TWI754881B - 多組陣列天線的切換方法及應用其之電子裝置 - Google Patents

多組陣列天線的切換方法及應用其之電子裝置 Download PDF

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Abstract

本發明揭露一種多陣列天線的切換方法。切換方法包括：開啟電子裝置的多個陣列天線，取得一波束訊號對應於各陣列天線的一接收功率；關閉具有接收功率中最大者以外的陣列天線，並根據接收功率計算未開啟的各陣列天線的一第一功率比例參數；計算波束訊號對應於開啟的陣列天線的一第一通道資訊；根據第一通道資訊、對應於未開啟的各陣列天線的第一功率比例參數及一角度對照表計算未開啟的各陣列天線的一第一虛擬通道資訊；以及根據第一通道資訊及第一虛擬通道資訊選擇陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的陣列天線。

Description

多組陣列天線的切換方法及應用其之電子裝置
本發明是有關於一種多陣列天線的切換方法及應用其之電子裝置。
隨著5G通訊時代的到來，毫米波(millimeter wave)、波束成形(beam forming)與陣列天線(antenna array)受到重視。一般來說，毫米波的傳送與接收需要使用陣列天線與波束成形技術。藉由波束成形技術傳送的毫米波的訊號容易受到障礙物的遮擋而導致接收端無法接收到訊號或是無法解析接收到的訊號。針對上述問題，目前的做法是在接收端設置多組陣列天線來進行接收。然而，現有技術對於多組陣列天線之間的切換存在功率消耗大及耗費時間長的缺點。
本發明的一方面揭露一種電子裝置。電子裝置包括多組陣列天線、一儲存單元及一運算單元。各陣列天線包括一功率偵測單元及用於波束成形的多個天線單元。儲存單元用以儲存一角度對照表。運算單元耦接至該些陣列天線及儲存單元，且被配置用以執行：開啟該些陣列天線，並藉由各陣列天線的功率偵測單元取得一波束訊號對應於各陣列天線的一接收功率；關閉對應於具有該些接收功率中最大者以外的陣列天線，並根據該些接收功率計算對應於未開啟的各陣列天線的一第一功率比例參數；藉由開啟的陣列天線接收波束訊號，並計算波束訊號對應於開啟的陣列天線的一第一通道資訊；根據對應於開啟的陣列天線的第一通道資訊得到接收波束訊號的一或多個路徑的一或多個第一增益、一或多個第一延遲及一或多個第一入射角、對應於未開啟的各陣列天線的第一功率比例參數及角度對照表計算對應於未開啟的各陣列天線的一第一虛擬通道資訊；以及根據第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的陣列天線。角度對照表記載該些陣列天線對於相同的一入射波束訊號的一入射角轉換關係。
本發明的另一方面揭露一種多陣列天線的切換方法，由一電子裝置的一運算單元執行。切換方法包括：開啟電子裝置的多個陣列天線，並藉由各陣列天線的一功率偵測單元取得來自一波束訊號對應於各陣列天線的一接收功率；關閉對應於具有該些接收功率中最大者以外的陣列天線，並根據該些接收功率計算對應於未開啟的各陣列天線的一第一功率比例參數；藉由開啟的陣列天線接收波束訊號，並計算波束訊號對應於開啟的陣列天線的一第一通道資訊；根據對應於開啟的陣列天線的第一通道資訊得到接收波束訊號的一或多個路徑的一或多個第一增益、一或多個第一延遲及一或多個第一入射角、對應於未開啟的各陣列天線的第一功率比例參數及一角度對照表計算對應於未開啟的各陣列天線的一第一虛擬通道資訊；以及根據第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的陣列天線。角度對照表記載該些陣列天線對於相同的一入射波束訊號的一入射角轉換關係。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
請參照第1圖，第1圖繪示根據本發明一實施例的電子裝置的方塊圖。電子裝置10可例如是一智慧型手機或一平板電腦等可攜式電子裝置。電子裝置10包括一運算單元102、一儲存單元104及多組陣列天線106a~106d。
運算單元102例如是中央處理單元（central processing unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元（micro control unit，MCU）、微處理器（microprocessor）、數位信號處理器（digital signal processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）、圖形處理器（graphics processing unit，GPU）、算數邏輯單元（arithmetic logic unit，ALU）、複雜可程式邏輯裝置（complex programmable logic device，CPLD）、現場可程式化邏輯閘陣列（field programmable gate array，FPGA）、專用目的的通訊晶片或其他類似元件或上述元件的組合。
