專利名稱：多輸入/多輸出的無線網(wǎng)絡(luò)中用于通信信息頻率偏移的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及基于多輸入/多輸出的通信系統(tǒng)中用于通信信息頻率偏移的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，使用多輸入/多輸出系統(tǒng)(“ΜΙΜΟ”或“ΜΙΜΟ系統(tǒng)”)可以獲得有效數(shù)據(jù)傳輸。簡單地說，MIMO系統(tǒng)采用與多個物理發(fā)射天線關(guān)聯(lián)的單發(fā)射機或多個鏈接發(fā)射機(“單鏈路”或“多鏈路”)，通過無線信道(radio channel)同時發(fā)送多數(shù)據(jù)流(“信號”)。所述多數(shù)據(jù)流由與單接收機或多個鏈接接收機(“單鏈路”或“多鏈路”)關(guān)聯(lián)的多個接收天線接收。該系統(tǒng)使無線信道帶寬得到更好的空間利用。從而獲得較高吞吐量、提高的鏈路可靠性以及提高的頻譜效率(spectral efficiency) 0 ΜΙΜΟ信道包括平坦衰落(flat fading)情況下不同對的發(fā)射與接收天線之間的信道脈沖響應(yīng)或信道系數(shù)。本領(lǐng)域中已知的是，MIMO系統(tǒng)可建模為y = Hx+n (公式 1)其中，χ和y分別為發(fā)射符號矢量(sign vector)和接收符號矢量，η為信道噪聲矢量，H為信道矩陣。MIMO系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境中最為有用，其中墻壁、天花板和家具具有豐富的多路徑環(huán)境，這樣信道矩陣要考慮到多個獨立和正交的脈沖響應(yīng)或空間特征。在這種環(huán)境中，所述 MIMO技術(shù)能依賴信道矩陣的正交元素(orthogonal element)發(fā)射多并行獨立數(shù)據(jù)流。高度散射環(huán)境(scattering enviroment)中部署的ΜΙΜΟ系統(tǒng)生成高秩H矩陣(high ranked H matrices)，這樣即使使用低相關(guān)性天線，MIMO容量也較高。為4G(第四代移動通信)IEEE 802. 16eWiMAX(全球微波互聯(lián)接入)系統(tǒng)開發(fā)的 MIMO系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時考慮到兩個中心目標(biāo)(1)最大化/優(yōu)化頻譜效率；以及(2)通過降低頻譜效率，以動態(tài)方式實現(xiàn)覆蓋增益(coverage gain)或覆蓋范圍(coverage reach)的提
尚ο對于移動電話(cellular)供應(yīng)商，頻譜為珍貴有限的資源，系統(tǒng)容量和吞吐量很大程度上限定了收益。因此，頻譜效率對這些網(wǎng)絡(luò)具有極大的重要性，其中根據(jù)攜帶帶寬 (carried bandwidth)來測量收益。移動電話提供商的運營費用中一個重要部分來源于每個蜂窩基站(cell site)的月租費。保持現(xiàn)有蜂窩基站的覆蓋也非常關(guān)鍵，因為業(yè)務(wù)普遍性是所有4G無線網(wǎng)絡(luò)的要求，但是，傳輸信道帶寬的增加會降低鏈路預(yù)算(link budget)，因此，小區(qū)范圍會更小。移動電話提供商依賴MIMO技術(shù)和權(quán)衡到達(dá)小區(qū)邊緣的容量的能力，以保持當(dāng)前的小區(qū)覆蓋。到目前為止，作為推動MIMO系統(tǒng)發(fā)展的最大經(jīng)濟力量，移動電話提供商將行業(yè)焦點保持在基站(BQ和基站組(Sation Set, SS)設(shè)備的頻譜效率和動態(tài)范圍權(quán)衡，以及創(chuàng)新型天線系統(tǒng)上。WiMAX行業(yè)的人員熟悉用于覆蓋增益的“矩陣A”——使用空時分組碼(Space Time Block Code, STBC)將單數(shù)據(jù)流在兩個獨立的發(fā)射機-天線-接收機路徑上并行傳輸，以編碼兩個數(shù)據(jù)流，使該兩個數(shù)據(jù)流互相正交，從而提高接收機上的信噪比 (SM)，增加小區(qū)范圍。為了增加容量，開發(fā)了 “矩陣B”，其利用MIMO的空間復(fù)用(spatial multiplexing)來傳輸其吞吐量僅由H矩陣的秩和本機噪聲本底特性所限制的獨立數(shù)據(jù)流。為IEEE 802. Iln寬帶局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)開發(fā)的MIMO系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時與蜂窩行業(yè)的4G系統(tǒng)具有相同的兩個中心目標(biāo)——最大化頻譜效率和容量；以及，優(yōu)化覆蓋。但是， 因為現(xiàn)在已將這些芯片組嵌入每臺售出的便攜式計算機以及所有新式蜂窩電話和個人數(shù)字助理(PDA)內(nèi)，WLAN供應(yīng)商對解決方案的大小、功率和成本提出了更高的行業(yè)要求。自不到十年之前引入第一批IEEE 802. Ilb無線電臺后，WLAN解決方案提供商已獲得了驚人的收益。隨著WiFi標(biāo)準(zhǔn)從基于IEEE 802. lib (有效吞吐量為6Mbps)的IlMbps系統(tǒng)演變?yōu)镮EEE 802. Ila和IEEE 802. 1 Ig(有效吞吐量在25Mbps范圍內(nèi))的MMbps正交頻分復(fù) M (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)WLAN1 ^ ' 和范圍方面取得了進(jìn)步。對于ΜΙΜΟ技術(shù)能良好運行的大多數(shù)家庭應(yīng)用，具有ΜΙΜΟ的IEEE 802. Iln的引入已經(jīng)證明表現(xiàn)出300Mbps的峰值吞吐量和相當(dāng)于100Mbps的有效吞吐量。這些WLAN解決方案提供商集中精力降低成本，他們通過將芯片和射頻(Radio Frequency, RF)發(fā)射機完全集成至一點，這樣單芯片就能支持所有軟件功能并能通過零中頻(ZIF)結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)射和接收。這些單芯片解決方案功率的降低將迷你PCI的功率預(yù)算限制為3W左右，支持3X3IEEE MIMO 802. Iln協(xié)議，具有范圍為每信道Hcffim的功率相對高的發(fā)射機，在膝上型計算機內(nèi)或?qū)τ赪LAN用戶接入點(consumer access point)來說使用典型< 3dBi增益天線的情況下，該功率可高達(dá)每信道20dBm。這些WLAN供應(yīng)商減少了對頻譜效率的興趣，并將信道大小從20MHz帶寬增加到40MHz帶寬。雖然MIMO系統(tǒng)在室內(nèi)或高度散射環(huán)境(該環(huán)境產(chǎn)生高秩H矩陣從而導(dǎo)致較高的MIMO容量)中運行最佳，但采用MIMO的蜂窩系統(tǒng)也部署在室外，通常用于視線 (Line-of-Sight, LoS)或近視線(NLoS)的應(yīng)用。IOdBi至30dBi之間的高增益天線可用于長距離的點對點鏈路。本行業(yè)并不周知的是，無線電散射(也稱為多路干擾)與天線的束寬(beamwidth)直接相關(guān)，因此，高增益窄束天線的多路干擾較低，與低增益寬束天線相同。這個不太明顯的事實是合乎邏輯的，因為高增益天線具有窄的天線束寬，因此具有能接收強無線電信號的小孔徑。實際上，這種窄孔徑接收的信號傳輸相似的距離，導(dǎo)致最小的多路干擾。理解該事實的另一種方法是，對發(fā)射機生成的、接收天線接收的高能RF “脈沖”的接收加以考慮。所述脈沖將經(jīng)過多個障礙物上的反彈，作為脈沖響應(yīng)到達(dá)接收天線。直接對著脈沖源的具有窄孔徑的接收天線將拒絕接收脈沖的任何較長延時回波，該脈沖往往來自沒有與發(fā)射機直接成直線的來源。因此，室外高增益定向點對點MIMO系統(tǒng)不依賴多路分散或無線電散射作為增加空間H矩陣的秩的方法；但是，其他方法，包括空間隔離(spatial separation)禾口豐及(polarization diversity)貝Ui^JgMtJ0移動電話供應(yīng)商長期依賴空間隔離來實現(xiàn)室外環(huán)境中的天線分集接收機的多路反射的獨立性。已發(fā)表了許多有關(guān)接收天線的空間分離的論文。一般來說，以低高度安裝接收天線并且接收天線靠近反射和散射物時，需要一半波長或僅僅幾英寸范圍內(nèi)的非常小的間隔，以實現(xiàn)信道多路獨立性。但是，接收天線安裝在高的塔或屋頂上時(像最通常的情況一樣)，小的間隔不會顯著降低多路信號的相關(guān)性，必須采用約為數(shù)米的大的間隔來獲得無線信道的獨立性。安裝在屋頂、小區(qū)發(fā)射塔(cell tower)和其他高架結(jié)構(gòu)上的大多數(shù)天線系統(tǒng)將分集式接收天線隔開2米或以上，以達(dá)到路徑獨立性，從而實現(xiàn)天線分集增益。MIMO 接入系統(tǒng)可依靠相同的天線間隔，以提高總吞吐量。還可利用極化分集實現(xiàn)無線信道的獨立性。目前配備的大多數(shù)IEEE802. 16e ΜΙΜΟ 系統(tǒng)在每個天線中采用傾斜分集(slant diversity)，間隔2米的三個或三個以上的天線都可實現(xiàn)波束控制(beam steering)增益以及高秩信道矩陣H。遺憾的是，由于現(xiàn)有的天線配件(antenna attachment)的租賃協(xié)議,無線回程網(wǎng)絡(luò)(wireless backhaul network)不能負(fù)擔(dān)設(shè)間隔兩米或兩米以上的多個接收天線。這些租賃協(xié)議一般限制天線包括收發(fā)設(shè)備本身的總尺寸小于Ift X Ift X 4ft。另外，移動電話供應(yīng)商進(jìn)一步限制設(shè)備制造商用于回程用途的點對點無線電設(shè)備的總尺寸小于lftxiftxift，這已成為這種設(shè)備的行業(yè)“標(biāo)準(zhǔn)”。該項限制實際上限制了允許的天線增益，但是允許使用天線分集實現(xiàn)MIMO路徑的獨立性，并且允許高達(dá)2 X 2的矩陣。對于無線電菲涅爾區(qū)(Fresnel zone)內(nèi)沒有障礙存在的可能性的LoS鏈路，天線極化分集非常有效。這種情況下，可用演繹法(priori)確定ΜΙΜΟ增益，使網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員能使用IftXlftXlft收發(fā)機精確限定無線電鏈路的數(shù)量以及該鏈路可達(dá)到的特定帶寬。對于經(jīng)歷隨時間變化的反射的非LoS或近LoS點對點鏈路的情況，MIMO增益的特征較不明顯，僅可作為最大可能吞吐量的一小部分。例如，雨后，如果信號穿過濕的植物，例如樹木，利用天線極化分集形成的2Χ2ΜΙΜ0傳輸將發(fā)生連續(xù)的極化旋轉(zhuǎn)。菲涅爾區(qū)存在少量樹木一般會導(dǎo)致發(fā)射機的信號強度降低10dB，即使在輕風(fēng)可以比硬件算法更快地改變傳播信道的情況中，也能處理和更新信道矩陣“H”以保持全吞吐量。因此，對于這些類型的鏈路，難以用網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃來量化MIMO增益。假定在量化2X2MIM0點對點無線鏈路的容量中存在困難，那么3X3或4X4MIM0 解決方案的嘗試就更具挑戰(zhàn)性。理想條件下的這些較高M(jìn)IMO解決方案傳輸?shù)娜萘棵黠@高于非MIMO解決方案，但其有效性受LoS和近LoS路徑特性的定位問題所控制。沒有為給定的天線間隔指定確定/最小MIMO增益的書面程序或準(zhǔn)則，因此，安裝人員和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員在部署MIMO無線電之前沒有確定鏈路容量的精確方法。最后，即使在LoS和天線隔離與間隔的最佳條件下，非授權(quán)頻帶內(nèi)的干擾始終是一個問題。在多種環(huán)境下，非授權(quán)頻帶干擾可稱為普通噪聲本底，由幾十個、幾百個或幾千個單獨的地理上分散的源驅(qū)動，通常，僅幾個來源處于支配地位。大多數(shù)干擾源往往處于固定位置——例如，微波爐或數(shù)字增強無繩通信(DECT)無線電話、或者甚至彈球機的輻射。有些為移動式的，例如，藍(lán)牙裝置或膝上型計算機。一般來說，對于室外點對點網(wǎng)絡(luò)，噪聲本底實際上往往為靜態(tài)的，但是當(dāng)移動源引入到點對點微波鏈路周圍，該噪聲本底會發(fā)生突變。這些源不能由信道特定的MIMO無線鏈路充分地處理， 因此單干擾源會對所有MIMO路徑上的源產(chǎn)生影響。因此，需要能夠提供更大帶寬和更高確定的可靠性的改進(jìn)MIMO系統(tǒng)。還需要要求有限天線以在有限物理空間內(nèi)具有可用性的MIMO系統(tǒng)。
