专利名称：利用发射器和天线阵列元件的实时多路复用的方法和装置的制作方法
技术领域：
本公开大体上涉及宽带通信信号的通信，且更具体地，一些实施方案涉及共享天线。
_4]发明背景
在典型家庭联网情况下，高空间覆盖(例如，覆盖到家庭的各个部分)和高时间覆盖(例如，覆盖近100%时间)都是可取的。无线通信往往呈现高时变，这可能是归因于干扰(带内或者带外)以及/或者多路径特性。例如在IEEE802. I In标准中，多输入多输出(MMO)技术有时被用于增加通过多个空间信道和波束成形技术的容量。在MIMO系统中，用于表明在某个方向上发射或者接收的波束成形以与使用碟形天线进行相似的方式完成。即，可使用许多较小天线而不是大碟形天线来近似连续表面。每个较小天线被并置在彼此附近且以具有预定相位关系的信号馈送。天线间隔通常为大约操作频率下的四分之一波长的量级。对于5.8GHz的WiFi频率,例如,天线被分开数英寸。各种天线利用空间分集,例如,使用不同发射角。具有N个发射天线和N个接收天线的NXN矩阵被提供在MIMO系统中且为本领域一般技术人员众所周知。假设多路径允许在发射器和接收器之间有N个不同独立或者不相关的路径，如果信道不相关，那么N个天线可支持最多N个空间信道。每个这种发射天线根据NXN矩阵来发射N个比特流的线性组合。如果信道为部分相关，那么可用空间信道数目下降。例如，对于50%相关性，空间信道有一半不可用。波束成形是一种用在用于定向信号发射或者接收的MIMO天线阵列中的技术。波束成形可增加链路余量且改善覆盖和范围。通过使用自适应或者固定接收/发射波束方向图来实现空间选择性。利用彼此靠近的大量天线来实现通过波束成形的高空间选择性。通过利用几个空间信道增加容量与通过改善波束成形链路预算增加覆盖之间存在取舍。已知MMO通信技术最多允许4个发射天线和4个接收天线。这些构造并未对家庭环境中可靠、高性能的联网提供足够的吞吐量。例如，利用具有两个空间信道和波束成形的4X4MM0构造，在家庭任何位置处对于大约20-30Mbps吞吐量，100%空间覆盖是可得到的，但是对于50Mbps或者更大而言，90%以下覆盖也可能是可行的。未来吞吐量需求可能大约为IOOMbps的量级或者更大，因此，出于性能追求可能需要四个以上的发射天线(例如，八个或者更多发射天线)。在包括多个发射天线的一些通信系统中，每个天线具有专用发射器和数模转换器(DAC)。在零中频(零-IF)或者直接转换架构的情况下，使用两个DAC (分别是一个用于同相分量，一个用于正交分量)。图I是通信装置的框图，其中数字信号处理器(DSP) 180执行与MMO空间多路复用相关联的处理。DSP还对天线数据样本执行波束成形且将波束成形数据提供给发射器140。并行示出三个天线120和三个发射器140。发射器140的输出被提供给相应带通滤波器130。滤波器将经滤波的模拟信号122提供给天线阵列110中的天线。如图I中发射器和DAC的这种多样性导致随着阵列110中天线元件数目成比例增加的高成本和功率。因此，利用常规技术，由于所需成本和功率值，大天线阵列(例如，具有几个以上发射天线的阵列)可能是不切实际的。
发明概要在所公开方法和装置的一些实施方案中，多个数字输入信号表示要在多个天线上发射的波束成形数据。每次选择一个数字输入信号。选择在多个数字输入信号之间重复循环，且产生多路复用数字信号。多路复用数字信号被转换为多路复用模拟信号。多路复用模拟信号通过使预定频带通过的滤波器来滤波。多路复用模拟信号被多路分用以提供多个模 拟输出信号。因此，选择模拟输出信号中的至少一个。每次一个地选择模拟输出信号。每个选定模拟输出信号被提供给天线中对应的天线。一些实施方案包括数字处理模块、发射器、多路分用器和多个天线。数字处理模块具有多路复用器，多路复用器每次选择一个输入信号。选择在多个输入信号之间重复循环。这个处理基于数字输入信号间的选择来输出多路复用数字信号。发射器具有数模转换器(DAC)，数模转换器将多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号。发射器也具有带通滤波器，带通滤波器使预定频带通过。多路分用器将多路复用模拟信号多路分用，以提供多个模拟输出信号。每个天线发射模拟输出信号之一。一些实施方案具有数字处理模块、发射器、多路分用器、多个滤波器和多个天线。多路复用器每次选择一个输入信号。每个输入信号表不波束成形数据。在输入信号之间重复循环选择处理。多路复用器输出多路复用数字信号，多路复用数字信号的成分是基于选择哪些输入信号。