具体实施方式

本文结合附图说明了本发明的特定实施例。

各种细节在本文被阐述为它们与某些实施例有关。然而，本发明也可以以与本文描述的方式不同的方式来被实现。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可以对所讨论的实施例进行修改。因此，本发明不限于本文公开的特定实施例。

实施例说明了用于确定在接收器电路处接收到的信号的测量的到达角(AoA)或离开角(AoD)的电路和方法，接收器电路具有生成信号的多个天线，利用单个RF链将该信号数字化。AoA或AoD基于针对一个或多个采样时间中的每个采样时间的多个信号样本来被确定。由于RF链每个采样时间只能生成一个样本，因此计算针对每个采样时间的其他样本。图1A和图1B分别图示了接收器电路和发射器电路的示意图。图2A和图2B分别图示了AoA和AoD。图3和图4图示了用于确定AoA或AoD的接收和计算的样本。图5是图示使用N个天线的阵列的系统的框图。

图1A是根据一个实施例的发射器电路100的一个实施例的示意图。发射器电路100包括天线或天线阵列110、开关120、RF链130和控制器140。发射器电路100图示了一个特定示例。可以使用发射器电路的其他实施例。

天线或天线阵列110可以是任何天线或天线阵列。例如，在一些实施例中，天线或天线阵列110包括1、2、3、4或更多个天线。在一些实施例中，天线或天线阵列110包括线性天线阵列。在一些实施例中，天线或天线阵列110包括二维天线阵列，例如，具有多行线性天线阵列。

在天线或天线阵列110包括一个天线的实施例中，该一个天线可以直接连接到RF链130，并且可以省略开关120。在天线或天线阵列110包括多个天线的实施例中，每个天线可以直接连接到单独的RF链。每个RF链可以具有RF链130的特征。

天线或天线阵列110可以被配置成将RF信号发射到接收器电路，诸如下面参考图1B描述的接收器电路200。RF信号包括在用低频信息信号调制的载波频率下的高频信号。例如，根据如由控制器140控制的由开关120形成的可编程电连接，高频信号由来自天线或天线阵列110的天线之一发射。至少由于反射，由发射器电路100发射的特定信号可以在穿过多个传输路径中的每个传输路径之后到达接收器。每个传输路径可以以不同的AoA在接收器处终止。此外，由天线或天线阵列110发射的RF信号以AoD从发射器100发射。

控制器140被配置成向RF链130提供数字信号，其中数字信号对要由天线或天线阵列110发射的信息信号进行编码。

RF链130包括数模转换器(DAC)132、混频器136、频率合成器134和功率放大器(PA)138。RF链130仅是示例，并且可以备选地使用其他RF链的实施例。例如，在一些实施例中，如本领域技术人员所理解的，可以包括一个或多个放大器和/或滤波器。

数字信号由数模转换器132处理，以使用本领域已知的技术来生成表示数字信号的模拟基带信号。可以使用本领域已知的各种数模转换器结构。

混频器136接收从数模转换器132输出的模拟基带信号，并且接收由频率合成器134生成的在载波频率下的振荡器信号。响应于模拟基带信号和振荡器信号，混频器136使用本领域已知的技术将来自模数转换器132的模拟基带信号上转换为高频信号。可以使用本领域已知的各种混频器结构。所得高频信号在该调制中处于载波频率，以便包括低频信息信号的信息。

功率放大器138被配置成接收高频信号，例如，根据如由控制器140控制的由开关120形成的可编程电连接，高频信号被驱动到来自天线或天线阵列110的天线之一。放大器138使用本领域已知的技术将高频信号驱动到天线之一。可以使用本领域已知的各种功率放大器结构。

如本领域技术人员所理解的，使用图1A中未图示的通信连接，来自控制器140的控制信号可以控制开关120、功率放大器138、频率合成器134、混频器136和数模转换器132的某些可变功能，例如，如本领域技术人员所理解的。

来自控制器140的控制信号可以例如控制开关120以控制利用多个天线RF链130中的哪一个来驱动高频信号。

在具有多个天线并且每个天线均连接到多个RF链之一的实施例中，控制器140可以针对每个RF链生成控制信号。

图1B是根据一个实施例的接收器电路200的一个实施例的示意图。接收器电路200包括天线或天线阵列210、开关220、RF链230和控制器240。接收器电路200图示了特定示例。可以使用接收器电路的其他实施例。

