TW202207647A - 用於多天線的波束形成電路 - Google Patents

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Abstract

提供用於多天線無線通訊的裝置和方法。在一態樣中，選擇第一層二維（2D）巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。隨後經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。

Description

用於多天線的波束形成電路
本專利申請案主張於2020年8月14日提出申請的、編號為16/993,903、名稱為「BEAMFORMING CIRCUIT FOR MULTIPLE ANTENNAS」的美國專利申請案的利益，上述申請案轉讓給本案的受讓人，以及以引用方式全部併入本文中。
本案內容通常係關於通訊系統，以及更具體地係關於與波束成形有關的技術。
廣泛地部署無線通訊系統以提供諸如電話、視訊、資料、訊息傳遞和廣播的各種電信服務。典型的無線通訊系統可以採用能夠經由共享可用的系統資源來支援與多個使用者進行的通訊的多工存取技術。此類多工存取技術的實例包括分碼多工存取（CDMA）系統、分時多工存取（TDMA）系統、分頻多工存取（FDMA）系統、正交分頻多工存取（OFDMA）系統、單載波分頻多工存取（SC-FDMA）系統和時分同步分碼多工存取（TD-SCDMA）系統。
這些多工存取技術已經在各種電信標準中被採納，以提供使得不同的無線設備能夠在市級、國家級、地區級甚至全球級上進行通訊的通用協定。實例電信標準是5G新無線電（NR）。5G NR是由第三代合作夥伴計畫（3GPP）頒佈的持續行動寬頻進化，以滿足與延時、可靠性、安全性、可擴展性（例如，在物聯網路（IoT）的情況下）相關聯的新要求以及其他要求。5G NR包括與增強行動寬頻（eMBB）、大規模機器類型通訊（mMTC）和超可靠低延時通訊（URLLC）相關聯的服務。5G NR的一些態樣可以是基於4G長期進化（LTE）標準。在5G NR技術中存在對進一步改進的需要。這些改進亦可以適用於其他多工存取技術和採用這些技術的電信標準。
下文提供一或多個態樣的簡化的總結，以便提供對此類態樣的基本的理解。此總結不是對所有預期的態樣的廣泛的概述，以及意欲既不標識所有態樣的關鍵的或決定性的元素，亦不劃定任何或所有態樣的範疇。其唯一的目的是以簡化的形式提供一或多個態樣的一些概念，作為稍後所提供的更詳細的描述的序言。
在本案內容的各態樣中，提供方法、電腦可讀取媒體和裝置。
在一態樣中，用於多天線無線通訊的裝置包括具有第一層輸入埠和第一層輸出埠的第一層二維（2D）巴特勒矩陣。該裝置亦包括具有第二層輸入埠和第二層輸出埠的第二層2D巴特勒矩陣。該裝置亦包括第一層到第二層開關，其基於應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。
在另一態樣，多天線無線通訊的方法包括選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。該方法亦包括將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。該方法亦包括經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
在一態樣中，用於無線通訊的裝置包括收發機、被配置為儲存指令的記憶體以及與該收發機和該記憶體通訊地耦合的一或多個處理器。一或多個處理器被配置為執行用於執行包括以下各項的多天線無線通訊的指令：選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送；將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集；及經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
在進一步的態樣中，用於多天線無線通訊的裝置包括用於選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送的單元。該裝置亦包括用於將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的單元，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。該裝置亦包括用於經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流的單元，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
在另一態樣中，非暫時性電腦可讀取媒體包括由一或多個處理器可執行的用於執行包括以下各項的多天線無線通訊的代碼：選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送；將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集；及經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
為了完成上述目的以及相關目的，一或多個態樣包括下文充分描述的以及在申請專利範圍中特別地指出的特徵。下文的描述和附圖詳細地闡述一或多個態樣的某些說明性的特徵。然而，這些特徵表示在其中可以採用各個態樣的原理的各種方式中的僅僅少數幾個方式，以及該描述意欲包括所有此類態樣和其均等物。
下文所闡述的具體實施方式連同附圖意欲作為各種配置的描述，以及不意欲代表在其中可以實踐本文中描述的概念的唯一的配置。為了提供對各種的概念的全面的理解的目的，實施方式包括具體的細節。然而，對於本發明所屬領域中具有通常知識者而言將顯而易見的是，在沒有這些具體的細節的情況下可以實踐這些概念。在一些實例中，眾所周知的結構和部件是以方塊圖形式示出的，以便避免使此類概念模糊。儘管下文的描述可以集中於5G NR，但是本文中描述的概念可以適用於其他類似的領域，諸如LTE、LTE-A、CDMA、GSM和其他無線技術。
目前的態樣涉及被配置用於在陣列天線上的波束控制的三維（3D）巴特勒（Butler）矩陣。3D巴特勒矩陣包括第一層二維（2D）巴特勒矩陣、第二層2D巴特勒矩陣和將第一層2D巴特勒矩陣選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第一層到第二層開關。更具體地說，第一層到第二層開關是經由應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號可控制的，以將第一層2D巴特勒矩陣的輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的輸入埠的至少子集，其中第二層2D巴特勒矩陣的每個輸出埠與2D陣列天線中的一個天線元件相關聯。在一些態樣中，第一層2D巴特勒矩陣的每個輸入埠與期望的波束方位角和仰角相關聯，以及應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的每個控制訊號值亦與期望的波束方位角或仰角相關聯。在一些態樣中，例如，第一層2D巴特勒矩陣和第二層2D巴特勒矩陣中的各者可以包括一或多個電路及/或射頻（RF）分量。下文參照各個態樣對3D巴特勒矩陣的進一步的細節進行描述。
現在將參照各種裝置和方法來提供電信系統的若干態樣。這些裝置和方法將在下文的具體實施方式中進行描述，以及在附圖中經由各種方塊、部件、電路、程序、演算法等（統稱為「元素」）進行示出。這些元素可以是使用電子硬體、電腦軟體或其組合來實現的。至於此類元素是實現為硬體還是軟體，則取決於對整個系統施加的特定的應用和設計約束。
經由實例的方式，元素、或元素的任何部分、或元素的任何組合可以實現為包括一或多個處理器的「處理系統」。處理器的實例包括微處理器、微控制器、圖形處理單元（GPU）、中央處理單元（CPU）、應用處理器、數位訊號處理器（DSP）、精簡指令集計算（RISC）處理器、片上系統（SOC）、基頻處理器、現場可程式設計閘陣列（FPGA）、可程式設計邏輯裝置（PLD）、狀態機、閘控邏輯、個別硬體電路和被配置為執行貫穿本案內容所描述的各種功能的其他適合的硬體。處理系統中的一或多個處理器可以執行軟體。軟體可以廣泛地解釋為意指指令、指令集、代碼、程式碼片段、程式碼、程式、副程式、軟體部件、應用、軟體應用、套裝軟體、常式、子常式、物件、可執行檔、執行執行緒、程序、函數等，無論是稱為軟體、韌體、中介軟體、微碼、硬體描述語言還是其他。
因此，在一或多個實例態樣中，所描述的功能可以是在硬體、軟體或其任何組合中實現的。若是在軟體中實現的，則功能可以被儲存在電腦可讀取媒體上或被編碼為在電腦可讀取媒體上的一或多個指令或代碼。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體。儲存媒體可以是可以由電腦存取的任何可用的媒體。以實例而非限制的方式，此類電腦可讀取媒體可以包括隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、電子可抹除可程式設計ROM（EEPROM）、光碟儲存、磁碟儲存、其他磁存放裝置、上述類型的電腦可讀取媒體的組合、或者可以用於儲存可以由電腦存取的以指令或資料結構的形式的電腦可執行代碼的任何其他媒體。
圖1是示出包括被配置用於在多天線無線通訊中的波束成形的UE 104及/或基地台102的無線通訊系統和存取網路100的實例的示意圖。更具體地說，UE 104或基地台102可以包括數據機140，該數據機140控制被配置為實現在2D陣列天線144上的波束控制的3D巴特勒矩陣145。3D巴特勒矩陣145包括第一層2D巴特勒矩陣141、第一層到第二層開關142和第二層2D巴特勒矩陣143。數據機140（經由應用於第一層到第二層開關142的控制輸入引腳的控制訊號）控制第一層到第二層開關142，以將第一層2D巴特勒矩陣141的輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣143的輸入埠的至少子集，其中第二層2D巴特勒矩陣143的每個輸出埠與2D陣列天線144中的一個天線元件相關聯。下文對目前的態樣的進一步的細節進行描述。
無線通訊系統（亦稱為無線廣域網路（WWAN））包括基地台102、UE 104、進化封包核心（EPC）160和另一核心網路190（例如，5G核心網路（5GC））。基地台102可以包括巨集細胞（高功率蜂巢基地台）及/或小型細胞（低功率蜂巢基地台）。巨集細胞包括基地台。小型細胞包括毫微微細胞、微微細胞和微細胞。
被配置用於4G LTE（統稱為進化的通用行動電信系統（UMTS）地面無線電存取網路（E-UTRAN））的基地台102可以經由回載鏈路132（例如，S1介面）與EPC 160相連接。被配置用於5G NR（統稱為下一代RAN（NG-RAN））的基地台102可以經由回載鏈路184與核心網路190相連接。除了其他功能之外，基地台102可以執行下列功能中的一或多個功能：對使用者資料的傳送、無線電通道加密和解密、完整性保護、標頭壓縮、行動性控制功能（例如，切換、雙連通）、細胞間干擾協調、連接建立和釋放、負載均衡、針對非存取層（NAS）訊息的分配、NAS節點選擇、同步、無線電存取網路（RAN）共享、多媒體廣播多播服務（MBMS）、用戶和設備追蹤、RAN資訊管理（RIM）、傳呼、定位和對警告訊息的遞送。基地台102可以在回載鏈路134（例如，X2介面）上直接地或（例如，經由EPC 160或核心網路190）間接地互相通訊。回載線路132、134和184可以是有線的或無線的。
基地台102可以與UE 104無線地進行通訊。基地台102之每一者基地台102可以為各自的地理覆蓋區域110提供通訊覆蓋。可以存在重疊的地理覆蓋區域110。例如，小型細胞102'可以具有與一或多個巨集基地台102的覆蓋區域110重疊的覆蓋區域110'。包括小型細胞和巨集細胞兩者的網路可以稱為異質網路。異質網路亦可以包括家庭進化型節點B（eNB）（HeNB），其可以向稱為封閉用戶群組（CSG）的受限制的組提供服務。在基地台102與UE 104之間的通訊鏈路120可以包括從UE 104到基地台102的上行鏈路（UL）（亦稱為反向連結）傳輸及/或從基地台102到UE 104的下行鏈路（DL）（亦稱為前向連結）傳輸。通訊鏈路120可以使用多輸入和多輸出（MIMO）天線技術，包括空間多工、波束成形及/或發射分集。通訊鏈路可以是經由一或多個載波。基地台102/UE 104可以使用在每個方向中用於傳輸的多達總共Yx MHz（x個分量載波）的載波聚合中分配的每載波多達Y MHz（例如，5、10、15、20、100、400等MHz）頻寬的頻譜。載波可以彼此鄰近或者可以彼此不鄰近。對載波的分配可以是相對於DL和UL非對稱的（例如，與為UL分配的載波相比，可以為DL分配更多或更少的載波）。分量載波可以包括主分量載波和一或多個輔分量載波。主分量載波可以稱為主細胞（PCell），以及輔分量載波可以稱為輔細胞（SCell）。
某些UE 104可以使用設備到設備（D2D）通訊鏈路158（例如，包括同步訊號）來互相通訊。D2D通訊鏈路158可以使用DL/UL WWAN頻譜。D2D通訊鏈路158可以使用一或多個側行鏈路通道，諸如實體側行鏈路廣播通道（PSBCH）、實體側行鏈路發現通道（PSDCH）、實體側行鏈路共享通道（PSSCH）和實體側行鏈路控制通道（PSCCH）。D2D通訊可以是經由各種無線D2D通訊系統，諸如例如FlashLinQ、無線多媒體、藍芽、紫峰、基於IEEE 802.11標準的Wi-Fi、LTE或NR。
