CN118056362A - 一种通信装置、通信方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种通信装置、通信方法及相关设备,涉及通信技术领域,可用于在节省设备成本和空间的情况下,对通信信号实现″一对多″的数字信号补偿。该装置包括第一通道、第二通道和数字电路。其中,第一通道,用于接收数字电路发送的第一数字信号;基于第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号。第二通道用于在接收模式下,接收来自天线阵列的多个第三射频信号,多个第三射频信号源自通信对端。第二通道还用于在反馈模式下,接收来自天线阵列多个第二射频信号,多个第二射频信号是从多个移相后的第一射频信号耦合而来。数字电路用于基于数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿。
Description
本申请涉及信息技术领域,尤其涉及一种通信装置、通信方法及相关设备。
目前,随着5G技术的快速发展,其频带扩展到了毫米波,对于毫米波相控阵系统而言,为了降低模拟数字转换器(ADC)成本以及数字化之后的数据处理难度,波束赋形逐渐成为主流技术,在如模拟波束成型(Analog Beam Forming,ABF)及混合波束成型(Hybrid Beam Forming,HBF)的架构中,为了节省设备的成本和空间,一个数字处理单元往往对应着多个毫米波接收或发送通道(即,“一对多”的通信架构)。因此,传统的一个数字处理单元对应一个射频通道(“一对一”)进行数字信号补偿方法无法适用于该波束成型的毫米波相控阵系统中。
其中,针对数字处理单元对射频通道进行的数字信号补偿可以包括直流偏置补偿。非线性补偿等等。例如:为了提高通信质量,在进行信号发射时需要保持功率放大器(Power Amplifier,PA)工作在信号饱和区域,但会造成输出信号的非线性失真。为了解决输出信号的非线性失真的问题,数字处理单元通常会对输出信号进行数字预失真处理(Digital Predistortion,DPD)(即,非线性补偿)以调节输出信号的非线性失真的问题。传统的数字预失真DPD方案(一对一调节非线性行为的方案)在HBF/ABF架构中并不适用,因为常规的数字预失真DPD方案通常采用一个数字处理单元对应一个功率放大器,然而由于毫米波相控阵架构通常收发通道数较多,对应的功率放大器数量也较多,导致难以针对每个功率放大器分别采用一个信号处理单元。因此,为了节省设备的成本和空间,一个数字处理单元往往对应着多个毫米波接收或发送通道(即,“一对多”的处理架构),但是当一个数字预失真系统同时调节多个功率放大器的非线性失真时,该多个功率放大器由于制备的原因,或者前端耦合的器件调节的参数不同,会造成多个功率放大器彼此之间输出的非线性行为并不一致,进而导致一个数字预失真系统无法同时调节多个功率放大器的非线性失真。
为解决这个问题,现有的反馈方案,如空口反馈技术(Over The Air,OTA),是将数字预失真系统所要校准的目标,从每个功率放大器的输出,变成这些功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的非线性信号,从而解决了该场景下的数字预失真系统“一对多”的问题。但是,该方案需要独立配置一套接收天线在空口远场将波束信号进行收集,然后通过射频电缆传输至接收机进行解算。很显然,该方案需要独立的接收天线与接收、解算单元。对实际商品形态的冲击非常大,很难落地。即使在产线校准时,也往往会受限于平台的复杂的流程与处理时间而很难使用。
因此,如何在节省设备成本和空间的情况下,对通信信号实现“一对多”的数字信号补偿,是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种通信装置、通信方法及相关设备,可用于在节省设备成本和空间的情况 下,对通信信号实现“一对多”的数字信号补偿。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供了一种通信装置,该装置包括第一通道、第二通道和数字电路。
其中,所述第一通道,用于接收所述数字电路发送的第一数字信号;基于所述第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号,所述多个移相后的第一射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列。所述第二通道,用于在接收模式下,接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,所述多个第三射频信号源自通信对端;基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号。所述第二通道,还用于在反馈模式下,接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,所述多个第二射频信号是从所述多个移相后的第一射频信号耦合而来;基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路。所述数字电路,用于生成所述第一数字信号;处理所述第三数字信号;以及基于所述数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿。
在现有技术中的反馈方案需要独立配置一套接收天线在空口远场将波束信号进行收集,然后通过射频电缆传输至接收机进行解算,对实际产品形态的冲击非常大,成本也较高。因此,在本申请第一方面提供的通信装置中,可以在反馈模式下,复用原本空闲的接收通道接收本端发送的信号,以反馈至数字电路对多个本端发送的信号进行数字信号补偿。其中,预先说明的是,本申请第一方面的实施例提供的通信装置是适用于时分双工通信系统的通信装置,所以当该通信装置通过发送通道(即,第一通道)向通信对端发送多个通信信号(即:多个移相后的第一射频信号)时,通信对端不会向该通信装置发送通信信号。所以,该通信装置原本的接收通道(如,第二通道)处于空闲或关闭状态,即,接收通道不用接收来自通信对端的通信信号。因此,当通信装置的第一通道向天线阵列发送多个移相后的第一射频信号时,本申请实施例的通信装置可以开启空闲或关闭的第二通道,使得第二通道在反馈模式下处于工作状态,接收来自上述天线阵列多个第二射频信号。然后,第二通道就可以基于该多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路,以形成反馈环路。该数字电路可以基于该数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿,提高通信信号的通信质量。由上述可知,该反馈环路是基于通信装置本地的接收通道形成的,不需要在该通信装置内外额外设立单独的接收通道,大大节省的了该通信装置空间和成本。而且,上述多个第二射频信号是天线阵列从多个移相后的第一射频信号耦合而来,不是直接获取的多个移相后的第一射频信号,即,第二通道获得的数字反馈信号是对应于多个第一功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的信号,因此,数字反馈信号反馈的信息是基于主波束方向上合成的信号,不是单独的射频信号,从而数字电路可以基于该数字反馈信号对主波束方向上合成的信号进行调整,进而调节了多个射频信号,进一步的也解决了该场景下的“一对多”的问题,即,一个数字电路无法同时对多路射频发送信号分别进行数字信号补偿的问题。另外,该第二通道在处于接收模式下,即,在第一通道没有发送第一波束信号时,还可以正常接收源自通信对端通信信号进行正常的通信。综上所述,本申请实施例可以复用处于空闲或关闭状态的接收通道,接收本地发送通道发送的通信信号,反馈至数字电路,使得数字电路实现“一对多”的对发射信号进行数字信号补偿,大大节省了通信设备的成本和空间。
在一种可能实现的方式中,所述数字信号补偿包括:数字预失真DPD处理、同相-正交I-Q失配不平衡补偿、直流偏置补偿、互调谐波补偿和发射信号功控中的一个或多个。
在本申请实施例中,第二通道获得第一波束信号对应的数字反馈信号后,数字电路可以根据该数字反馈信号对第一通道的第一数字信号进行不同种类的数字信号补偿以提高通信信号的质量。例如:数字电路可以对第一数字信号进行数字预失真DPD处理,改善第一射频信号在经过功率放大器发大后的非线性失真,大大提高了该通信信号的质量。
在一种可能实现的方式中,所述第一通道包括第一转换器和多个第一发送子通道;所述第一转换器,用于将所述第一数字信号转换为第一射频信号;将所述第一射频信号分别发送至所述多个第一发送子通道;所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道,用于对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号。
在本申请实施例中,第一通道可以通过第一转换器和多个第一发送子通道实现一个数字信号转换成多个射频信号。其中,该第一转换器相当于数模转换器,先对第一数字信号进行数模转换后获得第一射频信号。该多个第一发送子通道可以对接收到的第一射频信号作不同角度的移相,获得对应的多个移相后的第一射频信号,该多个移相后的第一射频信号具有不同的相位,也因此可以在空口处形成较强的波束信号,以提高与通信对端的通信质量。
在一种可能实现的方式中,所述每个第一发送子通道包括第一移相器和第一功率放大器;所述第一移相器,用于对所述第一射频信号进行移相,获得所述移相后的第一射频信号;所述第一功率放大器,用于放大所述移相后的第一射频信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第一发送子通道结构,该结构可以用于控制每个第一发送子通道中传输的射频信号进行移相和放大,从而提高与通信对端的通信质量。
在一种可能实现的方式中,所述第一转换器包括:第一数字模拟转换器,用于将所述第一数字信号转换为第一模拟信号;第一上混频器,用于将所述第一模拟信号转换为所述第一射频信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第一转换器结构,该结构可以用于控制数字信号进行数模转换,获得对应的模拟信号,在将该模拟信号进行上变频转换为对应的射频信号,从而可以实现与通信对端的通信。
在一种可能实现的方式中,所述第二通道包括多个第一接收子通道和第二转换器;所述多个第一接收子通道中的每个第一接收子通道,用于接收所述多个第三射频信号中的一个第三射频信号;对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道用于得到多个移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道中部分或全部第一接收子通道,用于:接收所述多个第二射频信号;对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号;将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号;所述第二转换器,用于将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号,以及将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号。
在本申请实施例中,第二通道可以通过多个第一接收子通道接收射频信号。例如:在接收模式下,多个第一接收子通道中的每个第一接收子通道可以接收多个第三射频信号,即,在第一通道没有发送第一波束信号时,可以正常接收源自通信对端通信信号进行正常的通信交互。在反馈模式下,多个第一接收子通道中部分或全部第一接收子通道可以接收多个第二射频信号,即,在第一通道发送第一波束信号时,可以接收源自第一通道的通信信号进行反馈,以调节本端发送的通信信号,提升与通信对端的通信质量。另外,第二转换器可以对接收到的信号(如:多个移相后的第三射频信号或多个移相后的第二射频信号)进行模数转换 获得对应的数字信号,以便通信装置进行数字处理分析。
在一种可能实现的方式中,所述多个第一接收子通道中每个第一接收子通道包括第一低噪声放大器和第二移相器;所述第一低噪声放大器,用于对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;以及对所述多个第二射频信号中的至少一个进行放大或衰减处理,获得至少一个处理后的第二射频信号;所述第二移相器,用于对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;以及对所述至少一个处理后的第二射频信号进行移相,以得到所述多个移相后的第二射频信号中的至少一个。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第一接收子通道结构,该结构可以用于控制每个第一接收子通道中传输的信号进行放大或衰减处理以及移相处理,从而可以接收完整的通信质量较好的通信信号。
在一种可能实现的方式中,所述第二转换器包括:第一下混频器,用于将所述多个移相后的第三射频信号转换为第三模拟信号,以及将所述多个移相后的第二射频信号转换为第二模拟信号;第一模拟数字转换器,用于将所述第三模拟信号所述第三数字信号,以及将所述第二模拟信号转换为所述数字反馈信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第二转换器结构,该结构可以用于将多个射频信号下变频转换为模拟信号,并将该模拟信号模数转换,获得对应的数字信号,以便通信装置进行数字处理分析。
