CN115176423A - Mimo系统中的波束管理和天线校准 - Google Patents

Abstract

描述了涉及用于无线通信的收发器和接收器的毫米波(mmWave)和亚mmWave技术、装置和方法。各种方面包括一种通信设备的装置，其包括天线阵列和与天线阵列耦合的处理电路。处理电路被配置为基于在天线阵列处接收到的接收信号来初始化波束跟踪算法，其中，在波束跟踪中使用的天线相位受相位上限和相位下限的约束，以生成波束跟踪结果。处理电路还被配置为基于波束跟踪结果来生成校准向量并且使用基于校准向量进行调适的码本来接收后续传输。

Description

MIMO系统中的波束管理和天线校准

技术领域

本公开的一些方面涉及使用天线和天线结构进行无线信号的通信的无线通信设备(例如，移动设备和基站)。本公开的一些方面涉及按照第5代(5G)无线系统操作的设备。本公开的一些方面涉及按照无线千兆比特联盟(Wireless Gigabit Alliance，WiGig)(例如，IEEE 802.11ad)协议或者其他802.x协议操作的设备。本公开的一些方面涉及多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)系统中的天线阵列校准。本公开的一些方面涉及用于视线(line-of-sight，LoS)MIMO通信的基于轨道角动量(orbital angularmomentum，OAM)的半开环空间复用方案。本公开的一些方面涉及OAM和MIMO系统的传输模式切换。

背景技术

各种无线电通信技术使用波束成形来改善发送和/或接收增益。波束校准是一种可以用来改善增益的方法。然而，校准误差可能通过系统中的非线性、加热和噪声被引入。

此外，随着连通性需求的增大和可用的无线电频谱变得拥挤，天线阵列被用来实现多输入多输出(MIMO)通信系统，这使得能够经由空间复用获得更多的自由度，并且帮助运营商满足对频谱效率的日益增长的需求。然而，为了在这些系统中获得最大的复用增益，系统发送器和接收器必须具有关于信道条件的知识。当存在多个天线和严格的时延约束时，这可能很难实现，因为获得这种知识要求大量的训练开销、大量的反馈开销、和/或每个天线元件的信道估计的低质量。

此外，传统的无线网络使用各种波束成形和空间复用技术来最大化发送器和接收器之间的信道容量。在短程无线媒体传送使用场景中(传输距离小于6英尺)，例如，WiGig(在60GHz)使用波束成形技术，以通过最大化信号从发送器到接收器的空间增益来最大化总吞吐量。轨道角动量(OAM)是一种空间复用方案，该方案可用于通过沿着同一传播轴和物理信道发送和检测相互正交的OAM模式，来倍增总信道容量。一些物理信道条件非常适合OAM，但其他条件则会更适合波束成形或者其他传播方案，以实现更高的总信道容量。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的标号在不同视图中可描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似标号可表示相似组件的不同实例。附图以示例方式而非限制方式概括图示了本文档中论述的各种方面。

图1图示了根据一些方面的示范性用户设备。

图1A图示了根据一些方面的毫米波(mmWave)系统，该系统可与图1的设备结合使用。

图2图示了根据一些方面的示范性基站无线电头端。

图3A图示了根据一些方面的示范性毫米波通信电路。

图3B图示了根据一些方面的图3A中所示的示范性发送电路的多个方面。

图3C图示了根据一些方面的图3A中所示的示范性发送电路的多个方面。

图3D图示了根据一些方面的图3A中所示的示范性射频电路的多个方面。

图3E图示了根据一些方面的图3A中的示范性接收电路的多个方面。

图4图示了根据一些方面的图3A中的示范性可使用RF电路。

图5A图示了根据一些方面的示范性无线电前端模块(RFEM)的一方面。

图5B图示了根据一些方面的示范性无线电前端模块的替换方面。

图6图示了根据一些方面的图1或图2中可使用的示范性多协议基带处理器。

图7图示了根据一些方面的示范性混合信号基带子系统。

图8A图示了根据一些方面的示范性数字基带子系统。

图8B图示了根据一些方面的示范性基带处理子系统的替换方面。

图9图示了根据一些方面的示范性数字信号处理器子系统。

图10A图示了根据一些方面的加速器子系统的示例。

图10B图示了根据一些方面的替换示范性加速器子系统。

图11图示了根据一些方面的示范性全数字mmWave接收器架构。

图12图示了根据一些方面的用于闭环波束跟踪的波束边界。

图13图示了根据一些方面的用于天线阵列校准的方法。

图14图示了根据一些方面的视线MIMO通信系统。

图15图示了根据一些方面的天线元件的矩形阵列。

图16图示了根据一些方面的用于空间复用的方法。

图17图示了根据一些实施例的几个OAM模式。

图18图示了根据一些方面的轨道角动量(OAM)模式选择和带有注水的功率分配。

图19A图示了根据一些方面的，当对于每个OAM模式使用一个天线元件时，基于信噪比(SNR)和发送器与接收器之间的距离的OAM模式选择。

图19B图示了根据一些方面的，当对于每个OAM模式使用不同数目的天线元件时，基于信噪比(SNR)和发送器与接收器之间的距离的OAM模式选择。

图20图示了根据一些方面的用于传输模式切换的方法的流程图。

图21图示了根据一些方面的诸如演进型节点B(eNB)、下一代节点B(gNB)、接入点(AP)、无线站(STA)、移动站(MS)或用户设备(UE)之类的通信设备的框图。

具体实施方式

图1图示了根据一些方面的示范性用户设备。用户设备100在一些方面中可以是移动设备，并且包括应用处理器105、基带处理器110(也称为基带子系统)、无线电前端模块(radio front end module，RFEM)115、存储器120、连通性子系统125、近场通信(nearfield communication，NFC)控制器130、音频驱动器135、相机驱动器140、触摸屏145、显示驱动器150、传感器155、可移除存储器160、电力管理集成电路(power managementintegrated circuit，PMIC)165、以及智能电池170。

在一些方面中，应用处理器105可包括例如一个或多个中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)核心和以下各项中的一个或多个：缓存存储器、低压差(low drop-out，LDO)电压调节器、中断控制器、诸如SPI、I2C或通用可编程串行接口子系统之类的串行接口、实时时钟(real-time clock，RTC)、包括间隔和看门狗定时器在内的定时器-计数器、通用IO、诸如SD/MMC之类的存储卡控制器、USB接口、MIPI接口、和/或联合测试访问组(Joint Test Access Group，JTAG)测试访问端口。

在一些方面中，基带处理器110可例如被实现为包括一个或多个集成电路的焊入式基板、焊接到主电路板的单个封装集成电路、和/或包括两个或更多个集成电路的多芯片模块。

mmWave技术的应用可包括例如WiGig和未来的5G，但mmWave技术可以适用于各种电信系统。mmWave技术对短程电信系统可能特别有吸引力。WiGig设备在未经许可的60Hz波段中操作，而5G mmWave预期最初将在得到许可的28Hz和39Hz波段中操作。图1A示出了mmWave系统中的示例基带子系统110和RFEM 115的框图。

图1A图示了根据本公开一些方面的mmWave系统100A，该系统可与图1的设备100结合使用。系统100A包括两个组件：基带子系统110和一个或多个无线电前端模块(RFEM)115。RFEM 115可以通过单条同轴线缆190连接到基带子系统110，它提供经调制的中频(intermediate frequency，IF)信号、DC电力、钟控信号和控制信号。

基带子系统110没有被完全示出，但图1A改为示出了模拟前端的实现方式。这包括发送器(TX)部分191A，它具有到中频(IF)(在当前实现方式中约为10GHz)的上变频器173；接收器(RX)部分191B，它具有从IF到基带的下变频175；控制和复用电路177，它包括组合器，来将发送和接收信号复用/解复用到单条电缆190上。此外，基带电路板上还包括电力三通电路192(其包括分立组件)来为RFEM 115提供DC电力。在一些方面中，TX部分和RX部分的组合可以被称为收发器，本文所描述类型的一个或多个天线或天线阵列可以耦合到该收发器。

RFEM 115可以是小型电路板，包括若干个印刷天线和一个或多个RF设备，其中包含多个无线电链，包括到毫米波频率的上变频/下变频174、功率组合器/分配器176、可编程移相178和功率放大器(power amplifier，PA)180、低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)182、以及控制和电力管理电路184A和184B。这种安排可能不同于Wi-Fi或者蜂窝实现方式，Wi-Fi或者蜂窝实现方式一般将所有的RF和基带功能集成到单个单元中，而只有天线经由同轴线缆远程连接。

这种架构上的差异可能是由在毫米波频率下同轴线缆中的非常大的功率损耗所驱动的。这些功率损耗可能降低天线处的发送功率并且降低接收灵敏度。为了避免这个问题，在一些方面中，PA 180和LNA 182可以被移动到带有集成天线的RFEM 115。此外，RFEM115可包括上变频/下变频174，以便通过同轴线缆190的IF信号可以处于更低的频率。下文将论述mmWave 5G装置、技术和特征的其他系统情境。

图2图示了根据一些方面的示范性基站或基础设施设备无线电头端。基站无线电头端200可包括以下各项中的一个或多个：应用处理器205、基带处理器210、一个或多个无线电前端模块215、存储器220、电力管理集成电路(PMIC)225、电力三通电路230、网络控制器235、网络接口连接器240、卫星导航接收器(例如，GPS接收器)245、以及用户接口250。

在一些方面中，应用处理器205可包括一个或多个CPU核心和以下各项中的一个或多个：缓存存储器、低压差(LDO)电压调节器、中断控制器、诸如SPI、I2C或通用可编程串行接口之类的串行接口、实时时钟(RTC)、包括间隔和看门狗定时器在内的定时器-计数器、通用IO、诸如SD/MMC之类的存储卡控制器、USB接口、MIPI接口和联合测试访问组(JTAG)测试访问端口。

在一些方面中，基带处理器210可例如被实现为包括一个或多个集成电路的焊入式基板、焊接到主电路板的单个封装集成电路、或者包括两个或更多个集成电路的多芯片子系统。

在一些方面中，存储器220可包括以下各项中的一个或多个：易失性存储器，包括动态随机访问存储器(dynamic random access memory，DRAM)和/或同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)；以及非易失性存储器(nonvolatile memory，NVM)，包括高速电可擦除存储器(通常称为闪速存储器)、相变随机访问存储器(phase change randomaccess memory，PRAM)、磁阻随机访问存储器(magnetoresistive random access memory，MRAM)、和/或三维交叉点存储器。存储器220可被实现为焊入式封装集成电路、插座式存储器模块和插入式存储卡中的一个或多个。

