DE102016205928A1

DE102016205928A1 - ACPR-verbessernder digitaler HF-MIMO-Sender geringer Komplexität

Info

Publication number: DE102016205928A1
Application number: DE102016205928.9A
Authority: DE
Inventors: Franz Dielacher; Thomas Magesacher; David Seebacher; Peter Singerl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2017-01-12
Also published as: CN106130616B; US9520923B2; KR20160130947A; US20160329935A1; CN106130616A; KR101762539B1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Senderarchitektur geringer Komplexität, die Phasenmodulatoren mit digitalen Signalen ansteuert, um ein pulsbreitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) zu erzeugen, das von einer Antenne gesendet wird. In einigen Ausführungsformen umfasst das System ein Vorverarbeitungselement, das dazu ausgelegt ist, ein erstes und ein zweites digitales Steuersignal aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen. Eine erste Phasenmodulationskomponente ist dazu ausgelegt, eine erste Phasenverschiebung in ein erstes Lokaloszillatorsignals basierend auf dem ersten Steuersignal einzubringen und ein erstes digitales Signal entsprechend der ersten Phasenverschiebung zu erzeugen. Eine zweite Phasenmodulationskomponente ist dazu ausgelegt, eine zweite Phasenverschiebung in das erste Lokaloszillatorsignal basierend auf dem zweiten Steuersignal einzubringen und ein zweites digitales Signal entsprechend der zweiten Phasenverschiebung zu erzeugen. Ein Kombinationselement ist dazu ausgelegt, das erste und das zweite digitale Ausgangssignal zu kombinieren, um ein pulsbreitenmoduliertes HF-Signal (HF-PWM-Signal) zu erzeugen.

Description

HINTERGRUND
Viele moderne elektronische Vorrichtungen (z. B. Computer, Mobiltelefone, Radar etc.) kommunizieren drahtlos mit anderen elektronischen Vorrichtungen. Elektronische Vorrichtungen verwenden typischerweise Hochfrequenz-Sender (HF-Sender), um drahtlose Signale bei Hochfrequenzen (beispielsweise 3 kHz bis 300 GHz) zu erzeugen. Die HF-Sender führen typischerweise eine Modulation aus, um eine Frequenz eines Basisbandsignals in ein HF-Signal aufwärtszuwandeln. Das HF-Signal wird anschließend von einer Antenne als elektromagnetische Strahlung gesendet.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen einer Sendekette, die eine Phasenkomponente verwendet, um ein pulsbreitenmoduliertes HF-Signal (PWM-HF-Signal; PWM = pulse width modulated) aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen.
2 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, das beispielhafte Signale darstellt, die der Sendekette von 1 entsprechen.
3 ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen einer Phasenmodulationskomponente, die in einer offenbarten Sendekette angeordnet ist.
4 ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen eines Sendesystems, das mehrere Sendezweige zum Ansteuern eines MIMO-Antennen-Arrays (Mehreingangs-/Mehrausgangs-Antennen-Array; MIMO = multiple-input, multiple-Output) umfasst.
5A–5B zeigen Blockdiagramme einiger alternativer Ausführungsformen eines Sendesystems, das mehrere Sendezweige zum Ansteuern eines MIMO-Antennen-Arrays umfasst.
6A–6B veranschaulichen einige Ausführungsformen eines linearen MIMO-Antennen-Arrays, die durch das offenbarte Sendesystem angesteuert wird.
7A–7B veranschaulichen einige Ausführungsformen eines Ring-MIMO-Antennen-Arrays, die durch das offenbarte Sendesystem angesteuert wird.
8 ist ein Ablaufdiagramm einiger Ausführungsformen eines Verfahrens zum Verwenden einer Phasenmodulation, um ein HF-PWM-Signal aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Der beanspruchte Gegenstand wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei durchweg gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um auf gleiche Elemente zu verweisen. In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um für ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstandes zu sorgen. Es kann jedoch offensichtlich sein, dass der beanspruchte Gegenstand ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden kann.
Herkömmlicherweise haben drahtlose Kommunikationssysteme eine einzelne Antenne verwendet, um drahtlose Signale drahtlos zu senden und/oder zu empfangen. Doch in vielen aufkommenden drahtlosen Kommunikationssystemen (z. B. 5G) verwenden Basisstationen ein Mehrere-Antennen-Array (beispielsweise MIMO- und/oder Massiv-MIMO-Antennenarrays), um drahtlose Signale zu senden und/oder zu empfangen. Mehrere-Antennen-Arrays können verwendet werden, um einzelne HF-Datenströme in Luft in einer gewünschten Richtung zu kombinieren, ohne Sendeantennen mechanisch zu bewegen. Das Kombinieren einzelner HF-Datenströme in Luft bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Systemen, einschließlich hoher Datenraten, einer verbesserten Verbindungsqualität (z. B. niedriger bandexterner Verzerrung), Zuverlässigkeit und Strahlformung, um Energie räumlich zu konzentrieren.
Mehrere-Antennen-Arrays verwenden oft einen separaten Sender zum Ansteuern jeder Antenne. Daher erfordern Systeme mit einer großen Anzahl von Antennen (beispielsweise Hunderten von Antennen) eine große Anzahl von Sendern/Empfängern. Allerdings können solche Sender/Empfänger sehr komplex sein. Zum Beispiel verwenden herkömmliche heterodyne oder homodyne Sender Hochleistungs-Digital-Analog-Wandler (DAC, digital-to-analog converters), um ein digitales Basisbandsignal in ein analoges Signal umzuwandeln, und analoge Mischer, um dann das analoge Signal mit einem Lokaloszillatorsignal (LO-Signal) zu mischen, um das digitale Basisbandsignal in ein HF-Signal umzuwandeln, das von einer Antenne gesendet werden kann. Die Verwendung von vielen komplexen Sendeketten macht Mehrere-Antennen-Systeme teuer in Herstellung und Betrieb.
Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Senderarchitektur geringer Komplexität, die Phasenmodulatoren mit digitalen Signalen ansteuert, um ein pulsbreitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) zu erzeugen, das durch eine Antenne gesendet wird. In einigen Ausführungsformen umfasst das System ein Vorverarbeitungselement, das dazu ausgelegt ist, ein erstes und ein zweites digitales Steuersignal aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen. Eine erste Phasenmodulationskomponente ist dazu ausgelegt, eine erste Phasenverschiebung in ein erstes Lokaloszillatorsignal basierend auf dem ersten Steuersignal einzubringen und ein erstes digitales Signal entsprechend der ersten Phasenverschiebung zu erzeugen. Eine zweite Phasenmodulationskomponente ist dazu ausgelegt, eine zweite Phasenverschiebung in das erste Lokaloszillatorsignal basierend auf dem zweiten Steuersignal einzubringen und ein zweites digitales Signal entsprechend der zweiten Phasenverschiebung zu erzeugen. Ein Kombinationselement ist dazu ausgelegt, das erste und das zweite digitale Ausgangssignal zu kombinieren, um ein pulsbreitenmoduliertes Signal (HF-PWM-Signal) zu erzeugen. Durch Verwendung der Phasenmodulationskomponente zum Erzeugen digitaler Ausgangssignale, ist die offenbarte HF-Senderarchitektur einfacher als herkömmliche heterodyne und homodyne Architekturen, was ihre Verwendung in Mehrere-Antennen-Arrays (z. B. MIMO, Massiv-MIMO etc.), die in zukünftigen Kommunikationsstandards (z. B. 5G) eingesetzt werden, ermöglicht.