发射器具有DAC，DAC将多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号。多路分用器将多路复用模拟信号多路分用，以提供多个模拟输出信号。每个模拟输出信号被施加于滤波器之一。每个天线发射经滤波的模拟输出信号之一。一些实施方案具有数字处理模块、多个发射器、多个多路分用器和多天线阵列。在一些这样的实施方案中，每个多天线阵列具有几个天线元件。数字处理模块具有多个多路复用器。每个多路复用器从作为与一个天线阵列相关联的信号链的部分的多个输入信号中选择数字输入信号。与每个阵列相关联的数字输入信号表示波束成形数据。在数字输入信号之间重复循环选择处理。可以看出，每个多路复用器输出包括选定信号的多路复用数字信号。每个发射器具有DAC，DAC将对应多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号。每个发射器也具有带通滤波器，带通滤波器被施加于对应多路复用模拟信号。每个滤波器的输出被耦合至多路分用器的对应个多路分用器。每个多路分用器将从对应滤波器输出的多路复用模拟信号多路分用。每个多路分用器输出模拟输出信号组。每个多路分用器的输出被耦合至天线阵列之一的输入。天线阵列内的天线发射对应模拟输出信号组。附图
简述参考附图描述根据一个或者一个以上不同实施方案的公开方法和装置。附图仅被提供用于说明目的，且仅描述所公开方法和装置的一些实施方案的实例。这些附图被提供以方便读者理解所公开方法和装置。其不应被视为限制本发明的广度、范畴或者适用性。应当注意，为了清晰和简单说明，这些附图并不一定按照比例绘制。图I是具有天线阵列和多个发射器的通信装置的框图。图2是具有多路复用天线的通信装置的框图，所述多路复用天线利用直接模数转换器(直接DAC)发射器架构。图3A至图3E图示了与根据一些实施方案的多路复用信号频谱相关联的处理。6A :多路分用控制信号时域波形；6B :多路分用控制信号频谱；6C :在多路分用之前的信号频谱；6D :在多路分用之后的信号频谱；6E :在通过天线以及/或者后多路分用器滤波器滤波之后的辐射信号频谱。图4是具有多路复用天线的通信装置的框图，所述多路复用天线具有上变频器 DAC发射器架构。图5是具有天线阵列以及多个发射器和DAC的通信装置的框图。图6是图示用于对准所有天线的时序的多路复用样本内插的信号图。图7是图示用在由接收和发射链的不同组件共享天线的系统中的处理的流程图。应当理解，所公开方法和装置可实行修改和变更，且本发明应当仅限于权利要求及其等同物。
具体实施例方式所公开实施方案的描述旨在结合附图阅读，附图应当视为整个书面描述的一部分。本发明公开一种方法和装置，其中在不同天线元件之间实时共享发射器和数模转换器(DAC)。执行包括内插的处理，以实现时间对准以及/或者转变为使正确多路复用和多路分用成为可能。在多个天线之间共享发射器和DAC导致成本和功率降低。在半导体行业中众所周知的是，虽然数字电路缩放地很好(尺寸变得更小且使用更少功率)，但是当与先进半导体技术(例如，更小几何尺寸)一起使用时，缩放对于模拟电路效率并不高。利用单个、共享发射器更换几个模拟发射器克服了这个限制。由此产生的成本、复杂性和功率降低反过来使更大天线阵列成为可能，从而克服了现有技术的缺点。图2是具有多路复用天线的通信装置的框图，所述多路复用天线具有直接模数转换器(直接DAC)发射器架构。图2中装置的架构被称为直接DAC发射器架构，这是因为DAC输出233被直接处理，而无需上变频为更高输出频率。数字处理模块260包括多入多出(MMO)和波束成形数字信号处理器(DSP)280、内插器270和多路复用器(mux) 275。如下文中将可以进一步看到，DSP280提供一组数字信号，当施加于天线阵列时，其将产生直接发射波束。内插器270偏移采样时间，以将采样时间与时间对准，在此期间样本流由多路复用器275选择。多路复用器275选择从内插器270输出的数字输入信号262之一。每次选择一个信号。多路复用器275以重复方式从不同数字输入信号262中选择。S卩，如果存在由内插器270输出的M个信号262，那么多路复用器275将选择第一个数字输入信号持续第一时间段，然后移动至第二个数字输入信号持续第二时间段，以此类推，直至已经选择全部信号。处理然后将重复。多路复用器275选择每个数字输入信号262的时间量可能等于一个采样时间，或者其可能等于几个采样时间。应当理解，选择信号的特定顺序与本发明不相关。然而，顺序和时序必须与多路分用器525同步。多路复用器275不出在位置SI中，选择第一数字输入信号262。