CN111294080B - 天线模块选择方法及装置、终端设备、计算机可读存储介质 - Google Patents
天线模块选择方法及装置、终端设备、计算机可读存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111294080B CN111294080B CN201910098508.2A CN201910098508A CN111294080B CN 111294080 B CN111294080 B CN 111294080B CN 201910098508 A CN201910098508 A CN 201910098508A CN 111294080 B CN111294080 B CN 111294080B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aip
- array
- characteristic parameter
- parameter values
- comparison result
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/401—Circuits for selecting or indicating operating mode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明提供一种天线模块选择方法及装置。所述方法应用于至少包括第一AiP和第二AiP的终端设备,所述方法包括:所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果;所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果;基于所述比较结果确定使用所述第一AiP或第二AiP用于信号收发。将多个AiP检测到的实际波束情况与预设的特征参数值比较,选择最接近最优波束配置的AiP进行信号收发,实现终端对波束的本地检测和管理,无需增加额外硬件,节省网络资源,减小终端的成本和功耗。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,具体涉及一种天线模块选择方法及装置、终端设备、以及计算机可读存储介质。
背景技术
5G毫米波移动通信系统使用阵列天线与波束赋形技术,5G终端毫米波芯片使用封装天线(Antenna-in-package,AiP)技术,具有显著的方向选择性。快速准确的收发端波束对齐和跟踪是实现毫米波通信的一项重要技术。由于毫米波频段信号衰减快、散射绕射特性差,容易被遮挡,因此通过细窄波束可将信号能量集中,通过波束管理能够动态跟踪调整波束方向变化,从而较好地支持毫米波频段信道的快变特性。
现有的一些方案中,终端在网络中通过无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)协议进行各种波束扫描并结合相关对准策略完成波束管理。然而,这种方法占用较多网络资源,终端侧需要较多的基带处理并相应地产生较大的功耗。
现有的其他方案中,在终端中增设专用于射频环境检测的天线或感应装置,以及相应的电调谐元件、信号处理与控制电路,但这些硬件结构难以与终端主通信系统芯片组集成,显著地增加了终端的器件、体积和成本。
发明内容
本发明解决的问题是:提供一种天线模块选择方法和装置。
本发明实施例提供了一种天线模块选择方法,所述方法应用于终端设备,所述终端设备至少包括第一AiP和第二AiP,每个AiP包括至少一个ULA(Uniform Linear Array,均匀线性阵列)阵列和对应的至少一个UPA(Uniform Planar Array,均匀平面阵列)阵列,所述天线模块选择方法包括:所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果;所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果;以及基于所述第一比较结果和第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述特征参数值包括信号对应的波束的功率和/或旁瓣大小。
可选的,所述将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果包括:计算所述检测到的信号的特征参数值与所述预设的第一组特征参数值之间的第一差值;以及计算所述第一差值与所述预设的第一组特征参数值的第一比值,作为所述第一比较结果。
可选的,所述将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果包括:计算所述检测到的信号的特征参数值与所述预设的第二组特征参数值之间的第二差值;以及计算所述第二差值与所述预设的第二组特征参数值的第二比值,作为所述第二比较结果。
可选的,所述基于所述第一比较结果和第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发包括:比较所述第一比值和所述第二比值;以及选择最小的比值对应的AiP用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发包括:使用所述第一AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发。
可选的,如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则使用所述第一AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述天线模块选择方法还包括:如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则通过RRC协议进行波束扫描管理。
