WO2024055295A1 - 信号处理方法、装置及通信设备 - Google Patents

信号处理方法、装置及通信设备 Download PDF

Info

Publication number
WO2024055295A1
WO2024055295A1 PCT/CN2022/119359 CN2022119359W WO2024055295A1 WO 2024055295 A1 WO2024055295 A1 WO 2024055295A1 CN 2022119359 W CN2022119359 W CN 2022119359W WO 2024055295 A1 WO2024055295 A1 WO 2024055295A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
frequency
signals
electrical
mixed
Prior art date
Application number
PCT/CN2022/119359
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
凌云
王天祥
王超
杜明德
姬春晖
Original Assignee
华为技术有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 华为技术有限公司 filed Critical 华为技术有限公司
Priority to PCT/CN2022/119359 priority Critical patent/WO2024055295A1/zh
Publication of WO2024055295A1 publication Critical patent/WO2024055295A1/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication

Abstract

一种信号处理方法、装置及通信设备，该方法包括：生成频率按照大小排列形成等差数列的N个第一电信号，对该N个第一电信号的叠加信号进行电光转换得到第一光信号后进行光延时处理，得到第二光信号，第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量，再对第二光信号进行光电转换，以及对转换后的电信号进行频分滤波得到N个第三电信号，一个第三电信号与一个第一电信号的频率相同且时延量为第一时延量。之后，基于N个第一电信号、N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，第一混频信号与射频信号的频率相同，N个第一混频信号的时延量按照大小排列形成等差数列。能够减小光控波束成形系统中对光学模块的性能要求以及数量要求。

Description

信号处理方法、装置及通信设备 技术领域
本申请涉及通信领域，更具体地，涉及一种信号处理方法、装置及通信设备。
背景技术
相控阵天线可以通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状来实现辐射信号的波束成形，相对于机械旋转天线波束扫描，具有高增益、高可靠性、轻量化等优点，是无线通信和雷达发展的主要天线形式。
相控阵天线可以采用电移相器实现对射频信号、本振信号或中频信号的移相。但电移相器由于带宽受限，只能保证工作频点的准确移相，对于偏离工作频点的信号会导致波束偏斜，无法支持宽带多频点的应用需求。光真延时(optical true delay time，OTDT)技术可以将射频信号调制到光上，利用光延迟链路的传输时延，实现射频信号的延迟移相，支持宽带信号不同频点获得相同的延时量。因此，目前可以通过基于可调OTDT的光延迟线(optical delay line，ODL)替代电移相器的光控相控阵(optically controlled phased array，OCPA)实现宽带信号的波束成形。
然而，随着大规模天线技术的发展，阵元数大幅增加使得需要的光延迟链路的数量大幅增加，并且需要高性能的光延时链路以保证高频段信号传输不失真，目前大规模光控相控阵系统的实现难度大、实现复杂度高。
发明内容
本申请提供了一种信号处理方法、装置及通信设备，能够减小光控波束成形系统中对光学模块的性能要求以及数量要求，从而减小波束成形信号的实现复杂度。
第一方面，提供了一种信号处理装置，该信号处理装置包括电频梳产生模块、光电转换模块、光延迟线模块、电光转换模块、频分滤波模块和混频模块。
其中，该电频梳产生模块用于生成N个第一电信号，该N个第一电信号的频率按照大小排列形成等差数列，N为正整数。该光电转换模块用于对该N个第一电信号的叠加信号进行电光转换得到第一光信号。该光延迟线模块用于对该第一光信号进行光延时处理，得到第二光信号，该第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量。该电光转换模块用于对该第二光信号进行光电转换得到第二电信号。该频分滤波模块用于对第二电信号进行频分滤波得到N个第三电信号，一个该第三电信号与一个该第一电信号的频率相同且时延量为该第一时延量。混频模块用于基于该N个第一电信号、该N个第三电信号和射频信号混频，得到N个第一混频信号，其中，该第一混频信号与该射频信号的频率相同，该N个第一混频信号的时延量按照大小排列形成等差数列。
根据上述方案，信号处理装置仅需要一路光学处理模块(包括一个电光转换模块、一个光延迟线模块以及一个光电转换模块)对一路光信号进行处理后能够得到与射频信号的时延量等差的N个第一混频信号，以用于射频信号的波束成形，能够减小光控波束成形系统中对光学模块的数量和性能要求，从而减小波束成形信号的信号处理实 现难度及复杂度，并且光学模块较少降低了波束成形的实现成本。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该信号处理装置还包括天线阵列，该天线阵列用于发送该N个第一混频信号。
根据上述方案，该信号处理装置还包括天线阵列，通过该天线阵列辐射该时延量等差的N个第一混频信号后实现射频信号在无线信道中的波束成形。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该N个第一混频信号在信道中形成的波束的方向与该第一时延量和该N个第一电信号的频率的公差相关。
可选地，该光延迟线模块是时延量可调节的光延迟线模块。
根据上述方案，混频模块输出的该N个第一混频信号的时延量的公差与N个第一电信号的频率的公差、第一时延量成正比。信号处理装置可以控制光延迟线模块对输入光信号进行时延处理的时延量，实现控制N个第一混频信号的时延量公差，得到满足波束方向需求的用于波束成形的信号。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该混频模块具体用于将该N个第一电信号分别与该射频信号混频，得到N个第二混频信号，以及，将该N个第二混频信号与该N个第三电信号混频，得到该N个第一混频信号。其中，该N个第二混频信号中的一个第二混频信号是频率为第一频率的该第一电信号与该射频信号混频后得到的，该N个第一混频信号中的一个第一混频信号是该一个第二混频信号与频率为该第一频率的该第三电信号混频得到的。
也就是说，参与得到一个第一混频信号的第一电信号和第三电信号的频率相同。如参与得到上述一个第二混频信号的第一电信号的频率为第一频率，则参与得到该第二混频信号的第三电信号的频率也是第一频率。使得混频模块能够得到时延量等差的N个第一混频信号。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该一个第一混频信号与该射频信号之间的时延量是第一时延系数与该第一时延量的乘积，该第一时延系数的大小是该第一频率与该射频信号的频率的比值。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该N个第一混频信号的时延量的公差是第二时延系数与该第一时延量的乘积，该第二时延系数是第二频率与该射频信号的频率的比值，该第二频率是该N个第一电信号的频率的公差。
根据上述方案，N个第一混频信号的时延量的公差与N个第一电信号的频率的公差(即第二频率)、第一时延量成正比，与射频信号的频率成反比。时延量形成相位差，N个第一混频信号的相位公差与N个第一电信号的频率的公差(即第二频率)、第一时延量成正比，信号处理装置可以通过控制N个第一电信号的频率的公差和/或第一时延量，控制N个第一混频信号的时延量公差，即得到相应的相位公差，得到满足波束方向需求的用于波束成形的信号。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该第二混频信号是该第一电信号与该射频信号混频得到的上边带信号，该第一混频信号是该第二混频信号与该第三电信号混频得到的下边带信号；或者，该第二混频信号是该第一电信号与该射频信号混频得到的下边带信号，该第一混频信号是该第二混频信号与该第三电信号混频得到的上边带信号。
