CN102959796B - 模块化天线装置及其配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块化天线装置及其配置方法，该模块化天线装置包括：上述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，上述I个天线模块中的第i个天线模块包括L（i）个天线端口，其中上述i、I和L（i）为正整数。联合处理模块，通过该天线端口连接到上述I个天线模块，用于采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号。配置模块连接到该联合处理模块，用于根据需要对该联合处理算法进行调整，以便该联合处理模块使用调整后的联合处理算法处理上述信号。由于对联合处理算法的调整无需更换天线或者重新设计天线，因此能够灵活地实现天线的调节或配置。

Description

模块化天线装置及其配置方法

技术领域

本发明的实施例涉及天线技术领域，尤其是涉及一种模块化天线装置及其配置方法。

背景技术

天线包括向空中辐射电磁波的发射天线和从空中接收电磁波的接收电线以及用于接收和发射电磁波的收发天线。目前，主要通过调节天线的下倾角（Down Tilt）和波束宽度等来调整天线的覆盖和对天线进行干扰控制，并且通过多波束方式来调节天线的容量。

在天线的固定辐射模式中，需要对天线整体进行调节，有时候需要更换天线。而且天线的种类繁多，使得运营商天线管理成本昂贵。

在天线的可调整辐射模式中，可以通过波束赋形满足不同覆盖需求。然而，在这种方案中，不同增益的天线常常需要重新设计，以配置不同的辐射单元数目。

由于在上述天线的辐射模式中，在对天线进行调节时，常常需要更换天线或者重新设计天线，因此不能灵活地实现天线的调节或配置。

发明内容

根据本发明的实施例提供了一种模块化天线装置及其配置方法，能够灵活地实现天线的调节或配置。

第一方面，提供了一种模块化天线装置，包括：I个天线模块，上述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，上述I个天线模块中的第i个天线模块包括L（i）个天线端口，其中上述i、I和L（i）为正整数；联合处理模块，通过上述天线端口连接到上述I个天线模块，用于采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号；配置模块，连接到该联合处理模块，用于根据需要对该联合处理算法进行调整，以便该联合处理模块使用调整后的联合处理算法处理上述信号。

在第一种可能的实现方式中，该联合处理模块采用通用信号处理函数对上述信号进行通用信号处理，其中上述通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和上述信号，该配置模块根据需要重新配置上述通用信号处理矩阵和/或上述通用信号处理函数。

结合上述第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该模块化天线装置为接收天线装置，该联合处理算法包括：y_n=f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过该联合处理模块进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A=[a₀,a₁，......a_n......,a_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理上述信号得到N路输出信号，p_e=[p_0，0，p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，n=1，2，…，N，其中，其中该配置模块将该y_n=f(p_e,a_n)调整为y_n=f′(p_e,a′_n)。

结合上述第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且该通用信号处理函数由该模块化天线装置的应用场景、上述I个天线模块的拓扑方式和该天线模块的属性中的至少一个来确定。

结合上述第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，该模块化天线装置为发射天线装置，该联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为该发射信号处理函数，B=[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理N路上述信号得到输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，p_e=[p_0，0，p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中该配置模块用于将该调整为其中n=1，2，…，N。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该联合处理算法还包括上述I个天线模块的拓扑方式，其中该配置模块对上述I个天线模块的拓扑方式进行重新配置。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述模块化天线装置还包括：校正模块，连接到上述I个天线模块和该联合处理模块，用于获取上述I个天线模块的校正相关信息，根据该校正相关信息得到校正信息，并且将该校正信息发送给该联合处理模块，其中该联合处理模块根据该校正信息校正上述信号。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，上述I个天线模块包括有源天线模块和/或无源天线模块和/或有源和无源混合天线模块，其中该无源天线模块包括无源天线和射频信号处理单元，该射频信号处理单元用于对上述信号进行射频处理。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，上述配置模块根据移动通信系统的覆盖需求、容量需求和干扰控制需求中的一项或多项对该联合处理算法进行调整。

第二方面，提供了一种模块化天线的配置方法，该模块化天线包括：I个天线模块，上述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，上述I个天线模块中的第i个天线模块包括L（i）个天线端口，其中上述i、I和L（i）为正整数，该方法包括：采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号；根据需要对该联合处理算法进行调整；在对该联合处理算法进行调整的情况下，使用调整后的联合处理算法处理上述信号。

