阅读说明：本技术 用于蜂窝与WiFi共启用系统的实用设计技术 (Enable the practical design technology of system altogether for honeycomb and WiFi ) 是由 霍一鸣 董晓岱 许威 袁马文 于 2019-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于分布式相控阵多入多出(DPA-MIMO)通信的实际系统和方法。系统可以包括基带处理器(单元),多个波束成形(BF)模块,每个BF模块至少包括波束成形天线和收发器电路,多个中频(IF)无线电,其中每一个都包括接收链电路与发射链电路,多个线缆或任何类型的物理信号传输介质,而它们中每一个都能将所述的众多波束成形模块中的一个与所述中频无线电中的一个相连接。如所述系统可以设计用于,虚拟现实可穿戴设备,虚拟现实基站设备,动驾驶和/或非自动驾驶车辆,旋翼无人机,固定翼无人机,高空通信系统,可折叠的手持通信系统。(The invention discloses the real system communicated for distributed phased array multiple-input, multiple-output (DPA-MIMO) and methods.System may include baseband processor (unit), multiple beam forming (BF) modules, each BF module includes at least beam formed antenna and transceiver circuit, multiple intermediate frequency (IF) radio, each of them includes receiving chain circuit and transmitting chain circuit, multiple cables or any kind of physical signal transmission medium, and one in numerous beamforming blocks can be connected by each of which with one in the intermediate frequency radio.If the system can be designed for, virtual reality wearable device, virtual reality base station equipment moves driving and/or non-automatic driving vehicle, rotor wing unmanned aerial vehicle, fixed-wing unmanned plane, high altitude communication system, folding hand-held communication system.)

用于蜂窝与WiFi共启用系统的实用设计技术

相关申请的交叉引用

本发明专利申请要求于2018年6月17日提交的题为“Practical DesignTechniques for Cellular and WiFi Co-enabled Systems”的第62/686,073号美国临时申请的权益，根据美国法典35U.S.C.119(e)。其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的一个或多个实施例一般涉及移动无线通信。更具体地说，本发明涉及多入多出无线通信设备与系统设计。

背景技术

以下背景信息可以呈现现有技术的具体方面的(例如，不限于方法，事实或普通知识)，虽然被认为有助于进一步教育读者关于先前技术的其他方面，但不应被解释为将本发明或其任何实施例限制于其中或其中推断或暗示的任何事物。

当前的移动计算设备，例如但不限于智能手机，随着时间的推移，通常包含越来越多的无线技术和标准。支持更多的无线技术和标准通常可以通过额外的硬件系统来实现。当为用户设计移动计算设备时，通常要考虑它们的功率，成本，和/或物理空间。

通常，当前的无线通信系统要求更高的数据速率以实现日益复杂的应用。无线通信系统可能涉及频率高达10THz的通信。高频通信可以允许更多的可用频谱和带宽，但也可能导致高传播损耗和穿透损耗。频谱效率可以通过多入多出(MIMO)技术来改善。

诸如5G之类的第五代以及超五代无线通信系统通常被认为具有大约每秒10G比特甚至更高的峰值数据吞吐量。通常可以通过使用更宽的频率范围，改进数据编码和/或纠错，和/或改善信号接收来实现更高的数据吞吐量。与典型更传统的蜂窝以及WiFi通信频率相比，诸如37GHz以上的更高频率通常已知具有来自诸如，但不限于建筑物和/或人的实物对象的更高程度的信号干扰。数据编码和/或纠错的技术提高通常需要考虑硬件成本和/或功率消耗。信号接收质量通常可以通过使用附加的硬件组件(例如但不限于天线和/或放大器)来改善，并且通常需要考虑诸如但不限于硬件成本，功率消耗和/或物理尺寸。

以下是一个现有技术中的特定方面的示例，其虽然被认为有助于进一步教育读者关于现有技术的其他方面，但不应被解释为限制本发明，或者其实施方案，其中或其中所述或暗示的任何内容。作为教育背景，现有技术通常有用的另一方面是有些公司可以实现包括多个天线的无线通信设计，以改善预定频率范围的信号接收。

鉴于上述情况，有一点明确的是，这些传统技术并不完美，为更优化的方法留下了空间。

具体实施方式

本发明的一些实施例及其变体涉及无线通信系统。这些实施例中的一些可包括计算机软件。在这些实施例的一些中，软件可以被集成到硬件中，包括但不限于用于运行实施例软件的独特设计的硬件。