根据上述方案，第一混频信号、第二混频信号均为混频后的单边带信号，具体通过如上边带滤波规则可以得到时延量等差的N个第一混频信号，以用于射频信号的波束成形。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该N个第一电信号中频率最小的该第一电信号的频率为第三频率，该第三频率大于该射频信号的频率带宽的一半。
根据上述方案，第三频率大于射频信号的频率带宽的一半可以避免混频后的双边带信号的频率混叠，以使混频模块可以得到双边带信号中的一个单边带信号。
一种可选实施方式中，该第三频率可以等于该N个第一电信号的频率的公差(即第二频率)。
那么，该第二频率需要大于该射频信号的频率带宽的一半，以避免混频后的双边带信号的频率混叠。
另一种可选实施方式中，该N个第一电信号的频率的公差可以不等于第三频率。
电频梳产生模块生成的N个第一电信号中的每个第一电信号存在同一个基础频偏，如该基础频偏可以是第三频率，其中，最小频率的第一电信号的频率(即第三频率)大于射频信号的频率带宽的一半即可避免混频后的双边带信号的频率混叠。从而使得该N个第一电信号的频率的公差可以按照具体实施需求设定。
第二方面，提供了一种信号处理方法，该方法可有由信号处理装置或通信设备执行。
该方法包括：生成N个第一电信号，该N个第一电信号的频率按照大小排列形成等差数列，N为正整数。以及，对该N个第一电信号的叠加信号进行电光转换得到第一光信号，再对该第一光信号进行光延时处理，得到第二光信号，该第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量。对该第二光信号进行光电转换得到第二电信号后，对第二电信号进行频分滤波得到N个第三电信号，其中，一个该第三电信号与一个该第一电信号的频率相同且时延量为该第一时延量。以及，基于该N个第一电信号、该N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，其中，该第一混频信号与该射频信号的频率相同，该N个第一混频信号的时延量按照大小排列形成等差数列。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该方法还包括：发送该N个第一混频信号。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该N个第一混频信号在信道中形成的波束的方向与该第一时延量和该N个第一电信号的频率的公差相关。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该基于该N个第一电信号、该N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，包括：将该N个第一电信号分别与该射频信号混频，得到N个第二混频信号，以及，将该N个第二混频信号与该N个第三电信号混频，得到该N个第一混频信号。其中，该N个第二混频信号中的一个第二混频信号是频率为第一频率的该第一电信号与该射频信号混频后得到的，该N个第一混频信号中的一个第一混频信号是该一个第二混频信号与频率为该第一频率的该第三电信号混频得到的。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该一个第一混频信号与该射频信号之间的时延量是第一时延系数与该第一时延量的乘积，该第一时延系数的大小是该 第一频率与该射频信号的频率的比值。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该N个第一混频信号的时延量的公差是第二时延系数与该第一时延量的乘积，该第二时延系数是第二频率与该射频信号的频率的比值，该第二频率是该N个第一电信号的频率的公差。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该第二混频信号是该第一电信号与该射频信号混频得到的上边带信号，该第一混频信号是该第二混频信号与该第三电信号混频得到的下边带信号。或者，该第二混频信号是该第一电信号与该射频信号混频得到的下边带信号，该第一混频信号是该第二混频信号与该第三电信号混频得到的上边带信号。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该N个第一电信号中频率最小的该第一电信号的频率为第三频率，该第三频率大于该射频信号的频率带宽的一半。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该N个第一电信号的频率的公差为第二频率，该第二频率小于或等于该第三频率。
第三方面，提供了一种通信装置，包括至少一个处理器。该处理器用于执行存储器存储的程序或指令，以使该通信装置实现上述第二方面以及第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
可选地，该通信装置还包括上述存储器，该处理器与该存储器耦合。
可选地，该通信装置还包括通信接口，处理器与通信接口耦合。本申请实施例中，通信接口可以是管脚、电路、总线、模块或其它类型的通信接口，不予限制。
在一种实现方式中，该通信装置为通信设备。例如，该通信设备可以是接入网设备或者终端设备。
第四方面，提供了一种发射机，包括上述第一方面以及第一方面中任一种可能实现方式中的信号处理装置。
第五方面，提供了一种通信设备，包括上述第一方面以及第一方面中任一种可能实现方式中的信号处理装置。
第六方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序代码，当该计算机程序代码由一个或多个处理器执行时，使得包括该处理器的通信装置执行上述第二方面以及第二方面中任一种可能实现方式中的信号处理方法。
第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序或指令，当该计算机程序或指令在计算机上被运行时，使得该计算机执行上述第二方面以及第二方面中任一种可能实现方式中的信号处理方法。
附图说明
图1是适用于本申请实施例的无线通信系统的示意图；
图2是本申请实施例涉及的波束成形技术的示意图；
图3是本申请实施例提供的空分结构的光控相控阵的示意图；
图4是本申请实施例提供的波分结构的光控相控阵的示意图；
图5是本申请实施例提供的信号处理方法的一个示意性流程图；
图6是本申请实施例提供的信号处理装置的一个结构示意图；
图7是本申请实施例提供的混频模块的一个结构示意图；
图8是本申请实施例提供的混频模块的另一个结构示意图；
图9是本申请实施例提供的波束方向呈镜像的两个波束的示意图；
图10是本申请实施例提供的射频信号混频的示意图；
图11是本申请实施例提供的信号处理装置的另一个结构示意图；
图12是本申请实施例提供的信号处理装置的又一个结构示意图；
图13是本申请实施例提供的通信设备的结构示意图。
具体实施方式
在本申请实施例中，“/”可以表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；“和/或”可以用于描述关联对象存在三种关系，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，其中A，B可以是单数或者复数。为了便于描述本申请实施例的技术方案，在本申请实施例中，可以采用“第一”、“第二”等字样对功能相同或相似的技术特征进行区分。该“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明，被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
在本申请实施例中，至少一个(种)还可以描述为一个(种)或多个(种)，多个(种)可以是两个(种)、三个(种)、四个(种)或者更多个(种)，本申请不做限制。
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，如移动通信系统、无线局域网通信系统等，具体地可以应用于第五代(5th generation，5G)移动通信系统以及未来的通信系统、或者多种通信系统融合的系统等，本申请实施例不做限定。