在第一种可能的实现方式中，该采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号，包括：采用通用信号处理函数对上述信号进行通用信号处理，其中上述通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和上述信号；其中该根据需要对该联合处理算法进行调整，包括：根据需要重新配置上述信号处理矩阵和/或上述通用信号处理函数。

结合上述第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该联合处理算法包括：y_n=f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过该联合处理算法进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A=[a₀,a₁，......a_n......,a_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理上述信号得到N路输出信号，p_e=[p_0，0，p_0，1，·····p_i，0，p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，n=1，2，…，N，其中，其中上述根据需要对所述联合处理算法进行调整包括：将该y_n=f(p_e,a_n)调整为y_n=f'(p_e,a'_n)。

结合上述第二方面的第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且该通用信号处理函数由该模块化天线装置的应用场景、上述I个天线模块的拓扑方式和该天线模块的属性中的至少一个来确定。

结合上述第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，该联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为该发射信号处理函数，B=[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理N路上述信号得到输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，p_e=[p_0，0,p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中上述根据需要对所述联合处理算法进行调整包括：将该调整为其中n=1，2，…，N。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该联合处理算法还包括上述I个天线模块的拓扑方式，其中该对该联合处理算法进行调整，还包括：对上述I个天线模块的拓扑方式进行重新配置。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，在根据需要对该联合处理算法进行调整之前，该方法还包括：获取上述I个天线模块的校正相关信息；根据该校正相关信息获得校正信息；根据该校正信息校正上述信号。

结合上述任何一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，上述根据需要对所述联合处理算法进行调整，包括：根据移动通信系统的覆盖需求、容量需求和干扰控制需求中的一项或多项对该联合处理算法进行调整。

本技术方案可以采用联合处理算法对包括多个天线模块的模块化天线装置传输的信号进行统一处理，并且可以根据需要对该联合处理算法进行调整，以便使用调整后的联合处理算法处理上述信号。由于模块化天线的调整通过联合处理算法的调整来实现，无需更换天线或者重新设计天线，因此能够灵活地实现天线的调节或配置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的一个实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

图2A示出了根据本发明的另一实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

图2B示出了根据本发明的一个实施例的无源天线模块的结构性示意图。

图2C示出了根据本发明的另一实施例的有源天线模块的结构性示意图。

图2D示出了根据本发明的又一实施例的有源和无源混合模块的结构性示意图。

图2E示出了根据本发明的实施例的天线模块的逻辑结构的示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

图4是根据本发明的另一实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

图5是根据本发明的一个实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

图6是根据本发明的另一实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

图7是根据本发明的实施例的模块化天线的配置方法的示意性流程图。

图8是根据本发明的另一实施例的模块化天线装置的结构性示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

在移动通信系统中，通常根据天线的架设要求、覆盖要求、多天线能力要求、扇区化要求、系统制式等来定制不同规格的天线。本发明的实施例提出了一种可配置的模块化天线，天线的极化和辐射模式等天线特性可以重新配置，以满足不同移动通信系统组网的覆盖需求、容量需求以及干扰控制需求。

图1示出了根据本发明的一个实施例的模块化天线装置100的结构性示意图。模块化天线装置100包括：I个天线模块110、联合处理模块120和配置模块130。

上述I个天线模块110中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，上述I个天线模块110中的第i个天线模块包括L（i）个天线端口，其中上述i、I和L（i）为正整数。联合处理模块120通过上述天线端口连接到上述I个天线模块110，用于采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号。配置模块130连接到联合处理模块120，用于根据需要对该联合处理算法进行调整，以便联合处理模块120使用调整后的联合处理算法处理上述信号。

根据本发明的实施例，每种天线模块的特点在于有多个辐射单元组成，对外呈现多个天线端口，每个天线端口具有确定的频段特性、极化特性、辐射特性（即辐射方向图特性）、电路特性等。上述I个天线模块110可以根据移动通信系统的需要按照一定布放关系进行组合，形成模块化天线。布放关系可以指天线模块之间的相对位置关系以及天线模块的法线方向等。上述布放关系可以指物理上的布放关系，也可以指逻辑上的布放关系。上述I个天线模块110可以具有相同的模块属性，也可以具有不同的模块属性，模块属性可以表示天线模块是有源的或者是无源的。一个天线模块可以包括K个辐射单元和L个天线端口，并且可以实现辐射单元到天线端口的映射。上述L个天线端口可以指物理上的天线端口或逻辑上的天线端口，根据本发明的实施例对此不作限制。