在基于MIMO 的技術(shù)中，例如，IEEE 802. Iln Wi-Fi 或 IEEE 802. 16eWiMAX，通過用于基帶的常用晶體振蕩器和用于轉(zhuǎn)換為射頻(RF)的常用本地振蕩器(LO)，發(fā)射機設(shè)計為生成多輸出數(shù)據(jù)流，其中最終RF信號處于相同頻率下。基帶和LO電路內(nèi)的相位變化在所有MIMO射頻信號上都相同，以致使MIMO接收機可從任何一個MIMO射頻信號恢復(fù)定時 (timing)，并將該定時應(yīng)用給所有其他數(shù)據(jù)流。例如，MIMO發(fā)射機利用具有百萬分之+10(ppm)誤差的晶體生成5GHz的多個 MIMORF信號。該RF信號在以5GHz+10ppm = 5，000, 050, OOOHz下通過空氣傳輸。MIMO接收機可使用具有-IOppm誤差的晶體接收該多個RF信號，以致降頻變換為4，999，950，OOOHz 的信號。在所有MIMO數(shù)據(jù)流上，基帶上生成的信號將具有100，000Hz = IOOkHz的頻率誤差，通過任何一個恢復(fù)的MIMO信號上的定時恢復(fù)函數(shù)能夠容易地被跟蹤和消除。但是，如果系統(tǒng)將MIMO數(shù)據(jù)流的頻率切換為不同射頻，會出現(xiàn)新的問題。對這些不同RF流進(jìn)行降頻變換時，各個RF信號生成的每個MIMO數(shù)據(jù)流產(chǎn)生的誤差(以Hz為測量單位)將是不同的。例如，采用移頻器(frequency shifter)，2X2MIM0發(fā)射機使用具有 +IOppm誤差的晶體生成5GHz和6GHz的兩個MIMO RF信號。這些RF信號將以5GHz+10ppm =5，000, 050, OOOHz 和 6GHz+10ppm = 6，000, 060, OOOHz 通過空氣傳輸。ΜΙΜΟ 接收機將利用具有-IOppm誤差的晶體接收該兩個RF信號，使降頻變換在第一 MIMO數(shù)據(jù)流和第二 MIMO數(shù)據(jù)流上將分別具有4，999，950，OOOHz信號和5，999，940，OOOHz信號?；鶐仙傻男盘枌⒃诘谝籑IMO數(shù)據(jù)流上具有IOOkHz的頻率誤差，在第二MIMO數(shù)據(jù)流上具有120kHz的頻率誤差。如果接收機從第一MIMO數(shù)據(jù)流獲得定時恢復(fù)，第二MIMO數(shù)據(jù)流將具有120kHZ-100kHZ =20kHz的誤差。250 μ s數(shù)據(jù)包(packet)上所見的該20kHz誤差將在OFDM星座進(jìn)行5次完全旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)，從而使任何調(diào)制率(modulation rate)下都不可能進(jìn)行定時恢復(fù)。應(yīng)注意的是，如上使用的+IOppm和-IOppm頻率誤差僅為了簡化示例計算的目的而示出。典型的WLAN設(shè)備采用具有頻率誤差在+/-20ppm范圍內(nèi)的晶體。進(jìn)一步，以上示例假設(shè)MIMO接收機從單個數(shù)據(jù)流獲得定時恢復(fù)。如果MIMO接收機以每個數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)獲得其定時，那么如果MIMO接收機可支持相對大的頻率變化，可忽略示例性20kHz頻率誤差。因此，需要處理MIMO系統(tǒng)中頻移RF流的不同降頻變換的頻率誤差問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可達(dá)到這些和其他目標(biāo)。其中，通信系統(tǒng)包括具有多個射頻鏈路的多輸入 /多輸出結(jié)構(gòu)，其中，該多個射頻鏈路的其中一個用于將頻率偏移應(yīng)用至輸出信號的基礎(chǔ)頻率，以產(chǎn)生發(fā)射頻率(transmitting frequency)。一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括以下步驟a)將該接收機的頻率鎖定至外部定時基準(zhǔn)(external timing reference)；以及，b)將該發(fā)射機的頻率鎖定至外部定時基準(zhǔn)。步驟a)和步驟b)中的每個步驟互相獨立地進(jìn)行。所述外部定時基準(zhǔn)可包括全球定位系統(tǒng)(GPS)定時基準(zhǔn)或IEEE1588定時基準(zhǔn)。所述全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)或IEEE 1588 定時基準(zhǔn)可配置為鎖定至可變晶體振蕩器(variable crystal oscillator)的頻率。所述可變晶體振蕩器可包括40MHz可變晶體振蕩器。作為另一種選擇，所述全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)或IEEE定時基準(zhǔn)可用于鎖定多個收發(fā)機，以使該方法可用于點對點應(yīng)用、點對多點應(yīng)用以及多點對多點應(yīng)用中的任何一種。所述IEEE 1588定時基準(zhǔn)可配置為鎖定至全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)的頻率。在另一個替代方法中，所述IEEE1588定時基準(zhǔn)可配置為鎖定至通信樓綜合定時源(Building Integrated Timing Source, BITS)基準(zhǔn)的頻率。另一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該接收機與控制器連接。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該接收機的頻率鎖定至該發(fā)射機的頻率a)使用該發(fā)射機發(fā)射的并且該接收機接收的數(shù)據(jù)包生成載波頻率偏移(CFO)估值；b)根據(jù)該載波頻率偏移估值調(diào)整該接收機的基準(zhǔn)頻率；以及，c)重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到生成的載波頻率偏移估值基本等于零。所述控制器可包括開環(huán)控制器、閉環(huán)控制器、比例控制器、積分控制器、微分控制器以及卡爾曼濾波器中的至少一種。另一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該發(fā)射機與控制器連接。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將發(fā)射機的頻率與接收機的頻率鎖定a)使用該接收機發(fā)射的并且該發(fā)射機接收的數(shù)據(jù)包生成載波頻率偏移(CFO)估值；b)根據(jù)該載波頻率偏移估值調(diào)整該發(fā)射機基準(zhǔn)頻率；以及，c)重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到生成的載波頻率偏移估值基本等于零。所述控制器可包括開環(huán)控制器、閉環(huán)控制器、比例控制器、積分控制器、微分控制器以及卡爾曼濾波器中的至少一種。另一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該接收機與控制器連接。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該接收機的頻率鎖定至該發(fā)射機的頻率a)使用該發(fā)射機發(fā)射的并且該接收機接收的數(shù)據(jù)包確定與該發(fā)射的數(shù)據(jù)包相關(guān)的誤差；b)根據(jù)該確定的誤差調(diào)整該接收機的基準(zhǔn)頻率；以及，c)重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到確定的誤差基本等于零。另一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該接收機與控制器連接。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該接收機的頻率鎖定至該發(fā)射機的頻率a)使用該發(fā)射機發(fā)射的并且該接收機接收的數(shù)據(jù)包確定與該發(fā)射的數(shù)據(jù)包相關(guān)的誤差；b)根據(jù)該確定的誤差調(diào)整該接收機的基準(zhǔn)頻率；c)重新發(fā)射該接收的數(shù)據(jù)包，確定該重新發(fā)射的數(shù)據(jù)包的相關(guān)更新誤差；以及，d)重復(fù)步驟b)和步驟c)，直到確定的更新誤差基本等于零。又一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括以下步驟a)將該接收機的頻率鎖定至第一高精度基準(zhǔn)頻率；以及，b)將該發(fā)射機的頻率鎖定至第二高精度基準(zhǔn)頻率。 該第一高精度基準(zhǔn)頻率和該第二高精度基準(zhǔn)頻率中的每個基準(zhǔn)頻率都采用具有加或減 (plus-or-minus)百萬分之5的最大頻率誤差的參照晶體(reference crystal)。
又一方面，本發(fā)明提供了一種在包括多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使第一接收機與第一發(fā)射機、第二接收機與第二發(fā)射機同步的方法。該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路。該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號。該方法包括以下步驟a)利用預(yù)定頻率間隔確定誤差矢量幅度(error vector magnitude)的可接受范圍；b)利用該確定的誤差矢量幅度的范圍確定相位變化的相應(yīng)范圍；c)利用該相位變化的確定范圍確定時鐘恢復(fù)誤差(clock recovery error)的相應(yīng)范圍；以及，d)使用預(yù)定的實時控制算法，以將接收信號的載波頻率偏移鎖定到在時鐘恢復(fù)誤差的確定范圍內(nèi)。所述至少兩個信號中的每個信號可以具有在4. 80GHz至6. OOGHz范圍內(nèi)的載波頻率。這種情況下，所述預(yù)定頻率間隔可小于1. IOGHz并大于0. 90GHz ；或者，所述預(yù)定頻率間隔可小于50MHz并大于30MHz。在另一個替代方法中，所述至少兩個信號中的每個信號可以具有在2. 30GHz至3. 90GHz范圍內(nèi)的載波頻率。這種情況下，所述預(yù)定頻率間隔還可小于1. IOGHz并大于0. 90GHz ；或者，所述預(yù)定頻率間隔可小于50MHz并大于30MHz?？衫眠x自由64正交調(diào)幅(64QAM)、256QAM和10MQAM組成的組中的一種技術(shù)調(diào)制至少兩個信號中的每個信號。所述步驟d)可進(jìn)一步包括應(yīng)用最小均方誤差算法，以鎖定載波頻率偏移?；蛘撸?該步驟d)可進(jìn)一步包括應(yīng)用卡爾曼濾波算法，以鎖定載波頻率偏移。該步驟d)還可進(jìn)一步包括使用電壓控制振蕩器、全球定位系統(tǒng)(GPS)定時源、IEEE 1588定時基準(zhǔn)源或爐控制溫度補償晶體振蕩器中的一種，以應(yīng)用所述算法。另一方面，本發(fā)明提供了一種用于實現(xiàn)大容量切換網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(switched mesh network)的多輸入/多輸出(MIMO)數(shù)據(jù)流的帶寬擴展的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括主子系統(tǒng)和從屬子系統(tǒng)，該主子系統(tǒng)和從屬子系統(tǒng)中的每個系統(tǒng)包括各自的發(fā)射機、各自的接收機和各自的本地振蕩器。該系統(tǒng)用于接收至少具有第一載波頻率的第一信號和具有第二載波頻率的第二信號，該第一信號和該第二信號具有預(yù)定頻率間隔。該系統(tǒng)用于通過使用實時控制算法使從屬本地振蕩器與主本地振蕩器一致，該實時控制算法具有與預(yù)定頻率間隔、誤差矢量幅度確定的可接受范圍以及相位變化和時鐘恢復(fù)誤差的相應(yīng)范圍相關(guān)的參數(shù)。所述第一載波頻率和所述第二載波頻率中的每個頻率的范圍可以在4. 80GHz至 6. OOGHz的范圍內(nèi)。這種情況下，所述預(yù)定頻率間隔可小于1. IOGHz并大于0. 90GHz ；或者， 所述第一信號和所述第二信號中的每個信號的載波頻率可小于50MHz并大于30MHz。在另一個替代方法中，所述第一載波頻率和所述第二載波頻率中的每個頻率可以在2. 30GHz至 3. 90GHz的范圍內(nèi)。這種情況下，所述預(yù)定頻率間隔可小于1. IOGHz并大于0. 90GHz ；或者， 所述第一信號和所述第二信號中的每個信號的載波頻率可小于50MHz并大于30MHz?？衫眠x自由64正交調(diào)幅(64QAM)、256QAM和10MQAM組成的組中的一種技術(shù)調(diào)制該第一信號和該第二信號中的每個信號。