天线或天线阵列210可以是任何天线或天线阵列。例如，在一些实施例中，天线或天线阵列210包括1、2、3、4或更多个天线。在一些实施例中，天线或天线阵列210包括线性天线阵列。在一些实施例中，天线或天线阵列210包括二维天线阵列，例如，具有多行线性天线阵列。

在天线或天线阵列210包括一个天线的实施例中，一个天线可以直接连接到RF链230，并且可以省略开关220。在天线或天线阵列210包括多个天线的实施例中，每个天线可以直接连接到单独的RF链。每个RF链可以具有RF链230的特征。

天线或天线阵列210可以被配置成接收由发射器(诸如上面参考图1A描述的发射器100)生成的RF信号。至少由于反射，由发射器发射的特定信号可以在穿过多个传输路径中的每个传输路径之后到达天线或天线阵列210。每个传输路径可以以不同的AoA在天线或天线阵列210处终止。此外，由发射器100发射的RF信号以AoD被发射。

RF链230包括低噪声放大器(LNA)232、频率合成器234、混频器236和模数转换器(ADC)238。RF链230仅是示例，并且可以备选地使用其他RF链的实施例。例如，在一些实施例中，如本领域技术人员所理解的，可以包括一个或多个放大器和/或滤波器。

低噪声放大器232被配置成接收在载波频率下并且用低频信息信号调制的高频信号。例如，根据如由控制器240控制的由开关220形成的可编程电连接，从天线或天线阵列210的天线之一接收高频信号。使用本领域已知的技术，高频信号由低噪声放大器232放大以生成放大的RF信号。可以使用本领域已知的各种低噪声放大器结构。

混频器236接收从低噪声放大器232输出的放大RF信号，并且接收由频率合成器234生成的处于或基本上处于载波频率的振荡器信号。响应于放大的RF信号和振荡器信号，使用本领域已知的技术，混频器236将来自低噪声放大器232的放大RF信号下转换为基带信号。可以使用本领域已知的各种混频器结构。所得基带信号包括低频信息信号的信息。

然后，使用本领域已知的技术，基带信号由模数转换器238处理以生成表示基带信号的数字信号。可以使用本领域已知的各种模数转换器结构。

控制器240接收基带信号的数字表示。

如本领域技术人员所理解的，使用图1B中未图示的通信连接，来自控制器240的控制信号可以控制开关220、低噪声放大器232、频率合成器234、混频器236和模数转换器238的某些可变功能。例如，如本领域技术人员所理解的。

例如，来自控制器240的控制信号可以控制开关220以选择从RF链230的多个天线中的哪一个天线接收高频信号。

例如，控制器240可以生成控制信号，这导致控制器240接收一组数字信号，其中该组的每个数字信号由RF链230基于由天线中的选择的一个天线接收的高频信号生成。在具有多个天线且每个天线均连接到多个RF链之一的实施例中，控制器240可以针对每个RF链生成控制信号，使得控制器240接收一组数字信号，其中该组的每个数字信号由RF链之一基于连接到其的特定天线接收的RF信号生成。使用下面描述的技术，控制器240被配置成将该组数字信号存储在存储器中，并且基于它接收的该组数字信号来确定针对接收的RF信号的AoA或AoD。