在一种可能实现的方式中,所述第一通道还包括多个第二接收子通道和第三转换器;所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道,用于接收来自所述天线阵列的多个第四射频信号中的一个第四射频信号;对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号;所述多个第二接收子通道用于得到多个移相后的第四射频信号;所述第三转换器,还用于将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号;所述数字电路,还用于处理所述第四数字信号。
在本申请实施例中,第一通道除第一转换器和对应的多个第一发送子通道外还包括第三转换器和对应的多个第二接收子通道。该多个第二接收子通道的功能与所述第二通道中多个第一接收子通道在接收模式下的功能一致,均可以接收来自通信对端的射频信号并做相应处理。
在一种可能实现的方式中,所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道包括第二低噪声放大器和第三移相器;所述第二低噪声放大器,用于对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;所述第三移相器,用于对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第二接收子通道结构,该结构可以用于控制每个第二接收子通道中传输的信号进行放大或衰减处理以及移相处理,从而可以接收通信质量较好的通信信号。
在一种可能实现的方式中,所述第三转换器包括:第二下混频器,用于将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四模拟信号;第二模拟数字转换器,用于将所述第四模拟信号转换为所述第四数字信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第三转换器结构,该结构与第二转换器结构相似,可以用于将多个射频信号下变频转换为模拟信号,并将该模拟信号模数转换,获得对应的数字信号,以便通信装置进行数字处理分析。
在一种可能实现的方式中,所述第一通道还包括第一开关模块;所述第一开关模块用于控制所述第一通道中所述多个第一发送子通道或所述多个第二接收子通道在不同的时间段内导通。
在本申请实施例中,第一通道还包括第一开关模块用于控制第一通道中多个第一发送子通道和多个第二接收子通道分别在不同的时间段内导通,以适用于时分双工的通信系统中。
在一种可能实现的方式中,所述第二通道还包括多个第二发送子通道和第四转换器;所述数字电路,还用于生成第五数字信号;所述第四转换器,还用于将所述第五数字信号转换为第五射频信号;将所述第五射频信号分别发送至所述多个第二发送子通道;所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道,用于对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,所述多个第二发送子通道用于获得多个移相后的第五射频信号,且所述多个移相后的第五射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第五射频信号发送至天线阵列。
在本申请实施例中,第二通道除第二转换器和对应的多个第一接收子通道外还包括第四转换器和对应的多个第二发送子通道。该多个第二发送子通道的功能与所述第一通道中多个第一发送子通道的功能一致,均可以向通信对端发送信号。第二通道可以通过第四转换器和多个第二发送子通道实现一个数字信号转换成多个移相后的射频信号,多个移相后的射频信号同时发送可以在空口处形成较强的波束信号,以提高与通信对端的通信质量。
在一种可能实现的方式中,所述每个第二发送子通道包括第四移相器和第二功率放大器;所述第四移相器,用于对所述第五射频信号进行移相,获得所述移相后的第五射频信号;所述第二功率放大器,用于放大所述移相后的第五射频信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第二发送子通道结构,该结构可以用于控制每个第二发送子通道中传输的第五射频信号进行移相和放大,从而提高与通信对端的通信质量。
在一种可能实现的方式中,所述第四转换器包括:第二数字模拟转换器,用于将所述第五数字信号转换为第五模拟信号;第二上混频器,用于将所述第五模拟信号转换为所述第五射频信号。
在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第一转换器结构,该结构可以用于控制数字信号进行数模转换,获得对应的模拟信号,并将该模拟信号进行上变频转换为对应的射频信号,从而可以实现与通信对端的通信。
在一种可能实现的方式中,所述第二通道还包括第二开关模块;所述第二开关模块用于控制所述第二通道中所述多个第一接收子通道或所述多个第二发送子通道在不同的时间段内导通。
在本申请实施例中,第二通道还包括第二开关模块用于控制第二通道中多个第一接收子通道和多个第二发送子通道分别在不同的时间段内导通,以适用于时分双工的通信系统中。
在一种可能实现的方式中,所述数字电路包括基带处理器。
在本申请实施例中,数字电路可以基于基带处理器处理的待发送的基带信号生成数字信号,基带处理器主要完成对基带信号的处理。例如:基带处理器可以从基带信号中提取有用的信息或数据比特,或者将信息或数据比特转换为待发送的基带信号。这些信息或数据比特可以是表示语音、文本、视频等用户数据或控制信息的数据。
在一种可能实现的方式中,所述装置还包括所述天线阵列;其中,所述天线阵列包括多个双极化天线单元,所述多个双极化天线单元中每个双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元连接且极化方向不同; 所述第一极化天线阵元与所述第一通道连接,所述第二极化天线阵元与所述第二通道连接。
在本申请实施例中,发送信号的天线阵元与接收信号的天线阵元分别是双极化天线单元不同极化方向的极化天线阵元,由于两个极化天线阵元耦合在一起(即,连接),因此,在反馈模式下,第二接收通道可以通过连接的天线阵元在空口近场处接收第一通道发送的信号,从而可以形成反馈环路。
第二方面,本申请实施例提供了一种通信方法,应用于通信装置,所述通信装置包括:第一通道、第二通道和数字电路;其中,所述方法包括:
通过所述第一通道,接收所述数字电路发送的第一数字信号;基于所述第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号,所述多个移相后的第一射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列;
在接收模式下,通过所述第二通道接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,所述多个第三射频信号源自通信对端;基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号;
在反馈模式下,通过所述第二通道接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,所述多个第二射频信号是从所述多个移相后的第一射频信号耦合而来;基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路;
通过所述数字电路生成所述第一数字信号;处理所述第三数字信号;以及基于所述数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿。
在一种可能实现的方式中,所述数字信号补偿包括:数字预失真DPD处理、同相-正交I-Q失配不平衡补偿、直流偏置补偿、互调谐波补偿和发射信号功控中的一个或多个。
在一种可能实现的方式中,所述第一通道包括第一转换器和多个第一发送子通道;所述基于所述第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号包括:通过所述第一转换器将所述第一数字信号转换为第一射频信号;将所述第一射频信号分别发送至所述多个第一发送子通道;通过所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号。
在一种可能实现的方式中,所述每个第一发送子通道包括第一移相器和第一功率放大器;所述通过所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号,包括:通过所述第一移相器对所述第一射频信号进行移相,获得所述移相后的第一射频信号;通过所述第一功率放大器放大所述移相后的第一射频信号。
在一种可能实现的方式中,所述第一转换器包括:第一数字模拟转换器和第一上混频器;所述通过所述第一转换器将所述第一数字信号转换为第一射频信号,包括:通过所述第一数字模拟转换器将所述第一数字信号转换为第一模拟信号;通过所述第一上混频器,用于将所述第一模拟信号转换为所述第一射频信号。
在一种可能实现的方式中,所述第二通道包括多个第一接收子通道和第二转换器;所述通过所述第二通道接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,包括:通过所述多个第一接收子通道中的每个第一接收子通道接收所述多个第三射频信号中的一个第三射频信号;对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道用于得到多个移相后的第三射频信号;所述基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号,包括:通过所述第二转换器将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号。
在一种可能实现的方式中,所述通过所述第二通道接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,包括:通过所述多个第一接收子通道中部分或全部第一接收子通道接收所述多个第二射频信号;对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号;将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号;所述基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号,包括:通过所述第二转换器将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号。
在一种可能实现的方式中,所述多个第一接收子通道中每个第一接收子通道包括第一低噪声放大器和第二移相器;所述对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号,包括:通过所述第一低噪声放大器对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;所述对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号,包括:通过所述第一低噪声放大器对所述多个第二射频信号中的至少一个进行放大或衰减处理,获得至少一个处理后的第二射频信号;所述对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号,包括:通过所述第二移相器对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号,包括:通过所述第二移相器对所述至少一个处理后的第二射频信号进行移相,以得到所述多个移相后的第二射频信号中的至少一个。
在一种可能实现的方式中,所述第二转换器包括:第一下混频器,和第一模拟数字转换器;所述通过所述第二转换器将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号,包括:通过所述第一下混频器将所述多个移相后的第三射频信号转换为第三模拟信号;通过所述第一模拟数字转换器将所述第三模拟信号所述第三数字信号;所述通过所述第二转换器将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号,包括:过所述第一下混频器将所述多个移相后的第二射频信号转换为第二模拟信号;通过所述第一模拟数字转换器将所述第二模拟信号转换为所述数字反馈信号。
在一种可能实现的方式中,所述第一通道还包括多个第二接收子通道和第三转换器;所述方法还包括:通过所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道接收来自所述天线阵列的多个第四射频信号中的一个第四射频信号;对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号;所述多个第二接收子通道用于得到多个移相后的第四射频信号;通过所述第三转换器将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号;通过所述数字电路处理所述第四数字信号。
在一种可能实现的方式中,所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道包括第二低噪声放大器和第三移相器;所述对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号,包括:通过所述第二低噪声放大器对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;通过所述第三移相器对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号。
在一种可能实现的方式中,所述第三转换器包括:第二下混频器和第二模拟数字转换器;所述通过所述第三转换器将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号,包括:通过第二下混频器将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四模拟信号;通过第二模拟数字转换器将所述第四模拟信号转换为所述第四数字信号。