儲存單元104耦接運算單元102。儲存單元104例如是隨機存取記憶體（random access memory，RAM）、唯讀記憶體（read-only memory，ROM）、快閃記憶體（flash memory）、相變化記憶體、硬碟（hard disk drive，HDD）、暫存器(register)、固態硬碟（solid state drive，SSD）或類似元件或上述元件的組合。儲存單元104用以儲存一角度對照表。角度對照表記載該些陣列天線兩兩之間的多個角度差異參數。關於角度對照表的細節將於下文詳述。
陣列天線106a~106d耦接至運算單元102。各個陣列天線106a~106d可包括多個天線單元(未繪示)及一功率偵測單元(未繪示)。天線單元以陣列方式設置，用以實現波束成形。功率偵測單元偵測一波束訊號的接收功率。在一實施例中，功率偵測單元以降採樣(down sampling)的方式偵測來自一傳送端(例如一基地台)的波束訊號的接收功率或是傳送端的波束訊號經過反射/折射後的波束訊號。在本實施例中，陣列天線的數量是以四個為例，然而在其他實施例中陣列天線的數量可為大於一個的任意數量。在一實施例中，各陣列天線之天線單元的數量可為大於一個的任意數量。此外，本發明並不限定陣列天線設置的位置。
在一實施例中，電子裝置10可以是具有毫米波通訊的電子裝置，其透過天線陣列106a~106d來傳送與接收毫米波信號。
在一實施例中，電子裝置10之天線陣列106a~106d彼此之間距離很小，因此對於同一個訊號，天線陣列106a~106d可視為通過相同的一或多個傳播路徑來接收，但是每一天線陣列106a~106d所接收到的訊號的入射角度會因陣列天線106a~106d的位置配置而有所不同。另一方面，使用者在使用電子裝置10時，可能會因手握電子裝置10而導致某些天線陣列接收到的訊號能量降低。
請參照第2圖，第2圖繪示根據本發明一實施例的多陣列天線的切換方法。此切換方法可應用於電子裝置10，並由運算單元102執行。
S201中，運算單元102開啟陣列天線106a~106d，並藉由各陣列天線106a~106d的功率偵測單元取得一波束訊號對應於各陣列天線106a~106d的一接收功率。在以降採樣的方式取得接收功率的例子中，假設波束訊號包括十個位元，陣列天線106a的功率偵測單元可取波束訊號的其中二個位元來偵測對波束訊號應於陣列天線106a的功率；陣列天線106b的功率偵測單元可取波束訊號的其中二個位元來偵測對波束訊號應於陣列天線106b的接收功率，其餘以此類推。波束訊號對應於陣列天線106a、106b、106c及106d的接收功率分別為RPa、RPb、RPc及RPd。需要注意的是，上述降採樣僅為示例而已，本發明並不限定取得接收功率的方式。
S203中，運算單元102關閉對應於具有該些接收功率中最大者以外的陣列天線，並根據該些接收功率計算對應於各個未開啟的陣列天線的一第一功率比例參數。舉例來說，假設波束訊號對應於陣列天線106a的接收功率RPa為步驟S201中取得的四個接收功率RPa~RPd中的最大者，則運算單元102會維持陣列天線106a開啟，並關閉陣列天線106b~106d。接著，運算單元102會計算對應於各個未開啟的陣列天線106b~106d的接收功率相對於對應於陣列天線106a的接收功率的一比例，做為對應於各個未開啟的陣列天線106b~106d的第一功率比例參數。舉例來說，運算單元102可藉由將對應於陣列天線106b的接收功率除以對應於陣列天線106a的接收功率來得到對應於陣列天線106b的第一功率比例參數
Figure 02_image001
(即
Figure 02_image001
=RPb/RPb)，其餘以此類推，可分別得到陣列天線106c~106d對應於陣列天線106a的第一功率比例參數
Figure 02_image003
與
Figure 02_image005
。
步驟S201可用來初步估計出哪一個陣列天線接收到的波束訊號具有最高的接收功率。步驟S203可用來選出首先開啟哪一個陣列天線，並估計出未開啟的陣列天線的接收功率與開啟的陣列天線的接收功率之間的比例關係。
S205中，運算單元102藉由開啟的陣列天線接收波束訊號，並計算波束訊號對應於開啟的陣列天線的一第一通道資訊。補充說明的是，運算單元102藉由開啟的陣列天線接收波束訊號透過通道估測演算法而得到第一通道資訊
Figure 02_image007
，而根據第一通道資訊
Figure 02_image007
可透過演算法，例如牛頓正交匹配追踪演算法 (Newtonized orthogonal matching pursuit， NOMP)演算法，解析得到波束訊號對應於開啟的陣列天線的一或多個第一增益、一或多個第一延遲以及一或多個第一入射角度。其中第一通道資訊
Figure 02_image007
可通過一或多個路徑接收波束訊號，而每一路徑會有對應的第一增益、第一延遲以及第一入射角；其中通道估算演算法可以是最小平方法（least squares method）和線性最小均方差(linear minimum mean-square error)演算法，但本揭露並不限於上述之演算法。對應於開啟的陣列天線106a的第一通道資訊
Figure 02_image007
可如下式：
Figure 02_image009
其中L為接收到波束訊號的路徑數量，
Figure 02_image011
為對應於第l 個路徑的第一增益，
Figure 02_image013
為對應於第l 個路徑的第一延遲，
