[发明专利]用于波束成形的收发器元件

说明书

本公开涉及一种收发器元件，包括接收电路、下变频电路、提取电路和输出电路。该接收电路被配置为经由与该接收电路相关联的天线元件接收射频信号。该射频信号包括第一接收信号部分和第二接收信号部分。该下变频电路被配置为下变频射频信号以提供下变频信号。该下变频信号包括对应于第一接收信号部分的第一下变频信号部分和对应于第二接收信号部分的第二下变频信号部分。该提取电路被配置为从下变频信号中提取至少第二下变频信号部分。该输出电路被配置为提供包括第一输出信号部分和第二输出信号部分的输出信号。该第一输出信号部分包括至少第一中间信号部分，该第一中间信号部分包括至少第一下变频信号部分。该第二输出信号部分至少包括从下变频信号中提取的第二下变频信号部分。还公开了相应的收发器、无线通信设备、方法和计算机程序产品。

技术领域

本公开大体上涉及无线通信信号的接收领域。更具体地，本公开涉及用于接收无线通信信号的收发器元件。

背景技术

无线通信正在扩展到新型无线电频谱部件，以满足更高数据速率的要求。例如，新定义的第五代(5G)新无线电(NR)标准不仅引入了新服务(例如，低延迟高可靠性服务)，还支持更大的容量和更高的数据速率。

为了促进容量增加，NR引入了毫米波长(mmW)无线电频率(例如，10GHz以上的频带，比如28GHz频带或39GHz频带)上的无线通信。由于mmW无线电频率通常比低频信令需要更高的路径损耗，所以mmW蜂窝无线通信系统的小区通常比低频通信系统覆盖更小的区域。因此，支持mmW频率范围内的5G NR的通信设备通常也支持使用较低频率(例如，低于6GHz)进行覆盖的无线通信。

mmW传输的一个优点是短波长允许使用小天线，这反过来使得在小的(例如，手持)无线通信设备中使大规模MIMO收发器布置成为可能。例如，可以在尺寸大约为25×16mm的模块中安装具有例如4×2个天线的天线面板。这一优点使得能够应用mmW波束成形，这样可以显著增加蜂窝容量和/或覆盖范围。

模拟波束成形可以使用具有移相器的天线阵列来实现，并且天线阵列的组合无线电信号的波束方向可以通过调谐移相器来控制。不同或相同的方向可用于发射和接收。对于模拟波束成形，组合的无线电信号可以在单个射频(RF)芯片中进行上变频或下变频。模拟波束成形的缺点是天线阵列只能同时应用单个(发射和/或接收)波束。这导致同时多用户场景是不可行的。此外，信道条件的突然变化(例如，由于天线阻塞、收发器旋转等)难以用单一波束限制来跟踪。因此，由于信道条件的突然变化，信号中断的风险很高。

与模拟波束成形相比，数字波束成形可以提供更大的灵活性。在数字波束成形实现中，天线阵列的每个天线的信号通常在单独的RF芯片中被上变频或下变频(即，存在多个RF芯片---阵列的每个天线一个)，并且在数字基带信号中执行波束成形控制(例如，通过数字相移)。因此，可以同时跟踪几个波束，并且可以跟踪信道条件的快速变化，从而提高接收器和/或发射器的性能。

图1A示意性地示出了用于手持设备的示例收发器装置110。该装置是支持在mmW频率范围内的无线通信(例如根据5G NR标准的通信)的多模式装置，以及使用较低频率(例如，低于6GHz)的无线通信(例如根据第四代(4G)标准或5G NR标准的通信)的多模式装置。在本例中，mmW频率范围内的通信使用模拟波束成形。

该装置包括两个mmW系统120、130，其中每个mmW系统适于在各自的频带中接收。例如，mmW系统120可以适于在第一频带(例如，28GHz频带)接收，并且mmW系统130可以适于在第二频带(例如，39GHz频带)接收。每个mmW系统具有一个天线阵列122、用于阵列中每个天线的相应射频前端(RF FE)124和mmW芯片126。该装置还包括天线和射频前端146，用于使用较低频率的无线通信。