[发明专利]一种面向高速率移动互联的无线系统

说明书

本发明公开了一种面向高速率移动互联的无线系统，包括天线阵、双工器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、信号源、调制器、跟踪锁相环和数字基带处理器，天线阵由若干个天线单元组成，每个天线单元均连接着一个双工器，双工器分别连接着功率放大器和低噪声放大器，功率放大器和低噪声放大器分别连接着第一混频器和第二混频器，第一混频器和第二混频器均连接着跟踪锁相环，跟踪锁相环连接着数字基带处理器，数字基带处理器连接着调制器。本发明不需要高损耗、低精度的传统毫米波移相器，实现了数十甚至数百Gbps高速率无线连接，同时实现多个用户或目标在移动场景下的高速率无线互联，从而提升虚拟现实等场合的应用体验并拓展其应用范围。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种面向高速率移动互联的无线系统。

背景技术

网上购物、社交视频、共享经济、学习教育、远程医疗等方面正发生快速变革，它们已经并将继续造福人类。移动互联技术引领了这些变革，并正朝更高速率、更广互联、更低时延等方向发展。不断演进的手机通信、局域网、近距链接等三大领域基本遵循“传输速率5年翻10倍”这一规律。

更高速率的移动互联技术在诸多领域有着广阔的应用前景，包括卫星高速链路、短距超高速无线接口、移动用户超高密度场合、未来无线局域网、最后一公里宽带接入，芯片间通信等等。比如，现有虚拟现实VR等演示系统，大多需要一根或多根有线线缆来传递高速率数据，这极大地降低了VR的体验效果及应用场景。数十Gbps的高速率移动互联技术，将为虚拟现实VR、AR、沉浸式体验、超高清远程会议、超高清电视(4K-TV甚至8K-TV)、三维全息成像及重现等应用场景奠定技术基础。

现有研究表明，毫米波太赫兹技术可实现几十甚至上百Gbps的高速率无线连接，但大多限于固定的、点到点之间的无线连接，难以实现类似现有移动通信及2.4/5.8GHzWiFi的多点移动互联。基于波束扫描的相控阵可望用于实现移动互联，但是在较高的毫米波及太赫兹频段，相控阵中的关键器件移相器，存在插入损耗急剧加大、相位精度急剧降低等瓶颈，这极大地阻碍了相控阵在更高频段更高速率场合的发展与应用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种面向高速率移动互联的无线系统方案，该系统不仅能够实现几十甚至上百Gbps的高速率无线连接，同时能够实现多个用户或目标在移动场景下的高速率无线互联。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种面向高速率移动互联的无线系统，包括天线阵、双工器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、信号源、调制器、跟踪锁相环和数字基带处理器，所述天线阵由若干个天线单元组成，所述天线单元用于发射和接收电磁波信号，每个天线单元均连接着一个双工器，所述双工器分别连接着功率放大器和低噪声放大器，所述功率放大器和低噪声放大器分别连接着第一混频器和第二混频器，所述第一混频器和第二混频器均连接着跟踪锁相环，所述双工器、第二混频器和跟踪锁相环之间形成接收通道，所述跟踪锁相环、第一混频器和双工器之间形成发射通道，所述跟踪锁相环连接着数字基带处理器，所述跟踪锁相环用于提取接收通道中的信号信息送至基带处理器进行处理并且将共轭后的相位信息提供给发射通道，所述数字基带处理器连接着调制器，所述调制器分别连接着信号源以及所有的第一混频器，所述信号源连接着所有的第二混频器，所述信号源通过调制器连接着所有的第一混频器。

进一步地，所述天线阵呈现一维线阵或二维面阵或三维曲面分布，具备发射和接收电磁波信号的能力。

进一步地，所述双工器具有隔离发射和接收信号的能力，可采用人工表面等离激元结构增加隔离度。

进一步地，所述天线阵由至少三个天线单元组成。

进一步地，所述天线单元是线极化天线或者圆极化天线。