图1给出了本发明中基于分布式相控阵多入多出系统的可穿戴虚拟现实设备一个实施例的详细示意图。一个基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备100包括一个虚拟现实设备头显101，一个或者多个波束成形模块，一个或多个波束成形(BF)模块102，一个或多个线缆103，一个或多个主逻辑板104，单个或多个中频(IF)无线电105，单个或多个基带处理器106，单个或多个应用处理器107。应用处理器107处理所有来自基带处理器106的基带信号。基带处理器106处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板104通过单个或多个线缆103传输到单个或多个BF模块102。BF模块102可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块102可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块102接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块102形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆103传送至一个或多个从主逻辑板104。中频无线电105将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器106进行处理。应用处理器107进一步处理基带信号以用于应用目的。

在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器106处理来自应用处理器107的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电105。中频无线电105对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆103将中频信号传送至单个或多个BF模块102。单个或多个BF模块102对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块102形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电105可以通过单个或多个线缆103连接到一个BF模块102。BF模块102可以与多个中频无线电105交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器106可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块102的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块102对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器106也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆103可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆103可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆103可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆103可以在每个线缆106上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆103承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块102可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块102可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块102可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个DPA-MIMO系统可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在基于DPA-MIMO系统之上的可穿戴虚拟现实设备100的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电105可以通过单个或多个线缆103传输控制和参考信号至单个或多个BF模块102。BF模块102可以通过线缆103传回反馈信号至蜂窝中频无线电105。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO系统可穿戴虚拟现实设备100的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电105，线缆103和BF模块102的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电105，线缆103和BF模块102的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块102可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，虚拟现实设备的头显101包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块102的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块102可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块102内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备200可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备200可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图2给出了给出了本发发明中基于分布式相控阵多入多出系统的明中具备多个辐射波束的可穿戴虚拟现实设备另一个实施例的详细示意图。分布式相控阵多入多出可穿戴虚拟现实设备200包含一个虚拟现实设备头显201，单个或多个BF模块202，单个或多个线缆203，以及单个或多个辐射波束204。

本领域普通技术人员可以理解，虚拟现实设备的头显201包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块202的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块202可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块202内天线单元间的信号的信噪比。本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块202可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块202可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备200可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备200可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于DPA-MIMO系统的虚拟现实设备200可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图3给出了本发发明中基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的虚拟现实基站设备一个实施例的详细示意图。一个基于DPA-MIMO系统的具备多个辐射波束的虚拟现实基站设备300包括一个虚拟现实基站设备外壳301，一个或者多个波束成形模块，一个或多个波束成形(BF)模块302，一个或多个线缆303，一个或多个主逻辑板304，单个或多个中频(IF)无线电305，单个或多个基带处理器306，单个或多个应用处理器307。应用处理器307处理所有来自基带处理器306的基带信号。基带处理器306处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板104通过单个或多个线缆303传输到单个或多个BF模块302。BF模块302可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块302可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块302接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块302形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆303传送至一个或多个从主逻辑板304。中频无线电305将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器306进行处理。应用处理器307进一步处理基带信号以用于应用目的。

在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器306处理来自应用处理器307的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电305。中频无线电305对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆303将中频信号传送至单个或多个BF模块302。单个或多个BF模块302对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块302形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电305可以通过单个或多个线缆303连接到一个BF模块302。BF模块302可以与多个中频无线电305交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器306可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块302的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块302对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器306也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆303可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆303可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆303可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆303可以在每个线缆306上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆303承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块302可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块302可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块302可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO系统的具有多个辐射波束的虚拟现实基站设备300可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在基于DPA-MIMO系统的具有多个辐射波束的虚拟现实基站设备300的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电305可以通过单个或多个线缆303传输控制和参考信号至单个或多个BF模块302。BF模块302可以通过线缆303传回反馈信号至蜂窝中频无线电305。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO系统的具有多个辐射波束的虚拟现实基站设备300的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电305，线缆303和BF模块302的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电305，线缆303和BF模块302的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块302可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，虚拟现实基站设备的外壳301包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块302的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块302可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块302内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO系统的具有多个辐射波束的虚拟现实基站设备300可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于DPA-MIMO无线通信系统的虚拟现实基站设备300可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图4给出了根据本发明实施例的具有分布式相控阵列多输入多输出系统的系统的虚拟现实应用场景400的示例的详细透视图。基于DPA-MIMO无线通信系统的虚拟现实应用场景400包括一个或多个可穿戴虚拟现实设备401，一个或多个系统控制器402，一个或多个中央处理系统403，一个或多个虚拟现实基站设备404，一个虚拟现实基站设备405的一个或多个电力供应设备，一个或多个辐射束406，一个或多个显示设备407，以及一个或多个用户408。可穿戴虚拟现实设备401可以被配置为接收和/或发送无线数据。系统控制器402可以被配置为控制一个或多个虚拟现实基站设备404，虚拟现实基站设备405的一个或多个电力供应设备，一个或多个辐射波束406，以及一个或多个显示设备407。中央处理系统403处理一个或多个可穿戴虚拟现实设备401的无线/有线数据，系统控制器402的无线/有线信号，一个或多个虚拟现实基站设备404的无线/有线数据，以及一个或多个显示器的无线/有线显示信号虚拟现实基站设备404可以被配置为接收和/或发送无线数据。电力供应设备405可以被配置为将城市电力的交流电转换为用于为虚拟现实基站设备404供电的直流电。电力供应设备405可以包括能量存储设备。显示设备407可以处理和显示，来自可穿戴虚拟现实设备401，系统控制器402，中央处理系统403和虚拟现实基站设备404，的无线/有线数据。