在一种可能实现的方式中,所述第一通道还包括第一开关模块;所述方法还包括:通过 所述第一开关模块控制所述第一通道中所述多个第一发送子通道或所述多个第二接收子通道在不同的时间段内导通。
在一种可能实现的方式中,所述第二通道还包括多个第二发送子通道和第四转换器;所述方法还包括:通过所述数字电路生成第五数字信号;通过所述第四转换器将所述第五数字信号转换为第五射频信号;将所述第五射频信号分别发送至所述多个第二发送子通道;通过所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,通过所述多个第二发送子通道获得多个移相后的第五射频信号,且所述多个移相后的第五射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第五射频信号发送至天线阵列。
在一种可能实现的方式中,所述每个第二发送子通道包括第四移相器和第二功率放大器;所述通过所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,包括:通过所述第一移相器对所述第五射频信号进行移相,获得所述移相后的第五射频信号;通过所述第二功率放大器放大所述移相后的第五射频信号。
在一种可能实现的方式中,所述第四转换器包括第二数字模拟转换器和第二上混频器:所述通过所述第四转换器将所述第五数字信号转换为第五射频信号,包括:通过第二数字模拟转换器将所述第五数字信号转换为第五模拟信号;通过第二上混频器将所述第五模拟信号转换为所述第五射频信号。
在一种可能实现的方式中,所述第二通道还包括第二开关模块;所述方法还包括:通过所述第二开关模块控制所述第二通道中所述多个第一接收子通道或所述多个第二发送子通道在不同的时间段内导通。
在一种可能实现的方式中,所述数字电路包括基带处理器。
在一种可能实现的方式中,所述装置还包括所述天线阵列;其中,所述天线阵列包括多个双极化天线单元,所述多个双极化天线单元中每个双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元连接且极化方向不同;所述第一极化天线阵元与所述第一通道连接,所述第二极化天线阵元与所述第二通道连接。
可以理解地,上述提供的任一种可能实现的方法包含了上述第一方面所提供的通信装置的所有内容,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的通信装置中的有益效果,此处不再赘述。
第三方面,提供一种芯片模组,包括:芯片和封装基板,所述芯片固定于所述封装基板,所述芯片包括上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所提供的任一种通信装置,所述封装基板包括具有多个双极化天线单元的天线阵列,每个所述双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元耦合且极化方向不同。
可以理解地,上述提供的任一种芯片模组包含了上述第一方面所提供的通信装置的所有内容,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的通信装置中的有益效果,此处不再赘述。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或现 有技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种波束成型的发射架构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种包括哑天线阵元的天线阵列示意图。
图3为本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种无线通信设备的结构示意图。
图5是本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
图6是本申请实施例提供的一种天线阵列示意图。
图7是本申请实施例提供的一种通信装置的电路结构示意图。
图8是本申请实施例提供的一种基于图7所示通信装置的接收模式下的示意图。
图9是本申请实施例提供的另一种通信装置的电路结构示意图。
图10是本申请实施例提供的一种通信方法流程示意图。
下文将详细论述各实施例的制作和使用。但应了解,本申请提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本说明和本技术的具体方式,而不限制本申请的范围。
除非另有定义,否则本文所用的所有科技术语都具有与本领域普通技术人员公知的含义相同的含义。
各电路或其它组件可描述为或称为“用于”执行一项或多项任务。在这种情况下,“用于”用来通过指示电路/组件包括在操作期间执行一项或多项任务的结构(例如电路系统)来暗指结构。因此,即使当指定的电路/组件当前不可操作(例如未打开)时,该电路/组件也可以称为用于执行该任务。与“用于”措辞一起使用的电路/组件包括硬件,例如执行操作的电路等。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c或a、b和c,其中a、b和c可以是单个,也可以是多个。
本申请的实施例采用了“第一”、“第二”、“第三”、“第四”和“第五”等字样对名称或功能或作用类似的对象进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”、“第三”、“第四”和“第五”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
本申请的实施例中“耦合”或“连接”一词用于表示电性连接,包括通过导线或连接端直接相连或通过其他器件间接相连。因此“耦合”或“连接”应被视为是一种广义上的电子通信连接。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
需要说明的是,本申请中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。 本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
首先,为了便于理解本申请实施例,以下具体分析本申请实施例所涉及的所需要解决的技术问题和应用场景。
功率放大器(Power Amplifier,PA),是现代通信系统第一通道当中最为重要的一个关键器件。其主要功能,是负责将电路处理完毕后的小功率信号通过直流功能的方式,放大到通信系统标准所规定的额定功率档位,然后馈入后端器件,如双工器,天线等进行无线发射。为了获得最优的效率,系统设计人员通常要求功率放大器工作在高效率区间,即,信号饱和区间。由于功率放大器中的三极管及前后匹配的网络或器件一些非理想特性。功率放大器在饱和区间通常呈现出非常强烈的非线性增益特性,而且对于大部分商用的功率放大器,其增益特性甚至在整个信号功率区间都呈现出非常明显而且复杂的非线性特性,这种非线性毫无疑问会恶化通信系统的传输质量并影响相邻频带的通信系统。为了对抗功率放大器的非线性,数字预失真(Digital Predistortion,DPD)技术并被广泛的应用在多种无线通信系统中,包括接入网基站及用户终端。现有的数字预失真系统的原理是通过非线性行为模型对功率放大器的失真特性进行拟合,然后获得功率放大器失真特性的逆函数,并通过数字电路的方式实现该逆函数。这样发送的信号会经过数字预失真模块DPD(包括在上述数字电路中)及功率放大器PA两个特性相反的非线性模块,彼此的失真特性将会相互抵消,从而获得最终线性的传输特性。
另外,对于毫米波相控阵系统而言,模拟波束成型(Analog Beam Forming,ABF)及混合波束成型(Hybrid Beam Forming,HBF)是现代宽带无线系统常用的一种信号发射和接收架构,请参考附图1,图1是本申请实施例提供的一种波束成型的发射架构示意图。该架构的特点是数字电路输出的数字信号经数模转换器的数模转换和混频器的上变频等一系列操作后,分别输入至多个功率放大器,并在多个功率放大器前分别使用模拟移相器或者其余有移相功能的器件对接收到的信号进行相位旋转,使得最终空口输出的该多个功率放大器放大后的信号在某一方向上的能量聚集,起到波束成型的效果,形成波束信号。通常这种架构常见与毫米波频段的无线通信系统,近期也有研究显示传统的移动通信频段也有使用该类架构的可能。
因此,为了节省设备的成本和空间,一个数字预失真DPD模块往往需要同时对多个功率放大器的非线性输出进行校正,而这些功率放大器由于制备的原因,或者前端耦合的器件调节的参数不同,会造成多个功率放大器彼此之间输出的非线性行为不一致。传统的数字预失真DPD方案(一对一调节非线性行为的方案)在HBF/ABF架构中并不适用,常规的数字预失真DPD方案有两个不足:一是常规的数字预失真DPD方案在电路板上紧靠功率放大器输出口耦合信号,当通道数量多时,功率放大器输出耦合网络复杂,在紧凑的相控阵天线空间内实现难度大;二是常规的数字预失真DPD方案通常采用一个信号处理单元对应一个发射功率放大器,然而由于毫米波有源相控阵通常通道数较多,发射功率放大器数量多,难以针对每个功率放大器分别采用一个信号处理单元。
因此,为解决这个问题,在现有技术中,是将数字预失真DPD模块所要校准的目标,从每个功率放大器的输出,变成这些功率放大器输出信号在空口的合成输出,也就是主波束方向上的非线性信号,从而解决了该场景下的DPD“一驱多”的问题。同理可知,除了非线性 补偿以外,还可以同时利用对主波束方向上的信号的反馈,进行I-Q失配不平衡补偿,直流偏置补偿,互调谐波补偿以及发射信号功控检测等从而解决该HBF/ABF架构下的数字电路“一驱多”的问题,提高通信信号的质量。
现有技术中的一种反馈方案,需要独立配置一套接收天线(如:喇叭天线)在空口远场处对波束信号进行收集,然后通过射频电缆传输至接收机(如:宽带频谱仪或其余无线接收机)进行采样,然后送入具备运算能力的处理单元进行解算,例如:计算机(Personal Computer,PC)、专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)等等。很显然,该方案需要独立的接收天线与接收、解算单元。对实际商品形态的冲击非常大,很难落地,在在线校准时代价较高。即使在产线(或离线)校准时,也往往会受限于平台的复杂的流程与处理时间而很难使用。
现有技术的另一种反馈方案,是在发射天线阵列的面板上配置额外的哑天线阵元,请参考附图2,图2是本申请实施例提供的一种包括哑天线阵元的天线阵列示意图。如图2所示,正常的天线阵元周围额外还有多个哑天线阵元(如图2的四个哑天线阵元),通过该四个哑天线阵元可以在空口近场处对波束信号进行采集获取。但是,该反馈方案需要在发射机或发射架构内独立配置一套射频的接收处理通道与该四个哑天线阵元连接,对于终端设备、驻地设备等对产品体积,成本有严格要求的场景下也很难应用。
因此,本申请提供了一种通信装置,复用通信装置原本的接收通道,可以在该“一驱多”场景下信号解决非线性失真问题的同时,节省设备的空间体积和成本。例如:该装置包括第一通道、第二通道和数字电路。其中,第一通道,用于接收数字电路发送的第一数字信号;基于第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号。第二通道用于在接收模式下,接收来自天线阵列的多个第三射频信号,多个第三射频信号源自通信对端。第二通道还用于在反馈模式下,接收来自天线阵列多个第二射频信号,多个第二射频信号是从多个移相后的第一射频信号耦合而来。数字电路用于基于数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿。其中,针对该通信装置的具体描述,还可以对应参考下述实施例,本申请实施例在此暂不赘述。
针对本申请实施例的应用场景,本申请的技术方案主要适用于无线通信系统。该无线通信系统可以遵从第三代合作伙伴计划(third generation partnership project,3GPP)的无线通信标准,也可以遵从其他无线通信标准,例如电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)的802系列(如802.11,802.15,或者802.20)的无线通信标准。
应理解,无线通信系统中,设备可分为提供无线网络服务的设备和使用无线网络服务的设备。提供无线网络服务的设备是指那些组成无线通信网络的设备,可简称为网络设备(network equipment),或网络单元(network element)。网络设备通常归属于运营商或基础设施提供商。网络设备还可进一步分为无线接入网(radio access network,RAN)设备以及核心网(core network,CN)设备。典型的RAN设备包括基站(base station,BS)。
应理解,基站有时也可以被称为无线接入点(access point,AP),或发送接收点(transmission reception point,TRP)。具体地,基站可以是5G新无线电(new radio,NR)系统中的通用节点B(generation Node B,gNB),4G长期演进(long term evolution,LTE)系统的演进节点B(evolutional Node B,eNB)。根据基站的物理形态或发射功率的不同,基站可被分为宏基站(macro base station)或微基站(micro base station)。微基站有时也被称为小基站或小小区(small cell)。
使用无线网络服务的设备通常位于网络的边缘,可简称为终端(terminal)。终端能够与网络设备建立连接,并基于网络设备的服务为用户提供无线通信业务。应理解,由于终端与用户的关系更加紧密,终端有时也被称为用户设备(user equipment,UE),或订户单元(subscriber unit,SU)。此外,相对于通常在固定地点放置的基站,终端往往随着用户一起移动,有时也被称为移动台(mobile station,MS)。此外,有些网络设备,例如中继节点(relay node,RN)或者无线路由器等,由于具备UE身份,或者归属于用户,有时也可被认为是终端。
