專利名稱：利用接收器和天線陣列元件實時多路復(fù)用的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容通常涉及寬帶信號的通信，且更具體地，一些實施方案涉及共享天線。_4]
背景技術(shù)：
在典型的家庭聯(lián)網(wǎng)情景中，尋求高空間覆蓋(例如，覆蓋到家庭不同部分)及高時間覆蓋(例如，覆蓋幾乎100%時間)兩者。無線通信經(jīng)常在時間覆蓋上經(jīng)歷變化，此可能是由于干擾(帶內(nèi)或帶外)和/或多路徑特性。例如，在IEEE 802.1ln標準中，多輸入多輸出(MMO)技術(shù)有時用于通過經(jīng)由波束成形技術(shù)產(chǎn)生多個空間信道而增加可在預(yù)定時間內(nèi)通信的信息量。在MIMO系統(tǒng)中，以類似于利用蝶形天線完成的方式完成波束成形或在某個方向上指向接收(或傳輸系統(tǒng)中的傳輸)。可利用許多較小天線近似成連續(xù)表面。較小天線幾乎被并置且被饋送有具有某些相位關(guān)系的信號。天線間距通常是操作頻率下的大約四分之一波長，例如在5.8GHz的WiFi頻率下彼此相隔幾英寸。不同天線利用(例如)使用不同接收角的空間分集。將每個傳輸天線與每個接收天線相關(guān)的NXN矩陣被提供于MIMO系統(tǒng)中且為本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知。如果多路徑允許在發(fā)射器與接收器之間有N個不同獨立或不相關(guān)的路徑，那么N個天線可以支持最多N個空間信道。在這樣一個系統(tǒng)中，每個接收天線可以接收N個位流的線性組合。如果信道是部分相關(guān)，那么可用空間信道的數(shù)量下降。例如，在50%相關(guān)的情況下，一半空間信道不可用。波束成形是在MMO天線陣列中用于方向信號傳輸或接收的技術(shù)，其可增加鏈路余量且改善覆蓋和范圍?？赏ㄟ^使用自適應(yīng)或固定接收/傳輸波束方向圖來實現(xiàn)空間選擇性，利用定位成彼此接近的大量天線實現(xiàn)通過波束成形的高空間選擇性。天線源可以用于通過產(chǎn)生幾個空間信道來增加容量?；蛘撸炀€源可以用于通過利用波束成形改善鏈路預(yù)算來增加覆蓋。隨著空間信道的數(shù)量增加，由于鏈路預(yù)算的減少，覆蓋減少。因此，可以看出需在空間信道數(shù)量與覆蓋范圍之間進行取舍。適于家庭聯(lián)網(wǎng)的當(dāng)前MMO通信技術(shù)限于至多4個傳輸天線和4個接收天線。這個構(gòu)造并未對家庭環(huán)境中可靠、高性能的網(wǎng)路提供足夠的吞吐量。例如，將來的吞吐量需求可能約為IOOMbps或更多。利用兩個空間信道和波束成形的4X4MM0可以在20_30Mbps的吞吐量下提供100%空間覆蓋(B卩，覆蓋到家庭任何地方)。但是，對于50Mbps或更多，小于90%覆蓋是典型的。因此，為了在至少IOOMbps下獲得合理的覆蓋，需要多于四個接收天線(例如，八個或更多個接收天線)。在涉及多個接收天線的已知通信系統(tǒng)中，每個天線具有專用接收器和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。在零中頻(零IF，還稱作直接轉(zhuǎn)換架構(gòu))的情況下，使用兩個ADC，一個用于同相分量且一個用于正交分量。例如，

圖1是具有包括幾個接收天線120的天線陣列110和幾個接收器140的已知通信設(shè)備的框圖。接收天線120還稱作天線陣列元件或天線元件。接收天線120提供由各自帶通濾波器130濾波的各自模擬接收信號122。每個接收器140包括模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)(未在圖1中示出)。數(shù)字信號處理器(DSP) 180執(zhí)行與MMO信號多路復(fù)用和波束成形關(guān)聯(lián)的處理。具有幾個接收器和ADC導(dǎo)致較高成本和功率。成本和功率的增加與陣列110中的天線元件數(shù)量成比例。因此，由于所需的成本和功率量，所以使用具有多于一些接收天線的陣列是不可行的。因此，可以看出，需要可以在較低成本下提供較大吞吐量的架構(gòu)。
發(fā)明概要在公開方法和設(shè)備的一些實施方案中，經(jīng)由幾個天線接收幾個模擬接收信號。天線耦接至多路復(fù)用器(mux)。多路復(fù)用器在某一時間選擇一個天線且以輪循的方式重復(fù)過程。在某一時間選擇一個天線會在多路復(fù)用器的輸出處產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號。對多路復(fù)用模擬信號濾波以使預(yù)定頻段通過。使用一個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)采樣多路復(fù)用模擬信號。ADC的輸出是多路復(fù)用數(shù)字信號。接著多路分用多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理。