本发明实施例还提供了一种天线模块选择装置,所述天线模块选择装置应用于终端设备,所述终端设备至少包括第一AiP和第二AiP,每个AiP包括至少一个ULA阵列和对应的至少一个UPA阵列,所述天线模块选择装置包括:控制单元,用于控制所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,以及控制所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号;比较单元,用于将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果,以及将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果;以及判断单元,用于基于所述第一比较结果和所述第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述特征参数值包括信号对应的波束的功率和/或旁瓣大小。
可选的,所述比较单元还用于:计算检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与所述预设的第一组特征参数值之间的第一差值;以及计算所述第一差值与所述预设的第一组特征参数值的第一比值,作为所述第一比较结果。
可选的,所述比较单元还用于:计算检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与所述预设的第二组特征参数值之间的第二差值;以及计算所述第二差值与所述预设的第二组特征参数值的第二比值,作为所述第二比较结果。
可选的,所述判断单元还用于:比较所述第一比值和所述第二比值;以及选择最小的比值对应的AiP用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述判断单元还用于:确定使用所述第一AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者确定使用所述第二AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述判断单元还用于:如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则确定使用所述第一AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发。
可选的,所述判断单元还用于:如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则确定通过RRC协议进行波束扫描管理。
本发明实施例还提供了一种终端设备,包括上述任一天线模块选择装置。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述任一天线模块选择方法的步骤。
本发明的技术方案具有以下优点。
本发明实施例提供的天线模块选择方法和装置中,通过AiP中的ULA阵列检测对应的UPA阵列发射的信号,将终端设备中多个AiP检测到的信号的特征参数值与对应的预设特征参数值进行比较,基于比较结果选择波束性能最好的AiP用于终端设备的信号收发。因此,实现了终端对波束的本地检测和管理,并且无需增加额外硬件,节省了网络资源,减小了终端的成本和功耗。
进一步地,默认使用AiP中的UPA阵列进行信号收发,若检测到的UPA阵列发射的信号的波束性能都不理想,可以使用AiP中的ULA阵列进行信号收发。
进一步地,默认使用AiP中的UPA阵列进行信号收发,若检测到的UPA阵列发射的信号的波束性能都不理想,也可以使用RRC协议进行波束扫描和管理。
进一步地,每个AiP在不同时刻受遮挡的程度不尽相同,利用本发明实施例提供的方法实时检测、比较,可以实现AiP之间的动态切换,以保证更优的通信质量。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的AiP示意图;
图2是本发明一实施例提供的基于AiP结构的天线模块选择方法的流程示意图;
图3是本发明一实施例中基于AiP结构的天线模块选择装置的结构框图;
图4是本发明一实施例提供的基于AiP结构的波束调整方法的流程示意图;以及
图5是本发明一实施例提供的基于AiP结构的波束检测方法的流程示意图。
具体实施方式
如背景技术所述,现有的波束管理方法包括终端在网络中基于RRC协议完成波束管理,但这种方法不仅占用较多网络资源,终端侧还会产生较大的功耗。现有的波束管理方法还包括在终端中增设专用于射频环境检测的天线或感应装置,以及相应的电调谐元件、信号处理与控制电路,但这种方法加大了硬件结构集成的难度,增加了终端的体积和成本。
发明人经研究发现,终端在实际应用中最为常见的遮挡来自于天线射频模块安装附近的其它器件及外壳、手持及其它人体遮挡、终端附近其它对射频传播产生反射或折射的物体等等,这些因素与网络状态的相关性低。如果天线射频模块或终端直接感知附近的射频环境,天线射频模块可以本地检测并调整波束,终端可以选择波束最优配置,将提高波束调整效率、节约功耗。
本发明实施例提供了一种天线模块选择方法和装置,通过AiP中的ULA阵列检测对应的UPA阵列发射的信号,将终端设备中多个AiP检测到的信号的特征参数值与对应的预设特征参数值进行比较,基于比较结果选择波束性能最好的AiP用于终端设备的信号收发。因此,实现了终端对波束的本地检测和管理,并且无需增加额外硬件,节省了网络资源,减小了终端的成本和功耗。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。
参考图1,图1示出了本发明一实施例提供的AiP。所述AiP包括一组由多个天线单元101构成的ULA天线阵列和一组由多个天线单元102构成的UPA天线阵列,图1以每组天线阵列包括八个天线单元为例。在一些实施例中,一个AiP也可以包括多组ULA天线阵列和多组UPA天线阵列,ULA天线阵列和UPA天线阵列的数量一致,且ULA天线阵列与UPA天线阵列包含的天线单元数一致,形成一一对应的关系。
UPA阵列是AiP的主阵列,由于相控阵列在波束指向侧方一定角度后出现主瓣增益下降同时旁瓣增益上升的问题,一般设定主阵列UPA在某个最大工作角度外不再作为工作通道,而此空间区域由ULA阵列覆盖。因此AiP中同时设计有UPA和ULA至少两组阵列,并为它们配置相应独立的电路与控制处理通道。
