[發明專利]用于可縮放射頻前端的波束成形架構

有效

• 申請號: 201680062938.3
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN108352887B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: S·程;K·R·霍
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳煒;袁逸

公開了用于配置可縮放射頻(RF)架構的天線陣列的裝置和方法。天線陣列的子集被分組為K個組，并且將接收或發射權重向量應用于K個組中的每一者中的每個天線陣列。針對在K個組中的每個天線測量信道響應。針對每個組相加響應，并基于相加的響應來計算復合縮放因子?；诳s放因子更新天線權重向量，并將經更新的權重向量應用于天線陣列。執行對天線進行分組并且細調權重向量的步驟，直到天線權重向量達到穩定點，即與先前天線權重相比，當前天線權重沒有將波束成形增益提高預定閾值。

背景

1.公開領域

本公開一般涉及用于可縮放RF前端的波束成形架構，尤其涉及細調用于增強射頻(RF)系統性能的接收機和發射機天線權重向量。

2.相關技術描述

波束成形技術已廣泛用于無線(即射頻)和毫米波應用空間，以增加定向天線陣列增益。定向天線陣列增益的增加有助于更好的信號傳輸和接收質量。使用無線技術的產品(諸如手機，膝上型電腦等)包括多個發射天線和多個接收天線，以傳送和接收單個空間流。為了增加天線陣列增益，常規波束成形器使用固定的權重(振幅和相位)集來控制天線陣列。自適應波束成形器通?；谄鋸奶炀€陣列接收到的信號響應來調整權重。

通常，波束成形器(不管是自適應的還是常規的)被設計用于固定數目的發射或接收天線。波束成形硬件被設計用于最壞情形，即發射/接收天線的最大數目，盡管可能并不是所有的天線用于通信，由此增加了整個系統成本。

概述

本公開的實施方式涉及用于配置發射和接收天線的陣列以用于為可變數目的天線進行波束成形的裝置和方法。發射或接收陣列中的天線的數目不一定是固定的，并且因此可以是可變的，使得RF天線架構是可縮放的。為了配置發射或接收天線陣列，該天線被劃分成K個組。當前的發射或接收機天線權重被應用于K個組中的每一者的發射或接收機天線。

測量組中發射或接收機天線中的每一者對當前權重向量的響應(例如，經相加的響應)?；谠摐y量，計算復合縮放因子以調整每個組的當前發射或接收機天線權重，使得輸出功率(接收機或發射)被最大化。經更新的權重被應用于K個組中的每一組的天線。在應用經更新的權重之后，接收或發射天線陣列可以被重新分組。該過程可在多個循環中重復。該過程的循環可以重復，直到發射或接收機天線陣列被配置為輸出最大功率或滿足另一停止準則。細調迭代可在發射和接收天線細調循環之間交替。該過程可響應于檢測到的狀況或準則而重新開始。

在一特定方面，本發明包括一種用于細調接收機天線權重的方法，其包括將接收機天線分組成第一多個天線組。第一多個天線組中的每個天線組包括接收機天線的子集。接收機天線權重向量被應用于每個天線組。接收機天線權重向量對于給定天線組中的每個天線指定要應用到由該給定天線組中的每個天線所接收的信號的幅度和相位增益。當訓練信號被接收時測量各天線組中的每一者的響應并且應用接收機天線權重向量。應用基于所測量的響應的用于天線權重向量的復合縮放因子。接收機天線權重向量是基于所計算的復合縮放因子而被更新。經更新的天線權重向量被應用于接收機天線組。

一方面涉及一種裝置，該裝置包括具有非瞬態存儲介質的數據處理設備和與非瞬態存儲介質耦合的數字信號處理器。該非瞬態存儲介質存儲當由數字信號處理器(DSP)執行時使得處理器進行以下操作的指令：將接收機天線分組為第一多個天線組，該第一多個天線組中的每個天線組包括接收機天線的子集。該指令還使得DSP將接收機天線權重向量應用于每個天線組，接收機天線權重向量對于給定天線組中的每個天線指定要應用于由該給定天線組中的每個天線所接收的信號的幅度和相位增益；當接收訓練信號時測量各天線組中的每一者的響應并應用接收機天線權重向量；基于所測量的響應來計算用于天線權重向量的復合縮放因子；基于所計算的復合縮放因子來更新接收機天線權重向量；以及將經更新的天線權重向量應用于接收機天線組。