WO2021062758A1 - 用于多输入多输出mimo通信的装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种用于多输入多输出MIMO的方案,用于在消除接收信号中阻塞干扰的同时,降低移相器数量和校准成本。通过开关模块和移相网络的结合,在接收信号中无阻塞干扰时,接收信号不通过移相网络。在接收信号中存在阻塞干扰时,通过移相网络对接收信号的相位处理,以分离阻塞干扰。
Description
本申请涉及电子通信领域,尤其涉及一种用于多输入多输出MIMO通信的装置及系统。
在无线通信系统中,为了提高通信速率或数据传输的可靠性,多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)技术被广泛地运用到了发射机和接收机中。此外,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)组织在下一代演进的新无线电(new radio,NR)系统中,将高频频段纳入系统设计的考虑范围内。为了在高频场景下对抗路径损耗,MIMO接收机可以更多地采用波束赋形(beamforming)技术来提高通信增益。
阻塞特性(blocking characteristic)可用于衡量接收机在存在除寄生响应和相邻信道干扰以外的干扰的情况下,于指定信道频率上接收目标信号的能力。研究MIMO通信系统如何提高阻塞特性的方法具有重要意义。
发明内容
本申请实施例提供了一种用于多输入多输出MIMO通信的方案,该方案包括了用于MIMO通信的装置以及系统,用于分离阻塞干扰和有用信号,提高接收机的阻塞特性。
本申请实施例提供了一种用于多输入多输出MIMO通信的装置,所述装置包括:
第一射频接收通道,以及第二射频接收通道;
所述第一射频接收通道包括开关模块,与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制器;
所述第二射频接收通道包括所述开关模块,与所述开关模块的第二输出端耦合的移相网络,以及与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器;
所述开关模块,用于在所述第一输出端和所述第二输出端中选择一个输出端导通;
所述移相网络,用于调整来自所述第二输出端的输出信号的相位;
其中,所述第一射频接收通道的数量大于或等于所述第二射频接收通道的数量。
应理解,上述装置可以集成为射频集成电路RFIC,其中,射频集成电路可以是射频前端RFFE,还可以是射频收发机。或者,上述装置可以为终端或无线网络设备。
在接收信号不存在阻塞干扰时,开关模块可以选择从第一输出端导通,通过模拟自动增益控制器来控制信号幅度的变化,以便后续电路处理。在接收信号存在阻塞干扰时,开关模块可以选择从第二输出端导通,移相网络可以接收到来自不同开关的信号,并对该信号进行移相处理,以分离阻塞干扰和有用信号,以及干扰消除。
应理解,随着MIMO通信技术的发展,MIMO通信所需要的射频接收通道越来越 多,例如,一般无需网络设备需要64条射频接收通道或256条射频接收通道。直接采用全连接接收机中的移相网络架构,会使得通信装置中的每条射频接收通道中都需要集成一组移相器,器件成本高,并且随着移相器数量的增加,通信装置的尺寸也会增大,同时,校准成本也较高。但在具体实施过程中,需要处理的BI数可能没有这么多,也会造成一定的浪费。本申请实施例提供的方案仅在部分射频接收通道上集成移相网络,可以在保障射频接收通道不变的情况下,降低移相网络的数量。并且第一射频接收通道和第二射频接收通道可以复用一部分模拟自动增益控制器,可以降低成本。
上述第一方面所提供的装置,一方面,可以通过移相网络调整输入信号的相位,分离阻塞干扰和有用信号,或者,提取有用信号,以降低阻塞干扰的影响,提高接收机的阻塞特性。同时,根据接收信号是否存在阻塞干扰,通过开关模块导通不同的输出端,选择合适的处理通道,可以保障通信链路器件的正常工作动态范围;另一方面,较全连接架构的接收机而言,本申请所提出的装置在保障接收通道数不变的情况下,可有效降低移相网络的数量,降低硬件成本和校准成本。
结合上述第一方面提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述开关模块包括n个开关,所述移相网络包括多组移相器,所述多组移相器中的每组移相器包括n个移相器;所述n个开关中的每个开关的第二输出端与所述多组移相器中的每组移相器的一个移相器耦合,其中,n为不小于2的正整数。
应理解,上述装置中每个开关都分别与每组移相器中的一个移相器耦合,不同开关与不同的移相器耦合。各射频接收通道上所传输的信号可以经过该射频接收通道上的移相器组成的移相网络调整相位。这里,上述移相网络中移相器的数量等于第二射频接收通道中集成的模拟自动增益控制器数乘以开关数,其中,开关数为第一射频接收通道数与第二射频接收通道数的最大值。采用全连接接收机中的移相网络中的移相器数为射频接收通道数乘以天线数。上述装置可以减少移相器的数量,降低器件成本和校准成本。
具体地,例如,对于64条接收通道。本申请实施例提供的装置包括64根天线,64条第一射频接收通道,64条第二射频接收通道,第一射频接收通道与第二射频接收通道共用有5个模拟自动增益控制器和64个开关。则移相网络需要320个移相器。对于全连接接收机架构,包括64条接收通道,64根天线,则移相网络需要4096个移相器。
结合上述第一方面或第一方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述移相网络包括与所述移相器串联的数字衰减控制器,所述数字衰减控制器用于调整所述移相网络输出信号的幅值。
应理解,针对一个移相网络内,各组串联的数字控制衰减器与移相器可并联输出信号,该并联输出的信号为相位和幅度调整后的各所述开关模块的第二输出端所输出的信号的叠加。移相网络不仅可以调整信号的相位,还可以通过数字控制衰减器调整信号的幅度,进一步消除阻塞干扰信号,降低干扰残余量。
结合上述第一方面或第一方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制用于调整所述第一射频接收通道的输出增益,所述与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器用于调整所述第二射频接收通道的输出增益。
应理解,第二射频接收通道复用了第一射频接收通道中的部分模拟自动增益控制器,该部分模拟自动增益控制器可以根据开关模块选择第一输出端导通或选择第二输出端导通,而确定调整第一射频接收通道的输出增益,或调整第二射频接收通道的输出增益。
结合上述第一方面或第一方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述装置还包括:阵列天线,以及与所述阵列天线耦合的移相器;所述与所述阵列天线耦合的移相器用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,所述与所述阵列天线耦合的移相器通过射频前端器件与所述开关模块耦合。