1 ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen einer Sendekette 100 mit mehreren Phasenmodulationskomponenten, die dazu ausgelegt ist, ein pulsbreitenmoduliertes (PWM) digitales HF-Ausgangssignal zu erzeugen.
Die Sendekette 100 umfasst ein Vorverarbeitungselement 102. Das Vorverarbeitungselement 102 ist dazu ausgelegt, ein digitales Basisbandsignal zu empfangen. In einigen Ausführungsformen kann das digitale Basisbandsignal In-Phase-Komponenten (I-Komponenten) und Quadraturphase-Komponenten (Q-Komponenten) umfassen, zwischen denen eine Phasenverschiebung von 90° vorliegt. Das Vorverarbeitungselement 102 ist dazu ausgelegt, ein erstes Steuersignal φ₁ und ein zweites Steuersignal φ₂ aus dem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen. Das erste und das zweite Steuersignal φ₁ und φ₂ können digitale Multi-Bit-Steuersignale umfassen.
Die Sendekette 100 umfasst ein Phasenmodulationselement 104. Das Phasenmodulationselement 104 ist dazu ausgelegt, Phasenmodulationsinformationen, die dem digitalen Basisbandsignal entsprechen, durch Phasenmodulation eines Lokaloszillatorsignals S_LO auf digitale Signale zu kodieren. Das Phasenmodulationselement 104 umfasst eine erste Phasenmodulationskomponente 106 und eine zweite Phasenmodulationskomponente 108, die parallel angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen können die erste Phasenmodulationskomponente 106 und die zweite Phasenmodulationskomponente 108 passive Verzögerungselemente umfassen. In anderen Ausführungsformen können die erste Phasenmodulationskomponente 106 und die zweite Phasenmodulationskomponente 108 einen aktiven Wechselrichter umfassen.
Die erste Phasenmodulationskomponente 106 ist dazu ausgelegt, das Lokaloszillatorsignal S_LO aus einem lokalen Oszillator 103 und das erste Steuersignal φ₁ aus dem Vorverarbeitungselement 102 zu empfangen. Die zweite Phasenmodulationskomponente 108 ist dazu ausgelegt, das Lokaloszillatorsignal S_LO aus dem lokalen Oszillator 103 und das zweite Steuersignal φ₂ aus dem Vorbearbeitungselement 102 zu empfangen. Das Phasenmodulationselement 104 ist dazu ausgelegt, eine Phase des Lokaloszillatorsignals S_LO basierend auf dem ersten und dem zweiten Steuersignal φ₁ und φ₂ zu modulieren und digitale Signale d₁ und d₂ aus den phasenmodulierten Lokaloszillatorsignalen zu erzeugen. Beispielsweise ist die erste Phasenmodulationskomponente 106 dazu ausgelegt, basierend auf dem ersten Steuersignal φ₁ eine erste Phasenverschiebung in das Lokaloszillatorsignal S_LO einzubringen und ein erstes digitales Signal d₁ entsprechend der ersten Phasenverschiebung zu erzeugen. In ähnlicher Weise ist die zweite Phasenmodulationskomponente 108 dazu ausgelegt, basierend auf dem zweiten Steuersignal φ₂ eine zweite Phasenverschiebung in das Lokaloszillatorsignal S_LO einzubringen und ein zweites digitales Signal d₂ entsprechend der zweiten Phasenverschiebung zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen können die digitalen Signale d₁ und d₂ 1-Bit-Digitalsignale umfassen, die ein ausgeglichenes Tastverhältnis aufweisen (50 Prozent ein, 50 Prozent aus).
Das erste und das zweite digitale Signal d₁ und d₂ werden an ein Kombinationselement 110 geliefert, das dazu ausgelegt ist, das erste und das zweite digitale Signal d₁ und d₂ zu kombinieren, um ein pulsbreiten- und pulspausenmoduliertes (phasenmoduliertes) Hochfrequenz-Signal (HF-PWM-Signal) S_PWM zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das Kombinationselement 110 ein Logikgatter (beispielsweise ein UND-Gatter, ein NAND-Gatter etc.) umfassen. Das HF-PWM-Signal S_PWM, das aus dem Kombinationselement 110 ausgegeben wird, kann ein 1-Bit-Signal sein, das Pulse mit einem unausgeglichenen Tastverhältnis aufweist. Die Position der Pulse (beispielsweise die Verschiebung der Pulse relativ zu dem LO-Signal) basiert auf den Phaseninformationen des digitalen Basisbandsignals, während das Tastverhältnis der Pulse (d. h. die Breite der Pulse) auf den Amplitudeninformationen des digitalen Basisbandsignals basiert. Beispielsweise wird für ein Lokaloszillatorsignal S_LO mit einer Frequenz von 1 GHz ein 1-ns-Rahmen des HF-PWM-Signals S_PWM einen nicht-zusammenhängenden Puls aufweisen. Die Breite des Pulses hängt von der Amplitude des digitalen Basisbandsignals ab und die Position des Pulses innerhalb des 1-nm-Rahmens hängt von der Phase des digitalen Basisbandsignals ab.
Das HF-PWM-Signal S_PWM wird von dem Kombinationselement 110 an eine Antenne 114 ausgegeben, die dazu ausgelegt ist, das HF-PWM-Signal S_PWM als elektromagnetische Strahlung drahtlos zu senden. In einigen Ausführungsformen kann zwischen dem Kombinationselement 110 und der Antenne 114 ein Leistungsverstärker 112 angeordnet sein. Der Leistungsverstärker 112 ist dazu ausgelegt, eine Leistung des Signals, das von der Antenne 114 ausgegeben wird, zu erhöhen. In verschiedenen Ausführungsformen können Filterelemente 111 und 113 dem Leistungsverstärker 112 nachgeschaltet und/oder vorgeschaltet angeordnet sein. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen ein vorgeschaltetes Filterelement 111 dem Leistungsverstärker 112 vorgeschaltet angeordnet sein. Das vorgeschaltete Filterelement 111 kann ein Bandpassfilter umfassen, der dazu ausgelegt ist, das PWM-Signal S_PWM zu filtern, bevor es von dem Leistungsverstärker 112 (beispielsweise einem Klasse-B-Verstärker, einem Klasse-AB-Verstärker, einem Doherty-Verstärker etc.) verstärkt wird. In anderen Ausführungsformen kann ein nachgeschaltetes Filterelement 113 dem Leistungsverstärker 112 nachgeschaltet angeordnet sei. Das nachgeschaltete Filterelement kann ein Bandpassfilter umfassen, das dazu ausgelegt ist, das PWM-Signal S_PWM, das von einem Leistungsverstärker 112 (z. B. einem Schaltleistungsverstärker) ausgegeben wird, der das PWM-Signal S_PWM direkt verstärkt, zu filtern.