在另一个时间处，开关在位置S2处，在其它时间处，开关在直至位置SM的其它位置处。在本实施方案中，开关位置的数目等于天线阵列210中的天线数目，其可能为大于I的任何数目。多路复用器275基于选定数字输入信号262来输出多路复用数字信号238。数字处理模块260的输出238被耦合至直接DAC发射器240。直接DAC发 射器240包括DAC234、自动增益控制器(AGC) 232和滤波器230。DAC234将多路复用数字信号238转换为多路复用模拟信号。在多路复用器275对于一个以上采样时间选择一个数字输入信号的情况下，在下一个数字信号的样本通过多路复用器275耦合至DAC234之前，DAC234将转换来自第一数字输入信号的多个样本。多路复用模拟信号通过AGC232和滤波器230耦合至多路分用器(demux) 225。AGC232被插入至在所公开方法和装置的一个实施方案中的信号路径中，以优化发射器240的动态范围和性能。AGC232可动态切换且同步于多路复用采样率，以确保每个天线元件的正确信号强度。AGC在图2中示出为设置于DAC234与滤波器230之间，但是本领域一般技术人员应当理解，其可设置于滤波器230与多路分用器225之间。优点在于可能更好的阻抗呈现给天线且源阻抗呈现给滤波器。然而，放置AGC是以放大器的可能更高动态范围要求为代价，这可能必须保持带外失真项是低的，这是因为在天线之前可能有较小或者没有滤波。术语“多路复用模拟信号”可能是指至多路分用器225的输入226、至滤波器230的输入231或者至AGC232的输入233，如本领域一般技术人员所理解，对信号滤波或者改变其增益不会改变信号模拟属性或者其多路复用属性。至DAC234的输入238被称为多路复用数字信号。多路分用器225中开关位置的数目等于多路复用器275中开关位置的数目。多路分用器225以与在多路复用器275处切换相对应的方式在开关位置之间切换。多路复用器275和多路分用器225的开关位置被给予相同的标签，以指示这种切换对应。多路分用器提供多个模拟输出信号222给天线阵列210中的天线(天线元件)220。因此，天线阵列210中的天线220发射数据，所述数据已经被多路复用且多路分用，以允许在所有天线220之间共享发射器240。根据所公开方法和装置的一个实施方案，DAC234的采样率大于2*M*BW，其中，M为天线220数目，Bff为信号带宽。这是乘以天线数目的奈奎斯特准则，可以看出，事实上DAC234以至少2*BW速率优选处理与M个天线220中的每个天线相对应的数据。一般地，当信号带宽更窄时，上述增加的采样率更容易实现。在一个这样的实例中，信号具有相对较窄带宽40MHz α者如在Wi-FiIEEE802. Iln中)。对于M=IO个天线，等同带宽400MHz (M*BW=10*40MHz=400MHz)被采样。采样率至少为要采样信号频率的两倍，即，采样率至少为800MHz。这可容易利用当代DAC技术来实现，假设有效比特数(ENOB)大约为8，利用单个(非交织)DAC。ENOB为数字化信号质量的度量。在所公开方法和装置的一个实施方案中，多路分用器225由多路分用器控制信号252控制，多路分用器控制信号252由开关&AGC控制模块250产生。开关&AGC控制模块250从振荡器236接收输入。控制模块250控制多路分用器225，以每次选择一个天线(即，以在阵列210中的天线220之间循环)。图2示出了多路分用器225已经选择天线为第一天线220的时间点。多路分用器225在图2所示时间期间提供输出信号222。在一个实施方案中，发射器240包括放置于多路分用器225之前的带通滤波器230，如图2所示。滤波器230具有足够带宽以在适当时间使M个切换信号222、223、224通过。因为耦合至每个天线220的信号222、223、224被切换(或者斩波)，所以信号222、223、224可能不是时间连续的。因此，信号222、223、224可能具有在信道频带之外扩频的频谱分量。在其被辐射之前，信号222、223、224可能需要通过带通滤波器以与由重构或者抗混叠滤波器重构的DAC相似的方式重构。在一个实施方案中，具有固有带通属性的每个天线元件220可结合前一个多路分用器阶段的每个位 置中的切换速度和停留时间来优化，以用作重构滤波器。在另一个实施方案中，单独滤波器292、293、294被插入在多路分用器225和相应天线220之间，如图2所示。图3A至图3E提供以上相对于图2描述的信号的频谱特性。图3A示出了图2的多路分用器控制信号252的时域波形。多路分用器控制信号310包括在Tmx间隔处隔开的脉冲，其中每个脉冲具有τΜΧ的宽度。