專利名稱：有源天線陣列和用于中繼無(wú)線電信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及用于中繼無(wú)線電信號(hào)的有源天線陣列。本發(fā)明的領(lǐng)域還涉及用于在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)的方法。此外，本發(fā)明的領(lǐng)域涉及使エ廠能夠制造有源天線陣列的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和使處理器能夠執(zhí)行用于在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的使用在過(guò)去十年已經(jīng)增加。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)增加基站數(shù)量以滿足移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)用戶增加的業(yè)務(wù)需求?；就ǔ１获詈现?有源)天線陣列。無(wú)線電信號(hào)通常被中繼至移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)內(nèi)，反之亦然。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有意于降低基站的運(yùn)營(yíng)成本。將無(wú)線電系統(tǒng)實(shí)施為天線嵌入式無(wú)線電系統(tǒng)不失為ー種選擇。使用形式為有源天線陣列的天線嵌入式無(wú)線電系統(tǒng)，無(wú)線電系統(tǒng)的一些硬件部件可以在ー個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)。因此，有源天線陣列降低了基站的成本。將無(wú)線電系統(tǒng)實(shí)施為天線嵌入式無(wú)線電系統(tǒng)減少了容納基站硬件部件所需的空間。當(dāng)實(shí)施天線嵌入式無(wú)線電系統(tǒng)時(shí)，無(wú)線電系統(tǒng)常規(guī)操作過(guò)程中的功耗顯著降低。

隨著用戶數(shù)量的増加，有意向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)用戶提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。已提出了若干技術(shù)以處理移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)増加的用戶數(shù)量。該若干技術(shù)之ー包括在不同方向定向由有源天線陣列中繼的波束的波束形成能力，進(jìn)而增加移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)小區(qū)內(nèi)的服務(wù)覆蓋。波束形成技術(shù)依賴于在有源天線陣列的若干天線元之間的規(guī)定相位和振幅關(guān)系。將發(fā)射路徑和/或接收路徑與至少ー個(gè)天線元關(guān)聯(lián)。需要校準(zhǔn)發(fā)射路徑和/或接收路徑以提供各天線元之間的規(guī)定相位、振幅和延時(shí)關(guān)系。該校準(zhǔn)允許估計(jì)沿著有源天線陣列的各條發(fā)射路徑累積的相位、振幅和延時(shí)偏移。類似地，該校準(zhǔn)包括估計(jì)沿著各條接收路徑累積的相位、振幅和延時(shí)偏移。在第二步中，可以校正沿著發(fā)射路徑累積的相位、振幅和延時(shí)偏移。可以將適當(dāng)?shù)南辔缓驼穹淖兪┘佑诟鳁l發(fā)射/接收路徑以產(chǎn)生有源天線陣列的各條發(fā)射/接收路徑之間的規(guī)定相位和振幅關(guān)系，從而允許波束形成技木。在現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，將有效載荷信號(hào)作為分組化有效載荷信號(hào)提供給有源天線陣列。當(dāng)將分組化有效載荷信號(hào)提供給數(shù)字無(wú)線電接ロ時(shí)，分組化有效載荷信號(hào)的分組具有規(guī)定的時(shí)序。在有源天線陣列內(nèi)，可以將ー些(數(shù)據(jù))處理應(yīng)用于分組化有效載荷信號(hào)。該(數(shù)據(jù))處理通常包括分組化有效載荷信號(hào)通過(guò)由PLL同步的若干緩沖器和時(shí)鐘域。使用該數(shù)據(jù)處理，毎次重啟(重置)系統(tǒng)時(shí)，分組流的定時(shí)可能發(fā)生改變。在現(xiàn)有技術(shù)中，使用非分組化信號(hào)，在無(wú)線電站制造過(guò)程中校準(zhǔn)無(wú)線電站中繼時(shí)非分組有效載荷信號(hào)傳播所沿的發(fā)射路徑是可能且通常的實(shí)施方式。有源天線陣列的相干中繼所關(guān)注的是直到由有源天線陣列的天線元中繼相應(yīng)的無(wú)線電信號(hào)，由抵達(dá)數(shù)字無(wú)線電接ロ的無(wú)線電信號(hào)所經(jīng)歷的延時(shí)。該延時(shí)影響各個(gè)天線元之間的相位關(guān)系以及基于位置的服務(wù)。該延時(shí)受電纜長(zhǎng)度等因素的任何改變的影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，只要該有源天線陣列的元件，例如電纜，被替換就必需重新校準(zhǔn)有源天線陣列。在現(xiàn)有技術(shù)中重新校準(zhǔn)昂貴且耗時(shí)。美國(guó)專利6，693，588B1 (轉(zhuǎn)讓給西門子公司)公開了電子相控群天線。該電子相控群天線通過(guò)使用由全部參考信號(hào)共享的參考點(diǎn)校準(zhǔn)。在下行鏈路中，可以被彼此區(qū)分的那些參考信號(hào)由該群天線的各個(gè)天線元同時(shí)發(fā)射·，并在共享參考點(diǎn)上接收之后被適當(dāng)?shù)胤蛛x。美國(guó)專利‘588的西門子系統(tǒng)公開了天線元的固定空間配置。圖1a示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)源天線陣列l(wèi)a?；?將基站信號(hào)7提供給無(wú)源天線陣列l(wèi)a。數(shù)字接ロ在基站5和無(wú)源天線陣列Ia的中央基帶處理単元10之間承載基站信號(hào)7。中央基帶處理単元10將發(fā)射信號(hào)Tx轉(zhuǎn)發(fā)給功率放大器60以放大該發(fā)射信號(hào)Tx。可以理解，發(fā)射信號(hào)Tx通常在移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)射帶內(nèi)提供。從中央基帶處理単元10的信號(hào)輸出的是模擬域內(nèi)的發(fā)射信號(hào)。進(jìn)入放大器60的發(fā)射信號(hào)Tx需要上變頻至無(wú)源天線陣列Ia的發(fā)射帯。如果該發(fā)射信號(hào)Tx處于數(shù)字域內(nèi)，則發(fā)射信號(hào)Tx還需要數(shù)模轉(zhuǎn)換。然后該數(shù)模轉(zhuǎn)換在由放大器60放大之前由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(未不出)執(zhí)行。從放大器60輸出的模擬發(fā)射信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)給各條發(fā)射路徑。每條發(fā)射路徑包括將模擬發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給一個(gè)天線元85-1、85-2、……、85-N的雙エ濾波器25-1、25-2、……、25_N。應(yīng)注意，ー個(gè)以上天線元85-1、85-2、……、85-N可以被耦合至一個(gè)雙エ濾波器25_1、25_2、……、25_N。在進(jìn)入各個(gè)雙エ濾波器25-1、25-2、……、25-N之前，模擬發(fā)射信號(hào)通過(guò)無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a。該無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a在由各個(gè)天線元85-1、85-2、……、85_N端接的各條發(fā)射路徑之間施加固定的相位、振幅和/和延時(shí)關(guān)系。該無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a在波束形成方面只提供很少的靈活性。