应理解,所述通信装置为混合波束赋形HBF架构,可通过设置各天线子阵列的每个天线阵子和移相器满足特定的幅度和相位,使得接收信号的功率增益具有方向性,即在某些接收方向上的信号功率增益较高,在某些接收方向上的信号功率增益较低。同样,HBF架构下的通信装置也可以在数字域以资源块组RBG为粒度进行加权,满足5G NR协议的要求。
结合上述第一方面或第一方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述装置还包括:天线和射频前端器件;所述天线,用于接收射频信号;所述射频前端器件,用于从所述天线接收所述射频信号并将所述射频信号传输至所述开关模块。
应理解,上述装置可以用于数字波束赋形DBF架构。数字波束赋形架构的通信装置可以并行处理多路信号,并行获得多路不同的输出信号。同样,该装置也可以在数字域以大于或等于资源块组RBG的粒度进行加权。
结合上述第一方面或第一方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述装置还包括:处理器,所述处理器用于根据所述装置的接收信号使能所述开关模块选择所述第一输出端导通,或者,使能所述开关模块选择所述第二输出端导通。
应理解,开关模块选择哪一个输出端导通可由处理器或控制电路来控制。这个处理器可以是基带处理器,也可以是微处理器。
结合上述第一方面或第一方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述装置还包括:与所述开关模块的输入端耦合的低噪声放大器。
应理解,在开关模块输入端之前集成低噪声放大器,较于在第一射频接收通道和第二射频接收通道集成低噪声放大器,所需要的低噪声放大器的数量更少。可以降低 成本和装置尺寸。
第二方面,本申请提供另一种用于多输入多输出MIMO通信的装置,所述装置包括:
阵列天线,与所述阵列天线耦合的第一移相网络,以及第二移相网络;
所述第一移相网络用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位;
所述第二移相网络通过射频前端器件与所述第一移相网络的输出端耦合,用于调整来自所述第一移相网络的输入信号相位。
应理解,所述装置可以用于混合波束赋形架构,所述阵列天线与所述第一移相网络可理解为构成了相位控制阵列天线,通过第一移相网络中的各移相器控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,以合成不同相位的波束,一方面,可提高装置的灵活性,另一方面,可以在数字域以大于或等于资源块组RBG的粒度进行加权。另外,通过所述第二移相网络调整来自射频前端器件的输入信号相位,以降低阻塞干扰的影响,可以提高接收机的阻塞特性。
第三方面,本申请提供一种终端,该终端包括如第一方面至第二方面任一方面或任一可能的实施方式中所述的装置。
第四方面,本申请提供一种无线网络设备,该无线网络设备包括如第一方面至第二方面任一方面或任一可能的实施方式中所述的装置。
第五方面,本申请提供一种终端,所述终端包括:第一射频接收通道、第二射频接收通道、下变频器以及处理器;所述第一射频接收通道包括开关模块,与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制器;所述第二射频接收通道包括所述开关模块,与所述开关模块的第二输出端耦合的移相网络,以及与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器;所述下变频器的输入端与所述第一射频接收通道、所述第二射频接收通道分别耦合,所述下变频器的输出端与所述处理器耦合;所述开关模块用于在所述第一输出端和所述第二输出端中选择一个输出端导通;所述移相网络用于调整来自所述第二输出端的输出信号的相位;其中,所述第一射频接收通道的数量大于或等于所述第二射频接收通道的数量。
结合上述第五方面或第五方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述终端还包括:阵列天线,以及与所述阵列天线耦合的移相器;所述与所述阵列天线耦合的移相器用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,所述与所述阵列天线耦合的移相器通过射频前端器件与所述开关模块耦合。
在另一种可选的实现方式中,所述终端还包括:天线和射频前端器件;所述天线,用于接收射频信号;所述射频前端器件,用于从所述天线接收所述射频信号并将所述射频信号传输至所述开关模块。
结合上述第五方面或第五方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述处理器用于根据所述装置的接收信号使能所述开关模块选择所述第一输出端导通,或者,使能所述开关模块选择所述第二输出端导通。
结合上述第五方面或第五方面中任一种可选的实施方式所提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制用于调整所述第一射频接收通道的输出增益,所述与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器用于调整所述第二射频接收通道的输出增益。
应理解,第五方面及第五方面中任一种可选的实施方式为第一方面基于同一发明构思的方案,有益效果和设计细节可以参考第一方面所提供的技术方案相关表述,此处不再重复赘述。
第六方面,本申请提供一种用于多输入多输出MIMO通信的装置,所述装置包括:
m+n个开关模块,n个移相网络,以及m+n个模拟自动增益控制器,其中,m和n为正整数;
每个所述开关模块的第一输出端分别与一个所述模拟自动增益控制器的输入端耦合,每个所述开关模块的第二输出端分别与每个所述移相网络的一个输入端耦合,每个所述移相网络的输出端与一个所述模拟自动增益控制器的输入端耦合,其中,不同所述移相网络所耦合的所述模拟自动增益控制器不同,不同所述开关模块所耦合的所述模拟自动增益控制器也不同;
所述开关模块用于在所述第一输出端和所述第二输出端中选择一个输出端导通。
应理解,上述装置可以集成为射频集成电路RFIC,其中,射频集成电路可以是射频前端RFFE,还可以是射频收发机。或者,上述装置可以为终端或无线网络设备。
在接收信号不存在阻塞干扰时,开关模块可以选择从第一输出端导通,通过模拟自动增益控制器来控制信号幅度的变化,以便后续电路处理。在接收信号存在阻塞干扰时,开关模块可以选择从第二输出端导通,每个移相网络都可以接收到来自不同开关的信号,并对该信号进行移相处理,以分离阻塞干扰和有用信号,以及干扰消除。