2 ist ein Zeitdiagramm 200, das beispielhafte Graphen von Signalen zeigt, die der Sendekette von 1 entsprechen.
Graph 202 stellt ein beispielhaftes Lokaloszillatorsignal S_LO dar. Das Lokaloszillatorsignal S_LO ist ein Sinussignal, das mit einer Lokaloszillatorfrequenz variiert, die gleich der umgekehrten Periode des Signals ist. In alternativen Ausführungsformen kann das Lokaloszillatorsignal S_LO ein Rechtecksignal umfassen.
Graph 204 zeigt ein beispielhaftes erstes digitales Signal d₁, das von einer ersten Phasenmodulationskomponente ausgegeben wird. Das erste digitale Signal d₁ umfasst ein 1-Bit-Ausgangssignal mit Pulsen mit einem konstanten Tastverhältnis, 50 Prozent ein und 50 Prozent aus. Das erste digitale Signal d₁ wird durch Einbringen einer ersten Phasenverschiebung θ₁ in das Lokaloszillatorsignal S_LO gemäß einem ersten Steuersignal φ₁ erzeugt. Die erste Phasenverschiebung θ₁ verursacht, dass der Puls eine Position aufweist, die von einer Phase eines I/Q-Basisbandsignals (das bei dem Vorverarbeitungselement 102 empfangen wird), I(t) + iQ(t), abhängt. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die erste Phasenverschiebung θ₁ einen Wert haben, der im Wesentlichen gleich tan^–1(Q/I) + cos^–1(Wurzel(I² + Q²)/2) ist.
Graph 206 zeigt ein beispielhaftes zweites digitales Signal d₂, das von einer zweiten Phasenmodulationskomponente ausgegeben wird. Das zweite digitale Signal d₂ umfasst ein 1-Bit-Ausgangssignal mit Pulsen mit einem konstanten Tastverhältnis, 50 Prozent ein und 50 Prozent aus. Das zweite digitale Signal d₂ wird durch Einbringen einer zweiten Phasenverschiebung θ₂ in das Lokaloszillatorsignal S_LO gemäß einem zweiten Steuersignal φ₂ erzeugt. Die zweite Phasenverschiebung θ₂ verursacht, dass der Puls eine Position aufweist, die von einer Phase eines I/Q-Basisbandsignals (das bei dem Vorverarbeitungselement 102 empfangen wird) abhängt. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die zweite Phasenverschiebung θ₂ einen Wert haben, der im Wesentlichen gleich tan^–1(Q/I) – cos^–1(Wurzel(I² + Q²)/2) ist.
Graph 207 zeigt ein HF-PWM-Signal S_PWM. Das HF-PWM-Signal S_PWM wird durch Anwenden einer Logikfunktion (beispielsweise einer UND-Funktion) auf das erste digitale Signal d₁ und das zweite digitale Signal d₂ gebildet. Das erste digitale Signal d₁ und das zweite digitale Signals d₂ (beispielsweise Rechtecksignale mit einem konstanten Tastverhältnis von 50 Prozent ein bzw. 50 Prozent aus) beziehen Amplitudeninformationen des I/Q-Basisbandsignals ein, so dass das HF-PWM-Signal S_PWM variierende Pulsbreiten A (d. h. mit variierenden Tastverhältnissen), die einer Amplitude des I/Q-Basisbandsignals entsprechen, und variierende Phasenverschiebungen φ, die einer Phase des I/Q-Basisbandsignals entsprechen, aufweist. In einigen Ausführungsformen hat die Pulsbreite A des HF-PWM-Signals S_PWM einen Wert, der gleich der Quadratwurzel von (I² + Q²) ist, und die Phasenverschiebung φ des HF-PWM-Signals S_PWM hat einen Wert, der gleich ist tan^–1(I/Q) ist.
3 ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen einer Phasenmodulationskomponente 300 für eine offenbarte Sendekette.
Die Phasenmodulationskomponente 300 umfasst eine Verzögerungskette 302, die mehrere Verzögerungssegmente 302a–302n umfasst, die in Reihe geschaltet sind. In einigen Ausführungsformen können die mehreren Verzögerungssegmente 302a–302n Wechselrichter umfassen. Die Verzögerungskette 302 ist dazu ausgelegt, ein Lokaloszillatorsignal S_LO zu empfangen, das sich durch die mehreren Verzögerungssegmente 302a–302n ausbreitet. Die mehreren Verzögerungssegmente 302a–302n sind dazu ausgelegt, Phasenverschiebungen in das Lokaloszillatorsignal S_LO einzubringen und phasenverschobene Ausgangssignale mit unterschiedlichen Phasenverschiebungen an mehreren Ausgängen 303 zu erzeugen, die entlang der Verzögerungskette 302 angeordnet sind. Beispielsweise ist ein erster Ausgang 303a dazu ausgelegt, ein erstes phasenverschobenes Ausgangssignal mit einer ersten Phasenverschiebung S_LO + Δφ₁ zu liefern, während ein zweiter Ausgang 303b dazu ausgelegt, ein zweites phasenverschobenes Ausgangssignal S_LO + Δφ₂ mit einer zweiten Phasenverschiebung Δφ₂ zu liefern, die größer als die ist erste Phasenverschiebung Δφ₁ ist.
Ein Multiplexer 304 ist dazu ausgelegt, um die mehreren phasenverschobenen Ausgangssignale aus den mehreren Verzögerungssegmenten 302a–302n und ein Phasensteuersignal Φ (z. B. aus dem Vorverarbeitungselement 102) zu empfangen. Das Phasensteuersignal Φ steuert den Multiplexer 304, um ein Ausgangssignal aus der Verzögerungskette 302 auszuwählen. Beispielsweise wird der Multiplexer 304 abhängig von dem Wert des Phasensteuersignals Φ ein ausgewähltes der phasenverschobenen Ausgangssignale als das digitale Ausgangssignal d ausgeben.
4 ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen eines Sendesystem 400, das mehrere Sendezweige (d. h. Sendeketten) aufweist, um ein MIMO-Antennen-Array (Mehreingangs-, Mehrausgangs-Antennen-Array) anzusteuern.