在一些方面中，电力管理集成电路225可包括以下各项中的一个或多个：电压调节器、电涌保护器、电力报警检测电路以及诸如电池或电容器之类的一个或多个备用电源。电力报警检测电路可检测掉电(欠电压)和电涌(过电压)状况中的一个或多个。

在一些方面中，电力三通电路230可提供从网络线缆汲取的电力。电力三通电路230可利用单条线缆向基站无线电头端200既提供电力供给也提供数据连通性。

在一些方面中，网络控制器235可利用诸如以太网之类的标准网络接口协议来向网络提供连通性。可利用物理连接来提供网络连通性，该物理连接是电的(通常称为铜互连)、光的或无线的之一。

在一些方面中，卫星导航接收器245可包括电路来对由诸如全球定位系统(globalpositioning system，GPS)、全球导航卫星系统(Globalnaya NavigatsionnayaSputnikovaya Sistema，GLONASS)、伽利略和/或北斗之类的一个或多个导航卫星星座发送的信号进行接收和解码。接收器245可向应用处理器205提供数据，该数据可包括位置数据或时间数据中的一个或多个。时间数据可被应用处理器205用来将操作与其他无线电基站或基础设施设备同步。

在一些方面中，用户接口250可包括一个或多个按钮。按钮可包括重置按钮。用户接口250也可包括一个或多个指示器，例如LED和显示屏。

图3A图示了根据一些方面的示范性mmWave通信电路；图3B和3C图示了根据一些方面的图3A中所示的发送电路的多个方面；图3D图示了根据一些方面的图3A中所示的射频电路的多个方面；图3E图示了根据一些方面的图3A中的接收电路的多个方面。图3A中所示的毫米波通信电路300可改为被根据功能来分组。图3中所示的组件在这里是出于说明目的而提供的，并且可包括在图3中没有示出的其他组件。

毫米波通信电路300可包括协议处理电路305(或处理器)或者其他用于处理的装置。协议处理电路305可实现以下各项中的一个或多个：介质接入控制(medium accesscontrol，MAC)、无线电链路控制(radio link control，RLC)、封包数据会聚协议(packetdata convergence protocol，PDCP)、无线电资源控制(radio resource control，RRC)以及非接入层面(non-access stratum，NAS)功能，等等。协议处理电路305可包括一个或多个处理核心来执行指令以及一个或多个存储器结构来存储程序和数据信息。

毫米波通信电路300还可包括数字基带电路310。数字基带电路310可实现物理层(PHY)功能，包括以下各项中的一个或多个：混合自动重复请求(hybrid automatic repeatrequest，HARQ)功能、加扰和/或解扰、编码和/或解码、层映射和/或解映射、调制符号映射、接收符号和/或比特度量确定、多天线端口预编码和/或解码(这可包括空间-时间、空间-频率或空间编码中的一个或多个)、参考信号生成和/或检测、前导序列生成和/或解码、同步序列生成和/或检测、控制信道信号盲解码、以及其他相关功能。

毫米波通信电路300还可包括发送电路315、接收电路320和/或天线阵列电路330。毫米波通信电路300还可包括RF电路325。在一些方面中，RF电路325可包括用于发送和/或接收的一个或多个并行RF链。每个RF链可连接到天线阵列电路330的一个或多个天线。

在一些方面中，协议处理电路305可包括控制电路的一个或多个实例。控制电路可为数字基带电路310、发送电路315、接收电路320和/或RF电路325中的一个或多个提供控制功能。

图3B和3C图示了根据一些方面的图3A中所示的发送电路的多个方面。图3B中所示的发送电路315可包括数字到模拟转换器(digital to analog converter，DAC)340、模拟基带电路345、上变频电路350和/或滤波和放大电路355中的一个或多个。DAC 340可以将数字信号转换成模拟信号。模拟基带电路345可以执行多种功能，如下文所示。上变频电路350可将来自模拟基带电路345的基带信号上变频到RF频率(例如，mmWave频率)。滤波和放大电路355可以对模拟信号进行滤波和放大。可在协议处理电路305与DAC 340、模拟基带电路345、上变频电路350和/或滤波和放大电路355中的一个或多个之间提供控制信号。

图3C中所示的发送电路315可包括数字发送电路365和RF电路370。在一些方面，来自滤波和放大电路355的信号可被提供给数字发送电路365。如上所述，可在协议处理电路305与数字发送电路365和RF电路370中的一个或多个之间提供控制信号。

图3D图示了根据一些方面的图3A中所示的射频电路的多个方面。射频电路可包括无线电链电路372的一个或多个实例，无线电链电路在一些方面中可包括一个或多个滤波器、功率放大器、低噪声放大器、可编程移相器、以及电力供应源。

射频电路325在一些方面中还可包括功率组合和分配电路374。在一些方面中，功率组合和分配电路374可双向地操作，使得同一物理电路可被配置为在设备在进行发送时作为功率分配器操作，而在设备在进行接收时作为功率组合器操作。在一些方面中，功率组合和分配电路374可包括一个或多个完全或部分分开的电路来在设备在进行发送时执行功率分配并且在设备在进行接收时执行功率组合。在一些方面中，功率组合和分配电路374可包括无源电路，该无源电路包括被布置成树的一个或多个双向功率分配器/组合器。在一些方面中，功率组合和分配电路374可包括有源电路，该有源电路包括放大器电路。

在一些方面中，射频电路325可连接到图3A中的发送电路315和接收电路320。射频电路325可以经由一个或多个无线电链接口376和/或组合无线电链接口378连接到发送电路315和接收电路320。在一些方面中，一个或多个无线电链接口376可提供到一个或多个接收或发送信号的一个或多个接口，其中每个信号与单个天线结构相关联。在一些方面中，组合无线电链接口378可提供到一个或多个接收或发送信号的单个接口，其中每个信号与一组天线结构相关联。

图3E图示了根据一些方面的图3A中的接收电路的多个方面。接收电路320可包括一个或多个并行接收电路382和/或一个或多个组合接收电路384。在一些方面中，一个或多个并行接收电路382和一个或多个组合接收电路384可包括一个或多个中频(IF)下变频电路386、IF处理电路388、基带下变频电路390、基带处理电路392以及模拟到数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)电路394。就本文使用的而言，术语“中频”是指在发送、接收和/或信号处理的中间步骤中，载波频率(或频率信号)被移动到的频率。IF下变频电路386可将接收到的RF信号转换到IF。IF处理电路388可处理IF信号，例如，经由滤波和放大。基带下变频电路390可将来自IF处理电路388的信号转换到基带。基带处理电路392可以处理基带信号，例如，经由滤波和放大。ADC电路394可将处理后的模拟基带信号转换到数字信号。

图4图示了根据一些方面的图3A的示范性RF电路。在一方面中，图3A中的RF电路325(在图4中使用标号425来描绘)可包括以下各项中的一个或多个：IF接口电路405、滤波电路410、上变频和下变频电路415、合成器电路420、滤波和放大电路424、功率组合和分配电路430、以及无线电链电路435。

图5A和图5B图示了根据一些方面的图1和图2中所示电路中可使用的无线电前端模块的各方面。图5A图示了根据一些方面的无线电前端模块(RFEM)的一方面。RFEM 500包含了毫米波RFEM 505和一个或多个超六千兆赫射频集成电路(RFIC)515和/或一个或多个亚六千兆赫RFIC522。在这个方面中，一个或多个亚六千兆赫RFIC 515和/或一个或多个亚六千兆赫RFIC 522可以与毫米波RFEM 505物理分离。RFIC 515和522可包括到一个或多个天线520的连接。RFEM 505可包括多个天线510。

图5B图示了根据一些方面的无线电前端模块的替换方面。在这个方面中，毫米波和亚六千兆赫无线电功能都可被实现在同一物理无线电前端模块(RFEM)530中。RFEM 530可包含毫米波天线535和亚六千兆赫天线540两者。

图6图示了根据一些方面的在图1或者图2中所示的系统和电路中可使用的多协议基带处理器600。在一方面中，基带处理器可包含一个或多个数字基带子系统640A、640B、640C、640D，在这里它们也被统称为数字基带子系统640。

在一方面中，一个或多个数字基带子系统640A、640B、640C、640D可经由互连子系统665耦合到CPU子系统670、音频子系统675和接口子系统680中的一个或多个。在一方面中，一个或多个数字基带子系统640可经由互连子系统645耦合到数字基带接口660A、660B和混合信号基带子系统635A、635B的每一者中的一个或多个。

在一方面中，互连子系统665和645可各自包括总线点到点连接和片上网络(network-on-chip，NOC)结构的每一者中的一个或多个。在一方面中，音频子系统675可包括以下各项中的一个或多个：数字信号处理电路、缓冲存储器、程序存储器、话音处理加速器电路、诸如模拟到数字和数字到模拟转换器电路之类的数据转换器电路、以及包括一个或多个放大器和滤波器的模拟电路。

图7图示了根据一些方面的示范性混合信号基带子系统700。在一方面中，混合信号基带子系统700可包括以下各项中的一个或多个：IF接口705、模拟IF子系统710、下变频器和上变频器子系统720、模拟基带子系统730、数据转换器子系统735、合成器725以及控制子系统740。

图8A图示了根据一些方面的数字基带处理子系统801。图8B图示了根据一些方面的数字基带处理子系统802的替换方面。

在图8A的一方面中，数字基带处理子系统801可包括以下各项的每一者中的一个或多个：数字信号处理器(digital signal processor，DSP)子系统805A,805B,…805N，互连子系统835，启动加载器子系统810，共享存储器子系统815，数字I/O子系统820，以及数字基带接口子系统825。

在图8B的一方面中，数字基带处理子系统802可包括以下各项的每一者中的一个或多个：加速器子系统845A,845B,…845N、缓冲存储器850A,850B,…850N、互连子系统835、共享存储器子系统815，、数字I/O子系统820、控制器子系统840、以及数字基带接口子系统825。