频谱线在fMx=l/TMX处隔开的多路分用器控制信号252的频谱符合正弦包络线320。空值存在于I/ τ ΜΧ及其倍数处，如图3Β所示。图3C示出了信号226 (即，在多路分用之前来自滤波器230的输出)的频谱。图3D示出了在多路分用之后信号222、223、224的频谱。图3Ε示出了在通过天线以及/或者在多路分用器与天线之间的带通滤波器(例如，滤波器292)滤波之后的辐射信号频谱。为了符合监管要求，带外频谱内容在辐射之前可能被限制。带内辐射功率(即，实际上由每个天线元件辐射的期望信道功率)也受到多路分用器的斩波动作影响。即，每个元件的辐射功率被减少了大致等于控制信号的占空比的量(即，TmxAmx因子)。然而，由所有天线元件聚集辐射的总功率大致等于全信号功率，正如连续(“未斩波”)信号经由单个天线元件辐射时的情况。这与监管规则一般一致，当天线数目增加时，这在原则上不允许辐射功率增加。高正弦波叶(影像)可能在频率上降至接近期望信号。比值越高，影像电平可能越低，其中fsig为输出信号频率，4=1/1 。整数比值48/^可被用于将影像放置于信号之下，从而避免影像接近期望信号。这种接近使滤波困难。通过避免使影像接近期望信号，信道内信噪比(SNR)可降低。即，如果影像位于信道内，那么它将降低SNR。对于发射器，根据所需数字发射调制误差率(MER)，这种降低的SNR可能是可接受的。例如，对于1024点正交振幅调制(1024-QAM)，只要影像电平低于_40dBc，例如_50dBc，MER40dB通常可以接受。在该情况下，影像位于信号之下且可能是可接受的。 我们现在转到由开关&AGC控制模块250产生的控制信号。在一个实施方案中，DAC采样时钟信号(CLK)255为相干，且与多路分用器控制信号252时间同步/对准。这确保由多路复用器275采样的每个信号通过多路分用器225正确路由至适当天线元件220。在一个实施方案中，CLK255也为相干或者与多路复用器控制信号254相位锁定。在另一个实施方案中，DAC时钟相对于多路分用器控制信号252或者多路复用器控制信号254自由运行(不相干)。控制模块250提供必要时钟和定时产生功能，并且产生多路分用器控制信号252和多路复用器控制信号254以及用于控制AGC232的AGC控制信号(AGC) 256。本领域技术人员应当理解，控制模块250如何基于本文中提供的信息来操作。对于多路分用器225和多路复用器275的正确同步，多路分用器控制信号252和多路复用器控制信号254的控制模块250中的定时必须证明DAC234中数模转换处理延迟。本领域技术人员知道控制模块的实施细节。在一些实施方案中，多路分用器225在其位置(SI至SM)之间循环。因此，在任何给定时间处，只有一个天线为有效且端接至DAC234中。所有其它天线(即，其它M-I天线)为无效且断开(即，浮置且不加载至终端中)。当断开连接时，无效天线元件对选定(有效)天线元件施加较少负载。不管可能存在于天线元件之间的任何相互耦合，确实如此。将无效天线元件断开连接有效地将有效天线元件与无效天线元件隔离。在天线元件220之间的增加隔离增强了阵列210的MIMO性能。相反，在现有技术中，所有天线元件120总是为有效(端接)的，导致较少隔离且使每个天线通过相互耦合影响其它天线。图4是具有天线阵列410的通信装置的框图，所述天线阵列具有共享共同发射器440的天线元件420。发射器440具有DAC434和上变频器(混频器)436。图4中所示装置的几个方面与图2中所示装置的方面相似。因此，为了简洁起见，下文仅讨论差异。相同参 考字符被分配给相同元件(相对于图2)，其中首个数“4”取代“2”，例如，天线阵列410相比于图2天线阵列210。在包括可选自动增益控制器(AGC) 432的实施方案中，上变频器436位于DAC与AGC432之间(如图4所示)。如果需要，另一个AGC (图4中未示出)可插入在DAC434与上变频器436之间，以增加动态范围。上变频器436从开关ACG控制模块450接收本机振荡器信号0SC457。图4其它元件的进一步讨论没有必要，这是因为本领域一般技术人员基于以上关于图2的讨论理解这些元件。图5是具有数字处理模块560、多个发射器540、多个多路分用器525和多个天线阵列520、521的通信装置的框图。图5中装置的几个方面与图2和图4中装置的方面相似。因此，为了简洁起见，下文仅讨论差异。数字处理模块560包括MMO和波束成形数字信号处理器(DSP) 580、内插器570和多个多路复用器275。每个发射器540包括DAC524。