图1是本申请的实施例应用的通信系统100的示意图。如图1所示，该通信系统100可以包括至少一个通信设备，如图1所示的无线接入网设备110a和无线接入网络设备110b，该至少一个通信设备还可以终端，以及，如图1所示的终端120a至终端设120j。该通信系统中的通信设备可以通过本申请实施例提供的信号处理方法对射频信号进行处理得到时延等差的多个信号，使得该多个信号通过通信设备的天线阵列辐射后形成具有方向性的波束。例如，接入网设备可以通过本申请实施例提供的信号处理方法对待发送给终端的射频信号进行处理后得到时延等差的多个信号，通过天线阵列向终端发送该多个信号，使得该多个信号在信道中形成指向终端的波束。
为了便于更好地理解本申请的方案，下面对本申请实施例涉及的相关技术和术语进行说明：
1、等差序列
等差数列是指从第二项起，每一项与它的前一项的差等于同一个常数的一种数列，这个常数称为等差数列的公差。
本申请实施例中涉及的频率等差的多个信号是指多个信号的频率按照大小排列形成等差数列，即多个信号的频率不同、且频率大小相邻的两个信号之间的频率差相同，例如，N个信号表示为f(ω,t)、f(ω+Δω,t)、f(ω+2Δω,t)、…、f(ω+(N-1)Δω,t)，该N个信号的频率按照大小排列为ω、ω+Δω、ω+2Δω、…、ω+(N-1)Δω，可以看出该N个信号的频率不同、且频率大小相邻的两个信号之间的频率差相同，均为Δω。即该N个信号的频率按照大小排列形成公差为Δω的等差数列，该N个信号可以称为频率等差的N个信号。
以及，本申请实施例中涉及的时延量等差的多个信号是指多个信号的时延量按照大小排列形成等差数列，即多个信号的时延量不同、且时延量大小相邻的两个信号之间的时延量差相同，例如，N个信号表示为f(ω,t)、f(ω,t+Δt)、f(ω,t+2Δt)、…、f(ω,t+(N-1)Δt)，该N个信号的时延量按照大小排列为0、Δt、2Δt、…、(N-1)Δt，可以看出该N个信号的时延量不同、且时延量大小相邻的两个信号之间的时延量相同，均为Δt。即该N个信号的时延量按照大小排列形成公差为Δt的等差数列，该N个信号可以称为时延量等差的N个信号。
2、波束成形技术
波束成形技术是指通过对射频信号的相位调整，使得信号通过天线阵列辐射的辐射信号具有一定的方向性，能够实现更高的天线阵列增益。其中，天线阵列的辐射方向图的主瓣可以称为波束。
例如图2所示的天线阵列包括N个阵元天线，该N个阵元天线以d为间隔等间隔分布，即相邻两个天线之间的间隔为d。利用波束成形技术对射频信号S RF(t)进行相位调整后，得到N个信号，分别为S RF(t)、S RF(t)e jΔθ、S RF(t)e j2Δθ、S RF(t)e j3Δθ、…、S RF(t)e j(N-1)Δθ，该N个信号的相位按照大小排列形成公差为Δθ的等差序列。该N个信号通过天线阵列的N个阵元天线发送至无线信道中，其中相邻两个阵元天线发送的信号的相位差为Δθ。使得天线阵列发送的信号形成的波束的方向相较于垂直于天线阵列辐射面方向偏离角度α。信号能量大部分汇聚在该方向，增强了信号在该方向上的覆盖。如图2所示，角度α与相邻两个阵元天线之间的距离d和发送信号之间的波程差c·Δτ相关，即α＝arcsin(c·Δτ/d)，相邻两个阵元天线之间的相位差Δθ与信号频率ω s、时延量Δτ的关系可以表示为Δθ＝ω s·Δτ，其中，ω s＝2πc/λ，λ是信号的波长，c是光速，即无线信号的传播速度。由此，波程差可以由相位差Δθ表示为c·Δτ＝Δθ·λ/2π，则角度α与相位差Δθ的关系可以表示为α＝arcsin(Δθ·λ/2πd)。
应理解，图2以N个阵元天线并排排列的列天线阵列为例对波束成形技术原理进行了说明，天线阵列还可以是包含多行多列阵元的面阵，能够实现更高的天线阵列增益。
目前，主要通过利用光真延时技术的光控相控阵实现射频信号的波束成形，例如，图3所示的空分结构的光控相控阵以及图4所示的波分结构的光控相控阵。
空分结构的光控相控阵采用空分的方式实现不同阵元的可调ODL连接。如图3所示，将待发送的射频信号S RF(t)调制到半导体激光器(laser diode，LD)上产生强度调制的光信号，该光信号通过光分路器得到N路光信号，分别通过不同的可调ODL单元实现不同的延时控制，N个可调ODL单元(包括ODL 1、ODL 2、…、ODL N)输出 的光时延信号经过光电探测器(photodetector，PD)转换为时延等差的电信号后从天线阵元辐射至无线信道中。对于N个阵元的阵列，图3所示的空分方式的系统需要1个LD、N个ODL单元和N个PD。
波分结构的光控相控阵,波分结构的光控相控阵采用波分的方式实现不同阵元的可调ODL连接。如图4所示，将待发送的射频信号S RF(t)调制到等波长间距的LD阵列上产生强度调制的N个光信号，经过波分复用器耦合后，输入具有线性色散特性的可调ODL中，不同波长光信号进入不同的延迟通道，得到不同波长的光信号的时延等差分布。经过波分解复用器后输入到PD阵列转换成时延等差的电信号由天线阵元辐射至无线信道中。对于N个阵元的阵列，图4所示的波分方式的系统需要N个LD和N个PD。
为了保证高频信号传输不失真，需要LD和PD具有大带宽和高线性度，对LD和PD的性能要求较高。另外，可调ODL的延时步长随着频率的增大而减小，对于毫米波段要求达到皮秒(picosecond，PS)量级，ODL的控制速度要求光开关高速切换，因此，光控相控阵对可调ODL的性能要求也很高。随着大规模天线技术的发展，大规模天线阵列包括上千个阵元，即上述图3、图4中N的取值为千量级。庞大数量的高性能器件使得光控相控阵的实现难度大、成本高。本申请提出可以通过频率等差的多个信号的叠加信号输入光学处理模块(包括一个电光转换模块、一个光延迟线模块以及一个光电转换模块)，实现一路光信号的时延控制，再对光学处理模块输出的一路信号进行频分处理可以得到频率等差的多个时延信号，与射频信号进行混频处理后可以得到时延量等差的多个信号，以用于射频信号的波束成形。本申请提供的上述方案能够减小光控波束成形系统中对光学模块性能要求和数量要求，减小了波束成形信号的实现复杂度。
图5是本申请实施例提供的信号处理方法500的一个示意性流程图。以下以信号处理装置执行该方法为例进行说明，但本申请不限于此，信号处理方法还可以由通信设备执行。示例性的，该信号处理装置可以包括电频梳产生模块、电光转换模块、光时延线模块、光电转换模块、频分滤波模块和混频模块。该信号处理方法500包括但不限于如下步骤：
S501，信号处理装置生成N个第一电信号，该N个第一电信号的频率按照大小排列形成等差数列。
信号处理装置可以通过电频梳产生模块生成N个第一电信号。示例性地，如图6所示，该信号处理装置通过电频梳产生模块生成N个第一电信号，N个第一电信号是频率不同的N个单频信号，且该N个第一电信号的频率按照大小排列形成公差为第二频率Δω的等差数列，即该N个第一电信号为频率等差的N个信号，该N个第一电信号可以表示为：
cos[Δωt+θ 1]、cos[2Δωt+θ 2]、cos[3Δωt+θ 3]、…、cos[NΔωt+θ N]。
由于在后续处理过程中第一电信号的相位将被抵消，本申请实施例对信号处理装置生成的第一电信号的相位不作限定。
S502，信号处理装置对N个第一电信号的叠加信号进行电光转换得到第一光信号。
信号处理装置对N个第一电信号进行叠加得到叠加电信号，示例性地，该信号处理装置还包括如图6所示的信号叠加模块，电频梳产生模块输出的N个第一电信号输入至信号 叠加模块后，得到信号叠加模块输出的叠加电信号e 1(t)。该叠加电信号e 1(t)可以表示为：
Figure PCTCN2022119359-appb-000001
信号处理装置得到该叠加电信号后，对该叠加电信号进行电光转换可以得到第一光信号。示例性地，如图6所示该信号处理装置将叠加电信号e 1(t)输入电光转换模块得到电光转换模块输出的第一光信号O 1(t)。例如，第一光信号O 1(t)是电光转换模块基于叠加电信号e 1(t)进行光强度调制得到的光信号。
通过信号处理装置执行S502，将N路第一电信号(即N个第一电信号)转换为一路光信号(即第一光信号)。使得信号处理装置通过执行下文中的步骤对一路光信号进行处理后，可以得到等差时延的N个信号。
S503，信号处理装置对第一光信号进行光时延处理，得到第二光信号，该第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量。