本领域普通技术人员可以理解，虚拟现实基站设备404的无线数据可以包括一个或多个辐射波束。虚拟现实基站设备404可以被配置为被同步以用于发送/接收无线数据。虚拟现实基站设备404可以被配置为以分布式方式安装在不同位置。

图5给出了本发明中基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的机动车辆系统的一个实施例的示意图。一个基于DPA-MIMO系统的具备多个辐射波束的机动车辆系统500包括一个车身和底盘501，一个或多个波束成形(BF)模块502，一个或多个线缆503，一个或多个主逻辑板504，单个或多个中频(IF)无线电505，单个或多个基带处理器506，单个或多个应用处理器507。应用处理器507处理所有来自基带处理器506的基带信号。基带处理器506处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板504通过单个或多个线缆503传输到单个或多个BF模块502。BF模块502可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块502可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块502接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块502形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆503传送至一个或多个从主逻辑板504。中频无线电505将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器506进行处理。应用处理器507进一步处理基带信号以用于应用目的。

在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器506处理来自应用处理器507的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电505。中频无线电505对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆503将中频信号传送至单个或多个BF模块502。单个或多个BF模块502对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块302形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电505可以通过单个或多个线缆503连接到一个BF模块502。BF模块502可以与多个中频无线电505交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器506可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块502的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块502对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器506也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆503可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆503可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆503可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆503可以在每个线缆506上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆503承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块502可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块502可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块502可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO系统的具备多个辐射波束的机动车辆系统可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在一个基于DPA-MIMO系统的具备多个辐射波束的机动车辆系统500的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电505可以通过单个或多个线缆503传输控制和参考信号至单个或多个BF模块502。BF模块302可以通过线缆503传回反馈信号至蜂窝中频无线电505。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于DPA-MIMO系统的具备多个辐射波束的机动车辆系统500的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电505，线缆503和BF模块502的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电505，线缆503和BF模块502的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块502可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO无线通信系统的车辆系统外壳501包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块502的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块502可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块302内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于DPA-MIMO系统的具备多个辐射波束的机动车辆系统500可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于DPA-MIMO无线通信系统的车辆系统500可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图6给出了本发明中基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的旋翼无人机系统的一个实施例的详细示意图。一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的旋翼无人机系统600包括一个旋翼无人机机身与底盘601，一个或多个波束成形(BF)模块606，一个或多个线缆607，一个或多个主逻辑板602，单个或多个中频(IF)无线电603，单个或多个基带处理器604，单个或多个应用处理器605。应用处理器605处理所有来自基带处理器604的基带信号。基带处理器604处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板602通过单个或多个线缆607传输到单个或多个BF模块606。BF模块606可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块606可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块606接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块606形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆607传送至一个或多个从主逻辑板602。中频无线电603将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器604进行处理。应用处理器605进一步处理基带信号以用于应用目的。

