CN116349140A - 天线装置、基站 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种天线装置、基站。该天线装置包括:多个辐射单元组、至少一个包括多个相位调整单元的相位调整单元组和控制单元;一个相位调整单元组的相位调整单元与一个辐射单元组以及控制单元分别连接;控制单元接收第一控制命令并控制相位调整单元组中与第一控制命令对应的第一相位调整单元和所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路导通;第一相位调整单元调整第一辐射单元组与终端设备间对应于目标子带的通信信号的相位;第一辐射单元组在目标子带上进行与终端设备间所述通信信号的传输,在提升覆盖的同时,针对不同终端设备可以在时域和频域上对通信信号的波束指向方向进行调整,适配于不同的应用场景。
Description
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种天线装置、基站。
大规模阵列天线(massive MIMO,英文缩写MM)系统中天线装置的多个辐射单元组之间形成相应的信道,多个信道之间互不影响、互不干扰,无线电磁波信号可以经过多个信道进行传输,从而实现信道的空间分集。而MM系统中为了满足多个终端设备的通信需求,会通过增加辐射单元组的数量来增加信道数量,以利用不同的辐射单元组进行对应终端设备的无线电磁波信号传输,实现针对不同终端设备在时域和频域上对无线电磁波信号的波束指向方向的调整,从而提升系统覆盖及容量,也使得MM系统中无线电磁波信号的传输速率和能够传输的数据总量得到了极大的提升。同时,无线电磁波信号的传输质量与传输的准确性也得到了极大的改善。但通过增加辐射单元组数量的方式提升系统覆盖及容量,存在不能针对不同终端设备进行时域和频域上的无线电磁波信号的波束指向调整的问题。而如何在不增加辐射单元组数量,或者如何在辐射单元组较少的天线装置中同时做到既提升无线电磁波信号的覆盖,又保证针对不同终端设备在时域和频域上都可以对无线电磁波信号的波束指向进行调整,是亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,提出了一种天线装置、基站。
第一方面,本申请的实施例提供了一种天线装置,包括:多个辐射单元组、至少一个相位调整单元组和控制单元,所述相位调整单元组包括多个相位调整单元;
一个所述相位调整单元组的相位调整单元与一个所述辐射单元组、以及所述控制单元分别连接;
所述控制单元,用于接收第一控制命令,并控制所述相位调整单元组中与第一控制命令对应的第一相位调整单元和所述第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路导通;
所述第一相位调整单元,用于调整所述第一辐射单元组与终端设备间对应于目标子带的通信信号的相位;
所述第一辐射单元组,用于在所述目标子带上进行与所述终端设备间所述通信信号的传输,所述目标子带为所述天线装置的工作频带对应的多个子带中的至少一个。
通过第一方面,通过调整天线装置中每个相位调整单元组中信号通路导通的相位调整单元来调整每个辐射单元组所传输的通信信号对应的波束指向,在提升无线电磁波信号的覆盖的同时,保证针对不同终端设备在时域和频域上都可以对通信信号的波束指向方向进行调整。并且,适配于多信道、多终端设备、多载波、多制式的应用场景。
结合第一方面,在所述装置的第一种可能的实现方式中,所述第一控制命令和所述目标子带根据所述终端设备的多个期望权值确定,所述期望权值用于确定所述终端设备与所述天 线装置之间的通信信号的波束特征。
通过第一种可能的实现方式,通过终端设备的多个期望权值确定第一控制命令和目标子带,可以使得多个辐射单元组与终端设备之间的通信信号的传输更稳定、传输效率更高。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在所述装置的第二种可能的实现方式中,所述多个期望权值根据如下参数确定:装置器件参数、所述天线装置的工作频带对应的多个子带、所述辐射单元组发射出的参考信号的载频参数、基于所述终端设备针对所述参考信号的反馈信号确定的信号参数、基于所述反馈信号确定的终端设备状态参数;其中,
所述装置器件参数包括:所述多个辐射单元组的器件特征参数、所述多个相位调整单元的器件特征参数。
通过第一种可能的实现方式,可以保证所确定的终端设备的多个期望权值的准确性,保证后续确定第一控制命令和目标子带与对应的终端设备之间的高匹配性。
结合第一方面,在所述装置的第三种可能的实现方式中,所述第一相位调整单元包括色散器件,
在所述第一信号通路导通的情况下,所述第一辐射单元组与所述多个辐射单元组中的至少一个其它辐射单元组的通信信号之间产生相位差,
其中,所述相位差在所述工作频带内按照预设关系随频率的变化而变化。
通过第三种可能的实现方式,可以使第一辐射单元组的通信信号的相位不断变化,满足不同终端设备2的通信需求。
结合第一方面,在所述装置的第四种可能的实现方式中,所述控制单元,还用于接收第二控制命令,并控制所述相位调整单元组中与第二控制命令对应的的第二相位调整单元和所述第二相位调整单元所连接的第二辐射单元组所在的第二信号通路导通;
所述第二相位调整单元,用于调整所述第二辐射单元组向所述终端设备发射参考信号的相位;
所述第二辐射单元组,用于向所述终端设备发射相位调整后的所述参考信号,以及接收所述终端设备针对所述参考信号的反馈信号。
通过第四种可能的实现方式,可以提高所确定的终端设备的多个期望权值的准确性。
结合第二种可能的实现方式,在所述装置的第五种可能的实现方式中,所述装置还包括移相器,所述移相器与所述多个辐射单元组中的第三辐射单元组连接,用于调整所述第三辐射单元组与所述终端设备间通信信号的相位;其中,
所述装置器件参数还包括:所述移相器的器件特征参数。
通过第五种可能的实现方式,可以借助移相器对第三辐射单元组的通信信号的相位的调节,提高装置在不同应用场景的适应性。
结合第二种可能的实现方式,在所述装置的第六种可能的实现方式中,所述装置还包括:
与所述多个辐射单元组连接的功率分配器,用于将来自收发信机单元的待发射通信信号拆分为多个通信信号,并将通信信号发送至对应的辐射单元组,和/或
将来自多个辐射单元组的通信信号合并为一个待处理通信信号,并将所述待处理通信信号发送至所述收发信机单元;
其中,所述所述装置器件参数还包括:所述功率分配器的器件特征参数。
第二方面,本申请的实施例提供了一种基站,包括:上述第一方面、第一方面的任意一 种可能的实现方式所述的天线装置、也即基带处理单元,所述基带处理单元,用于向所述天线装置发送第一控制命令,以及确定与终端设备进行通信信号传输所使用的目标子带。
通过第二方面,可以通过第一控制命令调整天线装置所传输的对应于目标子带的通信信号对应的波束指向,在提升无线电磁波信号的覆盖的同时,保证针对不同终端设备在时域和频域上都可以对通信信号的波束指向方向进行调整。并且,适配于多信道、多终端设备、多载波、多制式的应用场景。
结合第二方面,在所述基站的第一种可能的实现方式中,所述基带处理单元,还用于向所述天线装置发送第二控制命令。可以提高所确定的终端设备的多个期望权值的准确性。
结合第二方面,在所述基站的第二种可能的实现方式中,所述基带处理单元,还用于:
根据装置器件参数、终端设备状态参数、参考信号所对应的载频参数、以及第二相位调整单元的器件特征参数,确定出所述终端设备对应于第二相位调整单元调整下每个子带的多个第一权值;
根据所述多个第一权值,确定出所述终端设备对应于每个第一权值的波达角;
根据对应于每个第一权值的波达角、所述装置器件参数、所述终端设备状态参数、所述相位调整单元中除所述第二相位调整单元以外的第三相位调整单元的器件特征参数,估算出所述终端设备对应于所述第三相位调整单元调整下每个子带的的多个第二权值;
将所述终端设备的所述多个第一权值和所述多个第二权值,确定为所述终端设备的多个期望权值。
通过第二种可能的实现方式,能够准确地确定出的终端设备的多个期望权值,能满足终端设备的通信需求。
结合第二方面,在所述基站的第三种可能的实现方式中,所述基带处理单元,还用于:
根据所述终端设备的多个期望权值,确定出在对应的待选相位调整单元所在的信号通路导通时,对应于所述终端设备的满足速率限制条件的传输速率和,所述传输速率和为所述待选相位调整单元所在的信号通路导通时对应于每个终端设备的传输速率的总和,终端设备的传输速率为所述待选相位调整单元所在的信号通路导通时对应于至少一个子带的传输速率;
将所有待选相位调整单元所在信号通路导通所对应的传输速率和中数值最大的确定为目标传输速率和,并将所述目标传输速率和对应待选相位调整单元确定为第一相位调整单元;
将组成所述目标天线传输速率和的所述终端设备的传输速率所对应的子带,确定为所述终端设备对应的目标子带;
其中,所述待选相位调整单元包括相位调整单元组中对应的一个相位调整单元。
通过第三种可能的实现方式,能够保证天线装置与终端设备间以高传输效率进行通信信号传输。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本申请的其它特征及方面将变得清楚。
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本申请的原理。
图1示出根据本申请一实施例的基站的结构示意图。
图2示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。
图3示出根据本申请一实施例的天线装置中相位调整单元组的结构示意图。
图4示出根据本申请一实施例的天线装置中相位调整单元产生的相位差变化示意图。
图5示出根据本申请另一实施例的天线装置的结构示意图。
图6示出根据本申请又一实施例的天线装置的结构示意图。
图7A示出根据本申请一实施例的天线装置示例一的结构示意图。
图7B示出根据本申请一实施例的天线装置示例二的结构示意图。
图7C示出根据本申请一实施例的天线装置示例三的结构示意图。
图7D示出根据本申请一实施例的天线装置示例四的结构示意图。
图8示出根据本申请一实施例的辐射单元组的极化结构示意图。
图9示出根据本申请一实施例的另一基站的结构示意图。
图10示出根据本申请一实施例的基站中BBU的期望权值使用过程示意图。
图11示出根据本申请一实施例的基站中BBU的确定及使用期望权值的流程示意图。