在一方面中，启动加载器子系统810可包括被配置为执行与一个或多个DSP子系统805的每一者相关联的程序存储器和运行状态的配置的数字逻辑电路。一个或多个DSP子系统805的每一者的程序存储器的配置可包括从数字基带处理子系统801和802外部的存储装置加载可执行程序代码。与一个或多个DSP子系统805的每一者相关联的运行状态的配置可包括以下步骤中的一个或多个：将可被包含到一个或多个DSP子系统805的每一者中的至少一个DSP核心的状态设置为其不在运行的状态，以及将可被包含到一个或多个DSP子系统805的每一者中的至少一个DSP核心的状态设置为其开始执行从预定义存储器位置开始的程序代码的状态。

在一方面中，共享存储器子系统815可包括以下各项中的一个或多个：只读存储器(read-only memory，ROM)、静态随机访问存储器(static random access memory，SRAM)、嵌入式动态随机访问存储器(embedded dynamic random access memory，eDRAM)、和/或非易失性随机访问存储器(non-volatile random access memory，NVRAM)。

在一方面中，数字I/O子系统820可包括以下各项中的一个或多个：诸如集成电路间(Inter-Integrated Circuit，I²C))、串行外围接口(Serial Peripheral Interface，SPI)或其他1线、2线或3线串行接口之类的串行接口，诸如通用输入输出(general-purposeinput-output，GPIO)、寄存器访问接口和直接存储器访问(direct memory access，DMA)之类的并行接口。在一方面中，在数字I/O子系统820中实现的寄存器访问接口可允许数字基带处理子系统801外部的微处理器核心对控制和数据寄存器和存储器中的一个或多个进行读取和/或写入。在一方面中，在数字I/O子系统820中实现的DMA逻辑电路可允许在存储器位置(包括数字基带处理子系统801内部和外部的存储器位置)之间传送连续的数据块。

在一方面中，数字基带接口子系统825可支持在基带处理子系统和数字基带处理子系统801外部的混合信号基带或射频电路之间传送数字基带样本。在一方面中，由数字基带接口子系统825传送的数字基带样本可包括同相和正交(I/Q)样本。

在一方面中，控制器子系统840可包括控制和状态寄存器和控制状态机的每一者中的一个或多个。在一方面中，控制和状态寄存器可经由寄存器接口被访问并且可提供以下各项中的一个或多个：控制状态机的开始和停止操作，将控制状态机重置到默认状态，配置可选的处理特征，和/或配置中断的生成，以及报告操作的状态。在一方面中，一个或多个控制状态机的每一者可控制一个或多个加速器子系统845的每一者的操作的序列。在同一基带子系统中可以有图8A和图8B两者的实现方式的示例。

图9图示了根据一些方面的数字信号处理器(DSP)子系统900。

在一方面中，DSP子系统900可包括以下各项的每一者中的一个或多个：DSP核心子系统905，、本地存储器910、直接存储器访问(DMA)子系统915、加速器子系统920A,920B…920N、外部接口子系统925、电力管理电路930、以及互连子系统935。

在一方面中，本地存储器910可包括只读存储器、静态随机访问存储器或者嵌入式动态随机访问存储器的每一者中的一个或多个。

在一方面中，DMA子系统915可提供寄存器和控制状态机电路，其被适配为在存储器位置之间(包括DSP子系统900内部和外部的存储器位置)传送数据块。

在一方面中，外部接口子系统925可支持DSP子系统900外部的微处理器系统对可实现在DSP子系统900中的存储器、控制寄存器和状态寄存器中的一个或多个的访问。在一方面中，外部接口子系统925可支持在DMA子系统915和DSP核心子系统905中的一个或多个的控制下在本地存储器910和DSP子系统900外部的存储装置之间传送数据。

图10A图示了根据一些方面的加速器子系统1000的示例。图10B图示了根据一些方面的加速器子系统1000的示例。

在一方面中，加速器子系统1000可包括以下各项的每一者中的一个或多个：控制状态机1005、控制寄存器1010、存储器接口1020、暂存存储器1025、计算引擎1030A…1030N、以及数据流接口1035A,1035B。

在一方面中，控制寄存器1010可以配置和控制加速器子系统1000的操作，这可包括以下各项中的一个或多个：借由启用寄存器比特来启用或禁用操作，通过写入停止寄存器比特来停止正在进行的操作，提供参数以配置计算操作，提供存储器地址信息以识别一个或多个控制和数据结构的位置，配置中断的生成，或者其他控制功能。

在一方面中，控制状态机1005可以控制加速器子系统1000的操作的序列。

用于MIMO接收器的天线阵列校准的方法

无线芯片到芯片通信可包括接收器处的多个天线系统。对于这种通信的总数据速度要求可能非常大，并且高频率(例如，太赫兹波段)经常被用于这种通信。然而，多天线系统可能由于系统中的加热或非线性和噪声而具有校准误差。由此产生的校准误差将影响波束成形性能，这进而又会导致干扰增大、信噪比(SNR)下降和数据速率降低。

用于校准多天线系统的一些方法利用预校准的波束成形向量。然而，由于加热或者天线电气属性的变化，预先校准的码表值可能无效，导致干扰增大。

用于校准多天线系统的一些其他方法可包括闭环波束跟踪方法，它根据接收信号的空间相关性来盲调适波束方向，以最大化接收信号功率。然而，闭环波束跟踪可能导致波束成形向量具有非常高的旁瓣，它从干扰中捕捉功率，并且在块差错率上产生重大损失。损失可依据干扰方向和强度而增大。此外，多波束跟踪方法可能过于复杂。

根据一些方面的方法、系统和装置为否则可能表现出上述校准误差的多天线系统提供了低复杂度的盲数字波束校准。根据一些方面的方法可以通过减轻天线阵列相位误差来最大化波束成形增益，正如本文将描述的那样。盲波束校准可以改善通信的时延，因为没有导频序列被用于校准，并且校准可以基于信道中的任何通信信号来进行。相比之下，其他类型的校准要求导频序列的周期性传输。此外，数字波束成形的优点是允许在与数据路径平行的数字域中进行波束校准。可以在如图11中描绘的全数字接收器中执行根据各方面的方法。

图11图示了根据一些方面的示范性全数字mmWave接收器架构1100。在空间域上进行压缩，其中N_r个天线1112通过ADC 1106被馈送以提供N_r个复信号y 1114。盲波束校准由波束校准电路1118使用输入1114执行，并且向压缩电路1108提供波束成形向量1120，该压缩电路进而向基带处理电路1110提供波束成形输出1116。

波束校准的优化度量在一些方面中可包括接收信号功率的最大化，这是通过在校准向量上最大化来进行的(见下文式(1))。对于给定数目的I/O接口链路M，根据各方面的方法跟踪在时域中提供最大接收功率的M个波束。

其中D是波束成形方向并且c是校准误差，y是接收信号(其中不要求训练)，并且diag(c)是校准向量的对角化。

成本函数使波束成形之后的接收信号功率最大化。根据提出的方面的方法使用时域样本，而没有对时间和频率偏移校正的要求。这种盲方法在频域和时域都能起作用。为了减小上述的高旁瓣，对根据本文描述的方面的闭环波束跟踪方法施加约束。

根据式(2)给出在第k个天线处接收到的信号：

y_k(t)＝h_kx(t)+n(t) (2)

以向量形式，这可被写为

y(t)＝hx(t)+n(t) (3)

其中x(t)是发送信号，h是信道，并且n(t)是噪声信号。

h可被表达为：

h＝∑_c∑_mg_cma(θ_cm) (4)

其中到达角a(θ)＝[1e^jπsinθ…e^{j(K-1)πsinθ}] (5)

并且g_cm是第c^个簇中的第m^个元素的复增益。

给定波束成形矩阵D，可以从D中选择就接收信号功率而言最佳(最高波束成形增益)的波束方向d_best。最佳波束的相位值被表示为：

对于具有N个天线的均一线性阵列。为了避免向干扰方向发散，根据一些方面设置了相位约束，以使得在运行闭环波束跟踪之后，方法不会将波束引向其他波束方向(这可能会促成干扰)。相应地，相位约束被定义：

对于具有N个天线的线性阵列，θ_range ^-为下限，θ_range ⁺为上限。鉴于天线阵列中的天线数目为N，(N/2-1,…,0)e表示天线阵列的左侧相对于中心元件的相位偏移。(0,…,N/2-1)e表示天线阵列的右侧的相位偏移。注意，天线元件的线性增加是由于天线元件的均一线性排列而引起的。注意，max{.,v}来自校准误差的限度。如果没有max{.,v}，中央两个天线元件的校准误差限度等于零。这意味着这些天线不能有校准误差。为了对此进行调整，添加了max{.,v}，以使得中央两个天线元件具有(-v,v)校准误差。每个天线的校准误差可被表达为[-e,e]，它限制了向其他波束方向的发散，而v是由于加热引起的最大相对相位误差的上限。相位约束在图12中被示为波束边界1202、1204和1206。

闭环波束跟踪算法被如下执行：

权重

是由使波束成形信号r(t)的输出功率最大化的算法确定的：

这种算法的一个示例是使用使输出功率最大化的等增益组合技术

其中相位根据下式被约束：

其中μ是收敛参数。

如上所述，在运行闭环校准之后，相位值会收敛到使接收信号功率最大化的值。本质上，这个算法解决了接收器路径处的任何相位校准误差。θ_k在每个采样时间被更新，以找到每个天线的最佳相位。

在找到经校准的波束成形向量w之后，计算校准波束的相位与未校准波束的原始相位之间的差异(例如，“校准误差”)，以找到c，来用于式(1)中：

上文描述的闭环算法通过调整每个天线元件相位来使波束成形增益最大化。在式(13)中计算的相同校准误差被用于校准整个码本(例如，对于每个波束)，因为校准误差对于所有波束方向是共同的。换句话说，因为每个波束方向使用相同的天线阵列，所以每个波束方向应当具有相同的校准误差，因为天线阵列的天线全都经受相同的热量、噪声和其他条件。此外，如果每个波束的校准方式不同，则正交性就会丧失，并且干扰将会增大。

图13图示了根据一些方面的用于天线阵列校准的方法1300。方法1300的一些操作可以由处理电路执行，例如压缩电路1108(图11)，或者基带处理器110(图1)。方法1302可以开始于处理电路确定波束成形方向的矩阵中的哪个最佳波束方向是最佳的，其中“最佳”波束方向是使接收功率最大化的波束方向。在一些方面中，可以基于式(2)-(6)来确定最佳波束方向，如前文所述。在一些方面中，可以周期性地确定波束成形方向，或者在注意到通信的退化时确定波束成形方向。

