用于射频波束成形的发送和接收天线阵列配置的制作方法

专利2026-02-20  4


本公开整体涉及无线通信。例如,本公开的各方面涉及用于射频(rf)波束成形的发送和接收天线阵列配置。


背景技术:

1、无线通信系统被部署以提供包括电话、视频、数据、消息接发和广播的各种电信和数据服务。宽带无线通信系统已历经数代发展,包括第一代模拟无线电话服务(1g)、第二代(2g)数字无线电话服务(包括过渡的2.5g网络)、第三代(3g)具有因特网能力的高速数据无线设备和第四代(4g)服务(例如,长期演进(lte)、wimax)。无线通信系统的示例包括码分多址(cdma)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、正交频分多址(ofdma)系统、全球移动通信系统(gsm)系统等。其他无线通信技术包括802.11 wi-fi、蓝牙等。

2、第五代(5g)移动标准要求更高的数据传递速度、更大数量的连接和更好的覆盖以及其他改进。根据下一代移动网络联盟,5g标准(也被称为“新无线电”或“nr”)被设计成向数万个用户中的每个用户提供数十兆比特每秒的数据速率,以及向办公楼层里的数十位员工提供1千兆比特每秒的数据速率。为了支持大型传感器部署,应当支持数十万个同时连接。因此,与当前4g/lte标准相比,应当显著地提高5g移动通信的频谱效率。此外,与当前标准相比,应当提高信令效率,并且应当显著减少时延。


技术实现思路

1、以下呈现与本文所公开的一个或多个方面相关的简化
技术实现要素:
。由此,以下发明内容既不应当被认为是与所有构想的方面相关的详尽纵览,也不应当被认为标识与所有构想的方面相关的关键性或决定性元素或描绘与任何特定方面相关联的范围。相应地,以下概述在以下呈现的详细描述之前以简化形式呈现与关于本文所公开的机制的一个或多个方面相关的某些概念。

2、在一些情况下,可使用高频率范围(例如,亚太赫兹频谱、太赫兹频谱等)来执行无线通信。在一些示例中,使用此类高频率进行通信的设备可能需要附加天线,以便避免由于较短波长导致的路径损耗而导致性能下降。然而,在无线设备中配置附加天线可能导致硬件和/或软件复杂性增加、功率消耗增加以及成本增加。

3、本文所述的系统和技术提供射频(rf)波束成形。在一些方面,可实现包括透镜(例如,柱面透镜)、至少一个接收天线阵列和至少一个发送天线阵列的波束成形设备。在一些示例中,该发送天线阵列元件和该接收天线阵列元件可被配置为改善上行链路信道与下行链路信道之间的互易性。

4、在一些情况下,该发送天线阵列元件可在平行于该接收天线阵列元件的方向上对齐。在一些示例中,该发送天线阵列元件可被定位在透镜中心轴的一侧上,并且该接收天线阵列元件可被定位在该透镜中心轴的相对一侧上。在一些方面,该发送天线阵列元件和该接收天线阵列元件可在平行于该透镜中心轴的方向上对齐。在一些示例中,该发送天线阵列元件可与该接收天线阵列元件交织。

5、在一些情况下,该发送天线阵列元件的第一部分可与该接收天线阵列元件的第一部分交织以形成第一交织天线阵列。在一些实例中,该发送天线阵列元件的第二部分可与该接收天线阵列元件的第二部分交织以形成第二交织天线阵列。在一些配置中,该第一交织天线阵列和该第二交织天线阵列可被定位在透镜中心轴的任一侧上。

6、在一些方面,本文中所提供的波束成形设备可在较高频率下高效地操作,同时减少天线元件、降低复杂性以及降低功率消耗。在一些情况下,本文提供的波束成形设备还可通过将发送波束和接收波束引导到相同或基本相同的方向来改善上行链路信道与下行链路信道之间的互易性。

7、在一个例示性示例中,提供了一种无线通信装置。该无线通信装置包括:柱面透镜,该柱面透镜具有第一表面和与该第一表面相对的弯曲第二表面,该柱面透镜包括对应于该弯曲第二表面的曲率的焦度方向和与该焦度方向正交的非焦度方向;至少一个接收天线阵列,该至少一个接收天线阵列靠近该柱面透镜的该第一表面设置,该至少一个接收天线阵列包括多个接收天线阵列元件;和至少一个发送天线阵列,该至少一个发送天线阵列靠近该柱面透镜的该第一表面设置,该至少一个发送天线阵列包括多个发送天线阵列元件。

8、在另一示例中,提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括:使用接收天线阵列在第一方向上导向第一射频(rf)波束,其中该接收天线阵列包括多个接收天线阵列元件,该多个接收天线阵列元件靠近柱面透镜的第一表面设置,该柱面透镜具有与该第一表面相对的弯曲第二表面;以及使用发送天线阵列在第二方向上导向第二rf波束,其中该发送天线阵列包括多个发送天线阵列元件,该多个发送天线阵列元件靠近该柱面透镜的该第一表面设置,并且其中该第一方向和该第二方向对应于该柱面透镜的中心。