图2A是图示了在包括天线A1和天线A2的天线阵列处接收的RF信号的到达角(AoA)的基于相位的估计的几何学的示意图。

如所示的，所发射的RF信号在天线A1和A2处以到达角(AoA)θ被接收。根据本领域技术人员所理解的几何和三角原理，

其中：

λ＝RF信号的波长，

ψ＝到达天线A1和A2的信号之间的相位差，并且

d＝天线A1和A2之间的距离。

使用本领域技术人员已知的技术，诸如图1B的接收器电路200的控制器240的控制器可以计算AoA。

例如，假设没有载波频率偏移，具有用于天线A1和A2中的每个天线的一个RF链的接收器电路200的一个实施例可以如下计算AoA：

对于发射信号

其中：

f_h＝载波频率，

t₁＝发射器振荡器的时间

f_l＝基带频率，

在天线A1处接收的信号是

其中：

并且

在天线A2处接收的信号是

其中：

在天线A1处接收的下转换的样本为：

其中：

t₂＝接收器振荡器的时间。

在天线A2处接收的下转换的样本为：

相位差为：

如上所述。

备选地，假设没有载波频率偏移，具有用于天线A1和A2两者的一个RF链的接收器电路200的一个实施例可以如下计算AoA：

对于发射信号

其中：

f_h＝载波频率，

t₁＝发射器振荡器的时间

f_l＝基带频率，

在天线A1处接收的信号是

其中：

并且

在天线A2处接收的信号是

其中：

并且

T＝采样周期。

在天线A1处接收的下转换样本为：

其中：

t₂＝接收器振荡器的时间。

在天线A2处接收的下转换样本为：

相位差为：

因此，

因此，用于计算AoA的相位差等于测量的相位差+2πf_lT。

如上所述。

图2B是图示由包括天线A1和天线A2的天线阵列发射的RF信号的离开角(AoD)的基于相位的估计的几何学的示意图。

如所示的，RF信号从天线A1和A2以偏离角(AoD)θ被发射。根据本领域技术人员所理解的几何和三角原理，

其中：

λ＝从天线A1和A2发射的RF信号的波长，

ψ＝到达天线RX的信号之间的相位差，并且

d＝天线A1和A2之间的距离。

使用本领域技术人员已知的技术，诸如图1B的接收器电路200的控制器240的控制器可以计算AoD。

例如，假设没有载波频率偏移，具有一个RF链和单个天线A1的接收器电路200的一个实施例可以如下计算AoD：

对于分别从天线A1和A2发射的信号：和

其中：

f_h＝载波频率，

t₁＝发射器振荡器的时间

f_l＝基带频率，

在天线RX处接收的第一样本是

其中：

并且

在天线RX处接收的第二样本是

其中：

并且

T＝采样周期。

下转换的第一样本是：

其中：

t₂＝接收器振荡器的时间。

下转换的第二样本是：

相位差为：

因此，

因此，用于计算AoD的相位差等于测量的相位差+2πf_lT。

如上所述。

图3是根据一个示例实施例的接收RF信号的数字化样本的图示。接收RF信号可以已经被具有第一和第二接收天线A1和A2的接收器电路(诸如，图2的接收器电路200)接收，并且可以用于计算AoA。备选地，接收RF信号可以已经被具有第一和第二发射天线A1和A2的发射器电路(诸如，图1的发射器电路100)发射，并且可以用于计算AoD。

讨论将涉及天线A1和A2。应当基于使用上下文，来理解所引用的天线A1和A2是发射天线还是接收天线。

接收RF信号被接收器电路接收，接收器电路使用上面讨论的技术和/或本领域技术人员已知的其他技术来生成接收RF信号的数字化样本。

因为接收RF信号在利用发射天线A1和A2发射或利用接收天线A1和A2接收时是时分复用的，所以每个采样时间T1-T6具有单个数字化样本。接收器电路基于利用天线A1发射或接收的接收RF信号，针对第一采样时间T1生成数字化样本y1。接收器电路基于利用天线A2发射或接收的接收RF信号，针对第二采样时间T2生成数字化样本y2。接收器电路基于利用天线A1发射或接收的接收RF信号，针对第三采样时间T3生成数字化样本y3。接收器电路基于利用天线A2发射或接收的接收RF信号，针对第四采样时间T4生成数字化样本y4。接收器电路基于利用天线A1发射或接收的接收RF信号，针对第五采样时间T5生成数字化样本y5。接收器电路基于利用天线A2发射或接收的接收RF信号，针对第六采样时间T6生成数字化样本y6。

如本领域技术人员所理解的，采样时间可以通过切换时间间隔开，在切换时间期间，例如，发射器电路将放大器与发射天线A1和A2中的一个断开连接并且将放大器连接到发射天线A1和A2中的另一个，或者接收器电路将放大器与接收天线A1和A2中的一个断开连接，并且将放大器连接到接收天线A1和A2中的另一个。