示例方法1300继续进行操作1304，处理电路初始化相位约束。在一些方面中，相位约束可以被定义为如上文参考式(7)-(8)所描述的那样，如前文所述。示例方法1300继续进行操作1306，处理电路根据例如如前文所述的式式(9)-(12)执行接收信号的闭环波束跟踪。

示例方法1300继续进行操作1308和1310，其中处理电路确定已校准波束的相位和未校准波束的原始相位之间的差异，以根据前文所述的式(13)确定校准误差，以确定校准误差。一旦确定了校准误差，就可以基于校准误差为后续通信调整码本。如前文所述，计算出的相同校准误差被用于校准整个码本，以限制波束之间的干扰。

用于视线(LoS)MIMO通信的基于轨道角动量(OAM)的半开环空间复用方案。

天线阵列可被用于实现MIMO通信系统，这使得能够经由空间复用获得更多的自由度，并且帮助运营商满足对频谱效率的日益增长的需求。在长程视线(LoS)通信中，信道矩阵的秩为1。对于长程LoS，可以应用单个数据流的波束成形来提供覆盖。

对于短程LoS(芯片到芯片通信是短程通信的一个示例，虽然各方面不限于此)，信道矩阵具有高秩(其中实际的秩取决于具体距离和天线元件的数目)，并且可以实现更高的复用增益。可以实现这种复用增益的最大距离是由发送器和接收器孔径的大小以及波长决定的。对于高频应用，例如太赫兹通信，这种“短”距离在实践中变得适用。

为了从信道实现最大的复用增益，当前系统中的发送器和接收器电路获得关于信道矩阵(channel matrix，CSI)的详细知识。当存在多个天线和严格的时延约束时，获得这样的知识可能很困难，因为它要求大量的训练开销，大量的反馈开销，和/或每个天线元件的信道估计的低质量。根据一些方面的装置、系统和方法提供了一种方案，该方案仅对通信前的简单扇形扫描要求反馈，而不要求关于信道本身的完全知识。盲功率分配是在半开环MIMO复用的预先计算的正交流上执行的。在一些方面中，可以基于轨道角动量(OAM)模式来分配功率。由于信道是LoS(例如，没有或只有很少散射体)，所以可以基于发送器和接收器阵列的几何形状，以半开环方式提供复用增益。

根据各方面的方法提供了用于MIMO LoS系统的复用方案。虽然此方案适用于任何通信范围，但它对短程的效果最好，提供了相对于标准波束成形的显著复用增益。根据各方面的MIMO波束成形利用了固定的发送-接收天线阵列结构。根据各方面的方法不对每个天线估计信道，从而减小了延时。根据各方面的方法通过使用扇形扫描选择波束方向中的一个或多个来优化空间复用波束成形，这可以增大SNR。此外，当发送器和接收器没有对准时，扇形扫描很容易找到波束成形。

图14图示了根据一些方面的视线MIMO通信系统1400。系统1400包括发送器天线阵列1402和接收器天线阵列1404。每个阵列1402、1404包括在一个平面上的若干个天线元件。阵列1402、1404被假设为具有增益0dBi的全向性；然而，各方面并不局限于此，并且根据各方面的方法可以被扩展以允许天线的任意增益和指向性模式。发送器天线阵列1402在平面上的位置

处有N个天线元件1406，如图15中所示。例如，对于某个分离度Δ，均一线性阵列有(x_i,y_i)＝(iΔ,0),i＝1,…,N。类似地，接收器天线阵列1404在位置

处有M个天线元件1408。

根据各方面的方法包括预计算阶段，其中虚拟MIMO信道矩阵

被如下计算(例如由基带处理器110(图1)计算)，假设阵列在与彼此的距离z处是完全对齐的，其中z是可以如下所述选择的参数。

其中λ是波长，并且d_ij是Rx天线元件i(1408)和TX天线元件j(1406)之间的距离，由下式给出：

注意，上面定义的信道矩阵是归一化的，并且实际的信道矩阵可以通过将

乘以路径损耗来获得；然而，这对于预计算阶段而言并不重要。

预计算距离z是设计参数，并且应当足够大以捕捉信道的正确属性。一般而言，z越接近实际的通信范围，方案的表现就越好；然而，实际通信范围通常是事先不知道的。作为经验法则，z≈d_R，其中d_R是瑞利距离：

量D_TX和D_RX分别是发送器天线阵列1402和接收器天线阵列1404的孔径直径。由元件位置

给出的天线阵列的直径被定义为：

计算

的奇异值分解：

其中

和

是满足U^*U＝V^*V＝I_r的矩阵，

是对角矩阵，对角线上是

的非负奇异值，按照降序排列。这里，r是

的秩。通常，对于LoS大规模MIMO而言，r＜＜min(M,N)。

在各方面中，预计算阶段只被执行一次，并且是通信系统设计的一部分。然后，结果被存储在发送器和接收器上(或者只有部分结果被存储，这取决于实施例)。下文描述的通信方案使用U和V中与OAM模式相对应的特征向量和奇异值Σ(这是为“虚拟”信道计算的)来复用几个信息流，而不需要知道实际信道矩阵H。这假设

可以作为H的近似，直到某个缩放(这取决于距离)和相控转向(这取决于发送器天线阵列1402和接收器天线阵列1404之间的角度)为止。角度可以用传统技术来测量，例如扇形扫描。缩放可以从SNR测量中推导出来，如下所述。然而，要注意，信道矩阵的缩放对特征向量U和V是不重要的，因此这些可以不经任何修改地被使用。

在后续的通信阶段中，发送器天线阵列1402和接收器天线阵列1404遵循一个协议，以根据阵列方向找出期望的TX和RX波束方向。例如，可以遵循基于码本的波束成形和穷举式发送和接收搜索来进行波束对准，其中发送器执行扇形扫描以找到接收器处的最佳发送方向(同时接收器全向侦听)。然后，接收器将向发送器报告最佳发送方向。然后，接收器执行扇形扫描以找到最佳接收方向(其中发送器在发送器扇形扫描中刚刚找到的方向上发送)。假设接收家电有全数字毫米波结构，那么接收器扇形扫描实际上可以在零时间内完成。

一旦执行了扇形扫描和波束成形，就可以通过至少两种方式之一来发生通信。在第一种通信方法中，根据各方面，发送器(例如，发送器部分191A(图1A))使用预编码矩阵V来复用r个独立的数据流，其中在所有r个流上均匀分配功率。相应地，接收器(例如，接收器部分191B(图1A))通过将接收信号乘以U^*来执行后处理。回顾一下，r是“虚拟”信道矩阵

的秩，它是在前文描述的预计算阶段中发现的，它只取决于阵列几何形状，并且在通信开始之前在发送器和接收器处都是已知的。

有效信道矩阵的尺寸为r×r，这显著小于实际信道矩阵尺寸M×N。接收器基于这个较小的有效信道矩阵执行信道估计，并且随后使用例如最小均方误差(minimum mean-square error，MMSE)后续干扰消除(subsequent interference cancellation，SIC)对信号进行解码。

可替换地，在根据其他方面的第二种通信方法中，执行注水(在恒定的总功率下将功率指派给多个信道)以执行功率分配，而不需要首先执行信道估计。接收器使用从扇形扫描确定的选定的TX和RX波束来测量SNR。可以由以下表达式来近似SNR：

其中，P是总发送功率，N₀是白噪声的功率谱密度，W是系统带宽，H是实际(未知)信道矩阵，并且1是全一列向量。

在(19)获得的SNR测量被反馈给发送器。在实践中，SNR可能是在TX和RX之间已知的参考/前导符号上测量的。根据这第二种通信方法，H被近似为：

对于某个标量ρ。在这个假设下，连同近似

(它在z>d_R的情况下成立)：

该近似被用于缩放在预计算阶段中发现的

的奇异值，以使得奇异值近似H的特征值，然后对这些近似的奇异值应用注水算法。具体而言，注水算法被用来解决以下优化问题：

其中

i＝1,…,r，是在预计算阶段中发现的

的奇异值。

发送器使用计算出的功率分配，来利用在预计算阶段中发现的矩阵V，复用r个(或者更少，这取决于注水结果)数据流。接收器可以使用矩阵U来应用MMSE-SIC解复用。

图16图示了根据一些方面的用于空间复用的方法1600。在各方面中，方法1600可以由处理电路(例如，基带处理器110(图1)、发送器部分191A(图1A)、接收器部分191B(图1A)，等等)执行。

方法1600开始于操作1602，处理电路执行发送扇形扫描以确定最佳发送方向。方法1600可继续进行操作1604，处理电路基于最佳发送方向执行接收扇形扫描。操作还可包括在接收扇形扫描之后对多个流进行MIMO检测。

方法1600可以继续进行操作1606，处理电路使用最佳发送方向和最佳接收器方向来测量接收器处的信噪比。操作1606可以根据前文提供的式(19)和附带的描述进行。

方法1600可以继续进行操作1608，处理电路基于信噪比计算用于后续传输的功率分配。操作1608可以根据式(20)-(22)和附带的描述进行。可以使用注水算法来执行功率分配，该算法可被应用于具有自适应流数目的复用流。流的数目也可以基于SNR。功率可被分配给活跃流，并且活跃流可以基于SNR来确定。

方法1600还可包括其他操作，例如根据前文提供的式(14)-(18)和附带的描述，基于通信设备的发送天线阵列和接收天线阵列的几何形状，生成缩减的信道矩阵。可以基于这个缩减的信道矩阵来生成全信道矩阵的近似。可以基于缩减的信道矩阵来对多个数据流进行复用。用于复用的预编码器可包括从缩减信道矩阵中提取的信道的特征向量。缩减的信道矩阵可以基于发送天线阵列和接收天线阵列之间的选定距离。可以基于在接收器处检测到的SNR来估计该距离。