9、在另一示例中,提供了一种用于无线通信的装置,该装置包括:至少一个存储器,该至少一个存储器包括指令;和至少一个处理器(例如,在电路系统中实现),该至少一个处理器被配置为执行该指令并且使该装置:使用接收天线阵列在第一方向上导向第一射频(rf)波束,其中该接收天线阵列包括多个接收天线阵列元件,该多个接收天线阵列元件靠近柱面透镜的第一表面设置,该柱面透镜具有与该第一表面相对的弯曲第二表面;以及使用发送天线阵列在第二方向上导向第二rf波束,其中该发送天线阵列包括多个发送天线阵列元件,该多个发送天线阵列元件靠近该柱面透镜的该第一表面设置,并且其中该第一方向和该第二方向对应于该柱面透镜的中心。

10、在另一示例中,提供了一种用于执行无线通信的非暂态计算机可读介质,其上存储有指令,该指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器:使用接收天线阵列在第一方向上导向第一射频(rf)波束,其中该接收天线阵列包括多个接收天线阵列元件,该多个接收天线阵列元件靠近柱面透镜的第一表面设置,该柱面透镜具有与该第一表面相对的弯曲第二表面;以及使用发送天线阵列在第二方向上导向第二rf波束,其中该发送天线阵列包括多个发送天线阵列元件,该多个发送天线阵列元件靠近该柱面透镜的该第一表面设置,并且其中该第一方向和该第二方向对应于该柱面透镜的中心。

11、在另一示例中,提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:用于使用接收天线阵列在第一方向上导向第一射频(rf)波束的构件,其中该接收天线阵列包括多个接收天线阵列元件,该多个接收天线阵列元件靠近柱面透镜的第一表面设置,该柱面透镜具有与该第一表面相对的弯曲第二表面;和用于使用发送天线阵列在第二方向上导向第二rf波束的构件,其中该发送天线阵列包括多个发送天线阵列元件,该多个发送天线阵列元件靠近该柱面透镜的该第一表面设置,并且其中该第一方向和该第二方向对应于该柱面透镜的中心。

12、在一些方面,该装置是用户装备(ue)或网络实体或者是其一部分。该网络实体可包括基站(例如,用于5g/nr的3gpp gnodeb(gnb)、用于lte的3gpp enodeb(enb)、wi-fi接入点(ap)或其他基站)或具有分解式架构的基站的一部分(例如,gnb或其他基站的中央单元(cu)、分布式单元(du)、无线电单元(ru)、近实时(近rt)ran智能控制器(ric)或非实时(非rt)ric)。在一些方面,该装置包括被配置为发送和/或接收射频(rf)信号的一个收发器或多个收发器。在一些方面,该至少一个处理器包括一个或多个神经处理单元(npu)、一个或多个中央处理单元(cpu)、一个或多个图形处理单元(gpu)、它们的任何组合和/或其他处理设备或组件。

13、基于附图和具体实施方式,与本文所公开的各方面相关联的其他目的和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。


技术特征:

1.一种无线通信装置,所述无线通信装置包括:

2.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述多个接收天线阵列元件在第一方向上对齐,并且所述多个发送天线阵列元件在与所述第一方向平行的第二方向上对齐,其中所述第一方向和所述第二方向垂直于所述焦度方向,并且其中所述多个接收天线阵列元件被定位在透镜中心轴的第一侧上,并且所述多个发送天线阵列元件被定位在所述透镜中心轴的第二侧上。

3.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述多个接收天线阵列元件与所述多个发送天线阵列元件在垂直于所述焦度方向并且平行于透镜中心轴的方向上对齐。

4.根据权利要求3所述的无线通信装置,其中所述多个接收天线阵列元件与所述多个发送天线阵列元件交织。

5.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述多个接收天线阵列元件的第一部分沿着第一方向与所述多个发送天线阵列元件的第一部分交织以形成第一交织天线阵列,并且所述多个接收天线阵列元件的第二部分沿着第二方向与所述多个发送天线阵列元件的第二部分交织以形成第二交织天线阵列,其中所述第一方向和所述第二方向垂直于所述焦度方向,并且其中所述第一交织天线阵列被定位在透镜中心轴的第一侧上,并且所述第二交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的第二侧上。

6.根据权利要求5所述的无线通信装置,其中所述第一交织天线阵列和所述第二交织天线阵列与所述透镜中心轴等距。

7.根据权利要求5所述的无线通信装置,其中所述至少一个接收天线阵列包括第二接收天线阵列,所述第二接收天线阵列包括第二多个接收天线阵列元件,并且所述至少一个发送天线阵列包括第二发送天线阵列,所述第二发送天线阵列包括第二多个发送天线阵列元件。

