用于RF信号的无源反射的系统、面板设备和方法技术方案

用于反射RF信号的系统包括参考天线(6

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于RF信号的无源反射的系统、面板设备和方法


[0001]本公开总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及将RF(射频)信号从一个设备无源地反射至另一设备的技术。

技术介绍

[0002]在无线通信中，具有许多天线并将所述天线定位在用户附近是有益的。最终，期望在用户周围的任何地方安装天线。
[0003]最近，已提出了所谓的大型智能表面(LIS)概念。LIS概念可以被视为传统大规模多输入多输出(MIMO)的扩展，按比例放大到传统大型天线阵列概念之外。愿景是提供一种可以布置在建筑物立面、房间和工厂的墙壁和天花板等上或其内的低硬件占用空间结构。然而，大规模MIMO需要对天线信号进行数字基带处理，以实现能量在三维空间中的聚焦。由于LIS概念将涉及大量天线，因此要处理相同数量的天线信号，无论是在天线本地还是在中央处理单元处。这种数据处理难以以合理的响应时间实现，并导致功耗过大。
[0004]为了克服这些缺点，C.Huang等人在arXiv:1810.06934中公开的文章“Large Intelligent Surfaces for Energy Efficiency in Wireless Communication”提出了一种LIS，其具有大量具有可重配置参数的小型且几乎无源的反射元件。LIS反射元件中的各个LIS反射元件可以有效地反射撞击电磁场的相移版本，并且LIS被描述为作为具有可重配置特性的散射体执行并且不执行解码、信道估计或传输。
[0005]然而，虽然上述文章概述了无源LIS的概念，并提出了如何在室外LIS辅助多用户下行链路通信中最大化能源效率的理论分析，但仍然存在重要的专利技术活动，以使无源LIS概念在实践中有用。
[0006]现有技术还包括由Q.Wu和R Zhang发表在IEEE Transactions on Wireless Communications,vol.18,no.11,pp.5394
‑
5409.Nov.2019上的文章“Intelligent Reflecting Surface Enhanced Wireless Network:Joint Active and Passive beamforming Design”。这里，单天线UE直接并经由LIS(表示为“智能反射表面”(IRS))链接至多天线AP。为了实现所述链接，AP处的有源发送和IRS处的移相器的反射被联合优化，以最大化在UE处接收到的总信号功率。在分布式优化算法中，AP和IRS以交替方式独立调整发送波束成形和相移，直到达到收敛为止。这种优化需要在所有三个设备(UE、AP和IRS)之间重复进行信号交换，并且在实践中可能难以实现。

