[發明專利]產生多個扇形梁的通信單元、集成電路和方法

在審

• 申請號: 201480045218.7
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN105519008A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: C·奧克菲;M·奧布賴恩;S·塞克斯頓
• 申請（專利權）人: 亞德諾半導體集團
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H01Q1/24;H01Q3/26;H04B7/06;H04B17/11;H04B17/12;H04B17/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 吳信剛

技術領域

本發明的領域涉及在例如單個天線陣列上產生多個扇形波束的天線 配置和方法。

背景技術

在傳統的無源天線系統中，僅一個扇區可以支持在單載波頻率的天線 上。無源天線的所有扇區的光束形狀通常由天線元件結構和饋電網絡的組 合進行固定，所述饋電網絡將信號施加到各個天線元件饋送。為了克服無 源天線系統的缺點，有源天線陣列系統(AAS)已經被開發。AAS通常通 過整合多個射頻(RF)組件(例如，功率放大器、收發器、耦合器等)與 天線輻射元件創建，其通常被認為是基站的一部分。這使得天線內的各輻 射元件的信號的相位和振幅被電子控制，使用信號處理來塑造并引導輻射 束的方向。方向可以在兩個垂直和水平方位來控制，并且該技術更一般地 被稱為波束成形。

垂直波束形成可用于創建多個束，至少一個波束用于每單元扇區專用 的，并且其中所述光束被引導到遠離天線的不同地理區域。在創造具有無 源天線配置的兩個專用小區扇區中，扇形區的硬件資源可加倍。目前，利 用獨立的天線陣列，提供天線射束的不同'片'(tilt)的已知方式使用常規無 源天線。替代方法是區分天線陣列，以創建天線單元的子組作用于單獨扇 區，其中，每個子組將處理專用于單個單元扇區的光束。

這兩種技術提供不同的片有許多與之相關聯的缺點。例如，在利用單 獨的天線陣列作用于不同扇區的情況下，天線單元的復制將需要被部署以 提供相同的性能。這導致安裝時間、天線塔占地要求和同軸饋電電纜以分 開無線電單元作為基礎設施部署的一部分而言增加了成本。

另外，在天線陣列被子分區的情況下，可以由陣列產生的有效波束寬 度增大，從而增加了相鄰扇區之間的重疊區域。又一個缺點在于：由于該 陣列變成在扇區之間劃分，在可用天線增益有成比例的減小。

在天線與傳播(EUCAP)，2012第六屆歐洲會議，頁面：2789-2793， 對用陣列用于輸出垂直扇區劃分梁進行了討論。該文獻沒有考慮波束信號 處理的合成或如何支持這種垂直扇區劃分的光束的天線陣列的校準方案 的實施例。

發明內容

因此，本發明的目的是單獨或以任何組合減輕、緩解或消除上述缺點 的一個或多個。

根據第一方面，通信單元包括：多個天線元件饋源，用于耦合到天線 陣列的多個天線元件，其中每個天線元件饋源包含至少一個耦合器；多個 發射器，可操作地耦合到所述多個天線元件饋源。所述多個發射器中的至 少一個發射器包括：至少一個輸入，用于接收第一信號和至少一個第二信 號；波束形成邏輯，經配置成分別對發射器的第一信號和至少一個第二信 號適用于獨立波束形成權值，其中，以每個扇區為基礎分配每個獨立的波 束形成權值；和信號組合器，經配置成組合第一信號和所述第二信號以產 生組合信號，以使得組合信號支持多個扇形波束。

根據可選的例子，通信單元還可以包括：信號處理器，可操作地耦合 到波束形成邏輯，和配置成同時處理應用到多個天線單元中的至少一個天 線元件饋源的多個扇形波束的發送。

根據可選的例子，波束形成器邏輯可被配置成對在相同的載波頻率或 在重疊占用的頻譜中發送的信號應用獨立的波束形成權重。

根據可選的示例，有源天線系統的單個天線陣列可被配置成支持在至 少一個載波頻率的多個扇區。在一個示例中，有源天線系統的單個天線陣 列被配置成使用至少一個公共天線單元支持單個載頻上的多個扇區。

根據可選的例子，通信單元還可以包括頻率轉換器，可操作地耦合到 信號組合器，并配置成將頻率轉換合成信號頻率轉換成組合信號并路由到 多個天線元件，以支持多個扇形光束。

根據可選的示例，波峰因數降低(CFR)信號處理塊可被配置成應用 波峰因數降低到組合信號。

根據可選的例子中，獨立的波束形成權重可以包括被歸為至少一個發 射器對基準發射器的至少一個校準校正系數。在一個示例中，相對于第一 收發機歸一化至少一個校準校正系數可以包括：相對于被確定為具有最長 等待時間的收發機，歸一化至少一個校準校正系數。在本示例中，通信單 元還可以包括復數乘法器，經配置成應用獨立的波束形成權值和至少一個 校準校正因子。