[发明专利]电子设备、通信方法和计算机可读存储介质

说明书

本公开涉及一种电子设备和通信方法。该电子设备包括：射频链路单元，把数据流以电磁波辐射的形式照射到移相器；处理电路，被配置为确定模拟预编码矩阵；移相器，每一移相器用于根据所确定的模拟预编码矩阵对接收到的电磁波辐射的信号进行模拟预编码；以及天线阵列，天线阵列中的每个天线阵元用于把模拟预编码后的信号发射，移相器与天线阵列中的天线阵元的数量相同并且一一对应。

技术领域

本公开涉及电子设备和通信方法，特别地，本公开涉及使用反射阵天线的电子设备和通信方法，更特别地，涉及使用多馈源可重构反射阵天线的电子设备和通信方法。

背景技术

作为未来5G的关键技术之一，毫米波(Millimeter Wave)技术在近年来引起了业界的广泛关注。毫米波技术一方面提供了丰富的可用频谱资源，但是另一方面也面临着频段高从而衰减强的问题。所幸由于毫米波的波长较短，根据天线理论，毫米波系统的天线的尺寸也相应较小从而易于集成，使得能够在小范围空间中放置成百上千根天线形成大规模的天线阵列以利用波束赋形技术达到定向功率增强的效果。此外，以天线阵列为基础的波束赋形技术还能够支持空分多址，从而在多用户的场景下也能够获得容量上的巨大提升。

目前，存在经天线阵列发射用户数据之前对用户数据进行预编码以获取阵列增益的技术。传统的全数字式预编码架构由于要求射频链路数与天线阵元一一对应，在大规模天线阵列的情况下，其功耗和硬件复杂度变得难以接受，于是混合预编码架构应运而生。混合预编码架构在功耗和硬件复杂度上具有优势。混合预编码架构在基带执行数字预编码以及在发射端利用移相器执行模拟预编码，使得发射端可以在较小性能损失的情况下，大大降低预编码所需的射频链路数。

发明内容

已知存在基于相控阵的天线。相控阵天线的混合预编码架构有两种，一种是全连接式的，另一种是部分连接式的。这两种都需要在射频链路与天线阵元之间搭建复杂的信号传输线路，诸如馈电网络，以将数据流传输到相应的天线阵元。

图1A示出了相控阵天线的全连接式混合预编码架构的示意图。如图1A中所示，在单小区多用户毫米波天线阵列系统的情况下，基站端配备M根天线(即，相控阵天线具有M个天线阵元)，K个用户的K个数据流分别在基带利用数字预编码矩阵进行数字预编码，经数字预编码的K个数据流被传输至N个射频链路上。在全连接式架构下，每个射频链路都与所有天线相连接，在这K×M个连接上都设置移相器。根据模拟预编码矩阵F，移相器对来自各个射频链路的相应信号进行移相，即，进行模拟预编码。来自各个射频链路的信号经过模拟预编码(移相)之后由合路器叠加成M路信号，被传输至相应天线，并由天线发射出去。在全连接式架构中，共需要K个分路器、K×M个移相器和M个合路器。

图1B示出了相控阵天线的部分连接式混合预编码架构的示意图。与图1A中示出的全连接式架构相比，如图1B中所示，在部分连接式架构下，每个射频链路连接M/K根天线，即每根天线与一个射频链路相连接。因此，在部分连接式架构中，共需要K个分路器和M个移相器，而无需合路器。

虽然传统的相控阵天线的混合预编码架构在功耗、成本以及硬件复杂度等方面较全数字式预编码架构有一定优势，但仍然存在着一些不足。例如，信号从射频链路到天线间的传输依赖于诸如馈电网络之类的传输线路的搭建，一方面信号在传输线路中会经历较为明显的功率衰减，另一方面在大规模的天线阵列下，传输线路的搭建、移相器和/或合路器的使用将大大增加硬件复杂度，而且增加成本上的负担。

为了解决上面提到的技术缺陷，本公开提出了使用反射阵天线的电子设备和通信方法。

根据本公开的一个方面，提出了一种电子设备，包括:射频链路单元，把数据流以电磁波辐射的形式照射到移相器；处理电路，被配置为确定模拟预编码矩阵；移相器，每一移相器用于根据所确定的模拟预编码矩阵对接收到的电磁波辐射的信号进行模拟预编码；以及天线阵列，天线阵列中的每个天线阵元用于把模拟预编码后的信号发射，移相器与天线阵列中的天线阵元的数量相同并且一一对应。