专利名称：：通过多端口网络波束成型宽带信号的方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及无线通信。更具体地说，本发明涉及通过多端口网络波束成型宽带信号的方法及系统。
背景技术：
：现有的无线用户站使用射频(RF)发射机来产生发射到基站(BS)的输出信号。在移动无线网络中，一个站可以是移动站(MS)，而另一个站可以是基站(BS)。当MS在整个无线网络的覆盖区域移动时，MS和BS之间的路径损耗因一些因素，包括站之间的距离的变化以及环境中物体的存在，而产生变化，该环境中物体的存在会阻碍或减弱信号从一个站传输到另一个站。在MS的一个关键部件是用于发射信号到基站的功率放大器。功率放大器通常具有最大输出功率定额。以基站实现可靠的通信的一种方法是，确保功率放大器具有足够的功率来克服在无线媒介中存在的衰减和路径损耗。然而，给MS配备任意高功率的放大器不是一般可行的，有几个原因(1)由设备消耗的总功率限制；(II)高功率的放大器可能遭受过热；(III)高功率的放大器可能很昂贵；(IV)高功率的放大器可能太大而不适合匹配小型移动终端的尺寸限制；(V)高功率的放大器可能超过安全保护设计的特定吸收率限制。比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有和传统技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容本发明提供了一种通过多端口网络波束成型宽带信号的系统和/或方法，结合至少一幅附图进行了详细描述，并在权利要求中得到了更完整的阐述。根据一个方面，提供一种方法，所述方法包括检测每一个通过多条天线接收的多个信号的相位，生成多个发射信号，其中根据至少一个所述接收信号的检测相位来确定至少一个所述多个发射信号的相位；分别放大每一个所述生成的多个发射信号，以生成多个放大信号；及将多个放大信号输入到多端口网络的多个第一端口，其中，根据输入到至少两个所述多个第一端口的信号来确定所述多端口网络的至少一个第二端口。优选地,所述发射信号与一个或多个空间流相对应。优选地，所述方法进一步包括利用不同的权重对每一个与所述发射信号相对应的一个或多个空间流进行加权。优选地，所述接收信号通过所述多端口网络。优选地，所述方法进一步包括根据在一个或多个同轴开关的信号来检测多个信号中每一个的相位。优选地，至少一个所述多个放大信号在被输入到所述多端口网络之前，通过至少一个同轴开关。优选地，在一条或所述多条天线和一个或多个相应的路径中的一个或多个相应的发射/接收(T/R)开关之间放置一个或多个定向耦合器。优选地，所述方法进一步包括根据来自所述一个或多个定向耦合器的相应的信号，来对所述多个放大信号的每一个的相位和/或振幅进行测量。优选地，所述方法进一步包括利用一个或多个校准信号对所述接收信号的振幅和/或相位进行测量，所述校准信号应用于所述多个定向耦合器中的一个或多个。优选地，所述多端口网络是正交混合器。根据一个方面，提供一种系统，所述系统包括一个或多个电路，其应用在通信设备中，所述一个或多个电路用于检测每一个通过多条天线接收的多个信号的相位，生成多个发射信号，其中根据至少一个所述接收信号的检测相位来确定至少一个所述多个发射信号的相位；分别放大每一个所述生成的多个发射信号，以生成多个放大信号；及将多个放大信号输入到多端口网络的多个第一端口，其中，根据输入到至少两个所述多个第一端口的信号来确定所述多端口网络的至少一个第二端口。优选地，所述发射信号与一个或多个空间流相对应。优选地，所述一个或多个电路用于利用不同的权重对每一个与所述发射信号相对应的一个或多个空间流进行加权。优选地，所述接收信号通过所述多端口网络。优选地所述一个或多个电路包括一个或多个同轴开关；及所述一个或多个电路用于根据在一个或多个同轴开关的信号来检测多个信号中每一个的相位。优选地所述一个或多个电路包括一个或多个同轴开关；及所述多个放大信号的至少一个在输入所述多端口网络之前，通过所述一个或多个同轴开关。优选地所述一个或多个电路包括一个或多个定向耦合器和一个或多个相应的发射/接收(T/R)开关；及在一条或所述多条天线和一个或多个相应的路径中的一个或多个相应的发射/接收(T/R)开关之间放置一个或多个所述定向耦合器。优选地，所述一个或多个电路用于根据来自所述一个或多个定向耦合器的相应的信号，来对每一个所述多个放大信号的相位和/或振幅进行测量。优选地，所述一个或多个电路用于利用一个或多个校准信号对所述接收信号的振幅和/或相位进行测量，所述校准信号应用于所述多个定向耦合器中的一个或多个。优选地，所述多端口网络是正交混合器。本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。