具有混合電路和可重配置輻射方向圖天線的全雙工無(wú)線收發(fā)機(jī)的制作方法
【專利說(shuō)明】具有混合電路和可重配置福射方向圖天線的全雙工無(wú)線收 發(fā)機(jī)
[000。 背景
[0002] 領(lǐng)域
[0003] 本公開(kāi)設(shè)及無(wú)線收發(fā)機(jī)，尤其設(shè)及具有混合電路的全雙工收發(fā)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0004] 無(wú)線通信系統(tǒng)被廣泛部署W提供各種類型的通信內(nèi)容（諸如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻、及 類似物），并且部署很可能隨著引入新的面向數(shù)據(jù)的系統(tǒng)（諸如長(zhǎng)期演進(jìn)化T巧系統(tǒng)）而 增加。無(wú)線通信系統(tǒng)可W是能夠通過(guò)共享可用系統(tǒng)資源（例如，帶寬和發(fā)射功率）來(lái)支持 與多用戶通信的多址系統(tǒng)。運(yùn)樣的多址系統(tǒng)的示例包括碼分多址（CDMA)系統(tǒng)、時(shí)分多址 燈DMA)系統(tǒng)、頻分多址師MA)系統(tǒng)、3GPPLTE系統(tǒng)、W及其他正交頻分多址（(FDMA)系統(tǒng)。 作為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM)和通用移動(dòng)電信系統(tǒng)OJMT巧的演進(jìn)，3GPPLTE代表了蜂窩技 術(shù)中的主要進(jìn)步。
[0005] -般，無(wú)線多址通信系統(tǒng)能同時(shí)支持?jǐn)?shù)個(gè)移動(dòng)實(shí)體（諸如舉例而言用戶裝備扣巧 或接入終端（AT))的通信。肥可經(jīng)由下行鏈路和上行鏈路與基站進(jìn)行通信。下行鏈路（或 即前向鏈路）是指從基站至肥的通信鏈路，而上行鏈路（或即反向鏈路）是指從UE至基 站的通信鏈路。此類通信鏈路可經(jīng)由單輸入單輸出、多輸入單輸出、或多輸入多輸出（MIMO) 系統(tǒng)來(lái)建立。在MIMO系統(tǒng)中，收發(fā)機(jī)可共享多個(gè)（例如兩個(gè)）發(fā)射/接收天線。
[0006] 上述和其他無(wú)線通信系統(tǒng)可利用各種組件，包括全雙工收發(fā)機(jī)。在全雙工收發(fā)機(jī) 中，發(fā)射調(diào)制解調(diào)器和接收調(diào)制解調(diào)器在同一載波頻率處執(zhí)行同時(shí)的傳輸和接收（STAR)。 全雙工操作可能遭受各種技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，所傳送的信號(hào)可與被接收的信號(hào)相干擾。運(yùn)些困 難可能存在于包括多個(gè)共享發(fā)射和接收天線的較復(fù)雜的MIMO全雙工收發(fā)機(jī)中。一組問(wèn)題 設(shè)及隔離一一將收到信號(hào)與發(fā)射信號(hào)隔離的需要。用于改善全雙工收發(fā)機(jī)（包括MIMO收發(fā) 機(jī)）中的隔離的各種技術(shù)方案可存在于本領(lǐng)域中，例如混合電路。一般而言，混合電路是本 領(lǐng)域中公知的用于在傳輸線和肥或其他裝備之間轉(zhuǎn)換和隔離信號(hào)。在全雙工MIMO收發(fā)機(jī) 中，混合電路類似地實(shí)現(xiàn)在同一傳輸介質(zhì)上發(fā)送和接收信號(hào)。盡管使用混合電路的全雙工 MIMO收發(fā)機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是它們?nèi)匀豢赡茉馐苣承┤秉c(diǎn)，例如，在某些不可預(yù)測(cè)信號(hào)狀況 下在接收端口處的延長(zhǎng)的衰落。
[0007] 概述
[0008] 在【具體實(shí)施方式】中詳細(xì)描述了具有混合電路和可重配置福射方向圖天線的全雙 工無(wú)線收發(fā)機(jī)，并且某些方面在W下進(jìn)行了概述。尤其地，所述收發(fā)機(jī)可用于防止由于收到 信號(hào)在收發(fā)機(jī)的雙接收端口處的抵消而導(dǎo)致的接收機(jī)處的延長(zhǎng)的信號(hào)衰落或使其最小化。 本概述W及W下詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)被解讀為完整公開(kāi)的補(bǔ)充部分，運(yùn)些部分可能包括冗余的主 題內(nèi)容和/或補(bǔ)充的主題內(nèi)容。任一節(jié)中的省略并不指示統(tǒng)合的應(yīng)用中所描述的任何元素 的優(yōu)先級(jí)或相對(duì)重要性。各節(jié)之間的差異可能包括替換實(shí)施例的補(bǔ)充公開(kāi)、附加細(xì)節(jié)、或者 對(duì)相同實(shí)施例的使用不同術(shù)語(yǔ)的替換說(shuō)明，如應(yīng)當(dāng)從相應(yīng)公開(kāi)顯而易見(jiàn)的。