应理解,一方面,通过移相网络调整输入信号的相位,以降低阻塞干扰的影响,可以提高接收机的阻塞特性,同时,根据接收信号是否存在阻塞干扰,通过开关模块导通不同的输出端,选择合适的处理通道,可以保障通信链路器件的正常工作动态范围;另一方面,较全连接架构的接收机而言,本申请所提出的装置在保障接收通道数不变的情况下,可有效降低移相网络的数量,降低硬件成本和校准成本。
结合上述第六方面提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,每个所述开关模块的第二输出端与每个所述移相网络内的一个移相器耦合,不同所述开关模块的第二输出端所耦合的所述移相器不同。
应理解,各所述移相网络内的所述移相器可以针对来自其所耦合的所述开关模块的第二输出端的输入信号进行相位的调整,各所述移相网络所输出的信号为相位调整后的各所述开关模块的第二输出端所输出的信号的叠加。该装置的电路简单,硬件成 本和校准成本较低,集成度更高。
结合第六方面可选的实现方式提供的技术方案,在一种可选的实现方式中,所述移相网络还包括:与所述移相器所串联的数字控制衰减器。
应理解的是,所述数字控制衰减器可以串联在每个所述移相器的输入端,或者,所述数字控制衰减器还可以串联在每个所述移相器的输出端。针对一个移相网络内,各组串联的数字控制衰减器与移相器可并联输出信号,该并联输出的信号为相位和幅度调整后的各所述开关模块的第二输出端所输出的信号的叠加。所述移相网络不仅可以调整信号的相位,还可以通过数字控制衰减器调整信号的幅度,进一步消除阻塞干扰信号,降低干扰残余量。
结合第六方面或任一可选的实施方式提供的技术方案,在一种可选的实施方式中,所述装置还包括:阵列天线,以及与所述阵列天线耦合的移相器;所述与所述阵列天线耦合的移相器用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,所述与所述阵列天线耦合的移相器通过射频前端器件与所述开关模块耦合。应理解,所述通信装置可以用于混合波束赋形,并且可以在数字域以大于或等于资源块组RBG的粒度进行加权,满足5G NR协议的要求。
在另一种可选的实施方式中,所述装置还包括天线和射频前端器件;所述天线,用于接收射频信号;所述射频前端器件,用于从所述天线接收所述射频信号并将所述射频信号耦合至所述开关模块。
应理解,上述装置可以用于数字波束赋形架构。数字波束赋形架构的通信装置可以并行处理多路信号,并行获得多路不同的输出信号。同样,该装置也可以在数字域以大于或等于资源块组RBG的粒度进行加权。
结合第六方面或任一可选的实施方式提供的技术方案,在一种可选的实施方式中,所述装置还包括:下变频器,模拟数字转换器。应理解,下变频器和模拟数字转换器可以将模拟信号转换为处理器可处理的数字基带信号。
结合第六方面或任一可选的实施方式提供的技术方案,在一种可选的实施方式中,所述装置还包括:处理器,所述处理器用于根据接收信号使能所述开关模块选择所述第一输出端导通,或者,使能所述开关模块选择所述第二输出端导通。
第七方面,本申请提供了一种通信系统,该通信系统包括如第三方面或第五方面或第六方面或任一种可选的实施方式所述的终端,和/或,如第四方面所述的无线网络设备。
本申请实施例所提供的方案,通过移相网络、模拟自动增益控制器等器件所组成的射频接收电路,可以有效分离阻塞干扰和有用信号,以及干扰消除。另外,可以在保障射频接收通道数量不变的情况下,降低移相网络的数量。并且可以通过复用模拟 自动增益控制器,进一步降低成本。
图1为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种接收信号的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种接收信号通过模拟数字转换器的变化示意图;
图6为本申请实施例提供的一种包括全连接架构接收机的通信装置的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种通信装置的架构示例性设计;
图8为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示例性设计;
图9为本申请实施例提供的第一RF接收通道的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的第二RF接收通道的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种移相网络的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种移相网络的结构示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种通信装置的结构示例性设计;
图14为本申请实施例提供的又一种通信装置的结构示例性设计。
应理解,上述结构示意图中,各框图的尺寸和形态仅供参考,不应构成对本申请实施例的排他性的解读。结构示意图所呈现的各框图间的相对位置和包含关系,仅为示意性地表示各框图间的结构关联,而非限制本申请实施例的物理连接方式。
本申请提供用于MIMO通信的方案,包括用于MIMO通信的装置及系统。由于这些技术方案解决问题的原理相同或相似,在如下具体实施例的介绍中,某些重复之处可能不再赘述,但应视为这些具体实施例之间已有相互引用,可以相互结合。
应理解,术语“示例性”在此用于表示“用作示例、实例或者说明”。在此描述为示例性的任何设计无需构造为在其他设计之上的优选或有利的设计。
图1为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图。图2为本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图。图1和图2分别示出了由无线网络设备和终端组成的无线通信系统10以及无线通信系统20。
应理解,虽然图1和图2仅示出两个无线网络设备和两个终端,该无线通信系统10和该无线通信系统20也可以包括其他数目的无线网络设备和终端,还可以包括其他网络设备。
上述无线通信系统可以作为基于第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)技术规范的移动通信系统的一个示例,也可以涵盖基于其他无线通信标准的无线通信系统,例如电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)的802系列,如802.11、802.15、802.20等无线通信标准。
其中,无线网络设备可以是像基站这样的无线网络接入设备。基站具体可以是第 5代(5th generation,5G)移动通信系统中的通用节点(generation Node B,gNB),第4代(4th generation,4G)移动通信系统的演进节点B(evolutional Node B,eNB或eNodeB),以及其他可能的无线接入技术中的基站。基站的物理形态和发射功率也可以有多种,例如宏基站(macro base station)或微基站(micro base station)。