在一些實施方案中，通信設(shè)備包括多個天線、多個濾波器、多路復(fù)用器、接收器和數(shù)字處理模塊。天線將模擬接收信號提供至每個濾波器。多路復(fù)用器在某一時間選擇對應(yīng)于其中一個天線的一個濾波模擬接收信號。如此，多路復(fù)用器循環(huán)穿過多個天線且基于來自各自天線的濾波接收信號產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號。接收器包括取樣多路復(fù)用模擬信號且產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字輸出信號的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。在一些實施方案中，通信設(shè)備包括多個天線、多個濾波器、多個接收器和數(shù)字處理模塊。天線被分成多個天線組，其中每個天線組包括多個天線。每個天線組與對應(yīng)的多路復(fù)用器、接收器和多路分用器關(guān)聯(lián)。每個多路復(fù)用器耦接至對應(yīng)的天線組的天線。在某一時間由多路復(fù)用器選擇天線以產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號。多路復(fù)用模擬信號的內(nèi)容源自由對應(yīng)的天線組中的各自天線接收的信號。每個接收器包括對從對應(yīng)的多路復(fù)用器輸出的多路復(fù)用模擬信號濾波的帶通濾波器。每個接收器還包括被配置來采樣對應(yīng)的多路復(fù)用模擬信號且產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。在一個實施方案中，每個接收器耦接至相同的數(shù)字處理模塊。數(shù)字處理模塊包括所有多路分用器。每個多路分用器被配置來多路分用對應(yīng)的接收器的輸出以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理。附圖簡沭參考以下圖描述根據(jù)一個或多個不同實施方案的公開方法和設(shè)備。只為了圖示的目的提供圖，且僅僅描繪公開方法和設(shè)備的一些實施方案的實施例。提供這些圖以便于讀者理解公開方法和設(shè)備。所述圖不應(yīng)被認為限制所要求的發(fā)明的廣度、范疇或適用性。應(yīng)注意，為了清晰和便于圖示，沒有必要按照比例繪制這些圖。圖1是具有天線陣列和多個接收器的已知通信設(shè)備的框圖。圖2是根據(jù)一些實施方案的具有利用直接模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(直接ADC)接收器架構(gòu)的多路復(fù)用天線的通信設(shè)備的方塊圖。圖3是根據(jù)一些實施方案的具有利用降頻轉(zhuǎn)換器ADC接收器架構(gòu)的多路復(fù)用天線的通信設(shè)備的框圖。
圖4是根據(jù)一些實施方案的具有天線陣列組和多個接收器以及ADC的通信設(shè)備的框圖。圖5是根據(jù)一些實施方案的圖示用多路分用樣本內(nèi)插以對準所有天線的時序的信號圖。圖6是根據(jù)一個實施方案的流程圖。應(yīng)理解，可以對公開方法和設(shè)備實行修改和改變，且本發(fā)明只受權(quán)利要求限制。
具體實施例方式期望結(jié)合被視為整個書面描述的部分的附圖閱讀公開實施方案的這個描述。公開了一種其中在不同天線元件之間實時共享接收器和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的方法和對應(yīng)的設(shè)備。執(zhí)行包括內(nèi)插的隨后處理以實現(xiàn)時間重新對準來校正多路復(fù)用效果。在多個天線之間共享接收器和ADC導(dǎo)致降低的成本和功率。在半導(dǎo)體行業(yè)中熟知的是，雖然數(shù)字電路隨著半導(dǎo)體技術(shù)的推進(減少幾何大小、過程或節(jié)點)而大小調(diào)整得較好(在大小和功率上減少)，但是對于模擬電路而言大小調(diào)整并非如此有效。如此，用單個共享接收器替換模擬接收器的多重性克服了這個局限。這樣的成本和功率的降低轉(zhuǎn)而可以實現(xiàn)較大的天線陣列。圖2是根據(jù)公開方法和設(shè)備的一個實施方案的通信設(shè)備的方塊圖。天線陣列210包括M個接收天線220。這些接收天線220還可以稱作天線元件。每個接收天線220輸出模擬接收信號222。與現(xiàn)有技術(shù)不同，并不為每個天線提供專用接收器和對應(yīng)的ADC。相反，所有天線220共享單個接收器240和接收器中的單個ADC 234。多路復(fù)用器(mux) 225可實現(xiàn)這樣的共享。多路復(fù)用器225受控于由控制模塊250提供的多路復(fù)用器控制信號252。在一個實施方案中，控制模塊250從振蕩器236接收輸入?；蛘撸渌斎朐纯梢杂糜诳刂瓶刂颇K250的時序?？