無線通訊系統可以進一步包括例如在5 GHz非許可的頻譜中等等經由通訊鏈路154與Wi-Fi站（STA）152相通訊的Wi-Fi存取點（AP）150。當在非許可的頻譜中進行通訊時，STA 152/AP 150可以在進行通訊之前執行閒置通道評估（CCA），以便決定該通道是否是可用的。
小型細胞102'可以在許可的及/或非許可的頻譜中操作。當在非許可的頻譜中操作時，小型細胞102'可以採用NR，以及使用與可以由Wi-Fi AP 150使用的相同的（例如，5 GHz等）非許可的頻譜。在非許可的頻譜中採用NR的小型細胞102'可以提高對存取網路的覆蓋及/或增加存取網路的容量。
電磁頻譜經常基於頻率/波長被細分為各種的類別、頻帶、通道等。在5G NR中兩個初始的操作頻帶已經被標識為頻率範圍名稱FR1（410 MHz - 7.125 GHz）和FR2（24.25 GHz - 52.6 GHz）。在FR1與FR2之間的頻率經常稱為中頻帶頻率。儘管FR1中的一部分大於6GHz，但是在各種文件和文章中經常（可交換地）將FR1稱為「sub-6 GHz（低於6 GHz）」頻帶。類似的命名問題有時相對於FR2而發生，在文件和文章中經常（可交換地）將FR2稱為「毫米波」頻帶，儘管不同於經由國際電信聯盟（ITU）標識為「毫米波」頻帶的極高頻（EHF）頻帶（30 GHz - 300 GHz）。
考慮到上述態樣，除非另有特別聲明，否則應當理解的是術語「sub-6 GHz」等若本文中使用，可以廣泛地代表可以小於6 GHz 的頻率、可以在FR1內的頻率、或者可以包括中頻帶頻率的頻率。進一步地，除非另有特別聲明，否則應當理解的是術語「毫米波」等若本文中使用，可以廣泛地代表可以包括中頻帶頻率的頻率、可以在FR2內的頻率、或者可以在EHF頻帶內的頻率。
基地台102（無論是小型細胞102'還是大型細胞（例如，巨集基地台））可以包括eNB、g節點B（gNodeB，gNB）或另一類型的基地台。一些基地台（諸如gNB 180）可以在傳統的sub-6 GHz頻譜中、在毫米波頻率中及/或在毫米波頻率附近操作與UE 104相通訊。當gNB 180在毫米波中或在毫米波頻率附近操作時，gNB 180可以稱為毫米波基地台。毫米波基地台180可以利用波束成形182與UE 104一起來補償路徑損耗和短距離。
基地台180可以在一或多個發射方向182'上向UE 104發送波束成形的訊號。UE 104可以在一或多個接收方向182"上接收來自基地台180的波束成形的訊號。UE 104亦可以在一或多個發射方向上向基地台180發送波束成形的訊號。基地台180可以在一或多個接收方向上接收來自UE 104的波束成形的訊號。基地台180/UE 104可以執行波束訓練，以決定針對基地台180/UE 104中的各者的最佳的接收方向和發射方向。針對基地台180的發射方向和接收方向可以是相同的或者可以是不相同的。針對UE 104的發射方向和接收方向可以是相同的或者可以是不相同的。
EPC 160可以包括行動性管理實體（MME）162、其他MME 164、服務閘道166、多媒體廣播多播服務（MBMS）閘道168、廣播多播服務中心（BM-SC）170和封包資料網路（PDN）閘道172。MME 162可以與家庭用戶伺服器（HSS）174相通訊。MME 162是處理在UE 104與EPC 160之間的訊號傳遞的控制節點。通常，MME 162提供承載以及連接管理。所有使用者網路通訊協定（IP）封包是經由服務閘道166傳送的，該服務閘道166本身連接到PDN閘道172。PDN閘道172提供UE IP位址分配以及其他功能。PDN閘道172和BM-SC 170連接到IP服務176。IP服務176可以包括網際網路、網內網路、IP多媒體子系統（IMS）、PS流式服務及/或其他IP服務。BM-SC 170可以提供針對MBMS使用者服務供應和遞送的功能。BM-SC 170可以充當針對內容提供者MBMS傳輸的入口點，可以用於授權以及發起在公用陸地行動網路（PLMN）內的MBMS承載服務，以及可以用於排程MBMS傳輸。MBMS閘道168可以用於將MBMS傳輸量分發給屬於用於廣播特定的服務的多播廣播單頻網路（MBSFN）區域的基地台102，以及可以負責通信期管理（啟動/停止）以及收集eMBMS相關的計費資訊。
核心網路190可以包括存取和行動性管理功能（AMF）192、其他AMF 193、通信期管理功能（SMF）194和使用者平面功能（UPF）195。AMF 192可以與統一資料管理（UDM）196相通訊。AMF 192是處理在UE 104與核心網路190之間的訊號傳遞的控制節點。通常，AMF 192提供QoS流和通信期管理。所有使用者網路通訊協定（IP）封包是經由UPF 195傳送的。UPF 195提供UE IP位址分配以及其他功能。UPF 195連接到IP服務197。IP服務197包括網際網路、網內網路、IP多媒體子系統（IMS）、PS流式服務及/或其他IP服務。
基地台102亦可以稱為gNB、節點B、進化型節點B（eNB）、存取點、基地台收發機、無線電基地台、無線電收發機、收發機功能、基本服務集（BSS）、擴展服務集（ESS）、發送接收點（TRP）或其他適合的術語。基地台102為UE 104提供去往EPC 160或核心網路190的存取點。UE 104的實例包括蜂巢式電話、智慧型電話、對話啟動協定（SIP）電話、筆記型電腦、個人數位助理（PDA）、衛星無線電單元、全球定位系統、多媒體設備、視訊設備、數位音訊播放機（例如，MP3播放機）、照相機、遊戲控制台、平板電腦、智慧設備、可穿戴設備、車輛、電儀錶、氣體泵、大型或小型廚房用具、醫療保健設備、植入物、感測器/致動器、顯示器或任何其他類似功能的設備。UE 104中的一些UE 104可以稱為IoT設備（例如，停車計時器、氣體泵、烤麵包機、車輛、心臟監護器等）。UE 104亦可以稱為站、行動站、用戶站、行動單元、用戶單元、無線單元、遠端單元、行動設備、無線設備、無線通訊設備、遠端設備、行動用戶站、存取終端、行動終端、無線終端、遠端終端機、手機、使用者代理、行動服務客戶端、客戶端或另一些適合的術語。
參見圖2A-圖2D，一或多個實例訊框結構、通道和資源可以用於在圖1中的基地台102與UE 104之間的通訊。圖2A是示出在5G/NR訊框結構內的第一子訊框的實例的示意圖200。圖2B是示出在5G/NR子訊框內的DL通道的實例的示意圖230。圖2C是示出在5G/NR訊框結構內的第二子訊框的實例的示意圖250。圖2D是示出在5G/NR子訊框內的UL通道的實例的示意圖280。5G/NR訊框結構可以是FDD或者可以是TDD，在FDD中針對特定的次載波集合（載波系統頻寬），在次載波集合內的子訊框是專用於要麼DL要麼UL，在TDD中針對特定的次載波集合（載波系統頻寬），在次載波集合內的子訊框是專用於DL和UL兩者。在經由圖2A、圖2C提供的實例中，假設5G/NR訊框結構是具有子訊框4和子訊框3的TDD，該子訊框4被配置具有時槽格式28（主要具有DL），其中D是DL，U是UL，並且X是靈活用於在DL/UL之間使用的，該子訊框3被配置具有時槽格式34（主要具有UL）。儘管子訊框3、子訊框4分別示出具有時槽格式34、時槽格式28，但是任何特定的子訊框可以被配置具有各種可用的時槽格式0-61中的任何一個可用的時槽格式。時槽格式0、時槽格式1分別是全部DL、UL。其他時槽格式2-61包括DL、UL和靈活的符號的混合。UE經由接收時槽格式指示符（SFI）被配置具有時槽格式（經由DL控制資訊（DCI）動態地，或者經由無線電資源控制（RRC）訊號傳遞半靜態地/靜態地）。應當注意的是，下文的描述亦適用於是TDD的5G/NR訊框結構。
其他無線通訊技術可以具有不同的訊框結構及/或不同的通道。訊框（10 ms）可以分為10個相等大小的子訊框（1 ms）。每個子訊框可以包括一或多個時槽。子訊框亦可以包括微時槽，微時槽可以包括7個符號、4個符號或2個符號。每個時槽可以包括7個符號或14個符號，這取決於時槽配置。對於時槽配置0，每個時槽可以包括14個符號，以及對於時槽配置1，每個時槽可以包括7個符號。在DL上的符號可以是循環字首（CP）OFDM（CP-OFDM）符號。在UL上的符號可以是CP-OFDM符號（用於高輸送量場景）或離散傅裡葉變換（DFT）擴展OFDM（DFT-s-OFDM）符號（亦稱為單載波分頻多工存取（SC-FDMA）符號）（用於功率受限場景；限於單個串流傳輸）。在子訊框內的時槽的數量是基於時槽配置和數字方案（numerology）。對於時槽配置0，不同的數字方案µ 0至5考慮到每子訊框分別1個時槽、2個時槽、4個時槽、8個時槽、16個時槽和32個時槽。對於時槽配置1，不同的數字方案0至2考慮到每子訊框分別2個時槽、4個時槽和8個時槽。因此，對於時槽配置0和數字方案µ，存在14個符號/時槽和2µ個時槽/子訊框。次載波間隔和符號長度/持續時間是數字方案的函數。次載波間隔可以等於
Figure 02_image001
kHz，其中µ是數字方案0至5。照此，數字方案µ=0具有15 kHz的次載波間隔，以及數字方案µ=5具有480 kHz的次載波間隔。符號長度/持續時間與次載波間隔負相關。圖2A-圖2D提供具有每時槽14個符號的時槽配置0和具有每子訊框1個時槽的數字方案µ=0的實例。次載波間隔是15 kHz，以及符號持續時間約是66.7 µs。
資源網格可以用來表示訊框結構。每個時槽包括擴展12個連續的次載波的資源區塊（RB）（亦稱為實體RB（PRB））。資源網格被劃分成多個資源元素（RE）。經由每個RE攜帶的位元的數量取決於調制方案。
如圖2A所示，RE中的一些RE攜帶針對UE的參考（引導頻）訊號（RS）。RS可以包括解調RS（DM-RS）（針對一個特定的配置指示為Rx ，其中100x是埠號，但是其他DM-RS配置是可能的）和用於在UE處的通道估計的通道狀態資訊參考訊號（CSI-RS）。RS亦可以包括波束量測RS（BRS）、波束細化RS（BRRS）和相位追蹤RS（PT-RS）。
圖2B示出在訊框中的子訊框內的各種DL通道的實例。實體下行鏈路控制通道（PDCCH）在一或多個控制通道單元（CCE）內攜帶DCI，每個CCE包括9個RE組（REG），每個REG包括在OFDM符號中的四個連續的RE。主要同步訊號（PSS）可以在訊框中的特定子訊框的符號2內。UE 104使用PSS來決定子訊框/符號定時和實體層標識。輔同步訊號（SSS）可以在訊框中的特定子訊框的符號4內。UE使用SSS來決定實體層細胞標識組號和無線電訊框定時。基於實體層標識和實體層細胞標識組號，UE可以決定實體細胞識別符（PCI）。基於PCI，UE可以決定上述DM-RS的位置。攜帶主資訊區塊（MIB）的實體廣播通道（PBCH）可以與PSS和SSS邏輯上封包以形成同步訊號（SS）/PBCH塊。MIB提供在系統頻寬和系統訊框號（SFN）中的多個RB。實體下行鏈路共享通道（PDSCH）攜帶使用者資料、未經由PBCH發送的諸如系統資訊區塊（SIB）的廣播系統資訊和傳呼訊息。
如圖2C所示，RE中的一些RE攜帶DM-RS（針對一個特定的配置指示為R，但是其他DM-RS配置是可能的）用於在基地台處的通道估計。UE可以發送針對實體上行鏈路控制通道（PUCCH）的DM-RS和針對實體上行鏈路共享通道（PUSCH）的DM-RS。PUSCH DM-RS可以是在PUSCH的前一個或兩個符號中發送的。PUCCH DM-RS可以是在不同的配置中發送的，這取決於發送短的PUCCH還是長的PUCCH，以及取決於使用的特定的PUCCH格式。儘管未圖示，UE可以發送探測參考訊號（SRS）。基地台可以使用SRS用於通道品質估計，以實現在UL上的頻率相關的排程。
圖2D示出在訊框中的子訊框內的各種UL通道的實例。PUCCH可以位於如在一個配置中指示的。PUCCH攜帶上行鏈路控制資訊（UCI），諸如排程請求、通道品質指示符（CQI）、預編碼矩陣指示符（PMI）、秩指示符（RI）和HARQ ACK/NACK回饋。PUSCH攜帶資料，以及可以另外用於攜帶緩衝區狀態報告（BSR）、功率餘量報告（PHR）及/或UCI。
在一些態樣中，為了以更低的成本提供更高的輸送量，多個鏈路可以是每面板（例如，天線的每區域）使用的，其中每個鏈路是經由不同的平面波到達角與其他鏈路分開的。這些態樣可以是在例如subTHz（亞太赫茲）通訊（例如，140 GHz或300 GHz）中可適用的，在subTHz中相對低的波長考慮到使用相對較小的天線和在天線之間相對較小的距離，這考慮到具有更多數量的天線以及支援具有更窄的波束和在波束之間更高的空間分離的更多的鏈路，這考慮到更好的頻譜效率。在一個非限制性態樣中，例如，與面板相關聯的所有鏈路可以被配置為具有正交模式。在一個實現方式中，此類鏈路可以是使用巴特勒矩陣來提供的，該巴特勒矩陣是被配置為對在鄰近的天線元件之間具有均勻分佈和恆定相位差的陣列天線進行饋送的波束成形器電路。
在一態樣中，巴特勒矩陣可以是使用互相連通的移相器和混合耦合器來實現的。然而，目前的態樣不限於此，以及巴特勒矩陣可以是在可供選擇的態樣中使用更少的部件類型（例如，僅使用混合耦合器）或更多的部件類型（例如，使用移相器、混合耦合器和交叉電路）來實現的。在一態樣中，例如，為了在陣列天線上發送RF訊號，數據機可以選擇巴特勒矩陣的一或多個埠，以便巴特勒矩陣在那些埠上接收一或多個訊號，以及在相反的埠上產生具有不同的相位的輸出訊號，用於在與相反的埠耦合的多個天線元件上的傳輸。此外，巴特勒矩陣可以提供用於接收RF訊號的相互功能。例如，巴特勒矩陣可以經由與多個天線元件耦合的多個埠來接收具有不同的相位的RF訊號，隨後進行相移以及將它們組合以在由數據機選擇的用於訊號接收的一或多個相反的埠上提供一或多個訊號。在一態樣中，陣列天線之每一者天線元件可以例如經由一或多個低雜訊放大器（LNA）、功率放大器（PA）等與巴特勒矩陣的一個埠進行耦合，以補償插入損耗。巴特勒矩陣中的移相器可以是主動移相器（要求到電源供應的連接）或被動移相器（不要求到電源供應的連接）。在一個非限制性態樣中，例如，巴特勒矩陣中的移相器可以是使用延遲線來實現的。