由接收器电路生成的数字样本可以用于计算AoA或AoD。然而，因为AoA或AoD的计算优选地利用针对相同采样时间的数字化样本进行，所以可以基于由接收器电路的RF链生成的数字化样本来计算附加数字样本。

图4是可以用于计算AoA或AoD的接收和计算的样本的图示。采样时间T1的样本sy1、采样时间T3的y3和采样时间T5的y5由接收器电路通过使用本文别处讨论的技术或使用本领域技术人员理解的其他技术，对发射或接收天线A1的接收RF信号进行数字化而被生成。类似地，采样时间T2的样本y2、采样时间T4的y4和采样时间T6的y6由接收器电路通过使用本文别处讨论的技术或使用本领域技术人员理解的其他技术，对发射或接收天线A2的接收RF信号进行数字化来被生成。此外，采样时间T1的样本y1c2、采样时间T2的y2c1、采样时间T3的y3c2、采样时间T4的y4c1、采样时间T5的y5c2和采样时间T6的y6c1由接收器电路使用本文别处讨论的技术或使用本领域技术人员理解的其他技术，基于接收RF信号的数字化样本来被计算。

在一些实施例中，采样时间T1的样本y1c2、采样时间T3的y3c2和采样时间T5的y5c2基于由天线A2发射或接收的接收RF信号的数字化样本来被计算。例如，采样时间T1的样本y1c2、采样时间T3的y3c2和采样时间T5的y5c2可以至少部分地基于采样时间T2的数字化样本y2、采样时间T4的数字化样本y4和采样时间T6的数字化样本y6来被计算。

例如，包括采样时间T2的数字化样本y2、采样时间T4的数字化样本y4和采样时间T6的数字化样本y6的第一数字输入信号，可以被输入到数字滤波器，诸如第一数字FIR滤波器。可以使用任何适当的数字FIR滤波器。

如本领域技术人员所理解的，作为滤波过程的一部分，第一数字FIR滤波器可以对输入到其的第一数字信号进行过采样，并且因此，可以生成与第一数字输入信号的数字化样本的采样时间之间的时间相对应的数字样本。

例如，包括采样时间T2的数字化样本y2、采样时间T4的数字化样本y4和采样时间T6的数字化样本y6的第一数字输入信号，可以被输入到以因子2过采样的第一数字FIR。至少部分地基于第一数字输入信号的数字化样本y2、数字化样本y4和数字化样本y6，第一数字FIR滤波器可以计算采样时间T1的样本y1c2、采样时间T3的y3c2和采样时间T5的y5c2，如图4中所示。

在一些实施例中，采样时间T2的y2c1、采样时间T4的y4c1和采样时间T6的y6c1基于由天线A1发射或接收的接收RF信号的数字化样本来被计算。例如，采样时间T2的样本y2c1、采样时间T4的y4c1和采样时间T6的y6c1可以基于采样时间T1的数字化样本y1、采样时间T3的数字化样本y3和采样时间T5的数字化样本y5来被计算。

例如，包括采样时间T1的数字化样本y1、采样时间T3的数字化样本y3和采样时间T5的数字化样本y5的第二数字输入信号，可以被输入到数字滤波器，例如第二数字FIR滤波器。可以使用任何适当的数字FIR滤波器。

如本领域技术人员所理解的，作为滤波过程的一部分，第二数字FIR滤波器可以对输入到其的数字信号进行过采样，并且因此，可以生成与第二数字输入信号的数字化样本的采样时间之间的时间相对应的数字样本。

例如，包括采样时间T1的数字化样本y1、采样时间T3的数字化样本y3和采样时间T5的数字化样本y5的第二数字输入信号，可以被输入到以因子2过采样的第二数字FIR。至少部分地基于第二数字输入信号的数字化样本y1、数字化样本y3和数字化样本y5，数字FIR滤波器可以计算采样时间T2的样本y2c1、采样时间T4的y4c1和采样时间T6的y6c1，如图4中所示。