在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器604处理来自应用处理器605的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电603。中频无线电603对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆607将中频信号传送至单个或多个BF模块606。单个或多个BF模块606对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块606形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电603可以通过单个或多个线缆607连接到一个BF模块606。BF模块606可以与多个中频无线电603交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器604可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块606的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块606对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器604也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆607可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆607可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆607可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆607可以在每个线缆607上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆607承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块606可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块606可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块606可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO无线通信系统的旋翼无人机600可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在基于DPA-MIMO无线通信系统的旋转翼无人机600的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电603可以通过单个或多个线缆607传输控制和参考信号至单个或多个BF模块606。BF模块606可以通过线缆607传回反馈信号至蜂窝中频无线电603。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO无线通信系统的旋转翼无人机600的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电603，线缆607和BF模块606的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电603，线缆607和BF模块606的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块606可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,76-81GHz的雷达服务，和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的旋翼无人机系统的旋翼无人机机身与底盘601包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块606的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块606可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块606内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的旋翼无人机系统600可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的旋翼无人机系统600可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图7给出了本发明中一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的固定翼无人机系统的一个实施例的详细示意图。一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的固定翼无人机系统700包括一个固定翼无人机机身与底盘701，一个或多个波束成形(BF)模块702，一个或多个线缆703，一个或多个主逻辑板704，单个或多个中频(IF)无线电705，单个或多个基带处理器706，单个或多个应用处理器707。应用处理器707处理所有来自基带处理器706的基带信号。基带处理器706处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板704通过单个或多个线缆703传输到单个或多个BF模块702。BF模块702可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块702可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块702接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块702形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆703传送至一个或多个从主逻辑板704。中频无线电705将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器706进行处理。应用处理器707进一步处理基带信号以用于应用目的。

在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器706处理来自应用处理器707的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电705。中频无线电705对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆703将中频信号传送至单个或多个BF模块702。单个或多个BF模块702对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块702形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电705可以通过单个或多个线缆703连接到一个BF模块702。BF模块702可以与多个中频无线电705交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器706可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块702的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块702对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器706也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆703可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆703可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆703可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆703可以在每个线缆703上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆703承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块702可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块702可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块702可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的固定翼无人机系统700可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在一个基于DPA-MIMO系统的具有多个辐射波束的固定翼无人机系统700的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电705可以通过单个或多个线缆703传输控制和参考信号至单个或多个BF模块702。BF模块702可以通过线缆703传回反馈信号至蜂窝中频无线电705。本领域普通技术人员可以理解，一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的固定翼无人机系统700的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电705，线缆703和BF模块702的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电705，线缆703和BF模块702的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块702可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO无线通信系统无线通信系统的固定翼无人机外壳701包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块702的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块702可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块702内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的固定翼无人机系统700可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于DPA-MIMO无线通信系统的的固定翼无人机700可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图8给出了根据本发明实施例的用于高空平台(HAP)的分布式相控阵列多输入多输出系统通信盒的示例性透视图。一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信盒800包括一个通信盒壳体/外壳/框架801，一个或多个波束成形(BF)模块802，一个或多个线缆803，一个或多个主逻辑板804，单个或多个中频(IF)无线电805，单个或多个基带处理器806，单个或多个应用处理器807。应用处理器807处理所有来自基带处理器806的基带信号。基带处理器806处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板804通过单个或多个线缆803传输到单个或多个BF模块802。BF模块802可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块802可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块802接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块802形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆803传送至一个或多个从主逻辑板804。中频无线电805将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器806进行处理。应用处理器807进一步处理基带信号以用于应用目的。

在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器806处理来自应用处理器807的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电805。中频无线电805对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆803将中频信号传送至单个或多个BF模块802。单个或多个BF模块802对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块802形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电805可以通过单个或多个线缆803连接到一个BF模块802。BF模块802可以与多个中频无线电805交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器806可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块802的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块802对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器806也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆803可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆803可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆803可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆803可以在每个线缆803上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆803承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块802可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块802可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块802可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信盒800可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信盒800的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电805可以通过单个或多个线缆803传输控制和参考信号至单个或多个BF模块802。BF模块802可以通过线缆803传回反馈信号至蜂窝中频无线电705。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信盒800的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电805，线缆803和BF模块802的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电805，线缆803和BF模块802的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块802可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO无线通信系统的高空平台通信盒系统外壳801包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块802的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块802可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块802内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信盒800可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信盒800可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图9给出了本发明中基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的用于高空平台通信系统一个实施例的详细示意图。基于DPA-MIMO系统的高空平台通信系统900包括一个或多个气球901，一个或多个通信和负载箱902，以及一个或多个辐射波束903。

在一个示例性实施例中，气球901可以填充有热空气，以及氦气，氢气或其他轻于空气的材料。气球901也可以与离子风的推进相关联。气球901可以与能量收集材料和技术相关联以传递自然能量，包括但不限于太阳能，风能，热能和/或人造能，包括但不限于微波能和光能。