图I是根据本发明实施例的示范性无线通信系统的框图；图2是根据本发明实施例的示范性无线用户收发器的部分的示意图；图3是根据本发明实施例的每条发射天线以恒定功率的相位波束成型的可实现的阵列增益的框图；图4是根据本发明实施例的通常被称为90度混合耦合器的多端口网络的框图；图5是根据本发明实施例的示范性无线用户收发器的部分的框图；图6是根据本发明实施例的使用多端口网络的相位波束成型的可实现的阵列增益的框图；图7是根据本发明实施例的比较使用和不使用多端口网络的相位波束成型的可实现的阵列增益的框图；图8是根据本发明实施例的示范性无线用户收发器的部分的框图；图9是根据本发明实施例的示范性无线用户收发器的部分的框图；图10是根据本发明实施例的示范性无线用户收发器的部分的框图；图11是根据本发明实施例的示范性多输入多输出(MMO)通信系统的框图；图12是根据本发明实施例的无线用户收发器运作的示范性步骤的流程图。具体实施例方式在时分双工系统中，上行链路和下行链路无线信道是相互的；两条或更多条天线的发射可以利用这个相互性，使得在基站连贯地组合发射信号。此外，无线信道常常在MS接收天线中出现重大失衡。为了更有效地利用两者的功率放大器的可实现的发射功率，使用多端口网络来提供增益，即使在无线信道存在强烈失衡的情况下。本发明的实施例包括通过多条天线发射发射信号的方法。该方法包括从发射信号中生成至少一个动态可调相移信号(dynamicallyadjustablephaseshiftedsignal)。分别放大发射信号和至少一个动态可调相移信号。使用多端口网络，组合放大的发射信号和放大的至少一个动态可调相移信号和/或幅移信号。多端口网络生成在一条或多条天线的输出信号。还包括幅度缩放。它也可有益于缩放幅度。本发明的另一个实施例包括发射器。该发射器包括用于从发射信号中生成至少一个动态可调相移信号的装置。第一放大器放大发射信号，而第二放大器放大至少一个动态可调相移信号。多端口网络组合放大的发射信号和放大的至少一个动态可调相移信号，以及为多条天线中的每一条生成输出信号。通过下面详细的描述，本发明所描述的实施例的其他方面和优势将是显而易见的，并结合附图，以举例的方式说明本发明所描述的实施例的原理。图I示出了根据本发明实施例的示范性无线通信系统。参考图1，通信系统可以包括BS110和用户站收发器120，其中多径传播信道HpH2,是在每个BS天线112和每个用户站天线122、124之间形成的。在本发明的各个实施例中，BS110可以包括多径天线，而用户收发器120可以包括超过两条天线。无线通信信号从BS110传输到用户站120，可以称为“下行链路传输”;无线通信信号从用户站120传输到BS110,可以称为“上行链路传输”。传输可以包含于巾贞内，该中贞包括下行链路子帧和上行链路子帧。除了数据音频(datatones)以外，BS发射导频信号，该导频信号允许用户站(SS)估计到达它的每一条接收天线的无线信道。导频通常支持下行链路子帧的频率和时间。一些无线系统使用作为下行链路传输的一部分的前导序列(preamble),例如,WiMAX802.16e系统。在WiMAX系统中，前导序列，发生在每个下行链路子帧的开始，使用发生在多载波信号的频谱中的每个第三音频(tone)的导频音(pilottones)。此外，与携带子载波的数据相比，前导序列中的导频以更高的功率谱密度进行传输和包含为接收器(用户站)所熟知的调制。用户站可以使用这些导频来准确估计下行链路无线信道。在3GPP长期演进(LTE)系统中，下行链路信号包含被称为小区专用参考信号的导频，该小区专用参考信号可以类似地用于估计下行链路无线信道。此外，在LTE系统中，用户可以估计BS和MS之间的多输入多输出(MMO)无线信道。图2是根据本发明实施例的示范性无线用户收发器的部分的框图。参考图2，示例用户收发器200包括Tx信号处理模块202、功率放大器212和214、低噪声放大器242和244、开关元件222和224，以及天线232和234。虽然图2描述了示例性情况，该示例性情况中有两条发射天线，以及，相应地，两个功率放大器、低噪声放大器和信号Tx1(t)和Tx2(t)，但并不限制本发明。本发明的各方面可以扩展到许多天线。Tx信号处理模块202可以包括合适的逻辑、电路、接口，和/或代码，用于从信号m(t)中生成多个信号TXl(t)和Tx2(t)，在收发器的运行过程中，每一个信号TXl(t)和Tx2(t)的相位和振幅是可以动态可调的。相位和振幅调节的量可以在运行过程中，基于，例如，实时、或接近实时、信号特征的测量，来动态确定。另外或替代性地，相位和振幅的值的调节可以基于任何其他合适的信息，例如，预设值表。信号处理模块202，可以运行于数据域、模拟域，或两者兼而有之。