终端也可以被称为用户设备(user equipment,UE),移动台(mobile station,MS)或订户单元(subscriber unit,SU)。终端具体可以是但不限于移动电话、平板电脑(tablet computer),膝上型电脑(laptop computer),可穿戴设备(智能手表、智能手环,智能头盔,智能眼镜等),以及其他具备无线接入能力的通信设备,如各种物联网设备,包括智能家居设备(智能电表、智能家电等),智能车辆等。
不同的运营商所采用的通信设备距离可能比较近(如不同运营商共同使用同一个铁塔)。具体地,例如图1所示,同一铁塔上存在多个无线网络设备,以其中距离较近的运营商A采用的无线网络设备101和运营商B采用的无线网络设备102为例。上述两个运营商的无线网络设备可能未完全同步。在无线网络设备101通过发射天线向终端111发射信号的同时,无线网络设备102通过接收天线接收来自终端112的信号。此时,无线网络设备102大概率也会收到无线网络设备101所发射的信号,由于无线网络设备101与无线网络设备102的距离较近,该接收到的无线网络设备101所发射的信号衰减较小。对于无线网络设备102而言,该信号属于来自其他运营商的大功率未知干扰信号,并且该干扰信号可能与无线网络设备101所发射的信号频域存在部分重叠。
或者,如图2中所示的多个无线网络设备,各无线网络设备的信号可能覆盖一定区域,不同无线网络设备的信号所覆盖的区域可能有重叠的部分。在该重叠的区域,可能存在不同终端。以图2中所示的无线通信系统20中的终端211和终端212为例,该终端211和该终端212位于无线网络设备201和无线网络设备202的信号覆盖重叠区域。无线网络设备201向终端211发射信号,无线网络设备202向终端212发射信号,对于终端211而言,可能会收到无线网络设备202所发射的信号。由于终端211位于无线网络设备201与无线网络设备202的信号覆盖该重叠区域,对于终端211而言,接收到的无线网络设备201和无线网络设备202所发射的信号强度相近,接收到的无线网络设备201所发射的信号为大功率的未知干扰信号,并且该干扰信号可能与无线网络设备201所发射的信号频域存在部分重叠。
图3为本申请实施例提供的一种接收信号的结构示意图。接收机所接收到的接收信号可能包括未知的干扰信号以及有用信号。其中,干扰信号是大功率信号,有用信号是小功率信号。如图3所示的一种接收信号是干扰信号与有用信号的叠加。其中,该干扰信号的信号频率与该有用信号的信号频率存在部分重叠,并且该干扰信号的功率远大于该有用信号的功率,信干噪比(signal to interference plus noise ratio,SINR)较低。若该干扰信号与该有用信号在时域和空域上也存在部分重叠(例如,该干扰信号和该有用信号所对应的波束之间存在部分重叠),当该大功率干扰信号为未知干扰信号时,接收机无法通过接收机当前系统中的滤波模块(例如,滤波器)直接滤除该信号,也难以直接通过现有的软件算法或硬件处理将该干扰信号和有用信号有效地分 离。
图4为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图,图5为本申请实施例提供的一种接收信号通过模拟数字转换器的变化示意图,图6为本申请实施例提供的一种包括全连接架构接收机的通信装置的结构示意图。
如图4所示,通信装置40包括天线模块410、低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)420、模拟自动增益控制器(analog auto gain controller,AAGC)430、下变频器(down converter)440、模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)450以及处理器460。
其中,该通信装置40包括n条射频(radio frequency,RF)接收通道,其中,n为正整数。天线模块410用于接收电磁波并将该电磁波转化成RF信号。可以理解的是,RF信号是高频信号,基带信号是频率由零开始的基本信号。处理器一般无法直接处理RF信号。进一步地,基带信号可以进一步分为模拟基带信号和数字基带信号。RF信号可以在被转换为模拟基带信号之后进一步转换为数字基带信号。
具体地,RF接收通道包括LNA、AAGC、下变频器等器件。另外,RF接收通道还依次与ADC、处理器耦合。下面以第n条RF接收通道为例,展开具体介绍。低噪声放大器42n用于放大来自天线模块410的第一RF信号,与低噪声放大器42n耦合的模拟自动增益控制器43n用于输出第二RF信号,该第二RF信号较第一RF信号的增益由模拟自动增益控制器43n控制,即模拟自动增益控制器43n用于控制输出信号的增益,下变频器44n用于将第二RF信号下变频至中频(intermediate frequency,IF)信号或低频(low frequency,LF)信号。另外,与下变频器44n耦合的模拟数字转换器45n用于将接收到的IF信号或LF信号由模拟信号转为数字信号,以供处理器460处理。
其中,根据图1至图3相关表述可知,天线模块所接收到的RF信号可能包括大功率未知干扰信号和有用信号,即天线模块所接收到的RF信号的SINR较低。并且,由于所接收到的大功率未知干扰信号的存在,接收信号的总功率较高。与该大功率未知干扰信号相比,有用信号功率较小,可能会导致通信装置中的非线性器件饱和,从而造成输出信号的非线性失真。例如,接收到的RF信号的功率超出了LNA线性放大的范围。另外,接收信号的总功率较高还有可能使器件达到饱和状态,输出被截断的饱和信号。例如,低噪声放大器所输出的模拟信号包括有用信号和大功率干扰信号,如图5所示,可能会超出模拟数字转换器转换的动态范围,模拟数字转换器所采样输出的信号不是干扰信号或有用信号,而是几乎被截断的饱和输出以及量化噪声的叠加,可以理解的是,这样的输出信号属于无效输出,难以通过基带处理器等数字域处理模块来进行信号的解调和处理。
当强干扰信号和有用信号同时被接收机接收,且该强干扰信号和该有用信号的频域、时域和空域均存在部分重叠,强干扰信号导致接收机的非线性器件饱和,产生非线性失真或输出被截断的饱和信号,上述强干扰信号可理解为阻塞干扰(blocking interference,BI)信号。当RF接收通道的检测机制检测出BI信号的存在时,模拟自动增益控制器可能会控制RF输出信号的增益回退,即降低该输出信号的增益大小。 由于该RF信号的SINR较低,该输出信号的增益降低后,处理器容易解调失败,降低系统性能。
在传统的数字波束赋形接收架构中,例如图4中的接收机,不存在任何RF模拟的波束赋形器件或模块,所有的波束赋形加权都在数字域内完成。并且,根据当前5G NR系统相关通信技术的讨论,数字波束赋形接收机中的波束赋形需要在数字域以物理资源块(physical resource block,PRB)为粒度进行数字加权,其中,PRB大于或等于资源块组(resource block group,RBG)。因此,在传统的数字波束赋形接收架构存在BI信号的场景下无法进行RF抗干扰与动态恢复。