[0009] 所述技術(shù)方案可包括雙天線混合發(fā)射機(jī)-接收機(jī)抵消電路，包括禪合至第一天線 端口W及禪合至第二天線端口的混合組件。該混合組件可被配置成將全雙工收發(fā)機(jī)的發(fā)射 機(jī)端口處的發(fā)射信號(hào)與接收機(jī)端口處的收到信號(hào)隔離。該電路可進(jìn)一步包括禪合至第一天 線端口和第二天線端口之一的可配置福射方向圖天線。該可配置天線可包括例如可調(diào)諧多 元件天線，其中調(diào)諧設(shè)及連接到天線的不同元件，或者可包括可調(diào)諧可移動(dòng)天線，其中調(diào)諧 設(shè)及移動(dòng)（例如旋轉(zhuǎn)和/或擴(kuò)展/收縮）天線的福射元件。
[0010] 該電路可進(jìn)一步包括控制電路，該控制電路基于收到福射方向圖、通過(guò)改變第一 天線端口和第二天線端口之一處的信號(hào)的振幅和相位中的至少一者來(lái)控制該可配置天線 W避免接收機(jī)端口處的信號(hào)抵消。該改變可WW相對(duì)快速、基本恒定或可變的頻率來(lái)完成 W可被描述為是連續(xù)的。例如，該控制電路可W約每IOms-次地改變天線的福射方向圖參 數(shù)。如本文所使用的，福射方向圖參數(shù)意味著諸如舉例來(lái)說(shuō)福射瓣方向、福射瓣形狀、或波 束寬度之類的參數(shù)。運(yùn)些和類似的福射參數(shù)可由天線的物理性質(zhì)來(lái)確定和控制，天線的物 理性質(zhì)諸如舉例來(lái)說(shuō)是福射元件大小、形狀或取向。
[0011] 該電路還可包括置于可配置天線與第一天線端口和第二天線端口之一之間的第 一移相和阻抗匹配模塊。第一移相和阻抗匹配模塊可包括延遲/阻抗補(bǔ)償元件網(wǎng)絡(luò)，每一 延遲/阻抗補(bǔ)償元件被設(shè)計(jì)成對(duì)可配置天線的對(duì)應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償。該電路可進(jìn)一步包括禪 合至第一天線端口和第二天線端口之一中的另一者的第二天線，W及置于該第二天線與第 一天線端口和第二天線端口之一中的另一者之間的第二移相和阻抗匹配模塊。
[0012] 在另一方面，一種用于在全雙工收發(fā)機(jī)中操作雙天線混合發(fā)射機(jī)-接收機(jī)抵消電 路的方法，可包括：改變?cè)撎炀€混合發(fā)射機(jī)-接收機(jī)抵消電路中的雙天線中的至少一個(gè)可 配置天線的至少一個(gè)福射方向圖參數(shù)，W致使在電路的接收機(jī)端口處接收到的信號(hào)的振幅 和相位中的至少一者的相應(yīng)改變。例如，該改變包括至少每周期一次地調(diào)整福射方向圖參 數(shù)，其中該周期在約2到200毫秒的范圍內(nèi)，諸如舉例來(lái)說(shuō)約10ms。與改變同時(shí)地，該方法 可包括使該混合電路的天線接口端口處的阻抗維持幾乎恒定，并且使該混合電路與雙天線 中的兩個(gè)天線之間的傳播延遲均衡化。
[0013] 在該方法的一方面，福射方向圖參數(shù)可W是或者可W包括福射瓣方向、福射瓣形 狀、或波束寬度中的至少一者。該方法可包括通過(guò)任何合適的操作來(lái)改變福射方向圖參數(shù)。 例如，改變至少一個(gè)福射方向圖參數(shù)可W通過(guò)移動(dòng)天線元件來(lái)執(zhí)行。作為進(jìn)一步的示例，改 變至少一個(gè)福射方向圖參數(shù)可W通過(guò)切換不同天線組件與接收機(jī)端口之間的連接來(lái)執(zhí)行。 因?yàn)樵摲椒▽?dǎo)致天線福射方向圖參數(shù)的連續(xù)或近乎連續(xù)的變動(dòng)、同時(shí)維持恒定的阻抗并且 使傳播延遲均衡化，所W由于接收機(jī)端口處的信號(hào)抵消而導(dǎo)致的延長(zhǎng)的衰落可W被避免。 一般而言，由于信號(hào)抵消而導(dǎo)致的衰落歷時(shí)可W被降低為或者低于一個(gè)參數(shù)歷時(shí)的歷時(shí)。 短衰落的重現(xiàn)可W通過(guò)增加在控制循環(huán)中使用的不同福射方向圖參數(shù)的數(shù)目來(lái)增加。快速 衰落模式的周期性（即天線福射參數(shù)的改變周期）可W是恒定的或可變的。建立通信鏈路 的兩個(gè)或更多個(gè)無(wú)線設(shè)備可W傳達(dá)它們引發(fā)的衰落率狀態(tài)并且就互利的衰落率或者就哪 個(gè)設(shè)備引發(fā)衰落達(dá)成一致。