例如图6所示，信号处理装置可以通过光延迟线模块基于第一光信号得到第二光信号，其中，其中，光延迟线模块用于改变光信号的传输长度(即改变光信号的光程)，从而改变光真时延(OTDT)。信号处理装置将第一光信号O 1(t)输入光时延线模块，得到光延迟线模块输出的第二光信号O 2(t)，该第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量τ。该光延迟线模块对第一光信号O 1(t)进行时延处理，得到第二光信号O 2(t)＝O 1(t-τ)。
信号处理装置可以控制该光延迟线模块对输入的光信号进行时延处理的时延量的大小，该时延量与下文中介绍的混频模块输出的时延量等差的N个第一混频信号的时延量公差成正比，该N个第一混频信号的时延量公差决定了该N个第一混频信号被天线阵列辐射后形成的波束的方向。因此，信号处理装置可以通过控制光延迟线模块进行时延处理的时延量的大小，实现控制该N个第一混频信号被天线阵列辐射后形成的波束的方向。该光时延线模块也可以称为可调光时延线模块，本申请对此不作限定。
S504，信号处理装置对第二光信号进行光电转换后，得到第二电信号。
该信号处理装置将该第二光信号O 2(t)输入光电转换模块后得到第二电信号e 2(t)。例如，第二光信号为光强度调制信号，光电转换模块对第二光信号解光强度调制后得到第二电信号。
S505，信号处理装置对第二电信号进行频分滤波得到N个第三电信号，一个第三电信号与一个第一电信号的频率相同且时延量为第一时延量。
信号处理装置将第二电信号输入频分滤波模块得到N个第三电信号，一个第三电信号与一个第一电信号的频率相同且时延量为第一时延量，则N个第三电信号的频率按照大小排列形成等差数列。示例性地，如图6所示，第二电信号e 2(t)输入频分滤波模块后，得到频分滤波模块输出的N个第三电信号，该N个第三电信号的频率按照大小排列形成公差为Δω的等差数列，该N个第三电信号可以表示为：
cos[Δω(t-τ)+θ 1]、cos[2Δω(t-τ)+θ 2]、cos[3Δω(t-τ)+θ 3]、…、cos[NΔω(t-τ)+θ N]。
其中，一个第三电信号与一个第一电信号频率相同，例如，第三电信号 cos[Δω(t-τ)+θ 1]与第一电信号cos[Δωt+θ 1]的频率相同，频率均为Δω，该第三电信号与第一电信号之间的时延量为第一时延量τ。再例如，第三电信号cos[3Δω(t-τ)+θ 1]与第一电信号cos[3Δωt+θ 1]的频率均为3Δω且时延量为第一时延量τ。
也就是说，信号处理装置对N个第一电信号执行S502至S503的处理后，得到每个第一电信号的时延量为τ的时延信号(即第三电信号)。
S504，信号处理装置基于该N个第一电信号、N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，其中，第一混频信号与射频信号的频率相同，N个第一混频信号的时延量按照大小排列形成等差数列。
例如图6所示，信号处理装置将该N个第一电信号、N个第三电信号和射频信号输入混频模块，得到混频模块输出的N个第一混频信号，射频信号可以表示为：
A(t)cos[ω st+θ 0+θ(t)]
其中，A(t)表示射频信号的幅度，ω s表示射频信号的中心频率，θ 0+θ(t)表示射频信号的相移，θ 0为固定相移量，θ(t)为时变相移量。该N个第一混频信号可以表示为：
Figure PCTCN2022119359-appb-000002
Figure PCTCN2022119359-appb-000003
如上，该N个第一混频信号的时延量的公差是第二时延系数与第一时延量τ的乘积，该第二时延系数是N个第一电信号的频率公差(即第二频率)Δω与射频信号的频率ω s的比值。也就是说，该N个第一混频信号的时延量按照大小排序形成公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000004
的等差数列。
根据上述方案，信号处理装置仅需要一路光学处理模块(包括一个电光转换模块、一个光延迟线模块以及一个光电转换模块)对一路光信号进行处理后即可以能够得到与射频信号的时延量等差的N个第一混频信号，以用于射频信号的波束成形。实现难度及复杂度较低，并且光学模块较少降低了波束成形的实现成本。
在一种可选实施方式中，该信号处理装置还包括天线阵列，该天线阵列用于发送该N个第一混频信号。
该天线阵列包括N个阵元天线，该N个阵元天线以d为间隔等间隔分布，即相邻两个天线之间的间隔为d。每个阵元天线发送一个第一混频信号，且相邻两个阵元天线之间发送的第一混频信号的时延量为
Figure PCTCN2022119359-appb-000005
由于时延量形成相位差，即时延量为
Figure PCTCN2022119359-appb-000006
的第一混频信号还可以表示为A(t)cos[ω st+nΔωτ+θ 0+θ(t)]，n为小于或等于N的正整数，因此，相较于射频信号的延时
Figure PCTCN2022119359-appb-000007
的第一混频信号，与射频信号之间的相位差为nΔωτ。基于前文介绍的波束成形技术，相邻两个阵元天线发送的信号的时延量为
Figure PCTCN2022119359-appb-000008
则该天线阵列发送的N个第一混频信号形成的波束的方向相较于垂 直于天线阵列辐射面方向偏离角度
Figure PCTCN2022119359-appb-000009
其中，c是光速，即无线信号的传播速度。
由上述描述可知，N个第一混频信号通过天线阵列辐射后在信道中形成的波束的方向与第一时延量τ和N个第一电信号的频率的公差Δω相关。
一个示例中，信号处理装置可以通过调整第一时延量τ的取值实现波束的方向的调整，如电频梳产生模块产生的N个第一电信号的频率公差Δω的取值固定，光延迟线模块是时延量可调的光延迟线模块，信号处理装置可以调整光延迟线模块的时延量，实现混频模块输出的N个第一混频信号的时延量公差的调整，从而实现调整N个第一混频信号通过天线阵列辐射后形成的波束的方向。
另一个示例中，信号处理装置可以电频梳产生模块产生的N个第一电信号的频率公差Δω的取值和第一时延量τ的取值均可调整，信号处理装置可以调整频率公差Δω的取值和第一时延量τ的取值，实现混频模块输出的N个第一混频信号的时延量公差的调整，从而实现调整N个第一混频信号通过天线阵列辐射后形成的波束的方向。
例如，信号处理装置可以调整波束方向指向射频信号的接收端，使得射频信号的能量尽可能地向接收端汇聚，提高接收端成功接收射频信号的概率。
根据上述方案，该信号处理装置能够通过较少的光学模块、以较低实现难度及复杂度得到射频信号的等差时延信号，从而实现波束成形。
在一种可选实施方式中，信号处理装置将N个第一电信号分别与射频信号混频，得到N个第二混频信号，再将N个第二混频信号与N个第三电信号混频，得到N个第一混频信号。其中，N个第二混频信号中的一个第二混频信号是频率为第一频率的第一电信号与射频信号混频后得到的，N个第一混频信号中的一个第一混频信号是一个第二混频信号与频率为第一频率的第三电信号混频得到的。也就是说，参与得到一个第一混频信号的第一电信号和第三电信号的频率相同。
示例性地，如图7所示，该混频模块包括第一混频单元和第二混频单元，信号处理装置将N个第一电信号输入第一混频单元，该第一混频单元将N个第一电信号分别与射频信号混频，得到N个第二混频信号，该N个第二混频信号可以表示为：
A(t)cos[(ω s+Δω)t+θ 0+θ(t)+θ 1]、A(t)cos[(ω s+2Δω)t+θ 0+θ(t)+θ 2]、A(t)cos[(ω s+3Δω)t+θ 0+θ(t)+θ 3]、…、A(t)cos[(ω s+NΔω)t+θ 0+θ(t)+θ N]。
以及，该N个第二混频信号和N个第三电信号输入至第二混频单元后，得到第二混频单元输出的N个第一混频信号。
其中，参与得到一个第一混频信号的第一电信号和第三电信号的频率相同。例如，第一混频单元将频率为nΔω(即nΔω是第一频率的一个示例，n是小于或等于N的正整数)的第一电信号cos[nΔωt+θ n]与射频信号混频，得到第二混频信号A(t)cos[(ω s+nΔω)t+θ 0+θ(t)+θ n]后，输入第二混频单元，第二混频单元将该第二混频信号与频率为nΔω的第三电信号cos[nΔω(t-τ)+θ n]混频，得到第一混频信号
Figure PCTCN2022119359-appb-000010
由此可见，参与得到该第一混频信号的第一电信号 和第三电信号的频率均为nΔω。其中，该第一混频信号与射频信号之间的时延量
Figure PCTCN2022119359-appb-000011
是第一时延系数与第一时延量τ的乘积，该第一时延系数的大小是第一频率nΔω与射频信号的频率ω s的比值。
两个信号混频后将得到包括上边带信号和下边带信号的双边带信号，第二混频信号和第一混频信号分别是混频后双边带信号经过滤波得到的单边带信号。具体可以包括以下实施方式一和实施方式二两种实施方式：