本领域普通技术人员可以理解，可以在海平面以上的任何高度部署一个或多个基于分布式相控阵多入多出系统的具备多个辐射波束的用于高空平台通信系统一个实施900，例如，从10米到60公里。这种通信系统彼此通信以形成本地，区域或全球网络。这种通信系统与其他系统通信，包括但不限于地面通信系统，海洋/水下通信系统，空中通信系统，卫星通信系统，外太空通信系统和星际通信系统。

本领域普通技术人员可以理解，通信和负载盒902包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块903的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块903可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块903内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，通信和负载箱902可以与能量收集材料和技术相关联以传输自然能量，包括但不限于，太阳能，风能，热能，能量和/或人造能量，包括但不限于微波能量和光能。

本领域普通技术人员可以理解，一个通信与负载盒子902可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，车载通信，雷达传感，遥感，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块902可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO系统的HAP通信系统900可以在一系列无线通信协议上工作。

图10给出了本发明中基于分布式相控阵多入多出系统的可折叠手持设备的一个实施例的详细示意图。一个基于DPA-MIMO无线通信系统的可折叠手持设备1000包括一个可折叠手持设备壳体/外壳/框架1001，一个或多个波束成形(BF)模块1002，一个或多个线缆1003，一个或多个主逻辑板1004，单个或多个中频(IF)无线电1005，单个或多个基带处理器1006，单个或多个应用处理器1007。应用处理器1007处理所有来自基带处理器1006的基带信号。基带处理器1006处理所有来自中频无线电的中频信号。电信号和/或能量从主逻辑板1004通过单个或多个线缆1003传输到单个或多个BF模块1002。BF模块1002可以被配置用于接收和/或发射无线数据。一个或多个BF模块1002可以被分布式得安置在设备上/里。

在典型接收操作过程即下行通道中,在典型接收操作过程即下行通道中，BF模块1002接收无线信号并将信号下变频至中频。单个或多个BF模块1002形成多个独立或联合指向任何方向的无线接收波束,并且这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。获得的中频无线信号通过一个或多个线缆1003传送至一个或多个从主逻辑板1004。中频无线电1005将中频无线信号进一步下变频，并传送至基带处理器1006进行处理。应用处理器1007进一步处理基带信号以用于应用目的。在典型发射操作过程即上行通道中，基带处理器1006处理来自应用处理器707的应用层信号以及产生携带通信信息的基带数据，并将基带信号传送至单个或多个中频无线电1005。中频无线电1005对基带信号进行上变频至中频，然后通过单个或多个线缆1003将中频信号传送至单个或多个BF模块1002。单个或多个BF模块1002对收到的中频信号进行上变频至系统指定的发射频率。进一步，BF模块1002形成多个独立或联合指向任何方向的无线传输波束,并在发射频率发送无线信号，这些波束在给定的传播环境中可以有任意的波束宽度。

单个或多个中频无线电1005可以通过单个或多个线缆1003连接到一个BF模块1002。BF模块1002可以与多个中频无线电1005交换中频信号，这可以在，但不限于，一些BF模块断电或待机的情况下执行。

本领域普通技术人员可以理解，可折叠手持设备1001的壳体/外壳/框架可以在任何角度之间折叠。

本领域普通技术人员可以理解，基带处理器1006可以对电信号实现任何类型的处理和/或算法计算。处理和算法计算包括，但不局限于，数字波束成形技术。该技术独立或联合处理来自于单个或多个BF模块1002的单路或多路信号。数字波束成形技术可以实现如下一些功能，但不局限于此，例如减小干扰，和/或增强来自于该BF模块1002对应天线单元中的信号信噪比。基带处理器1006也可以实现其他无线协议和/或标准中的基带信号处理。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆1003可以是任意类型具备信号和/或能量传输的媒体介质。线缆1003可以是，但不局限于，光纤电缆，同轴电缆，IPEX/IPX线缆，和/或以太网线等拥有耦合性质，而本领域普通技术人员所理解的公知事物。本发明中的一种实施例是，线缆1003可以是能够承载不同光波段信号和/或能量的光纤线缆。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个线缆1003可以在每个线缆1003上承载单个或多个频段的信号。本发明中的一种实施例是，单个线缆1003承载多频段的多路信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块1002可以包括任意种波束成形天线并按任意位置放松。波束成形模块的天线可以包括，但不局限于，相控阵天线，可控天线，和/或可重构天线。本发明中的一种实施例是，一组相控阵天线放置定向成环状结构。本发明中的另一种实施例是，多个一组相控阵天线以堆叠的三维形式定向放置。

