[發明專利]動態信號發射結構及波束賦形方法

有效

• 申請號: 201811243825.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111093209B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 丁慶;韓充;李程;顏世桃
• 申請（專利權）人: 深圳市太赫茲科技創新研究院;深圳市太赫茲科技創新研究院有限公司
• 主分類號: H04W16/28
• 分類號: H04W16/28;H04B7/06;H04B7/0408;H04B17/391
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本發明涉及一種動態信號發射結構，采用混合波束賦形技術，包括相互連接的射頻模組和天線陣列；所述射頻模組包括一個或多個射頻鏈路單元，所述射頻鏈路單元之間并聯連接；所述天線陣列包括一個或多個天線子陣列，所述每個天線子陣列均連接有一所述射頻模組；所述混合波束賦形技術包括模擬波束賦形和數字波束賦形；該結構中，所述模擬波束賦形參數和所述數字波束賦形參數固定不變，射頻模組中的射頻鏈路單元的數量值、天線陣列中的天線子陣列的數量值、模擬波束賦形參數和數字波束賦形參數之間存在數量關系。本發明可在保證性能的前提下，動態調節天線陣列的結構以及每個射頻模組中射頻鏈路單元的數量，達到降低硬件復雜度的效果。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種動態信號發射結構及波束賦形方法。

背景技術

現有的無線移動通信所使用的頻段多集中在300MHz至30GHz的微波頻段，頻譜使用十分擁擠，限制了最大可實現的無線傳輸速率。毫米波及太赫茲的載波頻譜，因其擁有幾十、幾百、甚至上千GHz的帶寬，能有效的滿足未來十年市場對超高傳輸速率的需求，能解決當前無線通信數據量激增的問題。

針對太赫茲頻段的波長短的特性，可利用波束賦形技術，增加毫米波及太赫茲的電磁波的傳輸距離及傳輸速率。現有波束賦形技術包括全數字波束賦形技術和全模擬波束賦形技術，由全數字波束賦形技術形成的信號發射結構的硬件復雜度過高，由全模擬波束賦形技術形成的信號發射結構的性能欠缺，因此現有技術中，信號發射結構的硬件復雜度和性能不可兼得。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種動態信號發射結構及波束賦形方法，使其在簡化硬件結構的同時，能達到所需的性能要求。

一種動態信號發射結構，采用混合波束賦形技術，包括射頻模組和天線陣列，所述射頻模組和所述天線陣列連接；

所述射頻模組包括一個或多個射頻鏈路單元，所述射頻鏈路單元之間并聯連接；

所述天線陣列包括一個或多個天線子陣列，所述每個天線子陣列均連接有一所述射頻模組；

其中，所述混合波束賦形技術包括模擬波束賦形和數字波束賦形；

所述結構中，所述模擬波束賦形參數和所述數字波束賦形參數固定不變，所述射頻模組中的射頻鏈路單元的數量值、所述天線陣列中的天線子陣列的數量值、模擬波束賦形參數和數字波束賦形參數之間存在數量關系。

在其中一個實施例中，所述天線子陣列包括多個天線，所述射頻模組中的每個射頻鏈路單元與所述相應的天線子陣列中的每個天線連接，所述射頻模組中的每個射頻鏈路單元與所述相應的天線子陣列中的每個天線之間均串聯有一調制器。

在其中一個實施例中，所述調制器為相移器。

在波束賦形的參數一定的條件下，該結構可在保證性能不變的同時，動態調節天線陣列的結構以及每個射頻模組中射頻鏈路單元的數量，即改變m和n的值，達到降低硬件復雜度的效果。

一種波束賦形方法，包括：

設計天線陣列，把所述天線陣列拆分為一個或多個天線子陣列，每個所述天線子陣列均由一射頻模組控制；

確定所述射頻模組中的射頻鏈路單元的數量；

建立所述電磁波頻段的信道模型；

根據所述信道模型中的信道矩陣，計算得到模擬波束賦形參數和數字波束賦形參數；

根據所述模擬波束賦形參數和數字波束賦形參數進行波束賦形。

在其中一個實施例中，在根據所述信道模型中的信道矩陣，計算得到模擬波束賦形參數和數字波束賦形參數的步驟中，包括：

對所述信道模型中的信道矩陣做奇異值分解，得到右奇異值矩陣的解；