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步用于通過使用最小均方誤差算法或卡爾曼濾波算法使從屬本地振蕩器與主本地振蕩器一致，以鎖定載波頻率偏移。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括電壓控制振蕩器，所述電壓控制振蕩器用于通過使用實時控制算法使從屬本地振蕩器與主本地振蕩器一致。或者，所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括全球定位系統(tǒng)(GPQ定時源、IEEE 1588定時基準(zhǔn)源或爐控制溫度補償晶體振蕩器中的其中一種，其中的任何一種都可以用于通過使用實時控制算法使從屬本地振蕩器與主本地振蕩器一致。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的用于進(jìn)行信息無線通信的通信網(wǎng)絡(luò)一部分的示意圖；圖2為圖1所示的包括在發(fā)射側(cè)對基頻應(yīng)用獨立頻率偏移的多個射頻鏈路的通信系統(tǒng)的示意圖；圖3a和圖北為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的濾波電路的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)利用基礎(chǔ)頻率的射頻鏈路和在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移的一個或多個射頻鏈路；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移的多個單降頻變換或增頻變換射頻鏈路；圖6為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)利用基礎(chǔ)頻率的射頻鏈路和在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移的一個或多個單降頻變換或增頻變換射頻鏈路；圖7為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用相同頻率偏移的多個鏈接射頻鏈路；圖8為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移并利用組合器組合發(fā)射信號的多個射頻鏈路；圖9a為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括用于在接收側(cè)創(chuàng)建虛擬天線的多個射頻鏈路；圖9b為圖9a所示的通信系統(tǒng)的一個進(jìn)一步實施例的示意圖；圖9c為圖9a所示的通信系統(tǒng)的一個進(jìn)一步實施例的示意圖；圖9d為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖；圖IOa為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的ZIF電路的示意圖；圖IOb為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的圖IOa的ZIF電路的示意圖；圖IOc為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的圖IOb的RF鏈路細(xì)節(jié)的示意圖；圖IOd為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的圖IOb的RF鏈路細(xì)節(jié)的示意圖；圖IOe為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的圖IOa的ZIF電路的示意圖；圖IOf為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的圖IOe的RF鏈路細(xì)節(jié)的示意圖；圖IOg為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的圖IOe的RF鏈路細(xì)節(jié)的示意圖；圖IOh為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的圖IOe的RF鏈路細(xì)節(jié)的示意圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的通信網(wǎng)絡(luò)一部分的透視圖；圖12為圖11所示的通信網(wǎng)絡(luò)一部分的透視圖，其中，用戶通信裝置在該網(wǎng)絡(luò)中運行；圖13為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通過MIMO系統(tǒng)進(jìn)行通信的多個信號的圖解說明。
具體實施例方式在數(shù)字信號處理(DSP)水平，常規(guī)的多輸入/多輸出(MIMO)系統(tǒng)具有調(diào)整由多徑環(huán)境導(dǎo)致產(chǎn)生的相位上的小差異和頻率變化的能力。更特別地，MIMO系統(tǒng)一般情況下能負(fù)責(zé)多徑環(huán)境的動態(tài)特性，該環(huán)境中反射元件(reflective element)相對彼此是移動的。一般來說，這種移動具有在步行速度范圍內(nèi)的速度，即，高達(dá)每秒2米。車輛的移動可以包括高達(dá)約每秒150米的范圍內(nèi)的速度。因此，假設(shè)f =約6GHz (已知ν = f* λ，因此對于ν = c = 3 X108m/s, λ = 0.05m，那么對于 Δν = 150m/s, Af= 150/0. 05 = 3000Hz)，負(fù)責(zé)由車輛移動造成的頻移(frequency shift)的ΜΙΜΟ算法必須考慮高達(dá)3000Hz的頻移。因此，雖然常規(guī)MIMO系統(tǒng)可進(jìn)行適當(dāng)水平的相位和頻率調(diào)整，但是調(diào)整范圍一般僅達(dá)到幾千赫，以解決移動多徑環(huán)境效應(yīng)。另外，許多常規(guī)MIMO接收機具有設(shè)計余量，使得 DSP算法可調(diào)整高達(dá)+/-5kHz的頻率或相位變化。但是，如上文示例所述，利用具有+IOppm誤差的晶體產(chǎn)生5GHz和6GHz的兩個 MIMO RF信號的2X2MIM0發(fā)射機的移頻器(frequency shifter)將在兩個ΜΙΜΟ數(shù)據(jù)流之間引起20kHz的誤差。如果晶體誤差為20ppm，產(chǎn)生的頻率誤差則為40kHz。這種頻率調(diào)整遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般由移動多徑環(huán)境造成的預(yù)期頻率變化。因此，本發(fā)明的目的在于通過限定對 MIMO RF流進(jìn)行獨立頻移時產(chǎn)生的顯著頻率和相位變化的緩和方法來解決這個問題，從而增強吞吐量并確保具有可接受的低誤差率的系統(tǒng)性能水平。圖1為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的用于進(jìn)行信息無線通信的通信網(wǎng)絡(luò)一部分的示意圖。圖2為圖1所示的包括在發(fā)射側(cè)對基頻應(yīng)用獨立頻率偏移(frequency offset)的多個射頻鏈路通信系統(tǒng)的示意圖。通信網(wǎng)絡(luò)20包括一個或多個通信系統(tǒng)100，大體如系統(tǒng)IOOa和系統(tǒng)IOOb所示，該系統(tǒng)IOOa和系統(tǒng)IOOb互相進(jìn)行無線通信。但是，本發(fā)明并非特別限于無線通信，可包括目前已知的或尚待開發(fā)的任何其他通信方法和方式。每個系統(tǒng)100，例如，系統(tǒng)100a、系統(tǒng)IOOb可作為通信裝置、自動化裝置等的一部分，可配置在接收機、發(fā)射機、收發(fā)電路或裝置等內(nèi)。例如，系統(tǒng)100，即，系統(tǒng)IOOa可集成在蜂窩電話即移動電話內(nèi)，系統(tǒng)IOOb可集成在基站內(nèi)。因此，系統(tǒng)100，即系統(tǒng)100a、系統(tǒng) IOOb都能發(fā)送和接收信號，具體如下所述。系統(tǒng)100優(yōu)選地利用多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)(“ΜΙΜΟ”或“ΜΙΜΟ系統(tǒng)”)運行，以有效地在網(wǎng)絡(luò)20或任何其他相關(guān)或適用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸給另一個相似或可兼容的系統(tǒng)。 根據(jù)目前已知的或尚待開發(fā)的任何適用的通信協(xié)議都可以實現(xiàn)通信。因此，網(wǎng)絡(luò)20和/或系統(tǒng)100可采用任何IEEE 802. 11協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)的頻率和協(xié)議進(jìn)行通信，該IEEE 802. 11協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)包括但不限于用作無線局域網(wǎng)(“WLAN”)的802. lla、802. lib,802. Ilg和/或 802. Iln ；802. 16d全球微波互聯(lián)接入(“WiMAX”)、802. 16e WiMAX ；4G ；基于無線電的第三代合作伙伴項目(“3GPP”)標(biāo)準(zhǔn)或第三代合作伙伴項目2( “3GPP2”)標(biāo)準(zhǔn)。為了清楚簡化如圖1所示，第一系統(tǒng)100，例如，系統(tǒng)100a通過一個或多個發(fā)射天線在信道104中將多個數(shù)據(jù)流傳輸給網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)或與網(wǎng)絡(luò)20相關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的適當(dāng)接收系統(tǒng)， 例如第二系統(tǒng)100，例如，系統(tǒng)100b的一個或多個接收天線。因此，為簡單起見，某些附圖僅顯示一個系統(tǒng)100，以對系統(tǒng)100的發(fā)射側(cè)和接收側(cè)進(jìn)行說明。
但是，信道104包含多個射頻信號102，即，數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流從一個系統(tǒng)100發(fā)射至適用通信系統(tǒng)和/或由一個系統(tǒng)100從適用通信系統(tǒng)接收該數(shù)據(jù)流，該適用通信系統(tǒng)在如公式1所定義的信道矩陣H內(nèi)。信道104可包含適用于802. 16d和/或802. 16e協(xié)議的帶寬。因此，信道 104 可以具有 1. 25MHz、2. 5MHz、5MHz、7. 5MHz、10MHz 和 / 或 20MHz 的帶寬。信道104可以包含適用于802. Iln協(xié)議的帶寬。因此，信道104可以具有5MHz、IOMHz、 20MHz和/或40MHz的帶寬。但是，信道104的帶寬并不限于此，可包含任何適宜帶寬。系統(tǒng)100優(yōu)選地包含MIMO結(jié)構(gòu)，例如，芯片組，該芯片組包括基帶媒體訪問控制器 (Baseband Media Access Controller) 106、零中頻通信電路(“ZIF 電路”)108 和與一個或多個接收和/或發(fā)射天線118 —起可用的多個接收和/或發(fā)射射頻鏈路。出于經(jīng)濟和為具體用戶定制解決方案的能力的原因，系統(tǒng)100中可使用極易獲得的現(xiàn)成的組件。所述MIMO結(jié)構(gòu)可由可操作性地將一個系統(tǒng)100與另一個適合的系統(tǒng)，例如，第二系統(tǒng)100連接起來的發(fā)射側(cè)射頻鏈路和接收側(cè)射頻鏈路的數(shù)量而限定。因此，具有N個發(fā)射機和M個接收機的MIMO系統(tǒng)為NXM MIMO系統(tǒng)?；鶐襟w訪問控制器106可為用于控制對網(wǎng)絡(luò)20的訪問的任何適合的控制器，包含至少一種網(wǎng)絡(luò)唯一標(biāo)識?；鶐襟w訪問控制器106與ZIF電路108通信并且可與其集成。 但是，優(yōu)選地，基帶電路106配置為獨立式的。ZIF電路108可以本領(lǐng)域中已知的方式配置，但優(yōu)選地，其包括的電路(如下文所述)包括一個或多個實施例和/或與2006年4月7日提交的美國專利申請?zhí)枮?1/399，536 所述的系統(tǒng)和方法的一個或多個實施例一致，為了所有目的將該申請以全文引用的方式并入本文中。所述基帶媒體訪問控制器106或ZIF電路108的其中之一或兩者可為其他裝置的一部分和/或與其他裝置相關(guān)聯(lián)，例如，本領(lǐng)域中周知的有關(guān)高性能MIMO芯片組的數(shù)字信號處理器元件陣列，其可比與現(xiàn)成的MIMO芯片組相關(guān)的數(shù)字信號處理器元件陣列提供更多處理能力。