本领域普通技术人员可以理解，单个波束成形模块1002可以在任意频率范围工作。频率范围可以是，但不局限于，1GHz到10THz,因而可以涵盖多种无线技术与无线标准，而这些标准包括但不局限于蜂窝通信，无线局域网(WLAN)通信,全球导航卫星系统通信，毫米波(mmWave)通信，卫星通信，太赫兹(THz)通信，可见光通信，近场通信，和/或其它无线通信。本发明中的一种实施例是，一组BF模块1002可以涵盖一系列无线通信频率因而可以使得一个基于DPA-MIMO无线通信系统的可折叠手持设备1000可以在一系列无线通信协议上工作。

本领域普通技术人员可以理解，在基于DPA-MIMO系统的可折叠手持设备1000的单个或多个单元之间可以传输任意信号和/或能量。单个或多个单元之间传输的信号和/或能量包括，但不局限于，直流(DC)功率，控制信号，参考信号，和/或反馈信号。本发明中的一种实施例是，单个或多个蜂窝中频无线电1005可以通过单个或多个线缆1003传输控制和参考信号至单个或多个BF模块1002。BF模块1002可以通过线缆1003传回反馈信号至蜂窝中频无线电1005。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO系统的可折叠手持设备1000的单个或多个单元之间可以合并成单个功能组或者独立进入多个功能组。在本发明的一种实施例中，每个包括中频无线电1005，线缆1003和BF模块1002的多个组可以以各自的功能工作，例如但不局限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。在本发明的另一个实施例中，包括一个或多个中频无线电1005，线缆1003和BF模块1002的多个组可以以单个功能工作，例如但不限于以特定频率的通信，基于特定数据流的通信，传输信号和/或接收信号。

本领域普通技术人员可以理解，单个或多个BF模块1002可以覆盖一个很宽的频率范围。而这个被单个或者多个模块所覆盖的频率范围包括但不限制于，高于6GHz的WiFi频段，覆盖57-71GHz的无线千兆比特(WiGig)频段,和/或用于其它无线标准的频率，和/或授权与非授权频谱的频率。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO无线通信系统的可折叠手持设备壳体/外壳/框架1001包含一个或多个处理器可以对电子信号进行任意类型的处理与算法。流程与算法可以是，但不局限于，可以独立或联合处理来自于一个或多个BF模块1002的一个或多个信号的数字波束成形技术。BF模块1002可以执行如下功能，但不局限于，去除干扰和/或增加一个或多个被处理信号的信噪比和/或一个BF模块1002内天线单元间的信号的信噪比。

本领域普通技术人员可以理解，基于DPA-MIMO无线通信系统的可折叠手持设备1000可以是针对任意无线通信标准的系统。无线通信标准含义包括，但不局限于，2G，3G，4G，5G,WLAN，蓝牙，和/或他无线标准。基于DPA-MIMO无线通信系统的可折叠手持设备1000可以是基于蓝牙，近场通信，以及3G/4G/5G无线标准定义的射频功能系统。

图11给出了根据本发明实施例的用于基于分布式相控阵列多输入多输出架构的无线通信系统的示例性过程的流程图。DPA-MIMO无线通信流程1100包括参考信号接收步骤1102，波束扫描步骤1104，遮挡探测步骤1106，反馈步骤1108，波束扫描与合并步骤1110，基带波束成形步骤1112，发射或接收步骤1114，以及掉电步骤1116。

DPA-MIMO无线通信过程1100以接收参考信号步骤1102开始。DPA-MIMO无线通信系统，例如但不限于DPA-MIMO系统，诸如基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备100。可以在一个或多个信号接收模块上接收一个或多个参考信号，所述信号接收模块例如但不限于天线，BF模块，例如BF模块102，光接收器等。

波束扫描步骤1104可以由诸如BF模块102的一个或多个BF模块执行，其中执行波束扫描和信道估计。遮挡探测步骤1106可以由处理单元执行，例如但不限于诸如106的基带处理处理器。遮挡探测步骤1106检查诸如BF模块102的BF模块是否被遮挡。

如果在遮挡探测步骤1106中检测到遮挡，则由诸如BF模块102的BF模块执行掉电步骤1116。在掉电步骤1116中，诸如BF模块102的一个或多个BF模块可以断电和/或进入待机状态。诸如BF模块102的BF模块可以保持在断电和/或待机状态，直到时间间隔已经过去并且DPA-MIMO无线通信过程1100重新进入接收参考信号步骤1102。