Figure 02_image015
為對應於第l 個路徑的第一入射角，
Figure 02_image017
為將
Figure 02_image013
與
Figure 02_image015
進行外積(cross product)運算得到的矩陣。接收到波束訊號的路徑數量L、對應於第l 個路徑的第一增益
Figure 02_image011
、對應於第l 個路徑的第一延遲
Figure 02_image013
以及對應於第l 個路徑的第一入射角
Figure 02_image015
可藉由開啟的陣列天線之第一通道資訊
Figure 02_image007
與上述公式推得。步驟S205可用來藉由量測及精確計算得到開啟的陣列天線的第一通道資訊
Figure 02_image007
。
S207中，運算單元102根據對應於開啟的陣列天線的第一通道資訊得到波束訊號的第一增益、第一延遲、第一入射角、對應於各未開啟的陣列天線的第一功率比例參數及角度對照表計算對應於各未開啟的陣列天線的一第一虛擬通道資訊。進一步來說，可根據開啟的陣列天線的第一通道資訊之第一增益、第一延遲以及第一入射角，與對應於各未開啟的陣列天線的第一功率比例參數及角度對照表之角度差異參數，計算對應於各未開啟的陣列天線的一第一虛擬通道資訊。在一實施例中，可根據下式計算對應於各未開啟的陣列天線的第一虛擬通道資訊
Figure 02_image019
。在對應第1圖的實施例中，共有三個未開啟的陣列天線，因此，k為2、3、4，分別對應於各未開啟的陣列天線：
Figure 02_image021
其中，L為接收到波束訊號的路徑數量，
Figure 02_image011
為對應於第l 個路徑的第一增益，
Figure 02_image013
為對應於第l 個路徑的第一延遲，
Figure 02_image015
為對應於第l 個路徑的第一入射角，
Figure 02_image017
為將
Figure 02_image013
與
Figure 02_image015
進行外積(cross product)運算得到的矩陣，
Figure 02_image023
為對應於所要計算的未開啟的陣列天線的第一功率比例參數，
Figure 02_image025
為所要計算的未開啟的陣列天線與開啟的陣列天線之間的一角度差異參數。
角度差異參數
Figure 02_image025
可藉由查角度對照表而得。為了更清楚理解，以下請參考第3圖，以一個實際的例子來進行說明。在此實施例中，若陣列天線106a 與106b同時打開接收訊號的情況下，量測過程由陣列天線106a垂直 90 度每隔 10 度記錄一次，記錄到陣列天線106b 垂直 90 度，分別估測出的入射角
Figure 02_image027
與
Figure 02_image029
，以及角度差異參數
Figure 02_image025
。因此，由上述的實際量測過程中，可以從下表一數據結果看到兩組陣列天線106a 與106b角度差異參數
Figure 02_image025
差距範圍約在80度至~90度。如此，可藉由角度對照表記載陣列天線106a~106d兩兩之間的多個角度差異參數。
Figure 02_image027
 (度)
Figure 02_image029
 (度)
Figure 02_image031
 (度)
87.9 12.6 75.3
98.5 8.1 90.4
111.6 29.0 82.6
120.2 32.5 87.7
128.5 41.9 86.6
139.2 50.0 89.2
143.4 60.2 83.2
154.6 69.0 85.6
163.0 79.7 83.3
162.8 90.1 72.7
表一
表一為根據本發明一實施例的角度對照表的部分內容，其中
Figure 02_image027
的欄位為陣列天線106a所計算出的通道資訊中的入射角，
Figure 02_image029
為所對應到的陣列天線106b的入射角。舉例來說，當步驟S203中開啟的陣列天線為陣列天線106a，且於步驟S205中計算出對應於陣列天線106a接收到的第l 個路徑的波束訊號的入射角
Figure 02_image015
為98.5度時，則對應於估計陣列天線106b的第一虛擬通道資訊
Figure 02_image019
(k=2)的入射角為8.1度，角度差異參數
Figure 02_image025
為約90度，從表一可觀察出，當
Figure 02_image027
落在98.5度與163度之間時，陣列天線106a的入射角
Figure 02_image027
與陣列天線106b的入射角
Figure 02_image029
的角度差異參數
Figure 02_image025
差距範圍約在80度至90度。如此，在一實施例中，角度差異參數可藉由角度對照表及內插法計算而得。例如，當
Figure 02_image015
是落在98.5度與163度之間時，可藉由內插法來計算對應到陣列天線106b的入射角。