图12A、图12B示出根据本申请一实施例的终端设备资源分配示意图。
图12C、图12D、图12E示出根据本申请一实施例的终端设备资源分配示意图。
图13A示出基于4T4RABF系统的基站中天线接线示意图。
图13B示出基于4T4RABF系统的基站的终端设备资源分配示意图。
图14A示出基于MM DBF系统的基站中天线接线示意图。
图14B示出基于MM DBF系统的基站的终端设备资源分配示意图。
图15A示出基于4T4R HBF系统的基站中天线接线示意图。
图15B、图15C、图15D示出基于4T4R HBF系统的基站的终端设备资源分配示意图。
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本申请,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本申请的主旨。
本申请实施例提供了一种天线装置及基站,通过调整天线装置中每个相位调整单元组中信号通路导通的相位调整单元来调整每个辐射单元组所传输的通信信号对应的波束指向,在提升无线电磁波信号的覆盖的同时,保证针对不同终端设备在时域和频域上都可以对通信信号的波束指向方向进行调整。并且,本申请实施例提供的技术方案,适配于多信道、多终端设备、多载波、多制式(如通用移动通信技术的长期演进(Long Term Evolution,简称LET)、5GNR(5G New Radio)等)的应用场景。
图1示出根据本申请一实施例的基站的结构示意图。如图1所示,该基站可以包括天线装置1、抱杆03、馈线02、射频拉远单元(remote radio unit,简称RRU)04、光纤05和基带处理单元(baseband unit,简称BBU)4。其中,天线装置1通过天线调整支架(图中未示 出)固定在抱杆03上,天线调整支架可以调整天线装置1在抱杆03上的位置、与抱杆03之间的角度等。天线装置1通过馈线02连接到射频拉远单元04,射频拉远单元04通过光纤05连接到基带处理单元4。
射频拉远单元04用于通过光纤05与基带处理单元4连接,在远端将基带处理单元4通过光纤05传输来的信号处理后发送至天线装置1,以供天线装置1发射至终端设备2(终端设备2可以为一个或多个,图1中仅示出了一个终端设备2);以及接收天线装置1接收到的来自终端设备2的接收信号,并将该接收信号处理后通过光纤05传输至基带处理单元4。
基带处理单元4,用于确定需要发送至终端设备2的基带信号,并将基带信号发送至射频拉远单元04中的收发信机单元(transmitter and receiver,简称TRX),收发信机单元将基带信号加载到天线装置1对应的工作频带的子带上后发送至天线装置1,以使得天线装置1将接收到的通信信号以电磁波形式辐射到空间中,供终端设备2接收。并且,天线装置2可以接收加载于对应子带上的来自于终端设备2的接收信号,并将其发送至收发信机单元,并有收发信机单元转发至基带处理单元4。
在本实施例中,终端设备2可以称为用户设备(user equipment,简称UE),也可称之为移动终端(mobile teminal)、移动用户设备等,可以经无线接入网(例如,RAN、radio access network)与一个或多个核心网进行通信,用户设备可以是移动终端、如移动电话(或者称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机,例如,可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置,它们与无线接入网交换语言和/或数据。
下面结合本申请实施例所提供的示例,对基站以及天线装置1进行说明,描述本申请技术方案解决所需解决的技术问题的实现方式。需要说明的是,下述基站以及天线装置1仅是本申请提供的示例,本领域技术人员可以根据实际需要对基站及天线装置1进行设置,本申请对此不作限制。
图2示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图,如图2所示,包括天线装置1和终端设备2。天线装置1可以与一个或多个终端设备2进行通信,图2中示出了天线装置1与多个终端设备2进行通信的示例。天线装置1可以包括多个辐射单元组100、至少一个相位调整单元组200和控制单元300,相位调整单元组200可以包括多个相位调整单元210。一个所述相位调整单元组200的相位调整单元210与一个所述辐射单元组100、以及所述控制单元300分别连接。
其中,一个所述相位调整单元组200的相位调整单元210与一个所述辐射单元组100、以及所述控制单元300分别连接,可以是指,在天线装置1布设阶段,将一个相位调整单元组200的每个相位调整单元210直接或间接地连接到一个辐射单元组100、以及控制单元300,建立每个相位调整单元、与其连接的一个辐射单元组的信号通路;其中,直接连接可以是指相位调整单元210与辐射单元组100之间直接通过传输线连接,间接连接可以是指相位调整单元210与辐射单元组100之间通过其他器件连接,如图3色散器件212(也即相位调整单元210)通过第二开关网络330、第二合路网络340最终连接到辐射单元组100。在天线装置的工作阶段、天线装置传输通信信号时,相位调整单元组的多个相位调整单元中的一个、以及其连接的辐射单元组的所在的信号通路导通进行通信信号的传输,相位调整单元组的其它相位调整单元与其连接的辐射单元组的所在的信号通路断开。
其中,传输通信信号可以是指控制通信信号以电磁波的形式在辐射单元组与终端设备之 间的发送和/或接收。通信信号可以包括天线装置1向终端设备2发出的发射信号、天线装置1接收到的来自于终端设备2的接收信号等借助辐射单元组100实现通信的信号。
天线装置1按照图2所示的结构示意图完成布设、上电进入工作状态后,会根据接收到的第一控制命令控制对应的第一相位调整单元及其连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路导通、相位调整单元组除第一相位调整单元之外的其他相位调整单元与第一辐射单元组所在的其他信号通路断开,进行与终端设备2之间的通信信号传输。其中,
所述控制单元300,用于接收第一控制命令,并控制所述相位调整单元组200中与第一控制命令对应的第一相位调整单元和所述第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路的导通。第一相位调整单元为多个相位调整单元210中与第一控制命令对应的一个。
所述第一相位调整单元,用于调整所述第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组与终端设备2间对应于目标子带的通信信号的相位。所述第一辐射单元组,用于在所述目标子带上进行与所述终端设备2间所述通信信号的传输,所述目标子带为所述天线装置1的工作频带对应的多个子带中的至少一个。
其中,相位调整单元组200可以为一个或者多个。在相位调整单元组200为多个时,与第一控制命令对应的第一相位调整单元包括:每个相位调整单元组200中与第一控制命令对应的一个相位调整单元。例如,假定天线装置包括4个相位调整单元组C1、C2、C3、C4,则与第一控制命令对应的第一相位调整单元包括:C1中与第一控制命令对应的一个相位调整单元C1-1、C2中与第一控制命令对应的一个相位调整单元C2-2、C3中与第一控制命令对应的一个相位调整单元C3-3、以及C4中与第一控制命令对应的一个相位调整单元C4-4。可以为多个相位调整单元组200设置同一个控制单元300,也可以为每个相位调整单元组200分别设置一个控制单元300,或者将多个相位调整单元组进一步分组,每组可以包括至少两个相位调整单元组,每个分组分别设置一个控制单元。这样,可以通过一个或多个控制单元实现对多个相位调整单元组的控制。
在本实施例中,在不同的通信场景下,多个辐射单元组100的通信信号之间的相位存在以下几种可能的“相位关系”:
在与天线装置1进行通信的一个或多个终端设备2均处于天线装置1的某一个特定方向的空间范围内时,为了提高通信信号的传输效果,可以控制所有的辐射单元组100的均在该特定方向进行通信信号的传输,此时需要多个辐射单元组100分别传输的通信信号的相位均为目标相位(该目标相位与特定方向对应),则多个通信信号之间没有相位差。而由于在天线装置1的实际工作过程中,在不考虑相位调整单元组200对通信信号的相位调整作用时,不同辐射单元组100所接收到的未经相位调整单元组200进行相位调整的初始通信信号的相位也可能会与目标相位不同,且不同初始通信信号之间可能存在相位差(如,本身为不同辐射单元组100所分配的初始通信信号就存在相位差、或者辐射单元组100所在的信号通路中连接了能够改变初始通信信号相位的器件)、且不同初始通信信号为保证多个辐射单元组100最终传输的通信信号的相位相同为目标相位,则需要对每个相位调整单元组100中的第一相位调整单元进行选择,以使的在天线装置1中的第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路的导通时,多个辐射单元组100分别传输的通信信号的相位相同且为目标相位。例如,假定天线装置1包括6个辐射单元组100,与天线装置1通信的终端设备2均 位于某一个特定方向、目标相位为540°,则可以根据每个辐射单元组100对应的初始通信信号的相位与目标相位之间的相位差值,对第一相位调整单元进行选择,使得在第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路的导通时,6个辐射单元组100传输的6个通信信号之间的相位均为目标相位540°。
在与天线装置1进行通信的多个终端设备2处于天线装置1的多个特定方向的空间范围内时,为了提高通信信号的传输效果,可以控制不同的辐射单元组100在某一个特定方向进行与该方向上的终端设备2之间的通信信号的传输,此时需要辐射单元组100传输的通信信号的相位与其通信的终端设备2所在的特定方向对应,多个通信信号的相位不完全相同,则多个通信信号之间可能需要存在相位差,也即,可能多个通信信号之间均存在相位差,也可能多个信号中一部分通信信号之间没有相位差、这一部分没有相位差的通信信号还与剩余通信信号之间存在相位差。在多个通信信号的相位不完全相同时,多个通信信号所对应的多个相位的部分或全部可以呈等差数列、等比数列等易以实现相位的规律性变化,也可以没有任何规律变化。下面结合示例1、示例2对相位差的情况进行说明。