功率放大器212和214可以包括合适的逻辑、电路、接口，和/或代码，用于分别放大信号Tx1(t)和Tx2(t)。每一个功率放大器212和214的增益可以在无线收发器的运行过程中，通过，例如，一个或多个来自Tx信号处理模块202的控制信号，来进行动态调节。低噪声放大器242和244可以包括合适的逻辑、电路、接口，和/或代码，用于分别放大从天线232和234接收的信号，以生成信号Rx1(t)和Rx2(t)。每一个低噪声放大器242和244的增益可以在无线收发器的运行过程中，通过，例如，一个或多个来自Tx信号处理模块202的控制信号，来进行动态调节。在运行中，可以将调制的信号m(t)输入到模块202。模块202可以从信号m(t)生成模拟信号Tx1⑴和Tx2⑴。模块202可以动态调节每一个信号Tx1⑴和Tx2⑴的相位和振幅。信号Tx1(t)和Tx2(t)可以通过功率放大器212和214进行放大，并分别通过开关222和224而应用于天线232和234。在本发明的实施例中，执行信号的调节来实现接收器的天线(例如，图I中BS110的天线112)的阵列增益，将在下面的段落中进行更详细的描述。为了说明本发明的目的，我们考虑SS含有两条天线的情况，但并不局限于此。用Rf,0=d:;]€C2表示从BS到天线232和234的矢量信道。用权利要求1.ー种方法，其特征在于，包括检测每一个通过多条天线接收的多个信号的相位，生成多个发射信号，其中根据至少ー个所述接收信号的检测相位来确定至少ー个所述多个发射信号的相位；分别放大每ー个所述生成的多个发射信号，以生成多个放大信号；及将多个放大信号输入到多端ロ网络的多个第一端ロ，其中，根据输入到至少两个所述多个第一端ロ的信号来測定所述多端ロ网络的至少ー个第二端ロ。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述发射信号与一个或多个空间流相对应。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括利用不同的权重对每ー个与所述发射信号相对应的一个或多个空间流进行加权。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，至少ー个所述多个放大信号在被输入到所述多端ロ网络之前，通过至少一个同轴开关。5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在一条或所述多条天线和ー个或多个相应的路径中的一个或多个相应的发射/接收开关之间放置ー个或多个定向耦合器。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述方法进ー步包括根据来自所述ー个或多个定向耦合器的相应的信号，来对所述多个放大信号的每ー个的相位和/或振幅进行測量。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括利用ー个或多个校准信号对所述接收信号的振幅和/或相位进行测量，所述校准信号应用于所述多个定向耦合器中的ー个或多个。8.一种系统，其特征在于，包括一个或多个电路，其应用在通信设备中，所述ー个或多个电路用干检测每一个通过多条天线接收的多个信号的相位，生成多个发射信号，其中根据至少ー个所述接收信号的检测相位来确定至少ー个所述多个发射信号的相位；分别放大每ー个所述生成的多个发射信号，以生成多个放大信号'及将多个放大信号输入到多端ロ网络的多个第一端ロ，其中，根据输入到至少两个所述多个第一端ロ的信号来測定所述多端ロ网络的至少ー个第二端ロ。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在干，所述发射信号与一个或多个空间流相对应。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ー个或多个电路用于利用不同的权重对每ー个与所述发射信号相对应的一个或多个空间流进行加权。全文摘要本发明涉及一种通过多端口网络波束成型宽带信号的方法和系统。在这方面，可以检测通过多条天线接收的多个信号和生成多个发射信号，其中至少一个所述多个发射信号的相位响应于至少一个所述接收信号的检测相位。可以分别放大每一个生成的多个发射信号，并生成多个放大信号。可以将多个放大信号输入到多端口网络的多个第一端口，其中多端口网络的至少一个第二端口可以响应到至少两个所述多个第一端口的信号输入。文档编号H04B7/06GK102684762SQ20121002644公开日2012年9月19日申请日期2012年2月7日优先权日2011年2月8日发明者罗伯特·G·洛伦兹,贝特朗·M·何沃尔申请人:美国博通公司