[发明专利]支持Wi-Fi 802.11ac/n协议的MIMO收发系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的装置及方法，具体是一种通过灵活配置射频模拟电路达到优化性能的并支持Wi-Fi802.11ac/n协议的MIMO接收/发送机系统和方法。 

背景技术

Wi-Fi技术经过十几年的发展，其应用已从个人电脑扩展到各种手持电子设备中：手机、平板电脑、数码相机、手持游戏机等。Wi-Fi技术现已包括IEEE802.11a、11b、11g、11p、11n和11ac等，其中IEEE802.11n具有40MHz信道带宽，使用MIMO（多输入-多输出）技术，最大传输速率为600Mbps。随着对无线局域网数据传输速率的更高要求，能带来千兆级别传输速度的IEEE802.11ac标准应运而生。IEEE802.11ac支持20/40/80/160/80+80MHz带宽信号的传输，其最高传输速率能达到6.93Gbps。IEEE802.11ac和IEEE802.11n传统接收机系统包括接收机射频和模拟模块(放大器、下变频、滤波器等)、模数转换、基带处理接收模块等；如图1所示，传统发送机系统包括基带处理模块，数模转换，发送机射频和模拟模块（滤波器，上变频，功率放大器等）等。传统的802.11ac系统，若想要传输160MHz和80+80MHz带宽信号时，要求系统的带宽为160MHz，则不能直接使用80MHz的系统，需要重新设计。 

当使用MIMO技术时，接收发送系统变为如图2所示，有多条接收/发送路径，所有路径使用相同的本振频率。若通过灵活配置射频模拟电路使系统能在80MHz带宽采用MIMO技术模式和160MHz或80+80MHz带宽模式转换时，有以下优点： 

1）重新设计160MHz的系统是比较复杂的，这种方法降低了系统的设计难度，提高了系统的利用率。 

2）采用MIMO技术的双输入输出80MHz带宽系统和单天线160MHz带宽系统具有相近的理论传输速率；同样四输入输出80MHz带宽系统和双输入输出160MHz带宽系统具有相近的理论传输速率。但是MIMO系统在较远距离传输时，才能体现优势；在较近距离且存在直射路径时，难以达到理论上的最高传输速率。在较近距离且存在直射路径时（例如一个房间内近距离用手机和电视机互联），单天线系统容易达到理论上的最高传输速率，160MHz的双输入输出MIMO也比80MHz的四输入输出MIMO有更高的传输速率。因此，可根据信道情况（距离远近）改变系统配置达到最优的传输速率。 

经过对现有技术的检索发现，CN101640562A，公开日2010-02-03，记载了一种多输入多输出系统，在该系统单路向外发送信号时第一定向耦合器和第二定向耦合器之一用于将信号 定向给分路器，利用两路放大器放大后由合路器合并再发出去。此发明能够根据不同速率和多输入多输出方式，进行功放模式切换。但该技术中的单路切换模式只是单纯针对信号的功率进行了放大，窄带系统和宽带系统无法并存，结构复杂且硬件使用效率难以满足需求。 

US2012/0321004A1,公开日期2012-12-20，记载了一种有多载波频率链路的多输入多输出系统，第二载波频率是在第一载波频率上加一个频偏，使得整个系统的带宽扩宽，提高了信道的独立性。但该技术中不同的带宽模式需要重新设计系统的射频模拟部分，比较困难。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种支持Wi-Fi802.11ac/n协议的MIMO收发系统及方法，根据信道情况（距离远近）通过灵活配置射频模拟电路，使系统能在80MHz带宽采用MIMO技术模式和160MHz或80+80MHz带宽模式转换，提高了系统的利用率，使系统达到最优的传输速率。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明涉及一种支持Wi-Fi802.11ac/n协议的MIMO收发系统，包括：天线、工作模式配置模块、两组并联的下变频单元或上变频单元以及与之相连的基带处理模块，其中：两组并联的下变频单元或上变频单元接收来自工作模式配置模块的本振频率，当为两组并联的下变频单元时，下变频单元从工作模式配置模块接收来自天线的接收信号，当为两组并联的上变频单元时，上变频单元向工作模式配置模块输出发射信号并通过天线发射。 

所述的工作模式配置模块包括：依次连接的多路选择单元、切换单元和本振频率输出单元，其中：切换单元根据接收信号的相关性强弱以及传输速率的快慢判断是否需要切换模式，本振频率输出单元根据切换单元的切换指令输出对应的本振频率至下变频单元或上变频单元。[0012]所述的多路选择单元为以下两种结构中的任一：