示例1,假定天线装置1包括4个辐射单元组100,与天线装置1通信的终端设备2为4个UE1、UE2、UE3、UE4,分别位于不同的特定方向、对应的目标相位分别为180°、360°、0°、540°,则可以根据每个辐射单元组100对应的初始通信信号的相位与其通信的终端设备2的目标相位之间的相位差值,对第一相位调整单元进行选择,使得在第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路的导通时,4个辐射单元组100中传输的4个通信信号的相位分别为目标相位180°、360°、0°、540°,则4个辐射单元组100的通信信号之间存在相位差。此时,目标相位0°、180°、360°是呈等差数列变化的,而目标相位540°与0°、180°、360°之间不存在变化规律。此时,每个辐射单元组100的发射信号中包括四个组成部分,分别为加载于UE1对应的目标子带的信号、加载于UE2对应的目标子带的信号、加载于UE3对应的目标子带的信号、加载于UE4对应的目标子带的信号。而由于4个辐射单元组100的通信信号的相位不同,由于某一个辐射单元组100发射的相位为180°的发射信号波束指向与UE1对应,UE1便可以接收到该信号……,以此类推。实现了针对不同终端设备2进行对应其空间位置的通信信号传输。
示例2,假定天线装置1包括4个辐射单元组100,与天线装置1通信的终端设备2为4个,分别位于不同的特定方向、对应的目标相位分别为180°、360°、540°,可以选择两个辐射单元组100与某一个终端设备2(如目标相位为180°的终端设备2)通信、另外两个辐射单元组100分别与剩余两个终端设备2通信,则可以根据每个辐射单元组100对应的初始通信信号的相位与其通信的终端设备2的目标相位之间的相位差值,对第一相位调整单元进行选择,使得在第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路的导通时,有2个辐射单元组100的通信信号的相位为180°、1个辐射单元组100的通信信号的相位为360°、1个辐射单元组100的通信信号的相位为540°,此时,有两个辐射单元组100的通信信号之间没有相位差,且这两个通信信号没有相位差的辐射单元组100与剩余两个辐射单元组100的通信信号之间有相位差,剩余两个辐射单元组100的通信信号之间也存在相位差。此时,目标相位180°、360°、540°之间不存在变化规律。
在一种可能的实现方式中,所述第一控制命令和所述目标子带根据终端设备2的多个期望权值W
ijm确定。所述期望权值用于确定所述终端设备2与所述天线装置1之间的通信信号 的波束(wave beam)特征。在利用特定子带传输通信信号时,辐射电磁波的波束特征可以包括辐射范围、辐射角度等能够反映电磁波在空间范围内进行辐射的特征。其中,根据终端设备2的多个期望权值W
ijm可以确定出终端设备2与天线装置1之间的通信信号的波束特征,进而可以根据波束特征确定第一相位调整单元,根据第一相位调整单元产生上述第一控制命令,以使得第一信号通路导通、第一辐射单元组进行通信信号传输。并且,可以基于波束特征确定出与终端设备2间的通信信号所占用的目标子带。这样,通过终端设备2的多个期望权值W
ijm确定第一控制命令和目标子带,可以使得多个辐射单元组100与终端设备2之间的通信信号的传输更稳定、传输效率更高。
在一种可能的实现方式中,所述多个期望权值W
ijm根据如下参数确定:装置器件参数、所述天线装置1的工作频带对应的多个子带、所述辐射单元组100发射出的参考信号的载频参数、基于所述终端设备2针对所述参考信号的反馈信号确定的信号参数、基于所述反馈信号确定的终端设备状态参数。其中,所述装置器件参数可以包括:所述多个辐射单元组100的器件特征参数、所述多个相位调整单元210的器件特征参数。这样,可以保证所确定的终端设备的多个期望权值W
ijm的准确性,保证后续确定第一控制命令和目标子带与对应的终端设备2之间的高匹配性。
其中,终端设备2的多个期望权值W
ijm可以是基带处理单元4在天线装置1与终端设备2正式进行通信信号发射之前、借助终端设备2针对天线装置1所发出的参考信号的反馈信号、并结合上述其他参数确定的。期望权值W
ijm可以指示利用辐射单元组100在对应的待选相位调整单元m(m表示对应的待选相位调整单元的标识)所在信号通路导通时、通过工作频带中的一个子带j(j表示工作频带中子带的标识)与终端设备i(i表示对应的终端设备2在天线装置1中的标识,终端设备i为与天线装置1通信的某一个终端设备2)进行通信的通信信号的波束特征。该期望权值W
ijm中辐射单元组100对应的待选相位调整单元m可以包括:多个辐射单元组100在进行通信信号传输中,每个相位调整单元组200中所在信号通路导通的相位调整单元210。其中,天线装置1可以包括多种待选相位调整单元m,是根据每个相位调整单元组200中相位调整单元210的数量确定的,第一相位调整单元以及下文所述的第二相位调整单元为待选相位调整单元m中被选中的待选相位调整单元。并且该待选相位调整单元与连接的辐射单元组100之间的信号通路导通时多个辐射单元组100的通信信号之间的相位关系,不同于其他待选相位调整单元与连接的辐射单元组100之间的信号通路导通时多个辐射单元组100的通信信号之间的相位关系,进而不同待选相位调整单元与连接的辐射单元组100之间的信号通路导通时通过多个辐射单元组100进行通信信号传输所对应的天线装置1的辐射方向图(radiation pattern)不同。假定天线装置1包括8个相位调整单元组200,每个相位调整单元组200包括3个相位调整单元210,则该天线装置1可以包括8×3=24个待选相位调整单元,不同待选相位调整单元与连接的辐射单元组100之间的信号通路导通时天线装置1的辐射方向图不同。
装置器件参数可以包括天线装置1中能够影响通信信号的波束特征的器件特征参数(如,辐射单元组100的器件特征参数、以及下文移相器500的器件特征参数等)。装置器件参数能够反映其所对应的器件能够对通信信号的功率分配、相位等哪些方面、带来何种程度的改变,进而根据利用这些改变进行期望权值W
ijm的计算。信号参数可以是指根据反馈信号确定的终 端设备2接收的参考信号的信号强度等信息,终端设备状态参数可以包括终端设备2的位置、与天线装置1之间的相对角度等表示终端设备1的空间位置的信息。
在本实施例中,基带处理单元4对终端设备2的多个期望权值的确定,可以在每一次与终端设备2进行正式的通信信号之前进行。其中,可以控制天线装置1先发射参考信号,以便于根据参考信号的载频参数、基于所述终端设备2针对所述参考信号的反馈信号确定的终端设备状态参数、基于反馈信号确定的信号参数以及装置器件参数、所述天线装置1的工作频带对应的多个子带、所述多个相位调整单元210的器件特征参数确定出终端设备2的多个期望权值。这样,可以提高所确定的终端设备2的多个期望权值的准确性。基带处理单元4的确定终端设备2的多个期望权值过程参照下文相关描述,此处不予赘述。
在一种可能的实现方式中,所述控制单元300,还用于接收第二控制命令,并控制所述相位调整单元组200中与第二控制命令对应的的第二相位调整单元和所述第二相位调整单元所连接的第二辐射单元组所在的第二信号通路导通。第二控制命令可以来自于基带处理单元4。
所述第二相位调整单元,用于调整所述第二辐射单元组向所述终端设备2发射参考信号(reference signal,简称RS)的相位。
所述第二辐射单元组,用于向所述终端设备2发射相位调整后的所述参考信号,以及接收所述终端设备2针对所述参考信号的反馈信号。
在相位调整单元组200可以为一个或多个。在相位调整单元组200为多个时,与第二控制命令对应的第二相位调整单元包括:每个相位调整单元组200中与第二控制命令对应的一个相位调整单元。例如,假定天线装置包括2个相位调整单元组C1、C2……,则与第二控制命令对应的第二相位调整单元包括:C1中与第一控制命令对应的一个相位调整单元如C1-1、C2中与第一控制命令对应的一个相位调整单元如C2-2……。
为描述利用控制单元300、相位调整单元组200对相位调整单元组200连接的辐射单元组100的通信信号的相位进行调整的实现方式,本申请通过图3所示出的相位调整单元组200、控制单元300的示例进行说明,本领域技术人员可以结合图3所给出的示例进行设置,本申请对此不作限制。图3示出根据本申请一实施例的天线装置中相位调整单元组的结构示意图,图4示出根据本申请一实施例的天线装置中相位调整单元产生的相位差变化示意图。在一种可能的实现方式中,如图3所示,相位调整单元组200的多个相位调整单元210可以包括至少一个色散器件212和至少一个非色散器件211(为示意图3中的相位调整单元组200仅示出了2个色散器件和1个非色散器件)。也即相位调整单元210可以是色散器件212,还可以是非色散器件211。色散器件212可以通过色散的方式对通信信号的相位进行调整。而非色散器件211则可以采用非色散方式对通信信号的相位进行调整。色散器件212对非色散器件211的相位调整的区别在于,前者使得辐射单元组100的调整后的通信信号与至少一个其它辐射单元组100的通信信号之间产生的相位差随频率的变化而变化,后者使得辐射单元组100的调整后的通信信号与至少一个其它辐射单元组100的通信信号之间产生的相位差为一个固定值,例如,非色散器件可以为移相器。
在一种可能的实现方式中,如图3所示,在所述第一相位调整单元为色散器件212时,在所述第一信号通路导通的情况下,所述第一辐射单元组与所述多个辐射单元组100中的至少一个其它辐射单元组100的通信信号之间产生相位差。其中,所述相位差Δ(f)在所述工作 频带内按照预设关系随频率的变化而变化。这样,可以使第一辐射单元组的通信信号的相位不断变化,满足不同终端设备2的通信需求。
在该实现方式中,Δ(f)=G
n(f),n为色散器件212或非色散器件211在整个相位调整单元组200中对应的编号、编码等标识,例如,可以将多个相位调整单元210(也即色散器件212和非色散器件211)的标识依次设置为1、2、3…。G