参考图2,图2示出了本发明一实施例提供的天线模块选择方法的流程图。以下对具体步骤进行详细说明。
所述天线模块选择方法应用于终端设备,所述终端设备包括多个AiP,比如第一AiP和第二AiP,每个AiP包括至少一个ULA阵列和对应的至少一个UPA阵列。所述多个AiP置于所述终端设备内的不同位置。
当UPA阵列发射特定的信号时,由于UPA阵列和ULA阵列之间的耦合关系,ULA阵列的通道可以检测到相对固定的信号。
步骤S201中,所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果。
步骤S203中,所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果。
在一些实施例中,所述UPA阵列发射的信号为毫米波信号。
在一些实施例中,每个ULA阵列包括多个天线单元,每个UPA阵列也包括多个天线单元,并且所述ULA阵列包含的多个天线单元的数量与所述UPA阵列包含的多个天线单元的数量相等。在一些实施例中,所述ULA阵列检测对应的所述UPA阵列发射的信号可以包括:所述ULA阵列包括的多个天线单元分别检测对应的所述UPA阵列包括的多个天线单元发射的信号。
在一些实施例中,所述特征参数值包括相应信号对应的波束的功率和/或旁瓣大小。
在一些实施例中,所述预设的第一组特征参数值是所述终端设备中预存的关于所述第一AiP的特征参数值,所述预设的第二组特征参数值是所述终端设备中预存的关于所述第二AiP的特征参数值。所谓预存可以是,比如出厂时预存在终端设备的基带处理器的查找表中。
当AiP应用到终端设备后,除了AiP周边的电路器件和终端设备的外壳,AiP还会受到手持及其它人体遮挡、终端设备附近其它对射频传播产生反射或折射的物体等等。由于这些遮挡,此时天线阵列发射的信号对应的波束与AiP应用到终端设备前相比存在一定的偏离,即波束的性能与预设的会存在一定差距。终端设备中的多个AiP置于所述终端设备内的不同位置,因此每个AiP在同一时刻受到的遮挡程度不尽相同,为了保证通信质量,需要选择与预设性能差距最小的AiP来进行终端设备的信号收发。
所述预设的第一组特征参数值和所述预设的第二组特征参数值的获得方法在后续实施例中会详细讲述。
在一些实施例中,所述将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果包括:计算所述检测到的信号的特征参数值与所述预设的第一组特征参数值之间的第一差值;计算所述第一差值与所述预设的第一组特征参数值的第一比值,作为所述第一比较结果。即,通过步骤S201中的比较,从而知晓所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的性能与预设中的性能的差距。
在一些实施例中,所述将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果包括:计算所述检测到的信号的特征参数值与所述预设的第二组特征参数值之间的第二差值;计算所述第二差值与所述预设的第二组特征参数值的第二比值,作为所述第二比较结果。即,通过步骤S203中的比较,从而知晓所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的性能与预设中的性能的差距。
所述第一比值和所述第二比值反映了所述第一AiP和所述第二AiP受遮挡的程度。比值越大,受遮挡程度越严重。
步骤S205中,基于所述第一比较结果和第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP中用于所述终端设备的信号收发。
在一些实施例中,所述基于所述第一比较结果和第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发包括:比较所述第一比值和所述第二比值;选择最小的比值对应的AiP用于所述终端设备的信号收发。也就是说,步骤S205基于步骤S201和步骤S203中的比较结果,选择与预设性能差距小的AiP进行信号的收发。
在一些实施例中,所述使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发包括:使用所述第一AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发。
一般地,默认使用AiP中的UPA阵列进行信号的收发。在一些实施例中,所述天线模块选择方法还包括:如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值(即表明若继续使用对应UPA阵列发射信号,对应的波束参数会比预设中的偏离较多),那么使用所述第一AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发。
在一些实施例中,如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,还可以通过RRC协议进行波束扫描管理。
需要说明的是,这里以第一AiP和第二AiP为例表示多个AiP,在实际操作中,所述方法对所述终端设备中包括的所有AiP都执行步骤S201~S205中的操作,以找到具有最优波束配置的AiP用于终端设备的信号收发。
由于每个AiP会放置在终端设备的不同位置,因此不同时刻每个AiP受遮挡的程度不尽相同,即每个AiP发射的信号对应的波束质量不尽相同,可以利用上述实施例提供的方法实时检测、比较,实现AiP之间的动态切换,以保证更优的通信质量。
相应地,本发明实施例还提供一种天线模块选择装置。图3示出了所述天线模块选择装置30,所述天线模块选择装置30应用于终端设备,所述终端设备至少包括第一AiP和第二AiP,每个AiP包括至少一个ULA阵列和对应的至少一个UPA阵列。
所述天线模块选择装置30包括控制单元301,比较单元303和判断单元305。