天线元件510被分组成几个天线阵列520、521。每个天线阵列520、521为信号链的一部分，信号链包括对应的一个多路复用器575、一个发射器540和一个多路分用器525，使得多路复用器575、发射器540、多路分用器525和天线阵列520,521之间有一对一对应。阵列520,521的大小(即，每个阵列520、521中天线的数目)可被优化以匹配相关联DAC534的能力，以及/或者反之亦然。天线阵列520、521可具有不同数目的天线510 (例如，在第一阵列520中有X个天线，在第二阵列521中有Y个天线)。应当明确的是，虽然只示出两个阵列520、521，但是可以存在几个这种阵列。正如以上讨论的实施方案中的情况，诸如图2所示实施方案，多路复用器575中和多路分用器525中的开关位置的数目等于对应天线阵列520、521中的天线元件510的数目。如上所述，存在与每个对应天线阵列520、521相关联的一个多路复用器575、一个发射器540和一个多路分用器525。图5示出在“直接DAC”架构中的发射器540。然而，在另一个实施方案中，发射器具有“上变频器DAC接收器”架构。数字处理模块560包括耦合至相对应DAC534的多个多路复用器575。每个多路复用器575在其输入处接收多个独特数字输入信号562。每个独特数字输入信号562内的数字输入信号562的数目等于对应多路分用器525的输出数目以及对应天线阵列520、521中的天线元件510的数目。在实施方案中，DSP580执行MMO和波束成形处理，以对准与每个阵列520、521的相应天线元件相对应的天线数据样本。这样做时，DSP580提供数字流572，数字流的总数目等于所有天线阵列520、521中的天线元件510的数目。如下文将参考图6更详细讨论，内插器570执行内插，以在相应时间处将数字信号提供给所有多路复用器575。在其它实施方案中，时钟570作为MMO/波束成形处理的部分合并在DSP580内。在一些实施方案(未示出)中，单独滤波器292在图2中设置于每个天线元件220与多路分用器225之间。单独滤波器292可设置于如图2中的直接DAC发射器架构、如图4中的上变频器DAC发射器架构(未示出)或者如图5中的分组构造(未示出)中。使用单独滤波器可无需在发射器处的滤波器(例如，滤波器230、430或者滤波器530)。在其它实施方案中，对于每个天线元件提供单独滤波器，且共同滤波器也设置于发射器处。这种架构使单独滤波器具有比通常更低阶成为可能。这也允许共同滤波器具有比通常更宽带宽以及/或者更低阶。因此，在该情况下共同滤波器可具有比M*BW更宽的带宽，其中M为天线数目，Bff为信号带宽，且仍然提供足够滤波。更高阶滤波器比更低阶滤波器具有更陡峭跃迁频带和更长延迟。对于与相应天线相对应的单独滤波器使用更低阶滤波器促进速度且降低电路复杂性和成本。
在一些实施方案中，多路复用器(例如，多路复用器275、475、575中的任一个)停留在给定开关位置处持续足够长以在前进到下一个开关位置之前从数字输入信号接收多个数字样本。图6是图示内插器270、470、570的操作的信号图，以偏移数据样本的时间，从而在从DSP280、480、580输出的数字样本与由每个天线元件220、420、520要发射的模拟信号之间建立正确的定时关系。通常，表不要发射的每个模拟信号620、622、624的样本602、608、614通过并行模数转换器(ADC)同时从模拟输入信号米样。或者，表不模拟信号620、622、624的数字样本在DSP280、480、580中产生。在任一情况下，数字样本602、608、614同时表示每个模拟信号620、622、624的振幅(由垂直虚线628表不)。即，每个数字信号的第一样本602、608、614(即，数字样本流)表不每个模拟信号620、622、624中的相同第一时间点628,每个数字信号的第二样本604、610、616表不每个模拟信号620、622、624中的相同第二时间点630,以此类推。因为多路复用器275、475、575每次选择一个样本，所以提供给DAC234、434、534的样本238、438、538的多路复用流将不允许DAC234、434、534转换同时采样的所有样本。SP，如果不执行内插，那么表示第一模拟信号620的第一样本602将首先转换。表示第二模拟信号622的第一样本608然后在很短时间之后将转换。最后，在表不第一模拟信号620的第一样本602被转换之后,表不第M个模拟信号624的第一样本将被转换M-I个米样时间。这将导致模拟信号622相对于模拟信号620在时间上延迟。同样，模拟信号624将相对于模拟信号622延迟。