根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例，用于系統(tǒng)100的控制器可發(fā)起和終止要進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)，可用于提供包括對系統(tǒng)100的所有功能進(jìn)行控制的單項綜合功能。ZIF電路108通過一個或多個物理層輸出端和輸入端109與多個射頻鏈路110進(jìn)行通信，這樣ZIF電路108可用于產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)802. Iln應(yīng)用。圖1和圖2的示例性實施例舉例說明了三個鏈路110，可以使用至少兩個鏈路的任何適當(dāng)數(shù)量的鏈路。優(yōu)選地，為了在802. Iln協(xié)議下運行，系統(tǒng)100包括三個鏈路110，而在運行 802. 16d或802. 16e協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中使用時，系統(tǒng)100包括四個鏈路110。每個鏈路110，即， 鏈路110a、鏈路IlOb和鏈路110c，優(yōu)選包括濾波模塊112 ；根據(jù)系統(tǒng)100用于分別僅進(jìn)行發(fā)射、僅進(jìn)行接收，還是兩者都進(jìn)行，包括用于在信道104上發(fā)射信號102的發(fā)射電路 (transmitter circuit) 114和/或用于在信道104上接收信號102的接收電路(receiver circuit) 116 ；以及用于在發(fā)射和接收模式之間進(jìn)行切換的開關(guān)140。優(yōu)選地，鏈路110配置有發(fā)射側(cè)和接收側(cè)，這樣該鏈路可用于進(jìn)行接收和發(fā)射。雖然系統(tǒng)100如根據(jù)802. Iln協(xié)議運行的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的優(yōu)選運行方法的時分雙工 (“TDD”)系統(tǒng)所示，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，本發(fā)明的系統(tǒng)100可以容易地配置為頻分雙工(“FDD”)系統(tǒng)，并且可用于在WiMAX協(xié)議下運行的網(wǎng)絡(luò)。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，增加一個或多個雙工器(duplexer)將使系統(tǒng)100作為FDD系統(tǒng)運行。在發(fā)射側(cè)，每個鏈路110優(yōu)選地用于從MIMO結(jié)構(gòu)的物理層，例如，物理層輸出端 109接收具有預(yù)定頻率的通用輸出信號。每個鏈路110對信號進(jìn)行降頻變換，并對頻率進(jìn)行單獨調(diào)整，即，應(yīng)用頻率偏移(frequency offset)，以生成用于發(fā)射的信號102，該信號102 的頻率包含相對于通用輸出信號頻率的頻率偏移。優(yōu)選地，每個鏈路的發(fā)射頻率與至少一個其他鏈路的至少一個其他發(fā)射頻率不同。在接收側(cè)，各自的至少一個鏈路110用于接收具有頻率偏移的信號102，并將增頻變換該信號為控制器(例如，ZIF電路108)可用的頻率，然后將信號傳送到MIMO結(jié)構(gòu)的物理層，例如，物理層輸入端109。例如，所述增頻變換的頻率可與通用輸出信號的頻率相同或不同。但是，為了清楚，假設(shè)增頻變換的信號的頻率為通用輸出信號的頻率，即，通用基礎(chǔ)頻率(base frequency)0濾波模塊112可包括任何適合的濾波模塊，但優(yōu)選包括雙轉(zhuǎn)換濾波過程(double conversion filtering process)的濾波模塊112a。每個濾波模塊11 優(yōu)選包括通過物理層輸出端109與ZIF電路108的輸出信號200進(jìn)行通信的第一混頻電路(mixer circuit) 130。輸出信號200包括通用基礎(chǔ)頻率f；，系統(tǒng)100的各個接收機和發(fā)射機都可在該通用基礎(chǔ)頻率下運行。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，輸出信號200可對應(yīng)于ZIF電路的頻率輸出。因此，對于每個鏈路，以相同的頻率(基礎(chǔ)頻率，即，第一頻率fo)提供各個輸出信號200。但是，輸出信號200還可為基帶電路產(chǎn)生的基帶頻率或與基帶電路產(chǎn)生的基帶頻率相關(guān)，和/ 或輸出信號200為中頻antermediate Frequency)輸出電路產(chǎn)生的中頻。優(yōu)選地，基礎(chǔ)頻率fQ可為在網(wǎng)絡(luò)20中用于發(fā)射信號的任何適合的頻率。因此，如果網(wǎng)絡(luò)20為采用802. Iln協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，第一頻率&可處于2. 4GHz頻帶內(nèi)。低于第一頻率fo的中頻fIF可為在該頻率下可進(jìn)行濾波的任何適合的頻率。例如，如果第一頻率fo = 2. 4GHz，則中頻fIF可為fQ-810MHZ = 1. 59GHz，但是中頻fIF可為適當(dāng)?shù)陀诘谝活l率fQ的任何適當(dāng)頻率。因此，有利地，對該帶寬進(jìn)行有效擴展，并且確保更大的數(shù)據(jù)傳輸。每個鏈路的第一混頻電路優(yōu)選將信號200從通用基礎(chǔ)頻率&降頻變換為中頻fIF， 以生成第二信號202。每個中頻fIF可與相同鏈路和/或系統(tǒng)中的任何其他中頻不同。第一濾波電路(filter circuit) 132與第一混頻電路的輸出端通信，并將降頻變換的信號202濾波為濾波的降頻變換信號204。濾波電路132可包括能從信號(例如，任何適合頻率下的降頻變換的信號20 中過濾噪聲、失真和其他寄生信號的任何適合的濾波電路或裝置，濾波電路132還可包括聲表面(SAW)濾波器或其他適合的濾波器，例如，加重平均濾波器Oiamming filter)、磚墻濾波器、陶瓷濾波器等。濾波電路132還可包括SAW 濾波器轉(zhuǎn)換觸排(switch bank) 170，具體如下文所述。濾波模塊11 優(yōu)選包括與第一濾波電路132的輸出端進(jìn)行通信的第二混頻電路 134。第二混頻電路134優(yōu)選用于將濾波的降頻變換發(fā)射信號204增頻變換為第三頻率f1; 即，發(fā)射頻率，以生成濾波發(fā)射信號206。濾波發(fā)射信號206包含消除或了大量減少了噪聲、 失真和其他寄生信號的發(fā)射信號200。第一混頻電路130和第二混頻電路134具有雙轉(zhuǎn)換，通過將處于第一頻率f；的發(fā)射信號200轉(zhuǎn)換為中頻fIF，以進(jìn)行濾波，然后將生成的處于中頻fIF的濾波信號轉(zhuǎn)換為更高頻率的第三發(fā)射頻率f\，以進(jìn)行發(fā)射。如此，獨立于另一個鏈路的調(diào)整，對基礎(chǔ)頻率進(jìn)行調(diào)整，即應(yīng)用頻率偏移，以生成用于發(fā)射的信號。所述信號的頻率包含相對于通用輸出信號頻率的頻率偏移。其中，雖然第三頻率可為高于中頻fIF并與第一頻率&相同或不同的任何適合的頻率，但是第一頻率&和第三頻率可基本相同，但優(yōu)選不同。頻率&與頻率之間的頻率差包含頻率偏移。第一頻率f；和第三頻率的頻率將取決于以下因素例如，所使用的傳輸方案和協(xié)議的性質(zhì)和類型，ZIF通信電路108或使用的其他類似的發(fā)射機、接收機、收發(fā)機或通信電路/裝置的傳輸特性以及其他類似因素。濾波發(fā)射信號206可用發(fā)射電路114或任何適合的發(fā)射機或通信電路或裝置進(jìn)行發(fā)射。第二混頻電路134的輸出端優(yōu)選地與發(fā)射電路114進(jìn)行通信。發(fā)射電路114可用于傳輸濾波發(fā)射信號206。優(yōu)選地，發(fā)射電路114包括可接收濾波發(fā)射信號206并適當(dāng)?shù)貙ζ溥M(jìn)行濾波的適合的帶通濾波器136。例如，對于WiFi信號，帶通濾波器136可用于濾波或限制濾波發(fā)射信號206的頻率寬度為WiFi頻帶，以便不干擾其他信號。通過功率放大器138或與帶通濾波器136進(jìn)行通信的其他適合的功率放大器，以對生成的帶通濾波信號進(jìn)行適當(dāng)放大或提高其功率級 (power level)0優(yōu)選地，通過濾波模塊112后，生成的濾波發(fā)射信號206由于具有很少噪音或失真的干凈頻譜而更為潔凈，因此該信號的功率級可提高至更高級，以增加發(fā)射功率，但不會伴隨噪聲和其他寄生信號的增加。將來自功率放大器138的放大信號206傳遞給發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140，以利用適合的無線傳輸協(xié)議通過物理天線118進(jìn)行傳輸，然而放大信號可選擇地采用適合的有線協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)通過適合的有線連接進(jìn)行傳輸。根據(jù)(例如)傳輸信號的類型、通信介質(zhì)和協(xié)議及其他類似因素，發(fā)射電路114和附屬發(fā)射組件可包括無線或有線信號傳輸所需的附加和/或替代元件。發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140可替代性地包括可操作連接，以分離接收和發(fā)射天線。系統(tǒng)100可用于通過與天線118相同或不同的接收天線接收無線信號102。通過接收天線接收的信號通過發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140傳遞給接收電路116。接收電路116用于為系統(tǒng)100接收信號，該接收電路116可包括接收并適當(dāng)濾波接收信號的適合的帶通濾波器142。例如，對于WiFi信號，帶通濾波器144可用于濾波或限制接收信號的頻率寬度為WiFi頻帶，以消除帶外噪聲或其他干擾信號。生成的帶通濾波信號由適合的低噪聲放大器144進(jìn)行適當(dāng)放大，低噪聲放大器 144與帶通濾波器142進(jìn)行通信。根據(jù)，例如接收信號的類型、通信介質(zhì)和協(xié)議及其他類似因素，接收電路116和附屬接收組件可包括無線或有線信號接收所需的附加和/或替代元件。接收電路116的輸出為接收信號208。由于信號208，例如，信號102接收自類似系統(tǒng)， 信號208的頻率優(yōu)選與發(fā)射信號的頻率相同，例如，信號208的頻率包含發(fā)射頻率f\。濾波模塊11 包括第三混頻電路146，該第三混頻電路146具有與接收電路116 的輸出端進(jìn)行通信的輸入端。優(yōu)選地，第三混頻電路146用于接收處于頻率的接收信號208。第三混頻電路146可用于將處于頻率的接收信號208降頻變換為中頻fIF，以生成降頻變換的接收信號210。濾波模塊11 優(yōu)選包括與第三混頻電路146的輸出端進(jìn)行通信的第二濾波電路 148。第二濾波電路148用于對降頻變換的接收信號210進(jìn)行濾波，以生成處于中頻fIF的濾波的降頻變換接收信號212，該中頻fIF可與相同或不同鏈路或系統(tǒng)100中的任何其他中頻不同。第二濾波電路148可包括任何適合類型的濾波電路或裝置，能從處于中頻fIF的降頻變換的接收信號210中過濾噪聲、失真和其他寄生信號。第二濾波電路148可以配置與第一濾波電路132基本上類似。濾波模塊11 優(yōu)選包括與第二濾波電路148的輸出端進(jìn)行通信的第四混頻電路 150。第四混頻電路150優(yōu)選用于將濾波的降頻變換接收信號212增頻變換至基礎(chǔ)頻率fQ， 以生成濾波的接收信號214。ZIF電路108或其他類似發(fā)射機、接收機、收發(fā)機或通信電路 /裝置通過物理層輸入端109與第四混頻電路150的輸出端進(jìn)行通信。濾波接收信號214包含消除或基本減少了噪聲、失真和其他寄生信號的接收信號 208。所述第三混頻電路146和第四混頻電路150提供雙轉(zhuǎn)換，將處于發(fā)射頻率的接收信號208轉(zhuǎn)換為更低的中頻fIF，以進(jìn)行濾波，然后將生成的濾波信號轉(zhuǎn)換為更高的基礎(chǔ)頻率fo，以由ZIF電路108接收。如此，對頻率偏移進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)，以生成供包含通用輸出信號頻率的控制器使用的信號。濾波模塊112包括與第一混頻電路130、第二混頻電路134、第三混頻電路146 和第四混頻電路150通信的一個或多個本地振蕩電路152，以控制多個混頻電路的混頻 (mixing frequency)0但是，本地振蕩電路152可使用任何適合的頻率控制信號等，以控制第一混頻電路130、第二混頻電路134、第三混頻電路146和第四混頻電路150中的每個或任何組合的混頻。振蕩電路152可包括任何適合類型的RF振蕩器等，包括適合的鎖相環(huán)路(Phase Lock Loop，“PLL”)振蕩電路等。