所述控制单元301用于控制所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,以及控制所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号。
所述比较单元303用于将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果。所述比较单元303还用于将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果。
所述判断单元305用于:基于所述第一比较结果和所述第二比较结果,确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发。
在一些实施例中,所述特征参数值包括信号对应的波束的功率和/或旁瓣大小。
在一些实施例中,所述比较单元303还用于:计算检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与所述预设的第一组特征参数值之间的第一差值;以及计算所述第一差值与所述预设的第一组特征参数值的第一比值,作为所述第一比较结果。
在一些实施例中,所述比较单元303还用于:计算检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与所述预设的第二组特征参数值之间的第二差值;以及计算所述第二差值与所述预设的第二组特征参数值的第二比值,作为所述第二比较结果。
在一些实施例中,所述判断单元305还用于:比较所述第一比值和所述第二比值;以及选择最小的比值对应的AiP用于所述终端设备的信号收发。
在一些实施例中,所述判断单元305还用于:确定使用所述第一AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者确定使用所述第二AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发。
在一些实施例中,所述判断单元305还用于:如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则确定使用所述第一AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发。
在一些实施例中,所述判断单元305还用于:如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则确定通过RRC协议进行波束扫描管理。
在一些实施例中,所述控制单元301、所述比较单元303和/或所述判断单元305可以是处理器,比如CPU、MCU、DSP等。
本发明上述实施例提供的天线模块选择方法和装置中,通过AiP中的ULA阵列检测对应的UPA阵列发射的信号,将终端设备中多个AiP检测到的信号的特征参数值与对应的预设特征参数值进行比较,基于比较结果选择波束性能最好的AiP用于终端设备的信号收发。因此,实现了终端对波束的本地检测和管理,并且无需增加额外硬件,节省了网络资源,减小了终端的成本和功耗。
进一步地,默认使用AiP中的UPA阵列进行信号收发,若检测到的UPA阵列发射的信号的波束性能都不理想,可以使用AiP中的ULA阵列进行信号收发。
进一步地,默认使用AiP中的UPA阵列进行信号收发,若检测到的UPA阵列发射的信号的波束性能都不理想,也可以使用RRC协议进行波束扫描和管理。
进一步地,每个AiP在不同时刻受遮挡的程度不尽相同,利用本发明实施例提供的方法实时检测、比较,可以实现AiP之间的动态切换,以保证更优的通信质量。
相应地,本发明一实施例还提供了一种终端设备,所述终端设备包括上述任一天线模块选择装置。
以下实施例描述了图2所示的天线模块选择方法中所述预设的第一组特征参数值和所述预设的第二组特征参数值是如何获得的。
如图4所示,图4是本发明一实施例提供的基于AiP结构的波束调整方法的流程示意图。
所述AiP结构至少包括第一AiP,所述第一AiP包括至少一个ULA阵列和对应的至少一个UPA阵列。
步骤S401中,所述ULA阵列检测对应的所述UPA阵列发射的信号。
当AiP结构安装到终端设备后,不仅ULA阵列与UPA阵列之间形成有固定的物理通道,AiP周边的电路器件和终端设备的外壳等也成为确定的物理环境。当UPA阵列发射特定的信号时,由于UPA阵列和ULA阵列之间的耦合关系,ULA阵列的通道可以检测到相对固定的信号。
在一些实施例中,所述UPA阵列发射的信号为毫米波信号。
在一些实施例中,每个ULA阵列包括多个天线单元,每个UPA阵列也包括多个天线单元,并且所述ULA阵列包含的多个天线单元的数量与所述UPA阵列包含的多个天线单元的数量相等。在一些实施例中,所述ULA阵列检测对应的所述UPA阵列发射的信号可以包括:所述ULA阵列包括的多个天线单元分别检测对应的所述UPA阵列包括的多个天线单元发射的信号。
步骤S403中,将所述检测到的信号的特征参数值与预设的第一组信号特征参数值进行比较。
当AiP结构安装到终端设备后,AiP周边的电路器件和终端设备的外壳等会对AiP结构形成一定的遮挡。此时天线阵列发射的信号对应的波束与AiP结构完成设计定型时相比存在一定的偏离,影响性能。因此,需要基于此偏离对天线阵列进行一定的调整,使得相应的波束接近最初设计时的预设阈值,在一些实施例中,所述检测到的信号的特征参数值包括以下参数的任意组合:检测到的所述UPA阵列发射的信号对应的波束的方向角、主瓣和旁瓣的比值、旁瓣抑制和波束的功率。
在一些实施例中,所述预设的第一组信号特征参数值包括:当所述AiP结构处于无遮挡状态时,所述ULA阵列检测到对应的所述UPA阵列发射的信号的特征参数值。
步骤S405中,基于比较结果调节与所述UPA阵列相连的移相器,直至达到第一最优波束配置。
在一些实施例中,天线模块与射频前端电路相连,所述射频前端电路包括低噪声放大器、功率放大器、移相器、发射可变增益放大器、接收可变增益放大器、合路器、功分器、锁相环、变频器和振荡器等。基于步骤S403中的比较结果,可以调节与对应UPA阵列相连的移相器,使得发射信号对应的波束达到最优配置。
在一些实施例中,所述达到第一最优波束配置包括:检测到的所述UPA阵列发射的信号对应的波束的功率与预设的功率的偏差位于10%以内、和/或旁瓣抑制与预设的旁瓣抑制的偏差位于10%以内。