在一態樣中，數據機及/或無線通訊設備中的另一部件可以控制巴特勒矩陣及/或其他相關聯的部件（例如，對將巴特勒矩陣的輸出埠與天線元件進行連接的放大器的增益進行控制），以形成用於發送RF訊號的期望的波束，及/或以接收在期望的波束上的RF訊號。在一態樣中，例如，數據機及/或無線通訊設備中的另一部件可以控制巴特勒矩陣及/或其他相關聯的部件，以產生是彼此的相移版本的多個訊號，以便經由經由陣列天線的多個天線元件對此類訊號的傳輸來產生波束。
在一個非限制性實例態樣中，為了發送期望的波束，具有數量N個輸入埠和相同數量N個輸出埠的巴特勒矩陣可以考慮到對在具有N個天線元件的陣列天線中的在鄰近的天線元件之間具有相位差的陣列天線進行饋送，以及巴特勒矩陣的N個輸入埠之每一者輸入埠可以與要經由陣列天線產生的不同的期望的波束相關聯。在一態樣中，例如，巴特勒矩陣可以被配置為產生具有以下平面角的數量N個正交地間隔的波束：
Figure 02_image003
, 其中λ是波長，其等於載波頻率的倒數，d是在鄰近的天線之間的距離（其可以是例如~=λ/2），並且k是： k = -N+1:2:N-1, 以及此類波束配置是經由以下的鄰近的天線相位差來建立的：
Figure 02_image005
. 在一態樣中，例如，
Figure 02_image007
混合耦合器和
Figure 02_image009
固定的移相器可以用來實現巴特勒矩陣。
例如，參見圖3，在一個非限制性態樣中，針對經由陣列天線314中的多個天線元件312進行的對期望的波束316的傳輸，可以實現4x4巴特勒矩陣300。4x4巴特勒矩陣300是具有四個輸入埠308和四個輸出埠310的巴特勒矩陣，其中每個輸出埠310與陣列天線314中的一個天線元件312相關聯。儘管目前的態樣中的一些態樣是在本文中針對使用巴特勒矩陣對期望的波束的傳輸來進行描述的，但是目前的態樣不受限於此，以及每個態樣亦可以用於對期望的波束的接收。例如，儘管圖3是在本文中針對使用4x4巴特勒矩陣300來進行的對期望的波束316的傳輸來進行描述的，但是目前的態樣不受限於此，以及4x4巴特勒矩陣300亦可以用於對期望的波束316的接收，在這種情況下4x4巴特勒矩陣300在輸出埠310上接收訊號，隨後產生在一或多個輸入埠308上的訊號。
實例4x4巴特勒矩陣300包括兩個45°移相器302、四個3dB 90°混合耦合器304和兩個交叉306。每個45°移相器302是在一個埠上接收訊號以及在另一埠上輸出該訊號的45°相移版本的兩埠電路。每個3dB 90°混合耦合器304是具有兩個輸入埠和兩個輸出埠的電路。3dB 90°混合耦合器304將在輸入埠上接收到的輸入訊號的功率在兩個輸出埠上產生的兩個輸出訊號之間進行分割，以及亦在兩個輸出埠上產生的兩個輸出訊號之間引起90°相移。每個交叉306是四埠電路，在該四埠電路中在中間具有空氣間隙的情況下，一個導體（將第一輸入埠連接到第一輸出埠）交叉穿過另一導體（將第二輸入埠連接到第二輸出埠）。
45°移相器302、3dB 90°混合耦合器304和交叉306被配置以及被安排，使得對4x4巴特勒矩陣300的輸入埠308的啟動引起對4x4巴特勒矩陣300的所有輸出埠310的啟動，但是相對於彼此具有可變的相移，使得經由輸出埠314饋送的天線元件312的RF傳輸的相互作用建立與啟動的輸入埠308相對應的波束316。假定對一個輸入埠308的啟動以建立波束316，表1提供在實例4x4巴特勒矩陣300的每個輸出埠310上的實例相位。 表1 回應於對每個輸入埠的啟動，在4x4巴特勒矩陣的每個輸出埠上的實例相位
輸入埠 輸出狀態 b 波束
Figure 02_image011
i (d=λ/2)
埠5 埠6 埠7 埠8
1 1∟45º 1∟-180º 1∟-45º 1∟90º +135º 1 138.6º
2 1∟0º 1∟45º 1∟90º 1∟135º +45º 2 104.5º
3 1∟135º 1∟90º 1∟45º 1∟0º -45º 3 75.5º
4 1∟90º 1∟-45º 1∟-180º 1∟45º -135º 4 41.4º
因此，可以實現巴特勒矩陣來為統一陣列天線（URA）提供具有波束控制能力的被動饋送NxN網路（N個輸入埠和N個輸出埠），其中巴特勒矩陣的N個輸出埠連接到各自的天線元件，以及巴特勒矩陣的N個輸入埠表示N個正交的波束埠。與使用N相位的陣列進行波束成形相比較，巴特勒矩陣可以具有更低的功耗、複雜度及/或成本。進一步地，可以設計、複製、連結NxN巴特勒矩陣等來實現連接到NxN URA的3D巴特勒矩陣，以建立NxN波束正交平面波。
在一個非限制性態樣中，例如，各自具有2n 個輸入埠和2n 個輸出埠的多個巴特勒矩陣可以被配置以及被安排為實現連接到具有2n x2n 個天線元件的URA的3D巴特勒矩陣，以建立2n x2n 波束正交平面波。例如，參見圖4，在一個非限制性態樣中，具有16個輸入埠和16個輸出埠的巴特勒3D矩陣400可以被配置為提供針對4x4陣列天線402的被動饋送，該4x4陣列天線402具有被排列成四行（其中每個行包括四個天線元件403）的16個天線元件403。亦即，儘管4x4天線元件403是在圖1中在一個行中示意地示出的，但是陣列天線402是2D的，以及包括天線元件403的4x4矩陣。
在這個非限制性實例態樣中，3D巴特勒矩陣400包括具有16個輸入埠和16個輸出埠的第一層2D巴特勒矩陣404，以及具有16個輸入埠和16個輸出埠的第二層2D巴特勒矩陣406，其中第一層2D巴特勒矩陣404和第二層2D巴特勒矩陣406中的各者包括四個4x4巴特勒矩陣408。在一個非限制性態樣中，第一層2D巴特勒矩陣404或第二層2D巴特勒矩陣406中的4x4巴特勒矩陣408中的各者可以是類似於上文參照圖3描述的4x4矩陣巴特勒300來實現的，例如使用移相器和混合耦合器，使得對每個4x4巴特勒矩陣408的輸入埠的啟動將4x4巴特勒矩陣408的所有輸出埠啟動。
在一態樣中，將第一層2D巴特勒矩陣404的輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣406的輸入埠，使得第一層2D巴特勒矩陣404之每一者4x4巴特勒矩陣408的四個輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣406中的四個不同的4x4矩陣巴特勒408的四個輸入埠。因此，對第一層2D巴特勒矩陣404的輸出埠的啟動將啟動在第二層2D巴特勒矩陣406之每一者4x4巴特勒矩陣408中的一個輸入埠，從而將第二層2D巴特勒矩陣406的所有輸出埠啟動。因此，對第一層2D巴特勒矩陣404的輸出埠的啟動將啟動第二層2D巴特勒矩陣406的所有輸出埠。因此，當第一層2D巴特勒矩陣404的輸入埠被啟動時，第二層2D巴特勒矩陣406的所有輸出埠被啟動，導致4x4陣列天線402中的所有天線元件403被啟動。
進一步地，假設第一層2D巴特勒矩陣404中的4x4巴特勒矩陣408彼此完全相同，並且第二層2D巴特勒矩陣406中的4x4巴特勒矩陣408亦彼此完全相同，將第一層2D巴特勒矩陣404的輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣406的輸入埠，使得對第一層2D巴特勒矩陣404中的4x4巴特勒矩陣408的選擇引起對第二層2D巴特勒矩陣406中的4x4巴特勒矩陣408中的各者的相同的輸入埠的選擇。例如，在一態樣中，對第一層2D巴特勒矩陣404中的第一4x4巴特勒矩陣408的選擇引起對第二層2D巴特勒矩陣406中的4x4巴特勒矩陣408中的各者的第一輸入埠的選擇，而對第一層2D巴特勒矩陣404中的第二4x4巴特勒矩陣408的選擇引起對第二層2D巴特勒矩陣406中的4x4巴特勒矩陣408中的各者的第二輸入埠的選擇，以此類推。
在一個非限制性態樣中，第一層2D巴特勒矩陣404中的不同的4x4巴特勒矩陣408可以與不同的波束仰角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣404中的4x4巴特勒矩陣408的不同的輸入埠可以與不同的波束方位角相關聯。例如，第一層2D巴特勒矩陣404中的四個巴特勒矩陣408可以與四個不同的波束仰角相關聯，以及第一層2D巴特勒矩陣404中的4x4巴特勒矩陣408的四個輸入埠可以與四個不同的波束方位角相關聯。例如，為了獲得具有期望的方位角和期望的仰角的波束，啟動第一層2D巴特勒矩陣404中的巴特勒矩陣408的輸入埠，其中輸入埠與期望的方位角相關聯，並且巴特勒矩陣408與期望的波束仰角相關聯。
然而，目前的態樣不受限於此。例如，在可供選擇的態樣中，第一層2D巴特勒矩陣404中的不同的4x4巴特勒矩陣408可以與不同的波束方位角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣404中的4x4巴特勒矩陣408的不同的輸入埠可以與不同的波束仰角相關聯。在這種情況下，為了獲得具有期望的方位角和期望的仰角的波束，啟動第一層2D巴特勒矩陣404中的巴特勒矩陣408的輸入埠，其中輸入埠與期望的仰角相關聯，並且巴特勒矩陣408與期望的波束方位角相關聯。
在一個非限制性態樣中，例如，回應於對第一層2D巴特勒矩陣404的16個輸入埠中的各者的啟動而對4x4陣列天線402的啟動提供如在圖5中的波束500的2D模式，其中每個波束對應於對第一層2D巴特勒矩陣404的一個輸入埠的啟動。
儘管圖4中的4x4陣列天線402是對稱的，但是目前的態樣不受限於此。例如，3D巴特勒矩陣可以被配置為饋送大小AxB的陣列天線，其中A與B不同。例如，為饋送AxB陣列天線，3D巴特勒矩陣可以包括具有B個AxA巴特勒矩陣（各自具有A個輸入埠和A個輸出埠的B個巴特勒矩陣）的第二層2D巴特勒矩陣。
例如，參見圖6，在一個非限制性態樣中，為了饋送16x4 URA 602（例如，具有4行的天線元件603的URA，在每個行中具有16個天線元件603），可以實現具有16x4個輸出埠的3D巴特勒矩陣600。在一個態樣中，例如，3D巴特勒矩陣600可以包括具有四個16x16巴特勒矩陣608（各自具有16個輸入埠和16個輸出埠的四個巴特勒矩陣）的第二層2D巴特勒矩陣604和具有十六個4x4巴特勒矩陣610（各自具有4個輸入埠和4個輸出埠的十六個巴特勒矩陣）的第一層2D巴特勒矩陣606。然而，目前的態樣不受限於此。例如，在另一可供選擇的態樣中，16x4 URA可以是經由3D巴特勒矩陣來饋送的，該3D巴特勒矩陣包括具有四個16x16巴特勒矩陣的第一層2D巴特勒矩陣（各自具有16個輸入埠和16個輸出埠的四個巴特勒矩陣）和具有十六個4x4巴特勒矩陣的第二層2D巴特勒矩陣（各自具有4個輸入埠和4個輸出埠的十六個巴特勒矩陣）。
參見圖7，在可供選擇的非限制性實例態樣中，第一層到第二層開關710可以用於實現3D巴特勒矩陣700，該3D巴特勒矩陣700包括與3D巴特勒400矩陣（圖4）相比較少的4x4巴特勒矩陣708，但是提供與3D巴特勒400矩陣相同的波束控制功能。亦即，3D巴特勒矩陣700亦具有16個輸出埠以及產生與3D巴特勒矩陣400相同的輸出訊號，以便16個輸出埠為4x4陣列天線702提供被動饋送。因此，由於使用與3D巴特勒矩陣400相比較少的4x4巴特勒矩陣708，3D巴特勒矩陣700可以提供相同的波束成形功能和相同的波束角度，但是具有與3D巴特勒矩陣400相比的降低的成本、大小及/或複雜性。
在一個非限制性實例態樣中，3D巴特勒矩陣700包括具有4個輸入埠和4個輸出埠的第一層2D巴特勒矩陣704和具有16個輸入埠和16個輸出埠的第二層2D巴特勒矩陣706。第一層2D巴特勒矩陣704包括僅一個4x4巴特勒矩陣708，而第二層2D巴特勒矩陣706包括四個4x4巴特勒矩陣708。再一次，3D巴特勒矩陣700中的4x4巴特勒矩陣中的各者可以是類似於上文參照圖3描述的4x4矩陣巴特勒300來實現的（例如，使用移相器和混合耦合器），使得對4x4巴特勒矩陣708的輸入埠的啟動將該4x4巴特勒矩陣708的所有輸出埠啟動。
在一態樣中，第一層到第二層開關710是可控制的，經由應用於第一層到第二層開關710的控制輸入引腳712的控制訊號713，以將第一層2D巴特勒矩陣704的輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣706的輸入埠的至少子集，使得在任何給定的時間將第一層2D巴特勒矩陣704中的4x4巴特勒矩陣708的每個輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣706之每一者4x4巴特勒矩陣708中的一個選擇的輸入埠。因此，當第一層2D巴特勒矩陣704的輸入埠被啟動時，第二層2D巴特勒矩陣706的所有輸出埠被啟動，導致4x4陣列天線702中的所有天線元件703要被啟動。
