[发明专利]无线通信系统中能效多模混合波束成型的传输装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于无线通信系统中能效多模混合波束成型的传输装置及方法。提供了具有自适应传输波束成形能力的发射装置。在数字域，通过多空时流映射实现基带波束成形。在模拟域射频端，通过相位控制实现射频波束成形。通过数字域和模拟域混合波束成形多流传输可以提高无线数据传输速率。在多流情况下可同时进行数字域模拟域波束成形。在满流情况下，按传统方式空时流与射频链路一一对应进行传输；在不满流情况下，可关闭一部分射频链路，但仍可使用全部的相控发射天线阵列进行全域相控，节省了基带链路能量消耗的同时最大限度利用了阵列天线增益，进而实现能效节省和多模式兼容的优势。

主权项

一种无线通信系统中能效多模混合波束成型的传输方法，其特征在于：无线通信系统中能效多模混合波束成型的传输装置，其特征在于：包括发射机和接收机，发射机包括接收数据流的基带信号处理模块，射频链路模块，以及相控发射天线阵列；接收机具体包括发送数据流的基带信号处理模块，射频链路模块，以及相控发射天线阵列；所述基带信号处理模块与射频链路模块连接，射频链路模块与相控发射天线阵列连接；基带信号处理模块、射频链路模块和相控控制器之间存在控制链路；每个射频链路模块固定连接有相同数量的射频天线，每一射频天线均有一相移控制器；每个射频链路模块对应固定连接的相控器、射频天线组成相控发射天线阵列单元；与此同时，每个射频链路与其他相控发射天线阵列单元之间有可控的连接；射频链路数目与相控发射天线阵列单元数目相同，也与发射机支持的最大空时流数相同；具体发射方案如下：当发射机不是按最大空时流数传输数据即不满流传送时，NData个数据流经过基带信号处理后，通过数字域波束成形转换成NSTS个空时流；由于发射的空时流数小于射频链路所能支持的最大空时流数，即NSTS＜NDA，NDA表示DA射频链路数；此时只需使用NSTS个DA射频链路，其余的(NDA‑NSTS)个射频链路予以关闭；此时使用的NSTS个射频链路与其他未使用的(NDA‑NSTS)个射频链路所对应的相控发射天线阵列的连接开关置为连接状态；接收方案与发射方案相同；对于每一射频链路来说，其能连接的相控发射天线阵列由剩余未使用的(NDA‑NSTS)个射频链路对应的相控发射天线阵列平均分配给这NSTS个射频链路；当不能整除时，某些射频链路连接的相控发射天线阵列数量可能会比其他射频链路多一些或少一些；对于每一未使用的射频链路对应的相控发射天线阵列来说，其只能接受一个射频链路的控制；应保证任意数量空时流数NSTS发射时，NSTS个射频链路与未使用的(NDA‑NSTS)个射频链路所对应的相控发射天线阵列之间的连接配置关系是唯一的，便于接收机确定以相同方案进行配置接收；连接配置方案可以为：前(NSTS‑1)个射频链路每个链路所连接的相控发射天线阵列数为个，第NSTS个射频链路所连接的相控发射天线阵列数为个，射频链路与相控发射天线阵列之间依次就近连接；NSTS个射频链路与其所能连接控制的相控发射天线阵列组成一个新的相控发射单元，在新的相控发射单元上进行波束成形传输；这样，在不满流发射情况下，即减少了射频链路功耗，又充分地利用了所有的相控发射天线阵列；当发射机按最大空时流数传输数据即满流传输时，Ndata个数据流经过基带信号处理后，通过数字域波束成形转换成NSTS个空时流；每一空时流经过一路射频链路；此时最大空时流数即为射频链路个数，可记为NDA；每一空时流经一个射频链路后，由此射频链路对应的相控发射阵列天线单元进行发射；每一传输的空时流在相控发射天线阵列端完成波束成形发射；此种情况下，各射频链路与其他相控发射阵列天线单元之间的连接设为断开。