在一些实施例中,达到第一最优波束配置时,所述旁瓣抑制为15dB。
在一些实施例中,所述波束调整方法还包括:存储所述第一最优波束配置。
所述波束调整方法应用于所述AiP结构安装于终端设备后,此时AiP结构的遮挡来自于周围的电路器件和终端设备的外壳,通过步骤S405中的调节后,AiP结构中的UPA阵列发射的信号对应的波束达到了最优配置。
如上所述,可以通过一个AiP中的ULA阵列去检测该AiP中对应的UPA阵列发射的信号。为进一步提高实际环境中的全向通信能力并实现MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)功能,所述AiP结构可以包括多个AiP,所述多个AiP被布置于各个方向协同工作。此时多个AiP之间也形成了固定的物理通道。当某个AiP中的UPA阵列发射信号时,其他AiP中的ULA阵列也可以检测到相对固定的信号,从而调整波束。
具体的,当所述AiP结构包括多个AiP时,比如第一AiP和第二AiP,所述波束调整方法还包括:第二AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中的UPA阵列发射的信号;将所述第二AiP中的ULA阵列检测到的所述第一AiP中的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组信号特征参数值进行比较;基于比较结果调节与所述第一AiP中的UPA阵列相连的移相器,直至达到第二最优波束配置。
所述第二AiP中的ULA阵列检测到的所述第一AiP中的UPA阵列发射的信号的特征参数值包括以下参数的任意组合:检测到的所述UPA阵列发射的信号对应的波束的方向角、主瓣和旁瓣的比值、旁瓣抑制和波束的功率。
类似的,所述达到第二最优波束配置包括:所述第二AiP中的ULA阵列检测到的所述第一AiP中的UPA阵列发射的信号对应的波束的功率与预设的功率的偏差位于10%以内、和/或旁瓣抑制与预设的旁瓣抑制的偏差位于10%以内。
在一些实施例中,可以综合考虑同一AiP的检测结果和不同AiP之间的检测结果来调节移相器、调整波束。
当所述AiP结构包括多个AiP时,每个AiP中的ULA阵列均可以检测所述AiP中对应的所述UPA阵列发射的信号,将所述检测到的信号的特征参数值与该组所述UPA阵列预设的信号特征参数值进行比较,并基于比较结果调节与所述UPA阵列相连的相移器,直至达到最优波束配置。
本发明上述实施例提供的基于AiP结构的波束调整方法中,通过AiP结构中的ULA阵列检测对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的信号的特征参数值与预设的信号特征参数值进行比较,基于比较结果调节与所述UPA阵列相连的移相器,直至达到最优波束配置,并存储所述最优波束配置。所述方法可以应用于AiP结构安装于终端设备时,此时AiP周边的电路器件和外壳等成为确定的物理环境,当UPA阵列发射特定的毫米波信号时,通过对应的ULA阵列可以检测到相对固定的信号。由于AiP结构周围存在一定的遮挡(即周边的电路器件和外壳等),检测到的信号特征参数值与预设的信号特征参数值存在一定差异,通过调节相应的移相器使得AiP达到最优波束配置。上述实施例提供的波形调整方法中对每个AiP存储所述最优波束配置的意义在于:当包括所述AiP结构的终端设备投入实际应用中时,其周围将存在更多的遮挡,可以将检测到的信号的参数值与所述存储的最优波束配置进行比较,基于比较结果可以选择基于性能最好的AiP进行信号收发。也就是说,所述波束调整方法中存储的最优波束配置即是上述天线模块选择方法中的预设的特征参数值。
如上实施例所述,所述波束调整方法中的所述预设的第一组信号特征参数值包括:当所述AiP结构处于无遮挡状态时,所述ULA阵列检测到对应的所述UPA阵列发射的信号的特征参数值。也就是所述AiP结构刚设计定型好还未装入终端设备时,所述ULA阵列检测到对应的所述UPA阵列发射的信号的特征参数值。下面的实施例给出了具体的检测方法。
参考图5,图5示出了本发明一实施例提供的基于AiP结构的波束检测方法的流程图。
步骤S501中,所述ULA阵列检测对应的所述UPA阵列发射的信号。
当AiP结构设计定型后,ULA阵列与UPA阵列之间即形成了固定的物理通道。当UPA阵列发射特定的信号时,由于UPA阵列和ULA阵列之间的耦合关系,ULA阵列的通道可以检测到相对固定的信号。
在一些实施例中,所述UPA阵列发射的信号为毫米波信号。
在一些实施例中,每个ULA阵列包括多个天线单元,每个UPA阵列也包括多个天线单元,并且所述ULA阵列包含的多个天线单元的数量与所述UPA阵列包含的多个天线单元的数量相等。在一些实施例中,所述ULA阵列检测对应的所述UPA阵列发射的信号可以包括:所述ULA阵列包括的多个天线单元分别检测对应的所述UPA阵列包括的多个天线单元发射的信号。
步骤S503中,存储第一组检测结果,所述第一组检测结果包括所述ULA阵列检测到的所述UPA阵列发射的信号的特征参数值。
在一些实施例中,所述第一组检测结果包括以下参数的任意组合:检测到的所述UPA阵列发射的信号对应的波束的方向角、主瓣和旁瓣的比值、旁瓣抑制和波束的功率。
在一些实施例中,所述第一组检测结果存储在查找表中。所述查找表设置于基带处理器中,所述基带处理器和所述AiP结构之间由射频前端电路连接。
所述检测方法应用于所述AiP结构设计定型后,此时AiP结构处于无遮挡状态,检测到的所述UPA阵列发射的信号的特征参数值即为所述AiP结构被设计时的预设特征参数值,即理想值,也就是上述实施例的波束调整方法中提到的预设的信号特征参数值。
在一些实施例中,所述波束检测方法还包括:第二AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中的UPA阵列发射的信号;以及存储第二组检测结果,所述第二组检测结果包括所述第二AiP中的ULA阵列检测到的所述第一AiP中的UPA阵列发射的信号的参数值。
从本发明的上述实施例可以看出,当AiP设计定型后,既可以通过同一AiP的ULA阵列检测对应的UPA阵列发射的信号,也可以通过不同AiP的ULA阵列来检测UPA阵列发射的信号。