Das Sendesystem 400 umfasst mehrere Sendezweige 404a–404n (d. h. Sendeketten), die dazu ausgelegt sind, separate HF-PWM-Signale S_PWM,n zu erzeugen. Die mehreren Sendezweige 404a–404n sind mit einem Vorverarbeitungselement 402 und einem lokalen Oszillator 103, der dazu ausgelegt ist, ein Lokaloszillatorsignal S_LO zu erzeugen, parallel geschaltet. Das Vorverarbeitungselement 402 ist dazu ausgelegt, ein digitales Basisbandsignal, das In-Phasen-(I-) und Quadratur-Phasen-(Q-)Komponenten umfasst, zu empfangen und aus dem digitalen Basisbandsignal ein erstes Steuersignal φ₁ ein zweites Steuersignal φ₂ zu erzeugen.
Mehrere Phasenverzögerungselemente 406a–406n sind zwischen dem lokalen Oszillator 103 und den mehreren Sendezweigen 404a–404n angeordnet. Die mehreren Phasenverzögerungselemente 406a–406n sind dazu ausgelegt ist, das Lokaloszillatorsignal S_LO zu empfangen und Phasenverschiebungen in das Lokaloszillatorsignal S_LO einzubringen, um modifizierte Lokaloszillatorsignale S_LO,n mit unterschiedlichen Phasen zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen ist eine Steuereinheit 408 dazu ausgelegt, separate Phasenverzögerungssteuersignale K₁–K_n zu erzeugen, die jeweils an die Phasenverzögerungselemente 406a–406n geliefert werden, so dass jedes der Phasenverzögerungselemente 406a–406n durch ein separates Phasenverzögerungssteuersignal K_i gesteuert wird. Zum Beispiel wird ein erstes Phasenverzögerungssteuersignal K₁ an das Phasenverzögerungselement 406a und ein zweites Phasenverzögerungssteuersignal K_n an das Phasenverzögerungselement 406n geliefert. In einigen Ausführungsformen können die Phasenverzögerungssteuersignale K₁–K_n digitale Mehrbit-Signale umfassen.
Ein modifiziertes Lokaloszillatorsignal S_LO,n, das erste Steuersignal φ₁ und das zweite Steuersignal φ₂ werden an jeden der mehreren Sendezweige 404a–404n geliefert. Zum Beispiel werden ein erstes modifiziertes Lokaloszillatorsignal S_LO,1, das erste Steuersignal φ₁ und das zweite Steuersignal φ₂ an den ersten Sendezweig 404a und ein zweites modifiziertes Lokaloszillatorsignal S_LO,n, das erste Steuersignal φ₁, und das zweite Steuersignal φ₂ an den n-ten Sendezweig 404n geliefert. Jeder der mehreren Sendezweige 404a–404n umfasst eine erste Phasenmodulationskomponente 106 und eine zweite Phasenmodulationskomponente 108. Die erste Phasenmodulationskomponente 106 und die zweite Phasenmodulationskomponente 108 innerhalb eines gleichen Sendezweigs 404 sind dazu ausgelegt, ein modifiziertes Lokaloszillatorsignal S_LO,n aus einem Phasenverzögerungselement 406 zu empfangen. Die erste Phasenmodulationskomponente 106 ist ferner dazu ausgelegt, das erste Steuersignal φ₁ zu empfangen, und die zweite Phasenmodulationskomponente 108 ist ferner dazu ausgelegt, das zweite Steuersignal φ₂ zu empfangen.
Die erste Phasenmodulationskomponente 106 dazu ausgelegt, eine erste Phasenverschiebung in das modifizierte Lokaloszillatorsignal S_LO,n in Abhängigkeit von einem Wert des ersten Steuersignals φ₁ einzubringen. Die zweite Phasenmodulationskomponente 108 ist dazu ausgelegt, eine zweite Phasenverschiebung in das modifizierte Lokaloszillatorsignal S_LO,n in Abhängigkeit von einem Wert des zweiten Steuersignals φ₂ einzubringen. Die erste und die zweite Phasenmodulationskomponente 106 und 108 sind dazu ausgelegt, die phasenverschobenen Signale als 1-Bit-Digitalsignale d₁ und d₂ auszugeben, die Werte aufweisen, die einer Phase des digitalen Basisbandsignals entsprechen.
In einigen Ausführungsformen sind das erste und das zweite Steuersignal φ₁ und φ₂, die an jeden der mehreren Sendezweige 404a–404n geliefert werden, gleich, so dass jeder Sendezweig eine phasenverschoben Version (in Abhängigkeit von der von dem Phasenverzögerungselement 406 eingebrachten Phasenverzögerung) des digitalen Basisbandsignals ausgibt. In solchen Ausführungsformen werden die ersten Phasenmodulationskomponenten 106a–106n eine gleiche erste Phasenmodulation einbringen und die zweiten Phasenmodulationskomponenten 108a–108n eine gleiche zweite Phasenmodulation einbringen.
Das erste und das zweite 1-Bit-Digitalsignal d₁ und d₂ werden an ein UND-Gatter 410 geliefert. Das UND-Gatter 410 ist dazu ausgelegt, das erste und das zweite 1-Bit-Digitalsignal d₁ und d₂ zu kombinieren, um ein HF-PWM-Signal S_PWM zu bilden. In einigen Ausführungsformen ist der Ausgang des UND-Gatters 410 mit einem vorgeschalteten Filterelement 412 (beispielsweise einem Bandpassfilter) gekoppelt. Das vorgeschaltete Filterelement 412 ist dazu ausgelegt, das HF-PWM-Signal S_PWM zu filtern, um Energie außerhalb der Umgebung der Trägerfrequenz (beispielsweise Energie bei der doppelten Trägerfrequenz, bei der dreifachen Trägerfrequenz etc.) zu entfernen, die den nachfolgende Leistungsverstärkerbetrieb beschädigen kann und/oder Spektrumsmasken in Kommunikationsstandards verletzen kann. In einigen Ausführungsformen kann das vorgeschaltete Filterelement 412 ein Bandpassfilter umfassen.