如图6所示,一种包括全连接架构接收机的通信装置60包括天线模块610、移相网络620、模拟自动增益控制器630、下变频器640、模拟自动增益控制器650以及处理器660。通信装置60中的天线模块、AAGC、下变频器、ADC以及处理器的功能和工作方式可参考图4相关器件表述,这里不再重复赘述。
通信装置60包括n条RF接收通道,其中,n为正整数。具体地,RF接收通道包括移相网络中的移相器(phase shifter或phase switcher)、AAGC、下变频器等器件。另外,RF接收通道还依次与ADC、处理器耦合。具体地,移相网络620包括n组移相器:移相网络621至移相网络62n,每条RF接收通道包括该n组移相器其中的一组,每组移相器共有m个移相器,每组移相器内的移相器并联。天线模块610包括m根天线,每根天线与各条RF接收通道相耦合,即:每根天线与该n组移相器相耦合。更具体地,每根天线与各条RF接收通道中的一个移相器相耦合,这里,移相器用于信号相位的调整,并且各组移相器内的移相器并联后与模拟自动增益控制器耦合。换句话说,每组移相器都可以接收到m根天线的输出信号,并分别对该m根天线的输出信号调整相位。
下面以第n条RF接收通道为例,展开具体介绍。第n条RF接收通道包括一组移相器,具体的,该组移相器包括m个并联的移相器。天线610中的m根天线分别与第n条RF接收通道中的一个移相器相连,该m个并联的移相器与模拟自动增益控制器63n串联。来自m根天线的射频信号分别通过m个移相器移相后输出,模拟自动增益控制器63n接收到移相后加和的射频信号。
应理解,通信装置60接收信号后可以将BI信号与有用信号分离,其所能处理的最大BI信号个数与射频接收通道数相关,当BI信号个数为n时,有用信号将被干扰信号淹没,可视为噪声。因此,通信装置60所能处理的最大BI信号个数为n-1个。这里,为了处理n-1个BI信号,由于天线模块具有m根天线,通信装置60所需要的移相器数至少为mn个,硬件成本与校准成本较高。
图7为本申请实施例提供的一种通信装置的架构示例性设计。如图7所示,通信装置70包括天线模块710,开关模块720,移相网络730,模拟自动增益控制模块740,下变频模块750,模拟数字转换模块760以及处理模块770。
其中,天线模块710包括一根或多根天线。模拟自动增益控制模块740、下变频模块750、模拟数字转换模块760以及处理模块770在具体实现过程中可以分别由AAGC、下变频器、ADC以及处理器来实现。这里,可以参照图4至图6中相关器件 的功能,不再重复赘述。
这里,开关模块720、模拟自动增益控制模块740、下变频模块750组成了第一RF接收通道,开关模块720、移相网络730、模拟自动增益控制模块740、下变频模块750组成了第二RF接收通道。
开关模块720包括第一输出端和第二输出端,其中,第一输出端电与模拟自动增益控制器740耦合,第二输出端与移相网络730耦合。开关模块720用于根据接收信号选择第一输出端导通,或者第二输出端导通。换句话说,开关模块720用于选择由第一RF接收通道接收并处理RF信号,或者,由第二RF接收通道接收并处理RF信号。
具体地,在来自于天线模块的RF信号中存在BI时,可导通第二输出端,断开第一输出端,由第一RF接收通道接收并处理该RF信号,通过移相网络调整该RF信号的相位,从而消除BI。而在来自于天线模块的接收信号不存在BI时,可导通第一输出端,断开第二输出端,由第二RF接收通道接收并处理该RF信号,直接通过模拟自动增益控制模块处理该RF信号。
应理解的是,各模块之间还可以设置有其他元器件,例如,天线模块710与开关模块720之间,或,开关模块720与模拟自动增益控制模块740之间还可以设置有滤波器,低噪声放大器等元器件。
图8为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示例性设计。如图8所示,通信装置80包括天线模块810,开关模块820,移相网络830,模拟自动增益控制模块840,下变频模块850,模拟数字转换模块860以及处理模块870。图8所示的通信装置80为基于图7所示的通信装置70的更具体的示例性设计,可参考图7中的相关表述。
另外,开关模块820、模拟自动增益控制模块840、下变频模块850组成了第一RF接收通道,开关模块820、移相网络830、模拟自动增益控制模块840、下变频模块850组成了第二RF接收通道。
如图8所示,该通信装置80包括n条RF(radio frequency,RF)接收通道,其中,n为正整数。具体地,通信装置80包括第一RF接收通道和第二RF接收通道,其中第一RF接收通道和第二RF接收通道的数量可以相同,也可以不同,本申请不做限定。开关模块820包括开关821至开关82n,对于其中的各个开关均具有第一输出端和第二输出端。第一输出端与AAGC、下变频器依次相连,构成第一RF接收通道,第二输出端与移相网络、AAGC、下变频器依次相连,构成第二RF接收通道。各开关可用于选择由第一输出端输出信号,或由第二输出端输出信号。换句话说,各开关可用于选择第一RF接收通道导通,或第二RF接收通道导通。天线模块810通过开关模块820分别与第一RF接收通道和第二RF接收通道耦合。
通信装置80可以根据接收的RF信号是否存在BI,选择不同的工作方式。其中,第一工作方式下,通信装置80可以导通第一RF接收通道,正常地接收RF信号并基于无线通信协议解调上述RF信号。第二工作方式下,通信装置80可以导通第二RF接收通道,通过移相网络830对接收的RF信号进行相位调整,再通过AAGC、下变频器、ADC以获得处理器可以解调的基带信号。可选的,上述工作方式的切换可以由 处理器控制。
可选的,开关模块820可由单刀双至开关实现,通过开关连接不同的端点以选择由不同的端点输出信号,进而使该通信装置处于第一工作方式下或第二工作方式下。
可选的,开关模块820还可由有源器件实现,通过断电和上电来选择由不同的端点输出信号,进而使该通信装置处于第一工作模式下或第二工作模式下。有源器件包括但不限于二极管、MOS管等元器件。
可选的,开关模块820还可由具有选择导通功能的电路实现。
为了更清楚地表述图8所示的通信装置80的工作方式,下面将结合图9和图10展开描述。图9为本申请实施例提供的第一RF接收通道的结构示意图。图10为本申请实施例提供的第二RF接收通道的结构示意图。
如图9所示,通信装置80中的开关模块820中的各开关,选择由第一输出端输出信号。具体地,以第i条接收通道为例,其中,i为小于或等于n-1的正整数。开关82i接通S
1,即选择由第一输出端A
i端输出信号,并输入模拟自动增益控制器84i对该信号的大小进行调整,再由下变频器85i对调整大小后的信号下变频至IF或LF。
如图10所示,通信装置80中的开关模块820中的各开关,选择由第二输出端输出信号。具体地,以第i条接收通道为例,其中,i为小于或等于n-1的正整数。开关82i接通S