当所述AiP结构包括多个AiP时,每个AiP中的ULA阵列都可以对相应的UPA阵列发射的信号进行检测,并存储检测结果。
本发明上述实施例提供的基于AiP结构的波束检测方法中,通过AiP结构中的ULA阵列检测该ULA阵列对应的UPA阵列发射的信号,并对检测结果进行存储。所述方法可以应用于AiP结构完成设计定型时,此时UPA阵列与ULA阵列之间形成了固定的物理通道,当UPA阵列发射特定的信号时,通过对应的ULA阵列可以检测到相对固定的信号。此时AiP结构周围不存在多余的遮挡,即处于较理想的环境中,检测到的结果即是AiP结构设计时的预设阈值。存储所述检测结果的意义在于:当AiP结构周围存在遮挡时,可以将检测到的信号的参数值与所述存储的预设阈值进行比较,基于比较结果可以判断出实际发射的波束与设计中存在一定偏离,进而据此调整波束。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述任一方法的步骤。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (16)
1.一种天线模块选择方法,应用于终端设备,其特征在于,所述终端设备至少包括第一AiP和第二AiP,每个AiP包括至少一个ULA阵列和对应的至少一个UPA阵列,所述天线模块选择方法包括:
所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果;
所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号,将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果;以及
基于所述第一比较结果和第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发,
其中,所述特征参数值包括信号对应的波束的功率和/或旁瓣大小,所述预设的第一组信号特征参数值是:当所述第一AiP和第二AiP处于无遮挡状态时,所述第一AiP中的ULA阵列检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号对应的波束的功率和/或旁瓣抑制偏差10%以内的值,所述预设的第二组信号特征参数值是:当所述第一AiP和第二AiP处于无遮挡状态时,所述第二AiP中的ULA阵列检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号对应的波束的功率和/或旁瓣抑制偏差10%以内的值。
2.如权利要求1所述的天线模块选择方法,其特征在于,所述将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果包括:
计算所述检测到的信号的特征参数值与所述预设的第一组特征参数值之间的第一差值;以及
计算所述第一差值与所述预设的第一组特征参数值的第一比值,作为所述第一比较结果。
3.如权利要求2所述的天线模块选择方法,其特征在于,所述将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果包括:
计算所述检测到的信号的特征参数值与所述预设的第二组特征参数值之间的第二差值;以及
计算所述第二差值与所述预设的第二组特征参数值的第二比值,作为所述第二比较结果。
4.如权利要求3所述的天线模块选择方法,其特征在于,所述基于所述第一比较结果和第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发包括:
比较所述第一比值和所述第二比值;以及
选择最小的比值对应的AiP用于所述终端设备的信号收发。
5.如权利要求1所述的天线模块选择方法,其特征在于,所述使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发包括:
使用所述第一AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发。
6.如权利要求1所述的天线模块选择方法,其特征在于,还包括:
如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则使用所述第一AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发。
7.如权利要求1所述的天线模块选择方法,其特征在于,还包括:
如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则通过RRC协议进行波束扫描管理。
8.一种天线模块选择装置,应用于终端设备,其特征在于,所述终端设备至少包括第一AiP和第二AiP,每个AiP包括至少一个ULA阵列和对应的至少一个UPA阵列,所述天线模块选择装置包括:
控制单元,用于控制所述第一AiP中的ULA阵列检测所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号,以及控制所述第二AiP中的ULA阵列检测所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号;
比较单元,用于将检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第一组特征参数值进行比较,获得第一比较结果,以及将检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与预设的第二组特征参数值进行比较,获得第二比较结果;以及
判断单元,用于基于所述第一比较结果和所述第二比较结果确定使用所述第一AiP或所述第二AiP用于所述终端设备的信号收发,