例如，联合处理模块120可以采用软件定义的形式来实现，即天线模块的组合以及对信号的联合处理可以通过软件方式来实现，并且可以被配置。根据本发明的实施例并不限于此，例如，联合处理模块120还可以采用硬件形式来实现，例如，天线模块的组合以及对信号的联合处理可以在可编程器件，例如，数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable GateArray，FPGA）等上通过编程来实现，并且可以被配置。所述联合处理算法指可以对上述I个天线模块传输的信号进行联合或统一信号处理的算法这里，联合或统一信号处理也称为通用信号处理（例如，极化、波束合并、波束赋形等处理），以区分于专用信号处理（例如，译码、编码、调制、解调等处理），相应地，联合处理算法也可以称为通用处理算法。当联合处理模块120以软件定义的形式来实现时，联合处理算法可以是程序代码或函数的形式。当联合处理模块120以硬件的形式来实现时，联合处理算法可以是硬件描述语言的形式。

配置模块130既可以用于在设计模块化天线装置100时对联合处理模块120进行配置，以便联合处理模块120根据需要完成不同的通用信号处理，以满足不同需要，还可以在模块化天线装置100的设计完成之后根据需要对联合处理模块120进行重配置，以便对模块化天线装置进行优化。配置模块130可以采用软件形式来实现，例如，配置模块130的配置或调整可以采用满足条件触发的形式，例如在条件满足时，调用预先设置好的算法的函数或参数。可选地，配置模块130配置或调整也可以采用通过用户界面设置的形式，例如，用户可以通过用户界面修改或替代联合处理模块120中的联合处理算法所用的参数或函数，以便联合处理算法以期望的形式进行运算。根据本发明的实施例并不限于此，配置模块130也可以采用硬件形式来实现，例如，可以在可编程器件（例如，DSP、ASIC、FPGA等）上通过编程来实现。

根据本发明的实施例，配置模块130可以根据移动通信系统的覆盖需求、容量需求和干扰控制需求中的一项或多项对所述联合处理算法进行调整。

根据本发明的实施例，可以根据架设要求、覆盖要求、多天线能力要求、扇区化要求、系统制式，通过软件定义或硬件形式来实现通过可配置功能定制不同规格的天线。

根据本发明的实施例可以采用联合处理算法对包括多个天线模块的模块化天线装置传输的信号进行统一处理，并且可以根据需要对该联合处理算法进行调整，以便使用调整后的联合处理算法处理上述信号。由于模块化天线的调整通过联合处理算法的调整来实现，无需更换天线或者重新设计天线，因此能够灵活地实现天线的调节或配置。

另外，根据本发明的实施例通过天线的模块化来实现多天线功能，使得天线的组件式生产成为可能，而且可以减少天线的种类和规格，降低了运营商的天线管理成本。

图2A示出了根据本发明的另一实施例的模块化天线装置200的结构性示意图。模块化天线装置200包括：I个天线模块210、联合处理模块220、配置模块230和校正模块240。图2的实施例的天线模块210、联合处理模块220和配置模块230分别与图1的实施例的天线模块110、联合处理模块120和配置模块130类似，在此不再赘述。

校正模块240连接到上述I个天线模块210和联合处理模块220，用于获取上述I个天线模块210的校正相关信息，根据该校正相关信息获得校正信息，并且将该校正信息发送给联合处理模块220，其中联合处理模块220根据该校正信息校正上述信号。

例如，上述校正模块240可以完成天线模块210之间的相位校正，以进一步优化多个天线模块210的联合信号处理。校正模块240进行校正处理得到的校正信息被发送给联合处理模块220，由联合处理模块220在处理天线端口的信号之前对从各个天线模块210的天线端口接收的信号进行校正。该校正相关信息可以为各个天线模块210的相位信息，该校正信息可以为各个天线模块210之间的相位差。优选地，如果移动通信系统没有采用独立通道多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）模式，则可以对各个天线模块210传输的信号进行校正处理，以使得各个天线模块210的相位保持一致，从而优化联合信号处理。