用于OAM和MIMO系统的传输模式切换的方法

轨道角动量(OAM)是一种电磁波现象，其中波前以具有2πm相移的螺旋相位波前传播，m是表示模式顺序的整数。各种研究工作表明，不同阶数的OAM波束是正交的，因此，在理想情况下，它们不会相互干扰。这意味着，例如，阶数为m＝0的OAM波束不会与任何其他OAM模式阶数相互作用，即使所有模式基本上同时在同一物理“自由空间”信道内沿着同一轴线传播。然而，在现实中，由于工程限制和信道损伤，OAM模式可能会经历由于模式生成伪影以及信道多径和反射效应造成的串扰。尽管存在这些非理想情况，OAM仍是一种优秀的候选传输技术，用于发送器和接收器之间有视线的高吞吐量数据链路，特别是像WiGig这样的短程通信。

OAM在多径贫乏的LoS场景中也很受欢迎，因为在这种情况下，模式串扰最小，并且与传统的空间多复用视线链路(例如，传统的MIMO)相比，信道容量倍增。

图17图示了根据一些方面的几个OAM模式。左列1710描绘了在自由空间中传播的OAM模式1710a,1710b,…,1710e。可以观察到波前的螺旋式传播模式。中间列1720图示了每个模式的波前的平面截面的相位剖面。右列1730示出了每个模式的每个传播OAM波前的幅度剖面。为了在无线通信中生成和接收OAM模式，适当的无线电系统通信架构将解决OAM天线拓扑结构、模式生成/接收拓扑结构和多OAM信令。例如，OAM天线拓扑结构根据一些方面可包括同心天线阵列以使用贴片天线元件生成若干个OAM模式。在一些示例中，圆形天线阵列的同心环可以生成单独的OAM模式。每个同心天线阵列环将生成不同的模式，所需模式的总数决定了所使用的同心环的数目。每个同心天线阵列环可以由任何类型的天线元件组成。例如，可以使用方形贴片天线。然而，也可以使用圆形或者其他几何形状的贴片天线。另外，贴片天线不是一个必要要求，因为可以使用任何类型的天线。此外，一些方面可以使用除了天线同心环以外的其他东西。

与传统的无线通信系统一样，OAM通信系统包括传统的系统模块，例如用于数字信号处理的基带组件，包括诸如滤波器、放大器、本地振荡器、混频器和其他组件之类的RF元件的RF前端组件，以及天线系统。

OAM系统的实现方法确定了系统架构，这取决于OAM模式传输技术。OAM通信系统可被用于在不同的OAM模式中传输单独的数据流，或者在多种模式中传输一个单一的数据流，以便提供空间分集，来缓解由多径问题引起的衰减信道。另外，该系统可适应于这两种传输类型之间的配置。在一个实施例中，n个数据流可以被映射到n个模式，这可被称为全复用。在另一实施例中，少于n个数据流可以被映射到n个OAM模式，提供了部分分集和部分复用。在另外一个实施例中，一个数据流可以被映射到n个模式，这可被称为全分集。

将较少的数据流复用到更高数目的模式，将有助于通过DSP改善模式分离，并且当可靠性比吞吐量更重要时，建议采用这种方法。将相同数目的数据流复用到相同数目的模式是创建正交分集路径的一种方式，并且当更高的数据速率是优先考虑的时候，通常会使用这种方式。一般而言，OAM系统架构可被设计成允许一个或多个数据信号被复用到一个或多个模式，范围从全空间复用到分集传输不等。为了接收器处的更容易解调和更低设计复杂性，发送器可以向接收器发出信号，指出有多少数据流被复用了。此外，接收器可以反馈解调质量信息(例如，通过BER)，以便发送器可以调适复用顺序。接收器也可以反馈给发送器关于发送多少个复用流的建议，因为它知道它接收到的所有OAM模式的质量。

在无线通信中，多流传输通常是通过MIMO天线配置完成的，其中发送器处有n个天线并且接收器处有n个天线，并且n个流作为独立的不同数据流被从发送器同时发送。在信道内，流相互干扰，但它们在接收器处被利用信道反转和信号处理技术进行解复用。

在毫米波实现方式中，MIMO和OAM之间有两个主要差异。毫米波信号从结构反射很差；因此，很难获得充分数目的独立信号路径，这是获得良好的MIMO信道所必要的。MIMO在多径丰富的信道中蓬勃发展，而OAM在多径贫乏的视线(LoS)环境中蓬勃发展。在多径贫乏视线(LoS)环境中，OAM模式以最低限度的跨模式干扰沿着同一轴线传播。

各种波束成形和空间复用技术可被用于最大化发送器和接收器之间的信道容量。正如至少从以上描述会明白的，一些物理信道条件非常适合OAM，但其他条件则会更适合波束成形或者其他传播方案，以实现更高的总信道容量。根据一些方面的方法提供了一种灵活的传输方案来通过依据信道条件在波束成形、MIMO和OAM模式之间切换以最大化系统吞吐量，从而来最大化数据吞吐量。接收器反馈可被用于估计信道并且选择适当的信令方案。因此，根据各方面的方法和装置使用闭环信令。此外，信道可能作为时间的函数随机变化；因此，估计的信道信息将被用于自适应地确定是否应当选择波束成形或者若干OAM传输方法之一。

在毫米波系统中，例如在WiGig中，波束成形被用来为收发器之间的通信指引定向高增益波束，以在很大程度上抵消与毫米波传输相关联的高路径损耗。由于毫米波频率下的更大的可用带宽(例如，WiGig在60-GHz的传输波段内有7GHz的带宽)，在这些频率上的通信是可取的，因为在宽频传输信道上可以获得高数据吞吐量。在用户设备中，波束成形是通过将给定数目的RF链连接到给定数目的紧密间隔的天线元件来实现的。各天线元件间的定相将决定波束成形的方向。在波束成形系统中，接收器将信道质量度量反馈给发送器，以便最好地确定高增益波束指向的最佳方向。

对于传统的波束成形，只有一个单一的数据流可以沿着波束的路径被发送。根据各方面的智能传输方案可以在波束成形和OAM模式的组合之间进行机会性的切换，以实现最大的总信道容量。另外，在丰富散射环境中，根据各方面的系统可以依据信道质量和条件在OAM、波束成形和MIMO复用/分集模式之间切换。

下面的描述假设：1.)对于发送器和接收器之间的给定距离，OAM模式经历不同的路径损耗；2.)更高的OAM模式看到更高的路径损耗；3.)OAM模式0相当于传统的波束成形；4.)如果信道是LoS，则OAM模式可被假设为是正交的，没有串扰；如果信道是非LoS，则OAM模式交叉干扰的机会很大。因此，由此可见，丰富散射信道可以从MIMO复用或者分集中受益。

考虑到可用的OAM模式并且知道了信道状态(例如，是LoS还是非LoS)，根据各方面的方法选择可用OAM模式(包括波束成形)的子集，并且将可用的发送功率分配给活跃的OAM模式。对于LoS信道，由于OAM模式是正交的，所以注水可以最优地选择OAM模式及其相应的分配功率。

图18图示了根据一些方面的OAM模式选择和带有注水的功率分配。示出了四种OAM模式：OAM模式0(相当于传统波束成形)、模式1、模式2和模式3。如图所示，总功率P被最优地分配，以使得OAM模式0被分配P₀功率，模式1被分配P₁功率，并且模式2被分配P₂功率，假设OAM模式3不活跃(假设信道上的噪声表明OAM模式3应当不活跃)。在一些方面中，功率可以在选定的模式之间被平均分配，或者所有模式都可以被激活，并且功率在它们之间被平均分配。在一些方面中，例如，只执行波束成形，并且只有OAM模式0将是活跃的。路径损耗可随着距离而增大，并且路径损耗可随着OAM模式增大而增大。

可以使用天线阵列来实现OAM模式。接收天线元件的数目决定了接收器处的OAM/波束成形组合之后的有效噪声功率。对于OAM模式0、1、2和3，天线元件的数目可以分别为1、4、8和12。一般而言，发送器和接收器OAM/波束成形组合之后模式k的SNR为：

其中P_k是分配给模式k的发送功率，α_k是OAM模式k的有效路径增益，包括发送器和接收器处的OAM/波束成形处理增益，并且N_k是用于OAM模式k接收的天线元件的数目。要注意，总功率等于分配给所有活跃模式的发送功率之和。

如果不管SNR如何，所有OAM模式都保持活跃，那么波束成形在低SNR范围中优于OAM。在较短的距离上，OAM优于波束成形，并且如果应用智能模式选择和注水，则OAM性能将收敛到波束成形性能。随着距离更长，非LoS条件更有可能发生，在这种情况下，OAM的串扰正交性失效，不应当选择OAM。

图19A图示了根据一些方面的，当对于每个OAM模式使用一个天线元件时，基于信噪比(SNR)和发送器与接收器之间的距离的OAM模式选择。图19B图示了根据一些方面的，当对于每个OAM模式使用不同数目的天线元件时，基于信噪比(SNR)和发送器与接收器之间的距离的OAM模式选择。在这两幅图中，都可以看出，活跃OAM模式的数目随着SNR而增大，并且随着距离增大而减小。

图20图示了根据一些方面的用于传输模式切换的方法2000的流程图。在各方面中，方法2000可以由处理电路(例如，基带处理器110(图1)、发送器部分191A(图1A)、接收器部分191B(图1A)，等等)执行。

方法2000可以开始于操作2002，处理电路接收输入，包括总发送功率、信道状态和OAM模式路径损耗，以及其他输入。方法2000的操作可以被周期性地执行，在确定丢弃的数据封包或者其他次优信道条件时执行，等等。

方法2000可以继续进行操作2004，处理电路确定通信是否为LoS。例如，这可以基于到接收器的距离、信道状态和检测到的路径损失来确定。然而，各方面不限于此。如果通信是LoS，则处理电路将在操作2006中执行注水并且选择若干个OAM模式。处理电路在操作2008中执行功率分配。操作2008可以以类似于上文参考图18和附文描述的方式进行。该处理电路

如果通信不是LoS，则在操作2010中选择其他传输模式(例如，MIMO或者时空代码(space-time code，STC)通信)。在任何情况下，方法2000的结果可包括存储在通信设备的存储器中的数据2012，例如，关于选择哪些和多少OAM模式、相应的发送功率分配、传输模式以及其他传输相关数据。

其他装置

图21图示了根据一些方面并且执行本文公开的一个或多个技术的诸如演进型节点B(evolved Node-B，eNB)、下一代节点B(next generation Node-B，gNB)、接入点(accesspoint，AP)、无线站(wireless station，STA)、移动站(mobile station，MS)或用户设备(user equipment，UE)之类的通信设备的框图。在替换方面中，通信设备2100可作为独立的设备来操作或者可以连接(例如，联网)到其他通信设备。