如果遮挡探测步骤1106没有探测到至少单个或者多个BF模块比如BF模块102遮挡，反馈步骤1108由诸如一个基带处理器106基带处理单元发起，并由单个或者多个没有被遮挡的诸如BF模块102的发送。包括但不局限于，工作模式，每一个诸如BF模块102的信道状态，温度，和/或使用带宽在内的信息可以发送回DPA-MIMO系统内的发射机，例如基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备100。

BF模块可以实施波束控制与波束合并步骤1110，换言之，就是对传输做预编码而对接收做合并。在波束扫描与合并步骤1110中，将根据最优化包括，但不局限于，信号强度、功率使用、和/或传输数据速率在内的DPA-MIMO无线系统的性能指标来实施波束扫描与波束对准。

基带发射步骤1112可以由诸如基带处理器106的基带处理单元执行。基带发射步骤1112可以在DPA-MIMO系统内预编码或组合信号，例如基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备100，这取决于DPA-MIMO系统是否发送或接收数据。发送或接收步骤1114可以由一个或多个BF模块(例如BF模块102)执行，并根据传输模式发送或接收无线信号。

本领域普通技术人员可以理解，DPA-MIMO无线通信流程1100中的单个或多个步骤可以增加、删除、或重排。本发明中的一种实施例是，DPA-MIMO无线通信流程1100可以跳过反馈步骤1108从而降低DPA-MIMO无线通信系统时延，例如基于DPA-MIMO系统的可穿戴虚拟现实设备100。本发明中的另一种实施例是，DPA-MIMO无线通信流程1100中的波束扫描步骤1104和遮挡探测步骤1106可以按任意先后顺序实施。本发明中的再一种实施例是，DPA-MIMO无线通信流程1100中可以增加包括，但不局限于，如数据加密和/或信号复用等额外步骤。

本领域普通技术人员可以理解，DPA-MIMO无线通信流程1100中的单个或多个步骤可以由单个或多个DPA-MIMO无线通信系统的模块，单个或多个电路，和/或单个或多个装置进行实施。本发明中的一种实施例是，DPA-MIMO无线通信流程1100中的单个或多个步骤可以由包括，但不局限于，单个或多个电子装置、计算机网络，和/或单个或多个DPA-MIMO无线通信系统在内的装置进行实施。本发明中的另一种实施例是，DPA-MIMO无线通信流程1100中的步骤由无线局域网中的网络计算装置实施。

图12给出了根据本发明实施例的用于蜂窝和WiFi共启用的分布式相控阵列多输入多出系统的无线通信的示例性过程的流程图。流程1200包括频谱感测步骤1202，确定网络可用性步骤1204，检查应用要求步骤1206，网络选择步骤1208，配置蜂窝操作步骤1210，配置蜂窝和WiFi操作步骤1212，配置WiFi操作步骤1214，以及发送或接收步骤1216。

基于DPA-MIMO系统的无线通信过程1200在频谱感测步骤1202处开始。诸如BF模块102的一个或多个BF模块可以执行频谱感测以确定用于无线通信的可用频率和/或业务。

一个或多个BF模块和/或处理模块可以执行确定网络可用性步骤1204.可以通过被动方式确定网络可用性，例如但不限于传感器读数，频率上的流量和/或频率上的噪音。网络可用性还可以通过主动手段来确定，例如但不限于蜂窝和WiFi共启用的DPA-MIMO无线通信系统1200和发射器之间的消息交换，来自发射器的广播消息，和/或用户输入用户设备。

检查应用程序要求步骤1206可以由处理单元执行，例如但不限于诸如基带处理器106的基带处理单元。检查应用程序要求步骤1206评估应用程序的要求以确定要使用的网络。用于确定合适网络的度量包括但不限于数据速率，等待时间和/或用户输入。

在网络选择步骤1208，诸如但不限于诸如基带处理器106的基带处理单元的处理单元可以基于来自检查应用要求步骤1206的任何信息来确定要使用的一个或多个网络。可以基于必须使用哪个网络的确定来执行配置蜂窝操作步骤1210，配置蜂窝和WiFi操作步骤1212，或配置WiFi操作步骤1214。网络确定还可以由诸如但不限于到用户设备的输入无线信号，网络上的流量和/或发射机网络的因素来确定。本领域普通技术人员可以理解，可以支持任何类型的无线网络。无线网络可以是但不限于蓝牙，WiFi，NFC和/或蜂窝。

发送和/或接收步骤1216可以由任何传输硬件执行，例如但不限于一个或多个BF模块，一个或多个IF无线电模块，并且根据基于传输模式的传输模式发送或接收无线信号。基于蜂窝和WiFi共启用DPA-MIMO系统的无线通信系统的操作状态。