技术实现思路

[0007]一个目的是至少部分地克服现有技术的一个或更多个限制。
[0008]另外的目的是提供一种用于在多个天线处接收RF信号并将RF信号聚焦在三维空间中而无需基带处理的技术。
[0009]这些目的中的一个或更多个目的以及可能从以下描述中出现的另外的目的至少部分地通过根据独立权利要求的用于反射RF信号的系统、面板设备、用于反射RF信号的系
统中的方法和计算机可读介质来实现，其实施方式由从属权利要求定义。
[0010]一些实施方式涉及包括多个天线单元的系统，所述多个天线单元被配置为接收RF信号并无源地反射RF信号，其中，各个天线单元包括相应移相器，所述相应移相器在工作上用于在RF信号被反射之前可调整地对该RF信号施加相位改变。在反射是在没有传入RF信号的数字信号处理的情况下进行的意义上，系统是无源的。系统可以是如前文所述的无源LIS，或任何其它可动态配置且无源的RF反射系统。为了使得系统能够实现RF信号的分别在接收和反射中的波束成形，系统还包括参考天线。在一些实施方式中，控制系统被配置为：对相应移相器进行操作，以将相应天线单元接收的第一模拟天线信号与参考天线响应于来自第一设备的第一RF信号而接收的第一模拟参考信号相位对齐；针对相应移相器，确定第一相位设置；并存储第一相位设置。移相器的第一相位设置使得系统能够执行接收和/或反射中的波束成形。相位对齐是通过移相器对模拟信号进行操作实现的(即，没有基带处理)，并且可以由(例如，相应天线单元中的)模拟控制器自动、快速且高效地执行。
[0011]又一些目的以及特征、方面和技术效果将从以下详细描述、所附权利要求和附图中显现。
附图说明
[0012]现在将参考所附示意图更详细地描述实施方式。
[0013]图1是与大型智能表面(LIS)交互的用户设备的立体图。
[0014]图2A是根据实施方式的面板设备的部分截面侧视图，图2B是面板设备的俯视图，并且图2C是面板设备中的天线单元的电路图。
[0015]图3A是训练和操作用于无源反射的面板设备的示例方法的流程图，并且图3B是面板设备的操作状态的示例。
[0016]图4A至图4C例示了面板设备的与两个无线设备有关的训练和操作。
[0017]图5A至图5B是用于天线单元的相位调整的示例结构的示意性电路图。
[0018]图6A是用于无源反射相干操作中的一对面板设备的侧视图，图6B是相干操作中的多个面板设备的立体图，图6C是根据实施方式的两个面板设备的部分截面侧视图，并且图6D至图6E示出了用于无源反射的所选面板的相干操作的示例。
[0019]图7A至图7B例示了通过一个面板设备处的相干信号接收以及另一面板设备处的相干信号发送而进行无源反射相干操作中的面板设备
[0020]图8是根据实施方式的天线单元的电路图。
[0021]图9是面板设备的系统中的配置过程的示例序列图。
具体实施方式
[0022]现在将在下文中参考附图更全面地描述实施方式，其中示出了一些但不是全部的实施方式。实际上，本公开的主题可以以许多不同形式体现并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式以使得本公开可以满足适用的法律要求。相同的附图标记始终指代相同的元件。
[0023]此外，将理解，在可能的情况下，本文描述和/或设想的实施方式中的任何实施方式的任何优点、特征、功能、设备和/或操作方面可以包括在本文描述和/或设想的其它实施
方式中的任何实施方式中，和/或反之亦然。另外，在可能的情况下，除非另有明确说明，否则本文中以单数形式表达的任何术语意味着也包括复数形式，和/或反之亦然。如本文所使用的，“至少一个”应意味着“一个或更多个”，并且这些短语旨在是可互换的。因此，术语“一”和/或“一个”应意味着“至少一个”或“一个或更多个”，即使本文也使用了短语“一个或更多个”或“至少一个”。如本文所使用的，除非上下文因表达的语言或必要的暗示而另有要求，否则“包括”一词或诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型以包含意义使用，即，指定存在所述特征，但不排除在各种实施方式中存在或添加另外的特征。
[0024]此外，将理解，虽然用语第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于反射RF信号的系统，所述系统包括：多个天线单元(2)，所述多个天线单元(2)被配置为接收并无源地反射所述RF信号，其中，所述天线单元(2)中的各个天线单元包括相应移相器(8)，所述相应移相器(8)在工作上用于在所述RF信号被反射之前可调整地对所述RF信号施加相位改变，参考天线(6
’
)，以及控制系统(1A、20)，所述控制系统(1A、20)与所述参考天线(6
’
)和所述相应移相器(8)进行通信，所述控制系统(1A、20)被配置为：对所述相应移相器(8)进行操作，以将相应天线单元(2)响应于来自第一设备(D1)的第一RF信号而接收的第一模拟天线信号(AS1、
…
、ASn)与所述参考天线(6
’
)响应于所述第一RF信号而接收的第一模拟参考信号(REF)相位对齐，针对所述相应移相器(8)，确定当所述第一模拟天线信号(AS1、