Die Ausgabe des Filterelements 412 wird durch einen Leistungsverstärker 414 verstärkt, der dazu ausgelegt ist, eine Leistung des Signals zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann ein nachgeschaltetes Filterelement 416 (beispielsweise ein Bandpassfilter), das dem Leistungsverstärker 414 nachgeschaltet angeordnet ist, anstelle des vorgeschalteten Filterelements 412 zum Filtern der Ausgabe des Leistungsverstärkers 414 verwendet werden. Das verstärkte Signal wird an eine Antenne 418 in einem Mehrere-Antennen-Array 417 geliefert. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Mehrere-Antennen-Array 417 ein MIMO-Antennen-Array oder ein Massiv-MIMO-Antennen-Array (das heißt eine sehr großes MIMO-Antennen-Array) mit Hunderten oder Tausende von Antennen umfassen, die völlig kohärent und adaptiv betrieben werden. Da jeder der mehreren Sendezweige 404a–404n ein modifiziertes Lokaloszillatorsignal S_LO,n mit unterschiedlichen Phasen empfängt, werden die HF-PWM-Signale S_PWM, die aus den Sendezweigen 404a–404n ausgegeben werden, spezifische Phasen aufweisen, die einander überlagert sind (d. h. an der Stelle des Strahls konstruktiv interferieren und an anderen Stellen destruktiv interferieren), um eine Strahllenkungsfunktionalität zu ermöglichen.
Die relativ einfache und kostengünstige Architektur der Sendezweige 404a–404n ermöglicht, dass das System 400 mit dem Mehrere-Antennen-Array 417 Multi- in einer Weise verwendet wird, die kosteneffektiv ist. Wenn es darüber hinaus zum Ansteuern des Mehrere-Antennen-Array 417 verwendet wird, ist das System 400 in der Lage, Signale mit niedrigerem bandinternen Signalrauschen zu erzeugen. Dies kommt daher, dass die einzelnen Phasen, die durch die Phasenverzögerungselemente 406 erzeugt werden, unterschiedliche nichtlineare Verzerrungen in den Phasenmodulatoren 106 und 108 verursachen. Abhängig von den Phasen, die durch das Phasenverzögerungselement 406 verursacht werden, sind die einzelnen Phasen, die durch die Phasenmodulatoren 106 und 108 erzeugt werden, mehr oder weniger statistisch unkorrelierte nichtlineare Verzerrung, so dass eine konstruktive Interferenz der einzelnen HF-Datenströme in der Luft bewirkt, dass die Verzerrungsleistung langsamer steigt als die bandinterne Leistung, was zu einer Verringerung von bandexternen Verzerrungen in der beabsichtigten Richtung auf der Empfängerseite führt.
5A–5B zeigen Blockdiagramme einiger alternativer Ausführungsformen eines Sendesystems mit mehreren Sendezweigen zum Ansteuern eines MIMO-Antennen-Arrays.
5A ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen eines Sendesystems 500, das mehrere Sendezweige umfasst, um ein Mehrere-Antennen-Array anzusteuern.
Das System 500 umfasst mehrere Sendezweige 404a–404n, die mit einem Vorverarbeitungselement 502 und einem lokalen Oszillator 103, der dazu ausgelegt ist, ein Lokaloszillatorsignal S_LO zu erzeugen, parallel geschaltet sind. Das Vorverarbeitungselement 502 ist dazu ausgelegt, ein digitales Basisbandsignal zu empfangen, das In-Phasen-(I-) und Quadratur-Phasen-(Q-)Komponenten umfasst, und die Phasenverzögerungssteuersignale K₁–K₂ zu empfangen. Das Vorverarbeitungselement 502 ist dazu ausgelegt ist, aus dem digitalen Basisbandsignal und den Phasenverzögerungssteuersignalen K₁–K₂ mehrere Sätzen aus zwei Steuersignalen zu erzeugen, die jeweils ein erstes Steuersignal φ_1,n und ein zweites Steuersignal Φ_2,n umfassen. Ein Satz aus zwei Steuersignale wird an jeden der mehreren Sendezweige 404a–404n geliefert.
Die Sätze aus zwei Steuersignalen veranlassen, dass die Phasenmodulationskomponenten 106 und 108 in jedem der mehreren Sendezweige 404a–404n unterschiedliche Phasenverschiebungen in das Lokaloszillatorsignal S_LO einbringen. Zum Beispiel wird ein erstes Steuersignal φ_1,1 an die Phasenmodulationskomponenten 106a geliefert und ein zweites Steuersignal φ_1,2 an die Phasenmodulationskomponenten 108a geliefert. Die separaten Sätze aus zwei Steuersignalen veranlassen, dass die mehreren Sendezweige 404a–404n phasenverschobene HF-PWM-Signale erzeugen, die dem phasenverschobenen und betragsskalierten digitalen Basisbandsignal entsprechen. Daher ermöglichen die separaten Sätze aus zwei Steuersignalen eine Strahlformungsfunktionalität ohne separate Phasenverzögerungselemente, wie es in dem Sendesystem 400 gezeigt ist. Darüber hinaus ermöglichen die zwei separaten Sätze aus Steuersignalen eine zusätzliche Skalierung der Beträge der einzelnen Sendezweige 404a–404n, wodurch eine erhöhte Flexibilität beim Formen der Strahlformungsmuster bereitgestellt wird.
5B ist ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen eines Vorverarbeitungselements, das in einem Sendesystem 500 verwendet werden kann.
Das Vorverarbeitungselement 504 umfasst einen ersten Umwandlungsblock 506, der mit mehreren Signalerzeugungselementen 508i gekoppelt ist, wobei i = 1 bis n. Der erste Umwandlungsblock 506 kann dazu ausgelegt sein, ein IQ-Basisbandsignal in ein erstes polares Signal S_p1 umzuwandeln. Die mehreren Signalerzeugungselemente 508 sind dazu ausgelegt, das erste polare Signal S_p1 aus dem ersten Umwandlungsblock 506 und ein Phasenverzögerungssteuersignal K_i zu empfangen.
Jeweilige der mehreren Signalerzeugungselemente 508i umfassen einen zweiten Umwandlungsblock 510, der dazu ausgelegt ist, das Phasenverzögerungssteuersignal K_i von einer komplexen Zahl in ein zweites polares Signal S_p2 umzuwandeln. Ein Multiplizierer 512 ist dazu ausgelegt, das erste und das zweite polare Signal S_p1 und S_p2 zu multiplizieren, um ein Signal S₁ zu erzeugen, das von einer ersten arithmetischen Einheit 514 verarbeitet wird, um ein erstes Ausgangssignal S_out1 zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen ist die erste arithmetische Einheit 514 dazu ausgelegt, eine Funktion gleich 1/2cos^–1(S₁) durchzuführen, was ein erstes Ausgangssignal S_out1 erzeugt. Diese Funktion ermöglicht, dass eine Phasenverschiebung, die einer Betragsskalierung entspricht, separat in jeden der Sendezweige eingebracht wird, wodurch die Vorverarbeitungseinheit 504 die Fähigkeit erhält, das Strahlmuster eines Mehrere-Antennen-Arrays (z. B. eines MIMO-Mehrere-Antennen-Arrays) zu optimieren. Eine zweite arithmetische Einheit 516 ist dazu ausgelegt, das erste und das zweite polare Signal S_p1 und S_p2 zu addieren, um ein zweites Ausgangssignal S_out2 zu erzeugen.