其中，所有本地振蕩器與通用頻率控制器111，即時鐘相關(guān)聯(lián)， 用于控制各個混頻。鏈路IlOb和鏈路IlOc的配置相似，通過改變振蕩產(chǎn)生發(fā)射頻率f2和發(fā)射頻率f3。 如此，獨立于其他鏈路的調(diào)整，對基礎(chǔ)頻率進(jìn)行調(diào)整，即，應(yīng)用頻率偏移生成用于發(fā)射的分別具有頻率f2和頻率f3的信號。其中，頻率fo與頻率f2或頻率f3之間的頻率差包含頻率偏移。同樣，鏈路IlOb和鏈路IlOc用于接收頻率f2和頻率f3并對頻率偏移進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，以生成供包含通用輸出信號基礎(chǔ)頻率fo的控制器使用的信號。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對濾波模塊112、發(fā)射模塊114和/或接收模塊116進(jìn)行修改和變化來增加增益，達(dá)到特定濾波和/或任何其他適合的目的，以及本發(fā)明預(yù)期的目的。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一個振蕩電路152 (不是其他振蕩電路)，S卩，主控振蕩電路可包括頻率控制器111(即時鐘)或與之相關(guān)聯(lián)，用于控制各個混頻。頻率控制器111 可設(shè)置在任何一個振蕩電路152 (不是其他振蕩電路)內(nèi)，或者，可另外與ZIF電路108相關(guān)聯(lián)。每個本地振蕩器可配置包括與系統(tǒng)100中的每個鏈路配合的不同振蕩頻率。在圖 1和圖2所示的示例性實施例中，一個鏈路110生成發(fā)射頻率，第二鏈路110可生成第二頻率f2，第三鏈路110可生成第三頻率f3。其中，每個頻率f\、f2、f3都相對于基礎(chǔ)頻率fQ 進(jìn)行了頻率偏移，并且每個頻率都彼此不同。 因此，對于圖1和圖2所示的示例性實施例，3X3MIM0系統(tǒng)包括RF鏈路，用于單獨調(diào)整信道104內(nèi)信號102的頻率。信道104的矩陣如公式2所示，更明確地如公式3所示， 其中，上標(biāo)表示已經(jīng)偏移的頻率。
(公式2)
K00 _
H =0h "■22000h "33 _乂100
H =0/j/2 "22000^33
(公式3)其中，矩陣系數(shù)表示為hTK，其中，T為各個鏈路上的發(fā)射模塊，R為各個鏈路上的接收模塊，并且T、R用數(shù)字表示。應(yīng)理解的是，如果出現(xiàn)的鏈路數(shù)量=n，可適當(dāng)調(diào)整矩陣。因此，hm包括從系統(tǒng)100的一個RF鏈路110上發(fā)射，并由第二系統(tǒng)100上的第二 RF鏈路110接收。優(yōu)選地，對頻率進(jìn)行選擇，使一個發(fā)射鏈路與具有不同偏移頻率的另一個接收鏈路的叉積(cross product)由于頻率獨立性而幾乎為零。例如，頻率偏移可達(dá)到 60Hz。優(yōu)選地，所選頻率為相鄰信道、次相鄰信道或位于類似位置的其他信道。用于ΜΙΜΟ 系統(tǒng)的許多調(diào)制技術(shù)包括在相鄰或次相鄰信道內(nèi)進(jìn)行的高水平帶外發(fā)射。該發(fā)射產(chǎn)生頻率 f0到以及頻率fi到fo的高水平同信道干擾，如圖2的示例性實施例所示，這些信道使用時，優(yōu)選包括濾波模塊112。對于并非相鄰或次相鄰的信道，不需要附加的濾波。因此，信號206的生成不需要通過在每個鏈路中進(jìn)行降頻變換或增頻變換而濾波到新頻率。因此，與美國專利號為 11/158，728 (作為美國專利公開號為2006/(^擬996于2006年12月觀日公布，為所有目的將該專利通過引用的方式并入本文中)公開的“集成無線收發(fā)器”不同，本實施例提供了更大的靈活性?？蛇x擇地,還可以通過具有雙外差結(jié)構(gòu)(double heterodyne architecture)的基帶輸入端生成頻率偏移，使生成的頻率不同。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，一般在大功率高性能無線電設(shè)計中，開發(fā)用于多個鏈路時，標(biāo)準(zhǔn)高頻率無線電設(shè)計具有更大的靈活性。所述頻率可處于相同或不同頻帶內(nèi)，這些頻帶可為授權(quán)頻帶或未授權(quán)頻帶。在未授權(quán)的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)(“ISM”)的無線頻帶中，系統(tǒng)100可包括附加控制器，用于通過雷達(dá)探測處理如動態(tài)頻率選擇(“DFS”)的功能。例如，濾波模塊112的每個接收側(cè)可包括用于探測雷達(dá)脈沖的裝置，以符合美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的DFS規(guī)則或國際DFS規(guī)貝U。 優(yōu)選地，控制器用于檢測未授權(quán)帶頻(band frequency)上的雷達(dá)脈沖，并在需要時動態(tài)改變信道。相反，不存在頻率偏移的標(biāo)準(zhǔn)MIMO系統(tǒng)僅包括單個雷達(dá)探測器，因為所有MIMO操作都在通用頻率上進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，當(dāng)通用振蕩電路可操作地與一個或多個其他本地振蕩電路連接時，通過選擇性地操作鏈路的本地振蕩電路152，使系統(tǒng)100具有進(jìn)一步的靈活性。采用開關(guān)149，可對所述本地振蕩電路進(jìn)行旁通，使之被通用振蕩電路代替，從而生成相同頻率。有利地，如果需要，系統(tǒng)100可從MIMO系統(tǒng)切換為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，天線118可包括兩個獨立天線，第一天線包括用于進(jìn)行垂直和水平極化的輸入端，第二天線包括單路或雙路輸入端。其中，一個頻率(頻率^連接至第一天線，第二和第三頻率(例如，頻率f2和頻率f3)連接至第二天線，其中， 該極化可與至少一個接收鏈路的極化一致或相反，其中，第三頻率(例如，頻率f3)的極化與至少另一個接收鏈路的極化一致。天線118可包括兩個獨立天線，該兩個獨立天線具有用于垂直和水平極化的獨立輸入端；兩個獨立天線，每個都具有用于圓極化(circular polarization)的輸入端，并以上述方式使用；兩個獨立天線，每個都具有用于通用極化的輸入端，以對一個頻率(頻率 f\)進(jìn)行射束控制，并且不對第二天線上的第二頻率(頻率f2)進(jìn)行射束控制。天線118還可包括一個具有三個輸入端以及通用極化功能的通用天線，以對一個頻率(而不是其他頻率)進(jìn)行射束控制。有利地，配置為3X3MIM0系統(tǒng)的系統(tǒng)100實現(xiàn)兩倍的帶寬擴展，從而實現(xiàn)該鏈路的確定帶寬，該帶寬與具有ι χ 1單輸入/單輸出系統(tǒng)的兩個2 X 2MIM0系統(tǒng)的帶寬基本相寸。圖3a和圖北為根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的濾波電路的示意圖。由于所應(yīng)用的頻率偏移，濾波電路132和/或濾波電路148可包括SAW濾波器轉(zhuǎn)換觸排170，以提高對系統(tǒng)100的鏈路預(yù)算。SAW濾波器轉(zhuǎn)換觸排170a可包括互相并行放置的第一 SAW濾波器 17 和第二 SAW濾波器172b。多個開關(guān)175通過分別對來自/傳至通用輸入端或輸出端的信號進(jìn)行路由，允許對一個或另一個濾波器172進(jìn)行選擇。同樣，轉(zhuǎn)換觸排170b可分別包括互相并聯(lián)的第一 SAW濾波器173a和第二 SAW濾波器17 以及互相并聯(lián)的第三SAW濾波器17 和第四SAW濾波器174b。多個開關(guān)175通過分別對來自/傳至通用輸入端或輸出端的信號進(jìn)行路由，允許選擇一個濾波器173或另一個濾波器174。例如，信道104可為20MHz的標(biāo)準(zhǔn)ΜΙΜΟ信道，包括_174dBm/Hz (毫瓦分貝/赫茲) 或-lOlcffim的典型熱噪聲本底。采用具有空間分集的兩個MIMO數(shù)據(jù)流，假設(shè)所述MIMO數(shù)據(jù)流不產(chǎn)生自身干擾，則鏈路預(yù)算(例如，從發(fā)射機到接收機的所有增益和損失的總和)將相同。噪聲帶寬將保持為20MHz或-lOlcffim。采用單40MHz信道，吞吐量將等于20MHz信道的雙MIMO吞吐量，但是，當(dāng)40MHz 帶寬的噪聲本底為_98dBm時，鏈路預(yù)算將僅為3dB。采用兩個獨立的具有SAW濾波電路的 20MHz信道，每個MIMO數(shù)據(jù)流的噪聲本底都將為-IOldBm,確保了鏈路預(yù)算保持與單20MHz 信道相等，但采用的頻譜為40MHz。圖4為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)利用基礎(chǔ)頻率的射頻鏈路和在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移的一個或多個射頻鏈路。系統(tǒng)100c優(yōu)選用于利用MIMO結(jié)構(gòu)而運行，以有效地在另一個系統(tǒng) 100c和/或其他兼容和/或適當(dāng)配置的系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)100c可與本文所述的其他系統(tǒng)100 (例如系統(tǒng)100a和/或100b) —起運行，并且該系統(tǒng)100c包括與這些系統(tǒng)基本相似的結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)100，(S卩，100a和/或100b)的描述在此是重復(fù)的。但是，系統(tǒng)100c在某些方面有所變化。有利地，系統(tǒng)100c通過簡化結(jié)構(gòu)并減少元件數(shù)量而提供了節(jié)省成本的解決方案。當(dāng)一個鏈路的頻率鏈接到所述ZIF電路上時，系統(tǒng)IOOc允許對一個或多個鏈路的頻率進(jìn)行單獨調(diào)整。在運行802. 11協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，其中，使用三個鏈路，至少兩個鏈路可單獨調(diào)整， 以獲得期望的偏移頻率，同時一個鏈路的頻率與ZIF電路108的輸出信號的頻率基本相等。 因此，系統(tǒng)IOOc包括鏈路110d，而沒有包括濾波模塊112的鏈路110a，該鏈路IlOd包括與 ZIF電路108直接通信的發(fā)射模塊114和接收模塊116，以及開關(guān)140。如本文所公開，ZIF電路108生成處于足夠用于傳輸?shù)念l率上的通用輸出信號 200。因此，第一頻率fQ可等于第三頻率&，可以在適當(dāng)放大之后作為信號102傳輸。同樣， 接收時，處于頻率&的信號102由接收模塊116消除亂真發(fā)射(spurious emission)，并作為信號214而傳遞給ZIF電路108的物理層輸入端109。因此，對于圖4所示的示例性實施例，示例的MIMO系統(tǒng)為3X3系統(tǒng)，其中，信道104的矩陣與公式2和公式3相同。為了防止鏈路IlOd和鏈路IlOb與IlOc ( S卩，濾波的鏈路)之間出現(xiàn)意外信號延遲，ZIF電路108 優(yōu)選將信號200適量地輸出給鏈路110d，以便信號102 —般是同步的。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，系統(tǒng)IOOc可配置為其中一個本地振蕩電路152為主控振蕩電路，當(dāng)適合的開關(guān)149將該主控振蕩器置于另一個鏈路的濾波模塊的有效控制中時，該主控振蕩電路允許鏈路IlOb和鏈路IlOc輸出相同頻率。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例， 鏈路IlOd可以省略，ZIF電路108與開關(guān)140直接通信。圖5為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移的多個單降頻變換或增頻變換射頻鏈路。 系統(tǒng)IOOd優(yōu)選配置利用MIMO結(jié)構(gòu)運行，以有效地在另一個系統(tǒng)IOOd和/或其他兼容和/ 或適當(dāng)配置的系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)IOOd可與其他系統(tǒng)100 (例如系統(tǒng)IOOa和/ 或系統(tǒng)100b) —起運行，并包括基本相似的結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)100(即，IOOa和/或100b)的描述在此是重復(fù)的。但是，系統(tǒng)IOOd在某些方面有所變化。有利地，系統(tǒng)IOOd通過減少元件數(shù)量的簡化結(jié)構(gòu)提供節(jié)省成本的解決方案。系統(tǒng) IOOd允許通過單降頻變換或增頻變換對一個或多個RF鏈路110的發(fā)射頻率進(jìn)行單獨調(diào)整。 