也就是說，角度對照表記載有該些陣列天線對於相同的一入射波束訊號的一入射角轉換關係。在一實施例中，角度對照表可以在出廠前預先配置於電子裝置10。在電子裝置10出廠前，角度對照表可以藉由同時開啟所有陣列天線，並根據各個陣列天線接收同一個入射波束訊號的入射角的差異，再以不同入射角的入射波束訊號重覆上述動作來建立。舉例來說，以第1圖之電子裝置10為例，陣列天線106a-d分別位於電子裝置10之四邊上，若每一陣列天線106a~106d為一維的天線，其訊號接收角度的範圍約為0-180度，對於同一個波束訊號，陣列天線106a與陣列天線106c會偵測到相似的入射角，陣列天線106b與陣列天線106d會偵測到相似入射角。在不斷地改變波束訊號的入射角並進行量測及記錄後，便可得到完整的角度對照表。
步驟S207可用來在只開啟一個陣列天線的情況下，藉由估計及查表的方式得到未開啟的陣列天線的第一虛擬通道資訊。
S209中，運算單元102根據第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊開啟陣列天線其中之一，並關閉其他的陣列天線。在一實施例中，運算單元102可將第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊分別轉換成一接收訊雜比(received signal to noise ratio, RSNR)，並根據對應於各個陣列天線的RSNR選擇要開啟的陣列天線。舉例來說，運算單元102可開啟陣列天線中具有最大的RSNR者，並關閉其他陣列天線。舉例來說，假設在步驟S201中初步估計出陣列天線106a具有最大的接收功率，然而藉由步驟S209得知陣列天線106b具有最大的RSNR，則在步驟S209中陣列天線106b會被開啟，陣列天線106a會被關閉，陣列天線106c、106d維持關閉。在上述的例子中，步驟S205所指的開啟的陣列天線為陣列天線106a，步驟S209所指的開啟的陣列天線則為陣列天線106b，即運算單元102有執行切換開啟的陣列天線的操作。在另一個例子中，假設在步驟S201中初步估計出陣列天線106a具有最大的接收功率，而藉由步驟S209得知陣列天線106a具有最大的RSNR，則在步驟S209中陣列天線106a會維持開啟，陣列天線106b~106d維持關閉，也就是步驟S205與步驟S209所指的開啟的陣列天線是相同的。通道資訊轉換為RSNR的方式可採用本領域中常用的計算方式，本發明不予以限定。
S211中，運算單元102藉由開啟的陣列天線接收波束訊號，並計算波束訊號對應於開啟的陣列天線的一第二通道資訊。補充說明的是，運算單元102藉由開啟的陣列天線接收波束訊號，透過通道估測演算法而得到第二通道資訊，並根據第二通道資訊透過演算法，例如牛頓正交匹配追踪演算法 (Newtonized orthogonal matching pursuit， NOMP)演算法，解析推得對應於接收波束訊號的每一路徑的一第二增益、一第二延遲及一第二入射角(共L個路徑)。步驟S211是選擇性執行的，當步驟S209開啟與步驟S205不同的陣列天線時，即切換開啟的陣列天線時，步驟S211及步驟S213才會被執行。步驟S211與步驟S205是類似的，差異在於運算單元102藉由開啟的陣列天線計算出的通道資訊(例如，第二通道資訊)而推得接收到的波束訊號的第二增益
Figure 02_image033
、第二延遲
Figure 02_image035
以及第二入射角
Figure 02_image037
，與對應於各未開啟的陣列天線的第二功率比例參數
Figure 02_image039
及角度對照表之角度差異參數
Figure 02_image025
，透過下列公式計算對應於各未開啟的陣列天線的一第二虛擬通道資訊。其中，若在步驟S209，開啟的陣列天線從陣列天線106a切換到陣列天線106b，則可從步驟S201中各陣列天線106a~106d的接收功率，運算單元102會計算對應於各個未開啟的陣列天線106a,106c,106d的接收功率相對於對應於陣列天線106b的接收功率的比例，做為對應於各個未開啟的陣列天線106a、106c、106d的第二功率比例參數
Figure 02_image039
。如此，可根據估計及查表的方式得到未開啟的陣列天線的第二虛擬通道資訊。
Figure 02_image041
S213中，運算單元102根據第二通道資訊更新角度對照表。運算單元102可藉由實際的通道資訊(即第二通道資訊)中的第二入射角來更新角度對照表中對應的欄位中的值(角度差異參數
Figure 02_image025
)。在實際的情況中，電子裝置在出廠以後可能在外觀、使用習慣或環境上會有改動，例如使用者可能會為智慧型手機配置防摔殼。這可能使得角度對照表需要被調整。藉由步驟S211與步驟S213，可以令電子裝置具有線上學習(online learning)的功能，能夠不斷更新角度對照表，提高接收波束訊號的效能。
根據電子裝置的效能不同，步驟S205及步驟S211中推得的入射角可包括一垂直入射角及一水平入射角。在這樣的實施例中，角度對照表可包括一水平角度對照部分及一垂直角度對照部分，其中水平角度對照部分記載該些陣列天線之間的水平入射角的轉換，垂直角度對照部分記載該些陣列天線之間的垂直入射角的轉換。也就是說，計算出的第一通道資訊或第二通道資訊包括有水平入射角及垂直入射角的參數。而在估計第一虛擬通道資訊或第二虛擬通道資訊時，第一虛擬通道資訊或第二虛擬通道資訊的水平入射角可藉由查角度對照表的水平對照部分來得到，第一虛擬通道資訊或第二虛擬通道資訊的垂直入射角可藉由查角度對照表的垂直對照部分來得到。