刂颇K250控制多路復(fù)用器225以在某一時間選擇一個天線(即，以循環(huán)穿過陣列210中的天線220)。多路復(fù)用器225具有圖2中標記為SI至SM的M個開關(guān)位置，其中在多路分用器275處示出對應(yīng)的開關(guān)位置。在隨后圖中類似地標記開關(guān)位置。圖2示出了多路復(fù)用器225已選擇第一天線220的時間點。如此，多路復(fù)用器225提供由第一天線220接收的部分接收信號222。接收信號222的這些部分與由其它天線220接收的部分信號多路復(fù)用于多路復(fù)用器225的輸出處的模擬多路復(fù)用信號226內(nèi)。在一個實施方案中，如圖2中所示，在多路復(fù)用器225之后放置帶通濾波器230。濾波器230具有使來自各自天線210的M個切換信號222通過的足夠的帶寬。ADC 234的精確采樣時間考慮到濾波器延遲以確保在正確的時間采樣(即，在切換信號已完全或足夠地傳播通過濾波器230之后)。在另一實施方案中，如還在下文描述，單獨的濾波器插入于每個天線路徑中。ADC 234的采樣速率大于2*M*BW，其中M是天線220的數(shù)量且BW是信號帶寬。如由ADC 234必須以接收信號的帶寬的至少兩倍速率采樣M個天線220的每個的事實看出，這是乘以天線數(shù)量的奈奎斯特準則。通常，上文指出的增加的采樣速率較易于在信號帶寬較窄時實現(xiàn)。例如，在一種情況下，信號具有40MHz的較窄BW (諸如在W1-Fi IEEE 802.1ln中)。對于M=IO的天線，以400MHz頻率的至少兩倍(即，至少800MHz的采樣速率)的采樣時鐘采樣400MHz(M*BW=10*40MHz=400MHz)的等效帶寬。對于單個非交織ADC，假設(shè)有效位數(shù)(ENOB)約為8，這容易利用當(dāng)代ADC技術(shù)實現(xiàn)。ENOB是數(shù)字化信號的品質(zhì)的測量值。當(dāng)信號在較高奈奎斯特區(qū)中時(即，當(dāng)最高信號頻率大于采樣時鐘頻率的一半時)，使用諧波或帶通采樣。換句話說，當(dāng)信號位于ADC時鐘的諧波頻率附近時，執(zhí)行諧波采樣。例如，可以具有約IGHz的基頻的ADC時鐘的第六個諧波頻率采樣5.8GHz附近的802.1ln信號。為了優(yōu)化接收器240的動態(tài)范圍和性能，在一個實施方案中，自動增益控制電路232被插入至信號路徑中?？紤]由每個天線元件220接收的信號的特定強度，自動增益控制電路232可以被動態(tài)切換和同步至多路復(fù)用器采樣速率。自動增益控制電路232在圖2中被示出為安置于濾波器230與ADC 234之間，但是其可安置于多路復(fù)用器225與濾波器230之間。在自動增益控制電路232介于多路復(fù)用器225與濾波器230之間的這樣一個實施方案中，較好的阻抗被呈現(xiàn)給天線且較好的源阻抗被呈現(xiàn)給濾波器。但是，這是以對必須處理來自天線的更多帶外(未濾波)能量的放大器有可能較高動態(tài)范圍要求為代價。因為對信號濾波或改變其增益并不改變信號的模擬屬性或其多路復(fù)用屬性，所以在本公開內(nèi)容各處，術(shù)語“多路復(fù)用模擬信號”指的是多路復(fù)用器的輸出226、濾波器230的輸出或動態(tài)增益控制電路232的輸出。ADC 234的輸出被稱為多路復(fù)用數(shù)字信號238。ADC采樣時鐘信號(CLK)和分別用于多路復(fù)用器225和多路分用器275 (在下文進一步討論)的控制信號252、254是相干的并且在時間上同步/對準以用來適當(dāng)選路和采樣。控制模塊250提供所需的時鐘和時序，并且產(chǎn)生控制信號252、254以及控制自動增益控制電路232的控制信號(AGC)。一旦從本公開內(nèi)容理解了控制模塊的功能性后，實施這樣一個控制模塊所需的實施方式細節(jié)將為本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知。在一些實施方案中，隨著多路復(fù)用器225在其位置間循環(huán)穿過，在任何給定時間只有一個天線220是有效并被端接(例如，耦接至ADC 234)。所有其它天線220 (S卩，其它M-1個天線)是無效并打開(即，浮動且并不加載至終端中)。盡管可存在于元件之間的相互耦合，但因為浮動情形，所有無效天線元件將較少負載效應(yīng)運用于所選(有效)元件上。這有效地使有效天線元件與所有其它天線元件隔離。天線元件220之間的增加的隔離有效地增強天線陣列210的MMO性能。因為ADC直接采樣多路復(fù)用模擬信號226而不會先降頻轉(zhuǎn)換為較低中頻(IF)，所以圖2中的設(shè)備的架構(gòu)被稱為直接ADC接收器架構(gòu)。在轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式之后(即，在采樣之后)，在多路分用器275處多路分用ADC輸出數(shù)據(jù)流(多路復(fù)用數(shù)字信號238)而將各自天線信號提取至單獨數(shù)字信號262中。