Ein Addierelement 518a ist dazu ausgelegt, das erste und das zweite Ausgangssignal S_out1 und S_out2 zu addieren, um ein erstes Steuersignal φ_i,1 zu erzeugen, während ein Subtrahierelement 518b dazu ausgelegt ist, das zweite Ausgangssignal S_out2 von dem ersten Ausgangssignal S_out1 zu subtrahieren, um ein zweites Steuersignal φ_i,2 zu erzeugen.
6A–6B zeigen einige Ausführungsformen eines linearen MIMO-Antennen-Arrays, die durch das offenbarte Sendesystem angesteuert wird. Obwohl 6A–6B unter Bezugnahme auf das Sendesystem von 4 dargestellt sind, wird erkannt werden, dass das lineare MIMO-Antennen-Array nicht auf ein solches Sendesystem beschränkt ist.
6A zeigt einige Ausführungsformen eines Blockdiagramms eines Sendesystems 600, das ein lineares MIMO-Antennen-Array 602 umfasst, die mit einer offenbarten Sendekette 401 verbunden ist.
Wie in dem Sendesystem 600 gezeigt umfasst das lineare MIMO-Antennen-Array 602 mehrere Antennen 602a–602n, die mit einem Sendesystem 401 mit verschiedenen Sendezweigen 404a–404n verbunden sind. Die mehreren Antennen 602a–602n sind in einer linearen Anordnung (beispielsweise entlang der Linie 603) angeordnet. Die verschiedenen Sendezweige 404a–404n sind dazu ausgelegt, mehrere digitale PWM-Signale zu erzeugen, die die verschiedenen Antennen 602a–602n mit unterschiedlichen Phasen ΔΦa–ΔΦn ansteuern, um die Energie in einer bestimmten Richtung konstruktiv zu addieren.
6B veranschaulicht einen Graphen 608, der eine ACPR-Verstärkungsverbesserung (Nachbarkanal-Leistungsverhältnis-Verstärkungsverbesserung) 610 für zehn Antennen, die in einer linearen Anordnung angeordnet sind, zeigt. Der Graph 608 zeigt die ACPR-Verstärkungsverbesserung 610 als eine Funktion des Winkels α eines Strahls relativ zu einer Wellenfront 606. Wie in Graph 608 gezeigt ist, sorgt das lineare MIMO-Antennen-Array 602 für eine relativ gute ACPR-Verstärkungsverbesserung 610 für 0° < α < 180°. Bei Winkeln von α, die gleich 0° und 180° sind, sorgt das lineare MIMO-Antennen-Array 602 jedoch für relativ wenig ACPR Verstärkungsverbesserung 610. Dies kommt daher, dass alle Phasenmodulationskomponenten in dem Sendesystem 401 mit einer gleichen Lokaloszillatorphase angesteuert werden und damit die erzeugte nichtlineare Verzerrung in allen Sendern korreliert ist.
7A–7B zeigen einige Ausführungsformen einer Ring-MIMO-Antennen-Array, die durch das offenbarte Sendesystem angesteuert wird. Obwohl 7A–7B unter Bezugnahme auf das Sendesystem von 4 dargestellt sind, wird erkannt werden, dass das Ring-MIMO-Antennen-Array nicht auf ein solches Sendesystem beschränkt ist.
7A zeigt einige Ausführungsformen eines Blockdiagramms eines Sendesystems 700, das ein Ring-MIMO-Antennen-Array 702 umfasst, die mit einer offenbarten Sendekette 401 verbunden ist.
Wie in System 700 gezeigt umfasst das Ring-MIMO-Antennen-Array 702 mehrere Antennen 702a–702h, die mit einem Sendesystem 401 mit verschiedenen Sendezweigen (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Die mehreren Antennen 702a–702h sind in einer kreisförmigen Anordnung angeordnet (beispielsweise entlang der Linie 703). Das Sendesystem 401 ist dazu ausgelegt, mehrere digitale PWM-Signale zu erzeugen, die die verschiedenen Antennen 702a–702h mit unterschiedlichen Phasen ΔΦa–ΔΦh ansteuern, um die Energie in einer bestimmten Richtung konstruktiv zu addieren.
7B veranschaulicht einen Graphen 708, der eine ACPR-Verstärkungsverbesserung (Nachbarkanal-Leistungsverhältnis-Verstärkungsverbesserung) 710 für zehn Antennen, die in einer Ringanordnung angeordnet sind, zeigt. Der Graph 708 zeigt die ACPR-Verstärkungsverbesserung 710 als eine Funktion des Winkels α eines Strahls relativ zu einer Wellenfront 706. Wie im Graph 708 gezeigt liefert das Ring-MIMO-Antennen-Array 702 eine ACPR Verstärkungsverbesserung 710 von etwa 10 log(N) für 0° ≤ φ ≤ 180°, wobei N = 10 (die Anzahl von Antennen in der Ringanordnung). Dies kommt daher, dass das Ring-MIMO-Antennen-Array 702 nicht identische Phasen für alle Sender/Antennen bereitstellt.
Obwohl 6A und 7A zwei Konfigurationen von Antennen-Arrays veranschaulichen, wird erkannt werden, dass die veranschaulichten Antennen-Arrays keine einschränkenden Ausführungsformen sind. Vielmehr kann die Antennen-Arrays, die mit der offenbarten Sendekette verbunden ist, in anderen Ausführungsformen alternative Anordnungskonfigurationen umfassen, wie beispielsweise eine sechseckige Anordnung oder eine dreidimensional geformte Anordnung.
8 ist ein Ablaufdiagramm einiger Ausführungsformen eines Verfahrens zum Verwenden von Phasenmodulation, um ein HF-PWM-Signal aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen.
Es wird erkannt werden, dass, obwohl das Verfahren 800 unten als eine Reihe von Handlungen oder Ereignisse dargestellt und beschrieben ist, die dargestellte Reihenfolge solcher Handlungen oder Ereignisse nicht in einem einschränkenden Sinn interpretiert werden soll. Zum Beispiel können einige Handlungen in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignisse außer denen, die hierin dargestellt und/oder beschrieben sind, erfolgen. Darüber hinaus sind vielleicht nicht alle dargestellten Handlungen erforderlich, um einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen der Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Außerdem können eine oder mehrere der hierin dargestellten Handlungen in einer oder mehreren getrennten Handlungen und/oder Phasen durchgeführt werden.
Bei 802 werden das erste und das zweite digitale Steuersignal aus einem digitalen Basisbandsignal erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann das digitale Basisbandsignal eine In-Phasen-Komponente (I-Komponente) und eine Quadratur-Phasen-Komponente (Q-Komponente), die 90° von der Phase der In-Phasen-Komponente (I-Komponente) abweicht, aufweisen.