为了补偿由样本602、608、614被转换的这种时间相位差引起的延迟，内插器270、470、570确定在偏移时间(n-l)T处第二模拟信号622的值。在一个实施方案中，T值大于产生内插值所需的时间量。内插器270、470、570必须内插模拟信号值，这是因为在这个偏移时间点处的值将包括在第一样本602和第二样本608之间。本领域技术人员应当理解，有几个内插器可确定内插样本632的值的方法，内插样本632的值包括在第一样本602和第二样本608之间。应当注意，内插样本632可能与样本602在时间上相一致，但是在一个实施方案中，内插样本632如图2所示偏移了 T，以允许足够时间产生其它内插样本638、644。SP，可能需要一个以上米样时间以产生内插样本638。为了在表不第一模拟信号620的第一内插样本632与表不第二模拟信号622的第一内插样本638之间建立期望定时关系,第一样本602也必须内插至稍后时间，如由内插样本632示出。这从下文将更充分理解。表不第二模拟信号622的第一样本608被内插至偏移时间(n_l) T+ τ 2处点638,偏移时间(η-1)Τ+τ 2比第一内插样本632的偏移时间滞后τ 2。在一个实施方案中，12等于在与第一模拟信号620相对应的第一内插样本632中多路复用器275的选择与与第二模拟信号622相对应的第一内插样本中多路复用器275的638选择之间的时间量。同样，表不第M个模拟信号624的第一样本614在偏移时间(n-1) T+ τ Μ处被内插至点648,偏移时间(η-1)Τ+τ Μ比第一内插样本632的偏移时间滞后τ Μ。在一个实施方案中，τ Μ等于在表不第一模拟信号620的第一内插样本632中多路复用器275的选择与表不第M个模拟信号624的第一内插样本644中多路复用器275的选择之间的时间量。对于符号一致性，(n-1) T可表不为(n-1) T+τ lt)相似地，ηΤ可表不为ηΤ+τ i,其 中τ1=0。相邻^值之间的间距(其中i范围在I和M之间)可能为均匀(S卩，所采集样本可能沿如图6虚线摆放)或者非均匀。在后者情况下，将数字信号称为在时间上相对彼此偏移了非均匀时间偏移量。这种非均匀时间偏移量可以类似于扩频技术的方式来利用，以获得最小采样间隔的好处。在一些实施方案中，不使用单独内插器。相反，DSP280、480、580将样本602至618直接转变为内插样本632至648。应当注意，DSP280、480、580所做事情之一是处理信号620、622、624以产生执行波束成形所需的适当定时关系且产生在要发射模拟信号620、622、624之间所需的MMO关系。在一些情况下，在DSP280、480、580中执行波束成形和MMO处理可改变由样本表示的时间点。然而，为了容易描述目前公开的方法和装置，将假设即使在执行波束成形和MMO处理之后，样本602至648从对于每个数字信号620、622、624的DSP280、480、580输出，每个数字信号620、622、624表示与兼由DSP输出的每个其它数字信号620、622、624中相应样本相同的时间点。图7是图示用在由接收和发射链的不同组件共享天线元件的系统中的处理的流程图。提供多个数字输入信号(710)。如上所述，这些信号可由DSP280、480、580产生，或者通过外部组件提供给DSP280、480、580。数字输入信号表示在相应天线元件上要发射的波束成形数据。由多路复用器每次选择一个数字输入信号(720)。因此，输出多路复用数字信号。多路复用数字信号被转换为多路复用模拟信号(730)。多路复用模拟信号被滤波以使预定频带通过(740)。经滤波的信号被多路分用以提供模拟输出信号(750)。每个模拟输出信号被导向至相应发射天线元件(760 )。不同实施方案在各种联网环境中找到广泛的适用性，一般在使用MMO通信的任何地方。例如，不同实施方案可被用于无线通信系统以及有线通信系统，诸如利用电力线的家庭联网系统。虽然上文已经描述所公开方法和装置的不同实施方案，但是应当理解，它们仅以举例方式呈现，并且不应限制本发明。同样，不同图可描绘对于所公开方法和装置的实施例架构或者其它构造。这样做是为了帮助理解可包括在所公开方法和装置中的特征和功能。本发明并不限于所示实施例架构或者构造，相反，期望特征可使用各种替代性架构和构造来实施。事实上，本领域技术人员应当显而易见的是，替代性功能、逻辑或者物理分区和构造可如何实施以实施所公开方法和装置的期望特征。此外，除了本文中描绘之外的多个不同构造模块名称可被应用于不同分区。