在一個實施方案中，所有數(shù)字信號(數(shù)字流)由內(nèi)插器270內(nèi)插以對準不同天線元件220之間的時序。內(nèi)插器270提供包含內(nèi)插樣本的多個內(nèi)插數(shù)字流272。下文在圖5的背景中更詳細地描述內(nèi)插器270?？梢栽趫?zhí)行MMO空間多路復(fù)用和波束成形功能的數(shù)字信號處理器(DSP) 280中處理每個流272。內(nèi)插器中的時間對準可包括將所有天線元件220的ADC樣本對準至相同時間。接著，DSP執(zhí)行MIMO和波束成形優(yōu)化算法。這些可以包括時移，諸如個別數(shù)字天線流延遲或提前。在另一實施方案(未在圖2中示出)中，來自不同天線元件220的樣本的內(nèi)插可以作為部分MMO/波束成形算法集成于DSP中，S卩，內(nèi)插器270的功能由DSP 280執(zhí)行。
圖3是具有利用降頻轉(zhuǎn)換器ADC接收器架構(gòu)的多路復(fù)用天線320的通信設(shè)備的框圖。在這個實施方案中，首先將多路復(fù)用模擬信號降頻轉(zhuǎn)換(降頻混合)為較低IF頻率(或零IF)且接著用一個或多個ADC采樣所述模擬信號。常規(guī)采樣(相對于諧波采樣)可以與降頻轉(zhuǎn)換器ADC接收器架構(gòu)一起使用。圖3中的設(shè)備的幾個方面類似于圖2中的設(shè)備的幾個方面，所以為了簡潔起見，下文只討論差異。相似參考字符被指派給相似元件(相對于圖
2)，其中首個數(shù)用“3”代替“2”，例如，相較于圖2的天線陣列210的天線陣列310。因為圖3中的接收器340包括在ADC 334之前的降頻轉(zhuǎn)換器(混頻器336)，所以如此命名降頻轉(zhuǎn)換器ADC接收器架構(gòu)。在包括可選自動增益控制電路332的實施方案中，降頻轉(zhuǎn)換器336位于自動增益控制電路與ADC之間(如圖3中所示)。如果需要，那么另一 AGC控制器(未在圖3中示出)可以插入于降頻轉(zhuǎn)換器336與ADC 334之間以增加動態(tài)范圍。降頻轉(zhuǎn)換器336從控制模塊350接收本地振蕩器信號0SC。因為將按照上文關(guān)于圖2的討論理解這樣的元件，所以圖3的其它元件的進一步討論是無必要的。圖4是根據(jù)一些實施方案通信設(shè)備的框圖，其具有天線陣列組411、多個多路復(fù)用器425和每個接收器包括一個ADC 434的多個接收器440。圖4中的設(shè)備的幾個方面類似于圖2至圖3中的設(shè)備的幾個方面，所以為了簡潔起見，下文只討論差異。在圖4中，天線420被分成P個子集。每個子集形成天線陣列組411。每個天線陣列組411使用包括一個ADC 434的一個接收器440。每個組中的天線數(shù)量可以被優(yōu)化以匹配ADC能力和/或反之亦然。如此，天線組411可具有不同數(shù)量的天線420。一個多路復(fù)用器425與每個天線組411關(guān)聯(lián)。多個接收器440耦接至各自多路復(fù)用器425的輸出。圖4示出直接ADC架構(gòu)中的接收器440 ;在另一實施方案中，接收器440可以具有降頻轉(zhuǎn)換器ADC接收器架構(gòu)。數(shù)字處理模塊460包括耦接至各自ADC 434的P個多路分用器475。每個多路分用器475在其輸出處產(chǎn)生多個數(shù)字信號，其中數(shù)字信號的數(shù)量對應(yīng)于至對應(yīng)的多路復(fù)用器425的輸入數(shù)量。在一個實施方案中，內(nèi)插器470從所有多路分用器475接收數(shù)字信號且執(zhí)行內(nèi)插以將由ADC 434獲取的樣本對準至共同時間。內(nèi)插器470提供包含內(nèi)插樣本的多個內(nèi)插數(shù)字流472。在一個例子中，在所有天線組411中存在K個總天線，且如此存在K個數(shù)字流472。在一些實施方案(未示出)中，為每個天線420提供個別濾波器。在圖2中所示的架構(gòu)的情況下，濾波器提供于每個天線220與多路復(fù)用器225之間。如圖3中或如圖4中的分組構(gòu)造中，個別濾波器還可以提供于降頻轉(zhuǎn)換器ADC接收器架構(gòu)中。使用個別濾波器可以消除對接收器內(nèi)的濾波器230、330、430的需要。在其它實施方案中，為每個天線提供個別濾波器且還在接收器處提供共同濾波器。這可以使個別濾波器具有比其一般具有的階更低的階且使共同濾波器具有比其一般具有的帶寬更寬的帶寬和/或一般具有的階更低的階。因此，在這種情況下，共同濾波器具有比M*BW更寬的帶寬(其中M是天線數(shù)量且BW是信號帶寬)且仍提供整體上足夠的濾波。較高階濾波器具有比較低階濾波器更陡的過渡帶和更長的延遲。使用用于對應(yīng)于各自天線的個別濾波器的較低階濾波器促進速度且減少電路復(fù)雜度和成本。相較于使用共同濾波器的情況，如上文描述的使用個別濾波器且消除共同濾波器(或與較寬共同濾波器一起使用個別濾波器)可以將較高模擬信號電平提供至ADC。這是因為在使用共同濾波器230 (例如，如圖2中所示)的實施方案中，多路復(fù)用器切換或“斬斷”信號波形，如此擴展切換波形的頻譜分量附近的信號能量。在共同濾波器的輸出處，將抑制帶外能量(抑制量取決于濾波器BW和切換速度)。只有帶內(nèi)部分信號將通過濾波器，如此減少呈現(xiàn)給ADC以用來轉(zhuǎn)換的模擬信號電平。在一個實施方案中，在無共同濾波器的情況下，全部信號能量被保存且施加至ADC。在一些實施方案中，ADC處的采樣時間的數(shù)量級與天線的帶寬成反比?？紤]跨多路復(fù)用鏈路傳輸?shù)哪芰康姆€(wěn)定時間，可以足夠快地發(fā)生不同信號之間的切換。當(dāng)多路復(fù)用器(例如，多路復(fù)用器225、235或任一多路復(fù)用器425)已選擇給定天線220,320,420時，假設(shè)ADC 234、334、434足夠快，ADC 234、334、434可以多次采樣來自給定天線220、320、420的信號。在一個實施方案中，甚至在對應(yīng)的濾波器230、330、430已穩(wěn)定之前，這樣一個ADC 234、334、434多次采樣來自給定天線220、320、420的信號。這樣的多個采樣通過對穩(wěn)定軌跡的了解來實現(xiàn)?？梢栽陔S后的數(shù)字處理期間補償由這樣的預(yù)穩(wěn)定多個采樣產(chǎn)生的結(jié)果。在這樣一個實施方案中，每個樣本值在數(shù)字上被校正了等于采樣時間下的“未穩(wěn)定部分”信號的量而導(dǎo)致輸出等于信號的全、正確值?；跒V波器的穩(wěn)定行為的模型(存儲于存儲器中的公式或查找表)計算“未穩(wěn)定部分”。濾波器的模型可以通過濾波器的模擬和/或測量/特征表示來獲得。圖5是根據(jù)一些實施方案的圖示用多路分用樣本內(nèi)插以對準所有天線的時序的信號圖。圖5示出對應(yīng)于(例如)如圖2或圖3或圖4中的M個接收天線220或320或420的信號562-1至562-M (統(tǒng)稱為562)的振幅。在一個實施方案中，信號562是圖2或圖3或圖4中所示的模擬接收信號222或322或422。獲得的樣本564、574、584和594由ADC234或334或434在沿著虛線563、573、583和593的這些虛線563、573、583和593與信號562之間的交叉點處指示的時間獲取。這些樣本從多路分用器(例如，圖2或圖3或圖4中的多路分用器275或375或475)輸出。樣本564、574、584和594被示出為圖5中的填充點。圖5中示出樣本周期T。如此，樣本564-1、574-1、584-1和594-1在時間(n-l)T、nT、(n+1)Τ、(n+2)Τ 等等發(fā)生。與圖1的現(xiàn)有技術(shù)不同，涉及多路復(fù)用的目前公開的技術(shù)導(dǎo)致對應(yīng)于在不同時間下獲取的不同天線的數(shù)字樣本。如此，來自第一天線的信號的第一樣本564-1在時間(η-1)T獲得。來自第二天線的信號的第一樣本564-2在時間(n-l)T+T2(S卩，離第一天線的第一采樣時間偏移了 τ2)獲得且第M個天線的第一樣本564-M在時間(n-1) T+τ M (離第一天線的第一采樣時間偏移了 τΜ)獲得。應(yīng)注意，為了符號的一致性起見，采樣時間(n-l)T (BP,采樣來自第一天線的信號的時間)可以表示為(η_1)Τ+τι，其中T1=O,這是因為偏移^是相對于從第一天線獲取信號樣本的時間。相鄰^值(其中i的范圍在I與M之間)之間的間距可以是均勻(即，獲得的樣本位于沿著相似于圖5的虛線的線處)或不均勻的。在后一種情況下，數(shù)字信號被認為在時間上相對于彼此移位了不均勻的時間偏移量。可以類似于擴展頻譜技術(shù)的方式采用這樣的不均勻時間偏移量以獲得最小采樣時間間隔的優(yōu)點。在一些實施方案中，內(nèi)插器(例如，內(nèi)插器270、370或470)將數(shù)字樣本對準至共同參考時間，例如由虛線565、575、585指示的時間。不同的內(nèi)插技術(shù)(例如，線性或較高階內(nèi)插)可以用于提供圖5中的孔(開圓)所示的內(nèi)插樣本566、567、586。可以使用提供適當(dāng)性能(如理論上、通過模擬、通過測試或通過本領(lǐng)域中所知的一些其它手段確定)的內(nèi)插技術(shù)。在來自不同天線的數(shù)據(jù)在共同時間565、575、585可用的意義上而言，以此方式的內(nèi)插將數(shù)據(jù)恢復(fù)至類似于現(xiàn)有技術(shù)的情形。接著，MIMO和波束成形處理可以(例如)通過在相位和振幅上調(diào)制內(nèi)插樣本來處理內(nèi)插樣本以產(chǎn)生如圖5中的交叉所示的數(shù)據(jù)點568-1、568-2、…、568-M (這等效于波形延遲或提前了等于圖5中的交叉與孔之間的時間上的距離的量)。在一些實施方案中，并不使用單獨內(nèi)插器。相反，數(shù)字信號處理器(DSP)直接將獲得的樣本564-1、564-2、…、564-M轉(zhuǎn)譯為數(shù)據(jù)點568-1、568_2、568_Μ而繞開(B卩，消除)在時間565提供內(nèi)插樣本的階段。圖6是根據(jù)公開方法和設(shè)備的一個實施方案的流程圖。在過程600開始之后，在多個天線的各自者處提供(610)多個模擬接收信號。在多個時間之中的某一時間選擇(620)其中一個天線以在多個天線間循環(huán)并且產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號。在濾波器處對多路復(fù)用模擬信號濾波(630)以使預(yù)定頻段通過。在單個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器處采樣(640)多路復(fù)用模擬信號以產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號。多路分用(650)多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理。重復(fù)過程600。不同實施方案在各種聯(lián)網(wǎng)背景中，通常在使用MMO通信的任何地方找到廣泛的適用性。例如，可以在無線通信系統(tǒng)以及有線通信系統(tǒng)(諸如利用電源線的家庭聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng))中采用不同實施方案。雖然上文已描述公開方法和設(shè)備的不同實施方案，但是應(yīng)理解，其只經(jīng)由實施例呈現(xiàn)，且不應(yīng)限制要求的發(fā)明。同樣地，不同圖可以描繪公開方法和設(shè)備的實施例架構(gòu)或其它構(gòu)造。這有助于理解可以包括在公開方法和設(shè)備中的特征和功能性。要求的發(fā)明并不限于圖示的實施例架構(gòu)或構(gòu)造，而是可以使用各種替代架構(gòu)和構(gòu)造實施所需的特征。的確，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白可以如何實施替代功能、邏輯或物理分區(qū)來實施公開方法和設(shè)備的所需特征。同樣地，除了本文描繪的模塊之外的多數(shù)不同的構(gòu)成模塊名稱可以應(yīng)用于不用分區(qū)。此外，關(guān)于流程圖，操作描述和方法要求，除非上下文另有規(guī)定，否則本文呈現(xiàn)步驟的順序不應(yīng)要求實施不同實施方案以按相同順序執(zhí)行所敘述的功能性。

雖然上文依據(jù)不同示例性實施方案和實施方式描述公開方法和設(shè)備，但是應(yīng)理解，一個或多個個別實施方案中描述的不同特征、方面和功能性并不在其適用性方面限于描述所述特征、方面和功能性所利用的特定實施方案。如此，要求的發(fā)明的廣度和范疇不應(yīng)由任何上文描述的示例性實施方案所限制。除非另有明確陳述，否則本本件中使用的術(shù)語和短語以及其變化應(yīng)解釋為與限制相對的開放式。舉個上文的例子來說:術(shù)語“包括”應(yīng)當(dāng)作意味著“無限制地包括”等等；術(shù)語“例子”用于提供討論中的項目的示例性實例，而非其詳盡或限制列表；術(shù)語“一個”(“a”)或“一項”(“an”)應(yīng)當(dāng)作意味著“至少一個”、“一個或多個”等等；且諸如“常規(guī)”、“傳統(tǒng)”、“正?！?、“標準”、“已知”的形容詞和類似意思的術(shù)語不應(yīng)解釋為將描述的項目限于給定時期或限于給定時間可用的項目，而是相反，應(yīng)當(dāng)作涵蓋現(xiàn)在或?qū)砣魏螘r間可用或已知的常規(guī)、傳統(tǒng)、正?；驑藴始夹g(shù)。同樣地，在這個文件參考本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員明白或已知的技術(shù)的情況下，這樣的技術(shù)涵蓋熟練的技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)砣魏螘r間明白或已知的技術(shù)。除非另有明確陳述，否則與連接詞“和”相連的一組項目不應(yīng)當(dāng)作要求那些項目的每個和每一個存在于組中，而是相反，當(dāng)作“和/或”。類似地，除非另有明確陳述，否則與連接詞“或”相連的一組項目不應(yīng)當(dāng)作要求該組之間的相互排外性，而是還應(yīng)當(dāng)作“和/或”。此外，除非明確陳述對單數(shù)的限制，否則雖然以單數(shù)描述或要求公開方法和設(shè)備的項目、元件或組件，但是預(yù)期復(fù)數(shù)是在其范疇內(nèi)。一些實例中的擴大性詞語和短語(諸如“一個或多個”、“至少”、“但不限于”或其它相似短語)的存在不應(yīng)當(dāng)作意味著在不存在這樣的擴大性短語的實例中期望或要求較狹義情況。術(shù)語“模塊”的使用不應(yīng)暗指描述或要求為部分模塊的組件或功能性被全部構(gòu)造于共同封裝中。的確，模塊的任何或所有不同的組件(無論控制邏輯或其它組件)可以組合于單個封裝中或單獨維持且還可以在多個分組或封裝中或橫越多個位置分布。此外，依據(jù)示例性框圖、流程圖和其它圖示描述本文提出的不同實施方案。如本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在閱讀本文件之后明白，可以實施圖示的實施方案和其不同替代例而不受圖示的實施例的限制。例如，框圖和其隨附描述不應(yīng)解釋為要求特定架構(gòu)或構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種信號處理的方法,所述方法包括: a)接收多個模擬接收信號，每個這樣的模擬接收信號是由多個天線的對應(yīng)天線接收； b)在某一時間從一個天線選擇所述多個模擬接收信號以產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號； c)在濾波器處對所述多路復(fù)用模擬信號濾波以通過預(yù)定頻段； d)在模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器處采樣所述多路復(fù)用模擬信號以產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號；以及 e)多路分用所述多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括考慮到每個天線的接收信號強度，自動控制所述多路復(fù)用模擬信號的增益。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以與所述多路復(fù)用模擬信號的所述增益自動受控相同的速率采樣所述多路復(fù)用模擬信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在采樣之前將所述多路復(fù)用模擬信號降頻轉(zhuǎn)換為中頻(IF)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括: a)將每個數(shù)字信號對 準至共同采樣時間以提供對應(yīng)于各自天線的多個內(nèi)插樣本；以及 b)對所述內(nèi)插樣本執(zhí)行多輸入多輸出(MIMO)空間多路復(fù)用和波束成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在相位和振幅上調(diào)制每個數(shù)字信號以執(zhí)行多輸入多輸出(MIMO)空間多路復(fù)用和波束成形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中采樣包括諧波采樣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述數(shù)字信號在時間上相對于彼此移位了不均勻的時間偏移量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括只電端接所述多個天線之中的所述所選天線，且電打開其它天線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中采樣包括在選擇所述一個天線時和在選擇另一天線之前采樣所述多路復(fù)用模擬信號以提供多個樣本。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述濾波器達到穩(wěn)定狀態(tài)之前為所述一個所選天線提供所述多個樣本，所述方法進一步包括基于已知的穩(wěn)定軌跡補償所述多路復(fù)用數(shù)字信號。
12.一種通信設(shè)備，其包括: a)多個天線，其被配置來提供多個模擬接收信號的各自信號； b)多路復(fù)用器，其被配置來: i)在多個時間之中的某一時間選擇所述天線的其中一個以循環(huán)穿過所述多個天線，以及 )基于來自各自天線的所述接收信號產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號； c)接收器，其包括: i)帶通濾波器，其被配置來通過使預(yù)定頻段通過而對所述多路復(fù)用模擬信號濾波，和 )模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，其被配置來采樣所述多路復(fù)用模擬信號且產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號；和d)數(shù)字處理模塊，其包括被配置來多路分用所述多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理的多路分用器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述接收器還包括被配置來考慮到每個天線的接收信號強度，自動調(diào)整所述多路復(fù)用模擬信號的增益的增益控制電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述接收器還包括混頻器和本地振蕩器，所述混頻器被配置來在由所述ADC采樣之前，將所述多路復(fù)用模擬信號降頻轉(zhuǎn)換為中頻(IF)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字處理模塊還包括: a)內(nèi)插器，其被配置來將每個數(shù)字信號對準至共同采樣時間以提供對應(yīng)于各自天線的多個內(nèi)插樣本；和 b)數(shù)字信號處理器，其被配置來對所述內(nèi)插樣本執(zhí)行多輸入多輸出(MIMO)空間多路復(fù)用和波束成形。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字處理模塊還包括被配置來在相位和振幅上調(diào)制每個數(shù)字信號以執(zhí)行多輸入多輸出(MMO)空間多路復(fù)用和波束成形的數(shù)字信號處理器。
17.一種通信設(shè)備，其包括: a)多個天線，其被配置來提供多個模擬接收信號的各自信號； b)多個濾波器，每個濾波器被配置來對對應(yīng)的天線的所述模擬接收信號濾波； c)多路復(fù)用器，其被配置來: i)在多個時間之中的某一時間選擇對應(yīng)于所述天線的其中一個的濾波模擬接收信號以循環(huán)穿過所述多個天線，以及 )基于來自各自天線的所述濾波接收信號產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號； d)接收器，其包括被配置來采樣所述多路復(fù)用模擬信號且產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC);和 e)數(shù)字處理模塊，其包括被配置來多路分用所述多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理的多路分用器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述接收器還包括被配置來對所述多路復(fù)用模擬信號濾波的帶通濾波器，且所述接收器的所述帶通濾波器具有比天線數(shù)量與所述多個濾波器的其中一個的帶寬的乘積更寬的帶寬。
19.一種通信設(shè)備，其包括: a)多個天線，其被分成多個天線組，每個天線組包括多個天線，所述天線被配置來提供多個模擬接收信號的各自信號； b)多個多路復(fù)用器，每個多路復(fù)用器被配置來: i)在多個時間之中的某一時間選擇對應(yīng)天線組的所述天線的其中一個以循環(huán)穿過所述對應(yīng)的天線組的所述天線，以及 )基于來自所述對應(yīng)的天線組中的各自天線的所述接收信號在多個多路復(fù)用模擬信號之中產(chǎn)生多路復(fù)用模擬信號； iii)多個接收器，每個接收器包括: iv)帶通濾波器，其被配置來通過使預(yù)定頻段通過以對對應(yīng)的多路復(fù)用模擬信號濾波，和V)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，其被配置來采樣所述對應(yīng)的多路復(fù)用模擬信號且在多個多路復(fù)用數(shù)字信號之中產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號；和 c)數(shù)字處理模塊，其包括多個多路分用器，每個多路分用器被配置來多路分用對應(yīng)的多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字處理模塊還包括: a)內(nèi)插器，其被配置來將由所述多路分用器產(chǎn)生的各自多數(shù)中的所述數(shù)字信號對準至共同采樣時間以提供對應(yīng) 于各自天線的多個內(nèi)插樣本；和 b)數(shù)字信號處理器，其被配置來對所述內(nèi)插樣本執(zhí)行多輸入多輸出(MIMO)空間多路復(fù)用和波束成形。
全文摘要
一種信號處理的方法或?qū)?yīng)的設(shè)備包括在各自天線處提供多個模擬接收信號且以反復(fù)的方式在某一時間選擇一個天線以循環(huán)穿過所述天線并且提供多路復(fù)用模擬信號。在濾波器處對所述多路復(fù)用模擬信號濾波以通過預(yù)定頻段。在單個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器處采樣所述多路復(fù)用模擬信號以產(chǎn)生多路復(fù)用數(shù)字信號。多路分用所述多路復(fù)用數(shù)字信號以產(chǎn)生多個數(shù)字信號用來進行數(shù)字處理。在多個天線之間共享接收器和ADC導(dǎo)致降低的成本和功率。這樣的成本和功率的降低轉(zhuǎn)而實現(xiàn)比在現(xiàn)有技術(shù)下可用的天線陣列更大的天線陣列，從而促進增加的吞吐量和覆蓋。
文檔編號H04L1/02GK103098404SQ201180028077
公開日2013年5月8日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者布拉尼斯拉夫·佩特洛維奇 申請人:熵通信有限公司