MIMO系统的制作方法

文档序号:25040593发布日期:2021-05-14 15:37阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种用于通过通信信道将无线通信信号发送至接收器的多输入多输出(mimo)发送器,所述发送器包括:数字信号处理器,所述数字信号处理器被配置为对n
s
多个数据流进行预编码;n
rf
多个射频(rf)链,各个rf链被配置为传递来自所述数字信号处理器的预编码数据流以生成表示该数据流的信号;透镜天线阵列,所述透镜天线阵列包括n
t
个天线元件的阵列;以及选择单元,所述选择单元联接在所述n
rf
多个rf链与所述透镜天线阵列之间,所述选择单元包括多个单独的联接单元,各个联接单元被配置为同时将相应的rf链联接到个天线元件的选择性子阵列,以发送表示通过该rf链传递的所述数据流的所述信号。2.根据权利要求1所述的mimo发送器,其中,所述选择单元包括n
rf
个联接单元,各个联接单元联接到相应的rf链。3.根据权利要求1或2所述的mimo发送器,其中,各个联接单元包括用于同时将所述相应的rf链联接到个天线元件的选择性子阵列的切换元件集合。4.根据权利要求3所述的mimo发送器,其中,对应于rf链的切换元件集合中的各个切换元件将该rf链联接到相应的天线元件。5.根据权利要求3或4所述的mimo发送器,其中,各个切换元件集合由个切换元件形成,其中,b是以赫兹为单位的信道的带宽,并且f
c
=c/2d,其中,c是以米每秒为单位的光速,并且d是以米为单位的连续天线元件之间的间距。6.根据前述权利要求中任一项所述的mimo发送器,其中,各个联接单元还包括移相器模块集合,所述移相器模块集合被配置为对各个所选的要经由所述rf链传送的无线通信信号的幅度和/或相位进行调整。7.根据从属于权利要求3的权利要求6所述的mimo发送器,其中,各个联接单元的所述移相器模块集合联接在所述相应的rf链与用于该联接单元的所述切换元件集合之间。8.根据从属于权利要求3的权利要求6或7所述的mimo发送器,其中,各个联接单元中的所述移相器模块的数量等于该联接单元中的所述切换元件的数量。9.根据权利要求6至8中任一项所述的mimo发送器,其中,每个联接单元包含个移相器模块,其中,b是以赫兹为单位的信道带宽,并且f
c
=c/2d,其中,c是以米每秒为单位的光速,并且d是以米为单位的天线间距。10.根据权利要求6至9中任一项所述的mimo发送器,其中,每个移相器模块包括两个移相器。11.根据前述权利要求中任一项所述的mimo发送器,其中,所述数据流的数量小于或等于所述rf链的数量。12.根据前述权利要求中任一项所述的mimo发送器,其中,所述rf链的数量小于所述天线透镜阵列中的所述天线元件的数量。13.根据从属于权利要求3的权利要求3至12中任一项所述的mimo发送器,其中,所述发送器还包括控制器,所述控制器被配置为控制各个联接单元中的所述切换元件集合,以选
择要联接到相应的rf链的个天线元件的子阵列。14.根据权利要求13所述的mimo发送器,其中,所述控制器被配置为从的个最大对角线元素中选择要联接到各个rf链的个天线元件的子阵列,其中,k是所述mimo发送器的子载波的数量,是所述发送器与接收器之间的波束空间信道,并且15.根据权利要求15所述的mimo发送器,其中,其中,u
t
和u
r
是由所述发送器处的所述透镜天线阵列和所述接收器处的透镜天线阵列表示的空间离散傅里叶变换矩阵。16.根据权利要求6至10中任一项所述的mimo发送器,其中,联接单元序列中的每个联接单元的所述移相器模块集合应用相移值,所述相移值是根据所述联接单元序列中的前一个联接单元的移相器模块集合所应用的相移值来确定的。17.根据权利要求16所述的mimo发送器,其中,所述联接单元序列中的所述前一个联接单元的所述移相器模块集合优化联接到该联接单元的天线元件子阵列能够实现的数据速率。18.根据权利要求16或17所述的mimo发送器,其中,所述联接单元的子集中的联接单元n的所述移相器模块集合应用由根据等式确定的矢量所表示的相移值,其中,ρ是所述接收器处的平均接收功率,σ2是在所述接收器处接收到的信号中的噪声的方差,收到的信号中的噪声的方差,是单位矩阵,f