实施方式一中，第二混频信号是第一电信号与射频信号混频得到的上边带信号，第一混频信号是第二混频信号与第三电信号混频得到的下边带信号。
例如图7所示，第一混频单元将射频信号A(t)cos[ω st+θ 0+θ(t)]与cos[nΔωt+θ n]混频后，可以得到上边带信号A(t)cos[(ω s+nΔω)t+θ 0+θ(t)+θ n]以及下边带信号A(t)cos[(ω s-nΔω)t+θ 0+θ(t)-θ n]。在图7所示的示例中，第一混频单元输出的第二混频信号是两个信号混频后得到的上边带信号。第二混频单元将第二混频信号A(t)cos[(ω s+nΔω)t+θ 0+θ(t)+θ n]与频率为nΔω的第三电信号cos[nΔω(t-τ)+θ n]混频后得到：
上边带信号：
Figure PCTCN2022119359-appb-000012
以及，
下边带信号：
Figure PCTCN2022119359-appb-000013
第二混频单元输出两个信号混频得到的下边带信号，即为第一混频信号。实现第二混频单元输出的N个第一混频信号是与射频频率的中心频率ω s相同且时延量等差的N个信号。
该第二混频单元输出的N个第一混频信号可以表示为：
Figure PCTCN2022119359-appb-000014
Figure PCTCN2022119359-appb-000015
如上，该N个第一混频信号的时延量按照大小排序形成公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000016
的等差数列。该N个第一混频信号可以按照如上顺序(即时延量依次由小到大的顺序)依次对应天线阵列的阵元天线，时延量公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000017
等效为相位公差为Δωτ＝Δθ，则天线阵列发送信号后得到的波束方向可以如图9中的901所示。
实施方式二中，第二混频信号是第一电信号与射频信号混频得到的下边带信号，第一混频信号是第二混频信号与第三电信号混频得到的上边带信号。
例如图8所示，第一混频单元将射频信号A(t)cos[ω st+θ 0+θ(t)]与cos[nΔωt+θ n]混频后输出的第二混频信号是混频得到的下边带信号A(t)cos[(ω s-nΔω)t+θ 0+θ(t)-θ n]。在图8所示的示例中，第二混频单元将该第二混 频信号A(t)cos[(ω s-nΔω)t+θ 0+θ(t)-θ n]与频率为nΔω的第三电信号cos[nΔω(t-τ)+θ n]混频后，得到
上边带信号：
Figure PCTCN2022119359-appb-000018
以及，
下边带信号：
Figure PCTCN2022119359-appb-000019
第二混频单元输出两个信号混频得到的上边带信号，即为第一混频信号。实现第二混频单元输出的N个第一混频信号是与射频频率的中心频率ω s相同且时延量等差的N个信号。
该第二混频单元输出的N个第一混频信号可以表示为：
Figure PCTCN2022119359-appb-000020
Figure PCTCN2022119359-appb-000021
该N个第一混频信号可以按照如上顺序(即时延量依次由小到大的顺序)依次对应天线阵列的阵元天线，时延量公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000022
等效为相位公差为-Δωτ＝-Δθ，则天线阵列发送信号后得到的波束方向可以如图9中的902所示。如图9所示，该实施方式二与实施方式一中得到的N个第一混频信号经过天线阵列辐射后形成的波束方向成镜像。
在具体实施中，信号处理装置可以采用上述两种实施方式中的一种实施方式对混频得到的双边带信号进行滤波得到单边带信号。或者，信号处理装置可以实现上述两种实施方式，按照需求在两种实施方式之间进行切换。能够得到射频信号的波束成形信号(即N个第一混频信号)，能够实现射频信号的波束成形。
一个示例中，信号处理装置可以实现上述两种实施方式，按照需求在两种实施方式之间进行切换。例如，信号处理装置采用实施方式一时按照如图7所示的第二混频单元输出的N个第一混频信号依次对应天线阵列的阵元天线，则按照阵元天线的排列顺序该N个第一混频信号的时延量公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000023
则天线阵列发送信号后得的波束方向可以如图9中的901所示，波束的方向相较于垂直于天线阵列辐射面方向偏离角度为
Figure PCTCN2022119359-appb-000024
以及，信号处理装置采用实施方式二时按照如图8所示的第二混频单元输出的N个第一混频信号依次对应天线阵列的阵元天线，则按照阵列天线排列顺序按照阵元天线的排列顺序该N个第一混频信号的时延量公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000025
则天线阵列发送信号后得到的波束方向可以如图9中的902所示，波束的方向相较于垂直于天线阵列辐射面方向偏离角度为
Figure PCTCN2022119359-appb-000026
在具体实施中可以按照需求的波束方向，确定采用实施方式一或实施方式二。
在一种可选实施方式中，N个第一电信号中频率最小的第一电信号的频率为第三 频率，该第三频率大于所述射频信号的频率带宽的一半。
如前文描述，混频模块需要在混频后通过滤波得到单边带信号，为了避免混频后得到的双边带信号的频率混叠需要满足上述第三频率大于所述射频信号的频率带宽的一半的条件。具体来说，如图10中(a)所示，射频信号的中心频率为ω s、带宽为ω BW，则射频信号是起始频点为
Figure PCTCN2022119359-appb-000027
终止频点为
Figure PCTCN2022119359-appb-000028
的宽带信号。以射频信号与频率为Δω的第一电信号混频为例，图10中的(b)示出了混频后的上边带信号和下边带信号，其中，上边带信号的中心频率为ω s+Δω、起始频点为
Figure PCTCN2022119359-appb-000029
终止频点为
Figure PCTCN2022119359-appb-000030
下边带信号的中心频率为ω s-Δω、起始频点为
Figure PCTCN2022119359-appb-000031
终止频点为
Figure PCTCN2022119359-appb-000032
由图10中的(b)可以看出若Δω小于射频信号带宽的一半，即
Figure PCTCN2022119359-appb-000033
上边带信号的起始频点将小于下边带信号的终止频带，混频后的上边带信号将与下边带信号频率混叠，使得混频模块无法从双边带信号中滤出其中一个单边带信号。
因此，需要与射频信号混频的第一电信号的频率大于射频信号的带宽的一半。而当N个第一电信号中频率最小的第一电线信号的频率为Δω(即Δω为第三频率的一个示例)大于射频信号带宽的一半，则N个第一电信号的频率均大于射频信号带宽的一半，使得混频后的双边带信号频率不混叠。
而对于上述实施方式一，第二混频信号与第三电信号混频得到的双边带信号的中心频率分别为ω s和ω s+2nΔω，其中，nΔω为第三电信号的频率，n为小于或等于1的正整数。以及对于上述实施方式二，第二混频信号与第三电信号混频得到的双边带信号的中心频率分别为ω s和ω s-2nΔω，其中，nΔω为第三电信号的频率，n为小于或等于1的正整数。由此可见，若N个第一电信号中频率最小的第一电线信号的频率(即第三频率)大于射频信号带宽的一半，则第二混频信号与第三电信号混频得到的双边带信号的频率也不会混叠，能够滤波得到单边带信号。
在图6所示示例中，以N个第一电信号中频率最小的第一电信号的频率(即第三频率)等于N个第一电信号的频率公差为例对本申请的方案进行说明。而由于图6所示示例中频率最小的第一电信号的频率为频率公差Δω，因此，频率公差Δω需要大于射频信号的带宽的一半。图11为本申请实施例提供的另一个示例，电频梳产生模块产生的第一电信号可以存在一个频率偏移ω 0，使得第三频率不等于频率公差Δω，则第三频率大于射频信号的频率带宽的一半即可，无需要求频率公差大于射频信号的频率带宽的一半。如图11所示，电频梳产生模块生成的N个第一电信号的频率分别为ω 0+Δω、ω 0+2Δω、ω 0+3Δω、…、ω 0+NΔω。经过各个模块处理后频分滤波模块输出频率等差的N个第三电信号，其中，一个第三电信号的频率与一个第一电信号相同且时延量为第一时延量τ。混频模块对存在频率偏移ω 0的N个第一电信号、存在频率偏移ω 0的N个第三电信号与射频信号进行混频后，混频模块的输出的N个第一混频信号可以表示为：
