号的发送和接收的不同方向范围，并且由多个天线阵列支持的不同方向范围部分重叠。
在示例4中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括：多个天线元件和多个移相器中的相同数量的天线元件和移相器形成多个天线阵列中的每个天线阵列。
在示例5中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括：多个天线元件和多个移相器中的不同数量的天线元件和移相器形成多个天线阵列中的每个天线阵列。
在示例6中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括：形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量相同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列对称。
在示例7中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括：形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量不同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列对称。
在示例8中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括：形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量相同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列不对称。
在示例9中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括：形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量不同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列不对称。
在示例10中，示例1-9中任一项的主题可以可选地包括：MIMO天线阵列配置支持满秩MIMO。
示例11是无线通信设备。该无线通信设备可以可选地包括：被配置用于多输入多输出(MIMO)天线阵列配置的多个天线阵列；接收器，其被耦合到MIMO天线阵列配置以接收信号；以及发送器，其被耦合到MIMO 天线阵列配置以发送信号。MIMO天线阵列配置可以可选地包括耦合到多个天线阵列的多个射频(RF)链，并且天线阵列的数量可以可选地大于RF链的数量。
在示例12中，示例11的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的相邻的天线阵列被耦合到多个RF链中不同的RF链。
在示例13中，示例11-12中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的每个天线阵列覆盖用于信号的发送和接收的不同方向范围，并且由多个天线阵列支持的不同方向范围部分重叠。
在示例14中，示例11-13中任一项的主题可以可选地包括：接收器经由MIMO天线阵列配置接收由接收波束承载的信号。
在示例15中，示例11-14中任一项的主题可以可选地包括：发送器经由MIMO天线阵列配置发送由发送波束承载的信号。
在示例16中，示例11-15中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的每个天线阵列包括相同数量的天线元件和移相器。
在示例17中，示例11-15中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的每个天线阵列包括不同数量的天线元件和移相器。
在示例18中，示例11-15中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的各个天线阵列包括多个天线元件和移相器，并且用于多个天线阵列中的第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与用于多个天线阵列中的第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量相同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列对称。
在示例19中，示例11-15中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的各个天线阵列包括多个天线元件和移相器，并且用于多个天线阵列中的第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与用于多个天线阵列中的第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量不同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列对称。
在示例20中，示例11-15中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的各个天线阵列包括多个天线元件和移相器，并且用于多个天线阵列中的第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与用于多个天线阵列中的第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量相同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列不对称。
在示例21中，示例11-15中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的各个天线阵列包括多个天线元件和移相器，并且用于多个天线阵列中的第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与用于多个天线阵列中的第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量不同，其中，第二天线阵列与第一天线阵列不对称。
示例22是图7所示的用于接收多个波束成形信号的方法。
在示例23中，示例22的主题可以可选地包括：候选接收波束在多个天线阵列中的每个天线阵列的相关数量的候选接收波束方向之间。
在示例24中，示例22-23中任一项的主题可以可选地包括：在多个天线阵列中的每个天线阵列处并行地进行多个独立观测。
在示例25中，示例22-24中任一项的主题可以可选地包括：多个天线阵列中的每个天线阵列的接收波束是被并行选择的。
在示例26中，示例22-25中任一项的主题可以可选地包括：所选择的接收波束表示高信号强度。
在示例27中，示例22-26中任一项的主题可以可选地包括：所选择的接收波束表示高信噪比(SNR)。
在示例28中，示例22-27中任一项的主题可以可选地包括：在多个天线阵列中的每一个处的所选择的接收波束被用于信号接收，直到下一波束训练循环开始。