無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a內(nèi)元件的任何改變將要求自放大器60至各個(gè)雙エ濾波器25-1、25-2、……、25-N的路徑的重新校準(zhǔn)?？梢岳斫?，各條發(fā)射路徑自放大器60穿過(guò)無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a和一個(gè)雙エ濾波器25-1、25-2、......、25-N，并端接于ー個(gè)天線元85-1、85-2、......、85_N上。無(wú)源天線陣列Ia的各條接收路徑自各個(gè)天線元85-1、85-2、……、85_N開始經(jīng)由雙エ濾波器25-1、25-2、……、25-N和無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a，作為總接收信號(hào)Rx抵達(dá)接收放大器70。該總接收信號(hào)Rx由無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a所組合的在天線元85_1、85_2、……、85_N上接收的各個(gè)接收信號(hào)形成。該饋線網(wǎng)絡(luò)40a在各個(gè)天線元85-1、85-2、……、85_N上接收的接收信號(hào)之間施加的固定相位、振幅和延時(shí)關(guān)系。因此，各個(gè)接收信號(hào)的波束形成能力受限于無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a。接收信號(hào)Rx在模擬域內(nèi)。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，來(lái)自天線元的各接收信號(hào)可能已經(jīng)歷雙エ濾波器25-1、25-2、……、25-N的濾波。接收信號(hào)Rx由接收放大器70放大并使用諸如西格瑪-德?tīng)査?shù)轉(zhuǎn)換器等模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。自接收放大器70抵達(dá)中央基帶處理単元10的信號(hào)通常處于無(wú)源天線陣列Ia的基帶內(nèi)。來(lái)自接收放大器70的接收信號(hào)可以處于無(wú)源天線陣列Ia的基帶和無(wú)源天線陣列Ia的發(fā)射帶之間的中間頻帶內(nèi)。中央基帶處理単元10可以對(duì)數(shù)字接收信號(hào)施加ー些數(shù)字信號(hào)處理，例如對(duì)數(shù)字接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并將基帶內(nèi)的數(shù)字接收信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給基站5。圖1b示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的有源天線陣列Ia的變型。如圖1b所示的系統(tǒng)通常等同于將現(xiàn)有技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端(RRH)與公知的基站天線組合在公用外殼內(nèi)?；拘盘?hào)7包括自中央基帶處理単元10被轉(zhuǎn)發(fā)至基站5的接收信號(hào)。在圖1b中，用單個(gè)雙エ器25替代圖1a中的各條發(fā)射路徑的雙エ濾波器25-1、25-2、……、25_N。可以理解，圖1b的系統(tǒng)比圖1a所示的系統(tǒng)更具成本效益。沿著數(shù)字接ロ轉(zhuǎn)發(fā)基站5和中央基帶處理單元10之間的發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)?？梢杂猛喾至縄和正交分量Q提供發(fā)射信號(hào)和/或接收信號(hào)?？梢愿鶕?jù)包括但并不限于由開放基站架構(gòu)接ロ(OBASI)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)格式或者以公共協(xié)議無(wú)線電接ロ(CPRI)格式來(lái)提供同相分量I和正交分量Q。圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的有源天線陣列l(wèi)a。圖2中的有源天線陣列Ia并不包括圖1所示的無(wú)源饋線網(wǎng)絡(luò)40a。相反地，天線元85-1、85-2、……、85_N是端接收發(fā)器單元20-1、20-2、……,20-No收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20_N包括用于每個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的放大器60-1、60-2、……、60_N。類似地，收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N包括用于每個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的各個(gè)接收放大器70_1、70-2、……、70-N。中央基帶處理單元10將各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx-l、Tx-2、……、Tx-N自中央基帶單元10轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)放大器60-1、60-2、……、60-N。各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx-l、Tx-2、……、Tx-N通常處于模擬域內(nèi)且在有源天線陣列Ia的發(fā)射帶內(nèi)。如上文所釋，通常由中央基帶處理單元10執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。在各個(gè)天線元85-1、85-2、……、85-N上接收的接收信號(hào)在各個(gè)接收放大器70-1、70-2、……、70-N上被放大并作為各個(gè)接收信號(hào)Rx-l、Rx-2、……、Rx_N
被轉(zhuǎn)發(fā)至中央基帶處理單元10。該各個(gè)接收信號(hào)Rx-l、Rx-2、......、Rx-N由中央基帶處理
單元10組合。各個(gè)接收信號(hào)Rx-1、Rx-2、......、Rx-N的組合在基帶域內(nèi)執(zhí)行。該各個(gè)接
收信號(hào)Rx-l、Rx-2、……、Rx-N處于模擬域內(nèi)。中央基帶處理単元10通常執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。該中央基帶處理単元10將該各個(gè)接收信號(hào)Rx-1、Rx-2、……、Rx-N組合成全局接收信號(hào)，該全局接收信號(hào)通常被轉(zhuǎn)發(fā)給基站5。該各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx-l、Tx-2、……、Tx_N處于模擬域和有源天線陣列Ia的發(fā)射帶內(nèi)。該各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx-l、Tx-2、……、Tx-N由中央基帶處理単元10生成。各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx-l、Tx-2、……、Tx-N的劃分可以在數(shù)字域或模擬域內(nèi)執(zhí)行。如圖2所示的有源天線陣列Ia得知于例如用在RADAR應(yīng)用或磁共振成像中的相位陣列天線。相位陣列天線Ia也可以在接收情況下形成。各個(gè)接收信號(hào)Rx-1、Rx-2、……、Rx-N由各個(gè)接收放大器70-1 、70-2、……、70-N放大并由中央基帶處理單元10組合成總接收信號(hào)?？偨邮招盘?hào)的組合可以在數(shù)字域和/或模擬域內(nèi)執(zhí)行。然而，為了操作此類相位陣列天線，即如圖2所示的有源天線陣列l(wèi)a，需要小心地校準(zhǔn)在各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N之間的相位、振幅和延時(shí)關(guān)系，以便實(shí)現(xiàn)由有源天線陣列Ia延時(shí)的預(yù)期波束。如果有源天線陣列Ia的實(shí)施基本上建立在模擬域內(nèi)，則難于校準(zhǔn)有源天線陣列l(wèi)a，已知的解決方案通常龐大且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有源天線陣列。該有源天線陣列包括基帶單元、多個(gè)收發(fā)器単元和至少一條鏈路。