…
、ASn)与所述第一模拟参考信号(REF)相位对齐时与所述相应移相器(8)的相位相对应的第一相位设置，并且存储所述第一相位设置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统(1A、20)还被配置为：生成对应于所述第一模拟天线信号(AS1、
…
、ASn)的第一输入信号与对应于所述第一模拟参考信号(REF)的参考输入信号的乘积或总和，并调整所述相应移相器(8)的相位，直到所述乘积或所述总和满足预定义准则为止，其中，所述第一相位设置与当所述乘积或所述总和满足所述预定义准则时所述相应移相器(8)的相位相对应。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述相应天线单元(2)包括天线(6)、被配置为对所述第一模拟天线信号(AS1、
…
、ASn)进行反射的RF反射元件(7)以及从所述天线(6)延伸至所述RF反射元件(7)的导电路径。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述相应移相器(8)被布置在所述天线(6)和所述RF反射元件(7)中间的所述导电路径中。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述相应天线单元(2)还包括开关(23)，所述开关(23)被布置在所述相应移相器(8)和所述RF反射元件(7)中间的所述导电路径中，其中，所述开关(23)能够由所述控制系统(1A、20)操作用于获得第一开关状态(RR)，并且还获得第二开关状态(TX)和第三开关状态(RX)中的至少一者，在所述第一开关状态下，所述开关(23)将所述移相器(8)电连接至所述RF反射元件(7)，其中，处于所述第二开关状态(TX)下的所述开关(23)将所述移相器(8)连接至第一设备(24)，所述第一设备(24)被配置为供应模拟输入信号，并且其中，处于所述第三开关状态(RX)下的所述开关(23)将所述移相器(8)连接至第二设备(25)，所述第二设备(25)被配置为将模拟信号组合成聚合信号。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一相位设置与所述移相器(8)施加在所述第一模拟天线信号上的时间延迟相对应。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制系统(1A、20)还被配置为：对所述相应移相器(8)进行操作，以将所述相应天线单元(2)响应于来自第二设备(D2)的第二RF信号而接收的第二模拟天线信号(AS1、
…
、ASn)与所述参考天线(6
’
)响应于所述第二RF信号而接收的第二模拟参考信号(REF)相位对齐，针对所述相应移相器(8)，确定当所述第二模拟天线信号(AS1、
…
、ASn)与第一模拟参考信号(REF)相位对齐时与所述相应移相器(8)的相位相对应的第二相位设置，并且
存储所述第二相位设置或与所述第一相位设置和所述第二相位设置的组合相对应的组合相位设置。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制系统(1A、20)还被配置为：将所述组合相位设置应用于所述多个天线单元(2)中的第一组(1A、1B、1C)天线单元(2)中的所述相应移相器(8)，从而将所述组(1A、1B、1C)天线单元配置为将传入RF信号从所述第一设备(D1)反射至所述第二设备(D2)，或从所述第二设备(D2)反射至所述第一设备(D1)。9.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述控制系统(1A、20)还被配置为：通过对所述多个天线单元(2)中的第一组(1D)天线单元(2)中的天线单元(2)响应于来自所述第一设备(D1)的传入RF信号而接收的第三模拟天线信号进行相干地组合来生成聚合天线信号(AAS)，将所述聚合天线信号(AAS)提供至所述多个天线单元(2)中的第二组(1E)天线单元(2)中的天线单元(2)，并且对所述第二组(1E)中的所述天线单元(2)进行操作，以发送所述传入RF信号。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一组(1D)和所述第二组(1E)是不交叠的。11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述控制系统(1A、20)被配置为：根据所述第一相位设置，对所述第一组(1D)天线单元(2)中的所述相应移相器(8)的第三相位设置进行计算；将所述第三相位设置应用于所述第一子集(1D)中的所述相应移相器(8)，以对所述第三模拟信号进行相位对齐；并且对经相位对齐的第三模拟信号进行组合，以生成所述聚合天线信号(AAS)。12.根据权利要求8至11...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：