使用本文讨论的技术和/或本领域技术人员已知的其他技术，接收器电路可以基于图4中图示的数字化和计算的样本，来计算测量的AoA或AoD。

例如，如本领域技术人员所理解的，可以根据例如多信号分类(MUSIC)AoA或AoD算法，基于多个采样时间的数字化和计算的样本，来计算测量的AoA或AoD。

备选地，可以针对每个采样时间计算AoA或AoD的估计。例如，样本对y1和y1c2、y2c1和y2、y3和y3c2、y4c1和y4、y5和y5c2以及y6c1和y6中的每个样本对可以用于计算AoA或AoD的估计。此外，使用本文所述的任何技术和/或本领域技术人员已知的任何其他技术，AoA或AoD的计算的估计可以用于计算测量的AoA或AoD。例如，测量的AoA或AoD可以作为AoA或AoD的估计的平均来被计算。

图5是根据一个示例实施例的接收RF信号的数字化样本的图示。接收RF信号可以已经被具有接收天线A1-AN的接收器电路(诸如，图2的接收器电路200)接收，并且可以用于计算AoA。备选地，接收RF信号可以已经被具有天线A1-AN的发射器电路(诸如，图1的发射器电路100)发射，并且可以用于计算AoD。

讨论将涉及天线A1-AN。应当基于使用上下文，来理解所引用的天线A1-AN是发射天线还是接收天线。

接收RF信号被接收器电路接收，接收器电路使用上面讨论的技术和/或本领域技术人员已知的其他技术，来生成接收的RF信号的数字化样本。

因为接收的RF信号在利用发射天线A1-AN发射或利用接收天线A1-AN接收时是时分复用的，所以每个采样时间T1-TN具有单个数字化样本。接收器电路基于利用天线A1发射或接收的接收RF信号，针对第一采样时间T1生成数字化样本y1。接收器电路基于利用天线AN发射或接收的接收RF信号，针对第N采样时间TN生成数字化样本yN。接收器电路基于利用天线Ax发射或接收的接收RF信号，针对T1和TN之间的每个其他采样时间Tx生成另一个数字化样本yx。如本领域技术人员所理解的，接收器电路基于接收的RF信号，继续以图5中所示的样本生成方案的重复模式来生成样本。

如本领域技术人员所理解的，采样时间可以通过切换时间间隔开，例如，在切换时间期间，发射器电路将放大器与发射天线A1-AN中的一个断开连接并且将放大器连接到下一个发射天线，或者接收器电路将放大器与接收天线A1-AN中的一个断开连接，并且将放大器连接到下一个接收天线。

由接收器电路生成的数字样本可以用于计算AoA或AoD。然而，因为AoA或AoD的计算优选地利用针对相同采样时间的数字化样本进行，所以可以基于由接收器电路的RF链生成的数字化样本来计算附加数字样本。

图6是可以用于计算AoA或AoD的接收和计算的样本的图示。接收器电路基于利用天线A1发射或接收的接收RF信号，针对第一采样时间T1生成数字化样本y1。接收器电路基于利用天线A2发射或接收的接收RF信号，针对第二采样时间T2生成数字化样本y2。接收器电路还基于利用天线AN-1发射或接收的接收RF信号，针对第N-1采样时间TN-1生成数字化样本yN-1。接收器电路还基于利用天线AN发射或接收的接收RF信号，针对第N采样时间TN生成数字化样本yN。接收器电路基于利用天线A2和AN-1之间的天线Ax发射或接收的接收RF信号，针对采样时间T2和TN-1之间的其他采样时间Tx中的每个生成另一个数字化样本yx。如本领域技术人员所理解的，接收器电路基于接收的RF信号，继续以图6中所示的样本生成方案的重复模式来生成样本。

此外，采样时间T1的样本y1c2-y1cN、采样时间T2的y2c1、y2cN-1和y2cN、采样时间TN-1的yN-1c1、yN-1c2和yN-1cN、采样时间TN的yNc1至yNcN-1以及与图6中未标识的天线和采样时间相对应的其他样本，由接收器电路使用本文别处讨论的技术或使用本领域技术人员理解的其他技术，基于接收RF信号的数字化样本来被计算。

在一些实施例中，与每个特定天线相对应的样本基于数字化样本来被计算，该数字化样本基于由特定天线发射或接收的RF信号来被计算。例如，与天线Ax相对应的样本基于数字化样本来被计算，该数字化样本基于由天线Ax发射或接收的RF信号来被计算。