在一個態樣中，假設第二層2D巴特勒矩陣706中的4x4巴特勒矩陣708彼此完全相同，第一層到第二層開關702是可控制的以選擇第二層2D巴特勒矩陣706中的4x4巴特勒矩陣708中的各者的要連接到第一層2D巴特勒矩陣704的四個輸出埠中的一個輸出埠的相同的輸入埠。更具體地說，例如，在一態樣中，可以配置第一層到第二層開關710使得將第一訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712選擇第二層2D巴特勒矩陣706中的4x4巴特勒矩陣708中的各者的第一輸入埠，用於去往第一層2D巴特勒矩陣704的各自的輸出埠的連接，而將第二訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712選擇第二層2D巴特勒矩陣706中的4x4巴特勒矩陣708中的各者的第二輸入埠，用於去往第一層2D巴特勒矩陣704的各自的輸出埠的連接，以此類推。
更具體地說，例如，在一態樣中，可以配置第一層到第二層開關710使得將第一訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712將第一層2D巴特勒矩陣704的第一輸出埠、第二輸出埠、第三輸出埠和第四輸出埠分別連接到第二層2D巴特勒矩陣706中的第一巴特勒矩陣708、第二巴特勒矩陣708、第三巴特勒矩陣708和第四巴特勒矩陣708的第一輸入埠。此外，將第二訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712將第一層2D巴特勒矩陣704的第一輸出埠、第二輸出埠、第三輸出埠和第四輸出埠分別連接到第二層2D巴特勒矩陣706中的第一巴特勒矩陣708、第二巴特勒矩陣708、第三巴特勒矩陣708和第四巴特勒矩陣708的第二輸入埠，以此類推。
更具體地說，將第一訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712使得第一層到第二層開關710將第一層2D巴特勒矩陣704的第一輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣706中的第一4x4巴特勒矩陣708的第一輸入埠，將第一層2D巴特勒矩陣704的第二輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣706中的第二4x4巴特勒矩陣708的第一輸入埠，以此類推。此外，例如，將第二訊號值應用於第一層到第二層開關708的控制輸入708使得第一層到第二層開關708將第一層2D巴特勒矩陣704的第一輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣706中的第一4x4巴特勒矩陣708的第二輸入埠，將第一層2D巴特勒矩陣704的第二輸出埠連接到第二層2D巴特勒矩陣706中的第二4x4巴特勒矩陣708的第二輸入埠，以此類推。
在一個非限制性態樣中，應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712的不同的訊號值可以與不同的波束仰角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣704中的4x4巴特勒矩陣708的不同的輸入埠可以與不同的波束方位角相關聯。例如，應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712的四個不同的訊號值可以與四個不同的波束仰角相關聯，以及第一層2D巴特勒矩陣704中的4x4矩陣巴特勒708的四個輸入埠可以與四個不同的波束方位角相關聯。例如，為了獲得具有期望的方位角和期望的仰角的波束，啟動第一層2D巴特勒矩陣704中的巴特勒矩陣708的輸入埠，其中輸入埠與期望的方位角相關聯，以及將與期望的波束仰角相關聯的訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712。
然而，目前的態樣不受限於此。例如，在可供選擇的態樣中，應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712的不同的訊號值可以與不同的波束方位角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣704中的4x4巴特勒矩陣708的不同的輸入埠可以與不同的波束仰角相關聯。例如，應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712的四個不同的訊號值可以與四個不同的波束方位角相關聯，以及第一層2D巴特勒矩陣704中的4x4巴特勒矩陣708的四個輸入埠可以與四個不同的波束仰角相關聯。例如，為了獲得具有期望的方位角和期望的仰角的波束，啟動第一層2D巴特勒矩陣704中的巴特勒矩陣708的輸入埠，其中輸入埠與期望的仰角相關聯，以及將與期望的波束方位角相關聯的訊號值應用於第一層到第二層開關710的控制輸入712。
經由使用第一層到第二層開關710，3D巴特勒矩陣700可以提供與3D巴特勒矩陣400（圖4）相同的波束成形功能但是具有更少的4x4巴特勒矩陣708的總數量，這可以例如在高維度多天線通訊中降低成本、大小及/或複雜性。
在一態樣中，3D巴特勒矩陣700可以用於例如經由啟動第一層2D巴特勒矩陣704的與多個不同的方位角相對應的不止一個輸入埠來支援多個鏈路。多個鏈路可以對應於在一個維度（方位角或仰角）上的多個波束，以避免不希望有的波束。例如，在一個實例態樣中，可以經由啟動第一層2D巴特勒矩陣704中的4x4巴特勒矩陣708的兩個輸入埠來使用兩個鏈路，其中兩個輸入埠與兩個不同的方位角相關聯。或者，在一些態樣中，第一層2D巴特勒矩陣704可以包括兩個4x4巴特勒矩陣，其中每個4x4巴特勒矩陣支援一個串流。在這種情況下，3D巴特勒矩陣700可以用於經由啟動第一層2D巴特勒矩陣704中的兩個4x4巴特勒矩陣708中的各者的一個輸入埠來支援兩個鏈路。
在一態樣中，第一層到第二層開關710保持相互，以便3D巴特勒矩陣700可以支援上行鏈路通訊和下行鏈路通訊兩者。
儘管如與圖4中的3D巴特勒矩陣400相比較，在圖7中使用第一層到第二層開關710來減少在3D巴特勒矩陣700中的4x4巴特勒矩陣708的數量，但是目前的態樣不受限於此。例如，參見圖8，在另一非限制性態樣中，具有4個輸入和16x4個輸出的第一層到第二層開關812可以是經由應用於控制輸入引腳814的控制訊號可配置為實現3D巴特勒矩陣800，該3D巴特勒矩陣800在第一層2D巴特勒矩陣806中具有僅一個4x4巴特勒矩陣810，但是可以另外提供與圖6中的3D巴特勒矩陣600相同的波束輸出。具體地說，具有各自包括16個天線元件803的四個行的16x4 URA 802可以是經由3D巴特勒矩陣800的第二層2D巴特勒矩陣804的輸出埠來饋送的。類似於圖6中的3D巴特勒矩陣600，3D巴特勒矩陣800的第二層2D巴特勒矩陣804包括四個16x16巴特勒矩陣808（各自具有16個輸入埠和16個輸出埠的四個巴特勒矩陣）。然而，經由使用第一層到第二層開關812，3D巴特勒矩陣800可以提供與3D巴特勒矩陣600（圖6）相同的波束成形功能，但是在第一層2D巴特勒矩陣806中具有僅一個4x4巴特勒矩陣810，這可以降低成本、大小及/或複雜性。
在一態樣中，第一層到第二層開關812是經由應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳814的控制訊號815可控制的，來將第一層2D巴特勒矩陣806的輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣804的輸入埠的至少子集。在一個非限制性態樣中，例如，應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳814的不同的訊號值可以與不同的波束仰角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的不同的輸入埠可以與不同的波束方位角相關聯。例如，可以將16個不同的訊號值應用於第一層到第二層開關812的控制輸入814以選擇16個不同的波束仰角，以及第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的四個輸入埠可以與四個不同的波束方位角相關聯。例如，為了獲得具有期望的方位角和期望的仰角的波束，啟動第一層2D巴特勒矩陣806中的巴特勒矩陣810的輸入埠，其中輸入埠與期望的方位角相關聯，以及將與期望的波束仰角相關聯的訊號值應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳814。
然而，目前的態樣不受限於此。例如，在可供選擇的態樣中，應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳814的不同的訊號值可以與不同的波束方位角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的不同的輸入埠可以與不同的波束仰角相關聯。例如，可以將16個不同的訊號值應用於第一層到第二層開關812的控制輸入814以選擇16個不同的波束方位角，以及第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的四個輸入埠可以與四個不同的波束仰角相關聯。例如，為了獲得具有期望的方位角和期望的仰角的波束，啟動第一層2D巴特勒矩陣806中的巴特勒矩陣810的輸入埠，其中輸入埠與期望的仰角相關聯，以及將與期望的波束方位角相關聯的訊號值應用於第一層到第二層開關708的控制輸入814。
在一個非限制性態樣中，回應於對第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的輸入埠的啟動，第一層到第二層開關812的四個輸入被啟動，以及第一層到第二層開關812的16x4個輸出之中的僅4個輸出被啟動（被啟用）。
在一個非限制性態樣，第一層到第二層的開關812可以是使用四個1x16開關來實現的，其中每個1x16開關具有一個輸入和16個輸出，並且是可控制的（經由應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳814的控制訊號815）以將輸入連接到16個輸出中的一個輸出。在一個態樣中，1x16開關中的各者與第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的輸出埠中的一個輸出埠和第二層2D巴特勒矩陣804中的16x16巴特勒矩陣808中的一個16x16巴特勒矩陣808的相關聯。更具體地說，將1x16開關中的各者的輸入連接到第一層2D巴特勒矩陣806中的4x4巴特勒矩陣810的輸出埠中的一個輸出埠，以及將1x16開關中的各者的16個輸出連接到第二層2D巴特勒矩陣804中的16x16巴特勒矩陣808中的一個16x16巴特勒矩陣808的16個輸入埠。
在一個非限制性態樣中，例如，每個1x4開關是可控制的（經由應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳814的控制訊號815）以選擇第二層2D巴特勒矩陣804中的16x16巴特勒矩陣808的一個輸入埠，其中第二層2D巴特勒矩陣804中的16x16巴特勒矩陣808的所選擇的輸入埠對應於期望的波束方位角或仰角。在這個態樣中，當第一層到第二層開關812的四個輸入被啟動時，每個1x16開關中的僅一個輸出被啟動，因此第一層到第二層開關812的16x4個輸出之中的僅4個輸出被啟動（被啟用）。進一步地，將第一層到第二層開關812的四個啟動的輸出連接到第二層2D巴特勒矩陣804中的16x16巴特勒矩陣808中的相同的輸入埠號。亦即，當第一層到第二層開關812的四個輸入被啟動時，第二層2D巴特勒矩陣804中的16x16巴特勒矩陣808中的各者中的相同的輸入埠號被啟動，例如以選擇期望的波束方位角或仰角。
在一態樣中，為了支援不止一個串流\連結，第一層2D巴特勒矩陣806可以包括不止一個巴特勒矩陣，其中每個巴特勒矩陣支援一個串流/連結。例如，在一個非限制性可供選擇的態樣中，第一層2D巴特勒矩陣806可以包括大小4x4的兩個巴特勒矩陣，在這種情況下第一層到第二層開關812將具有8個輸入和16X4個輸出，以及第一層到第二層開關的16x4個輸出之中的僅8個輸出是在任何給定的時間被啟動（被啟用）的。
在另一可供選擇的態樣中，可操作為饋送16x4 URA的3D巴特勒矩陣可以包括具有一個16x16巴特勒矩陣（具有16個輸入埠和16個輸出埠的巴特勒矩陣）的第一層2D巴特勒矩陣、具有十六個4x4巴特勒矩陣（各自具有4個輸入埠和4個輸出埠的十六個巴特勒矩陣）的第二層2D巴特勒矩陣和第一層到第二層開關，該第一層到第二層開關具有16個輸入和16x4個輸出並且經由應用於控制輸入引腳的控制訊號可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的輸入埠。在一個非限制性態樣中，例如，應用於第一層到第二層開關812的控制輸入引腳的4個不同的訊號值可以與4個不同的波束仰角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣中的16x16巴特勒的16個輸入埠可以與不同的波束方位角相關聯。在可供選擇的非限制性態樣中，例如，應用於第一層到第二層開關812的控制輸入的4個不同的訊號值可以與4個不同的波束方位角相關聯，而第一層2D巴特勒矩陣中的16x16巴特勒矩陣的16個輸入埠可以與不同的波束仰角相關聯。