2,即选择由第二输出端B
i端输出信号,该信号输入移相网络830中,并由移相网络830调整相位。具体地,移相网络830中包括移相网络831至移相网络83(n-i)。开关82i分别与移相网络831至移相网络83(n-i)耦合,开关82i通过第二输出端B
i端所输出的信号,经由移相网络831至移相网络83(n-i)分别进行相位调整后,分别通过模拟自动增益控制器84(i+1)至模拟自动增益控制器84n调整大小,再由下变频器85(i+1)至移相网络85n对调整大小后的信号下变频至IF或LF。
以下将提供一种第二工作方式下通信装置中移相网络如何工作的实施例。
接收信号Y与干扰信号i、有用信号s以及噪声N的关系可建模为下式:
其中,Y是维度为N
r×L的接收信号矩阵,N
r为接收逻辑天线数目,即RF通道数。H
(i)是维度为N
r×N
i的干扰信号信道增益矩阵,N
i为干扰信号的个数或者干扰信号所对应的逻辑天线数,i是维度为N
i×L的干扰信号矩阵。H
(s)是维度为N
r×N
s的有用信号信道增益矩阵,N
s为有用信号的个数或者有用信号所对应的逻辑天线数。s为维度为N
s×L的有用信号矩阵,矩阵N包括信道噪声以及接收通道噪声(例如,硬件电路本身所带来的噪声)。
对全部接收通道的观测信号进行自相关求解:
R
yy=YY
H
其中,Y
H表示接收信号矩阵Y的共轭转置(conjugate transpose)。对上式进行特征分解(eigen decomposition),将上式分解为由其特征值和特征向量矩阵乘积表示的形式,即
由于所接收到的BI的功率远大于有用信号的功率,上式的特征值对角阵内的特征值会有明显的能量差距,即
w
k=e[u
k],k=N
b+1,...,N
r
这里,e[·]表示获取·的相位。图11为本申请实施例提供的一种移相网络的结构示意图,图11所示的移相网络可应用于如图8和图10所示的装置80内。如图11所示,移相网络830包括多个移相器。其中,在示例性设计中,移相器可分为n-i组,每组至少包括n个移相器。即移相网络830中移相器的个数为n(n-i)个。这里,移相网络可用于调整输入信号的相位,并输出相位调整后的信号。其中,移相网络830包括多组移相器,分别为移相网络831至移相网络83(n-i)。其中每组移相器中包括并联设置的移相器1至移相器n。
w
k=u
k,k=N
b+1,...,N
r
图12为另一种移相网络的结构示意图,图12所示的移相网络可应用于如图8和图10所示的装置80内。如图12所示,移相网络830包括多个模拟自动增益控制单元和多个移相器。其中,模拟增益控制单元可用于调整或控制信号的大小,移相器可用于调整信号的相位。应理解的是,模拟增益控制单元可基于数字控制衰减器实现,由数字控制衰减器来实现信号的增益幅度,例如,该数字控制衰减器可用于控制输出信号衰减为输入信号的一半。或者,模拟增益控制单元还可以基于压力控制衰减器实现,压力控制衰减器通常使用串行数字模拟转换器产生模拟电压,以对信号进行衰减控制。但压力控制衰减器在动态范围大、变化速率较快的接收通道中的响应速度较差,且压力控制衰减器的压控电压和衰减量非线性关系,需要单独坐标来补偿其控制误差,增加了设计、实现和测试成本。而数字控制衰减器的精度较高,可以弥补这一缺点。
进一步,可选的,移相网络830还包括合路单元,该合路单元用于将每组移相器中的各移相器或模拟自动增益控制单元所输出的信号相加后输出。应理解的是,该模 拟合路单元可以是加法器,或者模拟加法器(例如,将各输出端口通过连接线相连,由一个相同的端点输出相加后的信号)。
因此,输入信号通过输入移相网络后,端点C
k(端点C
k为端点C
i+1至端点C
n中的任一个)输出的信号为
其中,y
1至
为接收信号矩阵Y的N
r个行向量,k为正整数,并且k大于或等于i+1,小于或等于n。由于向量W
k与干扰信号空间正交,因此,经过移相网络后,较输入信号而言,端点C
k所输出的信号r
k中的BI分量将被大幅度消除。此时,原本被BI分量所占据的系统工作范围被释放,可回调模拟自动增益控制器。即可通过模拟自动增益控制器控制输出信号增益升高。模拟自动增益控制器的输出信号中包括有用信号和少量干扰信号,通过下变频器降低频率后,由模拟数字转换器转换为数字信号,由处理模块870进行处理。
可以理解的是,处理模块870可以对模拟数字转换器860所输出的信号进行解调和干扰消除,以降低空口多径所造成的频率选择性BI残余。其中,干扰消除可以基于RBG的粒度进行。输入信号的BI在端点C
k前已被大致消除,各导频信号上的SINR和参考信号接收功率(reference signal receiving power)较移相网络处理前有了较多的提升。因此,可以假设导频侧的信道被估计出来,记作
其中,k为频域粒度索引(例如,RBG索引),l为符号索引。
的矩阵维度为(N
r-N
b)N
t。其中,N
t为接收端所能识别的发送端逻辑天线数,。应理解的是,这里的信号估计结果已经考量到射频前端(radio frequency front end,RFFE)干扰消除与通道选择对信道所造成的影响。
可选的,相应的干扰消除算法可以是基于信号的高阶统计量进行计算的独立分量分析(independent component analysis,ICA)算法,但ICA算法的算法复杂度较高,对信号要求较高,抗噪性能差。
可选的,相应的干扰消除算法还可以是基于信号的二阶统计量进行计算的主成分分析(principal component analysis,PCA)算法,PCA算法的算法复杂度更低。
可选的,相应的干扰消除算法还可以是干扰抑制消除(interference rejection cancellation,IRC)算法。在导频恢复后,利用信道信息进行计算。例如,可以根据每个RBG上各有效接收通道的数据,以计算接收自相关矩阵:
上式中的r
ref(k,l)为第l个符号上位于第k个RB上的导频信号,基于上式计算RBG粒度第二级干扰抑制权值:
通过将上式所获得的RBG粒度第二级干扰抑制权值乘以各RBG级接收信号,完 成第二级抗干扰接收。
d
IRC(k,l)=W
Rx(k,l)r(k,l)
其中,d
IRC(k,l)代表第二级抗干扰接收后得到的接收信号。
应理解的是,随着通信技术领域的发展,MIMO通信系统中所需要的接收通道数越来越大。而所需处理的BI数可能小于或者远小于该所需的接收通道数。通过上述实施例所提供的方案,可以采用开关模块和移相网络的结合,复用集成移相网络的接收通道。具体地,例如,一般接收信号中所需要处理的BI个数最多为6个,而MIMO通信系统中所需要的接收通道数为15个。采用如图3C所示的架构,则需要集成至少15条具有移相网络的接收通道。而通过上述如4至图8相关的本申请实施例提供的方案可以直接复用具有移相网络的接收通道。只需要集成6条具有移相网络的接收通道。