該基帶単元被耦合至基站5。該多個(gè)收發(fā)器単元至少由一個(gè)天線元端接。因此，一個(gè)收發(fā)器単元可以由ー個(gè)以上天線元端接。該至少一條鏈路將該多個(gè)收發(fā)器単元中的各個(gè)耦合至基帶單元。該至少一條鏈路是數(shù)字鏈路且適合于以可選擇的有效載荷速率中繼有效載荷信號(hào)。該至少一條鏈路還適合于以固定定時(shí)速率中繼定時(shí)信號(hào)。該定時(shí)信號(hào)T被嵌入在可選擇的有效載荷速率的導(dǎo)頻信號(hào)內(nèi)。本發(fā)明還涉及在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)的方法。該方法包括生成固定定時(shí)速率的全局定時(shí)信號(hào)。響應(yīng)于自基站接收的有效載荷信號(hào)生成該全局定時(shí)速率。該方法包括將全局定時(shí)信號(hào)嵌入在可選擇的有效載荷速率的至少ー個(gè)有效載荷信號(hào)內(nèi)。該方法還包括在至少一條鏈路上轉(zhuǎn)發(fā)至少ー個(gè)有效載荷信號(hào)。該方法進(jìn)ー步包括自全局定時(shí)信號(hào)堤取至少ー個(gè)收發(fā)器単元的至少ー個(gè)本地定時(shí)信號(hào)的步驟。該方法進(jìn)ー步包括根據(jù)ー個(gè)本地定時(shí)信號(hào)中繼該至少ー個(gè)有效載荷信號(hào)。該可選擇的有效載荷速率是獨(dú)立于下一定時(shí)速率可選擇的。本公開文本進(jìn)ー步涉及ー種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，具有在其中存儲(chǔ)的控制邏輯，其用于使計(jì)算機(jī)制造本公開內(nèi)容的用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有源天線陣列。本公開文本進(jìn)ー步涉及ー種產(chǎn)品，包括非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其中的控制邏輯，其用于使計(jì)算機(jī)如根據(jù)本公開文本所公開的在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)。


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圖1a示出現(xiàn)有技術(shù)的有源天線陣列。圖1b示出現(xiàn)有技術(shù)的有源天線陣列的變型。圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的有源天線陣列的另一方面。圖3示出該有源天線陣列的第一方面。圖4示出該有源天線陣列的另一方面。圖5示出包括反饋路徑的有源天線陣列I。圖6示出包括反饋路徑的有源天線陣列的另一方面。圖7不出在尚散頻率上振幅偏移和相位偏移的測(cè)量。圖8示出用于帶內(nèi)發(fā)射相位補(bǔ)償?shù)念A(yù)加重的概念。圖9示出用于帶內(nèi)接收相位補(bǔ)償?shù)木狻D10圖示中繼無(wú)線電信號(hào)的方法。圖11圖示補(bǔ)償偏移的步驟。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖描述本發(fā)明。可以理解，在此描述的實(shí)施例和方面僅是示例，并不以任何方式限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。本發(fā)明由權(quán)利要求書及其等同物來(lái)定義。還可理解，ー個(gè)方面的特征可以與不同方面的特征組合。圖3示出根據(jù)本公開的有源天線陣列I。該有源天線陣列I與現(xiàn)有技術(shù)的有源天線陣列l(wèi)a(參見(jiàn)圖1和圖2)的不同之處在于該收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20_N包括將在下文解釋的各個(gè)時(shí)鐘。在圖3中，鏈路40-1、40-2、……、40-N將中央基帶處理單元或基帶單元10耦合至各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N。因此，將各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx_l、Tx-2、……、Tx-N轉(zhuǎn)發(fā)給收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20_N，已不再處于模擬域內(nèi)(如根據(jù)圖1和圖2所知的)。類似地，來(lái)自收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的各個(gè)接收信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)給中央基帶處理單元10時(shí)也在數(shù)字域內(nèi)。鏈路40-1、40-2、……、40-N是數(shù)字鏈路。在中央基帶處理單元10和收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N之間的鏈路40-1、40-2、……、40-N是異步的。使用可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀或分組長(zhǎng)度交換數(shù)據(jù)。沒(méi)有與數(shù)字有效載荷信號(hào)或基站信號(hào)7同步的恒定比特流。每條鏈路40-1、40-2、……、40_N以可選擇的有效負(fù)載率Pr中繼各有效載荷信號(hào)P-l、P-2、……、P_N。使用可變分組長(zhǎng)度可以實(shí)現(xiàn)可選擇的有效載荷速率?；?轉(zhuǎn)發(fā)包括通常在恒定采樣率上的基站信號(hào)7的數(shù)據(jù)流?？梢赃x擇用于一條鏈路40-1、40-2、……、40-N的有效載荷速率Pr。如下文將要解釋的，對(duì)于該條鏈路40-1、40-2、……、40_N而言，有效載荷速率Pr可以隨著時(shí)間變化。第一分組可按第一分組長(zhǎng)度在該條鏈路40-1、40_2、......、40_N上被中繼，第二
分組可按第二分組長(zhǎng)度 在相同鏈路40-1、40-2、……、40-N上被中繼。因此，鏈路40-1、40-2、……、40-N上的最大有效載荷速率的部分也是可以實(shí)現(xiàn)的。使用不同的分組長(zhǎng)度可以實(shí)現(xiàn)最大有效載荷速率的部分。當(dāng)使用不同分組長(zhǎng)度時(shí)，鏈路40-1、40-2、……、40-N允許突發(fā)型傳輸。最大有效載荷速率可為在鏈路40-1、40-2、……、40-N上的2.4Gb/s，但是并不限于此。當(dāng)用有源天線陣列I根據(jù)ー種以上協(xié)議中繼無(wú)線電信號(hào)時(shí)，可以利用最大有效載荷速率和鏈路40-1、40-2、……、40-N上的最大有效載荷速率的部分?；拘盘?hào)7包括在數(shù)據(jù)接ロ上抵達(dá)中央基帶處理単元10的良好定義時(shí)序的數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)分組。沿著鏈路40-1、40-2、……、40-N，各個(gè)有效載荷信號(hào)P-l、P-2、……、P-N的有效載荷速率是可變的，因此不需要反映在數(shù)字接口上的基站信號(hào)7的時(shí)序。鏈路40-1,40-2,……、40-N上的突發(fā)型傳輸可能引入或去除在基站信號(hào)7內(nèi)出現(xiàn)的延時(shí)，由此妨礙基站信號(hào)7的時(shí)序。為了有源天線陣列I的相干中繼，需關(guān)注在各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、......、20-N上恢復(fù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的時(shí)序?？梢岳斫猓鱾€(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P-N包括在數(shù)字域內(nèi)的各個(gè)發(fā)射信號(hào)Tx-1、Tx-2、……、Tx-N。該各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P-N還包括在數(shù)字域內(nèi)的各個(gè)接收信號(hào)Rx-1、Rx-2、……、Rx-N。在圖1和圖2的有源天線陣列Ia內(nèi)，由中央基帶處理單元10執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和任何進(jìn)ー步的信號(hào)處理。圖3的有源天線陣列I包括處理元
件95-1、95-2、......、95-N。處理元件95_1、95_2、......、95_N適合于對(duì)數(shù)字信號(hào)執(zhí)行信號(hào)
處理和/或根據(jù)模擬信號(hào)形成ー個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)。處理元件95-1、95-2、……、95-N可以是數(shù)字濾波元件、模擬濾波元件、雙エ濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、均衡器、混頻器，但并不限于此。各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P-2、……、P-N的可變有效載荷速率Pr并不需要鏈路40-1、40-2、……、40-N上的時(shí)鐘。本公開文本教導(dǎo)了分布式、靈活的時(shí)鐘方案，當(dāng)改變有效載荷速率Pr時(shí)，不需要修改時(shí)鐘發(fā)生器頻率、收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N或中央基帶處理単元10。因此，有源天線陣列I在為各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N改變各個(gè)有效載荷速率Pr時(shí)提供了高程度的靈活性。改變有效載荷速率Pr并不需要時(shí)鐘發(fā)生器頻率、收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N或中央基帶處理單元10的任何改變。通過(guò)編碼全局定時(shí)信號(hào)T，以使全局定時(shí)信號(hào)T的上升沿和/或下降沿基本上出現(xiàn)在規(guī)定頻率上，代表定時(shí)速率Tr，可以實(shí)現(xiàn)將全局定時(shí)信號(hào)T嵌入在可選擇的有效載荷速率Pr的有效載荷信號(hào)p-P-1、p-P-2、......、p-P-N內(nèi)。使用在基站信號(hào)7內(nèi)嵌入的全局定時(shí)信號(hào)T執(zhí)行在中央處理單元10和各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N之間的定時(shí)的同步。將全局定時(shí)信號(hào)T嵌入在鏈路40-1、40-2、......、40-N上的各個(gè)有效載荷信號(hào)p-P-l、p-P-2、......、p-P-N內(nèi)。圖4更詳細(xì)地公開了用于每個(gè)收發(fā)器單元20-1、20_2、……、20_N的各個(gè)定時(shí)信號(hào)T-l、T-2、……、T-N的同歩。通常在固定定時(shí)速率Tr上提供定時(shí)信號(hào)T。由中央時(shí)鐘單元50自基站信號(hào)7提取定時(shí)信號(hào)T。中央時(shí)鐘單元50將定時(shí)信號(hào)T轉(zhuǎn)發(fā)給鏈路40-1、40-2、……、40-N。更準(zhǔn)確地，將定時(shí)信號(hào)T嵌入在各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P-2、……、P_N的可變有效載荷速率Pr的數(shù)據(jù)包內(nèi)。收發(fā)器單元20-1、20_2、......、20_N包括本地定時(shí)單元55_1、55_2、......、55_N。
本地定時(shí)單元55-1、55-2、......、55-N適合于從鏈路40-1、40-2、......、40_N上發(fā)送的各個(gè)
有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P-N中提取本地定時(shí)信號(hào)T-1、T-2、……,T-N0可以理解，本地定時(shí)單元55-1、55_2、……、55_N得知全局定時(shí)信號(hào)T的定時(shí)速率Tr0結(jié)合緩沖器(未示出)，使用由本地定時(shí)單元55-1、55-2、……、55_N提取的本地定時(shí)信號(hào)T-l、T-2、……、T-N ，可以恢復(fù)沿鏈路40-1、40-2、……、40_N中繼的數(shù)據(jù)分組的時(shí)序。因此，可以為每個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N恢復(fù)數(shù)字基站信號(hào)7的時(shí)序。在該公開文本中描述的分布式時(shí)鐘同步概念使得每個(gè)收發(fā)器單元20-1、20_2、……、20-N能夠與基帶處理單元10的中央時(shí)鐘單元50同步。在完美條件下，該分布式時(shí)鐘同步在全部收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N之間同時(shí)生成同歩。然而，由于不同的電纜長(zhǎng)度、數(shù)字元件(例如緩沖器)的啟動(dòng)效應(yīng)、模擬元件容差(例如在群延時(shí)中的變化等)，分布式時(shí)鐘同步可能在各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N之間受阻。全部這些效應(yīng)可能導(dǎo)致時(shí)間延時(shí)、振幅和相位在各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N之間改變。如下文將要解釋的，用于測(cè)量在各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20_2、......、20_N之間的相
位偏移、振幅偏移和延時(shí)偏移的方法以及用于補(bǔ)償由于收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N
的缺陷導(dǎo)致的在各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、......、20-N之間的相位偏移、振幅偏移和延時(shí)
偏移的技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。已知可使用導(dǎo)頻信號(hào)和/或通過(guò)盲法測(cè)量相位偏移、振幅偏移和時(shí)間偏移。盲法包括比較來(lái)自基站信號(hào)7的有效載荷信號(hào)與在天線元85-1、85-2、……、85-N上實(shí)際中繼的有效載荷信號(hào)波束。在數(shù)字域內(nèi)，可以實(shí)施如在2009年4月I日提交的序列號(hào)為12/577，339的相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng)內(nèi)描述的相關(guān)方法。圖5示出包括自天線元85-1、85_2、……、85_N至測(cè)量單元150的反饋路徑110-1、110-2、……、110-N的有源天線陣列I的ー個(gè)方面。該反饋路徑110-1、110-2、……、110-N 中繼反饋信號(hào) 120-1、120-2、......、120-N。該反饋信號(hào) 120-1、120-2、......、120_N包括用于收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的發(fā)射信號(hào)校準(zhǔn)的耦合發(fā)射信號(hào)120TX-1、
120Tx-2、......、120Tx-N。該耦合發(fā)射信號(hào) 120Tx_l、120Tx_2、......、120Tx_N 包括由天
線兀85-1、85_2、......、85-N發(fā)射的信號(hào)的一小部分。用于提取稱合發(fā)射信號(hào)120Tx_l、
120TX-2、……、120Tx-N的裝置包括定向耦合器(未示出)，但是并不限于此。反饋信號(hào)
120-1、120-2、......、120-N還包括對(duì)應(yīng)于在天線元85-1、85-2、......、85_N上接收的接收信
號(hào)的一小部分的耦合接收信號(hào)120Rx-l、120Rx-2、……、120Rx_N。進(jìn)入中央基帶處理單元10的基站信號(hào)I內(nèi)的有效載荷信號(hào)和耦合發(fā)射信號(hào)120Tx-l、120Tx-2、……、120Tx_N之
間的比較使得發(fā)射偏移ATx_l、ATx_2、......、A Tx_N可得以計(jì)算。該發(fā)射偏移ATx_l、
ATx-2、......、ATx-N包括發(fā)射相位偏移、發(fā)射振幅偏移和發(fā)射時(shí)間延時(shí)。該發(fā)射偏移
A Tx-1、A Tx-2、……、八11,描述發(fā)射時(shí)各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20_N之間的時(shí)間失調(diào)量。耦合接收信號(hào)120Rx-l、120Rx_2、……、120Rx_N和從中央基帶處理單元10內(nèi)輸出的基站信號(hào)7中的接收信號(hào)之間的比較提供了各收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N間
的接收偏移 A Rx-1、A Rx-2、......、ARX-N。接收偏移 A Rx-1、A Rx-2、......、A Rx-N 包括
接收相位變化、接收振幅變化和接收延時(shí)變化。在測(cè)量單元150上測(cè)量接收偏移ARx-1、A Rx-2、……、A Rx-N和/或發(fā)射偏移ATx-U A Tx-2,……> A Tx-N0將發(fā)射偏移A Tx-1、A Tx-2、……、A Tx-N和/或接收偏移A Rx-1、A Rx-2,……、A Rx-N轉(zhuǎn)發(fā)給中央基帶處理單元10。調(diào)整單元90-1、90_2`、……、90_N適合于施加基本補(bǔ)償、振幅補(bǔ)償和延時(shí)補(bǔ)償，以便生成有源天線陣列I的相干中繼。調(diào)整單元90-1、90-2、……、90-N適合于將發(fā)射補(bǔ)償
200Tx-l、200Tx-2、......、200Tx_N 施加給進(jìn)入鏈路 40_1、40_2、......、40_N 之前的有效載
荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N。發(fā)射補(bǔ)償200Tx-l、200Tx-2、……、200Tx_N可以包括發(fā)射相位補(bǔ)償、發(fā)射振幅補(bǔ)償和發(fā)射延時(shí)補(bǔ)償。應(yīng)用發(fā)射補(bǔ)償200TX-l、200TX-2、……、200Tx-N將基本上校正發(fā)射偏移ATx-1、A Tx-2,……、ATx-N。因此，有源天線陣列I的發(fā)射將基本上是相干的。此外，調(diào)整單元90-1、90-2、……、90-N適合于將接收補(bǔ)償200RX-1、200RX-2、……、200Rx-N施加給來(lái)自各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20_N的接收信號(hào)。該接收補(bǔ)償200RX-l、200RX-2、……、200RX_N包括接收相位補(bǔ)償、接收振幅補(bǔ)償和接收延時(shí)補(bǔ)償。接收補(bǔ)償200Rx-l、200Rx-2、……、200Rx_N將基本上補(bǔ)償由測(cè)量單元150測(cè)量的接收偏移ARx-1、A Rx-2, ......、A Rx-N，以便生成有源天線陣列I的相干接收。一種選擇是通過(guò)插入功率測(cè)量計(jì)(未示出)測(cè)量振幅偏移作為發(fā)射偏移A Tx-U
A Tx-2、......、A Tx-N和/或接收偏移A Rx-1、A Rx-2, ......、ARx-N的一部分。該功率
測(cè)量計(jì)可以位于收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N、中央基帶處理単元10內(nèi)或者沿著反饋路徑110-1,110-2,……UlO-N0在序列號(hào)為12/577, 339的美國(guó)專利申請(qǐng)的相關(guān)專利申請(qǐng)中已經(jīng)公開了諸如變?nèi)荪藰O管等功率測(cè)量計(jì)的使用?？梢岳斫?，需要測(cè)量發(fā)射偏移ATx-1、A Tx-2、……、A Tx-N和/或接收偏移ARx-U A Rx-2、……、ARx-N內(nèi)的相位偏移，以便能夠?qū)τ性刺炀€陣列I進(jìn)行相位校準(zhǔn)?？梢栽谟行лd荷信號(hào)P-1、P_2、……、P-N上或者通過(guò)注入專用導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)測(cè)量相位偏移。專用導(dǎo)頻信號(hào)具有特定屬性，允許測(cè)量各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N之間的相位偏移，例如由各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N中繼的各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P-2、……、P-N的特定相關(guān)屬性。因此，通過(guò)特定相關(guān)屬性可以識(shí)別出各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N，以便識(shí)別各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N。使復(fù)數(shù)值的有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N與適當(dāng)?shù)膹?fù)數(shù)因子相乘，可以補(bǔ)償振幅偏移和相位偏移。如圖5所示，復(fù)數(shù)乘法可在中央基帶處理単元10內(nèi)形成?？商娲?，如圖6所示，可以為每個(gè)收發(fā)器単元20-1、20_2、……、20_N獨(dú)立地進(jìn)行相位補(bǔ)償和振幅補(bǔ)償。在圖6中，將調(diào)整單元90-1、90-2、……、90-N自中央基帶單元10移至每個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N。發(fā)射振幅補(bǔ)償?shù)牧愆`選項(xiàng)是為了發(fā)射振幅補(bǔ)償改變各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的發(fā)射放大器60-1、60-2、……、60_N的模擬增益。在接收振幅補(bǔ)償?shù)那闆r下，可以為各個(gè)接收放大器70-1、70-2、……、70-N改變接收放大器70-1、70-2、……、70-N的模擬增益，以便實(shí)現(xiàn)在接收情況下的接收振幅補(bǔ)償。為了補(bǔ)償發(fā)射偏移和/或接收偏移ATx-1、ATx-2、……、ATx_N、ARx_l、A Rx-2、……、ARx-N的相位偏移，可以在模擬發(fā)射放大器60-1、60-2、……、60_N或模擬接收放大器70-1、70-2、……、70-N內(nèi)使用模擬移相電路。可注意到發(fā)射偏移ATx-1、ATx-2、……、A Tx-N和/或接收偏移A Rx_l、
A Rx-2、......、A· Rx-N可以是頻率相關(guān)的。理想上，在收發(fā)器單元20_1、20_2、......、20_N
上的信號(hào)路徑將在它們的信號(hào)傳輸特性上顯示出基本“平坦”的頻率特征。因此，相位測(cè)量和振幅測(cè)量將不是頻率相關(guān)的。在收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N的“平坦”傳輸特性和各個(gè)收發(fā)器単元20-1、20-2、……、20-N之間的完美時(shí)間對(duì)準(zhǔn)這樣ー種理想情況下，在單個(gè)頻率上測(cè)量相位偏移和振幅偏移將是足夠的。在實(shí)際系統(tǒng)內(nèi)，在頻率上通常并不符合“平坦”傳輸特性這ー條件。在發(fā)射方向和/或接收方向上的信號(hào)傳輸特性可能大幅偏離該“平坦特征”。因此，需關(guān)注圖7所示的在不同頻率點(diǎn)上的相位偏移和振幅偏移的測(cè)量?？招膱A表示在頻率上在各個(gè)收發(fā)器単元20-1,20-2,……、20-N之間的相位偏移。如直實(shí)線所示，發(fā)射偏移ATx-1、ATx-2、……、A Tx-N和接收偏移ARx-1、A Rx-2、……、A Rx-N內(nèi)的相位偏移并不平坦。該直實(shí)線實(shí)際上表示實(shí)際測(cè)量相位偏移時(shí)頻率之間的插值(空心圓，左y軸)。類似地，可以在用于振幅偏移的測(cè)量值之間，在圖7中空心正方形(對(duì)應(yīng)于右y軸)所示的若干頻率上測(cè)量在發(fā)射
偏移 ATx-1、ATx-2、......、ATx-N 或接收偏移 ARx_l、A Rx-2, ......、ARx-N 內(nèi)的振幅偏移。可能面臨的ー種情況是，其中有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N的帶寬很小。如
果各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、......、20-N之間的振幅偏移和/或相位偏移的頻率相關(guān)性
與有效載荷信號(hào)P-l、P-2、……、P-N的帶寬相比來(lái)說(shuō)很寬，則相對(duì)于有效載荷信號(hào)P-1、P-2、……、P_N的中心頻率為相位偏移和振幅偏移執(zhí)行相位校正和/或振幅校正可能是足夠的。更準(zhǔn)確地，通過(guò)僅取決于有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N的中心頻率的校正項(xiàng)，可以推導(dǎo)出振幅和相位補(bǔ)償。使用該校正項(xiàng)和中心頻率，可以實(shí)現(xiàn)不同頻率(如圖7所示)相位和振幅測(cè)量的校正。如果收發(fā)器単元20-1、20_2、……、20_N的振幅和相位傳輸特性顯示有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P_N的帶寬內(nèi)的明顯變化，可以使用用于相位和/或振幅補(bǔ)償?shù)牟煌桨?。在發(fā)射方向上，使用預(yù)加重単元135可以實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)補(bǔ)償方案。預(yù)失真単元135使用如針對(duì)圖7討論的頻率相關(guān)相位和振幅偏移結(jié)果使各個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P-N在發(fā)射之前預(yù)失真，以便獲得在天線元85-1、85-2、……、85-N上在頻率上基本“平坦”的振幅特性和基本線性的相位變化。預(yù)失真単元135可以為每個(gè)收發(fā)器単元在中央基帶處理單元10或替代地在收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N中實(shí)現(xiàn)。在圖8中，在頻率上具有相位基本上“平坦”變化的信號(hào)PO自左側(cè)進(jìn)入預(yù)加重單元135。該預(yù)加重単元135將在頻率上相位的線性增加添加給信號(hào)PO，從而形成預(yù)加重信號(hào)Pl0該預(yù)加重信號(hào)Pl進(jìn)入收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的發(fā)射路徑。該預(yù)加重信號(hào)Pl包括在頻率上在相位內(nèi)的這樣ー種變化，即它“反轉(zhuǎn)”在發(fā)射偏移ATx-1、ATx-2、……、ATx-N內(nèi)的相位偏移；從而對(duì)于頻率上相位的變化生成基本上“平坦”的發(fā)射信號(hào)Tx。在接收方向上，可基于均衡器實(shí)現(xiàn)逆補(bǔ)償方案。圖9示出包括均衡器130的帶內(nèi)接收相位補(bǔ)償。具有在頻率上基本“平坦”相位偏移的接收信號(hào)自右側(cè)進(jìn)入收發(fā)器單元20-1,20-2,……,20-No該收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20_N將頻率相關(guān)的相位變化施加給接收信號(hào)Rx。包括在頻率上相位基本上線性降低的失真接收信號(hào)Rxd將出現(xiàn)在收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的接收輸出上。均衡器130可以校正在接收偏移ARx-1、A Rx-2、……、ARx-N內(nèi)的相位偏移，以便提供包括在頻率上基本上“平坦”的相位傳輸特性的未失真接收信號(hào)。均衡器130可以存在于收發(fā)器単元20-1、20_2、……、20_N或中央基帶處理単元10內(nèi)。本公開內(nèi)容還涉及用于在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)的方法1000。圖10示出方法1000的流程圖。步驟1100包括生成全局定時(shí)信號(hào)T。該全局定時(shí)信號(hào)T在固定定時(shí)速率Tr上。響應(yīng)于來(lái)自基站5的基站信號(hào)7生成全局定時(shí)信號(hào)T。如上文討論的，通過(guò)檢測(cè)在基站信號(hào)7內(nèi)的信號(hào)分量的上升沿和/或下降沿，生成全局定時(shí)信號(hào)T。 在步驟1200中，將全局定時(shí)信號(hào)T嵌入在至少ー個(gè)有效載荷信號(hào)P-1、P_2、……、P-N內(nèi)。在步驟1300，在鏈路40-1、40-2、……、40_N上轉(zhuǎn)發(fā)有效載荷信號(hào)P_1、P_2、……、P-N。在步驟1400中，在收發(fā)器單元20-1、20_2、……、20_N上從有效載荷信號(hào)P-1、P-2、……、P_N提取本地定時(shí)信號(hào)T-l、T-2、……,T-N0該全局定時(shí)信號(hào)T用于本地定時(shí)信號(hào) T-l、T-2、......、T-N 的提取 1400。步驟1500包括在各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20_2、……、20_N之間偏移的補(bǔ)償。步驟1600包括根據(jù)ー個(gè)本地定時(shí)信號(hào)T-l、T-2、……、T-N中繼有效載荷信號(hào)P_1、P_2、……、P-N。該可選擇的有效載荷速率Pr是獨(dú)立于固定定時(shí)速率Tr可選擇的?？梢岳斫猓?dāng)在鏈路40-1、40_2、……、40_N上中繼有效載荷信號(hào)P_1、P_2、……、
P-N時(shí)，并不保持抵達(dá)中央基帶處理單元10的數(shù)據(jù)分組的時(shí)序。鏈路40-1、40-2、......、
40-N上的中繼可以包括各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N上的突發(fā)型中繼。使用本地定時(shí)信號(hào)T-l、T-2、……、T-N恢復(fù)數(shù)據(jù)分組的時(shí)序(參見(jiàn)圖3和圖4)。圖11示出在各個(gè)收發(fā)器單元之間偏移補(bǔ)償1500的細(xì)節(jié)。步驟1500包括在左手側(cè)上發(fā)射偏移補(bǔ)償相關(guān)的方法步驟。將補(bǔ)償1500的相應(yīng)步驟在右手側(cè)上接收偏移補(bǔ)償內(nèi)示出。我們首先考慮發(fā)射情況。在步驟1510Tx中，例如靠近有源天線元85-1、85-2、……、85-N，提取耦合發(fā)射信號(hào)120Tx-l、120Tx-2、……、120Τχ_Ν。可以將定向耦合器用于耦合發(fā)
射信號(hào)120Tx-l、120Tx-2、......、120Τχ_Ν的提取1510Τχ。在步驟1520Τχ中，測(cè)量發(fā)射偏移
ΔΤχ-U ΔΤχ-2,……、ΛΤχ_Ν?？梢允褂脺y(cè)量單元150執(zhí)行該測(cè)量。在接收情況中，該方法從提取耦合接收信號(hào)120Rx-l、120Rx_2、……、120Rx_N的步驟1510RX開始?？梢岳斫猓蔀槊總€(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20_N或者僅為收發(fā)器
單元20-1、20-2、......、20-N的選定組提取耦合發(fā)射信號(hào)120Tx_l、120Tx_2、......、120Τχ_Ν
和 / 或耦合接收信號(hào) 120Rx-l、120Rx-2、......、120Rx_N。步驟1520Rx包括測(cè)量各個(gè)耦合接收信號(hào)120Rx_l、120Rx_2、......、120Rx_N和至少
一個(gè)有效載荷信號(hào)Ρ-1、Ρ-2、……、P_N之間的接收偏移ARx-l、ARx-2、……> Δ Rx-N0典型地，在同一收發(fā)器單元20-1、20-2、……、20-N的耦合接收信號(hào)120Rx_l、120Rx_2、……、120RX-N和有效載荷信號(hào)Ρ-1、Ρ-2、……、P-N之間測(cè)量接收偏移ARx-U ARx_2、……、ΔRx-N。步驟1530包括補(bǔ)償?shù)挠?jì)算。在發(fā)射情況下，步驟1530包括發(fā)射補(bǔ)償200Tx_l、
200Tx-2、......、200Τχ-Ν 的計(jì)算 1530Τχ。發(fā)射補(bǔ)償 200Τχ-1、200Τχ_2、......、200Τχ_Ν 包括
發(fā)射相位補(bǔ)償、發(fā)射振幅補(bǔ)償、發(fā)射延時(shí)補(bǔ)償。如參考圖7討論的，計(jì)算1530ΤΧ可以為預(yù)加重單元135生成頻率相關(guān)的校正項(xiàng)。在接收情況下，步驟1530包括接收補(bǔ)償200Rx-l、200Rx-2、......、200Rx_N的計(jì)算
1530Rx。接收補(bǔ)償?shù)挠?jì)算1530Rx可以包括如參考圖9討論的通過(guò)提供用于均衡器130的校正項(xiàng)實(shí)現(xiàn)頻率相關(guān)的補(bǔ)償。該接收補(bǔ)償200RX-l、200RX-2、……、200Rx_N包括相位接收補(bǔ)償、振幅接收補(bǔ)償、延時(shí)接收補(bǔ)償。如參考圖7討論的，計(jì)算1530RX基于可能包括頻率相關(guān)測(cè)量和插值的接收偏移ARx-U ARx-2、……、ARx-N的測(cè)量1520RX。步驟1540Tx包括將發(fā)射補(bǔ)償200Τχ-1、200Τχ_2、......、200Τχ_Ν施加在有效載荷
信號(hào)Ρ-1、Ρ-2、……、P-N上，以便補(bǔ)償任一個(gè)發(fā)射偏移Λ Tx-1、Λ Τχ-2、……、Λ Tx-Ν，如圖8所示。步驟1540Rx包括將接收補(bǔ)償200Rx-l、200Rx_2、......、200Rx_N施加在接收信號(hào)
上，以便補(bǔ)償任一個(gè)接收偏移ARx-1、ARx-2、……、Λ Rx-N，例如使用均衡器130，如圖9所示。步驟1540Rx包括將接收補(bǔ)償200Rx-l、200Rx_2、......、200Rx_N施加在各個(gè)天線
元85-1、85-2、……、85-N上接收的接收信號(hào)上?？梢砸淮螢橐粋€(gè)收發(fā)器單元20-1、20_2、……、20_N或者同時(shí)為一個(gè)以上收發(fā)器
單元20-1,20-2,......、20-N執(zhí)行步驟1500?？梢岳斫猓瑑H為收發(fā)器單元20_1、20_2、......、
20-N之一圖示步驟1500，可能需要步驟1500的多次迭代，以便完全補(bǔ)償在各個(gè)收發(fā)器單元20-1、20-2、......、20-N 之間的偏移。方法1000提供有源天線陣列I的基本相干的中繼，該有源天線陣列包括適合于以可調(diào)整的有效載荷速率Pr中繼有效載荷信號(hào)P-1、P-2、……、P-N的數(shù)字鏈路40_1、40-2、......,40-No本公開內(nèi)容進(jìn)一步教導(dǎo)一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括具有在其中存儲(chǔ)的控制邏輯的非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，用于使計(jì)算機(jī)制造用于本公開內(nèi)容的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有源天線陣列I。
本公開內(nèi)容進(jìn)一步涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括具有在其中存儲(chǔ)的控制邏輯的非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，用于使計(jì)算機(jī)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)，如針對(duì)本公開內(nèi)容的用于在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)的方法1000所討論的。雖然上文已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解通過(guò)例子非限制性地予以介紹。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，顯然可以在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行各種改變。除了使用硬件(例如在中央處理單元(“CPU”)、微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、處理器內(nèi)核、片上系統(tǒng)(“S0C”)或任何其他設(shè)備的內(nèi)部或與之耦合)之外，也可用軟件實(shí)現(xiàn)，例如被配置為存儲(chǔ)軟件的非易失計(jì)算機(jī)可用(例如可讀)介質(zhì)內(nèi)的軟件(例如計(jì)算機(jī)可讀代碼、程序代碼和/或以任意形式設(shè)置的指令，例如源、目標(biāo)或機(jī)器語(yǔ)言)。這種軟件可以支持例如在此描述設(shè)備和方法的功能、制造、建模、仿真、描述和/或測(cè)試。例如，這可以通過(guò)使用通用編程語(yǔ)言(例如C、C++)、包括Verilog HDL、VHDL等的硬件描述語(yǔ)言(HDL)或其它可用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種軟件可以設(shè)置在任意已知的非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)內(nèi)，例如半導(dǎo)體、磁盤或光盤(例如⑶-ROM、DVD-ROM等)。也可以將軟件設(shè)置為在計(jì)算機(jī)可用(如可讀)傳輸介質(zhì)(例如載波或包括數(shù)字、光學(xué)或基于模擬的介質(zhì)的任何其它介質(zhì))內(nèi)實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)。本發(fā)明的實(shí)施例可以包括通過(guò)提供描述設(shè)備的軟件和在包括互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)上作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)隨后傳送軟件來(lái)提供在此描述的設(shè)備的方法?？梢岳斫?，在此描述的設(shè)備和方法可以被包括在半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)內(nèi)核內(nèi)，例如微處理器內(nèi)核(例如用HDL實(shí)現(xiàn))并在集成電路的生產(chǎn)中轉(zhuǎn)換成硬件。此外，在此描述的設(shè)備和方法可以被實(shí)施為硬件和軟件的組合。因而，本發(fā)明不應(yīng)限于任意上述示例的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)以下權(quán)利要求書 及其等同物來(lái)限制。
參考標(biāo)記
Ia有源天線陣列
5基站
7基站信號(hào)
10中央基帶處理單元
20-1,20-2,……、20-N收發(fā)器單元
25雙工器
25-1、25-2、......、25-N雙工濾波器
40-1、40-2、......、40-N鏈路
50中央時(shí)鐘單元
60-1、60-2、……、60-N發(fā)射放大器
70-1,70-2,……、70-N接收放大器
85-1、85-2、......、85-N有源天線元
90-1,90-2, ......、90-N調(diào)整單元
95-1、95-2、......、95-N處理元件
110-1、110-2、……、IIO-N到測(cè)量單元的反饋路徑
120-1、120-2、......、120-N反饋信號(hào)
120Tx-l、120Tx-2、......、120Τχ_Ν耦合發(fā)射信號(hào)120Rx-l、120Rx-2、......、120Rx_N耦合接收信號(hào)
150測(cè)量單元
200Tx-l、200Tx-2、......、200Τχ_Ν發(fā)射補(bǔ)償
200Rx-l、200Rx-2、......、200Rx_N接收補(bǔ)償
ΔΤχ-U ΔΤχ-2,……、ΛΤχ_Ν發(fā)射偏移
ARx-l、ARx-2、......、ARx-N接收偏移
Ρ-1、Ρ-2、……、P_N有效載荷信號(hào)
Τ-1、Τ-2、……、T-N 本地定時(shí)信號(hào)
權(quán)利要求
1.一種用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有源天線陣列，該有源天線陣列包括 -基帶單元，其耦合至基站； -多個(gè)收發(fā)器單元，其中各個(gè)收發(fā)器單元由至少一個(gè)天線元端接； -至少一條鏈路，其將該多個(gè)收發(fā)器單元中的各個(gè)耦合至基帶單元； 其中該至少一條鏈路是數(shù)字鏈路且適合于以可選擇的有效載荷速率中繼有效載荷信號(hào)，且還適合于以固定定時(shí)速率中繼定時(shí)信號(hào)，該定時(shí)信號(hào)被嵌入在處于可選擇的有效載荷速率的有效載荷信號(hào)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源天線陣列，其中該至少一條鏈路適合于使用可變分組長(zhǎng)度中繼有效載荷信號(hào)。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 響應(yīng)于自基站接收的基站信號(hào)提供定時(shí)信號(hào)的中央時(shí)鐘單元。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 多個(gè)本地定時(shí)單兀，其適合于響應(yīng)于定時(shí)信號(hào)提取本地定時(shí)信號(hào)。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 用于放大由各個(gè)收發(fā)器單元發(fā)射的發(fā)射信號(hào)的多個(gè)發(fā)射放大器。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 用于放大由各個(gè)收發(fā)器單元接收的接收信號(hào)的多個(gè)接收放大器。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 至少一個(gè)調(diào)整單元，其適合于將可變延時(shí)、可變相位加權(quán)和可變振幅加權(quán)施加給通過(guò)一條鏈路的信號(hào)。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 用于在一個(gè)收發(fā)器單元內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理的至少一個(gè)處理元件，該至少一個(gè)處理元件選自包括下述的組數(shù)字濾波單元、模擬濾波單元、雙工濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、均衡器和混頻器。
9.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的有源天線陣列，包括 從一個(gè)天線元到測(cè)量單元的至少一條反饋路徑；該反饋路徑中繼反饋信號(hào)，該反饋信號(hào)包括以下信號(hào)的至少一個(gè)從由該天線元發(fā)射的信號(hào)耦合的一個(gè)或多個(gè)耦合發(fā)射信號(hào)，或者從由該天線元接收的信號(hào)耦合的一個(gè)或多個(gè)耦合接收信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求所述9的有源天線陣列，該測(cè)量單元適合于 測(cè)量使用一個(gè)收發(fā)器單元發(fā)射時(shí)累積的發(fā)射偏移； 其中該發(fā)射偏移包括振幅偏移、相位偏移和延時(shí)偏移中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求所述9或10的有源天線陣列，該測(cè)量單元適合于 -測(cè)量使用一個(gè)收發(fā)器單元接收時(shí)累積的接收偏移； 其中該接收偏移包括振幅偏移、相位偏移和延時(shí)偏移中的至少一個(gè)。
12.一種用于在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)的方法，該方法包括 -響應(yīng)于自基站接收的基站信號(hào)生成固定定時(shí)速率的全局定時(shí)信號(hào)； -將該全局定時(shí)信號(hào)嵌入在可選擇的有效載荷速率的至少一個(gè)有效載荷信號(hào)內(nèi)； -在至少一條鏈路上轉(zhuǎn)發(fā)該至少一個(gè)有效載荷信號(hào)； -從該全局定時(shí)信號(hào)提取用于至少一個(gè)收發(fā)器單元的至少一個(gè)本地定時(shí)信號(hào)；和-根據(jù)一個(gè)本地定時(shí)信號(hào)中繼該至少一個(gè)有效載荷信號(hào)； 其中該可選擇的有效載荷速率是獨(dú)立于定時(shí)速率可選擇的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括 補(bǔ)償各收發(fā)器單元之間的偏移。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，該補(bǔ)償包括 -提取耦合發(fā)射信號(hào)； -測(cè)量各個(gè)耦合發(fā)射信號(hào)和該至少一個(gè)有效載荷信號(hào)之間的發(fā)射偏移； -計(jì)算發(fā)射補(bǔ)償；和 -施加發(fā)射補(bǔ)償。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，該補(bǔ)償包括 -提取耦合接收信號(hào)； -測(cè)量各個(gè)耦合接收信號(hào)和該至少一個(gè)有效載荷信號(hào)之間的接收偏移； -計(jì)算接收補(bǔ)償；和 -施加接收補(bǔ)償。
16.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，該介質(zhì)具有在其中存儲(chǔ)的控制邏輯，用于使計(jì)算機(jī)制造用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有源天線陣列，該有源天線陣列包括 -基帶單元，其被耦合至基站； -多個(gè)收發(fā)器單元，其中各個(gè)收發(fā)器單元至少由一個(gè)天線元端接； -至少一條鏈路，其將該多個(gè)收發(fā)器單元中的各個(gè)耦合至基帶單元； 其中該至少一條 鏈路是數(shù)字鏈路并適合于以可選擇的有效載荷速率中繼有效載荷信號(hào)，且還適合于以固定定時(shí)速率中繼定時(shí)信號(hào)，該定時(shí)信號(hào)被嵌入在該可選擇的有效載荷速率的有效載荷信號(hào)內(nèi)。
17.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括非易失計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，該介質(zhì)具有在其中存儲(chǔ)的控制邏輯，用于使計(jì)算機(jī)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)中繼無(wú)線電信號(hào)，該控制邏輯包括 -第一計(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，其用于使所述計(jì)算機(jī)響應(yīng)于自基站接收的有效載荷信號(hào)生成固定定時(shí)速率的全局定時(shí)信號(hào)； -第二計(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，其用于使所述計(jì)算機(jī)將該全局定時(shí)信號(hào)嵌入在可選擇的有效載荷速率的至少一個(gè)有效載荷信號(hào)內(nèi)； -第三計(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，其用于使所述計(jì)算機(jī)在至少一條鏈路上轉(zhuǎn)發(fā)該至少一個(gè)有效載荷信號(hào)； -第四計(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，其用于使所述計(jì)算機(jī)從該全局定時(shí)信號(hào)提取用于至少一個(gè)收發(fā)器單兀的至少一個(gè)本地定時(shí)信號(hào)；和 -第五計(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，其用于使所述計(jì)算機(jī)根據(jù)一個(gè)本地定時(shí)信號(hào)中繼該至少一個(gè)有效載荷信號(hào)； 其中該可選擇的有效載荷速率是獨(dú)立于定時(shí)速率可選擇的。
全文摘要
本發(fā)明內(nèi)容教導(dǎo)了一種用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有源天線陣列。該有源天線陣列包括基帶單元、至少由一個(gè)天線元端接的多個(gè)收發(fā)器單元和至少一條鏈路。該鏈路將該多個(gè)收發(fā)器單元中的各個(gè)耦合至基帶單元。該鏈路是數(shù)字鏈路且適合于以可選擇的有效載荷速率中繼有效載荷信號(hào)。當(dāng)該定時(shí)信號(hào)T被嵌入在可選擇的有效載荷速率的有效載荷內(nèi)時(shí)，該數(shù)字鏈路還適合于以固定定時(shí)速率中繼定時(shí)信號(hào)。本發(fā)明內(nèi)容還教導(dǎo)了用于中繼無(wú)線電信號(hào)的方法和用于制造有源天線陣列和用于執(zhí)行該方法的計(jì)算機(jī)程序。
文檔編號(hào)H04B7/04GK103053072SQ201180038379
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者喬治·施密特, 約翰尼斯·施萊 申請(qǐng)人:尤比戴尼有限公司