具体地,该终端包括但不限于:手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device,MID)、可穿戴设备(例如智能手表、智能手环、计步器等)、车载设备(例如,汽车、自行车、电动车、飞机、船舶、火车、高铁等)、虚拟现实(virtual reality,VR)设备、增强现实(augmented reality,AR)设备、工业控制(industrial control)中的终端、智能家居设备(例如,冰箱、电视、空调、电表等)、智能机器人、车间设备、无人驾驶(self-driving)中的终端、远程手术(remote medical surgery)中的终端、智能电网(smart grid)中的终端、运输安全(transportation safety)中的终端、智慧城市(smart city)中的终端,或智慧家庭(smart home)中的终端、飞行设备(例如,智能机器人、热气球、无人机、飞机)等。
为了便于表述,本申请中将以基站和终端为例,详细说明本申请实施例的技术方案。
图3为本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图。如图3所示,无线通信系统包括终端和基站。按照传输方向的不同,从终端到基站的传输链路记为上行链路(uplink,UL),从基站到终端的传输链路记为下行链路(downlink,DL)。相类似地,上行链路中的数据传输可简记为上行数据传输或上行传输,下行链路中的数据传输可简记为下行数据传输或下行传输。
该无线通信系统中,基站可通过集成或外接的天线设备,为特定地理区域提供通信覆盖。位于基站的通信覆盖范围内的一个或多个终端,均可以接入基站。一个基站可以管理一个或多个小区(cell)。每个小区具有一个身份证明(identification),该身份证明也被称为小区标识(cell identity,cell ID)。从无线资源的角度看,一个小区是下行无线资源,以及与其配对的上行无线资源(非必需)的组合。
终端和基站应知晓该无线通信系统预定义的配置,包括系统支持的无线电接入技术(radio access technology,RAT)以及系统规定的无线资源配置等,比如无线电的频段和载波的基本配置。载波是符合系统规定的一段频率范围。这段频率范围可由载波的中心频率(记为载频)和载波的带宽共同确定。这些系统预定义的配置可作为无线通信系统的标准协议的一部分,或者通过终端和基站间的交互确定。相关标准协议的内容,可能会预先存储在终端和基站的存储器中,或者体现为终端和基站的硬件电路或软件代码。
该无线通信系统中,终端和基站支持一种或多种相同的RAT,例如5G NR,4G LTE,或未来演进系统的RAT。具体地,终端和基站采用相同的空口参数、编码方案和调制方案等,并基于系统规定的无线资源相互通信。
首先,需要说明的是,本申请及以下实施例涉及到的通信装置以及上述通信设备等均是应用于时分双工(Time Division Duplexing,TDD)的无线通信系统中,其中,时分双工是指收发共用一个射频频点,上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。即,如上述图3所示的上、 下行链路,在同一个时刻,只有一个发送端发送信号。在该TDD系统中,上行链路和下行链路的信号传输时间尺上按序排列,即上行链路在“t1”时隙发送,而下行链路在“t2”时隙发送,两个发送时隙之间有保护时间间隔“t3”。而且,上行链路和下行链路传输都是在相同的射频载波频率(Fc)上进行。当然,所述TDD并不用于限定实施例的其他实现形式,相关架构可适配于其他系统,如频分双工(FDD)系统或全双工系统。
请参考附图4,图4为本申请实施例提供的一种无线通信设备的结构示意图。
该无线通信设备可以是本申请实施例中的终端或者基站。如图4所示,该无线通信设备可包括多个组件,例如:通信装置01,天线阵列02,内存(memory)03,应用子系统04,大容量存储器05(massive storge),这些组件可以通过各种互联总线或其他电连接方式耦合。其中,
该无线通信设备中还包括存储器,例如图3中的内存03和大容量存储器05。此外,在应用子系统和通信装置01中,还可以分别包括一个或多个缓存。具体实现中,存储器可分为易失性存储器(volatile memory)和非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)。易失性存储器是指当电源供应中断后,内部存放的数据便会丢失的存储器。目前,易失性存储器主要是随机存取存储器(random access memory,RAM),包括静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)和动态随机存取存储器(dynamic RAM,DRAM)。非易失性存储器是指即使电源供应中断,内部存放的数据也不会因此丢失的存储器。常见的非易失性存储器包括只读存储器(read only memory,ROM)、光盘、磁盘以及基于闪存(flash memory)技术的各种存储器等。通常来说,内存和缓存可以选用易失性存储器,大容量存储器可以选用非易失性存储器,例如:闪存。
应用子系统04可作为无线通信设备的主控制系统或主计算系统,用于运行主操作系统和应用程序,管理整个无线通信设备的软硬件资源,并可为用户提供用户操作界面。此外,应用子系统04中也可包括与其他子系统(例如基带子系统)相关的驱动软件。
应用子系统04可包括一个或多个处理器。多个处理器可以多个相同类型的处理器,也可以包括多种类型的处理器组合。本申请中,处理器可以是通用用途的处理器,也可以是为特定领域设计的处理器。例如,处理器可以是中央处理单元(center processing unit,CPU),数字信号处理器(digital signal processor,DSP),或微控制器(micro control unit,MCU)。处理器也可以是图形处理器(graphics processing unit,GPU)、图像信号处理器(image signal processing,ISP),音频信号处理器(audio signal processor,ASP),以及为人工智能(artificial intelligence,AI)应用专门设计的AI处理器。AI处理器包括但不限于神经网络处理器(neural network processing unit,NPU),张量处理器(tensor processing unit,TPU)以及被称为AI引擎的处理器。
另外,针对通信装置01和天线阵列02的结构和功能还请参考下述实施例的相关描述,本申请实施例在此暂不赘述。
其次,基于上述提出的通信设备,下面对本申请实施例所基于的其中几种通信装置进行描述。
请参考附图5,图5是本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。如图5所示,该通信装置(相当于上述图4所示通信设备中的通信装置01)包括:第一通道101、第二通道102和数字电路103;其中,
所述第一通道101,用于接收所述数字电路发送的第一数字信号;基于所述第一数字信 号生成多个移相后的第一射频信号,所述多个移相后的第一射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列。其中,该第一通道可以通过天线阵列发送多个移相后的第一射频信号,以在空口处形成波束信号,与通信对端进行通信。
所述第二通道102,用于在接收模式下,接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,所述多个第三射频信号源自通信对端;基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号。其中,该第二通道在处于接收模式下,即,在第一通道没有发送第一波束信号时,还可以正常接收源自通信对端通信信号进行正常的通信交互。
所述第二通道102,还用于在反馈模式下,接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,所述多个第二射频信号是从所述多个移相后的第一射频信号耦合而来;基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路。其中,第二通道可以在反馈模式下,可以复用原本空闲的接收通道接收本端发送的信号,以反馈至数字电路对多个本端发送的信号进行数字信号补偿。进一步地,上述多个第二射频信号是天线阵列从多个移相后的第一射频信号耦合而来,不是直接获取的多个移相后的第一射频信号,即,第二通道获得的数字反馈信号是对应于多个第一功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的信号,从而解决了该场景下的“一对多”的问题。
所述数字电路103,用于生成所述第一数字信号;处理所述第三数字信号;以及基于所述数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿。其中,数字电路可以用于支持第一通道发送多个移相后的第一射频信号;接收并处理通信对端发送的第三射频信号。还可以用于根据数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿,以调节第一通道发送多个移相后的第一射频信号,提高通信质量。
如图5所示,所述第一通道101的输入端与所述数字电路103的输出端耦合,所述第一通道101的输出端与所述天线阵列耦合;所述第二通道102的输入端与所述天线阵列耦合,所述第二通道102的输出端与所述数字电路103的输入端耦合。
其中,该数字电路103可以根据数字反馈信号获取多个不同的补偿模型系数,并根据获取到的补偿模型系数对第一数字信号进行该系数对应的数字信号补偿,从而实现发送信号的在线反馈。
可选的,所述数字信号补偿包括:数字预失真DPD处理、同相-正交I-Q失配不平衡补偿、直流偏置补偿、互调谐波补偿和发射信号功控中的一个或多个。其中,数字信号补偿是指数字电路通过相对应的补偿模型(如:数字预失真DPD处理模型,直流偏置补偿模型,同相-正交I-Q失配补偿模型等)对第一通道发送的移相后的第一射频信号的特性进行拟合。然后,获得对应的逆函数(相当于补偿模型对应的补偿模型系数)并在数字基带/中频通过数字电路的方式实现。例如:针对数字预失真DPD处理,发送信号会经过对应的补偿模型(数字预失真DPD处理模型)及射频器件(功率放大器)两个特性相反的非线性模块,彼此的失真特性相互抵消,从而获得质量较好的发送信号。另外,补偿模型对应的补偿模型系数可以包括如:非线性失真补偿系数、I-Q失配不平衡补偿系数,直流偏置补偿系数以及其余射频非理想影响的系数等等。其中,如非线性失真补偿系数对应数字预失真DPD处理,I-Q失配不平衡补偿系数对应I-Q失配不平衡补偿、直流偏置补偿系数对应直流偏置补偿、互调谐波补偿系数对应互调谐波补偿和功率控制码字对应发射信号的功控。在本申请实施例中,第二通道获得第一波束信号对应的数字反馈信号后,数字电路可以根据该数字反馈信号对发送第一通道的第一数字信号进行不同种类的数字信号补偿以提高信号的质量。
可选的,所述数字信号补偿包括数字预失真DPD处理;所述数字电路包括数字处理模块 和数字预失真DPD模块;所述数字处理模块,用于基于所述数字反馈信号获取DPD系数;将所述DPD系数发送至所述数字预失真DPD模块:所述数字预失真DPD模块,用于基于所述DPD系数对输入的基带信号进行非线性校正,获得所述第一数字信号;将所述第一数字信号发送至所述第一通道。
可选的,所述数字电路包括基带处理器。其中,基带处理器主要完成对基带信号的处理。基带处理器可以从基带信号中提取有用的信息或数据比特,或者将信息或数据比特转换为待发送的基带信号。这些信息或数据比特可以是表示语音、文本、视频等用户数据或控制信息的数据。例如,基带处理器可以实现诸如调制和解调,编码和解码等信号处理操作。对于不同的无线接入技术,例如5G NR和4G LTE,基带信号处理操作也不完全相同。
此外,由于射频信号通常是模拟信号,基带处理器处理的信号主要是数字信号,无线通信设备中还需要有模数转换器件。在本申请实施例中,转换器件设置在第一通道和第二通道中,但是本申请实施例对此并不做具体的限制。例如:在一些实施例中该转换器可以设置在数字电路中。转换器件包括将模拟信号转换为数字信号的模数转换器(analog to digital converter,ADC),以及将数字信号转换为模拟信号的数模转换器(digital to analog converter,DAC)。
与上述图3所示的应用子系统类似,基带处理器也可包括一个或多个处理器。此外,基带处理器还可以包括一种或多种硬件加速器(hardware accelerator,HAC)。硬件加速器可用于专门完成一些处理开销较大的子功能,如数据包(data packet)的组装和解析,数据包的加解密等。这些子功能采用通用功能的处理器也可以实现,但是因为性能或成本的考量,采用硬件加速器可能更加合适。在具体的实现中,硬件加速器主要是用专用集成电路(application specified intergated circuit,ASIC)来实现。当然,硬件加速器中也可以包括一个或多个相对简单的处理器,如MCU。
基带处理器可以集成为一个或多个芯片,该芯片还可称为基带处理芯片或基带芯片。基带处理器可以作为独立的芯片,该芯片可被称调制解调器(modem)或modem芯片。基带处理器可以按照modem芯片为单位来制造和销售。modem芯片有时也被称为基带处理器或移动处理器。此外,基带处理器也可以进一步集成在更大的芯片中,以更大的芯片为单位来制造和销售。这个更大的芯片可以称为系统芯片,芯片系统或片上系统(system on a chip,SoC),或简称为SoC芯片。基带处理器的软件组件可以在芯片出厂前内置在芯片的硬件组件中,也可以在芯片出厂后从其他非易失性存储器中导入到芯片的硬件组件中,或者还可以通过网络以在线方式下载和更新这些软件组件。