本领域普通技术人员可以理解，基于蜂窝和WiFi共启用DPA-MIMO系统的无线通信过程1200不限于蜂窝和WiFi组合。蜂窝和WiFi共同启用的DPA-MIMO无线通信过程1200可以是两种或更多种无线通信技术的任何组合。在本发明的一个实施例中，蜂窝和WiFi共同启用的DPA-MIMO无线通信过程1200可以被配置用于蓝牙，NFC和业余无线电无线通信。在本发明的另一个实施例中，配置蜂窝操作步骤1210，配置蜂窝和WiFi操作步骤1212以及配置WiFi操作步骤1214可以各自单独地配置蜂窝和WiFi共同启用的基于DPA-MIMO系统的无线通信。或更多无线通信协议。

本领域普通技术人员可以理解，配置蜂窝和WiFi操作步骤1212不限于基于蜂窝和WiFi标准所使用的现有频带/频谱的蜂窝和WiFi组合。这样的配置可能需要实现所有当前可用频带(例如，亚6GHz，mmWave频带)和任何其它潜在可能可用频带(例如，超过95GHz和THz，可见光频带)的更广泛和更强大的载波聚合(例如，超级载波聚合(Super-CA))。

本领域普通技术人员可以理解，可以添加，移除或重新布置蜂窝和WiFi共启用的DPA-MIMO系统的无线通信过程1200中的一个或多个步骤。在本发明的另一个实施例中，基于蜂窝和WiFi共启用的DPA-MIMO系统的无线通信过程1200可以省略步骤频谱感测步骤1202以减少基于蜂窝和WiFi共同启用的基于DPA-MIMO系统的无线通信中的等待时间。在本发明的又一个实施例中，基于蜂窝和WiFi共同启用DPA-MIMO系统的无线通信过程1200中的确定网络可用性步骤1204和检查应用要求步骤1206可以以任何顺序发生。在本发明的又一个实施例中，可以将附加步骤(例如但不限于数据加密和/或信号复用)添加到基于蜂窝和WiFi共同启用DPA-MIMO系统的无线通信过程1200。

本领域普通技术人员可以理解，基于蜂窝和WiFi共启用的DPA-MIMO系统的无线通信过程1200中的一个或多个步骤可以由一个或多个蜂窝和WiFi的模块执行，或者由一个或多个电路，和/或一个或多个设备来执行这个过程1200。蜂窝和WiFi共启用的DPA-MIMO无线通信过程1200的一个或多个步骤可以由诸如但不限于一个或多个用户电子设备，计算机网络和/或一个设备的设备来执行，或者由更多蜂窝和WiFi共启用的基于DPA-MIMO系统的无线通信系统来执行。在本发明的另一个实施例中，可以通过无线局域网(WLAN)上的联网计算设备，执行基于蜂窝和WiFi共启用的DPA-MIMO系统的无线通信过程1200的步骤。

根据或受到本发明专利启发，本技术领域的技术人员可以认识到，上述步骤可以根据特定应用需求进行替换、重新排序、删除、以及增加额外步骤。此外，受到本发明专利启发，本技术领域的技术人员可以知道，上述发明步骤案例可以通过任意物理或硬件系统实现。任何经过配置设计的典型计算机系统都可以为本发明中所有可以在计算机上实现的方法步骤提供计算系统服务。

除特别说明，本文件中包括摘要、插图在内的所有披露特征，都可以用提供相同或类似功能的其他特征替代。因此，除非特别说明，每个披露特征都仅代表一系列相同或类似特征的一个特例。

已经完整地描述了本发明的至少一个实施例，在根据本发明的硬件设计中实现DPA-MIMO的其他等同或替代方法，对本领域技术人员而言是显而易见的。以上已经通过说明的方式描述了本发明的各个方面，并且公开的具体实施例并不意味将本发明限制于所公开的特定形式。硬件设计中的DPA-MIMO的具体实现可以根据特定的上下文或应用而变化。作为示例而非限制，上述硬件设计中的DPA-MIMO原则上针对消费电子类的实现；然而，类似的技术可以替代地应用于物联网应用(IoT)，例如车辆到车辆通信或者传感器到传感器通信，本发明的实施方式被认为是在本发明的范围内。因此，本发明涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改，等同物和替代方案。需要进一步理解的是，在前述说明书中并非所有公开的实施例都必须满足或实现前述说明书中描述的每个目的，先进性或者改进提高。