總結來說，本發明可以有效降低多陣列天線在切換上消耗的功率及時間。此外，本發明能藉由比較實際的入射角與角度對照表中記載的入射角來更新角度對照表，使得角度對照表在電子裝置出廠後能夠適應電子裝置外觀、使用習慣或環境的更動進行線上學習。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:電子裝置 102:運算單元 104:儲存單元 106a~106d:陣列天線 S201~S213:步驟
Figure 02_image043
、
Figure 02_image045
:入射角
第1圖繪示根據本發明一實施例的電子裝置的方塊圖。 第2圖繪示根據本發明一實施例的多陣列天線切換方法的流程圖。 第3圖繪示第一入射角與第二入射角的示意圖。
S201~S213:步驟

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，包括： 複數組陣列天線，各該陣列天線包括一功率偵測單元及用於波束成形的複數個天線單元； 一儲存單元，用以儲存一角度對照表；以及 一運算單元，耦接至該些陣列天線及該儲存單元，且被配置用以執行： 開啟該些陣列天線，並藉由各該陣列天線的該功率偵測單元取得一波束訊號對應於各該陣列天線的一接收功率； 關閉對應於具有該些接收功率中最大者以外的該些陣列天線，並根據該些接收功率計算對應於未開啟的各該陣列天線的一第一功率比例參數； 藉由開啟的該陣列天線接收該波束訊號，並計算該波束訊號對應於開啟的該陣列天線的一第一通道資訊； 根據對應於開啟的該陣列天線的該第一通道資訊得到接收該波束訊號的一或多個路徑的一或多個第一增益、一或多個第一延遲及一或多個第一入射角、對應於未開啟的各該陣列天線的該第一功率比例參數及該角度對照表計算對應於未開啟的各該陣列天線的一第一虛擬通道資訊；以及 根據該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的該些陣列天線， 其中該角度對照表記載該些陣列天線對於相同的一入射波束訊號的一入射角轉換關係。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中根據該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的該些陣列天線的操作之後，當開啟的該陣列天線切換到另一該陣列天線開啟時，該運算單元更被配置以執行： 藉由開啟的另一該陣列天線接收該波束訊號，並計算該波束訊號對應於開啟的另一該陣列天線的一第二通道資訊；以及 根據該第二通道資訊更新該角度對照表。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中於藉由開啟的另一該陣列天線接收該波束訊號，並計算該波束訊號對應於開啟的另一該陣列天線的該第二通道資訊的操作中，該運算單元藉由開啟的另一該陣列天線的該第二通道資訊得到該波束訊號的一或多個第二增益、一或多個第二延遲及一或多個第二入射角，並根據該一或多個第二增益、該一或多個第二延遲、該一或多個第二入射角、對應於開啟的另一該陣列天線的一第二功率比例參數及該角度對照表計算對應於未開啟的各該陣列天線的一第二虛擬通道資訊。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中於根據該第二通道資訊更新該角度對照表的操作中，該運算單元根據該第二入射角更新該角度對照表。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中於根據該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的該些陣列天線的操作中，該運算單元將該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊分別轉換為一接收訊雜比，並選擇具有該些接收訊雜比中最大者的該陣列天線開啟。
  6. 一種多陣列天線的切換方法，由一電子裝置的一運算單元執行，該切換方法包括： 開啟該電子裝置的複數個陣列天線，並藉由各該陣列天線的一功率偵測單元取得一波束訊號對應於各該陣列天線的一接收功率； 關閉對應於具有該些接收功率中最大者以外的該些陣列天線，並根據該些接收功率計算對應於未開啟的各該陣列天線的一第一功率比例參數； 藉由開啟的該陣列天線接收該波束訊號，並計算該波束訊號對應於開啟的該陣列天線的一第一通道資訊； 根據對應於開啟的該陣列天線的該第一通道資訊得到接收該波束訊號的一或多個路徑的一或多個第一增益、一或多個第一延遲及一或多個第一入射角、對應於未開啟的各該陣列天線的該第一功率比例參數及一角度對照表計算對應於未開啟的各該陣列天線的一第一虛擬通道資訊；以及 根據該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的該些陣列天線， 其中該角度對照表記載該些陣列天線對於相同的一入射波束訊號的一入射角轉換關係。