本申请实施例中,数字电路和第一通道以及第二通道(相当于射频子系统)共同组成通信装置,为无线通信设备提供无线通信功能。通常,数字电路负责管理通信装置的软硬件资源,并且可配置射频子系统的工作参数。而且,数字电路中的基带处理器可以运行通信装置的操作系统,该操作系统往往是嵌入式操作系统或实时操作系统(real time operating system),例如VxWorks操作系统或QuRT系统等。
另外,可选的,所述通信装置还包括所述天线阵列;其中,所述天线阵列包括多个双极化天线单元,所述多个双极化天线单元中每个双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元连接且极化方向不同;所述第一极化天线阵元与所述第一通道连接,所述第二极化天线阵元与所述第二通道连接。
请参考附图6,图6是本申请实施例提供的一种天线阵列示意图。如图6所示,天线阵列包括多个双极化天线单元,每个天线单元均为双极化天线单元,每个双极化天线单元包括 第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,每个双极化天线单元均单独接收或发送信号。其中,第一极化天线阵元和第二极化天线阵元耦合在一起,但极化方向不同。可以理解的是,第一极化天线阵元连接第一通道,即,第一通道可以通过多个双极化天线单元中的所述第一极化天线阵元发送信号;第二极化天线阵元连接第二通道,即,第二通道可以通过多个双极化天线单元中的所述第二极化天线阵元接收信号。其中,发送信号的天线阵元与接收信号的天线阵元分别是双极化天线单元不同极化方向的极化天线阵元,由于两个极化天线阵元耦合在一起,因此,接收信号的第二极化天线阵元可以在空口近场处接收第一极化天线阵元发送的信号。需要说明的是,由于第一极化天线阵元和第二极化天线阵元耦合在一起(物理距离最近),通过第二极化天线阵元接收第一极化天线阵元发送的信号可以保证接收到的信号的质量,减少干扰。其中,该天线阵列还相当于上述图4所示的通信装置01中的天线阵列02。
需要说明的是,双极化天线单元的极化方向可以分别为水平极化和垂直极化、+45°极化和-45°极化等,本申请实施例对此并不做具体的限定。
另外,还需要说明的是,上述图4所示的通信设备以及本申请实施例图5所示的通信装置中内置了天线阵列02,但该天线阵列02还可以在独立于该通信设备或通信装置外,本申请实施例对此并不做具体的限定。
在现有技术中的反馈方案需要独立配置一套接收天线在空口远场将波束信号进行收集,然后通过射频电缆传输至接收机进行解算,对实际产品形态的冲击非常大,成本也较高。因此,在本申请第一方面提供的通信装置中,可以在反馈模式下,复用原本空闲的接收通道接收本端发送的信号,以反馈至数字电路对多个本端发送的信号进行数字信号补偿。其中,预先说明的是,本申请第一方面的实施例提供的通信装置是适用于时分双工通信系统的通信装置,所以当该通信装置通过发送通道(即,第一通道)向通信对端发送多个通信信号(即:多个移相后的第一射频信号)时,通信对端不会向该通信装置发送通信信号。所以,该通信装置原本的接收通道(如,第二通道)处于空闲或关闭状态,即,接收通道不用接收来自通信对端的通信信号。因此,当通信装置的第一通道向天线阵列发送多个移相后的第一射频信号时,本申请实施例的通信装置可以开启空闲或关闭的第二通道,使得第二通道在反馈模式下处于工作状态,接收来自上述天线阵列多个第二射频信号。然后,第二通道就可以基于该多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路,以形成反馈环路。该数字电路可以基于该数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿,提高通信信号的通信质量。由上述可知,该反馈环路是基于通信装置本地的接收通道形成的,不需要在该通信装置内外额外设立单独的接收通道,大大节省的了该通信装置空间和成本。而且,上述多个第二射频信号是天线阵列从多个移相后的第一射频信号耦合而来,不是直接获取的多个移相后的第一射频信号,即,第二通道获得的数字反馈信号是对应于多个第一功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的信号,因此,数字反馈信号反馈的信息是基于主波束方向上合成的信号,不是单独的射频信号,从而数字电路可以基于该数字反馈信号对主波束方向上合成的信号进行调整,进而调节了多个射频信号,进一步的解决了该场景下的“一对多”的问题,即,一个数字电路无法同时对多路射频发送信号分别进行数字信号补偿的问题。另外,该第二通道在处于接收模式下,即,在第一通道没有发送第一波束信号时,还可以正常接收源自通信对端通信信号进行正常的通信。综上所述,本申请实施例可以复用处于空闲或关闭状态的接收通道,接收本地发送通道发送的通信信号,反馈至数字电路,使得数字电路实现“一对多”的对发射信号进行数字信号补偿,大大节省了通信设备的成本和空间。
基于上述图5所示的通信装置结构示意图,请参考图7,图7是本申请实施例提供的一种通信装置的电路结构示意图。
该通信装置的所述第一通道包括第一转换器和多个第一发送子通道;所述第一转换器,用于对将所述第一数字信号转换为第一射频信号;将所述第一射频信号分别发送至所述多个第一发送子通道;所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道,用于对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号。
其中,该第一转换器相当于数模转换器,先对第一数字信号进行数模转换后获得第一射频信号。该多个第一发送子通道可以对接收到的第一射频信号作不同角度的移相,获得对应的多个移相后的第一射频信号,该多个移相后的第一射频信号具有不同的相位,使得最终空口输出的该多个移相后的第一射频信号在某一方向上的能量聚集,起到波束成型的效果,形成波束信号,以提高与通信对端的通信质量。
如图7所示:所述第一通道101包括第一转换器201和多个第一发送子通道202。第一转换器201将接收到的数字电路103发送的第一数字信号S1转换成第一射频信号R1;将所述第一射频信号R1分别发送至所述多个第一发送子通道202;所述多个第一发送子通道202中每个第一发送子通道202,用于对所述第一射频信号R1进行移相获得移相后的第一射频信号PR1。其中,一个第一发送子通道202对一个第一射频信号R1进行移相移相后的第一射频信号PR1,而且,每个第一发送子通道202移相后的第一射频信号PR1具有不同的相位。
如图7所示:所述第一转换器201的输入端相当于所述第一通道101的输入端(即,接收数字信号的输入端),所述第一转换器201的输出端分别与所述多个第一发送子通道202的输入端耦合,所述多个第一发送子通道202的输出端均相当于所述第一通道101的输出端(即,发送射频信号的输出端)且与所述天线阵列02耦合。
可选的,所述每个第一发送子通道包括第一移相器和第一功率放大器;所述第一移相器,用于对所述第一射频信号进行移相,获得所述移相后的第一射频信号;所述第一功率放大器,用于放大所述移相后的第一射频信号。
如图7所示:每个第一发送子通道202均包括第一移相器2021和第一功率放大器2022;所述第一移相器2021,用于对所述第一射频信号R1进行移相,获得所述移相后的第一射频信号PR1;所述第一功率放大器2022,用于放大所述移相后的第一射频信号PR1,获得放大后的第一射频信号PR-1。该多个放大后的第一射频信号PR-1通过天线阵列02发送出去后可以在空口处形成第一波束信号。
如图7所示:所述第一移相器2021的输入端相当于第一发送子通道202的输入端且与所述第一转换器201的输出端耦合,所述第一移相器2021的输出端与所述第一功率放大器2022的输入端耦合,所述第一功率放大器2022的输出端相当于第一发送子通道202的输出端且与天线阵列02耦合。在本申请实施例中,提供了一种简单有效的第一发送子通道结构,该结构可以用于控制每个第一发送子通道中传输的第一射频信号进行移相和放大。
可选的,所述第一转换器包括:第一数字模拟转换器,用于将所述第一数字信号转换为第一模拟信号;第一上混频器,用于将所述第一模拟信号转换为所述第一射频信号。其中,如图7所示的第一转换器结构由数模转换器和混频器构成,可以用于控制数字信号进行数模转换,获得对应的模拟信号,并在将该模拟信号进行上变频转换为对应的射频信号。
如图7所示:所述第一转换器201包括:第一数字模拟转换器2011和第一上混频器2012;第一数字模拟转换器2011,用于将所述第一数字信号S1转换为第一模拟信号M1;第一上混 频器2012,用于将所述第一模拟信号M1转换为所述第一射频信号R1。
如图7所示:所述第一数字模拟转换器2011的输入端相当于所述第一转换器201的输入端且与数字电路103的输出端耦合,所述第一数字模拟转换器2011的输出端与所述第一上混频器2012的输入端耦合,所述第一上混频器2012的输出端相当于所述第一转换器201的输出端且与多个所述第一发送子通道202的输入端耦合。
可选的,所述第二通道包括多个第一接收子通道和第二转换器;所述多个第一接收子通道中的每个第一接收子通道,用于接收所述多个第三射频信号中的一个第三射频信号;对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道用于得到多个移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道中部分或全部第一接收子通道,用于:接收所述多个第二射频信号;对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号;将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号;所述第二转换器,用于将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号,以及将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号。
如图7所示:所述第二通道102包括多个第一接收子通道301和第二转换器302。
在接收模式下,请参考附图8,图8是本申请实施例提供的一种基于图7所示通信装置的接收模式下的示意图。如图8所示:所述多个第一接收子通道301中的每个第一接收子通道301,用于接收所述多个第三射频信号R3中的一个第三射频信号R3;对所述第三射频信号R3进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号R-3;对所述处理后的第三射频信号R-3进行移相以得到移相后的第三射频信号PR3;所述多个第一接收子通道301用于得到多个移相后的第三射频信号PR3。所述第二转换器302,用于将所述多个移相后的第三射频信号PR3转换为所述第三数字信号S3。
在反馈模式下,所述多个第一接收子通道301中部分或全部第一接收子通道301,用于:接收所述多个第二射频信号R2;对所述多个第二射频信号R2进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号R-2;将所述多个处理后的第二射频信号R-2进行移相以得到多个移相后的第二射频信号PR2。所述第二转换器302以及将所述多个移相后的第二射频信号PR2转换为所述数字反馈信号S2。
如上述图7和图8所示,所述多个第一接收子通道301的输入端均相当于所述第二通道102的输入端(即,接收射频信号的输入端)且与所述天线阵列02耦合,所述多个第一接收子通道301的输出端分别与所述第二转换器302的输入端耦合,所述第二转换器302的输出端相当于所述第二通道102的输出端(即,发送数字信号的输出端)且与数字电路103耦合。
需要说明的是,如上述图7和图8所示,第一通道101中的第一发送子通道202和第二通道102中的第一接收子通道301是一一对应的,且分别连接同一个双极化天线单元的第一极化天线阵元和第二极化天线阵元。
还需要说明的是,在反馈模式下,第二通道102中的多个第一接收子通道301主要用于接收主波束信号的射频信号以完成反馈,即,可以理解为,信号强度最强的射频信号。因此,第二通道102中的多个第一接收子通道301可以仅开启部分第一接收子通道301接收第二射频信号R2,其具体开启的数量可以根据天线阵列中双极化天线单元的布局、发送特点或设备运行成本进行适应性的调整,本申请在此不再赘述。
还需要说明的是,第一通道101中的多个第一发送子通道202可以全部发送移相后的第一射频信号PR-1,也可以仅开启部分第一发送子通道202发送移相后的第一射频信号PR-1。 与之对应的,在反馈模式下,第二通道102中的第一接收子通道301接收第二射频信号R2时仅开启与第一通道101中开启的第一发送子通道202对应的部分或全部第一接收子通道301。
还需要说明的是,第二通道102有两个工作模式,分别为接收模式和反馈模式,该接收模式和反馈模式不会同时工作,任一时刻只能在其中一个模式。在接收模式下,如图8所示:当第二通道102接收多个第三射频信号R3时,第一通道101处于空闲或关闭状态。在反馈模式下,如图7所示:第一通道101处于工作状态时,即,发送多个放大后的第一射频信号PR-1时,第二通道102对应开启接收至少一个第二射频信号R2。
可选的,所述多个第一接收子通道中每个第一接收子通道包括第一低噪声放大器和第二移相器;所述第一低噪声放大器,用于对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;以及对所述多个第二射频信号中的至少一个进行放大或衰减处理,获得至少一个处理后的第二射频信号;所述第二移相器,用于对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;以及对所述至少一个处理后的第二射频信号进行移相,以得到所述多个移相后的第二射频信号中的至少一个。