[0014] 在相關(guān)方面，可提供用于執(zhí)行W上所概述的任何方法及方法的各方面的無(wú)線通信 裝置。一種裝置可包括例如禪合至存儲(chǔ)器的處理器，其中該存儲(chǔ)器保存由處理器執(zhí)行W使 得該裝置執(zhí)行W上所述的操作的指令。此類裝置的某些方面（例如硬件方面）可W由諸如 全雙工無(wú)線收發(fā)機(jī)之類的裝備來(lái)例示。類似地，可提供包括保存經(jīng)編碼指令的計(jì)算機(jī)可讀 存儲(chǔ)介質(zhì)的制品，運(yùn)些指令在由處理器執(zhí)行時(shí)使全雙工無(wú)線收發(fā)機(jī)執(zhí)行W上所概述的方法 及方法的各方面。
[0015] 附圖簡(jiǎn)述
[0016] 圖1是概念性地解說(shuō)沒(méi)有可配置天線的單天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的示例的框圖。
[0017] 圖2是概念性地解說(shuō)沒(méi)有可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的示例的框圖。
[0018] 圖3是概念性地解說(shuō)沒(méi)有可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的示例的框圖， 該雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)在接收機(jī)端口和天線之一之間包括移相器。
[0019] 圖4是概念性地解說(shuō)沒(méi)有可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的示例的框圖， 該雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)在兩個(gè)接收機(jī)端口和每一天線之間包括移相器。
[0020] 圖5是概念性地解說(shuō)具有單個(gè)可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的示例的 框圖，該雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)在兩個(gè)接收機(jī)端口和雙天線中的每一者之間包括移相器 和阻抗調(diào)諧器。
[0021] 圖6是概念性地解說(shuō)具有雙可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的示例的框 圖，該雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)在兩個(gè)接收機(jī)端口和雙天線中的每一者之間包括移相器和 阻抗調(diào)諧器。
[0022] 圖7是解說(shuō)具有單個(gè)可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的更詳細(xì)的示例的 框圖，該雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)包括雙天線混合發(fā)射機(jī)-接收機(jī)抵消電路。
[0023] 圖8是解說(shuō)其中信號(hào)抵消在雙天線混合電路的接收機(jī)處發(fā)生的系統(tǒng)的框圖。
[0024] 圖9是解說(shuō)其中通過(guò)在一個(gè)天線處引入靜態(tài)相移來(lái)在雙天線混合電路的接收機(jī) 處實(shí)現(xiàn)信號(hào)推升的系統(tǒng)的框圖。
[0025] 圖IOA是解說(shuō)其中通過(guò)在一個(gè)天線處引入可變相移來(lái)在雙天線混合電路的接收 機(jī)處實(shí)現(xiàn)避免延長(zhǎng)的信號(hào)抵消的所引發(fā)衰落的系統(tǒng)的框圖。
[0026]圖IOB是解說(shuō)如可W使用圖IOA的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的具有所引發(fā)衰落的收到信號(hào)的圖 表。
[0027] 圖11解說(shuō)可由用于控制具有至少一個(gè)可配置天線的雙天線全雙工混合收發(fā)機(jī)的 雙天線混合發(fā)射機(jī)-接收機(jī)抵消電路執(zhí)行的方法體系。
[0028] 圖12解說(shuō)了圖11的方法體系的進(jìn)一步方面。
[0029] 圖13示出了根據(jù)圖11的方法體系的雙天線混合發(fā)射機(jī)-接收機(jī)抵消電路的一實(shí) 施例。
[0030] 在之后的詳細(xì)描述中，同樣的元素標(biāo)號(hào)可用于指示在一個(gè)或多個(gè)附圖中出現(xiàn)的同 樣元素。
[0031] 詳細(xì)描述
[0032] 在全雙工單信道無(wú)線通信系統(tǒng)中，收發(fā)機(jī)同時(shí)在同一頻率上進(jìn)行傳送和接收。在 無(wú)雙工器的頻分雙工（抑D)系統(tǒng)中，收發(fā)機(jī)同時(shí)在不同頻率上進(jìn)