其中,所述特征参数值包括信号对应的波束的功率和/或旁瓣大小,所述预设的第一组信号特征参数值是:当所述第一AiP和第二AiP处于无遮挡状态时,所述第一AiP中的ULA阵列检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号对应的波束的功率和/或旁瓣抑制偏差10%以内的值,所述预设的第二组信号特征参数值是:当所述第一AiP和第二AiP处于无遮挡状态时,所述第二AiP中的ULA阵列检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号对应的波束的功率和/或旁瓣抑制偏差10%以内的值。
9.如权利要求8所述的天线模块选择装置,其特征在于,所述比较单元还用于:
计算检测到的所述第一AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与所述预设的第一组特征参数值之间的第一差值;以及
计算所述第一差值与所述预设的第一组特征参数值的第一比值,作为所述第一比较结果。
10.如权利要求9所述的天线模块选择装置,其特征在于,所述比较单元还用于:
计算检测到的所述第二AiP中对应的UPA阵列发射的信号的特征参数值与所述预设的第二组特征参数值之间的第二差值;以及
计算所述第二差值与所述预设的第二组特征参数值的第二比值,作为所述第二比较结果。
11.如权利要求10所述的天线模块选择装置,其特征在于,所述判断单元还用于:
比较所述第一比值和所述第二比值;以及
选择最小的比值对应的AiP用于所述终端设备的信号收发。
12.如权利要求8所述的天线模块选择装置,其特征在于,所述判断单元还用于:
确定使用所述第一AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者确定使用所述第二AiP中的所述UPA阵列用于所述终端设备的信号收发。
13.如权利要求8所述的天线模块选择装置,其特征在于,所述判断单元还用于:
如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则确定使用所述第一AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发,或者使用所述第二AiP中的所述ULA阵列用于所述终端设备的信号收发。
14.如权利要求8所述的天线模块选择装置,其特征在于,所述判断单元还用于:
如果所述第一比较结果和所述第二比较结果均超过预定阈值,则确定通过RRC协议进行波束扫描管理。
15.一种终端设备,其特征在于,包括如权利要求8至14中任一项所述的天线模块选择装置。
16.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令运行时执行权利要求1至7中任一项所述天线模块选择方法的步骤。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910098508.2A CN111294080B (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 天线模块选择方法及装置、终端设备、计算机可读存储介质 |
US16/976,597 US11664872B2 (en) | 2019-01-31 | 2020-01-06 | Beam detection method and device, beam adjusting method and device, antenna module selection method and device, and computer readable storage media |
PCT/CN2020/070388 WO2020156038A1 (zh) | 2019-01-31 | 2020-01-06 | 波束检测和调整方法及装置、天线模块选择方法及装置、计算机可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910098508.2A CN111294080B (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 天线模块选择方法及装置、终端设备、计算机可读存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111294080A CN111294080A (zh) | 2020-06-16 |
CN111294080B true CN111294080B (zh) | 2021-03-23 |
Family
ID=71026299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910098508.2A Active CN111294080B (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 天线模块选择方法及装置、终端设备、计算机可读存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111294080B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104656055A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-05-27 | 华中科技大学 | 一种基于大规模多天线系统的单一信号到达角估计方法 |
CN107040296A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-08-11 | 北京航空航天大学 | 毫米波通信中的信道估计方法 |
CN107682038A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-02-09 | 努比亚技术有限公司 | 一种天线切换方法、多天线终端及计算机可读存储介质 |
WO2018124950A1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Channel correlation feedback in a wireless communication system |
-
2019