如图7所示:在反馈模式下,每个第一接收子通道301包括第一低噪声放大器3011和第二移相器3012;所述第一低噪声放大器3011,用于对所述多个第二射频信号R2中的至少一个进行放大或衰减处理,获得至少一个处理后的第二射频信号R-2;所述第二移相器3012,用于对所述至少一个处理后的第二射频信号R-2进行移相,以得到所述多个移相后的第二射频信号PR2中的至少一个。该多个放大后的第一射频信号PR-1通过天线阵列02发送出去后可以在空口处形成第一波束信号。
如图8所示:在接收模式下,每个第一接收子通道301包括第一低噪声放大器3011和第二移相器3012;所述第一低噪声放大器3011,用于对所述第三射频信号R3进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号R-3;所述第二移相器3012,用于对所述处理后的第三射频信号R3进行移相以得到移相后的第三射频信号PR3。
如上述图7和图8所示:所述第一低噪声放大器3011的输入端相当于第一接收子通道301的输入端,所述第一低噪声放大器3011的输出端与所述第二移相器3012的输入端耦合,所述第二移相器3012的输出端相当于第一接收子通道301的输出端且与所述第二转换器302的输入端耦合。如上述图7和图8所示的第一接收子通道301结构,该结构可以用于控制每个第一接收子通道中传输的第二射频信号R2或第三射频信号R3进行相关放大或衰减处理和移相。
需要说明的是,每个开启的第一接收子通道301均能接收并处理一个第二射频信号R2,但在反馈模式下,开启第一接收子通道301的数量可以适应性的调整,因此,第二通道102可以接收并处理多个第二射频信号R2中的至少一个。
还需要说明的,在反馈模式下,第二通道102中每个开启的第一接收子通道301中的第二移相器3012对射频信号调整的相位权值,正好是第一通道101中对应的每个开启的第一发送子通道202中第一移相器2021对射频信号调整的相位权值的逆。例如:如图7所示:第一通道101中每个开启的第一发送子通道202中第一移相器2021权值配置分别为:e
-jπ/2,e
-jπ/4,e
jπ/4,e
jπ/2;则第二通道102中对应开启的第一接收子通道301中的第二移相器3012权值分别依次配置分别为:e
jπ/2,e
jπ/4,e
-jπ/4,e
-jπ/2。即,每个第一发送子通道202中的第一移相器2021和第一接收子通道301中的第二移相器3012也可以是一一对应的。
还需要说明的是,该每个第一发送子通道202中的第一移相器2021和/或第一接收子通道301中的第二移相器3012可以是单独的移相器件,还可以是拥有多个输出端的一个整体的 移相网络,该移相网络每个输出端都可以输出不同的移相权值的射频信号,本申请实施例对此不作具体的限定。
可选的,所述第二转换器包括:第一下混频器,用于将所述多个移相后的第三射频信号转换为第三模拟信号,以及将所述多个移相后的第二射频信号转换为第二模拟信号;第一模拟数字转换器,用于将所述第三模拟信号所述第三数字信号,以及将所述第二模拟信号转换为所述数字反馈信号。
如图7所示:所述第二转换器302包括第一下混频器3021和第一模拟数字转换器3022,第一下混频器3021用于将所述多个移相后的第二射频信号PR2转换为第二模拟信号M2;第一模拟数字转换器,用于将所述第二模拟信号M2转换为所述数字反馈信号S2。
如图8所示:所述第二转换器302包括第一下混频器3021和第一模拟数字转换器3022,第一下混频器3021,用于将所述多个移相后的第三射频信号PR3转换为第三模拟信号M3,第一模拟数字转换器3022,用于将所述第三模拟信号M3所述第三数字信号S3。
如上述图7和图8所示:所述第一模拟数字转换器3022的输入端相当于所述第二转换器302的输入端且与多个第一接收子通道301的输出端耦合,所述第一模拟数字转换器3022的输出端与所述第一下混频器3021的输入端耦合,所述第一下混频器3021的输出端相当于所述第二转换器302的输出端且与数字电路103耦合。
其中,该第一下混频器用于对多个第一接收子通道301中输出的信号(如:多个移相后的第二射频信号PR2或多个移相后的第三射频信号PR3)进行下变频处理,使得不同第一接收子通道301中的信号实现合路。
可选的,所述第一通道还包括多个第二接收子通道和第三转换器;所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道,用于接收来自所述天线阵列的多个第四射频信号中的一个第四射频信号;对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号;所述多个第二接收子通道用于得到多个移相后的第四射频信号;所述第三转换器,还用于将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号;所述数字电路,还用于处理所述第四数字信号。
请参考附图9,图9是本申请实施例提供的另一种通信装置的电路结构示意图。如图9所示:所述第一通道101还包括多个第二接收子通道212和第三转换器211;所述多个第二接收子通道212中每个第二接收子通道212,用于接收来自所述天线阵列02的多个第四射频信号R4中的一个第四射频信号R4;对所述第四射频信号R4进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号R-4;对所述处理后的第四射频信号R-4进行移相以得到移相后的第四射频信号PR4;所述多个第二接收子通道212用于得到多个移相后的第四射频信号PR4;所述第三转换器211,还用于将所述多个移相后的第四射频信号PR4转换为第四数字信号S4;所述数字电路103,还用于处理所述第四数字信号S4。
如上述图9所示,所述多个第二接收子通道212的输入端均相当于所述第一通道101的输入端(即,接收射频信号的输入端)且与所述天线阵列02耦合,所述多个第二接收子通道212的输出端分别与所述第三转换器211的输入端耦合,所述第三转换器211的输出端相当于所述第一通道101的输出端(即,发送数字信号的输出端)且与数字电路103耦合。
其中,第一通道除第一转换器和对应的多个第一发送子通道外还包括第三转换器和对应的多个第二接收子通道。该多个第二接收子通道的功能与所述第二通道中多个第一接收子通道在接收模式下的功能一致,均可以接收来自通信对端的射频信号并做相应处理,但在第一 通道通过多个第一发送子通道发送多个移相后的第一射频信号时,该多个第二接收子通道无法接收第二射频信号,即,不存在反馈模式。
可选的,所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道包括第二低噪声放大器和第三移相器;所述第二低噪声放大器,用于对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;所述第三移相器,用于对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号。
如图9所示:所述多个第二接收子通道212中每个第二接收子通道212包括第二低噪声放大器2121和第三移相器2122;所述第二低噪声放大器2121,用于对所述第四射频信号R4进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号R-4;所述第三移相器2122,用于对所述处理后的第四射频信号R-4进行移相以得到移相后的第四射频信号PR4。
如上述图9所示:所述第二低噪声放大器2121的输入端相当于第二接收子通道212的输入端,所述第二低噪声放大器2121的输出端与所述第三移相器2122的输入端耦合,所述第三移相器2122的输出端相当于第二接收子通道212的输出端且与所述第三转换器211的输入端耦合。如上述图7和图8所示的第一接收子通道301结构,如上述图9所示第二接收子通道212的结构也可以用于控制每个第一接收子通道中传输的第四射频信号R4进行相关放大或衰减处理和移相。
可选的,所述第三转换器包括:第二下混频器,用于将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四模拟信号;第二模拟数字转换器,用于将所述第四模拟信号转换为所述第四数字信号。
如图9所示:所述第三转换器211包括:第二下混频器3121,用于将所述多个移相后的第四射频信号PR4转换为第四模拟信号M4;第二模拟数字转换器3122,用于将所述第四模拟信号M4转换为所述第四数字信号S4。
如图9所示:所述第二模拟数字转换器3122的输入端相当于所述第三转换器211的输入端且与多个第二接收子通道212的输出端耦合,所述第二模拟数字转换器3122的输出端与所述第二下混频器3121的输入端耦合,所述第二下混频器3121的输出端相当于所述第三转换器211的输出端且与数字电路103耦合。
可选的,所述第一通道还包括第一开关模块;所述第一开关模块用于控制所述第一通道中所述多个第一发送子通道或所述多个第二接收子通道在不同的时间段内导通。
如图9所示:所述第一通道101还包括第一开关模块203;所述第一开关模块203用于控制所述第一通道101中所述多个第一发送子通道202或所述多个第二接收子通道212在不同的时间段内导通。
需要说明的是,由于本申请实施例的通信装置适用于TDD通信系统中,因此,第一开关模块203在同一时刻只控制一种子通道导通。即,可以理解的是,同一个通道内接收射频信号和发送射频信号不会同时进行。
可选的,所述第二通道还包括多个第二发送子通道和第四转换器;所述数字电路,还用于生成第五数字信号;所述第四转换器,还用于将所述第五数字信号转换为第五射频信号;将所述第五射频信号分别发送至所述多个第二发送子通道;所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道,用于对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,所述多个第二发送子通道用于获得多个移相后的第五射频信号,且所述多个移相后的第五射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第五射频信号发送至天线阵列。
如图9所示:所述第二通道102还包括多个第二发送子通道311和第四转换器312;所 述数字电路103,还用于生成第五数字信号;所述第四转换器312,还用于将所述第五数字信号S5转换为第五射频信号R5;将所述第五射频信号R5分别发送至所述多个第二发送子通道311;所述多个第二发送子通道311中每个第二发送子通道311,用于对所述第五射频信号R5进行移相,获得一个移相后的第五射频信号PR5,所述多个第二发送子通道311用于获得多个移相后的第五射频信号PR5,且所述多个移相后的第五射频信号PR5具有不同的相位;将所述多个移相后的第五射频信号发送至天线阵列。
如图9所示:所述第四转换器312的输入端相当于所述第二通道102的输入端(即,接收数字信号的输入端),所述第四转换器312的输出端分别与所述多个第二发送子通道311的输入端耦合,所述多个第二发送子通道311的输出端均相当于所述第二通道102的输出端(即,发送射频信号的输出端)且与所述天线阵列02耦合。
其中,第二通道除第二转换器和对应的多个第一接收子通道外还包括第四转换器和对应的多个第二发送子通道。该多个第二发送子通道的功能与所述第一通道中多个第一发送子通道的功能一致,均可以向通信对端发送信号。
可选的,所述每个第二发送子通道包括第四移相器和第二功率放大器;所述第四移相器,用于对所述第五射频信号进行移相,获得所述移相后的第五射频信号;所述第二功率放大器,用于放大所述移相后的第五射频信号。
如图9所示:所述每个第二发送子通道311包括第四移相器3111和第二功率放大器3112;所述第四移相器3111,用于对所述第五射频信号R5进行移相,获得所述移相后的第五射频信号PR5;所述第二功率放大器3112,用于放大所述移相后的第五射频信号PR-5。
如图9所示:所述第四移相器3111的输入端相当于第二发送子通道311的输入端且与所述第四转换器312的输出端耦合,所述第四移相器3111的输出端与所述第二功率放大器3112的输入端耦合,所述第二功率放大器3112的输出端相当于第二发送子通道311的输出端且与天线阵列02耦合。
在本申请实施例中,该通信装置提供了一种简单有效的第二发送子通道结构,该结构可以用于控制每个第二发送子通道中传输的第五射频信号进行移相和放大,从而提高与通信对端的通信质量。
可选的,所述第四转换器包括:第二数字模拟转换器,用于将所述第五数字信号转换为第五模拟信号;第二上混频器,用于将所述第五模拟信号转换为所述第五射频信号。
如图9所示:所述第四转换器312包括:第二数字模拟转换器2111,用于将所述第五数字信号S5转换为第五模拟信号M5;第二上混频器2112,用于将所述第五模拟信号M5转换为所述第五射频信号R5。
如图9所示:所述第二数字模拟转换器2111的输入端相当于所述第四转换器312的输入端且与数字电路103的输出端耦合,所述第二数字模拟转换器2111的输出端与所述第二上混频器2112的输入端耦合,所述第二上混频器2112的输出端相当于所述第四转换器312的输出端且与多个所述第二发送子通道311的输入端耦合。
可选的,所述第二通道还包括第二开关模块;所述第二开关模块用于控制所述第二通道中所述多个第一接收子通道或所述多个第二发送子通道在不同的时间段内导通。
如图9所示:所述第二通道102还包括第二开关模块303;所述第二开关模块303用于控制所述第二通道102中所述多个第一接收子通道301或所述多个第二发送子通道311在不同的时间段内导通。
需要说明的是,如图9所示,第一通道101和第二通道102均包括用于接收或发送信号 的子通道,第一通道101中的多个第二接收子通道212和多个第一发送子通道202均与天线阵列02中的第一极化天线阵元连接,第二通道102中的多个第一接收子通道301和多个第二发送子通道311均与天线阵列02中的第一极化天线阵元连接。