电路(例如，处理电路)是在包括硬件(例如，简单电路、门、逻辑，等等)的设备2100的有形实体中实现的电路的集合。电路成员资格随着时间的流逝可以是灵活的。电路包括当操作时可单独或组合地执行指定的操作的成员。在一示例中，电路的硬件可被永恒地设计为执行特定操作(例如，硬连线的)。在一示例中，电路的硬件可包括可变连接的物理组件(例如，执行单元、晶体管、简单电路，等等)，其中包括被物理修改(例如，磁修改、电修改、不变聚集粒子的可移动放置，等等)来编码特定操作的指令的机器可读介质。

在连接物理组件时，硬件成分的底层电属性被改变，例如从绝缘体改变成导体，或者反之。指令使得嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机构)能够经由可变连接用硬件创建电路的成员来在操作时执行特定操作的一些部分。因此，在一示例中，机器可读介质元件是电路的一部分或者在设备操作时通信地耦合到电路的其他组件。例如，任何物理组件可被用在多于一个电路的多于一个成员中。例如，在操作中，执行单元可在一个时间点被用在第一电路系统的第一电路中，并且在不同的时间被第一电路系统中的第二电路或者被第二电路系统中的第三电路再使用。关于设备3200的这些组件的附加示例如下。

在一些方面中，设备2100可作为独立的设备来操作或者可以连接(例如，联网)到其他设备。在联网部署中，通信设备2100在服务器-客户端网络环境中可作为服务器通信设备、客户端通信设备或者这两者来操作。在一示例中，通信设备2100在对等(peer-to-peer，P2P)(或者其他分布式)网络环境中可充当对等通信设备。通信设备2100可以是UE、eNB、PC、平板PC、STB、PDA、移动电话、智能电话、web家电、网络路由器、交换机或者网桥，或者任何能够执行指定该通信设备要采取的动作的(顺序的或其他方式的)指令的通信设备。另外，虽然只图示了单个通信设备，但术语“通信设备”也应被理解为包括单独或联合执行指令的集合(或多个集合)以执行本文论述的方法之中的任何一者或多者的通信设备的任何集合，例如云计算、软件即服务(software as a service，SaaS)以及其他计算机集群配置。

如本文所述的示例可包括逻辑或若干个组件、模块或机构，或者可在逻辑或若干个组件、模块或机构上操作。模块是能够执行指定的操作并且可按一定方式来配置或布置的有形实体(例如，硬件)。在一示例中，电路可按指定的方式被布置为模块(例如，在内部或者对于外部实体，例如其他电路)。在一示例中，一个或多个计算机系统(例如，单机、客户端或服务器计算机系统)或者一个或多个硬件处理器的全部或部分可由固件或软件(例如，指令、应用部分或者应用)配置为进行操作来执行指定操作的模块。例如，软件可驻留在通信设备可读介质上。在一示例中，软件当被模块的底层硬件执行时使得该硬件执行指定的操作。

因此，术语“模块”被理解为涵盖有形实体，不论是物理构造的、特别配置(例如，硬连线)的还是临时(例如，暂态)配置(例如，编程)来以指定方式操作或者执行本文描述的任何操作的一部分或全部的实体。考虑其中模块被临时配置的示例，不需要在任何一个时刻实例化每个模块。例如，在模块包括利用软件配置的通用硬件处理器的情况下，该通用硬件处理器在不同时间可被配置为各个不同的模块。软件可相应地将硬件处理器配置为例如在一个时刻构成一特定模块并且在一不同的时刻构成一不同的模块。

通信设备(例如，UE)2100可包括硬件处理器2102(例如，中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)、图形处理单元(graphics processing unit，GPU)、硬件处理器核心，或者这些的任何组合)、主存储器2104、静态存储器2106、以及大容量存储装置2107(例如，硬盘驱动器、磁带驱动器、闪存设备、或者其他块或存储设备)，其中的一些或全部可经由互连链路(例如，总线)2108与彼此通信。

通信设备2100还可包括显示设备2110、字母数字输入设备2112(例如，键盘)、以及用户界面(user interface，UI)导航设备2114(例如，鼠标)。在一示例中，显示设备2110、输入设备2112和UI导航设备2114可以是触摸屏显示器。通信设备2100还可包括信号生成设备2118(例如，扬声器)、网络接口设备2120，以及一个或多个传感器2121，例如全球定位系统(global positioning system，GPS)传感器、指南针、加速度计、或者另一传感器。通信设备2100可包括输出控制器2128，例如串行(例如，通用串行总线(universal serial bus，USB))、并行或者其他有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(near field communication，NFC)等等)连接以与一个或多个外围设备(例如，打印机、读卡器，等等)通信或者控制一个或多个外围设备。

存储设备2107可包括通信设备可读介质2122，其上存储了体现本文描述的任何一个或多个技术或功能或者被本文描述的任何一个或多个技术或功能所利用的一组或多组数据结构或指令2124(例如，软件)。在一些方面中，处理器2102的寄存器、主存储器2104、静态存储器2106和/或大容量存储装置2107可以是或者可以包括(完全或至少部分包括)设备可读介质2122，其上存储着数据结构或指令2124的一个或多个集合，这些数据或指令体现着本文描述的任何一个或多个技术或功能或者被其所利用。在一示例中，硬件处理器2102、主存储器2104、静态存储器2104或者大容量存储装置2116之一或者其任何组合可构成设备可读介质2122。

就本文使用的而言，术语“设备可读介质”与“计算机可读介质”或“机器可读介质”是可互换的。虽然通信设备可读介质2122被图示为单个介质，但术语“通信设备可读介质”可包括被配置为存储一个或多个指令2124的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或关联的缓存和服务器)。术语“通信设备可读介质”包含术语“机器可读介质”或“计算机可读介质”，并且可包括能够存储、编码或携带供通信设备2100执行并且使得通信设备2100执行本公开的任何一个或多个技术的指令(例如，指令2124)的任何介质，或者能够存储、编码或携带被这种指令使用或者与这种指令相关联的数据结构的任何介质。非限制性通信设备可读介质示例可包括固态存储器，以及光介质和磁介质。通信设备可读介质的具体示例可包括非易失性存储器，例如半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(Electrically Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM))，以及闪存设备；磁盘，例如内部硬盘和可移除盘；磁光盘；随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。在一些示例中，通信设备可读介质可包括非暂态通信设备可读介质。在一些示例中，通信设备可读介质可包括不是暂态传播信号的通信设备可读介质。

还可利用若干种传送协议中的任何一种经由网络接口设备2120利用传输介质通过通信网络2126来发送或接收指令2124。在一示例中，网络接口设备2120可包括一个或多个物理插孔(例如，以太网、同轴或电话孔)或者一个或多个天线来连接到通信网络2126。在一示例中，网络接口设备2120可包括多个天线以利用单输入多输出(single-input-multiple-output，SIMO)、MIMO或者多输入单输出(multiple-input-single-output，MISO)技术中的至少一者来无线地通信。在一些示例中，网络接口设备2120可利用多用户MIMO技术来无线地通信。

术语“传输介质”应被理解为包括能够存储、编码或承载指令来供通信设备2100执行的任何无形介质，并且包括数字或模拟通信信号或另外的无形介质来促进这种软件的通信。就此而言，本公开的上下文中的传输介质是设备可读介质。

前述技术的实现可以通过硬件和软件的任何数目的规格、配置或示例部署来完成。应当理解，本说明书中描述的功能单元或能力可能已被称呼为或标记为组件或模块，以便更具体地强调其实现独立性。这样的组件可以由任何数目的软件或硬件形式来体现。例如，组件或模块可被实现为硬件电路，包括定制超大规模集成(very-large-scaleintegration，VLSI)电路或门阵列、诸如逻辑芯片之类的现成半导体、晶体管、或者其他分立组件。组件或模块也可被实现在可编程硬件装置中，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件，等等。组件或模块也可被实现在软件中，供各种类型的处理器执行。所识别的可执行代码的组件或模块可例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，它们可例如被组织为对象、过程或函数。然而，所识别组件或模块的可执行文件不需要物理上位于一起，而是可包括存储在不同位置中的不同指令，这些指令当在逻辑上被接合在一起时构成该组件或模块并且实现该组件或模块的声明用途。

实际上，可执行代码的组件或模块可以是单个指令，或者许多指令，并且甚至可分布在若干个不同的代码段上、分布在不同的程序间、以及分布在若干个存储器装置或处理系统上。具体地，描述的过程的一些方面(例如代码重写和代码分析)可以在与部署代码的那个处理系统(例如，在嵌入在传感器或机器人中的计算机中)不同的处理系统(例如，在数据中心中的计算机中)上发生。类似地，操作数据在这里可在组件或模块内被识别和图示，并且可被体现为任何适当的形式并且被组织在任何适当类型的数据结构内。操作数据可被聚集为单个数据集合，或者可分布在不同位置上，包括分布在不同存储装置上，并且可至少部分只作为系统或网络上的电子信号存在。组件或模块可以是无源的或者有源的，包括可操作来执行期望功能的代理。本文利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”之类的术语的论述可以指计算机、计算平台、计算系统或者其他电子计算设备的(一个或多个)操作和/或(一个或多个)过程，这些操作和/或过程将计算机的寄存器和/或存储器内的被表示为物理(例如，电子)量的数据操纵和/或变换成计算机的寄存器和/或存储器或其他可存储指令来执行操作和/或过程的信息处理介质内的被类似地表示为物理量的其他数据。

本文使用的术语“多数”和“多个”例如包括“多重”或“两个或更多个”。例如，“多个项目”包括两个或更多个项目。

提及“一个方面”、“一方面”、“一示例方面”、“一些方面”、“演示性方面”、“各种方面”等等表明这样描述的(一个或多个)方面可包括特定的特征、结构或特性，但不是每一个方面都必定包括该特定特征、结构或特性。另外，对短语“在一个方面中”的重复使用不一定指的是同一方面，虽然其可以指同一方面。

就本文使用的而言，除非另有指明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述共同对象只是表明相似对象的不同实例被提及，而并不意图暗示这样描述的对象必须在时间上、空间上、排名上或者以任何其他方式处于给定的序列中。