- 2019-01-31 CN CN201910098508.2A patent/CN111294080B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104656055A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-05-27 | 华中科技大学 | 一种基于大规模多天线系统的单一信号到达角估计方法 |
WO2018124950A1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Channel correlation feedback in a wireless communication system |
CN107040296A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-08-11 | 北京航空航天大学 | 毫米波通信中的信道估计方法 |
CN107682038A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-02-09 | 努比亚技术有限公司 | 一种天线切换方法、多天线终端及计算机可读存储介质 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Antenna structure: impact on MIMO transmission and remaining modeling issues;Huawei等;《3GPP TSG RAN WG1 Meeting #86》;20160826;第2节 * |
DIRECTION OF ARRIVAL ESTIMATION WITH UNIFORM PLANAR ARRAY;WEI,LILI等;《IEEE》;20171231;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111294080A (zh) | 2020-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11444370B1 (en) | Antenna system for a large appliance | |
CA2866294C (en) | Antenna system | |
US9270355B2 (en) | Control method of radio communication system, radio communication system, and radio communication apparatus | |
US20050179607A1 (en) | Method and apparatus for dynamically selecting the best antennas/mode ports for transmission and reception | |
US10382117B2 (en) | Operating a wireless communication system | |
CN107615091B (zh) | 一种波束信号跟踪方法、设备及系统 | |
US10505274B2 (en) | Modal antenna array for interference mitigation | |
EP1738564A2 (en) | Mitigation of wireless transmit/receive unit (wtru) to wtru interference using multiple antennas or beams | |
CN103259102A (zh) | 一种全向覆盖的智能天线 | |
US20040043794A1 (en) | Radio communication apparatus | |
CN111294121B (zh) | 基于AiP结构的波束调整方法及装置、计算机可读存储介质 | |
TW201815086A (zh) | 毫米波段無線通訊基地台天線的新式架構設計 | |
CN114124143A (zh) | 射频系统和客户前置设备 | |
US20200229003A1 (en) | Access Point Device and Communication Method | |
CN111294080B (zh) | 天线模块选择方法及装置、终端设备、计算机可读存储介质 | |
US20230143724A1 (en) | Method for beam report in wireless communication system with beamforming | |
CN111294093B (zh) | 基于AiP结构的波束检测方法及装置、计算机可读存储介质 | |
JP3612010B2 (ja) | 偏波制御システムおよびその制御方法 | |
KR20150020550A (ko) | Mimo 신호 송신 및 수신 디바이스, 및 적어도 하나의 이러한 디바이스를 포함하는 시스템 | |
WO2020156038A1 (zh) | 波束检测和调整方法及装置、天线模块选择方法及装置、计算机可读存储介质 | |
EP3809604A1 (en) | Method of operating an apparatus for transmitting and/or receiving radio frequency signals | |
US11616539B2 (en) | Beamforming method and apparatus for massive MIMO system | |
CN113225111A (zh) | 一种波束形成的方法及相关设备 | |
JP4435740B2 (ja) | マルチアンテナ装置 | |
CN115379470B (zh) | 波束成形方法及相关装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |