[發明專利]基站及其基于π相位的多輸入多輸出接收端

有效

• 申請號: 201810864079.0
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109286429B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 王生楚;鞏譯;郭琪;張琳
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0426;H04B7/06;H04B7/08
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙

本發明公開了一種基站及其基于π相位的多輸入多輸出接收端，所述接收端包括：包括N_r根天線，還包括：N_r個輸入端分別與N_r根天線連接的功率分配器；輸入端分別與N_r個功率分配器的第一輸出端相連的N_r個π相位射頻鏈路；線性組合器，其各輸入端分別與N_r個功率分配器的第二輸出端相連；經典射頻鏈路，其輸入端與所述線性組合器的輸出端相連；基帶信號處理單元，用于根據所述π相位射頻鏈路和經典射頻鏈路的輸出進行信道估計、多用戶檢測。應用本發明能夠有效的降低電路功耗以及制造成本，達到高能效的目標。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別是指一種基站及其基于π相位的多輸入多輸出接收端。

背景技術

多輸入多輸出(MIMO)技術通過在發射機和接收機側采用多個射頻(RF)鏈路能夠支持多個數據流來提高數據傳輸的可靠性。因此MIMO技術為第四代(4G)長期演進(LTE)，無線局域網802.11ac等眾多現代通信系統奠定了基礎。其大規模演進(大規模MIMO)具有基站端支持數百根天線的特點，已被選為5G蜂窩通信的關鍵物理層技術。由于十千兆赫茲(GHz)以下的頻譜資源幾乎耗盡，在5G中廣泛研究了使用GHz頻譜來支持千兆比特(Gbit/s)數據傳輸的毫米波(mmWave)技術。

MIMO技術利用在收發端配置多根天線，在時間維度和頻率維度的基礎上引入了空間維度，使得無線通信在不使用附加發射功率和帶寬的情況下獲得分集和復用的增益，顯著提升提高傳輸速率和傳輸鏈路的可靠性。從理論上講，MIMO技術利用天線數目越多，頻譜效率和可靠性的提升越明顯。然而，當天線數目達到數百甚至上千根，諸如產生海量數據、硬件成本昂貴、系統總功率消耗龐大等新的問題也隨之出現。

目前，一種傳統的MIMO接收端結構如圖1所示，具有較為復雜的結構并且利用一對高分辨率ADC)(8-12bits)進行數模轉換；由于使用了傳統高精度數模轉換器(ADC)(8-12bits)。在大規模MIMO中，隨著RF數目的增高，導致總體功耗較大，成本較高。

此外，另一種基于全相位檢測器的MIMO接收端結構如圖2所示，該結構中首先通過同相正交(IQ)結構的解調電路，將射頻信號降頻轉換為對應的基帶信號，然后通過2π相位檢測器(包含模擬疊加和1bitADC)提取相位信息。此結構中雖然通過1bit ADC來替換高分辨率ADC，但是該技術使用的同向正交解調技術會導致在直流解調和模擬組合操作時產生高電路功耗和制造成本。同時，使用同向正交解調技術也會使得解調步驟變得更加繁瑣。

綜上，MIMO技術利用天線數目越多，而采用目前傳統的MIMO接收端結構，會導致總體功耗較大，成本較高，使得大規模MIMO技術無法完成5G提出的高能效的目標。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種基站及其基于π相位的多輸入多輸出接收端，能夠有效的降低電路功耗以及制造成本，達到高能效的目標。

基于上述目的本發明提供一種基于π相位的多輸入多輸出接收端，包括：N_r根天線，還包括：

N_r個輸入端分別與N_r根天線連接的功率分配器；

輸入端分別與N_r個功率分配器的第一輸出端相連的N_r個π相位射頻鏈路；

線性組合器，其各輸入端分別與N_r個功率分配器的第二輸出端相連；

經典射頻鏈路，其輸入端與所述線性組合器的輸出端相連；

基帶信號處理單元，用于根據所述π相位射頻鏈路和經典射頻鏈路的輸出進行信道估計、多用戶檢測。

其中，所述π相位射頻鏈路包括：