n(f)表示因相位调整单元210所产生的相位差与频率的函数。f为频率,f∈Band,Band为天线装置1的工作频带。相位差Δ(f)在工作频带内的值可以按照线性关系随频率的变化而变化,如图4中的G2、G3、G5,G2、G3、G5的斜率不同,且G2、G3的斜率为正(也即Δ(f)随频率的升高而增大)、G5的斜率为负(也即Δ(f)随频率的升高而减小)。此时,Δ(f)=G
2(f)=k2×f,k2为G2的斜率;Δ(f)=G
3(f)=k3×f,k3为G3的斜率;Δ(f)=G
5(f)=-k5×f,-k5为G5的斜率。相位差Δ(f)在工作频带内的值可以按照曲线关系随频率的变化而变化。或者,相位差Δ(f)在工作频带内的值可以按照非单一变化关系随频率的变化而变化,如图4中G4所示的阶梯状的变化,此时,
[F1,F2]为天线装置的工作频带,斜率k
41与k
42的数值可以相同(如图4所示),也可以不同。这样,使得第一相位调整单元为色散器件212时,相位差Δ(f)在所述工作频带内按照预设关系随频率的变化而变化。
在一种可能的实现方式中,在所述第一相位调整单元为非色散器件211时,在所述第一信号通路导通的情况下,所述第一辐射单元组与所述多个辐射单元组100中的至少一个其它辐射单元组100的通信信号之间产生相位差。其中,所述相位差Δ(f)在所述工作频带内不随频率的变化而变化,该相位差可以是任意的角度值,如,0°、90°、180°、540°等。
在该实现方式中,在第一相位调整单元为非色散器件211时,相位差Δ(f)可以是指定的值,Δ(f)=m,m表示相位差值,如图4中的线G1,Δ(f)=G
1(f)=180
°。
需要说明的是,本领域技术人员可以根据实际需要对色散器件212以及色散器件212对应的预设关系、非色散器件211以及非色散器件211对应的相位差进行设置,本申请对此不作限制。
在一种可能的实现方式中,如图3所示,控制单元300可以包括第一合路网络320、第一开关网络310、第二合路网络340、第二开关网络330、控制模块和驱动模块,其中,控制模块和驱动模块在图3中并未示出。其中,图3中示出的仅是控制单元300的一个示例性描述,本领域技术人员可以根据需要对控制单元300进行设置,本申请对此不作限制。
第一开关网络310与同一相位调整单元组200中的至少一个色散器件212、至少一个非色散器件211的一端分别连接,且第一开关网络310还与第一合路网络320连接。第二开关网络330与同一相位调整单元组200中的至少一个色散器件212、至少一个非色散器件211的另一端分别连接,且第二开关网络330还与第二合路网络340连接。
在一种可能的实现方式中,控制模块用于接收第一控制命令(或者第二控制命令),根据第一控制命令,控制驱动模块输出对应于第一相位调整单元所在信号通路导通的驱动电压、以此驱动连接第一相位调整单元所在的第一信号通路导通,同时使得连接其他相位调整单元 的信号通路断开。其中,驱动电路可以分别向第一开关网络310和第二开关网络330输入能够使第一相位调整单元所在的信号通路导通的驱动电压,使通信信号可以依次沿导通的第一信号通路“第一合路网络320、第一开关网络310、第一相位调整单元、第二开关网络330、第二合路网络340、辐射单元组100”传输。
其中,第一开关网络310和第二开关网络330可以分别包括连接到每一个相位调整单元的切换开关,切换开关会在驱动电压的驱动下闭合或导通,以使得与该切换开关连接的相位调整单元210所在的信号通路导通。切换开关可以是三极管、二极管等。其中,在切换开关为三极管时,通过驱动电压调整输入三极管中的电压大小来控制三极管导通和截止。在切换开关为二极管时,可以通过调整输入二极管的正极的驱动电压的正负来控制二极管导通和反向截止。或者也可以控制二极管的正极的输入电压为固定值,通过调整输入二极管的负极的驱动电压来控制二极管导通和反向截止,例如,控制二极管的负极的输入电压值为1V,负极输入的驱动电压为120V时,该二极管反向截止,负极输入的驱动电压为0V时,该二极管导通。再者,也还可以控制二极管的负极的输入电压为固定值,通过调整输入二极管的正极的驱动电压来控制二极管导通和反向截止。
第一合路网络320可以分别与第一开关网络310中对应于每个相位调整单元210的切换开关连接,实现针对多个相位调整单元210到功率分配器400(功率分配器的连接及作用参见下文)之间的通信信号合路。也即用于将来自于功率分配器400的通信信号通过与第一相位调整单元对应的、第一合路网络320与第一开关网络310之间的线路发送至第一相位调整单元;以及用于将来自第一相位调整单元、经第一开关网络310与第一合路网络320之间的线路发送而来的通信信号发送至功率分配器400。同样,第二合路网络340也可以分别与第二开关网络320中对应于每个相位调整单元210的切换开关连接,实现针对多个相位调整单元210到辐射单元组100之间的通信信号合路。也即用于将来自于辐射单元组100的通信信号通过与第一相位调整单元对应的、第二合路网络340与第二开关网络330之间的线路发送至第一相位调整单元;以及用于将来自第一相位调整单元、经第二开关网络330与第二合路网络340之间的线路发送而来的通信信号发送至辐射单元组100。
在天线装置1的工作状态下,多个相位调整单元210中有一个相位调整单元210所在的信号通路是导通的。例如,可以设置在天线装置1上电后,多个相位调整单元210中的默认相位调整单元210所在的信号通路导通、其他相位调整单元210所在的信号通路断开,并在接收到第一控制命令(或第二控制命令)后,将信号通路导通的相位调整单元210从默认相位调整单元210切换为第一相位调整单元(第二相位调整单元)。这样,可以保证天线装置1接入网络后就可以利用多个辐射单元组100进行与终端设备2之间的通信。
图5示出根据本申请另一实施例的天线装置的结构示意图,如图5所示,该天线装置1还可以包括功率分配器400。功率分配器400与所述多个辐射单元组100连接,用于将来自收发信机的待发射通信信号拆分为多个通信信号,并将通信信号发送至对应的多个辐射单元组100,并且,功率分配器400还可以将来自多个辐射单元组100的通信信号合并为一个待处理通信信号,并将所述待处理通信信号发送至所述收发信机单元。此时,前述提及的装置器件参数还可以包括:功率分配器的器件特征参数。在该实现方式中,通过功率分配器400所拆分出的多个通信信号之间可以没有相位差。
在该实现方式中,功率分配器400可以直接连接到辐射单元组100(如图5中最左边的 辐射单元组100与功率分配器400之间的连接);也可以连接到控制单元300,通过控制单元300间接连接到辐射单元组100(如图5中最右边的辐射单元组100与功率分配器400之间的连接)。对于直接与功率分配器400连接的辐射单元组100,其实际发出的通信信号(也即发射信号)即为功率分配器400将待发射通信信号拆分后得到多个通信信号中的一个。对于间接与功率分配器400连接的辐射单元组100,其实际发出的通信信号(也即发射信号)即为功率分配器400将待发射通信信号拆分后得到多个通信信号中的一个、且其被相位调整单元组200中信号通路导通的相位调整单元210进行相位调整后的信号。对于直接与功率分配器400连接的辐射单元组100,其实际接收的通信信号(也即接收信号)即为功率分配器400用于待处理通信信号合并的信号。对于间接与功率分配器400连接的辐射单元组100,其实际接收的通信信号(也即接收信号)会被其连接的相位调整单元组200中信号通路导通的相位调整单元210进行相位调整后发送至功率分配器400用于进行待处理通信信号合并。也即待处理通信信号实际上是根据“来自直接与功率分配器400连接的辐射单元组100的通信信号”、“来自间接通过相位调整单元组200与功率分配器400连接的辐射单元组100的、被信号通路导通的相位调整单元210进行相位调整后的通信信号”。
在一种可能的实现方式中,如图5所示,该天线装置1还可以包括移相器500。所述移相器500与所述多个辐射单元组100中的第三辐射单元组连接,用于调整所述第三辐射单元组与所述终端设备2间通信信号的相位。此时,装置器件参数还可以包括:移相器的器件特征参数。可以借助移相器对第三辐射单元组的通信信号的相位的调节,提高装置在不同应用场景的适应性。
其中,多个辐射单元组100中的第三辐射单元组为所述多个辐射单元组中的任意一个,移相器500可以连接到功率分配器400与第三辐射单元组之间的任意位置。例如,若第三辐射单元组为没有连接相位调整单元组200的辐射单元组100(如图5中最左边的辐射单元组100),则可以将移相器500连接到功率分配器400与第三辐射单元组之间;若第三辐射单元组为连接有相位调整单元组200的辐射单元组100(如图6中最右边的辐射单元组100),则可以将移相器500连接到第三辐射单元组和相位调整单元组200之间、或者控制单元300与功率分配器400之间等。这样,使得通信信号可以经移相器500进行相位调节后由第三辐射单元组发射,或将第三辐射单元组接收到的通信信号进行相位调节后最终发送至功率分配器400。
图6示出根据本申请又一实施例的天线装置的结构示意图,在一种可能的实现方式中,可以根据需要对天线装置1进行分组,将天线装置1划分为一个(例如,图2、图5示出的是一个天线单元10)或多个天线单元10(如图6所示出的是多个天线单元10)。每个天线单元10中可以包括多个辐射单元组100、至少一个相位调整单元组200、控制单元300和功率分配器400。
其中,为描述一个天线单元10中多个辐射单元组100、至少一个相位调整单元组200、控制单元300之间数量关系以及相位调整情况,下面结合以下几种实现方式示例(示例中所描述的相位差仅表示通信信号因相位调整单元而产生的相位差,对于因移相器500等其他器件所产生的相位差示例中不做考虑)进行说明。
示例一:
图7A示出根据本申请一实施例的天线装置示例一的结构示意图,如图7A所示,每一个 天线单元10中包括两个辐射单元组分别为辐射单元组101和辐射单元组102、一个相位调整单元组200、一个控制单元300、一个功率分配器400。则每一个天线单元10中相位调整单元组200的多个相位调整单元(图中未示出)与所在天线单元10中的两个辐射单元组101和102中的任意一个(如图7A中示出的辐射单元组101)、控制单元300分别连接,控制单元300和辐射单元组102分别与功率分配器400连接。
与第一控制命令对应的第一相位调整单元包括:第一个天线单元10的相位调整单元组200中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组200中的某一个相位调整单元……,以此类推。
同一个天线单元10中,第一辐射单元组101用于接收经过第一相位调整单元进行相位调整后的来自于功率分配器400的、对应的目标子带的通信信号,第二辐射单元组102用于接收来自于功率分配器400的、对应的目标子带的通信信号,二者均将接收到的通信信号发送至终端设备2;反之,第一辐射单元组101和第二辐射单元组102接收来自终端设备2的对应的目标子带的接收信号,且第一辐射单元组101的接收信号会被第一相位调整单元调整相位后发送至功率分配器400,第二辐射单元组102的接收信号会直接发送至功率分配器400。在第一相位调整单元为色散器件212时,第一辐射单元组101和第二辐射单元组102的通信信号之间存在因色散器件212所产生的相位差(其相位差的变化方式参考上文色散器件212的相关描述,此处不予赘述),也即第一辐射单元组101和第二辐射单元组102的通信信号在空间范围的波束指向不同,则实际上第一辐射单元组101和第二辐射单元组102分别与两个波束指向方向的两个不同终端设备2通信;第一辐射单元组101和第二辐射单元组102的通信信号之间相位相同时,实际上第一辐射单元组101和第二辐射单元组102同时与波束指向方向的一个或多个终端设备2通信。
示例二:
图7B示出根据本申请一实施例的天线装置示例二的结构示意图,如图7B所示,每一个天线单元10中辐射单元组为两个分别为辐射单元组101和辐射单元组102、相位调整单元组为两个分别为相位调整单元组201和相位调整单元组202、控制单元300为两个分别为控制单元301和控制单元302。则每一个天线单元10中,相位调整单元组201分别与辐射单元组101、控制单元301连接,相位调整单元组202分别与辐射单元组102、控制单元302连接,控制单元301和控制单元302分别与功率分配器400连接。每一个相位调整单元组中包括多个相位调整单元(图7B中未示出)。
与第一控制命令对应的第一相位调整单元包括:第一个天线单元10的相位调整单元组201中的某一个相位调整单元、第一个天线单元10的相位调整单元组202中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组201中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组202中的某一个相位调整单元……,以此类推。
同一个天线单元10中,辐射单元组101用于接收经过“相位调整单元组201中的某一个相位调整单元”进行相位调整后的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,辐射单元组102用于接收“相位调整单元组202中的某一个相位调整单元”进行相位调整的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,二者均通过目标子带将接收到的通信信号发送至终端设备2,反之进行来自终端设备2的对应于目标子带的接收信号的接收(过程参见示例一的相关描述)。
示例三:
图7C示出根据本申请一实施例的天线装置示例三的结构示意图,如图7C所示,每一个天线单元10包括三个辐射单元组101、102、103,两个相位调整单元组201、202,两个控制单元301、302。每一个天线单元10中,相位调整单元组201分别与辐射单元组101、控制单元301连接,相位调整单元组202分别与辐射单元组102、控制单元302连接,控制单元301、控制单元302和辐射单元组103分别与功率分配器400连接。每一个相位调整单元组中包括多个相位调整单元(图7C中未示出)。
与第一控制命令对应的第一相位调整单元包括:第一个天线单元10的相位调整单元组201中的某一个相位调整单元、第一个天线单元10的相位调整单元组202中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组201中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组202中的某一个相位调整单元……,以此类推。
同一个天线单元中,辐射单元组101用于接收经过“相位调整单元组201中对应的相位调整单元”进行相位调整后的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,辐射单元组102用于接收“第二个相位调整单元组202中的对应的相位调整单元”进行相位调整的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,辐射单元组103用于接收来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,三者均通过目标子带将接收到的通信信号发送至终端设备2,反之进行来自终端设备2的对应于目标子带的接收信号的接收(过程参见示例一的相关描述)。
示例四:
图7D示出根据本申请一实施例的天线装置示例四的结构示意图,如图7D所示,每一个天线单元10包括三个辐射单元组101、102、103,三个相位调整单元组201、202、203,三个控制单元301、302、303。每一个天线单元10中,相位调整单元组201分别与辐射单元组101、控制单元301连接,相位调整单元组202分别与辐射单元组102、控制单元302连接,位调整单元组203分别与辐射单元组103、控制单元303连接。控制单元301、控制单元302和控制单元303分别与功率分配器400连接。每一个相位调整单元组中包括多个相位调整单元(图7D中未示出)。
与第一控制命令对应的第一相位调整单元包括:第一个天线单元10的相位调整单元组201中的某一个相位调整单元、第一个天线单元10的相位调整单元组202中的某一个相位调整单元、第一个天线单元10的相位调整单元组203中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组201中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组202中的某一个相位调整单元、第二个天线单元10的相位调整单元组203中的某一个相位调整单元……,以此类推。
同一个天线单元10中,辐射单元组101用于接收经过“相位调整单元组201中的某一个相位调整单元”进行相位调整后的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,辐射单元组102用于接收“相位调整单元组202中的某一个相位调整单元”进行相位调整的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,辐射单元组103用于接收“相位调整单元组203中的某一个相位调整单元”进行相位调整的来自于功率分配器400的、对应于目标子带的通信信号,三者均通过目标子带将接收到的通信信号发送至终端设备2,反之进行来自终端设备2的对应于目标子带的接收信号的接收(过程参见示例一的相关描述)。
结合上述示例一、二、三、四,为满足天线装置1针对不同终端设备2的通信信号发射需求,在每个天线单元10中,相位调整单元组200的数量可以小于或等于辐射单元组100的数量。在天线单元10中多个辐射单元组100的数量大于3时,其天线单元10中相位调整单元组200、控制单元300的数量设置以及相位调整情况,本领域技术人员可以参照上文关于示例三、示例四的描述进行设置,本申请对此不作限制。
在一种可能的实现方式中,每一个辐射单元组100可以包括至少一个辐射单元和对应的金属反射板。
其中,本申请实施例中涉及的辐射单元也可称为天线振子、振子等,是构成天线装置的基本组成单元,用于通信信号的发送和/或接收。反射板,也称底板、天线面板、金属反射面、反射板等,用于提高天线对接收信号接收的灵敏度,可以把接收信号反射聚集在接收点上。在增强天线的接收/发射能力的同时,还起到阻挡、屏蔽来自后背(反方向)的其它无线信号对接收信号的干扰作用。
其中,在辐射单元组100包括多个辐射单元时,多个辐射单元可以呈阵列式排布。而且也可以将多个辐射单元组100所有辐射单元呈阵列式排布设置。或者将两个以上辐射单元组100划分为一个阵列组,该阵列组中辐射单元组100的辐射单元呈阵列式排布设置,不同阵列组之间辐射单元的阵列排布方式可以相同,也可以不同。本领域技术人员可以根据需要对形成阵列的辐射阵列式排布设置进行设置,本申请对此不作限制。
图8示出根据本申请一实施例的辐射单元组的极化结构示意图。辐射单元组100中可以包括单极化的辐射单元和/或多极化的辐射单元。假定天线装置1为有8个辐射单元组100组成的阵列。每个辐射单元组100中的多个辐射单元为正、负极化,则该天线装置1可以包括8个天线单元10。如图8所示,L1、L2、L3…L8分别表示8个辐射单元组100,一个辐射单元组100中包括多个辐射单元组成的阵列。其中,
L1的正极化、L5的正极化构成第一个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L5的正极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L1的正极化和对应的控制单元300。
L2的正极化、L6的正极化构成第二个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L6的正极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L2的正极化和对应的控制单元300。
L3的正极化、L7的正极化构成第三个天线单元,其中,一个相位调整单元组200与L7的正极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L3的正极化和对应的控制单元300。
L4的正极化、L8的正极化构成第四个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L8的正极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L4的正极化和对应的控制单元300。
L1的负极化、L5的负极化构成第五个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L1的负极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L1的负极化和对应的控制单元300。
L2的负极化、L6的负极化构成第六个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L2的负极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L2的负极化和对应的 控制单元300。
L3的负极化、L7的负极化构成第七个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L3的负极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L3的负极化和对应的控制单元300。
L4的负极化、L8负正极化构成第八个天线单元10,其中,一个相位调整单元组200与L4的负极化、对应的控制单元300连接,功率分配器400分别连接到L4的负极化和对应的控制单元300。
其中,相邻的两个辐射单元组L1与L2、L2与L3……L7与L8之间的间距可以根据工作频率进行设置,以减小不同辐射单元组之间的信号干扰。例如,如图8所示,工作频率为2.3Hz~2.4GHz共100MHz带宽,则相邻的两个辐射单元组L1与L2、L2与L3……L7与L8之间的间距可以为工作频率的半个波长。
图9示出根据本申请一实施例的另一基站的结构示意图。如图9所示,该基站包括上述天线装置1和基带处理单元4。所述基带处理单元4,用于向所述天线装置1发送第一控制命令,以及确定与终端设备2间传输的通信信号传输所对应的目标子带。这样,可以通过第一控制命令调整天线装置所传输的对应于目标子带的通信信号对应的波束指向,在提升无线电磁波信号的覆盖的同时,保证针对不同终端设备在时域和频域上都可以对通信信号的波束指向方向进行调整。并且,适配于多信道、多终端设备、多载波、多制式的应用场景。
所述天线装置1用于在所述第一控制命令的控制下与终端设备2进行通信,通信过程可以参考上文天线装置1部分的相关描述,此处不予赘述。
在本实施例中,基带处理单元4会基于终端设备2的多个期望权值确定出与终端设备2进行通信信号传输时,针对终端设备2的通信信号传输中每个相位调整单元组200中需要信号通路导通的第一相位调整单元,进而生成第一控制命令,并且基带处理单元4还会确定针对终端设备2的通信信号传输中所占用的目标子带。
在一种可能的实现方式中,该基站还可以包括收发信机单元3,与天线装置1中的功率分配器400连接,收发信机单元3可以为一个,也可以为多个。在收发信机单元3为多个时,每一个收发信机单元可以与多个功率分配器400中的一个或多个连接。其中,收发信机单元3,用于将基带处理单元4发出的待发射通信信号进行处理后发送至功率分配器400,以及将功率分配器400发送的待处理通信信号处理后发送至基带处理单元4。
其中,基带处理单元4在确定对应于终端设备2的目标子带之后,对于需要发送至终端设备2的基带信号,会将基带信号发送至收发信机单元3,收发信机单元3将基带信号加载到目标子带上后作为待发射通信信号发送至功率分配器400,功率分配器400将接收到的待发射通信信号拆分为多个通信信号后分别将其发送至对应的辐射单元组100,以使得辐射单元组100将接收到的通信信号以电磁波形式辐射到空间中,供终端设备2接收;并且,使得天线装置1可以利用接收加载于目标子带上的来自于终端设备2的接收信号,并将其发送至功率分配器400,最终发送至基带处理单元4。
在一种可能的实现方式中,所述多个期望权值可以根据如下参数确定:装置器件参数、所述天线装置的工作频带对应的多个子带、所述辐射单元组发射出的参考信号的载频参数、基于所述终端设备针对所述参考信号的反馈信号确定的信号参数、基于所述反馈信号确定的终端设备状态参数。所述装置器件参数包括:所述辐射单元组的器件特征参数、所述多个相 位调整单元的器件特征参数等参数。其中,各参数含义参见上文天线装置1部分的相关描述,此处不予赘述。
在一种可能的实现方式中,所述基带处理单元4,还用于向所述天线装置1发送第二控制命令。所述天线装置1,用于在所述第一控制命令的控制下,向所述终端设备发射参考信号,以及接收所述终端设备针对所述参考信号发出的反馈信号。
图10示出根据本申请一实施例的基站中BBU的期望权值使用过程示意图。图11示出根据本申请一实施例的基站中BBU的确定及使用期望权值的流程示意图。在一种可能的实现方式中,基带处理单元4,还用于执行图11步骤S11至步骤S14的步骤计算出终端设备的多个期望权值W
ijm,以及进一步根据终端设备的多个期望权值W
ijm确定出如图10所示的第一相位调整单元和目标子带。
步骤S11,根据装置器件参数、终端设备状态参数、参考信号所对应的载频参数、以及第二相位调整单元的器件特征参数中的一个或者多个,确定出所述终端设备2对应于第二相位调整单元(第二相位调整单元包括每个相位调整单元组中信号通路导通的相位调整单元210)调整下每个子带的多个第一权值w′
ija;其中,w′
ija中的i表示该第一权值所对应的终端设备2标识、j表示该第一权值所对应的子带标识、a表示该第一权值所对应的所在信号通路导通的相位调整单元是第二相位调整单元,a∈m。
步骤S12,根据所述多个第一权值w′
ija、装置器件参数以及第二相位调整单元的器件特征参数确定出对应于第一权值w′
ija的方向图FXT
ija,基于第一权值w′
ija的方向图FXT
ija可以确定出每个第一权值w′
ija对应的波达角θ
ija。其中,波达角(angle of arrival),其可以反映出对应的第一权值发出的通信信号的波达方向(direction of arrival,简称DOA),本文也称波束指向。
步骤S13,根据对应于每个第一权值w′
ija的波达角θ
ija、所述装置器件参数、所述终端设备状态参数、所述相位调整单元210中除所述第二相位调整单元以外的第三相位调整单元(第三相位调整单元包括每个相位调整单元组200中信号通路导通的相位调整单元210)的器件特征参数,估算出所述终端设备2对应于所述第三相位调整单元调整下每个子带的的多个第二权值w′
ijb。其中,w′
ijb中的i表示该第二权值所对应的终端设备2的标识、j表示该第二权值所对应的子带标识、b表示该第二权值所对应的所在信号通路导通的相位调整单元是第三相位调整单元,b∈m,且a∪b=m。在该实现方式中,可以基于每个终端设备2的第一权值w′
ija的波达角θ
ija,估计出每个终端设备2与天线装置1法线之间的夹角,进而基于终端设备2与天线装置1法线之间的夹角、装置器件参数、第三相位调整单元的器件特征参数就可以估算出该终端设备2的第二权值w′
ijb。
步骤S14,将所述终端设备2的所述多个第一权值w′
ija和所述多个第二权值w′
ijb,确定为所述终端设备2的多个期望权值W
ijm。例如,如图10所示,终端设备UE_1在待选相位调整单元1所在信号通路导通时,对应于子带_1的期望权值为W111、对应于子带_2的期望权值为W121……对应于子带_j的期望权值为W1j1;终端设备UE_1在待选相位调整单元2所在信号通路导通时,对应于子带_1的期望权值为W112、对应于子带_2的期望权值为W122……对应于子带_j的期望权值为W1j2;……;终端设备UE_1在待选相位调整单元m所在信号通 路导通时,对应于子带_1的期望权值为W11m、对应于子带_2的期望权值为W12m……对应于子带_j的期望权值为W1jm。也即终端设备UE_1的多个期望权值包括:W111、W121……W1j1,W112、W122……W1j2,……,W11m、W12m……W1jm。
通过步骤S11至步骤S14的方式能够准确地确定出的终端设备2的多个期望权值,能满足终端设备的通信需求。
在一种可能的实现方式中,所述基带处理单元4,还用于执行图11所示的步骤S15至步骤S17,以根据终端设备2的多个期望权值W
ijm确定出第一相位调整单元和目标子带。这样,能够保证天线装置1与终端设备2间以高传输效率进行通信信号传输。
步骤S15,根据所述终端设备2的多个期望权值W
ijm,确定出在对应的待选相位调整单元m(待选相位调整单元包括每个相位调整单元组200中信号通路导通的相位调整单元210)所在的信号通路导通时,对应于所述终端设备2的满足速率限制条件的传输速率和R
m,所述传输速率和R
m是待选相位调整单元m所在信号导通时对应于每个终端设备2的传输速率R
im的传输速率总和,i表示该传输速率所对应的终端设备2的标识。每个终端设备2的传输速率R
im为所述终端设备2在对应的待选相位调整单元m所在的信号通路导通时对应于至少一个子带的传输速率。例如,如图10所示,在终端设备为i个其标识分别为1、2……i时,若待选相位调整单元1所在的信号通路导通,终端设备2的满足速率限制条件的传输速率和R
1为根据R
11、R
21…R
i1所确定的速率和;若待选相位调整单元2所在的信号通路导通,终端设备2的满足速率限制条件的传输速率和R
2为根据R
12、R
22…R
i2所确定的速率和……若待选相位调整单元m所在的信号通路导通,终端设备2的满足速率限制条件的传输速率和R
m为根据R
1m、R
2m…R
im所确定的速率和。
在一种可能的实现方式中,所述速率限制条可以包括:终端设备i的传输速率R
im小于或等于与终端设备i对应的最高传输速率且终端设备i的传输速率R
im大于或等于于终端设备i对应的最低传输速率;且在对应的待选相位调整单元m所在的信号通路导通时,所有终端设备的传输速率和R
m最大。其中,最高传输速率可以根据通信系统所能传输的全部通信信号的总传输速率、终端设备2的数量等进行设置,最低传输速率可根据天线装置1与对应的终端设备2满足通信信号传输的最低标准进行设置,以保证对应的终端设备2能够与天线装置1进行正常的通信。本领域技术人员可以根据实际需要对速率限制条件进行设置,本申请对此不作限制。
步骤S16,将所有待选相位调整单元所在的信号通路导通所对应的传输速率和中数值最大的确定为目标传输速率和,并将所述目标传输速率和对应的待选相位调整单元确定为第一相位调整单元。例如,如图10所示,终端设备为i个其标识分别为1、2……i,在待选相位调整单元1所在的信号通路导通所对应的传输速率和R
1、待选相位调整单元2所在的信号通路导通所对应的传输速率和R
2…待选相位调整单元m所在的信号通路导通所对应的传输速率和R
m中,由于待选相位调整单元1所在的信号通路导通所对应的传输速率和R
1的数值最大,则将传输速率和R
1确定为目标传输速率和,则传输速率和R
1所对应的待选相位调整单元1即为第一相位调整单元。
步骤S17,将组成所述目标传输速率和的所述终端设备2的传输速率所对应的子带,确定为所述终端设备2对应的目标子带。例如,如图10所示,由于目标传输速率和R
1是根据R
11、R
21…R
i1确定的,则对应于UE_1的目标子带为子带_5、子带_6,对应于UE_2的目标子带为子带_8、子带_9…对应于UE_i的目标子带为子带_3、子带_4。
为进一步描述本申请所示出的天线装置1、基站在进行终端设备资源分配的实现过程,相比于相关技术的不同,以下通过举例说明,假定基站所在网络中分布有10个终端设备2,分别为U0、U1、U2…U9。以天线装置1包括多个天线单元10,且每个天线单元10中仅包括两个辐射单元组100、一个相位调整单元组200,该相位调整单元组200包括一个色散器件212(所产生的相位差按照图4中G3变化)和一个非色散器件211(所产生的相位差如图4中G1所示为固定值180°)。其中:
在天线装置1中的色散器件212所在的信号通路导通时,参考图4中G2线可知发射出的通信信号的波束指向可以随频率缓慢变化,波束指向变化不大,其变化所占用的带宽是工作频带总带宽的0.4X(也即工作频带总带宽的0.4倍)。图12A、图12B示出根据本申请一实施例的终端设备资源分配示意图。其中,图12A、图12B中横坐标表示发射信号所占用的子带的频率f、纵坐标表示发射信号的波束指向Doa(与发射信号的相位存在对应关系)。在有10个终端设备的情形下,需要2个单位时间单元完成所有终端设备的覆盖。其中,单位时间单元可以是天线装置1进行一次发射信号的发射所需占用的时长。可以用TTI(transmission time interval,发送时间间隔)来表示单位时间单元,一个TTI所占用的时长可以为一个单位时间单元。其中,在图12A所示的第一个单位时间单元下,天线装置1发射出4个不同波束指向Doa(与发射信号的相位存在对应关系)的窄波束分别覆盖对应的部分空间区域的终端设备,两两终端设备被同一波束覆盖,被相同波束覆盖的两个终端设备共用0.4X工作频带总带宽(也即占用工作频带总带宽的4/10),也即在第一个单位时间单元内,U1和U6被第一波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的目标子带的带宽(也即图12A中U1和U6占横坐标频率f的宽度)为0.4X工作频带总带宽;U4和U9被第二波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的子带的带宽(也即图12A中U4和U9占横坐标频率f的宽度)为0.4X工作频带总带宽;U2和U7被第三波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的子带的带宽(也即图12A中U2和U7占横坐标频率f的宽度)为0.4X工作频带总带宽;U5和U0被第四波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的子带的带宽(也即图12A中U0和U5占横坐标频率f的宽度)为0.4X工作频带总带宽。在图12B所示的第二个单位时间单元内,U3和U8被第五波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的目标子带的带宽(也即图12B中U1和U6占横坐标频率f的宽度)为0.4*2X的工作频带总带宽。则可以看出在两个单位时间单元内,U0、U1、U2…U9所接收的通信信号的时域(对应的单位时间单元)、空域(波束指向)、频域(占用子带)资源中至少有一个是不同的,在保证覆盖的同时能针对终端设备进行设置。平均到每个单位时间单元后,每个终端设备的资源分配情况即为:每个终端设备使用0.4/2X*0.8+0.4X*0.2工作频带总带宽(在第一个单位时间单元内进行了8个终端设备的发射信号发射,占总计10个终端设备的0.8,所以对于每个终端设备的频带占用计算需要乘以0.8,也即0.4/2X*0.8;同样,在第二个单位时间单元内进行了2个终端设备的发射信号发射,占总计10个终端设备的0.2,所以对于每个终端设备的频带占用计算需要乘以0.2,也即0.4X*0.2),每个终端设备使用0.5X单位时间单元(由于需要两个单位时间单元才能完成10 终端设备的发射信号的发射,所以每个终端设备使用的时长即为0.5倍的单位时间单元所对应的时长),每个终端设备天线增益为5X传统波束(也即5倍于传统波束),两个终端设备复用相同的时频资源。
在天线装置1中的非色散器件211所在的信号通路导通时,参考图4中G1线可知发射出的通信信号的波束指向不随频率变化。图12C、图12D、图12E示出根据本申请一实施例的终端设备资源分配示意图。图12C-图12E中横坐标表示发射信号所占用的子带的频率f、纵坐标表示发射信号的波束指向Doa(与发射信号的相位存在对应关系)。在有10个终端设备的情形下,需要3个单位时间单元完成所有终端设备的覆盖,在每个单位时间单元内,天线装置1发射出2个不同波束指向的窄波束分别覆盖对应的部分空间区域的终端设备,两两终端设备被同一波束覆盖,被相同波束覆盖的两个终端设备共用1X工作频带总带宽(也即占用工作频带总带宽的全部)。也即,在如图12C所示的第一个单位时间单元内,U1和U6被第一波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的目标子带的带宽(也即图12C中U1和U6占横坐标频率f的宽度)为1X工作频带总带宽;U4和U9被第二波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的子带的带宽(也即图12C中U4和U9占横坐标频率f的宽度)为1X工作频带总带宽。在如图12D所示的第二个单位时间单元内,U2和U7被第三波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的子带的带宽(也即图12D中U2和U7占横坐标频率f的宽度)为1X工作频带总带宽;U5和U0被第四波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的子带的带宽(也即图12D中U0和U5占横坐标频率f的宽度)为1X工作频带总带宽。在图12E所示的第三个单位时间单元内,U3和U8被第五波束指向Doa的发射信号覆盖,二者所占用的目标子带的带宽(也即图12E中U1和U6占横坐标频率f的宽度)为1X的工作频带总带宽。则可以看出在三个单位时间单元内,U0、U1…U9所接收的通信信号的时域(对应的单位时间单元)、空域(波束指向)、频域(占用子带)资源中至少有一个是不同的,在保证覆盖的同时能针对终端设备进行设置。也即,平均到每个单位时间单元后,在与10个终端设备的通信中,每个终端设备使用0.5X工作频带总带宽,每个终端设备使用0.33X单位时间单元(由于需要三个单位时间单元才能完成10终端设备的发射信号的发射,所以每个终端设备使用的时长即为0.33倍的单位时间单元所对应的时长),每个终端设备天线增益为5X传统波束,两个终端设备复用相同的时频资源。
而相关技术中存在以下实现方式:
图13A示出基于4发4收4T4R模拟波束赋形ABF(analog beamforming,简称ABF)系统的基站中天线接线示意图,图13B示出基于4T4RABF系统的基站的终端设备资源分配示意图。如图13A所示,在4T4RABF系统中,4个收发信机单元TRX分别与2个辐射单元组正、负极化的天线端口的连接。如图13B所示,图13B中横坐标表示发射信号所占用的子带的频率f、纵坐标表示发射信号的波束指向Doa(与发射信号的相位存在对应关系)。在有10个终端设备(如U0、U1、U2…U9)的情形下,一个单位时间单元完成所有终端设备的覆盖。其中,每个终端设备使用0.1X工作频带总带宽,每个终端设备使用1X单位时间单元,每个终端设备天线增益为1X传统波束,终端设备并不复用相同的时频资源。但是,此实现方式的覆盖弱,容量低。
图14A示出基于MM数字波束赋形DBF(digital beamforming,简称DBF)系统的基站中天线接线示意图,图14B示出基于MM DBF系统的基站的终端设备资源分配示意图。如图 14A所示,MM DBF系统中,设置有多个收发信机单元TRX1、TRX2…TRXn和多个辐射单元组,每一个TRX与一个辐射单元组的正极化或负极化的天线端口的连接。如图14B所示,图14B中横坐标表示发射信号所占用的子带的频率f、纵坐标表示发射信号的波束指向Doa(与发射信号的相位存在对应关系)。在有10个终端设备(如U0、U1、U2…U9)的情形下,一个单位时间单元完成所有终端设备的覆盖。也即,在于10个终端设备的通信中,每个终端设备使用0.5X工作频带总带宽,每个终端设备使用1X单位时间单元,每个终端设备天线增益为5X传统波束,5个终端设备复用相同的时频资源。但是,此实现方式的通道数量多,成本高,且基站设置复杂。
图15A示出基于4T4R数摸混合波束赋形HBF(hybrid beamforming,简称HBF)系统的基站中天线接线示意图,图15B、图15C、图15D示出基于4T4R HBF系统的基站的终端设备资源分配示意图。如图15A所示,MM HBF系统中,设置有一个TRX和多个辐射单元组,TRX与每个辐射单元组的天线端口的连接,且至少一个辐射单元组与TRX之间设置有移相器。如图15B、图15C、图15D所示,图15B-图15D中横坐标表示发射信号所占用的子带的频率f、纵坐标表示发射信号的波束指向Doa(与发射信号的相位存在对应关系)。假定每个单位时间单元存在两个波束,在有10个终端设备(如U0、U1、U2…U9)的情形下,3个TTI完成所有终端设备的覆盖。也即,在于10个终端设备的通信中,每个终端设备使用0.5X工作频带总带宽,每个终端设备使用0.33X单位时间单元,每个终端设备天线增益为5X传统波束,2个终端设备复用相同的时频资源。但是,此实现方式针对不同空间角度的、多个终端设备、多载波、多制式的应用场景,无法实现通信信息的同时并发。
可见,本申请所提供的天线装置及基站,相比较于相关技术中所提供的技术方案,可以满足不同状态的通信需求,即在少通道的基站中可以提升终端设备覆盖的同时,实现在时域和频域内任意调整波束指向,通过切换相位调整单元组中信号通路导通的相位调整单元适配各类多终端设备场景。