在運行802. 11協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，其中，使用三個鏈路，每個鏈路可單獨調(diào)整，以獲得期望的信道矩陣。系統(tǒng)IOOd包括多個鏈路110。圖5所示的是在802. 11協(xié)議下運行的網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)的三個鏈路IlOeUlOf和110g。但是，可使用任何適合數(shù)量的鏈路。鏈路IlOe-IlOg中的每個鏈路與鏈路IlOa-IIOc的配置基本相似。但是，一個或多個RF鏈路IlOe-IlOg包括各自的濾波模塊112，S卩，濾波模塊112e，而不是包括具有雙轉(zhuǎn)換的各個濾波模塊112，S卩，濾波模塊11加。作為示例，濾波模塊11 包括發(fā)射側(cè)混頻電路130，即，對ZIF電路108的輸出信號200進(jìn)行降頻變換的混頻電路130e。如本文所述，輸出信號200優(yōu)選具有通用頻率，即，第一頻率&?；祛l電路130e將第一頻率fo降頻變換為適合的發(fā)射頻率，并將信號206傳遞給適合的發(fā)射電路114，以通過天線118將處于頻率的發(fā)射信號102傳輸給可操作兼容系統(tǒng)100，以進(jìn)行接收。各個濾波模塊11 進(jìn)一步包括接收側(cè)混頻電路150，即，對信號208進(jìn)行增頻變換的混頻電路150e。如本文所述，通過天線118從可操作兼容系統(tǒng)100接收處于頻率的信號102，并傳遞給接收電路116。接收電路116對信號102進(jìn)行凈化，并將凈化的信號208傳遞給混頻電路150e，以增頻變換到第一頻率4。隨后，混頻電路將信號214傳遞給ZIF電路108。濾波模塊進(jìn)一步包括本地振蕩電路152e，為本地混頻電路130e和混頻電路150e提供適合的頻率控制信號。濾波模塊IlOf和濾波模塊IlOg優(yōu)選用于以相似的方式輸出各自處于頻率f2和頻率f3的信號102，并接收相同的頻率。因此，對于圖5所示的示例性實施例， 信道104與公式2和公式3相同。因此，對于圖5所示的示例性實施例，所述示例MIMO系統(tǒng)為3X 3系統(tǒng)，其中，信道104的矩陣與公式2和公式3相同。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，系統(tǒng)IOOd可配置為其中一個本地振蕩電路15 為主控振蕩電路，當(dāng)適合的開關(guān)，例如開關(guān)149將該主控振蕩器置于另一個鏈路的濾波模塊的有效控制中時，該主控振蕩電路允許一個或多個鏈路IlOf和IlOg輸出相同頻率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，其他偏頻裝置和/或頻率偏移電路也可以使用，它們屬于本發(fā)明的范圍。圖6為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)利用基礎(chǔ)頻率的射頻鏈路和在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移的一個或多個單降頻變換或增頻變換的射頻鏈路。系統(tǒng)IOOe優(yōu)選地配置利用MIMO結(jié)構(gòu)運行，以有效地在另一個系統(tǒng)IOOe和/或其他兼容和/或適當(dāng)配置的系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)IOOe可與其他系統(tǒng)100，例如系統(tǒng)100a、系統(tǒng)100b、系統(tǒng)IOOc和/或系統(tǒng)IOOd — 起運行，并包括基本相似的結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)100，即，100a、100b、IOOc和/或IOOd的描述在此是重復(fù)的。但是，系統(tǒng)IOOe在某些方面有所變化。有利地，系統(tǒng)IOOe通過減少元件數(shù)量的簡化結(jié)構(gòu)提供節(jié)省成本的解決方案。系統(tǒng) IOOd允許對具有單降頻變換或增頻變換的一個或多個RF鏈路110的頻率進(jìn)行單獨調(diào)整。 在運行802. 11協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，其中，使用三個鏈路，至少兩個鏈路可單獨調(diào)整，以獲得期望的偏移頻率，而一個鏈路的頻率與ZIF電路108的輸出信號的頻率基本相等。系統(tǒng)IOOe包括多個鏈路110。圖6所示的是在802. 11協(xié)議下運行的網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)的三個鏈路IlOhUlOi和110j。但是，可使用任何適當(dāng)數(shù)量的鏈路。系統(tǒng)IOOe包括配置與鏈路IlOd基本相同的鏈路110h，其中，所述鏈路IlOh包括與ZIF電路108直接通信的發(fā)射模塊114和接收模塊116，以及開關(guān)140，如本文所述。如本文所公開的，ZIF電路108生成通用輸出信號200，該信號200處于足夠用于傳輸?shù)念l率。因此，第一頻率fo等于第三頻率fi，并可以在適當(dāng)放大之后作為信號102進(jìn)行傳輸。同樣，接收時，處于頻率的信號102可通過接收模塊116直接傳遞給ZIF電路 108。鏈路IlOi和鏈路IlOj的配置可與一個或多個鏈路IlOe-IlOg基本相似。但是，要進(jìn)行降頻變換的來自ZIF電路108的輸出信號處于頻率f1;即，鏈路IlOh的發(fā)射頻率；并且傳至ZIF電路108的輸入信號被增頻變換為頻率f\。因此，對于圖6所示的示例性實施例，示例的MIMO系統(tǒng)為3 X 3系統(tǒng)，其中，信道104的矩陣與公式2和公式3相同。為了防止鏈路 IlOh和鏈路IlOi與鏈路IlOj之間出現(xiàn)意外的信號延遲，ZIF電路108優(yōu)選適量地輸出信號200到鏈路100d，以便信號102 —般是同步的。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，系統(tǒng)IOOd可配置為其中一個本地振蕩電路為主控振蕩電路，當(dāng)適合的開關(guān)將該主控控振蕩器置于另一個鏈路的濾波模塊的有效控制中時，該主控振蕩電路允許所有鏈路輸出相同頻率。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鏈路IlOh可以省略，ZIF電路108與開關(guān)140直接通信。圖7為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用相同頻率偏移的多個鏈接射頻鏈路。系統(tǒng)IOOf優(yōu)選配置利用MIMO結(jié)構(gòu)運行，以有效地在另一個系統(tǒng)IOOf和/或其他兼容和/或適當(dāng)配置的系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)IOOf可與其他系統(tǒng)100 —起運行，并包括基本相似的結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)100，即，100a、100b、100c、IOOd和/或IOOe的描述在此是重復(fù)的。但是，系統(tǒng)IOOf 在某些方面有所變化。有利地，系統(tǒng)IOOf具有堅固的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)IOOf允許對具有鏈接的多降頻變換或增頻變換的RF鏈路110的頻率進(jìn)行單獨調(diào)整。系統(tǒng)IOOe包括多個RF鏈路110。圖7所示的是在網(wǎng)絡(luò)20中運行、形成2X2MIM0系統(tǒng)的四個鏈路110k、1101、110m和110η。但是， 可使用任何適當(dāng)數(shù)量的鏈路。系統(tǒng)IOOe中的每個鏈路與鏈路IlOa-IIOc的配置基本相似。 但是，與這些鏈路不同，系統(tǒng)IOOe中的兩個或多個鏈路利用鏈接鏈路中的通用振蕩電路鏈接在一起，形成鏈群(group) 119。例如，可使鏈路1101的本地振蕩電路不起作用或?qū)⑵涫÷裕溌稩lOk的本地振蕩電路15 可與鏈路1101 —起在鏈接群119a內(nèi)運行。同樣，鏈路 IlOm和鏈路IlOn可鏈接在鏈接群119b內(nèi)。因此，鏈接鏈路的每個鏈群生成通用發(fā)射頻率。在圖7所示的示例性實施例中，鏈路IlOk和鏈路1101生成頻率的信號，鏈路IlOm和鏈路IlOn生成頻率f2的信號。因此，對于圖7所示的示例性實施例，信道104的矩陣如公式4所示，更明確地如公式5所示， 其中，上標(biāo)表示發(fā)射頻率。
Zz11 Zz12 0 0
/l, ZL9 0 0H= ^ ^2(公式 4)
U U Zz33 "34
0 0 h43 Zz44-
h(l 砧 0 0
h{\ h(' 0 0 , 一、H= 2^ (公式幻
0 0 hii ^42
ο ο h{i其中，矩陣系數(shù)表示為hTK，其中，T為各個鏈路上的發(fā)射模塊，R為各個鏈路上的接收模塊，即，“1”代表鏈路110k，“2”代表鏈路1101，“3”代表鏈路110m，“4”代表鏈路IlOn0 應(yīng)理解的是，如果出現(xiàn)鏈路的數(shù)量=n，可對矩陣進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，在每個鏈接群中，有利地，可對與作為鏈接群的一部分的與鏈路相關(guān)聯(lián)的天線進(jìn)行極性調(diào)整。在圖7所示的示例性實施例中，天線11 和天線1181分別與鏈接鏈路IlOk和鏈接鏈路1101相關(guān)聯(lián)。其中，天線11 和天線1181包括與另一個極化正交的極化，以有助于改進(jìn)信號傳播。天線118，例如，天線11 和/或1181可包括具有用于垂直和水平極化的分離輸入端的單個天線、具有用于雙重傾斜分集的分離輸入端的單個天線、具有用于圓極化的分離輸入端的單個天線、和/或具有用于通用極化的分離輸入端的單個天線。優(yōu)選地，對于每個鏈接鏈路，該鏈路的每個發(fā)射側(cè)與雙輸入端極化分集天線可操作地連接，使一個鏈路與一個極化對應(yīng)，第二個鏈路與第二極化對應(yīng)。在接收側(cè)，進(jìn)行相似的天線配置。其中，對于每個鏈接鏈路，該鏈路的每個接收側(cè)與雙輸入端極化分集天線可操作地連接，使一個鏈路與一個極化對應(yīng)，第二個鏈路與第二極化對應(yīng)。有利地，重新應(yīng)用已知天線極化技術(shù)獲得一般情況下為2 X 2MIM0系統(tǒng)帶寬2倍的確定帶寬時，信道帶寬可擴展兩倍。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，天線118可配置為兩個分離天線，其中，每個天線包括用于垂直和水平極化、雙重傾斜分集、圓極化和/或通用極化的輸入端，以對第一天線上的一個頻率(例如，頻率進(jìn)行射束控制，并對第二天線上的另一個頻率(例如，頻率f2)進(jìn)行射束控制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，天線118還可為一個通用天線，包括四個輸入端和通用極化，以對第一天線上的一個頻率(例如，頻率進(jìn)行射束控制，并對第二天線上的另一個頻率(例如，頻率f2)進(jìn)行射束控制。圖8為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括在發(fā)射側(cè)對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用獨立頻率偏移并利用組合器組合發(fā)射信號的多個射頻鏈路。系統(tǒng)IOOg優(yōu)選配置利用MIMO結(jié)構(gòu)運行，以有效地在另一個系統(tǒng)IOOg和/或其他兼容和/或適當(dāng)配置的系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)IOOg可與其他系統(tǒng)100 —起運行，并包括基本相似的結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)100，BP，100a、100b、100c、IOOd和/或IOOe的描述在此是重復(fù)的。因此，系統(tǒng)100可與其他系統(tǒng)100，例如系統(tǒng)IOOa-IOOf—起運行。但是，系統(tǒng) IOOg在某些方面有所變化。有利地，系統(tǒng)IOOg提供了限制物理天線數(shù)量的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)IOOg可操作地允許對具有多輸出端和輸入端的RF鏈路310的頻率進(jìn)行單獨調(diào)整。系統(tǒng)IOOg包括基帶媒體訪問控制器106、ZIF電路108和可與一個或多個接收和/或發(fā)射天線118協(xié)同工作的多個接收和/或發(fā)射鏈路310。圖8所示的是兩個鏈路。但是，可使用任何適當(dāng)數(shù)量的鏈路。