fn
‑1是相位值矩阵f
rf
的通过去除第n列f
rfn
而形成的子矩阵,并且q是由矩阵r=q
h
q的分解形成的矩阵,其中,q的分解形成的矩阵,其中,是针对各个联接单元选择了天线元件子阵列之后的降维波束空间信道,并且k是发送信号的子载波的数量。19.一种用于通过通信信道接收无线通信信号的多输入多输出(mimo)接收器,所述发送器包括:透镜天线阵列,所述透镜天线阵列包括n
t
个天线元件的集合,各个天线元件被布置成接收无线通信信号;联接到所述透镜天线阵列的选择单元,所述选择单元包括多个单独的联接单元,各个联接单元被配置为同时联接到个天线元件的选择性子阵列以选择个接收到的无线通信信号;n
rf
多个射频(rf)链,所述rf链各自联接到相应的联接单元,各个rf链被配置为传递从其相应的联接单元接收到的信号以生成数字信号;以及数字信号处理器,所述数字信号处理器被配置为接收从各个rf链生成的所述数字信号,并且对这些信号进行组合以生成n
s
多个数据流。20.一种mimo系统,该mimo系统包括根据权利要求1至18中任一项所述的mimo发送器和根据权利要求19所述的mimo接收器。
21.一种选择要联接到根据权利要求20所述的发送器的各个rf链的天线子阵列的方法,所述方法包括:选择的个最大对角线元素以形成表示由所述发送器的所述透镜天线阵列发送的个最强波束的矢量s
t
,其中,k是所述mimo发送器的子载波的数量,是所述发送器与接收器之间的波束空间信道,并且其中,是每个子阵列中的天线元件的数量,并且是所述发送器中的rf链的数量。22.一种选择要联接到根据权利要求20所述的发送器和接收器的各个rf链的天线子阵列的方法,所述方法包括:选择的个最大对角线元素以形成表示由所述发送器的所述透镜天线阵列发送的个最强波束的矢量s
t
,其中,k是所述mimo发送器的子载波的数量,是所述发送器与所述接收器之间的波束空间信道,并且其中,是每个子阵列中的天线元件的数量,并且是所述发送器中的rf链的数量,以及选择的个最大对角线元素以形成表示由所述接收器的所述透镜天线阵列接收到的个最强波束的矢量s
r
。23.一种配置根据权利要求6至10中任一项所述的mimo发送器的所述多个联接单元的所述移相器模块集合的方法,所述方法包括:确定联接单元序列的所述移相器模块集合所应用的相移值,其中,所述联接单元序列中的联接单元的所述移相器模块集合所应用的所述相移值是根据所述联接单元序列中前一个联接单元的移相器模块集合所应用的相移值来确定的。24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述联接单元序列中的所述前一个联接单元的所述移相器模块集合优化联接到该联接单元的天线元件子阵列能够实现的数据速率。25.根据权利要求23或24所述的方法,其中,所述联接单元序列中的联接单元n的所述移相器模块集合应用根据等式确定的相移值其中,ρ是所述接收器的平均接收功率,σ2是在所述接收器处接收到的信号中的噪声的方差,差,是单位矩阵,f
rfn
‑1是相位值矩阵f
rf
的通过去除第n列f
rfn
而形成的子矩阵,并且q是由矩阵r=q
h
q的分解形成的矩阵,其中,中,是针对各个联接单元选择了天线元件子阵列之后的降维波束空间信道,并且k是发送信号的子载波的数量。
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