本申请的实施例还提供了一种处理装置,用于基带处理单元,包括:处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为执行上述步骤S11-步骤S18所示的操作。
本申请的实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述步骤S11-步骤S18所示的操作。
本申请的实施例提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读代码,或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质,当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时,所述电子设备中的处理器执行上述方法。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(random access memory,RAM)、只读存储器(read only memory,ROM)、可擦式可编程只读存储器(electrically programmable read-only-memory,EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(static random-access memory,SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(compact disc read-only memory,CD-ROM)、数字多功能盘(digital video disc,DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指 令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。
这里所描述的计算机可读程序指令或代码可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(instruction set architecture,ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(local area network,LAN)或广域网(wide area network,WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(field-Programmable gate array,FPGA)或可编程逻辑阵列(programmable logic array,PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本申请的各个方面。
这里参照根据本申请实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器,从而生产出一种机器,使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时,产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中,这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作,从而,存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品,其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上,使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分,所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行, 它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。
也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行相应的功能或动作的硬件(例如电路或ASIC(application specific integrated circuit,专用集成电路))来实现,或者可以用硬件和软件的组合,如固件等来实现。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述,然而,在实施所要求保护的本发明过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其它变化。在权利要求中,“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (11)
- 一种天线装置,其特征在于,包括:多个辐射单元组、至少一个相位调整单元组和控制单元,所述相位调整单元组包括多个相位调整单元;一个所述相位调整单元组的相位调整单元与一个所述辐射单元组、以及所述控制单元分别连接;所述控制单元,用于接收第一控制命令,并控制所述相位调整单元组中与第一控制命令对应的第一相位调整单元和所述第一相位调整单元所连接的第一辐射单元组所在的第一信号通路导通;所述第一相位调整单元,用于调整所述第一辐射单元组与终端设备间对应于目标子带的通信信号的相位;所述第一辐射单元组,用于在所述目标子带上进行与所述终端设备间所述通信信号的传输,所述目标子带为所述天线装置的工作频带对应的多个子带中的至少一个。
- 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一控制命令和所述目标子带根据所述终端设备的多个期望权值确定,所述期望权值用于确定所述终端设备与所述天线装置之间的通信信号的波束特征。
- 根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述多个期望权值根据如下参数确定:装置器件参数、所述天线装置的工作频带对应的多个子带、所述辐射单元组发射出的参考信号的载频参数、基于所述终端设备针对所述参考信号的反馈信号确定的信号参数、基于所述反馈信号确定的终端设备状态参数;其中,所述装置器件参数包括:所述多个辐射单元组的器件特征参数、所述多个相位调整单元的器件特征参数。
- 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一相位调整单元包括色散器件,在所述第一信号通路导通的情况下,所述第一辐射单元组与所述多个辐射单元组中的至少一个其它辐射单元组的通信信号之间产生相位差,其中,所述相位差在所述工作频带内按照预设关系随频率的变化而变化。
- 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制单元,还用于接收第二控制命令,并控制所述相位调整单元组中与第二控制命令对应的的第二相位调整单元和所述第二相位调整单元所连接的第二辐射单元组所在的第二信号通路导通;所述第二相位调整单元,用于调整所述第二辐射单元组向所述终端设备发射参考信号的相位;所述第二辐射单元组,用于向所述终端设备发射相位调整后的所述参考信号,以及接收所述终端设备针对所述参考信号的反馈信号。
- 根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置还包括移相器,所述移相器与所述多个辐射单元组中的第三辐射单元组连接,用于调整所述第三辐射单元组与所述终端设备间通信信号的相位;其中,所述装置器件参数还包括:所述移相器的器件特征参数。
- 根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:与所述多个辐射单元组连接的功率分配器,用于将来自收发信机单元的待发射通信信号 拆分为多个通信信号,并将通信信号发送至对应的辐射单元组,和/或将来自多个辐射单元组的通信信号合并为一个待处理通信信号,并将所述待处理通信信号发送至所述收发信机单元;其中,所述所述装置器件参数还包括:所述功率分配器的器件特征参数。
- 一种基站,包括:如权利要求1-7任意一项的天线装置和基带处理单元,所述基带处理单元,用于向所述天线装置发送第一控制命令,以及确定与终端设备进行通信信号传输所使用的目标子带。
- 根据权利要求8所述的基站,其特征在于,所述基带处理单元,还用于向所述天线装置发送第二控制命令。
- 根据权利要求8所述的基站,其特征在于,所述基带处理单元,还用于:根据装置器件参数、终端设备状态参数、参考信号所对应的载频参数、以及第二相位调整单元的器件特征参数,确定出所述终端设备对应于第二相位调整单元调整下每个子带的多个第一权值;根据所述多个第一权值,确定出所述终端设备对应于每个第一权值的波达角;根据对应于每个第一权值的波达角、所述装置器件参数、所述终端设备状态参数、所述相位调整单元中除所述第二相位调整单元以外的第三相位调整单元的器件特征参数,估算出所述终端设备对应于所述第三相位调整单元调整下每个子带的的多个第二权值;将所述终端设备的所述多个第一权值和所述多个第二权值,确定为所述终端设备的多个期望权值。
- 根据权利要求8所述的基站,其特征在于,所述基带处理单元,还用于:根据所述终端设备的多个期望权值,确定出在对应的待选相位调整单元所在的信号通路导通时,对应于所述终端设备的满足速率限制条件的传输速率和,所述传输速率和为所述待选相位调整单元所在的信号通路导通时对应于每个终端设备的传输速率的总和,终端设备的传输速率为所述待选相位调整单元所在的信号通路导通时对应于至少一个子带的传输速率;将所有待选相位调整单元所在信号通路导通所对应的传输速率和中数值最大的确定为目标传输速率和,并将所述目标传输速率和对应待选相位调整单元确定为第一相位调整单元;将组成所述目标天线传输速率和的所述终端设备的传输速率所对应的子带,确定为所述终端设备对应的目标子带;其中,所述待选相位调整单元包括相位调整单元组中对应的一个相位调整单元。
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