例如，包括采样时间T1的数字化样本y1，并且包括例如采样时间为TN+1、T2N+1等(未示出)的基于由天线A1发射或接收的RF信号计算的其他数字化样本(未示出)的第一数字输入信号，可以被输入到数字滤波器，诸如第一数字FIR滤波器。可以使用任何适当的数字FIR滤波器。

如本领域技术人员所理解的，作为滤波过程的一部分，第一数字FIR滤波器可以对输入到其的第一数字信号进行过采样，并且因此，可以生成与第一数字输入信号的数字化样本的采样时间之间的时间相对应的数字样本。

例如，包括采样时间为T1的数字化样本y1和其他数字化样本的第一数字输入信号可以被输入到以因子N过采样的第一数字FIR。基于第一数字输入信号，第一数字FIR滤波器可以计算采样时间T2-TN的样本y2c1–yNc1，如图6中所示。

此外，包括采样时间Tx的数字化样本yx，并且包括例如采样时间为TN+x、T2N+x等(未示出)的基于由天线Ax发射或接收的RF信号计算的其他数字化样本(未示出)的第x数字输入信号，可以被输入到数字滤波器，诸如第一数字FIR滤波器。可以使用任何适当的数字FIR滤波器。

如本领域技术人员所理解的，作为滤波过程的一部分，第x数字FIR滤波器可以对输入到其的数字信号进行过采样，并且因此，可以生成与第x数字输入信号的数字化样本的采样时间之间的时间相对应的数字样本。

例如，包括采样时间Tx的数字化样本yx和其他数字化样本的第x数字输入信号可以被输入到以因子N过采样的第x数字FIR。基于第x数字输入信号，第x数字FIR滤波器可以计算针对采样时间T1至Tx-1和Tx+1至TN的样本，如图6中所示。

因此，可以使用N个数字滤波器，来计算要与图5的数字化样本一起使用的样本。

使用本文讨论的技术和/或本领域技术人员已知的其他技术，接收器电路可以基于图6中图示的数字化和计算的样本来计算测量的AoA或AoD。

例如，如本领域技术人员所理解的，可以根据多信号分类(MUSIC)AoA或AoD算法，基于数字化和计算的样本，来计算测量的AoA或AoD。

备选地，可以针对每个采样时间计算AoA或AoD的估计。此外，使用本文描述的任何技术和/或本领域技术人员已知的任何其他技术，计算的AoA或AoD的估计可以用于计算测量的AoA或AoD。例如，测量的AoA或AoD可以作为AoA或AoD的估计的平均被计算。

在以上描述和权利要求中，诸如“…中的至少一个”或“…中的一个或多个”的短语可能出现在元素或特征的组合列表之后。术语“和/或”也可能出现在两个以上元素或特征的列表中。除非与其被使用的上下文另有隐含或明确矛盾，否则这种短语旨在意指任何单独列出的元件或特征，或任何列举的元件或特征与任何其他列举的元件或特征的组合。例如，短语“A和B中的至少一个”、“A和B中的一个或多个”以及“A和/或B”均旨在意指“单独A、单独B或A和B一起”。类似的解释也适用于包括三个以上项目的列表。例如，短语“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”以及“A、B和/或C”均旨在意指“单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起，或A和B和C一起”。上文和权利要求中对术语“基于”的使用旨在意指“至少部分地基于”，从而未列举的特征或元素也是允许的。

本文描述的主题可以根据期望的配置被实施在系统、装置、方法和/或物品中。前述描述中阐述的实施方式不表示与本文描述的主题一致的所有实施方式。相反，它们仅仅是与所描述的主题有关的方面一致的一些示例。尽管上面已经详细描述了一些变型，但其他修改或添加是可能的。特别地，除了本文阐述的那些之外，还可以提供此外的特征和/或变化。例如，上述实施方式可以涉及所公开的特征的各种组合和子组合和/或上述公开的若干此外特征的组合和子组合。此外，在附图中描绘和/或在本文描述的逻辑流程不一定需要所示的特定顺序或顺序次序来实现期望的结果。其他实施方式可以在所附权利要求的范围内。