[发明专利]动态信号发射结构及波束赋形方法

说明书

本发明涉及一种动态信号发射结构，采用混合波束赋形技术，包括相互连接的射频模组和天线阵列；所述射频模组包括一个或多个射频链路单元，所述射频链路单元之间并联连接；所述天线阵列包括一个或多个天线子阵列，所述每个天线子阵列均连接有一所述射频模组；所述混合波束赋形技术包括模拟波束赋形和数字波束赋形；该结构中，所述模拟波束赋形参数和所述数字波束赋形参数固定不变，射频模组中的射频链路单元的数量值、天线阵列中的天线子阵列的数量值、模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数之间存在数量关系。本发明可在保证性能的前提下，动态调节天线阵列的结构以及每个射频模组中射频链路单元的数量，达到降低硬件复杂度的效果。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种动态信号发射结构及波束赋形方法。

背景技术

现有的无线移动通信所使用的频段多集中在300MHz至30GHz的微波频段，频谱使用十分拥挤，限制了最大可实现的无线传输速率。毫米波及太赫兹的载波频谱，因其拥有几十、几百、甚至上千GHz的带宽，能有效的满足未来十年市场对超高传输速率的需求，能解决当前无线通信数据量激增的问题。

针对太赫兹频段的波长短的特性，可利用波束赋形技术，增加毫米波及太赫兹的电磁波的传输距离及传输速率。现有波束赋形技术包括全数字波束赋形技术和全模拟波束赋形技术，由全数字波束赋形技术形成的信号发射结构的硬件复杂度过高，由全模拟波束赋形技术形成的信号发射结构的性能欠缺，因此现有技术中，信号发射结构的硬件复杂度和性能不可兼得。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种动态信号发射结构及波束赋形方法，使其在简化硬件结构的同时，能达到所需的性能要求。

一种动态信号发射结构，采用混合波束赋形技术，包括射频模组和天线阵列，所述射频模组和所述天线阵列连接；

所述射频模组包括一个或多个射频链路单元，所述射频链路单元之间并联连接；

所述天线阵列包括一个或多个天线子阵列，所述每个天线子阵列均连接有一所述射频模组；

其中，所述混合波束赋形技术包括模拟波束赋形和数字波束赋形；

所述结构中，所述模拟波束赋形参数和所述数字波束赋形参数固定不变，所述射频模组中的射频链路单元的数量值、所述天线阵列中的天线子阵列的数量值、模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数之间存在数量关系。

在其中一个实施例中，所述天线子阵列包括多个天线，所述射频模组中的每个射频链路单元与所述相应的天线子阵列中的每个天线连接，所述射频模组中的每个射频链路单元与所述相应的天线子阵列中的每个天线之间均串联有一调制器。

在其中一个实施例中，所述调制器为相移器。

在波束赋形的参数一定的条件下，该结构可在保证性能不变的同时，动态调节天线阵列的结构以及每个射频模组中射频链路单元的数量，即改变m和n的值，达到降低硬件复杂度的效果。

一种波束赋形方法，包括：

设计天线阵列，把所述天线阵列拆分为一个或多个天线子阵列，每个所述天线子阵列均由一射频模组控制；

确定所述射频模组中的射频链路单元的数量；

建立所述电磁波频段的信道模型；

根据所述信道模型中的信道矩阵，计算得到模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数；

根据所述模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数进行波束赋形。

在其中一个实施例中，在根据所述信道模型中的信道矩阵，计算得到模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数的步骤中，包括：

对所述信道模型中的信道矩阵做奇异值分解，得到右奇异值矩阵的解；