8.根据权利要求7所述的无线通信装置,其中所述第二多个接收天线阵列元件的第一部分沿着第三方向与所述第二多个发送天线阵列元件的第一部分交织以形成第三交织天线阵列,并且所述第二多个接收天线阵列元件的第二部分沿着第四方向与所述第二多个发送天线阵列元件的第二部分交织以形成第四交织天线阵列,其中所述第三方向和所述第四方向垂直于所述焦度方向。

9.根据权利要求8所述的无线通信装置,其中所述第三交织天线阵列和所述第四交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的所述第一侧上。

10.根据权利要求8所述的无线通信装置,其中所述第三交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的所述第一侧上,并且所述第四交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的所述第二侧上。

11.根据权利要求10所述的无线通信装置,其中所述第三交织天线阵列和所述第四交织天线阵列与所述透镜中心轴等距。

12.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述至少一个接收天线阵列与所述柱面透镜的所述第一表面之间的距离对应于所述柱面透镜的后焦距。

13.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中与所述弯曲第二表面的所述曲率相关联的宽度尺寸小于或等于所述无线通信装置的厚度。

14.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述无线通信装置被配置作为用户装备(ue)。

15.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述第一表面对应于平坦表面,并且所述弯曲第二表面对应于凸形表面。

16.一种无线通信的方法,所述方法包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述多个接收天线阵列元件的第一部分与所述多个发送天线阵列元件的第一部分交织以形成第一交织天线阵列,并且所述多个接收天线阵列元件的第二部分与所述多个发送天线阵列元件的第二部分交织以形成第二交织天线阵列。

18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一交织天线阵列被定位在透镜中心轴的第一侧上,并且所述第二交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的第二侧上。

19.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一交织天线阵列和所述第二交织天线阵列在平行于透镜中心轴的方向上对齐。

20.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一表面对应于平坦表面,并且所述弯曲第二表面对应于凸形表面。

21.一种用于无线通信的装置,所述装置包括:

22.根据权利要求21所述的装置,其中所述多个接收天线阵列元件的第一部分与所述多个发送天线阵列元件的第一部分交织以形成第一交织天线阵列,并且所述多个接收天线阵列元件的第二部分与所述多个发送天线阵列元件的第二部分交织以形成第二交织天线阵列。

23.根据权利要求22所述的装置,其中所述第一交织天线阵列被定位在透镜中心轴的第一侧上,并且所述第二交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的第二侧上。

24.根据权利要求22所述的装置,其中所述第一交织天线阵列和所述第二交织天线阵列在平行于透镜中心轴的方向上对齐。

25.根据权利要求21所述的装置,其中所述第一表面对应于平坦表面,并且所述弯曲第二表面对应于凸形表面。

26.一种非暂态计算机可读介质,所述非暂态计算机可读介质包括:至少一个指令,所述至少一个指令用于使计算机或处理器:

27.根据权利要求26所述的非暂态计算机可读介质,其中所述多个接收天线阵列元件的第一部分与所述多个发送天线阵列元件的第一部分交织以形成第一交织天线阵列,并且所述多个接收天线阵列元件的第二部分与所述多个发送天线阵列元件的第二部分交织以形成第二交织天线阵列。

28.根据权利要求27所述的非暂态计算机可读介质,其中所述第一交织天线阵列被定位在透镜中心轴的第一侧上,并且所述第二交织天线阵列被定位在所述透镜中心轴的第二侧上。

29.根据权利要求27所述的非暂态计算机可读介质,其中所述第一交织天线阵列和所述第二交织天线阵列在平行于透镜中心轴的方向上对齐。

30.根据权利要求26所述的非暂态计算机可读介质,其中所述第一表面对应于平坦表面,并且所述弯曲第二表面对应于凸形表面。


技术总结
本文所述的一些技术和装置使用柱面透镜以及交织接收和发送天线阵列来提供射频(RF)波束成形。在一个示例中,一种用于无线通信的装置可包括柱面透镜,该柱面透镜具有第一表面和与该第一表面相对的弯曲第二表面。在一些情况下,该柱面透镜可包括对应于该弯曲第二表面的曲率的焦度方向和与该焦度方向正交的非焦度方向。在一些方面,该装置可包括至少一个接收天线阵列,该至少一个接收天线阵列靠近该柱面透镜的该第一表面设置,该至少一个接收天线阵列具有多个接收天线阵列元件。在一些示例中,该装置可包括至少一个发送天线阵列,该至少一个发送天线阵列靠近该柱面透镜的该第一表面设置,该至少一个发送天线阵列具有多个发送天线阵列元件。

技术研发人员:I·M·霍恩,Y·达拉勒,S·兰迪斯
受保护的技术使用者:高通股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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