Figure PCTCN2022119359-appb-000034
Figure PCTCN2022119359-appb-000035
相较于图6所示实施例中混频模块输出的N个第一混频信号，图11所示实施例中的混频模块输出的每个第一混频信号均包含一个相位偏移ω 0τ，但该N个第一混频信号仍为时延量公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000036
的时延等差信号。
具体地，以混频模块采用上述实施方式一为例，在图11所示实施例中，混频模块中的第一混频单元将射频信号A(t)cos[ω st+θ 0+θ(t)]与频率为ω 0+nΔω的第一电信号cos[(ω 0+nΔω)t+θ n]混频，其中，n为小于或等于N的正整数。第一混频单元输出的第二混频信号为混频得到的上边带信号A(t)cos[(ω s+ω 0+nΔω)t+θ 0+θ(t)+θ n]。第二混频单元将该第二混频信号与频率为ω 0+nΔω的第三电信号cos[(ω 0+nΔω)(t-τ)+θ n]混频后输出第一混频信号，即混频得到的下边带信号
Figure PCTCN2022119359-appb-000037
因此，混频模块可以输出时延公差为
Figure PCTCN2022119359-appb-000038
的时延等差信号。混频模块采用上述实施方式二可以参考前文实施，在此不再赘述。图11所示射频模块输出的该N个第一混频信号与图6所示实施例中的N个第一混频信号的时延量公差相同，因此，图11所示实施例与图6所示实施例中的N个第一混频信号被天线阵列发送后形成的波束方向也相同，即
Figure PCTCN2022119359-appb-000039
而图11所示实施例可以在不限制电频梳产生模块产生的信号的频率公差大于射频信号带宽的一半的情况下，生成时延等差的N个第一混频信号，用于射频信号的波束成形。
应理解，除电频梳产生模块以外图11所示的各个模块的信号处理方式与图6相同，可以参考前文描述实施，在此不再赘述。
根据上述方案，该信号处理装置能够通过较少的光学模块、以较低实现难度及复杂度得到射频信号的等差时延信号，从而实现波束成形。以及，电频梳产生模块产生的第一电信号的频率可以低于射频频率，如前文描述，第一电信号的频率仅需要大于射频信号的频率带宽的一半即可，由于信号频率越高对光学模块性能要求越高，因此，相较于光学模块对射频信号进行光学处理的方式，本申请提供的方案能够以较低性能的光学模块得到射频信号的时延量等差的N个信号，进一步降低实现成本。
以上，结合附图详细说明了本申请提供的方法。以下附图说明本申请提供的信号处理装置。为了实现上述本申请提供的方法中的各功能，信号处理装置可以包括硬件结构和/或软件模块，以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
图6、图11分别是本申请实施例提供的信号处理装置的一个示意性结构图。如该信号处理装置可以包括电频梳产生模块、电光转换模块、光时延线模块、光电转换模块、频分滤波模块和混频模块。可选地，该信号处理装置还包括天线阵列，该天线阵列包括N个阵元天线，用于发送上述N个第一混频信号。各单元模块可以执行上述操作和/或功能，以实现上述方法实施例的相应流程。
应理解，各单元模块执行上述相应步骤的具体过程在上述方法中已经详细说明，为了简洁，在此不再赘述。
图12是本申请实施例提供的信号处理装置的另一个示意性结构图。如图12所示，该信号处理装置包括电频梳产生器，该电频梳产生器可以对应图6、图11所示的电频梳产生模块，实现上述电频梳产生模块的操作和/或功能，如电频梳产生器用于产生N个第一电信号。如图12所示，该信号处理装置还包括加法器，该加法器可以对应图6、图11所示的信号叠加模块，用于实现上述信号叠加模块的操作和/或功能，如信号叠加模块用于叠加N个第一电信号得到叠加信号。
如图6、图11所示的电光转换模块可以由模拟光发射机实现，用于将模拟电信号转换为光强度调制的光信号。示例性地，模拟光发射机可以是如图12所示的半导体激光器(laser diode，LD)。如图12所示的光延迟线ODL可以对应如图6、图11所示的光延迟线模块，可以实现上述光延迟线模块的操作和/或功能，如该ODL用于将第一光信号进行时延处理得到第二光信号。如图6、图11所示的光电转换模块可以由模拟光接收机实现，用于将第二光信号转换为第三电信号。示例性地，模拟光接收机可以是如图12所示的光电探测器(photodetector，PD)，如PD可以是光电二极管(positive intrinsic-negative，PIN)探测器或雪崩光电二极管(avalanche photo diode，APD)探测器。
如图12所示，该信号处理装置还包括频分滤波器，该频分滤波器可以对应图6、图11所示的频分滤波模块，实现上述频分滤波模块的操作和/或功能。如频分滤波模块用于对第二电信号进行频分滤波得到N个第三电信号。
如图12所示，该信号处理装置还包括多个乘法器，该多个乘法器可以对应图6、图11所示的混频模块，实现上述混频模块的操作和/或功能。如图12所示，该多个乘法器中的一个乘法组包括N个乘法器，该N个乘法器用于对射频信号和N个第一电信号进行混频，得到N个第二混频信号。该多个乘法器中的另一个乘法器组也包括N个乘法器，该N个乘法器用于对该N个第二混频信号和N个第三电信号混频，得到N个第一混频信号。可选地，该信号处理装置还包括至少一个边带滤波器，用于对混频后得到的双边带信号进行滤波，得到单边带信号。
可选地，如图12所示的信号处理装置还可以包括天线阵列，该天线阵列包括N个阵元天线，该N个阵元天线用于发送该N个第一混频信号。
应理解，各单元器件执行上述相应步骤的具体过程在上述方法中已经详细说明，为了简洁，在此不再赘述。
图13是本申请实施例提供的通信设备1300的结构示意图。如图13所示，通信设备1300包括处理器1310和发射机1320。通信设备1300还可以包括总线1330，处理器1310和发射机1320可以通过总线1330连接并完成相互间的通信。该通信设备1300可以是图1所示的通信系统中的网络设备或终端设备。
该处理器1310可以用于装置的内部处理，实现一定的控制处理功能。该处理器1310可以执行程序或指令，以使发射机1320执行如图5所示实施例提供的信号处理方法。
该发射机1320除了具有发射信号的功能以外，还可以具有接收信号的功能，当该 发射机1320具有接收信号的功能时，可以称为收发机或收发器。
可选地，该通信设备1300还包括存储器1340，该存储器1340用于存储上述程序或指令。该处理器1310和存储器1340可以单独设置，也可以集成在一起。
本申请中，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
本申请中，存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
根据本申请提供的方法，本申请还提供一种发射机，包括用于执行如图5所示实施例提供的信号处理方法的模块、电路或单元等，或者，包括如图6或图11所示的信号处理装置。
可选地，该发射机除了具有发射信号的功能以外，还可以具有接收信号的功能，当该发射机具有接收信号的功能时，可以称为收发机或收发器。
根据本申请提供的方法，本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码由一个或多个处理器执行时，使得包括该处理器的通信装置执行图5所示实施例提供的信号处理方法。
本申请提供的技术方案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所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。上述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，该计算机可读存储介质可以是计算机可以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。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质等。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被运行时，使得信号处理装置执行图5所示中的方法。这样，上述实施例中描述的功能可以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器RAM、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置仅仅是示意性的，例如，各单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