Bei 804 können separate Phasenverzögerungen können in ein Lokaloszillatorsignal (LO-Signal) eingebracht werden, um mehrere modifizierte LO-Signale zu bilden, was in einigen Ausführungsformen eine Strahlformungsfunktionalität ermöglichen kann.
Bei 806 wird eine erste Phasenverschiebung in ein LO-Signal (beispielsweise ein modifiziertes LO-Signal) basierend auf dem ersten digitalen Steuersignal eingebracht und ein erstes digitales Signal wird entsprechend der ersten Phasenverschiebung erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann das erste digitale Signal ein 1-Bit-Digitalsignal umfassen und das erste Steuersignal kann ein Mehr-Bit-Digitalsignal umfassen, gewählt auf der Basis der Phaseninformationen des digitalen Basisbandsignals.
Bei 808 wird eine zweite Phasenverschiebung in das LO-Signal basierend auf dem zweiten digitalen Steuersignal eingebracht und ein zweites digitales Signal wird entsprechend der zweiten Phasenverschiebung erzeugt.
In einigen Ausführungsformen können die erste und die zweite Phasenverschiebung können in die mehreren modifizierten LO-Signale basierend auf dem ersten und dem zweiten digitalen Steuersignal eingebracht werden, um das erste und das zweite digitale Signal aus jedem der mehreren modifizierten LO-Signale zu erzeugen.
Bei 810 werden das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal kombiniert, um ein pulsbreitenmoduliertes HF-Signal (HF-PWM-Signal) zu erzeugen. Das HF-PWM-Signal weist Pulse auf, die Positionen und Breiten haben, die der Phase und der Amplitude des digitalen Basisbandsignals entsprechen.
In einigen Ausführungsformen werden das erste und das zweite digitale Signale, die jeweils den mehreren modifizierten LO-Signalen entsprechen, kombiniert, um mehrere pulsbreitenmodulierte HF-Signale (HF-PWM-Signale) zu erzeugen. In solchen Ausführungsformen können die mehreren HF-PWM-Signale aufgrund der Phasenverzögerungen, die bei 804 eingebracht werden, Phasenverschiebungen relativ zueinander aufweisen.
Bei 812 wird das HF-PWM-Signal von einer Antenne als elektromagnetische Strahlung gesendet. In einigen Ausführungsformen werden die mehreren HF-PWM-Signale durch separate Antennen eines Mehrere-Antennen-Arrays (z. B. eines MIMO-Antennen-Arrays und/oder eines Massiv-MIMO-Antennen-Arrays) gesendet werden.
Es versteht sich, dass äquivalente Änderungen und/oder Abwandlungen Fachleuten basierend auf einem Lesen und/oder Verstehen der Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen in den Sinn kommen können. Die Offenbarung umfasst hierin alle solchen Abwandlungen und Änderungen und soll im Allgemeinen nicht dadurch beschränkt sein. Obwohl beispielsweise das offenbarte System mit zwei Versatz-Korrekturschaltungen und zwei Rückkopplungsschleifen dargestellt ist, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein offenbartes System mehr als zwei Versatz-Korrekturschaltungen und/oder Rückkopplungsschleifen umfassen kann.
Obwohl ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt in Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart worden sein kann, kann ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt, wie es möglicherweise gewünscht ist, mit einem oder mehreren anderen Merkmalen und/oder Aspekten von anderen Implementierungen kombiniert werden. Weiterhin sollen, soweit die Begriffe ”aufweist”, ”haben”, ”hat”, ”mit” und/oder Varianten davon hierin verwendet werden, solche Ausdrücke in ihrer Bedeutung einschließend sein, genauso wie ”umfassen”. Zudem wird ”beispielhaft” lediglich verwendet, um ein Beispiel anzugeben, und nicht das Optimum. Es ist ferner zu beachten, dass Merkmale, Schichten und/oder Elemente, die hierin dargestellt sind, zum Zwecke der Vereinfachung und zum leichteren Verständnis mit bestimmten Abmessungen und/oder Ausrichtungen relativ zueinander veranschaulicht sind und dass die tatsächlichen Abmessungen abweichen können.

Claims

Sendesystem, das Folgendes umfasst: ein Vorverarbeitungselement, das dazu ausgelegt ist, ein erstes digitales Steuersignal und ein zweites digitales Steuersignal aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen; eine erste Phasenmodulationskomponente, die dazu ausgelegt ist, eine erste Phasenverschiebung in ein erstes Lokaloszillatorsignal (LO-Signal) basierend auf dem ersten Steuersignal einzubringen und ein erstes digitales Signal entsprechend der ersten Phasenverschiebung zu erzeugen; eine zweite Phasenmodulationskomponente, die dazu ausgelegt ist, eine zweite Phasenverschiebung in das erste LO-Signal basierend auf dem zweiten Steuersignal einzubringen und ein zweites digitales Signal entsprechend der zweiten Phasenverschiebung zu erzeugen; und ein erstes Kombinationselement, das dazu ausgelegt ist, das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal zu kombinieren, um ein erstes pulsbreitenmoduliertes Hochfrequenz-Signal (HF-PWM-Signal) zu erzeugen.
Sendesystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: eine dritte Phasenmodulationskomponente, die dazu ausgelegt ist, eine dritte Phasenverschiebung in ein zweites LO-Signal basierend auf dem ersten Steuersignal einzubringen und ein drittes digitales Signal entsprechend der ersten Phasenverschiebung zu erzeugen; eine vierte Phasenmodulationskomponente, die dazu ausgelegt ist, eine vierte Phasenverschiebung in das zweite LO-Signal basierend auf dem zweiten Steuersignal einzubringen und ein viertes digitales Signal entsprechend der zweiten Phasenverschiebung zu erzeugen; und ein zweites Kombinationselement, das dazu ausgelegt ist, das dritte digitale Signal und das vierte digitale Signal zu kombinieren, um ein zweites HF-PWM-Signal zu erzeugen.
Sendesystem nach Anspruch 2, wobei die erste Phasenverschiebung gleich der dritten Phasenverschiebung ist und die zweite Phasenverschiebung gleich der vierten Phasenverschiebung ist.
Sendesystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, das ferner Folgendes umfasst: eine erste Antenne, die mit dem ersten Kombinationselement gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, das erste HF-PWM-Signal zu senden; und eine zweite Antenne, die mit dem zweiten Kombinationselement gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, das zweite HF-PWM-Signal zu senden.
Sendesystem nach Anspruch 4, wobei die erste Antenne und die zweite Antenne innerhalb eines Ring-MIMO-Antennen-Arrays (Ring-Mehreingangs/Mehrausgangs-Antennen-Array) angeordnet sind.
Sendesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, das ferner Folgendes umfasst: einen lokalen Oszillator, der dazu ausgelegt ist, ein LO-Signal zu erzeugen; ein erstes Phasenverzögerungselement, das mit dem lokalen Oszillator gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, eine erste Phasenverzögerung in das LO-Signal einzubringen, um das erste LO-Signal zu erzeugen; und ein zweites Phasenverzögerungselement, das mit dem lokalen Oszillator gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, eine zweite Phasenverzögerung in das LO-Signal einzubringen, um das zweite LO-Signal zu erzeugen.
Sendesystem nach Anspruch 6, das ferner Folgendes umfasst: eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, ein erstes Phasenverzögerungssteuersignal zu erzeugen, das an das erste Phasenverzögerungselement geliefert wird, um einen ersten Wert der ersten Phasenverzögerung zu steuern, und ein zweites Phasenverzögerungssteuersignal zu erzeugen, das an das zweite Phasenverzögerungselement geliefert wird, um einen zweiten Wert der zweiten Phasenverzögerung zu steuern.
Sendesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal 1-Bit-Digitalsignale mit einem ausgeglichenen Tastverhältnis sind und das erste HF-PWM-Signal ein 1-Bit-Digitalsignal mit einem unausgeglichenen Tastverhältnis ist.
Sendesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner Folgendes umfasst: einen Leistungsverstärker, der dazu ausgelegt ist, das erste pulsbreitenmodulierte Hochfrequenz-Signal (HF-PWM-Signal) zu verstärken, das aus dem ersten Kombinationselement ausgegeben wird; und ein Filterelement, das dem Leistungsverstärker vorgeschaltet oder nachgeschaltet angeordnet ist.
Sendesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das digitale Basisbandsignal eine In-Phasen-Komponente (I-Komponente) und eine Quadratur-Phasen-Komponente (Q-Komponente) umfasst.
Mehrere-Antennen-Sendesystem, das Folgendes umfasst: ein Vorverarbeitungselement, das dazu ausgelegt ist, ein erstes digitales Steuersignal und ein zweites digitales Steuersignal aus einem digitalen Basisbandsignal zu erzeugen; mehrere Phasenverzögerungselemente, die dazu ausgelegt sind, separate Phasenverzögerungen in ein LO-Signal einzubringen, um mehrere modifizierte LO-Signale zu erzeugen; mehrere Sendezweige, die jeweils dazu ausgelegt sind, eines der mehreren modifizierten LO-Signale zu empfangen, Phasen des einen der mehreren modifizierten LO-Signale basierend auf dem ersten und dem zweiten digitalen Steuersignal zu modulieren, ein erstes und ein zweites digitales Signal entsprechend den modulierten Phasen zu erzeugen und das erste und das zweite digitale Signal zu kombinieren, um HF-PWM-Signale zu bilden; und ein Antennen-Array, das mehrere Antennen umfasst, die mit den mehreren Sendezweigen gekoppelt sind und dazu ausgelegt sind, eines der HF-PWM-Signale zu senden.
System nach Anspruch 11, wobei die mehreren Sendezweige jeweils umfassen: eine erste Phasenmodulationskomponente, die dazu ausgelegt ist, eine erste Phasenverschiebung in ein erstes modifiziertes LO-Signal basierend auf dem ersten Steuersignal einzubringen und ein erstes digitales Signal entsprechend der ersten Phasenverschiebung zu erzeugen; eine zweite Phasenmodulationskomponente, die dazu ausgelegt ist, eine zweite Phasenverschiebung in das erste modifizierte LO-Signal basierend auf dem zweiten Steuersignal einzubringen und ein zweites digitales Signal entsprechend der zweiten Phasenverschiebung zu erzeugen; und ein Kombinationselement, das dazu ausgelegt ist, das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal zu kombinieren, um ein HF-PWM-Ausgangssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 12, wobei die erste Phasenmodulationskomponente Folgendes umfasst: eine Verzögerungskette, die mehrere Verzögerungssegmente, die in Reihe geschaltet sind, umfasst und dazu ausgelegt ist, mehrere phasenverschobene Ausgangssignale durch Einbringen von Phasenverschiebungen in ein modifiziertes LO-Signal zu erzeugen; und einen Multiplexer, der dazu ausgelegt ist, die mehreren phasenverschobenen Ausgangssignale aus den mehreren Verzögerungssegmenten zu empfangen und eines der mehreren phasenverschobenen Ausgangssignale basierend auf einem Steuersignal auszugeben.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das ferner Folgendes umfasst: eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, mehrere Phasenverzögerungssteuersignale zu erzeugen, die an die mehreren Phasenverzögerungselemente geliefert werden, um Werte der Phasenverzögerungen, die in das LO-Signal von den mehreren Phasenverzögerungselementen eingebracht werden, zu steuern.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das erste digitale Signal und das zweite digitale Signal 1-Bit-Digitalsignale mit einem ausgeglichenen Tastverhältnis sind und die HF-PWM-Signale 1-Bit-Digitalsignale mit einem unausgeglichenen Tastverhältnis sind.
System nach Anspruch 15, wobei das Tastverhältnis des HF-PWM-Signals einer Amplitude des digitalen Basisbandsignals entspricht.
Verfahren zum Senden eines drahtlosen Signals, das Folgendes umfasst: Erzeugen eines ersten digitalen Steuersignals und eines zweiten digitalen Steuersignals aus einem digitalen Basisbandsignal; Einbringen einer ersten Phasenverschiebung in ein LO-Signal basierend auf dem ersten digitalen Steuersignal und Erzeugen eines ersten digitalen Signals entsprechend der ersten Phasenverschiebung; Einbringen einer zweiten Phasenverschiebung in das LO-Signal basierend auf dem zweiten digitalen Steuersignal und Erzeugen eines zweiten digitalen Signals entsprechend der zweiten Phasenverschiebung; und Kombinieren des ersten und des zweiten digitalen Signals, um ein HF-PWM-Signal zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: Einbringen separater Phasenverzögerungen in das LO-Signal, um mehrere modifizierte LO-Signale zu erzeugen; Modulieren von Phasen der mehreren modifizierten LO-Signale basierend auf dem ersten digitalen Steuersignal und dem zweiten digitalen Steuersignal, um ein separates erstes und zweites digitales Signal für jedes der modifizierten LO-Signale zu erzeugen; Kombinieren der separaten ersten und zweiten digitalen Signale, um mehrere HF-PWM-Signale zu erzeugen; und Senden der mehreren HF-PWM-Signale durch separate Antennen eines Antennen-Arrays.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, das ferner Folgendes umfasst: Einbringen von separaten Phasenverzögerungen in das LO-Signal vor dem Einbringen der ersten Phasenverschiebung und der zweiten Phasenverschiebung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, das ferner Folgendes umfasst: Einbringen von separaten Phasenverzögerungen in das LO-Signal gleichzeitig mit dem Einbringen der ersten Phasenverschiebung und der zweiten Phasenverschiebung.