可以结合各种设备和系统来使用一些方面，例如，用户设备(User Equipment，UE)、移动设备(Mobile Device，MD)、无线站(wireless station，STA)、个人计算机(Personal Computer，PC)、桌面型计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、传感器设备，物联网(Internet of Things，IoT)设备、可穿戴设备、手持设备、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)设备、手持PDA设备、板载设备、离板设备、混合设备、车载设备、非车载设备、移动或便携设备、消费者设备、非移动或非便携设备、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(Access Point，AP)、有线或无线路由器、有线或无线调制解调器、视频设备、音频设备、视听(audio-video，A/V)设备、有线或无线网络、无线区域网络、无线视频区域网络(Wireless Video Area Network，WVAN)、局域网(Local Area Network，LAN)、无线LAN(Wireless LAN，WLAN)、个人区域网络(Personal Area Network，PAN)、无线PAN(Wireless PAN，WPAN)，等等。

可以例如结合以下所列项来使用一些方面：按照现有的IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11-2016(IEEE 802.11-2016，IEEE信息技术标准——系统间电信和信息交换局域网和城域网——具体要求第11部分：无线LAN介质接入控制(Medium Access Control，MAC)和物理层(Physical Layer，PHY)规范，2016年12月7日)；IEEE802.11ay(P802.11ay信息技术标准——系统间电信和信息交换局域网和城域网——具体要求第11部分：无线LAN介质接入控制(MAC)和物理层(PHY)规范——修正案：45GHz以上的免许可波段中的操作的增强吞吐量)和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网络，按照现有的WiFi联盟(WiFi Allianc，WFA)对等(Peer-to-Peer，P2P)规范(包括WiFi P2P技术规范，版本1.5，2015年8月4日)和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网络，按照现有的无线千兆比特联盟(Wireless-Gigabit-Alliance，WGA)规范(包括无线千兆比特联盟公司WiGig MAC和PHY规范版本1.1，2011年4月，最终规范)和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网络，按照现有的蜂窝规范和/或协议(例如，第3代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，3GPP)、3GPP长期演进(Long Term Evolution，LTE))和/或其未来版本和/或衍生物操作的设备和/或网络，作为上述网络的一部分的单元和/或设备，等等。

可以结合以下所列项来使用一些方面：单向和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电话通信系统、移动电话、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(Personal CommunicationSystems，PCS)设备、包含无线通信设备的PDA设备、移动或便携式全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)设备、包含GPS接收器或收发器或芯片的设备、包含RFID元件或芯片的设备、多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)收发器或设备、单输入多输出(Single Input Multiple Output，SIMO)收发器或设备、多输入单输出(MultipleInput Single Output，MISO)收发器或设备、具有一个或多个内部天线和/或外部天线的设备、数字视频广播(Digital Video Broadcast，DVB)设备或系统、多标准无线电设备或系统、有线或无线手持设备(例如，智能电话)、无线应用协议(Wireless ApplicationProtocol，WAP)设备，等等。

可以结合一种或者多种类型的无线通信信号和/或系统来使用一些方面，例如，射频(Radio Frequency，RF)，红外(Infra-Red，IR)，频分复用(Frequency-DivisionMultiplexing，FDM)，正交FDM(Orthogonal FDM，OFDM)，正交频分多路接入(OrthogonalFrequency-Division Multiple Access，OFDMA)，空分多路接入(Spatial DivisionalMultiple Access，SDMA)，FDM时分复用(Time-Division Multiplexing，TDM)，时分多路接入(Time-Division Multiple Access，TDMA)，多用户MIMO(Multi-User MIMO，MU-MIMO)，扩展的TDMA(Extended TDMA，E-TDMA)，通用封包无线电服务(General Packet RadioService，GPRS)，扩展的GPRS，码分多路接入(Code-Division Multiple Access，CDMA)，宽带CDMA(Wideband CDMA，WCDMA)，CDMA 2000，单载波CDMA，多载波CDMA，多载波调制(Multi-Carrier Modulation，MDM)，离散多音(Discrete Multi-Tone，DMT)，蓝牙，全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，Wi-Fi，Wi-Max，ZigBeeTM，超宽带(Ultra-Wideband，UWB)，全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)，2G、2.5G、3G、3.5G、4G、第五代(Fifth Generation，5G)移动网络，3GPP，长期演进(Long TermEvolution，LTE)，LTE高级版，GSM演进的增强数据速率(Enhanced Data rates for GSMEvolution，EDGE)，等等。其他方面可被用于与例如基于mmWave和亚mmWave的通信相关联的各种其他设备、系统和/或网络中。

就本文使用的而言，术语“无线设备”例如包括能够进行无线通信的设备、能够进行无线通信的通信设备、能够进行无线通信的通信站、能够进行无线通信的便携或非便携设备，等等。在一些演示性方面中，无线设备可以是或者可以包括与计算机集成的外设，或者附接到计算机的外设。在一些演示性方面中，术语“无线设备”可以可选地包括无线服务。

本文对于通信信号使用的术语“传送”包括发送通信信号和/或接收通信信号。例如，能够传送通信信号的通信单元可包括向至少一个其他通信单元发送通信信号的发送器，和/或从至少一个其他通信单元接收通信信号的通信接收器。动词传送可用于指发送的动作或接收的动作。在一个示例中，短语“传送信号”可以指由第一设备发送信号的动作，并且可不一定包括由第二设备接收信号的动作。在另一示例中，短语“传送信号”可以指由第一设备接收信号的动作，并且可不一定包括由第二设备发送信号的动作。

一些演示性方面可结合WLAN被使用，例如，WiFi网络。其他方面可结合任何其他适当的无线通信网络被使用，例如无线区域网、“微微网(piconet)”、WPAN、WVAN，等等。

可以结合在45千兆赫(GHz)以上(例如60GHz)的频段上或者在太赫兹频段内(例如，300GHz和10THz之间)通信的无线通信网络使用一些演示性方面。然而，可利用任何其他适当的无线通信频段来实现其他方面，例如极高频(Extremely High Frequency，EHF)波段(毫米波(mmWave)频段)，例如在20GHz和300GHz之间的频段内的频段，高于45GHz的频段，低于20GHz的频段，例如亚1GHz(Sub 1GHz，S1G)波段，2.4GHz波段，5GHz波段，WLAN频段，WPAN频段、根据WGA规范的频段，等等。

就本文使用的而言，术语“电路”例如可以指以下各项、是以下各项的一部分或者包括以下各项：专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、集成电路、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和/或存储器(共享的、专用的或群组的)、组合逻辑电路、和/或提供描述的功能的其他适当硬件组件。在一些方面中，电路可包括至少部分在硬件中可操作的逻辑。在一些方面中，电路可被实现为无线电虚拟机(radio virtual machine，RVM)的一部分和/或被以RVM的形式实现，例如，作为无线电处理器(Radio processor，RP)的一部分，其被配置为执行代码以配置一个或多个无线电组件的一个或多个操作和/或功能。

术语“逻辑”例如可以指嵌入在计算装置的电路中的计算逻辑和/或存储在计算装置的存储器中的计算逻辑。例如，逻辑可由计算装置的处理器访问来执行计算逻辑以执行计算功能和/或操作。在一个示例中，逻辑可被嵌入在各种类型的存储器和/或固件中，例如各种芯片和/或处理器的硅块。逻辑可被包括在各种电路中和/或被实现为各种电路的一部分，例如无线电电路、接收器电路、控制电路、发送器电路、收发器电路、处理器电路和/或类似的。在一个示例中，逻辑可被嵌入在易失性存储器和/或非易失性存储器中，包括随机访问存储器、只读存储器、可编程存储器、磁存储器、闪速存储器、持久性存储器和/或类似的。逻辑可由一个或多个处理器利用存储器来执行，该存储器例如是寄存器、缓冲器、堆栈，等等，其例如根据需要耦合到一个或多个处理器以执行该逻辑。

就本文使用的而言，术语“天线”可包括一个或多个天线元件、组件、单元、装配件和/或阵列的任何适当配置、结构和/或布置。在一些方面中，天线可利用分开的发送和接收天线元件来实现发送和接收功能。在一些方面中，天线可利用共同的和/或集成的发送/接收天线元件来实现发送和接收功能。天线可包括例如相控阵列天线、单元素天线、一组切换波束天线，等等。

就本文使用的而言，短语“对等(PTP)通信”可涉及设备之间通过无线链路(“对等链路”)进行的设备到设备通信。PTP通信可包括例如WiFi直联(WiFi Direct，WFD)通信，例如WFD对等(P2P)通信、通过服务质量(Quality of Service，QoS)基本服务集(basicservice set，BSS)内的直接链路的无线通信、隧道式直接链路设置(tunneled direct-link setup，TDLS)链路、独立基本服务集(independent basic service set，IBSS)中的STA到STA通信，等等。

本文就WiFi通信描述了一些演示性方面。然而，可以针对任何其他通信方案、网络、标准和/或协议来实现其他方面。

在一些演示性方面中，无线通信设备可以实现毫米波(mmWave)或亚毫米波无线电前端模块(RFEM)，例如，如上所述。

毫米波可被定义为跨越约30GHz至约300GHz的频率范围，并且在实践中当前覆盖了几个离散的许可和非许可频段。亚毫米波可被定义为跨越太赫兹波段(0.3THz至10THz)中的频率范围。与mmWave通信类似，太赫兹波段中的亚mmWave通信可被用作移动回程，用于在基站之间传送大带宽信号，以及芯片到芯片的通信。

当前可用的非许可mmWave频段在60GHz附近。许可频段可能包括28GHz、39GHz、73GHz和120GHz。这些波段的可用性和每个波段的具体频率范围因监管管辖区而异，并且在一些情况下(特别是对于许可波段操作)，一些国家的法规仍然存在很大的不确定性。在太赫兹波段中使用亚mmWave通信的通信试验正在进行。与基于mmWave和基于亚mmWave的通信相关联的挑战包括增大的功率消耗、有限的范围、由于使用常规线缆而不是迹线造成的信号损失、以及为波束成形而集成多个天线的挑战。这些挑战中的一些(例如，与在太赫兹波段中操作的亚mmWave通信系统的功率消耗增大有关)在本公开中得到了解决，正如前文根据一些方面所论述的那样。