每個鏈路310，S卩，鏈路310a和鏈路310b，優(yōu)選包括濾波模塊312，該濾波模塊 312包括發(fā)射側(cè)濾波子模塊311和接收側(cè)濾波子模塊313 ；根據(jù)系統(tǒng)IOOg是否分別用于僅發(fā)射、僅接收或二者皆有，用于在信道104上發(fā)射信號102的發(fā)射電路114和/或用于在信道104上接收信號102的接收電路116 ；以及，用于在發(fā)射和接收模式之間進(jìn)行切換的開關(guān) 140。如本文所述，在發(fā)射側(cè)，至少一個鏈路310用于將通用輸出信號降頻變換為與發(fā)射信號102中的至少另一個頻率不同的頻率，例如，對一個傳輸數(shù)據(jù)流應(yīng)用頻率偏移。在接收側(cè)，各至少一個鏈路310用于將頻率偏移的信號增頻變換為通用頻率。因此，帶寬得以有效擴展，確保更大的數(shù)據(jù)傳輸。每個發(fā)射側(cè)濾波子模塊311優(yōu)選包括多個初始混頻電路330、多個濾波電路332、 與各自本地振蕩電路35 或本地振蕩電路352y通信的二次(secondary)混頻電路334、 以及組合器353。每個混頻電路330可與本文所述的混頻電路130基本相同；濾波電路332 可與濾波電路132基本相同，振蕩電路352可與振蕩電路152基本相同；或者，每個配件可配置為本領(lǐng)域已知類型的任何適合的組件。每個混頻電路330通過物理層109與ZIF電路108的輸出信號200 (如本文所述) 進(jìn)行通信。該輸出信號包括通用第一頻率fo，其中系統(tǒng)100的各個接收機和發(fā)射機都可在該通用第一頻率下運行。每個鏈路的每個混頻電路330優(yōu)選將接收自ZIF電路108處于第一頻率fo的信號200降頻變換為中頻fIF，即，第二頻率fIF，以生成第二信號202。中頻fIF 可與相同鏈路、子模塊和/或系統(tǒng)中的任何其他中頻不同。每個初始混頻電路330優(yōu)選通過輸出端與各個濾波電路332通信，該濾波電路332可與濾波電路132基本相同。濾波電路332將降頻變換信號202濾波為濾波的降頻變換信號204，該信號204由二次混頻電路 334接收。系統(tǒng)IOOg優(yōu)選包括與多個初始混頻電路330可操作通信的通用振蕩電路351，以及與二次混頻電路334通信的第一本地振蕩器35 和第二本地振蕩器352y。每個振蕩器可配置為任何其他已知振蕩器，以及如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可識別的，配置為多個鏈接到通用頻率源(即，時鐘)的振蕩器。每個二次混頻電路334可操作地與不同本地振蕩電路35 或本地振蕩電路352y連接，并優(yōu)選用于將濾波的降頻變換發(fā)射信號204增頻變換為各自的第三頻率，即，發(fā)射頻率，以生成濾波發(fā)射信號206。濾波發(fā)射信號206包括消除或基本減少了噪聲、失真和其他寄生信號的發(fā)射信號200。其中，優(yōu)選地，每個發(fā)射信號包括與圖8所示的示例性實施例中相同子模塊中的一個或多個發(fā)射頻率不同的發(fā)射頻率，每個鏈路包括頻率和頻率f2。各個初始混頻電路330和二次混頻電路334提供了雙轉(zhuǎn)換通過將處于第一頻率 f0的發(fā)射信號200轉(zhuǎn)換為用于濾波的更低的第三頻率或f2，然后將生成的處于中頻fIF 的濾波的信號轉(zhuǎn)換為用于發(fā)射的更高的第三頻率。各個發(fā)射信號206然后在組合器353中組合為濾波的組合發(fā)射信號207。該組合器與發(fā)射電路114通信，該發(fā)射電路114用于通過發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140將濾波的發(fā)射信號207經(jīng)過天線118傳輸給網(wǎng)絡(luò)20中的另一個系統(tǒng)100?；蛘撸稍趲V波器對發(fā)射信號206進(jìn)行濾波之后設(shè)置組合器353。系統(tǒng)IOOg可用于通過接收天線(可與天線118相同或不同)接收無線信號。通過接收天線接收的信號通過發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140傳遞給接收電路116。接收電路 116用于為系統(tǒng)100接收信號，該接收電路116可包括接收信號并對其進(jìn)行適當(dāng)濾波的適合的帶通濾波器144。生成的帶通濾波的信號由與帶通濾波器142進(jìn)行通信的適合的低噪聲放大器144適當(dāng)放大。根據(jù)，例如接收的信號類型、通信介質(zhì)和協(xié)議及其他類似因素，接收電路116和附屬接收組件可包括無線或有線信號接收所需的附加和/或替代元件。接收電路116的輸出處于發(fā)射頻率的接收信號209。每個接收側(cè)濾波子模塊313優(yōu)選包括與各自的本地振蕩電路35 或本地振蕩電路350y通信的多個初始混頻電路346、多個濾波電路348、二次混頻電路350以及分流器 355。每個混頻電路346可與本文所述的混頻電路146基本相同；濾波電路348可與濾波電路148基本相同，振蕩電路352可與振蕩電路152基本相同；或者，每個元件可配置為本領(lǐng)域已知類型的任何適合的組件。子模塊313包括將接收信號209適當(dāng)分成具有頻率和頻率f2的接收信號208的分流器355。每個信號208傳輸給初始接收機混頻電路346，該混頻電路346的輸入端與分流器的輸出端通信。該分流器可位于任何其他適合的位置。優(yōu)選地，混頻電路346用于接收處于發(fā)射頻率的接收信號208。第三混頻電路 346可用于將處于發(fā)射頻率的接收信號208降頻變換為中頻fIF，以生成降頻變換的接收信號210。子模塊313優(yōu)選包括與混頻電路346的輸出端通信的第二濾波電路348。每個第二濾波電路348用于濾波降頻變換的接收信號210，以生成處于中頻fIF的濾波的降頻變換接收信號212。第二濾波電路348可包括能從處于中頻fIF的降頻變換的接收信號210中過濾噪聲、失真和其他寄生信號的任何適合類型的濾波電路或裝置。第二濾波電路348的配置可與第一濾波電路基本類似。
2
子模塊313優(yōu)選包括與第二濾波電路148輸出端進(jìn)行通信的混頻電路150。第四混頻電路350優(yōu)選用于將濾波的降頻變換接收信號212增頻變換為基礎(chǔ)頻率&，以生成濾波的接收信號214。ZIF電路108或其他類似發(fā)射機、接收機、收發(fā)機或通信電路/裝置通過物理層輸入端109與第四混頻電路350的輸出端進(jìn)行通信。濾波接收信號214包括消除或基本減少了噪聲、失真和其他寄生信號的接收信號 208。第三混頻電路346和第四混頻電路350提供雙轉(zhuǎn)換，將處于發(fā)射頻率的接收信號 208轉(zhuǎn)換為用于濾波的較低中頻fIF，然后將生成的濾波的信號轉(zhuǎn)換為由ZIF電路108通過物理層輸入端接收的較高的基礎(chǔ)頻率&。如此，逆轉(zhuǎn)了頻率偏移，以生成包括通用輸出信號的基礎(chǔ)頻率的供控制器使用的信號。圖8所示的示例性實施例包括4X4MIM0結(jié)構(gòu)，其中，采用兩個本地振蕩器生成頻率偏移。實際上，系統(tǒng)IOOg提供了兩個2X2MIM0系統(tǒng)，每個系統(tǒng)與其自身天線連接，其中， 每個系統(tǒng)在兩個不同頻率下運行，并且具有最大比合并(“MRC”)增益。有利地，僅使用兩個物理天線118。因此，系統(tǒng)IOOg可設(shè)置在具有有限物理空間的位置，例如，具有有限頂部空間的汽車。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，系統(tǒng)IOOg包括極化分集天線，以便一個鏈接鏈路與一個極化對應(yīng)，第二鏈接鏈路與第二極化對應(yīng)。其中，所述兩個RF信道之間的最小交叉極化耦合鑒別度(XPD)將頻率&到頻率的相鄰信道發(fā)射最小化，反之亦然，從而使兩個頻率 fQ和緊密地設(shè)置一起。在接收機上設(shè)置相似天線，其鏈接鏈路與極化分集天線連接。要求使對應(yīng)的成對信號102的極化進(jìn)行排列。有利地，獲得兩倍的帶寬擴展，其是兩個1X1 單輸入/單輸出系統(tǒng)的兩倍。因此，對于圖8所示的示例性實施例，信道104與公式2和公式3相同。圖9a為根據(jù)本發(fā)明一個或多個進(jìn)一步實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，其中，該通信系統(tǒng)包括用于在接收側(cè)創(chuàng)建虛擬天線的多個射頻鏈路。系統(tǒng)IOOh優(yōu)選配置利用MIMO結(jié)構(gòu)運行，以有效地在另一個系統(tǒng)IOOh和/或其他兼容和/或適當(dāng)配置的系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)。 因此，系統(tǒng)IOOh可與其他系統(tǒng)100 —起運行，并包括基本相似的結(jié)構(gòu)。因此，系統(tǒng)100，即， IOOa-IOOg的描述在此是重復(fù)的。因此，系統(tǒng)100可與其他系統(tǒng)100，例如系統(tǒng)IOOa-IOOg 一起運行。但是，系統(tǒng)IOOh在某些方面有所變化。有利地，系統(tǒng)IOOh適用于已投放市場的MIMO系統(tǒng)。這種系統(tǒng)限制了例如ZIF電路的可用物理層傳輸輸出端，但物理層接收輸入端的數(shù)量更大。系統(tǒng)IOOh可操作地允許對具有單個物理層輸出端但多個輸入端的RF鏈路410的頻率進(jìn)行單獨調(diào)整。如此，可考慮將一個接收信道與虛擬天線連接。系統(tǒng)IOOh包括基帶媒體訪問控制器106、ZIF電路108和可與一個或多個接收和 /或發(fā)射天線118協(xié)同工作的多個接收和/或發(fā)射鏈路410。圖9a所示的是兩個鏈路。但是，可使用任何適當(dāng)數(shù)量的鏈路。每個鏈路410，即，鏈路410a和鏈路412b，優(yōu)選包括具有發(fā)射側(cè)濾波子模塊411和多個接收側(cè)濾波子模塊413的濾波模塊412 ；根據(jù)系統(tǒng)IOOh分別用于僅發(fā)射、僅接收或二者皆有，用于在信道104上發(fā)射信號102的發(fā)射電路114和/或用于在信道104上接收信號102的接收電路116 ；以及，用于在發(fā)射和接收模式之間切換的開關(guān) 140。如本文所述，在發(fā)射側(cè)，至少一個鏈路410包括發(fā)射側(cè)濾波子模塊411。子模塊411用于從物理層輸出端接收通用輸出信號，對通用輸出信號進(jìn)行降頻變換，并對信號進(jìn)行濾波和放大，并通過物理天線發(fā)射。另外，至少一個第二鏈路410用于從物理層輸出端接收通用輸出信號，將通用輸出信號降頻變換為與另一鏈路中的頻率不同的頻率，即，應(yīng)用頻率偏移，對信號進(jìn)行濾波和放大，并通過物理天線發(fā)射該信號。在接收側(cè)，至少一個鏈路410每個包括接收側(cè)濾波子模塊413。子模塊413用于從物理天線接收發(fā)射信號，并對該信號進(jìn)行濾波和放大，分流該濾波信號，并將該信號傳遞給子模塊的兩個或多個支路。將增頻變換信號傳遞給ZIF電路的各個物理層輸入端之前，子模塊的每個支路將信號增頻變換為通用頻率。如此，可從MIMO系統(tǒng)(例如包括物理天線和一個或多個虛擬天線的MIMO系統(tǒng))的單個物理天線中獲得兩個或多個增頻變換信號。發(fā)射側(cè)濾波子模塊411優(yōu)選包括與通用振蕩電路451通信的第一混頻電路430、 濾波電路432、與本地振蕩電路452通信的第二混頻電路434。第一混頻電路430可與本文所述的混頻電路130基本相同；濾波電路432可與濾波電路132基本相同，通用振蕩器451 和本地振蕩電路452可與本地振蕩電路152基本相同；或者，每個元件可配置為本領(lǐng)域已知類型的任何適合的組件。第一混頻電路430與ZIF電路108的物理層輸出端409的輸出信號200(如本文所述)進(jìn)行通信，該輸出信號包括通用第一頻率&，其中系統(tǒng)100的各個接收機和發(fā)射機都可在該通用第一頻率下運行。第一混頻電路430與通用振蕩電路可操作地通信，優(yōu)選將接收自ZIF電路108的通用第一頻率fo的信號200降頻變換為中頻fIF，即，第二頻率fIF，以生成第二信號202。第一混頻電路430的輸出端優(yōu)選與濾波電路432通信，以傳遞降頻變換的信號202。濾波電路 432將信號202濾波為濾波的降頻變換信號204，并由第二混頻電路434接收。第二混頻電路334可操作地與本地振蕩電路連接，并優(yōu)選將濾波的降頻變換的發(fā)射信號204增頻變換為各自的第三頻率，即，發(fā)射頻率，以生成濾波發(fā)射信號206。濾波發(fā)射信號206包括消除或基本減少了噪聲、失真和其他寄生信號的發(fā)射信號 200。其中，優(yōu)選地，發(fā)射信號204包括與其他鏈路的一個或多個發(fā)射頻率不同的發(fā)射頻率。 在圖9a的示例性實施例中，第一鏈路410a包括發(fā)射頻率，而第二鏈路410b包括發(fā)射頻