  1. 一种信号处理装置，其特征在于，包括：
    电频梳产生模块，用于生成N个第一电信号，所述N个第一电信号的频率按照大小排列形成等差数列，N为正整数；
    光电转换模块，用于对所述N个第一电信号的叠加信号进行电光转换得到第一光信号；
    光延迟线模块，用于对所述第一光信号进行光延时处理，得到第二光信号，所述第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量；
    电光转换模块，用于对所述第二光信号进行光电转换得到第二电信号；
    频分滤波模块，用于对第二电信号进行频分滤波得到N个第三电信号，其中，一个所述第三电信号与一个所述第一电信号的频率相同且时延量为所述第一时延量；
    混频模块，用于基于所述N个第一电信号、所述N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，其中，所述第一混频信号与所述射频信号的频率相同，所述N个第一混频信号的时延量按照大小排列形成等差数列。
  2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：
    天线阵列，用于发送所述N个第一混频信号。
  3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述N个第一混频信号在信道中形成的波束的方向与所述第一时延量和所述N个第一电信号的频率的公差相关。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述混频模块具体用于：
    将所述N个第一电信号分别与所述射频信号混频，得到N个第二混频信号；
    将所述N个第二混频信号与所述N个第三电信号混频，得到所述N个第一混频信号，
    其中，所述N个第二混频信号中的一个第二混频信号是频率为第一频率的所述第一电信号与所述射频信号混频后得到的，所述N个第一混频信号中的一个第一混频信号是所述一个第二混频信号与频率为所述第一频率的所述第三电信号混频得到的。
  5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
    所述第二混频信号是所述第一电信号与所述射频信号混频得到的上边带信号，所述第一混频信号是所述第二混频信号与所述第三电信号混频得到的下边带信号；或者，
    所述第二混频信号是所述第一电信号与所述射频信号混频得到的下边带信号，所述第一混频信号是所述第二混频信号与所述第三电信号混频得到的上边带信号。
  6. 根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述一个第一混频信号与所述射频信号之间的时延量是第一时延系数与所述第一时延量的乘积，所述第一时延系数的大小是所述第一频率与所述射频信号的频率的比值。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，
    所述N个第一混频信号的时延量的公差是第二时延系数与所述第一时延量的乘积，所述第二时延系数是第二频率与所述射频信号的频率的比值，所述第二频率是所述N个第一电信号的频率的公差。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述N个第一电信号中频率最小的所述第一电信号的频率为第三频率，所述第三频率大于所述射频信号的频率带宽的一半。
  9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述N个第一电信号的频率的公差为第二频率，所述第二频率小于或等于所述第三频率。
  10. 一种信号处理方法，其特征在于，包括：
    生成N个第一电信号，所述N个第一电信号的频率按照大小排列形成等差数列，N为正整数；
    对所述N个第一电信号的叠加信号进行电光转换得到第一光信号；
    对所述第一光信号进行光延时处理，得到第二光信号，所述第二光信号与第一光信号之间的时延量为第一时延量；
    对所述第二光信号进行光电转换得到第二电信号；
    对第二电信号进行频分滤波得到N个第三电信号，其中，一个所述第三电信号与一个所述第一电信号的频率相同且时延量为所述第一时延量；
    基于所述N个第一电信号、所述N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，其中，所述第一混频信号与所述射频信号的频率相同，所述N个第一混频信号的时延量按照大小排列形成等差数列。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    发送所述N个第一混频信号。
  12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述N个第一混频信号在信道中形成的波束的方向与所述第一时延量和所述N个第一电信号的频率的公差相关。
  13. 根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述N个第一电信号、所述N个第三电信号和射频信号，混频得到N个第一混频信号，包括：
    将所述N个第一电信号分别与所述射频信号混频，得到N个第二混频信号；
    将所述N个第二混频信号与所述N个第三电信号混频，得到所述N个第一混频信号，
    其中，所述N个第二混频信号中的一个第二混频信号是频率为第一频率的所述第一电信号与所述射频信号混频后得到的，所述N个第一混频信号中的一个第一混频信号是所述一个第二混频信号与频率为所述第一频率的所述第三电信号混频得到的。
  14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
    所述第二混频信号是所述第一电信号与所述射频信号混频得到的上边带信号，所述第一混频信号是所述第二混频信号与所述第三电信号混频得到的下边带信号；或者，
    所述第二混频信号是所述第一电信号与所述射频信号混频得到的下边带信号，所述第一混频信号是所述第二混频信号与所述第三电信号混频得到的上边带信号。
  15. 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述一个第一混频信号与所述射频信号之间的时延量是第一时延系数与所述第一时延量的乘积，所述第一时延系数的大小是所述第一频率与所述射频信号的频率的比值。
  16. 根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，
    所述N个第一混频信号的时延量的公差是第二时延系数与所述第一时延量的乘积， 所述第二时延系数是第二频率与所述射频信号的频率的比值，所述第二频率是所述N个第一电信号的频率的公差。
  17. 根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述N个第一电信号中频率最小的所述第一电信号的频率为第三频率，所述第三频率大于所述射频信号的频率带宽的一半。
  18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述N个第一电信号的频率的公差为第二频率，所述第二频率小于或等于所述第三频率。
  19. 一种发射机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的信号处理装置。
  20. 一种通信设备，其特征在于，包括至少一个处理器；
    所述至少一个处理器用于执行存储器中存储的程序或指令，以使所述通信设备实现如权利要求10至18中任一项所述的方法。
  21. 根据权利要求20所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备包括所述存储器。
  22. 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令在计算机中被运行时，使得所述计算机执行如权利要求10至18中任一项所述的方法。