还需要说明的是,如图9所示,第一开关模块203和第二开关模块303相互独立分别用于控制第一通道101和第二通道102的收发信号。因此,可以理解的是,第一通道101和第二通道102可以同时被配置为接收信号,即,多个第二接收子通道212和多个第一接收子通道301均用于接收来自通信对端的射频信号,此时,通信装置没有反馈模式。第一通道101和第二通道102也可以同时被配置为发送信号,即,多个第一发送子通道202和多个第二发送子通道311均用于发送本端的射频信号,此时,由于第一通道101和第二通道102均处于工作状态,没有空闲的通信通道接收本端发送的射频信号,所以在此时通信装置也不存在反馈模式。当第一通道101和第二通道102被配置为一收一发时,即,仅有多个第一发送子通道202或仅有多个第二发送子通道311用于发送本端的射频信号,对应的多个第一接收子通道301或多个第二接收子通道212用于接收通信对端的射频信号。则,在发送本端的射频信号时,由于本申请实施例的通信装置应用于TDD通信系统中,所以本申请实施例可以复用该对应的多个第一接收子通道301或多个第二接收子通道212用于接收本端的射频信号,以完成反馈。
可以理解的是,上述图5以及图7至图9所示的射频收发系统:第一通道101和第二通道102的数量只是本申请实施例中示例性的数量,本申请实施例对此不作具体的限定。例如:通信装置可以分别包括多套射频收发系统,即包括:多个第一通道101和多个第二通道102,其中,该第一通道101和第二通道102一一对应。同理,与射频收发系统对应的数字电路的数量本申请实施例也不做具体的限定。例如:一个数字电路可以分别对应一套射频收发系统,一个数字电路也可以对应多个射频收发系统。
还可以理解的是,上述图5以及图7至图9所示的通信装置只是本申请实施例提供的一种示例性的装置结构,本申请实施例对该通信装置其他还包括的器件不作具体的限制。例如:该通信装置在第一通道与天线阵列之间还可以包括用于控制射频信号传输的环形器,以通过不同的接口顺利收发信号。
在现有技术中的反馈方案需要独立配置一套接收天线在空口远场将波束信号进行收集,然后通过射频电缆传输至接收机进行解算,对实际产品形态的冲击非常大,成本也较高。因此,在本申请第一方面提供的通信装置中,可以在反馈模式下,复用原本空闲的接收通道接收本端发送的信号,以反馈至数字电路对多个本端发送的信号进行数字信号补偿。其中,预先说明的是,本申请第一方面的实施例提供的通信装置是适用于时分双工通信系统的通信装置,所以当该通信装置通过发送通道(即,第一通道)向通信对端发送多个通信信号(即:多个移相后的第一射频信号)时,通信对端不会向该通信装置发送通信信号。所以,该通信装置原本的接收通道(如,第二通道)处于空闲或关闭状态,即,接收通道不用接收来自通信对端的通信信号。因此,当通信装置的第一通道向天线阵列发送多个移相后的第一射频信号时,本申请实施例的通信装置可以开启空闲或关闭的第二通道,使得第二通道在反馈模式下处于工作状态,接收来自上述天线阵列多个第二射频信号。然后,第二通道就可以基于该多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路,以形成反馈环路。该数字电路可以基于该数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿,提高通信信号的通信质量。由上述可知,该反馈环路是基于通信装置本地的接收通道形成的,不需要在该通信装置内外额外设立单独的接收通道,大大节省的了该通信装置空间和成本。而且, 上述多个第二射频信号是天线阵列从多个移相后的第一射频信号耦合而来,不是直接获取的多个移相后的第一射频信号,即,第二通道获得的数字反馈信号是对应于多个第一功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的信号,因此,数字反馈信号反馈的信息是基于主波束方向上合成的信号,不是单独的射频信号,从而也解决了该场景下的“一对多”的问题。另外,该第二通道在处于接收模式下,即,在第一通道没有发送第一波束信号时,还可以正常接收源自通信对端通信信号进行正常的通信。综上所述,本申请实施例可以复用处于空闲或关闭状态的接收通道,接收本地发送通道发送的通信信号,反馈至数字电路,使得数字电路实现“一对多”的对发射信号进行数字信号补偿,大大节省了通信设备的成本和空间。
基于上述通信系统架构和通信装置,本申请实施例还提供了一种通信方法,应用于上述通信装置,所述通信装置包括:第一通道、第二通道和数字电路;其中,请参考附图10,图10是本申请实施例提供的一种通信方法流程示意图,如图10所示:所述方法包括:
步骤S1:通过第一通道,接收数字电路发送的第一数字信号;基于第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号;将多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列。
具体的,通信装置通过第一通道,接收数字电路发送的第一数字信号;基于第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号,多个移相后的第一射频信号具有不同的相位;将多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列。其中,该第一通道可以通过天线阵列发送多个移相后的第一射频信号,以在空口处形成波束信号,与通信对端进行通信。
可选的,所述第一通道包括第一转换器和多个第一发送子通道;所述基于所述第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号包括:通过所述第一转换器将所述第一数字信号转换为第一射频信号;将所述第一射频信号分别发送至所述多个第一发送子通道;通过所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号。
可选的,所述每个第一发送子通道包括第一移相器和第一功率放大器;所述通过所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号,包括:通过所述第一移相器对所述第一射频信号进行移相,获得所述移相后的第一射频信号;通过所述第一功率放大器放大所述移相后的第一射频信号。
可选的,所述第一转换器包括:第一数字模拟转换器和第一上混频器;所述通过所述第一转换器将所述第一数字信号转换为第一射频信号,包括:通过所述第一数字模拟转换器将所述第一数字信号转换为第一模拟信号;通过所述第一上混频器,用于将所述第一模拟信号转换为所述第一射频信号。
可选的,所述第一通道还包括多个第二接收子通道和第三转换器;所述方法还包括:通过所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道接收来自所述天线阵列的多个第四射频信号中的一个第四射频信号;对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号;所述多个第二接收子通道用于得到多个移相后的第四射频信号;通过所述第三转换器将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号;通过所述数字电路处理所述第四数字信号。
可选的,所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道包括第二低噪声放大器和第三移相器;所述对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号,包 括:通过所述第二低噪声放大器对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;通过所述第三移相器对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号。
可选的,所述第三转换器包括:第二下混频器和第二模拟数字转换器;所述通过所述第三转换器将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号,包括:通过第二下混频器将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四模拟信号;通过第二模拟数字转换器将所述第四模拟信号转换为所述第四数字信号。
可选的,所述第一通道还包括第一开关模块;所述方法还包括:通过所述第一开关模块控制所述第一通道中所述多个第一发送子通道或所述多个第二接收子通道在不同的时间段内导通。
步骤S2:在接收模式下,通过第二通道接收来自天线阵列的多个第三射频信号;基于多个第三射频信号生成第三数字信号。
具体的,在接收模式下,通过第二通道接收来自天线阵列的多个第三射频信号,多个第三射频信号源自通信对端;基于多个第三射频信号生成第三数字信号。其中,该第二通道在处于接收模式下,即,在第一通道没有发送第一波束信号时,还可以正常接收源自通信对端通信信号进行正常的通信交互。
步骤S3:在反馈模式下,通过第二通道接收来自天线阵列多个第二射频信号;基于多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将数字反馈信号反馈至数字电路。
具体的,在反馈模式下,通过第二通道接收来自天线阵列多个第二射频信号,多个第二射频信号是从多个移相后的第一射频信号耦合而来;基于多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将数字反馈信号反馈至数字电路。其中,第二通道可以在反馈模式下,可以复用原本空闲的接收通道接收本端发送的信号,以反馈至数字电路对多个本端发送的信号进行数字信号补偿。而且,上述多个第二射频信号是天线阵列从多个移相后的第一射频信号耦合而来,不是直接获取的多个移相后的第一射频信号,即,第二通道获得的数字反馈信号是对应于多个第一功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的信号,从而解决了该场景下的“一对多”的问题。
可选的,所述第二通道包括多个第一接收子通道和第二转换器;所述通过所述第二通道接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,包括:通过所述多个第一接收子通道中的每个第一接收子通道接收所述多个第三射频信号中的一个第三射频信号;对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道用于得到多个移相后的第三射频信号;所述基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号,包括:通过所述第二转换器将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号。
可选的,所述通过所述第二通道接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,包括:通过所述多个第一接收子通道中部分或全部第一接收子通道接收所述多个第二射频信号;对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号;将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号;所述基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号,包括:通过所述第二转换器将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号。
可选的,所述多个第一接收子通道中每个第一接收子通道包括第一低噪声放大器和第二移相器;所述对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号,包 括:通过所述第一低噪声放大器对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;所述对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号,包括:通过所述第一低噪声放大器对所述多个第二射频信号中的至少一个进行放大或衰减处理,获得至少一个处理后的第二射频信号;所述对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号,包括:通过所述第二移相器对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号,包括:通过所述第二移相器对所述至少一个处理后的第二射频信号进行移相,以得到所述多个移相后的第二射频信号中的至少一个。
可选的,所述第二转换器包括:第一下混频器,和第一模拟数字转换器;所述通过所述第二转换器将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号,包括:通过所述第一下混频器将所述多个移相后的第三射频信号转换为第三模拟信号;通过所述第一模拟数字转换器将所述第三模拟信号所述第三数字信号;所述通过所述第二转换器将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号,包括:过所述第一下混频器将所述多个移相后的第二射频信号转换为第二模拟信号;通过所述第一模拟数字转换器将所述第二模拟信号转换为所述数字反馈信号。
可选的,所述第二通道还包括多个第二发送子通道和第四转换器;所述方法还包括:通过所述数字电路生成第五数字信号;通过所述第四转换器将所述第五数字信号转换为第五射频信号;将所述第五射频信号分别发送至所述多个第二发送子通道;通过所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,通过所述多个第二发送子通道获得多个移相后的第五射频信号,且所述多个移相后的第五射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第五射频信号发送至天线阵列。