在一個非限制性態樣中，回應於對第一層2D巴特勒矩陣中的16x16巴特勒矩陣的輸入埠的啟動，第一層到第二層開關的16個輸入被啟動，以及第一層到第二層開關的16x4個輸出之中的僅16個輸出被啟動（被啟用）。
在一個非限制性態樣中，第一層到第二層開關可以是使用16個1x4開關數量來實現的，其中每個1x4開關具有一個輸入和4個輸出，以及是可控制的（經由應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號）以將輸入連接到4個輸出中的一個輸出。在一個態樣中，1x4開關中的各者與第一層2D巴特勒矩陣中的16x16巴特勒矩陣的輸出埠中的一個輸出埠和第二層2D巴特勒矩陣中的4x4巴特勒矩陣中的一個4x4巴特勒矩陣相關聯。更具體地說，將1x4開關中的各者的輸入連接到第一層2D巴特勒矩陣中的16x16巴特勒矩陣的輸出埠中的一個輸出埠，以及將1x4開關中的各者的4個輸出連接到第二層2D巴特勒矩陣中的4x4巴特勒矩陣中的一個4x4巴特勒矩陣的4個輸入埠。
在一個非限制態樣中，例如，每個1x16開關是可控制的（經由應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號）以選擇第二層2D巴特勒矩陣中的4x4巴特勒矩陣的一個輸入埠，其中第二層2D巴特勒矩陣中的4x4巴特勒矩陣的所選擇的輸入埠對應於期望的波束方位角或仰角。在這個態樣中，當第一層到第二層開關的16個輸入被啟動時，每個1x4開關的僅一個輸出被啟動，因此第一層到第二層開關的16x4個輸出之中的僅16個輸出被啟動（被啟用）。進一步地，將第一層到第二層開關的16個啟動的輸出連接到第二層2D巴特勒矩陣中的4x4巴特勒矩陣中的相同的輸入埠號。亦即，當第一層到第二層開關的16個輸入被啟動時，第二層2D巴特勒矩陣中的4x4巴特勒矩陣中的各者中的相同的輸入埠號被啟動，例如，以選擇期望的波束方位角或仰角。
儘管在上述態樣中每個巴特勒矩陣的輸入埠和輸出埠的數量彼此相等並且等於2的冪（例如，4個輸入埠和4個輸出埠、16個輸入埠和16個輸出埠等等），但是目前的態樣不受限於此。例如，在一些可供選擇的態樣中，3D巴特勒矩陣可以包括各自具有N個輸入埠和M個輸出埠的巴特勒矩陣，其中N和M彼此不相等，或者其中N及/或M不是2的冪。
例如，在一個非限制性態樣中，3D巴特勒矩陣可以被配置用於對具有各自包括N個天線元件的N個行的NxN陣列天線的被動饋送。3D巴特勒矩陣可以包括具有N個MxM巴特勒矩陣的第一層2D巴特勒矩陣（N＞M＞=1）、將NxM個輸入選擇性地連接到NxN個輸出的第一層到第二層開關和具有N個NxN巴特勒矩陣的第二層2D巴特勒矩陣。因此，3D巴特勒矩陣可以考慮到具有NxM個不同的方位角和仰角的組合的NxM個不同的波束（例如，N個不同的方位角x M個不同的仰角，或M個不同的方位角x N個不同的仰角）。在一個態樣中，可以將波束啟動資訊插入第一層到第二層開關（經由應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號）以控制第一到第二層開關的輸入輸出連通性。在一個非限制性態樣中，例如，期望的波束是從NxM個不同的波束中的一個波束中選擇的，其中去往第一層到第二層開關的控制輸入引腳的每個不同的輸入值選擇不同的仰角，並且第一層2D巴特勒矩陣的每個輸入埠選擇不同的方位角。
在另一非限制性態樣中，例如，3D巴特勒矩陣可以包括具有N個MxP巴特勒矩陣的第一層2D巴特勒矩陣、基於應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號來將NxP個輸入引腳選擇性地連接到NxPxQ個輸出引腳的第一層到第二層開關和具有NxP個QxT巴特勒矩陣的第二層2D巴特勒矩陣，其中N、M、P、Q和T是正整數值。因此，3D巴特勒矩陣可以考慮到具有NxMxQ個不同的方位角和仰角的組合的NxMxQ個不同的波束。
圖9示出用於多天線無線通訊的實例方法900的流程圖。在一態樣中，例如，UE 104可以使用上文在圖1中或下文在圖10和圖11中描述的部件（例如，數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016）中的一或多個部件來執行方法900中描述的功能。在另一態樣中，基地台102可以使用上文在圖1中或下文在圖11和圖12中描述的部件（例如，數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216）中的一或多個部件來執行方法900中描述的功能。
在902處，方法900包括選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。例如，在一態樣中，UE 104、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016可以選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。因此，在一態樣中，UE 104、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016可以提供用於選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送的單元。在另一態樣中，基地台102、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216可以選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。因此，在一態樣中，基地台102、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216可以提供用於選擇第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送的單元。
例如，在一態樣中，參見圖1和圖7，UE 104或基地台102的數據機140可以選擇第一層2D巴特勒矩陣704的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線702在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。例如，數據機140可以選擇與期望的波束仰角或方位角相關聯的輸入埠，使得將一或多個串流應用於那些輸入埠引起在第二層2D矩陣706的輸出埠上的串流的相移版本的產生，以及引起經由陣列天線702的天線元件703在具有期望的方位角或仰角的波束上對一或多個訊號的傳輸。
在904處，方法900包括將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關是基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。例如，在一態樣中，UE 104、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016可以將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。因此，在一態樣中，UE 104、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016可以提供用於將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的單元，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。在另一態樣中，基地台102、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216可以將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。因此，在一態樣中，基地台102、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216可以提供用於將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳的單元，第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集。
例如，在一態樣中，參見圖1和圖7，UE 104或基地台102的數據機140可以將控制訊號713應用於第一層到第二層開關710的控制輸入引腳712，以便第一層到第二層開關710回應於應用於第一層2D巴特勒矩陣704的輸入埠的串流來將第一層2D巴特勒矩陣704的輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣706的輸入埠的至少子集，以產生具有期望的方位角或仰角的波束。例如，UE 104或基地台102的數據機140可以應用與期望的波束仰角或方位角相關聯的控制訊號712，以控制第一層到第二層開關710的連通性，使得將一或多個串流應用於第一層2D巴特勒矩陣的輸入埠引起對在第二層2D矩陣706的輸出埠上的串流的相移版本的產生，以及引起經由陣列天線702的天線元件703在具有期望的方位角或仰角的波束上對一或多個訊號的傳輸。
在906處，方法900包括經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。例如，在一態樣中，UE 104、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016可以經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。因此，在一態樣中，UE 104、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1088、收發機1002、處理器1012及/或記憶體1016可以提供用於經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流的單元，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。在另一態樣中，基地台102、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216可以經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。因此，在一態樣中，基地台102、數據機140、3D巴特勒矩陣145、陣列天線144、RF前端1288、收發機1202、處理器1212及/或記憶體1216可以提供用於經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流的單元，其中陣列天線包括複數個天線元件，其中複數個天線元件中的每一個天線元件與第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
例如，在一態樣中，參見圖1和圖7，UE 104或基地台102可以經由陣列天線702在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中陣列天線702包括複數個天線元件703，以及複數個天線元件703中的每一個天線元件703與第二層2D巴特勒矩陣706的一個輸出埠相關聯。
例如，在一個非限制性實例態樣中，為了在具有期望的方位角和期望的仰角的波束上發送串流，數據機140可以選擇第一層巴特勒矩陣704的輸入埠，其中輸入埠與期望的波束方位角相關聯。數據機140亦可以將控制訊號713應用於第一層到第二層開關710的控制輸入引腳712，其中控制訊號713與期望的波束仰角相關聯。對與期望的波束方位角相關聯的輸入埠的選擇和對與波束仰角相關聯的控制訊號713的選擇使得3D巴特勒矩陣700產生在第二層巴特勒矩陣706的輸出埠上的訊號，該等訊號相對於彼此具有使得陣列天線702產生具有期望的方位角和仰角的波束的相對的相移。3D巴特勒矩陣700亦提供相互功能。亦即，由數據機140做出的用於在具有期望的方位角和期望的仰角的波束上對串流的傳輸的相同的選擇亦會使得3D巴特勒矩陣700在接收模式下操作，以接收在具有期望的方位角和期望的仰角的波束上的串流。
參見圖10，UE 104的實現方式的一個實例可以包括各種部件，上文已經描述了其中的一些部件以及本文中進一步描述其中的一些部件，該等各種部件包括在經由一或多個匯流排1044進行的通訊中的諸如一或多個處理器1012和記憶體1016和收發機1002的部件，該等各種部件可以連同數據機140、陣列天線144及/或3D巴特勒矩陣145操作，以實現本文中描述的與在多天線無線通訊中的波束成形有關的功能中的一或多個功能。在圖10中，3D巴特勒矩陣145被配置以及被安排為將陣列天線144與UE 104的RF前端1088進行耦合。然而，目前的態樣不受限於此。例如，在可供選擇的態樣中，3D巴特勒矩陣145可以被配置以及被安排為將RF前端1088與收發機1002進行耦合。
在一態樣中，一或多個處理器1012可以包括數據機140及/或可以是使用一或多個數據機處理器的數據機140的一部分。因此，本文中參照波束成形描述的各種功能可以被包括在數據機140及/或處理器1012中，以及在一態樣中，可以是由單個處理器來執行的，而在其他態樣中，所述功能中的不同的功能可以是由兩個或兩個以上不同的處理器的組合來執行的。例如，在一態樣中，一或多個處理器1012可以包括數據機處理器、或基頻處理器、或數位訊號處理器、或發射處理器、或接收器處理器或與收發機1002相關聯的收發機處理器中的任何一者或任何組合。在其他態樣中，本文中參照波束成形描述的一或多個處理器1012及/或數據機140的特徵中的一些特徵可以是由收發機1002執行的。