PCT/CN2022/119359 2022-09-16 2022-09-16 信号处理方法、装置及通信设备 WO2024055295A1 (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2022/119359 WO2024055295A1 (zh) 2022-09-16 2022-09-16 信号处理方法、装置及通信设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2022/119359 WO2024055295A1 (zh) 2022-09-16 2022-09-16 信号处理方法、装置及通信设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024055295A1 true WO2024055295A1 (zh) 2024-03-21

Family

ID=90273935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2022/119359 WO2024055295A1 (zh) 2022-09-16 2022-09-16 信号处理方法、装置及通信设备

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024055295A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106972881A (zh) * 2017-02-22 2017-07-21 上海华为技术有限公司 一种波束赋形bf权值赋值的方法和装置
US20190267708A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 Precision Integrated Photonics, Inc. Phased array communication system with remote rf transceiver and antenna beam control
US20190319356A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-17 Phase Sensitive Innovations, Inc. Beam steering antenna transmitter, multi-user antenna mimo transmitter and related methods of communication
CN110365413A (zh) * 2019-07-03 2019-10-22 北京迈微时代科技有限公司 一种基于相干光频梳的光载射频波束赋形系统
CN113067635A (zh) * 2021-03-22 2021-07-02 中国电子科技集团公司第三十八研究所 基于集成光延迟芯片的收发一体相控阵波束合成装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106972881A (zh) * 2017-02-22 2017-07-21 上海华为技术有限公司 一种波束赋形bf权值赋值的方法和装置
US20190267708A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 Precision Integrated Photonics, Inc. Phased array communication system with remote rf transceiver and antenna beam control
US20190319356A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-17 Phase Sensitive Innovations, Inc. Beam steering antenna transmitter, multi-user antenna mimo transmitter and related methods of communication
CN110365413A (zh) * 2019-07-03 2019-10-22 北京迈微时代科技有限公司 一种基于相干光频梳的光载射频波束赋形系统
CN113067635A (zh) * 2021-03-22 2021-07-02 中国电子科技集团公司第三十八研究所 基于集成光延迟芯片的收发一体相控阵波束合成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5861845A (en) Wideband phased array antennas and methods
US6535165B2 (en) Phased array antenna beamformer
CN113067635B (zh) 基于集成光延迟芯片的收发一体相控阵波束合成装置
WO2018153321A1 (zh) 一种波束赋形bf权值赋值的方法和装置
US11038268B2 (en) Signal generator for a phased array antenna
US10170832B2 (en) Transceiver for a phased array antenna
US11283168B2 (en) Device for optically receiving a signal coming from a phased antenna array and associated antenna system
Frankel et al. Array transmitter/receiver controlled by a true time-delay fiber-optic beamformer
Lu et al. Photonic assisted beam steering for millimeter-wave and THz antennas
US11589140B2 (en) Optical beamforming device using phased array antenna and operating method thereof
KR102611737B1 (ko) 위상 배열 안테나를 이용한 광학식 빔포밍 장치 및 이의 동작 방법
WO2024055295A1 (zh) 信号处理方法、装置及通信设备
Grosskopf et al. Photonic 60-GHz maximum directivity beam former for smart antennas in mobile broad-band communications
CN116865900A (zh) 一种全光同时多频段多波束相控阵发射机及其方法
US11183770B2 (en) Dual polarization RF antenna feed module and photonic integrated circuit (PIC)
CN108809427B (zh) 基于光学相控的波束可调太赫兹无线通信系统及通信方法
JP7195006B2 (ja) ミリ波誘電体導波路によって実現された大口径のスケーラブルなミリ波アレイ
CN114296033A (zh) 一种光控接收波束形成方法及装置
Steeg et al. 2D mm-wave beam steering via optical true-time delay and leaky-wave antennas
Nanzer et al. A W-band photonic array
Lu et al. Photonic Integrated Chips for THz Beam Steering
WO2023242920A1 (ja) 受信指向性制御装置及び受信指向性制御方法
WO2024036521A1 (zh) 一种光相控阵电路、发射设备及信号传输系统
US11095030B2 (en) Receiver for a phased array antenna
RU2725758C1 (ru) Широкодиапазонный интеллектуальный бортовой комплекс связи с применением радиофотонных элементов

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22958485

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1