在示例29中，示例22-28中任一项的主题可以可选地包括：在多个天线阵列中的每一个处的所选择的接收波束被用于捕捉目标信号。
在示例30中，示例29的主题可以可选地包括：目标信号被放大并被下变频用于基带处理以再现所传输的数据。
在示例31中，示例22-30中任一项的主题可以可选地包括：参考信号是由已知模式的预定信号占用的一组不同的时频资源。
在示例32中，示例22-31中任一项的主题可以可选地包括：选择标准是一组选择标准之一。
示例33是一种计算机可读介质，其上具有记录的指令，指令当由处理器执行时，使得处理器执行示例22-32中任一项的用于接收多个波束成形信号的方法。
应该注意，上述任何示例的一个或多个特征可以与任何一个其他示例组合。
虽然已经描述了特定方面，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的各方面的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，范围由所附权利要求指示，并且因此旨在涵盖落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变。
这些过程被示出为逻辑流程图中的块的集合，其表示可以仅在机制中实现或者可以在具有硬件、软件和/或固件的组合中实现的操作序列。在软件/固件的上下文中，块表示存储在一个或多个计算机可读存储介质上的指令，该指令当由一个或多个处理器执行时执行所述操作。
术语“计算机可读介质”包括计算机存储介质。在一个实施例中，计算机可读介质是非暂态的。例如，计算机存储介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘和磁条)、光盘(例如，压缩盘(CD)和数字通用盘(DVD))、智能卡、闪存设备(例如，拇指驱动器、杆、钥匙驱动器、和SD卡)、以及易失性和非易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM))。

Claims (25)

1.一种多输入多输出(MIMO)天线阵列配置，包括：
多个射频(RF)链；
多个天线元件；以及
多个移相器，
其中，所述多个天线元件和多个移相器形成耦合到所述RF链的多个天线阵列，
其中，所述多个天线阵列的数量大于所述多个RF链的数量。
2.根据权利要求1所述的MIMO天线阵列配置，其中，所述多个天线阵列中的每个相邻的天线阵列被耦合到所述多个RF链中不同的RF链。
3.根据权利要求1所述的MIMO天线阵列配置，其中，所述多个天线阵列中的每个天线阵列覆盖用于信号的发送和接收的不同方向范围，并且由所述多个天线阵列支持的不同方向范围部分重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，所述多个天线元件和所述多个移相器中的相同数量的天线元件和移相器形成所述多个天线阵列中的每个天线阵列。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，所述多个天线元件和所述多个移相器中的不同数量的天线元件和移相器形成所述多个天线阵列中的每个天线阵列。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量相同，其中，所述第二天线阵列与所述第一天线阵列对称。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量不同，其中，所述第二天线阵列与所述第一天线阵列对称。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量相同，其中，所述第二天线阵列与所述第一天线阵列不对称。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，形成第一天线阵列的多个天线元件和移相器的数量与形成第二天线阵列的多个天线元件和移相器的数量不同，其中，所述第二天线阵列与所述第一天线阵列不对称。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的MIMO天线阵列配置，其中，所述MIMO天线阵列配置支持满秩MIMO。
11.一种无线通信设备，包括：
多个天线阵列，其被配置用于多输入多输出(MIMO)天线阵列配置；
接收器，其被耦合到所述MIMO天线阵列配置以接收信号；以及
发送器，其被耦合到所述MIMO天线阵列配置以发送信号，
其中，所述MIMO天线阵列配置包括耦合到所述多个天线阵列的多个射频(RF)链，
其中，天线阵列的数量大于RF链的数量。
12.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述多个天线阵列中的每个相邻的天线阵列被耦合到所述多个RF链中不同的RF链。
13.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述多个天线阵列中的每个天线阵列覆盖用于信号的发送和接收的不同方向范围，并且由所述多个天线阵列支持的不同方向范围部分重叠。
14.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述接收器经由所述MIMO天线阵列配置接收由接收波束承载的信号。
15.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中，所述发送器经由所述MIMO天线阵列配置发送由发送波束承载的信号。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的无线通信设备，其中，所述多个天线阵列中的每个天线阵列包括相同数量的天线元件和移相器。
17.根据权利要求11至15中任一项所述的无线通信设备，其中，所述多个天线阵列中的每个天线阵列包括不同数量的天线元件和移相器。
18.一种用于接收多个波束成形信号的方法，包括：
通过多个天线阵列中的每个天线阵列的候选接收波束对参考信号进行多个独立观测；以及
根据选择标准，从多个天线阵列中的每个天线阵列的候选接收波束中选择至多一个接收波束。
19.根据权利要求18所述的用于接收多个波束成形信号的方法，其中，所述候选接收波束在所述多个天线阵列中的每个天线阵列的相关数量的候选接收波束方向之间。
20.根据权利要求18所述的用于接收多个波束成形信号的方法，其中，在所述多个天线阵列中的每个天线阵列处并行地进行所述多个独立观测。
21.根据权利要求18所述的用于接收多个波束成形信号的方法，其中，所述多个天线阵列中的每个天线阵列的接收波束是被并行选择的。
22.根据权利要求18所述的用于接收多个波束成形信号的方法，其中，所选择的接收波束表示高信号强度。
23.根据权利要求18所述的用于接收多个波束成形信号的方法，其中，所述参考信号是由已知模式的预定信号占用的一组不同的时频资源。
24.根据权利要求18所述的用于接收多个波束成形信号的方法，其中，所述选择标准是一组选择标准之一。
25.一种计算机可读介质，其上记录有指令，所述指令当由处理器执行时，使得所述处理器执行根据权利要求18至24中任一项所述的用于接收多个波束成形信号的方法。
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