另外,通信装置80中所能处理的信号中BI个数的最大值与接收通道数、以及处理器所接收的实际接收通道有关。这里,通信装置80中有n条接收通道,对于第二工作方式,处理器所接收到的实际接收通道数为n-i,通信装置80所能处理的最大BI数为n-i-1。
应理解的是,通信装置80中的天线模块810有多种设计方法。可选的,天线模块810的天线端口数与接收通道数相同,这里的天线端口可理解为逻辑天线端口。即每个接收通道与一根天线或一组天线相耦合。如图8中天线模块所示,此时,可认为通信装置80为数字波束赋形(Digital beamforming,DBF)架构。在HBF架构下的通信装置80,可以在数字域以资源块组RBG为粒度进行加权,满足5G NR通信协议的要求。
可选的,天线模块810可包括多个天线子阵列和多个移相阵列,每个通道的天线子阵列均独立,每个天线子阵列可以包括多个天线振子,各移相阵列包括一个或多个移相器。图13为本申请实施例提供的另一种通信装置的结构示例性设计,如图13所示的天线模块1310,包括天线子阵列1至天线子阵列n,以及移相阵列1至移相阵列n。上述移相器用于控制天线子阵列中天线振子的馈电相位,以生成多个波束。天线模块1310可以用于混合波束赋形(hybrid beamforming,HBF),可通过设置各天线子阵列的每个天线阵子和移相器满足特定的幅度和相位,使得接收信号的功率增益具有方向性,即在某些接收方向上的信号功率增益较高,在某些接收方向上的信号功率增益较低。同样,HBF架构下的通信装置1310也可以在数字域以资源块组RBG为粒度进行加权,满足5G NR协议的要求。通信装置130中还包括开关模块1320、移相网络1330、模拟自动增益控制模块1340、下变频模块1350、模拟数字转换模块1360、以及处理模块1370,上述模块的功能和设计细节可参考通信装置70以及通信装置80相关表述。
对于毫米波场景中,虽然各个接收通道所连接的天线模块中可能存在较多的天线振子和移相器,以用于形成接收波束,但数字域处理模块所接收的实际通道数较少。例如,对于2个接收通道,每个接收通道所连接的天线模块中存在256个天线振子的 系统,在该系统中,数字域处理模块所接收的实际通道数为2,即该系统实际处理的数据维度不大。出于对提高性能的考量,也可以将系统中的干扰信号接收至数字域处理模块进行处理。这里,可以不采用上述系统中的开关模块。
图14为本申请实施例提供的又一种通信装置的示例性设计。如图14所示,该通信装置140包括天线模块1410、移相网络1420、模拟自动增益控制器1430、下变频器1440、模拟数字转换器1450以及处理模块1460。这里,通信装置140包括第二RF接收通道,但不包括第一RF接收通道。上述模块的功能和设计细节可参考通信装置70以及通信装置80相关表述。
与通信装置70、通信装置80、通信装置130有所区别的是,通信装置140内的各接收通道的结构相同,无需采用开关模块,重复部分可参考上文图7至图13的相关表述。并且,通信装置140的天线阵列可包括多个天线子阵列和多个移相阵列,每个通道的天线子阵列均独立,每个天线子阵列可以包括多个天线振子,各移相阵列包括一个或多个移相器。这里,移相器和天线子阵列可用于生成多个波束。这里,天线模块1410可包括天线子阵列1至n,以及移相阵列1至n。天线模块1410可以用于混合波束赋形(hybrid beamforming,HBF),可通过设置各天线子阵列的每个天线阵子和移相器满足特定的幅度和相位,使得接收信号的功率增益具有方向性,即在某些接收方向上的信号功率增益较高,在某些接收方向上的信号功率增益较低。
这里,为了便于表述,图14所述的装置中,与各天线子阵列耦合的移相阵列1至n也可称作第一移相网络,移相网络1420也可称作第二移相网络。其中,第一移相网络与第二移相网络之间通过RFFE器件耦合。具体地,RFFE包括低噪声放大器。第一移相网络用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,合成不同相位的波束,可以在数字域以大于或等于资源块组RBG的粒度进行加权,并且可提高装置的灵活性。所述第二移相网络用于调整来自射频前端器件的输入信号相位,以降低BI的影响,提高接收机的阻塞特性。
通信装置140可处理的BI数与数字域处理模块所接收的实际通道数相关。这里,通信装置140中的处理模块1460所接收的实际通道数为n个,但当接收信号中存在n个BI时,有用信号将被干扰信号覆盖,无法通过上述算法解出。即,应理解的是,通信装置140可处理的BI数最多为n-1个。
应理解的是,上述通信装置中,第一射频接收通道和第二射频接收通道中还可以设置有低噪声放大器。或者,上述通信装置中,在天线与第一射频接收通道间,天线与第二射频接收通道间还可以设置有低噪声放大器。在开关模块前设置有低噪声放大器可以减少所需要的低噪声放大器的数量。
应理解的是,通信装置70、通信装置80、通信装置130以及通信装置140中的处理模块480可包括处理器,该处理器可用于解调所输入的数字信号。具体地,该处理器可以运行无线通信协议软件来实现对该数字信号的解调,解调操作可包括但不限于 信道设计、信道解码、信道解交织、以及信号解调等一种或多种操作。其中,该无线通信协议软件可遵循或支持NR、长期演进(long term evolution,LTE)、全球移动通信系统(global system for mobile communications,GSM)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunications system,UMTS)、全球互通微波访问(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)、宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)、时分同步码分多址(time division sysnchronous code division multiple access,TD-SCDMA)或码分多址(code division multiple access,CDMA)2000等协议中的一种或多种协议。进一步地,数字域处理模块480还可包括但不限于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)或中央处理器(central processing unit,CPU)。进一步地,该通信装置还可以包括存储器,该存储器未在图7至图12中示出。该存储器可以存储无线通信协议软件的代码,以便所述从该存储器汇总读取该软件代码并在该软件代码驱动下执行调制或调度。
另外,如图7至图12相关表述的装置,开关模块、移相网络以及模拟自动增益控制器可以集成在射频集成电路(radio frequency intergrated circuit,RFIC)中,单独销售。具体地,RFIC可以是RFFE,或者,还可以是射频收发机,或者还可以是包括RFFE和射频收发机的RFIC。或者,如图7至图12相关表述的装置,开关模块、移相网络以及模拟自动增益控制器可以集成在终端内部。