此外，关于流程图、操作性描述和方法权利要求，除非上下文另有规定，步骤在本文中呈现的顺序不应规定实施不同实施方案来执行以相同顺序叙述的功能。虽然上文在不同实施方案和实施方面描述所公开方法和装置，但是应当理解，在单独实施方案的一个或者一个以上中描述的不同特征、方面和功能并不限于对所述特定实施方案的适用性。因此，本发明的广度和范畴不应限于上述实施方案中的任一个。除非另有明确说明，本文件中使用的术语和短语及其变形应当理解为与限制相反的开放式。作为上述情况的实例术语“包括”应当理解为是指“包括但不限于”等；术语“实施例”被用于提供讨论项目的例子，而不是其详尽或者限制清单；术语“一个”或者“一项”应当理解为是指“至少一个”、“一个或者一个以上”等；以及诸如“常规”、“传 统”、“正常”、“标准”、“已知”的形容词以及类似含义的术语不应理解为将所述项目限制于给定时间段或者给定时间可用的项目，而是应当理解为包括可能现在或者在未来任何时候可用或者已知的常规、传统、正常或者标准技术。同样，本文件是指本领域技术人员显而易见或者已知的技术，这些技术包括本领域技术人员现在或者在未来任何时候显而易见或者已知的技术。除非另有明确说明，与连词“以及”相连的项目组不应理解为要求这些项目每一个存在分组中，而是应当理解为“以及/或者”。同样，除非另有明确说明，与连词“或者”相连的项目组不应理解为要求组之间相互排斥，而是也应当理解为“以及/或者”。此外，虽然所公开方法和装置的项目、元件或者组件可能以单数形式描述或者主张，但是复数形式被设想在其范围内，除非明确说明限于单数形式。在一些情况下，诸如“一个或者一个以上”、“至少”、“但不限于”的扩大性单词和短语或者其它相似短语的存在不应解读为是指在这些扩大性短语可能不存在的情况下希望或者需要更窄情况。术语“模块”的用途并不意味着作为模块的部分的描述或者主张的组件或者功能都构造在共同封装中。事实上，不论控制逻辑或者其它组件，模块的不同组件的任一个或者全部都可合并在单个封装中或者单独维护，且可进一步分布在多个分组或者封装中或者跨多个位置分布。此外，本文中阐述的不同实施方案在框图、流程图和其它图示方面描述。本领域一般技术人员在阅读本文件之后应当显而易见的是，可实施所示实施方案及其不同替代性实施方案而不限于所示实例。例如，框图及其随附描述不应理解为规定特定架构或者构造。
权利要求
1.一种方法，其包括以下步骤 a)接收表示波束成形数据的多个数字输入信号，所述数字信号包括数据样本； b)将所述数字输入信号多路复用以输出多路复用数字信号； c)将所述多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号； d)将所述多路复用模拟信号多路分用以提供多个模拟输出信号； e)依次选择所述模拟输出信号中的每个；以及 f)将每个选定的模拟输出信号耦合至多个天线元件中的一个对应天线元件以供发射。
2.根据权利要求I所述的方法，其还包括自动控制所述多路复用模拟信号的增益以确保每个天线元件的正确信号强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述数字输入信号多路复用与所述多路复用模拟信号的所述增益的所述控制同步。
4.根据权利要求I所述的方法，其还包括在多路分用之前，将所述多路复用模拟信号上变频为输出频率。
5.根据权利要求I所述的方法，其还包括以下步骤 a)内插数据样本以确定在偏移时间处的样本值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述数据样本相对彼此在时间上偏移了非均匀时间偏移量。
7.根据权利要求I所述的方法，其中耦合每个选定模拟信号包括仅电气端接与所述选定模拟输出信号相对应的天线元件，并且将其它天线元件断开连接。
8.根据权利要求I所述的方法，其中在选择所述数字输入信号中的下一个之前，所述数字输入信号之一的多个样本被连续转换为模拟。
9.一种通信装置，其包括 a)数字处理模块，其包括多路复用器，所述多路复用器 i)每次一个地选择表示波束成形数据的多个数字输入信号；以及 )基于所述数字输入信号之间的选择输出多路复用数字信号； b)发射器,其包括 i)数模转换器(DAC)，其被构造为将所述多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号，以及 )带通滤波器，其被构造为通过使预定频带通过来对所述多路复用模拟信号进行滤波； c)多路分用器，其被构造为将所述多路复用模拟信号多路分用以提供多个模拟输出信号；以及 d)多个天线，其被构造为发射所述多个模拟输出信号中的相应模拟输出信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述发射器还包括增益控制器，所述增益控制器被构造为自动调整所述多路复用模拟信号的增益以为每个天线的阈值信号强度着想。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述发射器还包括混频器和本机振荡器，所述混频器被构造为在多路分用之前将所述多路复用模拟信号上变频为输出频率。