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之切換方法，其中根據該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的該些陣列天線的步驟之後，當開啟的該陣列天線切換到另一該陣列天線開啟時，該切換方法更包括： 藉由開啟的另一該陣列天線接收該波束訊號，並計算該波束訊號對應於開啟的另一該陣列天線的一第二通道資訊；以及 根據該第二通道資訊更新該角度對照表。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之切換方法，其中於藉由開啟的另一該陣列天線接收該波束訊號，並計算該波束訊號對應於開啟的另一該陣列天線的該第二通道資訊的步驟中，該運算單元藉由開啟的另一該陣列天線的該第二通道資訊得到該波束訊號的一或多個第二增益、一或多個第二延遲及一或多個第二入射角，並根據該一或多個第二增益、該一或多個第二延遲、該一或多個第二入射角、對應於開啟的另一該陣列天線的一第二功率比例參數及該角度對照表計算對應於未開啟的各該陣列天線的一第二虛擬通道資訊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之切換方法，其中於根據該第二通道資訊更新該角度對照表的步驟中，該運算單元根據該第二入射角更新該角度對照表。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之切換方法，其中於根據該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊選擇該些陣列天線其中之一開啟，並關閉其他的該些陣列天線的步驟中，該運算單元將該第一通道資訊及該些第一虛擬通道資訊分別轉換為一接收訊雜比，並選擇具有該些接收訊雜比中最大者的該陣列天線開啟。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12088013B2 (en) 2021-03-30 2024-09-10 Skyworks Solutions, Inc. Frequency range two antenna array with switches for joining antennas for frequency range one communications
CN115144811A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 华为技术有限公司 一种信号到达角度估计方法及电子设备
WO2023013798A1 (ko) * 2021-08-06 2023-02-09 엘지전자 주식회사 A/v 전송 장치 및 무선 디스플레이 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100295732A1 (en) * 2009-05-20 2010-11-25 Agency For Defense Development System and method for removing channel phase error in a phase comparison direction finder
US20150071310A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Radio measurement method and radio measurement apparatus using multi-antenna channel multiplex
EP2311143B1 (en) * 2008-06-30 2015-04-22 QUALCOMM Incorporated Antenna array configurations for high throughput mimo wlan systems
TW201941551A (zh) * 2018-02-15 2019-10-16 美商太空探索科技公司 相控陣列天線用之波束成形器格組
US20190363453A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Phased array antenna module and communication device including the same

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20012587A (fi) * 2001-12-28 2003-06-29 Nokia Corp Menetelmä laskevan siirtotien kanavan estimoimiseksi ja tilaajapäätelaite
US20030228857A1 (en) 2002-06-06 2003-12-11 Hitachi, Ltd. Optimum scan for fixed-wireless smart antennas
US11063625B2 (en) 2008-08-14 2021-07-13 Theodore S. Rappaport Steerable antenna device
US8781420B2 (en) 2010-04-13 2014-07-15 Apple Inc. Adjustable wireless circuitry with antenna-based proximity detector