率 f*2 0各自的第一混頻電路430和第二混頻電路434提供雙轉(zhuǎn)換，將處于第一頻率fQ的發(fā)射信號200轉(zhuǎn)換為各自的中頻fIF，繼而轉(zhuǎn)換為各自的第三頻率或f2，以進(jìn)行濾波，然后轉(zhuǎn)換生成用于發(fā)射的濾波信號。中頻fIF可以在鏈路和子模塊之間不同。如此，獨立于另一個鏈路的調(diào)整，對基礎(chǔ)頻率進(jìn)行調(diào)整，即，應(yīng)用了頻率偏移，以生成用于發(fā)射的信號。該發(fā)射信號的頻率包括與通用輸出信號頻率的頻率偏移，其中，頻率fo和頻率之間的頻率差包括頻率偏移。第二混頻電路434與發(fā)射電路114通信，該發(fā)射電路114用于通過發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140將濾波發(fā)射信號206經(jīng)過物理天線118傳輸給網(wǎng)絡(luò)20中的另一個系統(tǒng)100。 在圖9a所示的示例性實施例中，ZIF電路108包括物理層輸出端409a和輸出端409b，而不包括其他物理層輸出端。系統(tǒng)IOOh可用于通過可與物理天線118相同或不同的接收天線接收無線信號 102。通過接收天線接收的信號通過發(fā)射機/接收機分集開關(guān)140傳遞給接收電路116。接收電路116用于為系統(tǒng)100接收信號，該接收電路116可包括接收信號并對其進(jìn)行適當(dāng)濾波的適合的帶通濾波器144。生成的帶通濾波信號由與帶通濾波器142進(jìn)行通信的適合的低噪聲放大器144適當(dāng)放大。根據(jù)，例如接收的信號類型、通信介質(zhì)和協(xié)議及其他類似因素，接收電路116和附屬接收機組件可包括無線或有線信號接收所需的附加和/或替代元件。接收電路116的輸出為接收信號209。每個接收側(cè)濾波子模塊413優(yōu)選包括多個初始混頻電路446、多個濾波電路448、 與通用振蕩電路451或任何其他適合的振蕩電路通信的二次混頻電路450、以及分流器 455。每個混頻電路446可與本文所述的混頻電路146基本相同；濾波電路448可與濾波電路148基本相同；或者，每個元件可配置為本領(lǐng)域已知類型的任何適合的組件。分流器455可位于任何適合的位置，優(yōu)選將濾波的接收信號209分成具有適合頻率的兩個或多個接收信號208，并根據(jù)接收信號209的正交性將其傳遞給子模塊的支路。在圖9a所示的示例性實施例中，每個鏈路包括接收側(cè)子模塊413，每個接收側(cè)子模塊413具有兩個或多個支路，例如，支路413x和支路413y。各個信號208傳輸給包括初始接收機混頻電路446、濾波電路448和混頻電路450的兩個或多個支路。在每個支路中，混頻電路446 包括與分流器的輸出端進(jìn)行通信的輸入端。優(yōu)選地，每個初始混頻電路446優(yōu)選用于與本地振蕩電路通信。在圖9a所示的示例性實施例中，至少一個混頻電路446優(yōu)選與本地振蕩器45 通信，該本地振蕩器45 還與混頻電路434通信，而一個或多個其他混頻電路與本地振蕩電路452通信。每個混頻電路446可用于接收處于頻率的信號208，并將接收的信號208從頻率降頻變換為中頻 fIF，以生成降頻變換的接收信號210。中頻fIF在支路之間可以不同。濾波電路448與混頻電路346的輸出端進(jìn)行通信，并且濾波電路448對降頻變換的接收信號210進(jìn)行濾波，以生成處于中頻fIF的濾波的降頻變換接收信號212。濾波電路 348可包括能從處于中頻fIF的降頻變換接收信號210中過濾噪聲、失真和其他寄生信號的任何適合類型的濾波電路或裝置。第二混頻電路450與濾波電路448的輸出端進(jìn)行通信， 并將濾波的降頻變換接收信號212增頻變換為頻率f^，以生成通過物理層輸入端109b傳輸給ZIF電路108的濾波接收信號214。濾波接收信號214包括消除或基本減少了噪聲、失真和其他寄生信號的接收信號208。在圖9a所示的示例性實施例中，初始混頻電路446和二次混頻電路450提供雙轉(zhuǎn)換，通過將濾波的接收信號209分成傳遞給子模塊支路的一個或多個信號208，將濾波的接收信號209從頻率轉(zhuǎn)換到用于通過物理層輸入端109輸入至ZIF電路108的頻率f；。如此，逆轉(zhuǎn)頻率偏移，以生成具有通用輸出信號頻率的供控制器使用的信號。圖9a所示的示例性實施例，包括2 X 4MIM0結(jié)構(gòu)，其中，采用兩個本地振蕩電路生成頻率偏移。實際上，系統(tǒng)IOOh具有兩個2X2MIM0系統(tǒng)，每個系統(tǒng)與其自身天線連接，其中，每個系統(tǒng)在兩個不同頻率下運行，并且具有最大比合并(“MRC”)增益。有利地，僅存在兩個物理天線。通過分割濾波的接收信號，一個或多個支路可配置設(shè)有虛擬天線118x。如此，需要少數(shù)物理天線，因此該系統(tǒng)可安裝在具有有限物理空間的應(yīng)用中。同樣有利地，即使使用有限數(shù)量的發(fā)射機，也可使用較大數(shù)量的接收機。因此，對于圖9a所示的示例性實施例，信道104的矩陣如公式6所示，更明確的如公式7所示，其中，上標(biāo)表示發(fā)射頻率。
權(quán)利要求
1.一種在包括多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路，該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號，該方法包括以下步驟a)將該接收機的頻率鎖定至外部定時基準(zhǔn)；b)將該發(fā)射機的頻率鎖定至外部定時基準(zhǔn)；其中，步驟a)和步驟b)中的每個步驟互相獨立地進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述外部定時基準(zhǔn)包括全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)用于鎖定可變晶體振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述可變晶體振蕩器包括40MHz的可變晶體振蕩器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)用于鎖定多個收發(fā)機，以使該方法可用于點對點應(yīng)用、點對多點應(yīng)用以及多點對多點應(yīng)用中的任何一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述外部定時基準(zhǔn)包括IEEE1588定時基準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述IEEE1588定時基準(zhǔn)用于鎖定可變晶體振蕩器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述可變晶體振蕩器包括40MHz的可變晶體振蕩器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述IEEE1588定時基準(zhǔn)配置為鎖定至全球定位系統(tǒng)定時基準(zhǔn)的頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述IEEE1588定時基準(zhǔn)配置為鎖定至通信樓綜合定時源基準(zhǔn)的頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述IEEE1588定時基準(zhǔn)用于鎖定多個收發(fā)機，以使該方法可用于點對點應(yīng)用、點對多點應(yīng)用以及多點對多點應(yīng)用中的任何一種。
12.—種在包括多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路，該接收機與控制器連接，該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號，該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該接收機的頻率鎖定至該發(fā)射機的頻率a)使用該發(fā)射機發(fā)射的并且該接收機接收的數(shù)據(jù)包生成載波頻率偏移估值；b)根據(jù)該載波頻率偏移估值調(diào)整該接收機的基準(zhǔn)頻率；以及c)重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到生成的載波頻率偏移估值基本等于零。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制器包括開環(huán)控制器、閉環(huán)控制器、比例控制器、積分控制器、微分控制器以及卡爾曼濾波器中的至少一種。
14.一種在包括多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路，該發(fā)射機與控制器連接，該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號，該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該發(fā)射機的頻率鎖定至該接收機的頻率a)使用該接收機發(fā)射的并且該發(fā)射機接收的數(shù)據(jù)包生成載波頻率偏移估值；b)根據(jù)該載波頻率偏移估值調(diào)整該發(fā)射機的基準(zhǔn)頻率；以及c)重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到生成的載波頻率偏移估值基本等于零。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述控制器包括開環(huán)控制器、閉環(huán)控制器、比例控制器、積分控制器、微分控制器以及卡爾曼濾波器中的至少一種。
16.一種在包括多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路，該接收機與控制器連接，該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號，該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該接收機的頻率鎖定至該發(fā)射機的頻率a)使用該發(fā)射機發(fā)射的并且該接收機接收的數(shù)據(jù)包確定與該發(fā)射的數(shù)據(jù)包相關(guān)的誤差；b)根據(jù)該確定的誤差調(diào)整該接收機的基準(zhǔn)頻率；以及c)重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到該確定的誤差基本等于零。
17.—種在包括多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路，該接收機與控制器連接，該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號，該方法包括通過配置該控制器進(jìn)行以下步驟，將該接收機的頻率鎖定至該發(fā)射機的頻率a)使用該發(fā)射機發(fā)射的并且該接收機接收的數(shù)據(jù)包確定與該發(fā)射的數(shù)據(jù)包相關(guān)的誤差；b)根據(jù)該確定的誤差調(diào)整該接收機的基準(zhǔn)頻率；c)重新發(fā)射該接收的數(shù)據(jù)包，確定與該重新發(fā)射的數(shù)據(jù)包相關(guān)的更新誤差；以及d)重復(fù)步驟b)和步驟c)，直到確定的更新誤差基本等于零。
18.—種在包括多輸入/多輸出結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中使接收機與發(fā)射機同步的方法，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括第一射頻鏈路和第二射頻鏈路，該通信系統(tǒng)用于收發(fā)具有預(yù)定頻率間隔的至少兩個信號，該方法包括以下步驟a)將該接收機的頻率鎖定至第一高精度基準(zhǔn)頻率；以及b)將該發(fā)射機的頻率鎖定至第二高精度基準(zhǔn)頻率；其中，該第一高精度基準(zhǔn)頻率和該第二高精度基準(zhǔn)頻率中的每個基準(zhǔn)頻率都采用具有加或減百萬分之5的最大頻率誤差的參照晶體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通信系統(tǒng)，包括用于大容量切換網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的多輸入/多輸出(MIMO)結(jié)構(gòu)。該MIMO結(jié)構(gòu)具有多個射頻鏈路。該多個射頻鏈路的其中一個用于對輸出信號的基礎(chǔ)頻率應(yīng)用第一頻率偏移，以生成第一發(fā)射頻率；該多個射頻鏈路中的另一個用于對基礎(chǔ)頻率應(yīng)用第二頻率偏移，以生成第二發(fā)射頻率。該系統(tǒng)使用載波頻率偏移將主子系統(tǒng)的時鐘與從屬子系統(tǒng)的時鐘鎖定，從而在MIMO數(shù)據(jù)流上進(jìn)行帶寬擴展。
文檔編號H04W72/04GK102388659SQ201080015447
公開日2012年3月21日 申請日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者斯蒂芬·G·雷蒙特, 科林·H·索爾, 羅蘭·A·史密斯 申請人:貝拉爾網(wǎng)絡(luò)公司