12.根据权利要求9所述的装置，其中所述数字处理模块还包括a)数字信号处理器，其被构造为使与相应天线相对应的天线数据样本对准到预定时间；以及 b)内插器，其被构造为内插所述对准的天线数据样本，以在多个时间中的相应时间处提供所述数字输入信号。
13.根据权利要求9所述的装置，其中所述数字处理模块还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器被构造为在相位和振幅上调制与相应天线相对应的数据样本，以执行多输入多输出(MIMO)空间多路复用和波束成形，并且在多个时间中的相应时间处提供所述数字输入信号。
14.一种通信装置，其包括 a)数字处理模块，其包括多路复用器，所述多路复用器 i)每次一个地选择表示波束成形数据的多个数字输入信号；以及 )基于在所述数字输入信号之间的选择输出多路复用数字信号； b)发射器，其包括数模转换器(DAC)，所述数模转换器被构造为将所述多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号； c)多路分用器，其被构造为将所述多路复用模拟信号多路分用以提供多个模拟输出信号; d)多个滤波器，每个滤波器接收所述模拟输出信号之一且输出经滤波的模拟输出信号；以及 e)多个天线元件，每个天线元件耦合至所述多个滤波器中的一个对应滤波器，每个天线元件发射由所述对应滤波器输出的所述经滤波的模拟输出信号。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述发射器还包括带通滤波器，所述带通滤波器接收所述多路复用模拟信号，所述发射器的所述带通滤波器具有比天线数目与所述多个滤波器之一的带宽的乘积更宽的带宽。
16.一种通信装置，其包括 a)数字处理模块，其包括多个多路复用器，其中每个多路复用器 i)每次一个地从由每个多路复用器接收的多个独特数字输入信号中选择数字输入信号；以及 )基于所述数字输入信号的选择输出多路复用数字信号； b)多个发射器,每个发射器包括 i)与所述多路复用数字信号中的一个对应多路复用数字信号相关联的数模转换器(DAC)，所述DAC将所述对应多路复用数字信号转换为多路复用模拟信号，以及 )与对应多路复用数字信号相关联的带通滤波器，所述带通滤波器对所述对应多路复用模拟信号进行滤波； c)多个多路分用器，每个多路分用器被构造为将对应多路复用模拟信号多路分用，以在多个模拟输出信号组之间提供一个模拟输出信号组；以及 d)多个天线，其被分组为多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件，所述天线被构造为发射对应模拟输出信号组中的相应模拟输出信号。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述数字处理模块还包括 a)数字信号处理器，其被构造为使与相应天线相对应的天线数据样本对准到预定时间；以及b)内插器，其被构造为内插所述对准的天线数据样本以提供所述数字输入信号组，每 个组的数字输入信号在多个时间中的相应时间处被提供。
全文摘要
一种信号处理的方法或者对应装置，所述方法包括提供表示要在相应天线上发射的波束成形数据的数字输入信号。每次一个地选择所述数字输入信号，以在所述数字输入信号之间重复循环且提供被转换为多路复用模拟信号的多路复用数字信号。所述多路复用模拟信号被滤波以使预定频带通过，且被多路分用以提供模拟输出信号。所述模拟输出信号之一被选择且被提供给对应的天线以供发射。在多个天线之间共享发射器和DAC导致降低的成本和功率。这些成本和功率降低又使提供比现有技术中可用的天线阵列更大的天线阵列成为可能，从而促进增加吞吐量和覆盖。
文档编号H04W4/00GK102934465SQ201180028076
公开日2013年2月13日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者布拉尼斯拉夫·佩特洛维奇 申请人:熵通信有限公司