US9549290B2 (en) 2013-12-19 2017-01-17 Google Technology Holdings LLC Method and apparatus for determining direction information for a wireless device
EP3140924A1 (en) * 2014-05-08 2017-03-15 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Beam forming using an antenna arrangement
US9414285B2 (en) 2014-06-30 2016-08-09 Qualcomm Incorporated Handover with integrated antenna beam training in wireless networks
EP3295581B1 (en) * 2015-05-14 2021-02-17 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Measurement procedures for drs with beamforming
US20170110787A1 (en) 2015-10-14 2017-04-20 Apple Inc. Electronic Devices With Millimeter Wave Antennas And Metal Housings
US10389428B2 (en) 2016-11-23 2019-08-20 Qualcomm Incorporated Techniques and apparatuses for switching between a single antenna subarray operation and a multiple antenna subarray operation for different traffic types
US9948377B1 (en) * 2017-02-06 2018-04-17 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. System and method for spatial beamforming modulation
CN107181705B (zh) 2017-05-24 2020-04-14 深圳先进技术研究院 一种半盲信道估计方法及系统
US10330770B2 (en) * 2017-11-09 2019-06-25 Cisco Technology, Inc. Channel estimation in OFDMA for switched antenna array based angle-of-arrival location
US11190953B2 (en) * 2017-11-13 2021-11-30 Futurewei Technologies, Inc. Apparatus and method using mobile sensor based beam steering control
TWI663849B (zh) 2017-12-04 2019-06-21 財團法人工業技術研究院 波束成型校準系統及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2311143B1 (en) * 2008-06-30 2015-04-22 QUALCOMM Incorporated Antenna array configurations for high throughput mimo wlan systems
US20100295732A1 (en) * 2009-05-20 2010-11-25 Agency For Defense Development System and method for removing channel phase error in a phase comparison direction finder
US20150071310A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Radio measurement method and radio measurement apparatus using multi-antenna channel multiplex
TW201941551A (zh) * 2018-02-15 2019-10-16 美商太空探索科技公司 相控陣列天線用之波束成形器格組
US20190363453A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Phased array antenna module and communication device including the same

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