可选的,所述每个第二发送子通道包括第四移相器和第二功率放大器;所述通过所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,包括:通过所述第一移相器对所述第五射频信号进行移相,获得所述移相后的第五射频信号;通过所述第二功率放大器放大所述移相后的第五射频信号。
可选的,所述第四转换器包括第二数字模拟转换器和第二上混频器:所述通过所述第四转换器将所述第五数字信号转换为第五射频信号,包括:通过第二数字模拟转换器将所述第五数字信号转换为第五模拟信号;通过第二上混频器将所述第五模拟信号转换为所述第五射频信号。
可选的,所述第二通道还包括第二开关模块;所述方法还包括:通过所述第二开关模块控制所述第二通道中所述多个第一接收子通道或所述多个第二发送子通道在不同的时间段内导通。
步骤S4:通过数字电路生成第一数字信号;处理第三数字信号;以及基于数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿。
具体的,通信装置通过数字电路生成第一数字信号;处理第三数字信号;以及基于数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿。其中,数字电路可以用于支持第一通道发送多个移相后的第一射频信号,接收并处理通信对端发送的第三射频信号。还可以用于根据数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿,以调节第一通道发送多个移相后的第一射频信号,提高通信质量。
可选的,所述数字信号补偿包括:数字预失真DPD处理、同相-正交I-Q失配不平衡补偿、直流偏置补偿、互调谐波补偿和发射信号功控中的一个或多个。
可选的,所述数字电路包括基带处理器。
可选的,所述装置还包括所述天线阵列;其中,所述天线阵列包括多个双极化天线单元,所述多个双极化天线单元中每个双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元连接且极化方向不同;所述第一极化天线阵元与所述第一通道连接,所述第二极化天线阵元与所述第二通道连接。
在现有技术中的反馈方案需要独立配置一套接收天线在空口远场将波束信号进行收集,然后通过射频电缆传输至接收机进行解算,对实际产品形态的冲击非常大,成本也较高。因此,在本申请第一方面提供的通信装置中,可以在反馈模式下,复用原本空闲的接收通道接收本端发送的信号,以反馈至数字电路对多个本端发送的信号进行数字信号补偿。其中,预先说明的是,本申请第一方面的实施例提供的通信装置是适用于时分双工通信系统的通信装置,所以当该通信装置通过发送通道(即,第一通道)向通信对端发送多个通信信号(即:多个移相后的第一射频信号)时,通信对端不会向该通信装置发送通信信号。所以,该通信装置原本的接收通道(如,第二通道)处于空闲或关闭状态,即,接收通道不用接收来自通信对端的通信信号。因此,当通信装置的第一通道向天线阵列发送多个移相后的第一射频信号时,本申请实施例的通信装置可以开启空闲或关闭的第二通道,使得第二通道在反馈模式下处于工作状态,接收来自上述天线阵列多个第二射频信号。然后,第二通道就可以基于该多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路,以形成反馈环路。该数字电路可以基于该数字反馈信号对第一数字信号进行数字信号补偿,提高通信信号的通信质量。由上述可知,该反馈环路是基于通信装置本地的接收通道形成的,不需要在该通信装置内外额外设立单独的接收通道,大大节省的了该通信装置空间和成本。而且,上述多个第二射频信号是天线阵列从多个移相后的第一射频信号耦合而来,不是直接获取的多个移相后的第一射频信号,即,第二通道获得的数字反馈信号是对应于多个第一功率放大器输出信号在空口的合成,也就是主波束方向上的信号,因此,数字反馈信号反馈的信息是基于主波束方向上合成的信号,不是单独的射频信号,从而也解决了该场景下的“一对多”的问题。
需要说明的是,本申请实施例中提及的通信装置可对应参考上述图3-上述图9中所涉及的通信装置,本申请实施例在此暂不赘述。
还需要说明的是,本申请实施例中步骤S1-步骤S4的有益效果以及其他相关功能的描述还可以对应参考上述装置实施例的描述,本申请实施例不再赘述。
在本申请的另一实施例中,还提供一种芯片模组,芯片和封装基板,所述芯片固定于所述封装基板,所述芯片包括上文所提供的任一种可能的实现方式所提供的通信装置,该封装基板可以包括上文所提供的天线阵列。例如:所述封装基板包括具有多个双极化天线单元的天线阵列,每个所述双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元耦合且极化方向不同。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉, 说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务端或者网络设备等,具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中,而前述的存储介质可包括:u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(read-only memory,缩写:rom)或者随机存取存储器(random access memory,缩写:ram)等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
- 一种通信装置,其特征在于,包括:第一通道、第二通道和数字电路;其中,所述第一通道,用于接收所述数字电路发送的第一数字信号;基于所述第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号,所述多个移相后的第一射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列;所述第二通道,用于在接收模式下,接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,所述多个第三射频信号源自通信对端;基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号;所述第二通道,还用于在反馈模式下,接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,所述多个第二射频信号是从所述多个移相后的第一射频信号耦合而来;基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路;所述数字电路,用于生成所述第一数字信号;处理所述第三数字信号;以及基于所述数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿。
- 根据权利要求1所述装置,其特征在于,所述数字信号补偿包括:数字预失真DPD处理、同相-正交I-Q失配不平衡补偿、直流偏置补偿、互调谐波补偿和发射信号功控中的一个或多个。
- 根据权利要求1或2所述装置,其特征在于,所述第一通道包括第一转换器和多个第一发送子通道;所述第一转换器,用于将所述第一数字信号转换为第一射频信号;将所述第一射频信号分别发送至所述多个第一发送子通道;所述多个第一发送子通道中每个第一发送子通道,用于对所述第一射频信号进行移相,获得所述多个移相后的第一射频信号中的一个移相后的第一射频信号。
- 根据权利要求3所述装置,其特征在于,所述每个第一发送子通道包括第一移相器和功率放大器;所述第一移相器,用于对所述第一射频信号进行移相,获得所述移相后的第一射频信号;所述功率放大器,用于放大所述移相后的第一射频信号。
- 根据权利要求3或4所述装置,其特征在于,所述第一转换器包括:第一数字模拟转换器,用于将所述第一数字信号转换为第一模拟信号;第一上混频器,用于将所述第一模拟信号转换为所述第一射频信号。
- 根据权利要求1-5任意一项所述装置,其特征在于,所述第二通道包括多个第一接收子通道和第二转换器;所述多个第一接收子通道中的每个第一接收子通道,用于接收所述多个第三射频信号中的一个第三射频信号;对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道用于得到多个移相后的第三射频信号;所述多个第一接收子通道中部分或全部第一接收子通道,用于:接收所述多个第二射频 信号;对所述多个第二射频信号进行放大或衰减处理,获得多个处理后的第二射频信号;将所述多个处理后的第二射频信号进行移相以得到多个移相后的第二射频信号;所述第二转换器,用于将所述多个移相后的第三射频信号转换为所述第三数字信号,以及将所述多个移相后的第二射频信号转换为所述数字反馈信号。
- 根据权利要求6所述装置,其特征在于,所述多个第一接收子通道中每个第一接收子通道包括第一低噪声放大器和第二移相器;所述第一低噪声放大器,用于对所述第三射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第三射频信号;以及对所述多个第二射频信号中的至少一个进行放大或衰减处理,获得至少一个处理后的第二射频信号;所述第二移相器,用于对所述处理后的第三射频信号进行移相以得到移相后的第三射频信号;以及对所述至少一个处理后的第二射频信号进行移相,以得到所述多个移相后的第二射频信号中的至少一个。
- 根据权利要求6或7所述装置,其特征在于,所述第二转换器包括:第一下混频器,用于将所述多个移相后的第三射频信号转换为第三模拟信号,以及将所述多个移相后的第二射频信号转换为第二模拟信号;第一模拟数字转换器,用于将所述第三模拟信号所述第三数字信号,以及将所述第二模拟信号转换为所述数字反馈信号。
- 根据权利要求3-5任意一项所述装置,其特征在于,所述第一通道还包括多个第二接收子通道和第三转换器;所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道,用于接收来自所述天线阵列的多个第四射频信号中的一个第四射频信号;对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号;所述多个第二接收子通道用于得到多个移相后的第四射频信号;所述第三转换器,还用于将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四数字信号;所述数字电路,还用于处理所述第四数字信号。
- 根据权利要求9所述装置,其特征在于,所述多个第二接收子通道中每个第二接收子通道包括第二低噪声放大器和第三移相器;所述第二低噪声放大器,用于对所述第四射频信号进行放大或衰减处理得到一个处理后的第四射频信号;所述第三移相器,用于对所述处理后的第四射频信号进行移相以得到移相后的第四射频信号。
- 根据权利要求9或10所述装置,其特征在于,所述第三转换器包括:第二下混频器,用于将所述多个移相后的第四射频信号转换为第四模拟信号;第二模拟数字转换器,用于将所述第四模拟信号转换为所述第四数字信号。
- 根据权利要求9-11任意一项所述装置,其特征在于,所述第一通道还包括第一开关模 块;所述第一开关模块用于控制所述第一通道中所述多个第一发送子通道或所述多个第二接收子通道在不同的时间段内导通。
- 根据权利要求6-8任意一项所述装置,其特征在于,所述第二通道还包括多个第二发送子通道和第四转换器;所述数字电路,还用于生成第五数字信号;所述第四转换器,还用于将所述第五数字信号转换为第五射频信号;将所述第五射频信号分别发送至所述多个第二发送子通道;所述多个第二发送子通道中每个第二发送子通道,用于对所述第五射频信号进行移相,获得一个移相后的第五射频信号,所述多个第二发送子通道用于获得多个移相后的第五射频信号,且所述多个移相后的第五射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第五射频信号发送至天线阵列。
- 根据权利要求13所述装置,其特征在于,所述第二通道还包括第二开关模块;所述第二开关模块用于控制所述第二通道中所述多个第一接收子通道或所述多个第二发送子通道在不同的时间段内导通。
- 根据权利要求1-14任意一项所述装置,其特征在于,所述数字电路包括基带处理器。
- 根据权利要求1-15任意一项所述装置,其特征在于,所述装置还包括所述天线阵列;其中,所述天线阵列包括多个双极化天线单元,所述多个双极化天线单元中每个双极化天线单元包括第一极化天线阵元和第二极化天线阵元,所述第一极化天线阵元和所述第二极化天线阵元连接且极化方向不同;所述第一极化天线阵元与所述第一通道连接,所述第二极化天线阵元与所述第二通道连接。
- 一种通信方法,应用于通信装置,所述通信装置包括:第一通道、第二通道和数字电路;其中,所述方法包括:通过所述第一通道,接收所述数字电路发送的第一数字信号;基于所述第一数字信号生成多个移相后的第一射频信号,所述多个移相后的第一射频信号具有不同的相位;将所述多个移相后的第一射频信号发送至天线阵列;在接收模式下,通过所述第二通道接收来自所述天线阵列的多个第三射频信号,所述多个第三射频信号源自通信对端;基于所述多个第三射频信号生成第三数字信号;在反馈模式下,通过所述第二通道接收来自所述天线阵列多个第二射频信号,所述多个第二射频信号是从所述多个移相后的第一射频信号耦合而来;基于所述多个第二射频信号生成数字反馈信号;并将所述数字反馈信号反馈至所述数字电路;通过所述数字电路生成所述第一数字信号;处理所述第三数字信号;以及基于所述数字反馈信号对所述第一数字信号进行数字信号补偿。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2021/130275 WO2023082171A1 (zh) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 一种通信装置、通信方法及相关设备 |
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