本申请实施例及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于表示不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必仅限于字面列出的那些步骤或单元,而是可包括没有字面列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
应理解,在本申请中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。本申请提到的“耦合”一词,用于表达不同组件之间的互通或互相作用,可以包括直接相连或通过其他组件间接相连。
本申请中,处理器,是指具有计算处理能力的器件或电路,可称为芯片或中央处理单元(英文:central processing unit,CPU)。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件通用处理器、微处理器。处理器可以集成在一个片上系统(system on chip,SOC)中。其中,基带处理器也可以称作调制解调器(Modem)。
存储器,是指具有数据或信息存储能力的器件或电路,并可向处理器提供指令和数据。存储器包括只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、非易失性随机存取存储器(NVRAM),可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例该的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤等)或无线(例如红外、无线电、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质,例如,软盘、硬盘和磁带;可以是光介质,例如DVD;也可以是半导体介质,例如固态硬盘(Solid State Disk,SSD)等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
- 一种用于多输入多输出MIMO通信的装置,其特征在于,包括:第一射频接收通道,以及第二射频接收通道;所述第一射频接收通道包括开关模块,与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制器;所述第二射频接收通道包括所述开关模块,与所述开关模块的第二输出端耦合的移相网络,以及与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器;所述开关模块用于在所述第一输出端和所述第二输出端中选择一个输出端导通;所述移相网络用于调整来自所述第二输出端的输出信号的相位;其中,所述第一射频接收通道的数量大于或等于所述第二射频接收通道的数量。
- 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述开关模块包括n个开关,所述移相网络包括多组移相器,所述多组移相器中的每组移相器包括n个移相器;所述n个开关中的每个开关的第二输出端与所述多组移相器中的每组移相器的一个移相器耦合;其中,n为不小于2的正整数。
- 根据权利要求2任一所述的装置,其特征在于,所述移相网络包括与所述移相器串联的数字衰减控制器,所述数字衰减控制器用于调整所述移相网络输出信号的幅值。
- 根据权利要求1至3任一所述的装置,其特征在于,所述与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制用于调整所述第一射频接收通道的输出增益,所述与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器用于调整所述第二射频接收通道的输出增益。
- 根据权利要求1至4任一所述的装置,其特征在于,还包括:阵列天线,以及与所述阵列天线耦合的移相器;所述与所述阵列天线耦合的移相器用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,所述与所述阵列天线耦合的移相器通过射频前端器件与所述开关模块耦合。
- 根据权利要求1至4任一所述的装置,其特征在于,还包括:天线和射频前端器件;所述天线用于接收射频信号;所述射频前端器件用于从所述天线接收所述射频信号并将所述射频信号传输至所述开关模块。
- 根据权利要求1至6任一所述的装置,其特征在于,还包括:处理器;所述处理器用于根据所述装置的接收信号使能所述开关模块选择所述第一输出端导通,或者,使能所述开关模块选择所述第二输出端导通。
- 根据权利要求1至6任一所述的装置,其特征在于,还包括:与所述开关模块的输入端耦合的低噪声放大器。
- 一种终端,其特征在于,包括:第一射频接收通道、第二射频接收通道、下变频器以及处理器;所述第一射频接收通道包括开关模块,与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制器;所述第二射频接收通道包括所述开关模块,与所述开关模块的第二输出端耦合的 移相网络,以及与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器;所述下变频器的输入端与所述第一射频接收通道、所述第二射频接收通道分别耦合,所述下变频器的输出端与所述处理器耦合;所述开关模块用于在所述第一输出端和所述第二输出端中选择一个输出端导通;所述移相网络用于调整来自所述第二输出端的输出信号的相位;其中,所述第一射频接收通道的数量大于或等于所述第二射频接收通道的数量。
- 根据权利要求9所述的终端,其特征在于,还包括:阵列天线,以及与所述阵列天线耦合的移相器;所述与所述阵列天线耦合的移相器用于控制所述阵列天线中辐射单元的馈电相位,所述与所述阵列天线耦合的移相器通过射频前端器件与所述开关模块耦合。
- 根据权利要求9所述的终端,其特征在于,还包括:天线和射频前端器件;所述天线,用于接收射频信号;所述射频前端器件,用于从所述天线接收所述射频信号并将所述射频信号传输至所述开关模块。
- 根据权利要求9至11任一所述的终端,其特征在于,所述处理器用于根据所述装置的接收信号使能所述开关模块选择所述第一输出端导通,或者,使能所述开关模块选择所述第二输出端导通。
- 根据权利要求9至12任一所述的终端,其特征在于,所述与所述开关模块的第一输出端耦合的模拟自动增益控制用于调整所述第一射频接收通道的输出增益,所述与所述移相网络输出端耦合的模拟自动增益控制器用于调整所述第二射频接收通道的输出增益。
- 一种无线网络设备,其特征在于,包括如权利要求1至8任一所述的装置。
- 一种通信系统,其特征在于,包括如权利要求9至13任一所述的终端,和/或,如权利要求14所述的无线网络设备。
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