此外，記憶體1016可以被配置為儲存本文中使用的資料及/或正在由至少一個處理器1012執行的應用1075的本端版本。記憶體1016可以包括由電腦或至少一個處理器1012可使用的任何類型的電腦可讀取媒體，諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、磁帶、磁碟、光碟、揮發性記憶體、非揮發性記憶體和其任何組合。在一態樣中，例如，當UE 104正在操作至少一個處理器1012以執行本文中描述的波束成形功能時，記憶體1016可以是儲存與之相關聯的一或多個電腦可執行代碼及/或資料的非暫時性電腦可讀取儲存媒體。
收發機1002可以包括至少一個接收器1006和至少一個發射器1008。接收器1006可以包括硬體、韌體及/或由處理器用於接收資料的可執行的軟體代碼，該代碼包括指令以及被儲存在記憶體（例如，電腦可讀取媒體）中。接收器1006可以是例如射頻（RF）接收器。在一態樣中，接收器1006可以接收由至少一個基地台102發送的訊號。此外，接收器1006可以對此類接收到的訊號進行處理，以及亦可以獲得訊號的量測，諸如但是不限於，Ec/Io、訊雜比（SNR）、參考訊號接收功率（RSRP）、接收訊號強度指示符（RSSI）等。發射器1008可以包括硬體、韌體及/或由處理器用於發送資料的可執行的軟體代碼，該代碼包括指令以及被儲存在記憶體（例如，電腦可讀取媒體）中。發射器1008的適合的實例可以包括但是不限於RF發射器。
此外，在一態樣中，UE 104可以包括RF前端1088，其可以操作一或多個天線144和用於接收以及發送無線電傳輸（例如，由至少一個基地台102發送的無線通訊或者由UE 104發送的無線傳輸）的收發機1002與3D巴特勒矩陣145相通訊。RF前端1088可以是經由3D巴特勒矩陣145來連接到一或多個天線144的，以及可以包括一或多個低雜訊放大器（LNA）1090、一或多個開關1092、一或多個功率放大器（PA）1098和用於發送以及接收RF訊號的一或多個濾波器1096。
在一態樣中，LNA 1090可以將接收到的訊號放大到期望的輸出位準。在一態樣中，每個LNA 1090可以具有指定的最小增益值和最大增益值。在一態樣中，RF前端1088可以基於針對特定的應用的期望的增益值使用一或多個開關1092來選擇特定的LNA 1090和其指定的增益值。
進一步地，例如，RF前端1088可以使用一或多個PA 1098來將針對RF輸出的訊號放大到期望的輸出功率位準。在一態樣中，每個PA 1098可以具有指定的最小增益值和最大增益值。在一態樣中，RF前端1088可以基於針對特定的應用的期望的增益值使用一或多個開關1092來選擇特定的PA 1098和其指定的增益值。
此外，例如，RF前端1088可以使用一或多個濾波器1096來過濾接收到的訊號以獲得輸入RF訊號。類似地，在一態樣中，例如，可以使用各自的濾波器1096來過濾來自各自的PA 1098的輸出，以產生用於傳輸的輸出訊號。在一態樣中，可以將每個濾波器1096連接到特定的LNA 1090及/或PA 1098。在一態樣中，RF前端1088可以基於如由收發機1002及/或處理器1012指定的配置，使用一或多個開關1092來選擇使用指定的濾波器1096、LNA 1090及/或PA 1098的發送路徑或接收路徑。
照此，收發機1002可以被配置為經由3D巴特勒矩陣145和RF前端1088經由一或多個天線144來發送以及接收無線訊號。在一態樣中，可以調諧收發機1002在指定的頻率處操作，使得UE 104可以與例如一或多個基地台102或與一或多個基地台102相關聯的一或多個細胞進行通訊。在一態樣中，例如，數據機140可以基於UE 104的UE配置和由數據機140使用的通訊協定來配置收發機1002以在指定的頻率和功率位準處操作。
在一態樣中，數據機140可以是多頻帶多模態數據機，其可以處理數位資料以及與收發機1002進行通訊，使得數位資料是使用收發機1002來發送以及接收的。在一態樣中，數據機140可以是多頻帶的以及可以被配置為支援針對具體的通訊協定的多個頻帶。在一態樣中，數據機140可以是多模態的以及可以被配置為支援多個操作網路和通訊協定。在一態樣中，數據機140可以控制UE 104的一或多個部件（例如，RF前端1088、收發機1002、3D巴特勒矩陣145）以基於指定的數據機配置來實現對來自網路的訊號的發送及/或接收。在一態樣中，數據機配置可以是基於數據機的模式和使用中的頻帶。在另一態樣中，數據機配置可以是基於如在細胞選擇及/或細胞重新選擇期間由網路提供的與UE 104相關聯的UE配置資訊。
在一態樣中，處理器1012可以對應於下文結合圖11中的UE 1150描述的處理器中的一或多個處理器。類似地，記憶體1016可以對應於下文結合圖11中的UE 1150描述的記憶體。
在一個配置中，UE 104或UE 1150可以是用於多天線無線通訊的裝置，該裝置包括用於執行針對由UE進行的多天線無線通訊的所附請求項中的任何請求項的單元。上述單元可以是被配置為執行執行經由上述單元所敘述的功能的UE 104及/或UE 104的處理器1012中的上述部件的一者或多者。如前述，處理器1012可以包括下文參照圖11描述的UE 1150的TX處理器1168、RX處理器1156和控制器/處理器1159。照此，在一個配置中，上述單元可以是被配置為執行經由上述單元所敘述的功能的TX處理器1168、RX處理器1156和控制器/處理器1159。
圖11是在存取網路中基地台1110與UE 1150相通訊的方塊圖，其中基地台1110可以是基地台102的實例實現方式，並且其中UE 1150可以是UE 104的實例實現方式。儘管在圖11中未圖示，但是在一些態樣中，基地台1110可以包括被配置以及被安排為將基地台1110的多個天線1120與基地台1110的收發機1118進行耦合的3D巴特勒矩陣及/或RF前端，如本文中參照各個態樣來描述的。類似地，儘管在圖11中未圖示，但是在一些態樣中，UE 1150可以包括被配置以及被安排為將UE 1150的多個天線1152與UE 1150的收發機1154進行耦合的3D巴特勒矩陣及/或RF前端，如本文中參照各個態樣來描述的。
在DL中，可以將來自EPC 160的IP封包提供給控制器/處理器1175。控制器/處理器1175實現層3和層2功能。層3包括無線電資源控制（RRC）層，以及層2包括服務資料適配協定（SDAP）層、封包資料彙聚協定（PDCP）層、無線電鏈路控制（RLC）層和媒體存取控制（MAC）層。控制器/處理器1175提供與對系統資訊（例如MIB、SIB）的廣播、RRC連接控制（例如RRC連接傳呼、RRC連接建立、RRC連接修改和RRC連接釋放）、無線電存取技術（RAT）間行動性和用於UE量測報告的量測配置相關聯的RRC層功能；與標頭壓縮/解壓縮、安全（加密、解密、完整性保護、完整性驗證）和切換支援功能相關聯的PDCP層功能；與對上層封包資料單元（PDU）的傳送、經由ARQ進行的糾錯、對RLC服務資料單元（SDU）的連結、分段和重組、對RLC資料PDU的重新分段和對RLC資料PDU的重新排序相關聯的RLC層功能；和與在邏輯通道與傳輸通道之間的映射、對MAC SDU到傳輸塊（TB）上的多工、對來自TB的MAC SDU的解多工、排程資訊報告、經由HARQ進行的糾錯、優先順序處理和邏輯通道優先化相關聯的MAC層功能。
發送（TX）處理器1116和接收（RX）處理器1170實現與各種訊號處理功能相關聯的層1功能。包括實體（PHY）層的層1可以包括在傳輸通道上的錯誤偵測、對傳輸通道的前向糾錯（FEC）編碼/解碼、交錯、速率匹配、映射到實體通道上、對實體通道的調制/解調和MIMO天線處理。TX處理器1116基於各種調制方案（例如，二進位移相鍵控（BPSK）、正交移相鍵控（QPSK）、M移相鍵控（M-PSK）、M-正交幅度調制（M-QAM））來處理到訊號群集的映射。經編碼和經調制的符號可以接著分割成並行的串流。每個串流可以接著映射到OFDM次載波，在時域及/或頻域中與參考訊號（例如，引導頻）多工，隨後使用快速傅裡葉逆變換（IFFT）來組合在一起，以產生攜帶時域OFDM符號串流的實體通道。OFDM串流是空間地預編碼的，以產生多個空間串流。來自通道估計器1174的通道估計可以用於決定編碼和調制方案，以及用於空間處理。通道估計可以是從由UE 1150發送的參考訊號及/或通道狀況回饋來匯出的。每個空間串流可以接著經由單獨的發射器1118TX提供給不同的天線1120。每個發射器1118TX可以利用用於傳輸的各自的空間串流來調制RF載波。
在UE 1150處，每個接收器1154RX經由其各自的天線1152來接收訊號。每個接收器1154RX恢復出調制到RF載波上的資訊，以及將該資訊提供給接收（RX）處理器1156。TX處理器1168和RX處理器1156實現與各種訊號處理功能相關聯的層1功能。RX處理器1156可以對該資訊執行空間處理，以恢復出去往UE 1150的任何空間串流。若多個空間串流是去往UE 1150的，可以由RX處理器1156將它們組合成單個OFDM符號串流。RX處理器1156隨後使用快速傅裡葉變換（FFT）將OFDM符號串流從時域轉換到頻域。頻域訊號包括針對OFDM訊號的每個次載波的單獨的OFDM符號串流。每個次載波上的符號和參考訊號是經由決定由基地台1110發送的最有可能的訊號群集點來恢復和解調的。這些軟判決可以是基於由通道估計器1158計算的通道估計。隨後，對軟判決進行解碼以及解交錯，以恢復出最初由基地台1110在實體通道上發送的資料和控制訊號。該資料和控制訊號接著提供給控制器/處理器1159，這實現層3和層2功能。
控制器/處理器1159可以與儲存程式碼和資料的記憶體1160相關聯。記憶體1160可以稱為電腦可讀取媒體。在UL中，控制器/處理器1159提供在傳輸通道與邏輯通道之間的解多工、封包重組、解密、標頭解壓縮和控制訊號處理，以恢復出來自EPC 160的IP封包。控制器/處理器1159亦負責使用ACK及/或NACK協定來進行錯誤偵測，以支援HARQ操作。
類似於結合由基地台1110進行的DL傳輸描述的功能，控制器/處理器1159提供與系統資訊（例如，MIB、SIB）獲取、RRC連接和量測報告相關聯的RRC層功能；與標頭壓縮/解壓縮、和安全（加密、解密、完整性保護、完整性驗證）相關聯的PDCP層功能；與對上層PDU的傳送、經由ARQ進行的糾錯、對RLC SDU的連結、分段和重組、對RLC資料PDU的重新分段和對RLC資料PDU的重新排序相關聯的RLC層功能；和與在邏輯通道與傳輸通道之間的映射、對MAC SDU到TB上的多工、對來自TB的MAC SDU的解多工、排程資訊報告、經由HARQ進行的糾錯、優先順序處理和邏輯通道優先化相關聯的MAC層功能。
由通道估計器1158從由基地台1110發送的參考訊號或回饋匯出的通道估計可以由TX處理器1168來使用，以選擇適當的編碼和調制方案，以及以促進空間處理。由TX處理器1168產生的空間串流可以是經由單獨的發射器1154TX提供給不同的天線1152的。每個發射器1154TX可以利用各自的空間串流來調制RF載波用於傳輸。
UL傳輸是在基地台1110處以類似於結合在UE 1150處的接收器功能描述的方式來處理的。每個接收器1118RX經由其各自的天線1120來接收訊號。每個接收器1118RX恢復出調制到RF載波上的資訊，以及將該資訊提供給RX處理器1170。
控制器/處理器1175可以與儲存程式碼和資料的記憶體1176相關聯。記憶體1176可以稱為電腦可讀取媒體。在UL中，控制器/處理器1175提供在傳輸通道與邏輯通道之間的解多工、封包重組、解密、標頭解壓縮和控制訊號處理，以恢復出來自UE 1150的IP封包。可以將來自控制器/處理器1175的IP封包提供給EPC 160。控制器/處理器1175亦負責使用ACK及/或NACK協定來進行錯誤偵測，以支援HARQ操作。
TX處理器1168、RX處理器1156和控制器/處理器1159中的至少一者可以被配置為執行結合圖1中的多天線無線通訊中的波束成形的態樣。
TX處理器1116、RX處理器1170和控制器/處理器1175中的至少一者可以被配置為執行結合圖1中的多天線無線通訊中的波束成形的態樣。
參見圖12，基地台102的實現方式的一個實例可以包括各種部件，其中的一些部件已經在上文進行了描述以及將在本文中進行進一步的描述，該等各種部件包括在經由一或多個匯流排1244進行的通訊中的諸如一或多個處理器1212和記憶體1216和收發機1202的部件，該等各種部件可以連同數據機140、陣列天線144及/或3D巴特勒矩陣145來操作，以實現本文中描述的與多天線無線通訊中的波束成形有關的功能中的一或多個功能。在圖12中，3D巴特勒矩陣145被配置以及被安排為將陣列天線144與基地台102的RF前端1288進行耦合。然而，目前的態樣不受限於此。例如，在可供選擇的態樣中，3D巴特勒矩陣145可以被配置以及被安排為將RF前端1288與收發機1202進行耦合。
在一態樣中，一或多個處理器1212可以包括數據機140及/或可以是數據機140的使用一或多個數據機處理器的一部分。因此，本文中參照波束成形描述的各種功能可以被包括在數據機140及/或處理器1212中，以及在一態樣中，可以是由單個處理器來執行的，而在其他態樣中，該等功能中的不同的功能可以是由兩個或兩個以上不同的處理器的組合來執行的。例如，在一態樣中，一或多個處理器1212可以包括數據機處理器、或基頻處理器、或數位訊號處理器、或發射處理器、或接收器處理器或與收發機1202相關聯的收發機處理器中的任何一者或任何組合。在其他態樣中，本文中參照波束成形描述的一或多個處理器1212及/或數據機140的特徵中的一些特徵可以是由收發機1202執行的。