附加注释和示例

当前描述的方法、系统和设备实施例的其他示例包括以下非限制性配置。每个非限制性示例可独立存在，或者可与上文提供的或者贯穿本公开的其他示例中的任何一个或多个按任何排列或组合方式进行组合。

虽然已参考具体的示例方面描述了一方面，但将会明白，在不脱离本公开的更宽广精神和范围的情况下，可对这些方面做出各种修改和改变。因此，说明书和附图应被认为是说明性的，而不是限制性的。形成本文一部分的附图以图示而非限制方式示出了其中可实现主题的具体方面。图示的方面被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实现本文公开的教导。可从其利用和得出其他方面，从而可在不脱离本公开的范围的情况下做出结构上和逻辑上的替代和改变。这个具体实施方式部分因此不应当被从限制意义上来理解，而各种方面的范围仅由所附权利要求以及这种权利要求被授权的完全等同范围来限定。

发明主题的这种方面在本文中可单独和/或总体上由术语“方面”来提及，这只是为了方便，而并不打算将本申请的范围主动限制到任何单个方面或者创造性构思，如果实际上公开了多于一个的话。从而，虽然本文已图示和描述了具体方面，但应当明白，任何打算实现相同目的的布置都可替代所示出的具体方面。本公开打算覆盖各种方面的任何和所有适应性改变或变化。本领域技术人员在阅读以上描述后将清楚看出上述方面的组合以及本文没有具体描述的其他方面。

在本文档中，像专利文档中常见的那样，使用了术语“一”或“一个”来包括一个或者多于一个，这独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或使用。在本文档中，术语“或”被用于指代非排他性或，从而使得“A或B”包括“A，但没有B”、“B，但没有A”以及“A和B”，除非另有指示。在本文档中，术语“包括”和“在其中”被用作相应术语“包含”和“其中”的简明英语等同。另外，在所附权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放性的，也就是说，除了在权利要求中这种术语之后列出的那些以外还包括其他元素的系统、UE、物品、构成、配方或过程仍被认为落在该权利要求的范围内。另外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等等仅被用作标签，而并不打算对其对象施加数值要求。

本公开的摘要被提供来允许读者迅速地确定技术公开的性质。它是在如下理解下提交的：它不会被用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述的具体实施方式部分中，可以看出为了精简公开，各种特征被一起分组在单个方面中。公开的这种方法不应被解释为反映了希望要求保护的方面要求比每个权利要求中明确记载的更多的特征。更确切地说，如所附权利要求反映的，发明性主题存在于单个公开方面的少于全部特征中。从而，特此将所附权利要求并入到具体实施方式部分中，其中每个权利要求独立作为一个单独的方面。

接下来描述了本文论述的方法、机器可读介质和系统(例如，机器、设备或其他装置)的各种示例。

示例1是一种通信设备的装置，包括：天线阵列；以及处理电路，该处理电路耦合到所述天线阵列并且被配置为基于在所述天线阵列处接收到的接收信号来初始化波束跟踪算法，其中，在所述波束跟踪中使用的天线相位是基于预定的一组限度的，以生成波束跟踪结果，所述预定的一组限度包括相位上限和相位下限，基于所述波束跟踪结果生成校准向量；并且使用基于所述校准向量进行调适的码本来接收后续传输。

在示例2中，如示例1所述的主题包括，其中，所述处理电路还被配置为计算最佳波束方向和所述波束跟踪结果之间的相位差；并且其中，所述校准向量是基于所述相位差的。

在示例3中，如示例1-2中的任一者所述的主题包括，其中，所述相位上限和所述相位下限中的至少一者是基于能够由于加热而生成的最大相位误差而设置的。

在示例4中，如示例1-3中的任一者所述的主题包括，其中，所述相位上限和所述相位下限中的至少一者是基于所述天线阵列的天线元件的最大发散而设置的。

在示例5中，如示例1-4中的任一者所述的主题包括，其中，所述接收信号不包括导频信号。

在示例6中，如示例1-5中的任一者所述的主题包括，其中，所述波束跟踪算法是基于天线权重的，所述天线权重最大化由所述处理电路输出的信号的输出功率。

在示例7中，如示例6所述的主题包括，其中，所述波束跟踪算法包括等增益组合技术。

在示例8中，如示例1-7中的任一者所述的主题包括，其中，所述装置被包括在全数字接收器中。

示例9是一种通信设备的装置，包括：天线阵列；以及基带电路，该基带电路耦合到所述天线阵列并且被配置为执行发送扇形扫描以确定最佳发送方向；基于所述最佳发送方向执行接收扇形扫描；使用所述最佳发送方向和最佳接收器方向，测量接收器处的信噪比；并且基于所述信噪比为后续传输计算功率分配。

在示例10中，如示例10所述的主题包括，其中，所述基带电路还被配置为基于通信设备的发送天线阵列和接收天线阵列的几何形状来生成缩减的信道矩阵。

在示例11中，如示例10所述的主题包括，其中，所述基带电路还被配置为基于所述缩减的信道矩阵来生成全信道矩阵的近似。

在示例12中，如示例10所述的主题包括，其中，所述基带电路还被配置为基于所述缩减的信道矩阵来复用多个数据流。

在示例13中，如示例12所述的主题包括，其中，用于所述复用的预编码器是从所述缩减的信道矩阵中提取的信道的特征向量。

在示例14中，如示例10所述的主题包括，其中，所述缩减的信道矩阵还基于所述发送天线阵列和所述接收天线阵列之间的选定距离。

在示例15中，如示例14所述的主题包括，其中，所述基带电路还被配置为基于所述信噪比来估计所述距离。

在示例16中，如示例9-15中的任一者所述的主题包括，其中，计算所述功率分配包括执行注水算法。

在示例17中，如示例16所述的主题包括，其中，所述注水被应用在具有自适应数目个流的复用流上。

在示例18中，如示例17所述的主题包括，其中，流的所述自适应数目是基于所述信噪比的。

在示例19中，如示例9-18中的任一者所述的主题包括，其中，功率被均等分配给活跃流。

在示例20中，如示例19所述的主题包括，其中，活跃流的数目是基于所述信噪比来确定的。

在示例21中，如示例9-20中的任一者所述的主题包括，其中，所述基带电路还被配置为在接收扇形扫描之后执行多个流的MIMO检测。

示例22是一种通信设备的装置，该装置包括：天线元件的阵列，该阵列被布置为生成至少一个轨道角动量(OAM)模式；以及处理电路，该处理电路耦合到所述天线阵列并且被配置为基于检测到的路径损耗和信道状态中的至少一者来检测到邻近设备的通信是否是视线(LoS)的；并且响应于检测到通信是LoS的，为后续传输选择若干个OAM模式。

在示例23中，如示例22所述的主题包括，其中，所述处理电路还被配置为在所选择的若干个OAM模式之间分配功率。

在示例24中，如示例23所述的主题包括，其中，所述分配是根据注水算法的。

Claims (24)

1.一种通信设备的装置，包括：

天线阵列；以及

处理电路，该处理电路耦合到所述天线阵列并且被配置为：

基于在所述天线阵列处接收到的接收信号来初始化波束跟踪算法，其中，在所述波束跟踪中使用的天线相位是基于预定的一组限度的，以生成波束跟踪结果，所述预定的一组限度包括相位上限和相位下限；

基于所述波束跟踪结果生成校准向量；并且

使用基于所述校准向量调适的码本来接收后续传输。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理电路还被配置为计算最佳波束方向和所述波束跟踪结果之间的相位差；并且其中，所述校准向量是基于所述相位差的。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述相位上限和所述相位下限中的至少一者是基于能够由于加热而生成的最大相位误差而设置的。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述相位上限和所述相位下限中的至少一者是基于所述天线阵列的天线元件的最大发散而设置的。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述接收信号不包括导频信号。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述波束跟踪算法是基于天线权重的，所述天线权重最大化由所述处理电路输出的信号的输出功率。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述波束跟踪算法包括等增益组合技术。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置被包括在全数字接收器中。

9.一种通信设备的装置，包括：

天线阵列；以及

基带电路，该基带电路耦合到所述天线阵列并且被配置为：

执行发送扇形扫描以确定最佳发送方向；

基于所述最佳发送方向执行接收扇形扫描；

使用所述最佳发送方向和最佳接收器方向，测量接收器处的信噪比；并且

基于所述信噪比为后续传输计算功率分配。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述基带电路还被配置为：

基于通信设备的发送天线阵列和接收天线阵列的几何形状来生成缩减的信道矩阵。

11.如权利要求10所述的装置，其中，所述基带电路还被配置为：

基于所述缩减的信道矩阵来生成全信道矩阵的近似。

12.如权利要求10所述的装置，其中，所述基带电路还被配置为基于所述缩减的信道矩阵来复用多个数据流。

13.如权利要求12所述的装置，其中，用于所述复用的预编码器是从所述缩减的信道矩阵中提取的信道的特征向量。

14.如权利要求10所述的装置，其中，所述缩减的信道矩阵还基于所述发送天线阵列和所述接收天线阵列之间的选定距离。

15.如权利要求14所述的装置，其中，所述基带电路还被配置为基于所述信噪比来估计所述距离。

16.如权利要求9所述的装置，其中，计算所述功率分配包括执行注水算法。

17.如权利要求16所述的装置，其中，所述注水被应用在具有自适应数目个流的复用流上。

18.如权利要求17所述的装置，其中，流的所述自适应数目是基于所述信噪比的。

19.如权利要求9所述的装置，其中，功率被均等分配给活跃流。

20.如权利要求19所述的装置，其中，活跃流的数目是基于所述信噪比来确定的。

21.如权利要求9所述的装置，其中，所述基带电路还被配置为：

在接收扇形扫描之后执行多个流的MIMO检测。

22.一种通信设备的装置，该装置包括：

天线元件的阵列，该阵列被布置为生成至少一个轨道角动量(OAM)模式；以及

处理电路，该处理电路耦合到所述天线阵列并且被配置为：

基于检测到的路径损耗和信道状态中的至少一者来检测到邻近设备的通信是否是视线(LoS)的；并且

响应于检测到通信是LoS的，为后续传输选择若干个OAM模式。

23.如权利要求22所述的装置，其中，所述处理电路还被配置为在所选择的若干个OAM模式之间分配功率。

24.如权利要求23所述的装置，其中，所述分配是根据注水算法的。

Images