此外，記憶體1216可以被配置為儲存本文中使用的資料及/或正在由至少一個處理器1212執行的應用1275的本端版本。記憶體1216可以包括由電腦或至少一個處理器1212可使用的任何類型的電腦可讀取媒體，諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、磁帶、磁碟、光碟、揮發性記憶體、非揮發性記憶體和其任何組合。在一態樣中，例如，當基地台102正在操作至少一個處理器1212以執行本文中描述的波束成形功能時，記憶體1216可以是儲存與之相關聯的一或多個電腦可執行代碼及/或資料的非暫時性電腦可讀取儲存媒體。
收發機1202可以包括至少一個接收器1206和至少一個發射器1208。接收器1206可以包括硬體、韌體及/或由處理器用於接收資料的可執行的軟體代碼，該代碼包括指令以及被儲存在記憶體（例如，電腦可讀取媒體）中。接收器1206可以是例如射頻（RF）接收器。在一態樣中，接收器1206可以接收由至少一個UE 104發送的訊號。此外，接收器1206可以對此類接收到的訊號進行處理，以及亦可以獲得對訊號的量測，諸如但是不限於Ec/Io、訊號雜訊比（SNR）、參考訊號接收功率（RSRP）、接收訊號強度指示符（RSSI）等。發射器1208可以包括硬體、韌體及/或由處理器用於發送資料的可執行的軟體代碼，該代碼包括指令以及被儲存在記憶體（例如，電腦可讀取媒體）中。發射器1208的適合的實例可以包括但是不限於RF發射器。
此外，在一態樣中，基地台102可以包括RF前端1288，其可以操作一或多個天線144和用於接收以及發送無線電傳輸（例如，由其他基地台102發送的無線通訊或者由UE 104發送的無線傳輸）的收發機1202與3D巴特勒矩陣145相通訊。RF前端1288可以經由3D巴特勒矩陣145連接到一或多個天線144，以及可以包括一或多個低雜訊放大器（LNA）1290、一或多個開關1292、一或多個功率放大器（PA）1298和用於發送以及接收RF訊號的一或多個濾波器1296。
在一態樣中，LNA 1290可以將接收到的訊號放大到期望的輸出位準。在一態樣中，每個LNA 1290可以具有指定的最小增益值和最大增益值。在一態樣中，RF前端1288可以基於針對特定的應用的期望的增益值使用一或多個開關1292來選擇特定的LNA 1290和其指定的增益值。
進一步地，例如，RF前端1288可以使用一或多個PA 1298來將針對RF輸出的訊號放大到期望的輸出功率位準。在一態樣中，每個PA 1298可以具有指定的最小增益值和最大增益值。在一態樣中，RF前端1288可以基於針對特定的應用的期望的增益值使用一或多個開關1292來選擇特定的PA 1298和其指定的增益值。
此外，例如，RF前端1288可以使用一或多個濾波器1296來過濾接收到的訊號以獲得輸入RF訊號。類似地，在一態樣中，例如，可以使用各自的濾波器1296來過濾來自各自的PA 1298的輸出，以產生輸出訊號用於傳輸。在一態樣中，每個濾波器1296可以連接到特定的LNA 1290及/或PA 1298。在一態樣中，RF前端1288可以基於如由收發機1202及/或處理器1212指定的配置，使用一或多個開關1292來選擇使用指定的濾波器1296、LNA 1290及/或PA 1298的發送路徑或接收路徑。
照此，收發機1202可以被配置為經由3D巴特勒矩陣145和RF前端1288經由一或多個天線144來發送以及接收無線訊號。在一態樣中，可以調諧收發機1202在指定的頻率處操作，使得基地台102可以與例如一或多個UE 104或與一或多個基地台102相關聯的一或多個細胞進行通訊。在一態樣中，例如，數據機140可以基於基地台102的基地台配置和由數據機140使用的通訊協定來配置收發機1202以在指定的頻率和功率位準處操作。
在一態樣中，數據機140可以是多頻帶多模態數據機，其可以處理數位資料以及與收發機1202進行通訊，使得數位資料是使用收發機1202來發送以及接收的。在一態樣中，數據機140可以是多頻帶的，以及被配置為支援針對具體的通訊協定的多個頻帶。在一態樣中，數據機140可以是多模態的，以及被配置為支援多個操作網路和通訊協定。在一態樣中，數據機140可以控制基地台102的一或多個部件（例如，RF前端1288、收發機1202、3D巴特勒矩陣145）以基於指定的數據機配置來實現來自對網路的訊號的發送及/或接收。在一態樣中，數據機配置可以是基於數據機的模式和使用中的頻帶。在另一態樣中，數據機配置可以是基於與基地台102相關聯的基地台配置資訊。
在一態樣中，處理器1212可以對應於上文結合圖11中的基地台 1110描述的處理器中的一或多個處理器。類似地，記憶體1216可以對應於上文結合圖11中的基地台 1110描述的記憶體。
在一個配置中，基地台102或基地台1110可以是用於多天線無線通訊的裝置，該裝置包括用於執行針對由基地台進行的多天線無線通訊的所附請求項中的任何請求項的單元。上述單元可以是被配置為執行經由上述單元所敘述的功能的基地台102及/或基地台102的處理器1212的上述部件中的一者或多者。如前述，處理器1212可以包括上文參照圖11描述的基地台1110的TX處理器1116、RX處理器1170和控制器/處理器1175。照此，在一個配置中，上述單元可以是被配置為執行經由上述單元所敘述的功能的TX處理器1116、RX處理器1170和控制器/處理器1175。 一些進一步的實例實現方式
一種用於多天線無線通訊的實例裝置，包括：具有第一層輸入埠和第一層輸出埠的第一層二維（2D）巴特勒矩陣；具有第二層輸入埠和第二層輸出埠的第二層2D巴特勒矩陣；及第一層到第二層開關，其基於應用於該第一層到第二層開關的控制輸入引腳的控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的該第一層輸出埠選擇性地連接到該第二層2D巴特勒矩陣的該第二層輸入埠的至少子集。
上述實例裝置，其中該第一層2D巴特勒矩陣和該第二層2D巴特勒矩陣中的各者包括具有輸入埠和輸出埠的至少一個巴特勒矩陣，其中該至少一個巴特勒矩陣可操作為回應於對該等輸入埠中的每一個輸入埠的啟動，來啟動輸出埠中的在鄰近的輸出埠之間具有均勻相位分佈和恆定相位差的所有輸出埠，其中該至少一個巴特勒矩陣的不同的輸入埠當被啟動時引起在該至少一個巴特勒矩陣的該輸出埠上的不同的相位模式。
上述實例裝置中的任何實例裝置，亦包括陣列天線，該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件是經由包括一或多個開關或放大器的可配置的電路與該第二層2D巴特勒矩陣的輸出埠耦合的，其中該可配置的電路可配置為用於經由該陣列天線進行的訊號接收的接收模式以及亦可配置為用於經由該陣列天線進行的訊號發送的發送模式。
上述實例裝置中的任何實例裝置，亦包括數據機，該數據機可操作為選擇該第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由該陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。
上述實例裝置中的任何實例裝置，亦包括收發機，該收發機可操作為發射器以輸出該一或多個串流，或者可操作為接收器以輸入該一或多個串流。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該第一層2D巴特勒矩陣的不同輸入埠對應於不同的波束方位角或仰角，其中該數據機亦可操作為選擇與期望的波束方位角或仰角相關聯的該一或多個輸入埠。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該數據機亦可操作為將控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號與期望的波束方位角或仰角相關聯。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該第一層2D巴特勒矩陣包括單個巴特勒矩陣，其中該第二層2D巴特勒矩陣包括多個巴特勒矩陣，其中該單個巴特勒矩陣的每個輸入埠與不同的波束方位角或仰角相關聯。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該數據機亦可操作為將控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號表示期望的波束方位角或仰角，其中該控制訊號控制該第一層到第二層開關以將該第一層2D巴特勒矩陣的輸出埠連接到該第二層2D巴特勒矩陣之每一者巴特勒矩陣的一個選擇的輸入埠。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該數據機可操作為在任何給定的時間選擇該單個巴特勒矩陣的與僅一個波束方位角或仰角相對應的僅一個輸入埠。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該數據機可操作為選擇該單個巴特勒矩陣的該等輸入埠中的與不止一個波束方位角或仰角相對應的不止一個輸入埠。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該數據機可操作為將控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號表示與該第二層2D巴特勒矩陣之每一者巴特勒矩陣中的僅一個輸入埠相關聯的僅一個波束方位角或仰角。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該數據機亦可操作為將控制訊號應用於該第一層至第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號表示與該第二層2D巴特勒矩陣之每一者巴特勒矩陣中的不止一個輸入埠相關聯的不止一個波束方位角或仰角。
上述實例裝置中的任何實例裝置，其中該裝置包括基地台或使用者設備（UE）。
一種多天線無線通訊的實例方法，包括：選擇第一層二維（2D）巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送；將控制訊號應用於第一層到第二層開關的控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少子集；及經由陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
上述實例方法，亦包括用於多天線無線通訊的上述裝置中的任何上述裝置的操作。
一種裝置，包括收發機、被配置為儲存指令的記憶體以及與該收發機和該記憶體通訊地耦合的一或多個處理器，其中該一或多個處理器被配置為執行該等指令，以執行多天線無線通訊的上述方法中的任何方法的操作。
一種用於無線通訊的裝置，包括用於執行多天線無線通訊的上述方法中的任何方法的操作的單元。
一種電腦可讀取媒體，包括由一或多個處理器可執行的代碼，以執行多天線無線通訊的上述方法中的任何方法的操作。
要理解的是，所揭示的程序/流程圖中的方塊的特定順序或層級是對實例方法的說明。基於設計偏好，要理解的是程序/流程圖中的方塊的特定順序或層級可以重新排列。進一步地，可以組合或省略一些方塊。隨附的方法請求項以取樣順序提供各個方塊的元素，以及不意味著受限於所提供的特定順序或層級。
提供前面的描述以使得本發明所屬領域中任何具有通常知識者能夠實踐本文中描述的各個態樣。對該等態樣的各種修改對於本發明所屬領域中具有通常知識者而言將是顯而易見的，以及本文中所定義的一般原理可以應用於其他態樣。因此，本案專利範圍不意欲受限於本文中所示出的各態樣，而是符合與申請專利範圍所表述的內容相一致的全部範疇，其中除非明確地聲明如此，否則提及單數形式的元素不意欲意指「一個和僅僅一個」，而是「一或多個」。詞語「示例性」在本文中用於意指「用作實例、例子或說明」。本文中描述為「示例性」的任何態樣不一定解釋為優選於其他態樣或者比其他態樣有優勢。除非以其他方式明確地聲明，否則術語「一些」指的是一或多個。諸如「A、B或C中的至少一者」、「A、B或C中的一者或多者」、「A、B和C中的至少一者」、「A、B和C中的一者或多者」和「A、B、C或其任何組合」的組合包括A、B及/或C的任何組合，以及可以包括倍數的A、倍數的B或倍數的C。特別地，諸如「A、B或C中的至少一者」、「A、B或C中的一者或多者」、「A、B和C中的至少一者」、「A、B和C中的一者或多者」和「A、B、C或其任何組合」的組合可以是僅A、僅B、僅 C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C，其中任何此類組合可以包含A、B或C的一或多個成員。遍及本案內容所描述的各個態樣的元素的、對於本發明所屬領域中具有通常知識者而言已知或者稍後將知的所有結構的和功能的均等物以引用方式明確地併入本文中，以及意欲經由申請專利範圍來包含。此外，本文中所揭示的內容中沒有內容是想要奉獻給公眾的，不管此類揭示內容是否明確記載在申請專利範圍中。詞語「模組」、「機制」、「元素」、「設備」等可能不是針對詞語「單元」的代替。照此，沒有請求項元素要被解釋為功能模組，除非元素是明確地使用短語「用於……的單元」來記載的。
100:無線通訊系統和存取網路 102:基地台 102':小型細胞 104:UE 110:地理覆蓋區域 110':地理覆蓋區域 120:通訊鏈路 132:回載鏈路 140:數據機 141:第一層2D巴特勒矩陣 142:第一層到第二層開關 143:第二層2D巴特勒矩陣 144:陣列天線 145:3D巴特勒矩陣 150:Wi-Fi存取點（AP） 152:Wi-Fi站（STA） 154:通訊鏈路 158:D2D通訊鏈路 160:EPC 162:行動性管理實體（MME） 164:其他MME 166:服務閘道 168:多媒體廣播多播服務（MBMS）閘道 170:廣播多播服務中心（BM-SC） 172:封包資料網路（PDN）閘道 174:家庭用戶伺服器（HSS） 176:IP服務 180:gNB 182:波束成形 182':發射方向 182":接收方向 184:回載鏈路 190:核心網路 192:存取和行動性管理功能（AMF） 193:其他AMF 194:通信期管理功能（SMF） 195:使用者平面功能（UPF） 196:統一資料管理（UDM） 197:IP服務 200:示意圖 230:示意圖 250:示意圖 280:示意圖 300:巴特勒矩陣 304:混合耦合器 306:交叉 308:輸入埠 310:輸出埠 312:天線元件 314:輸出埠 316:波束 400:巴特勒3D矩陣 402:陣列天線 403:天線元件 404:第一層2D巴特勒矩陣 406:第二層2D巴特勒矩陣 408:巴特勒矩陣 500:波束 600:3D巴特勒矩陣 602:URA 603:天線元件 604:第二層2D巴特勒矩陣 606:第一層2D巴特勒矩陣 608:巴特勒矩陣 610:巴特勒矩陣 700:3D巴特勒矩陣 702:陣列天線 703:天線元件 704:第一層2D巴特勒矩陣 706:第二層2D巴特勒矩陣 708:巴特勒矩陣 710:第一層到第二層開關 712:控制輸入 713:控制訊號 800:3D巴特勒矩陣 802:URA 803:天線元件 804:第二層2D巴特勒矩陣 806:第一層2D巴特勒矩陣 808:巴特勒矩陣 810:巴特勒矩陣 812:第一層到第二層開關 814:控制輸入引腳 815:控制訊號 900:方法 902:方塊 904:方塊 906:方塊 1002:收發機 1006:接收器 1008:發射器 1012:處理器 1016:記憶體 1044:匯流排 1075:應用 1088:RF前端 1090:低雜訊放大器（LNA） 1092:開關 1096:濾波器 1098:功率放大器（PA） 1110:基地台 1116:發送（TX）處理器 1118:發射器 1120:天線 1150:UE 1152:天線 1154:接收器 1156:RX處理器 1158:通道估計器 1159:控制器/處理器 1160:記憶體 1168:TX處理器 1170:接收（RX）處理器 1174:通道估計器 1175:控制器/處理器 1176:記憶體 1202:收發機 1206:接收器 1208:發射器 1212:處理器 1216:記憶體 1244:匯流排 1275:應用 1288:RF前端 1290:低雜訊放大器（LNA） 1292:開關 1296:濾波器 1298:功率放大器（PA） EPC:進化封包核心 MME:行動性管理實體 AMF:存取和行動性管理功能 SMF:通信期管理功能 UPF:使用者平面功能 HSS:家庭用戶伺服器 PDCCH:實體下行鏈路控制通道 SSS:主要同步訊號 PDSCH:實體下行鏈路共享通道 PBCH:實體廣播通道 RB:資源區塊 OFDM:正交分頻多工存取
圖1是示出根據本案內容的各個態樣的包括用於波束成形的部件的無線通訊系統和存取網路的實例的示意圖。
圖2A是示出根據本案內容的各個態樣的第一訊框的實例的示意圖。
圖2B是示出根據本案內容的各個態樣的在子訊框內的DL通道的實例的示意圖。
圖2C是示出根據本案內容的各個態樣的第二訊框的實例的示意圖。
圖2D是示出根據本案內容的各個態樣的在子訊框內的UL通道的實例的示意圖。
圖3是示出根據本案內容的各個態樣的第一實例波束成形電路的原理圖。
圖4是示出根據本案內容的各個態樣的第二實例波束成形電路的原理圖。
圖5是示出根據本案內容的各個態樣的回應於對在圖4的第二實例波束成形電路中的輸入埠的啟動經由陣列天線產生的實例波束圖型的示意圖。
圖6是示出根據本案內容的各個態樣的第三實例波束成形電路的原理圖。
圖7是示出根據本案內容的各個態樣的第四實例波束成形電路的原理圖。
圖8是示出根據本案內容的各個態樣的第五實例波束成形電路的原理圖。
圖9是示出根據本案內容的各個態樣的用於多天線無線通訊的實例方法的流程圖。
圖10是示出根據本案內容的各個態樣的實例UE的實例部件的方塊圖。
圖11是示出根據本案內容的各個態樣的在存取網路中的基地台和UE的實例部件的示意圖。
圖12是示出根據本案內容的各個態樣的實例基地台的實例部件的方塊圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:無線通訊系統和存取網路
102:基地台
102':小型細胞
104:UE
110:地理覆蓋區域
110':地理覆蓋區域
120:通訊鏈路
132:回載鏈路
140:數據機
141:第一層2D巴特勒矩陣
142:第一層到第二層開關
143:第二層2D巴特勒矩陣
144:陣列天線
145:3D巴特勒矩陣
150:Wi-Fi存取點(AP)
152:Wi-Fi站(STA)
154:通訊鏈路
158:D2D通訊鏈路
160:EPC
162:行動性管理實體(MME)
164:其他MME
166:服務閘道
168:多媒體廣播多播服務(MBMS)閘道
170:廣播多播服務中心(BM-SC)
172:封包資料網路(PDN)閘道
174:家庭用戶伺服器(HSS)
176:IP服務
180:gNB
182:波束成形
182':發射方向
182":接收方向
184:回載鏈路
190:核心網路
192:存取和行動性管理功能(AMF)
193:其他AMF
194:通信期管理功能(SMF)
195:使用者平面功能(UPF)
196:統一資料管理(UDM)
197:IP服務

Claims (20)

  1. 一種用於多天線無線通訊的裝置，包括： 具有第一層輸入埠和第一層輸出埠的一第一層二維（2D）巴特勒矩陣； 具有第二層輸入埠和第二層輸出埠的一第二層2D巴特勒矩陣；及 一第一層到第二層開關，其基於應用於該第一層到第二層開關的一控制輸入引腳的一控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的該第一層輸出埠選擇性地連接到該第二層2D巴特勒矩陣的該第二層輸入埠的至少一子集。
  2. 根據請求項1之裝置，其中該第一層2D巴特勒矩陣和該第二層2D巴特勒矩陣中的各者包括具有輸入埠和輸出埠的至少一個巴特勒矩陣，其中該至少一個巴特勒矩陣可操作為回應於對該等輸入埠中的每一個輸入埠的一啟動，來啟動輸出埠中的在鄰近的輸出埠之間具有一均勻相位分佈和一恆定相位差的所有輸出埠，其中該至少一個巴特勒矩陣的不同的輸入埠當被啟動時引起在該至少一個巴特勒矩陣的該輸出埠上不同的一相位模式。
  3. 根據請求項2之裝置，亦包括一陣列天線，該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
  4. 根據請求項3之裝置，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件是經由包括一或多個開關或放大器的一可配置的電路來與該第二層2D巴特勒矩陣的一輸出埠耦合的，其中該可配置的電路可配置為用於經由該陣列天線進行的訊號接收的一接收模式，以及亦可配置為用於經由該陣列天線進行的訊號發送的一發送模式。
  5. 根據請求項3之裝置，亦包括一數據機，其可操作為選擇該第一層2D巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由該陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送。
  6. 根據請求項5之裝置，亦包括一收發機，其可操作為一發射器以輸出該一或多個串流，或者可操作為一接收器以輸入該一或多個串流。
  7. 根據請求項5之裝置，其中該第一層2D巴特勒矩陣的不同輸入埠對應於不同的波束方位角或仰角，其中該數據機亦可操作為選擇與一期望的波束方位角或仰角相關聯的該一或多個輸入埠。
  8. 根據請求項5之裝置，其中該數據機亦可操作為將一控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號與一期望的波束方位角或仰角相關聯。
  9. 根據請求項5之裝置，其中該第一層2D巴特勒矩陣包括一單個巴特勒矩陣，其中該第二層2D巴特勒矩陣包括複數個巴特勒矩陣，其中該單個巴特勒矩陣的每個輸入埠與一不同的波束方位角或仰角相關聯。
  10. 根據請求項9之裝置，其中該數據機亦可操作為將一控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號表示一期望的波束方位角或仰角，其中該控制訊號控制該第一層到第二層開關以將該第一層2D巴特勒矩陣的輸出埠連接到該第二層2D巴特勒矩陣之每一者巴特勒矩陣的一個選擇的輸入埠。
  11. 根據請求項9之裝置，其中該數據機可操作為在任何給定的時間選擇該單個巴特勒矩陣的與僅一個波束方位角或仰角相對應的僅一個輸入埠。
  12. 根據請求項9之裝置，其中該數據機可操作為選擇該單個巴特勒矩陣的該等輸入埠中的與不止一個波束方位角或仰角相對應的不止一個輸入埠。
  13. 根據請求項9之裝置，其中該數據機可操作為將一控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號表示與該第二層2D巴特勒矩陣之每一者巴特勒矩陣中的僅一個輸入埠相關聯的僅一個波束方位角或仰角。
  14. 根據請求項9之裝置，其中該數據機亦可操作為將一控制訊號應用於該第一層到第二層開關的該控制輸入引腳，其中該控制訊號表示與該第二層2D巴特勒矩陣之每一者巴特勒矩陣中的不止一個輸入埠相關聯的不止一個波束方位角或仰角。
  15. 根據請求項1之裝置，其中該裝置包括一基地台。
  16. 根據請求項1之裝置，其中該裝置包括一使用者設備（UE）。
  17. 一種多天線無線通訊的方法，包括以下步驟： 選擇一第一層二維（2D）巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由一陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送； 將一控制訊號應用一於第一層到第二層開關的一控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到一第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少一子集；及 經由一陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
  18. 一種裝置，包括： 一收發機； 被配置為儲存指令的一記憶體；及 與該收發機和該記憶體通訊地耦合的一或多個處理器，其中該一或多個處理器被配置為執行該等指令以執行包括以下各項的多天線無線通訊： 選擇一第一層二維（2D）巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由一陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送； 將一控制訊號應用於一第一層到第二層開關的一控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到一第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少一子集；及 經由一陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
  19. 一種非暫時性電腦可讀取媒體，其包括由一或多個處理器可執行的用於執行包括以下各項的多天線無線通訊的代碼： 選擇一第一層二維（2D）巴特勒矩陣的一或多個輸入埠，用於經由一陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送； 將一控制訊號應用於一第一層到第二層開關的一控制輸入引腳，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到一第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少一子集；及 經由一陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流，其中該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
  20. 一種用於多天線無線通訊的裝置，包括： 用於選擇一第一層二維（2D）巴特勒矩陣的一或多個輸入埠用於經由一陣列天線在一或多個波束上對一或多個串流的傳送的單元； 用於將一控制訊號應用於一第一層到第二層開關的一控制輸入引腳的單元，該第一層到第二層開關基於該控制訊號來可配置為將該第一層2D巴特勒矩陣的第一層輸出埠選擇性地連接到一第二層2D巴特勒矩陣的第二層輸入埠的至少一子集；及 用於經由一陣列天線在一或多個波束上發送或接收一或多個串流的單元，其中該陣列天線包括複數個天線元件，其中該複數個天線元件中的每一個天線元件與該第二層2D巴特勒矩陣的一個輸出埠相關聯。
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