根据本发明的实施例，上述I个天线模块210包括有源天线模块和/或无源天线模块和/或有源和无源混合天线模块，其中该无源天线模块包括无源天线和射频信号处理单元，该射频信号处理单元用于对上述信号进行射频处理。

例如，上述I个天线模块220从辐射单元激励的角度可以是无源天线模块、有源天线模块或者有源和无源混合天线模块。上述I个天线模块220可以全部为有源天线模块、无源天线模块或者有源和无源混合天线模块，也可以为这三种天线模块的任意组合。优选地，上述I个天线模块220至少包括有源天线模块或者有源和无源混合天线模块。

下面结合图2B、2C和2D来说明根据本发明的实施例的天线模块。图2B示出了根据本发明的一个实施例的无源天线模块的结构性示意图。图2C示出了根据本发明的另一实施例的有源天线模块的结构性示意图。图2D示出了根据本发明的又一实施例的有源和无源混合模块的结构性示意图。

无源天线模块主要由无源天线和射频信号处理单元（例如，TRX）组成，如图2B所示。每个无源天线可以包括馈电网络和至少一个天线辐射单元。对于无源天线来说，需要经过射频处理后连接到联合处理模块。

有源天线模块主要由有源天线组成，其中有源天线集成了射频信号处理功能。参见图2C，有源天线可以包括至少一个（例如，K个）辐射单元和集成的射频信号处理单元（例如，TRX）。例如，当有源天线用作接收天线时，射频信号处理单元将从辐射单元接收的信号进行射频处理，信号合成单元将射频处理后的信号进行信号合成，并且通过天线端口输出。

参见图2D，在有源和无源混合天线模块中，每个射频信号处理单元通过馈电网络从多个辐射单元接收信号，并且对接收的信号进行射频处理，信号合成单元将射频处理后的信号进行信号合成，并且通过天线端口输出。

根据本发明的实施例，由于采用模块化设计和可配置的联合信号处理，使得更容易实现有源天线和无源天线的一体化。

上面结合图2B至图2D描述了根据本发明的实施例的天线模块的实体结构。下面结合图2E描述根据本发明的实施例的天线模块的逻辑结构。图2E示出了根据本发明的实施例的天线模块的逻辑结构的示意图。参见图2E，K个辐射单元（例如，辐射单元0，1，…，K-2，K-1）上传输的信号通过天线端口映射矩阵网络映射到L个天线端口（例如，天线端口0，1，…，L-1）上传输的信号。另外，天线模块还可以包括校正（Calibration，CAL）端口，用于对天线模块的相位进行校正，以使天线模块之间的相位保持一致。

根据本发明的实施例，联合处理模块220采用通用信号处理函数对上述信号进行通用信号处理，其中上述通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和上述信号，配置模块230根据需要重新配置上述通用信号处理矩阵和/或上述通用信号处理函数。

根据本发明的实施例，模块化天线装置200为接收天线装置，上述联合处理算法包括：y_n=f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过联合处理模块220进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A=[a₀,a₁，......a_n......,a_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理上述信号得到N路输出信号，p_e=[p_0，0，p_0，1，·····p_i，0，p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，n=0，1，2，…，N-1，其中，其中配置模块230将该y_n=f(p_e,a_n)调整为y_n=f′(p_e,a′_n)。

例如，联合处理模块220将从天线端口接收的信号进行统一的通用信号处理得到N路信号（0，1，…，N－1），并将N路信号输出到专用信号处理模块，以便进行解调处理。根据本发明的实施例还可以通过设置联合处理算法，例如，设置通用信号处理矩阵的向量的个数，以满足专用信号处理的匹配要求。例如，当专用信号处理只能处理N路信号时，可以设置包含不超过N个向量的通用信号处理矩阵。

根据本发明的实施例，上述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且上述通用信号处理函数由模块化天线装置200的应用场景、上述I个天线模块210的拓扑方式和天线模块210的属性中的至少一个来确定。

例如，透传处理是指对信号进行透明传输，即不对信号进行信号处理。极化处理是指改变信号的极化方向，例如，将交叉极化的信号处理成线极化信号或圆极化信号。波束合并是指对信号进行合并处理。波束赋形处理是指对信号进行处理，以使得信号的方向图的形状变为指定的波束形状，例如，将4个同极化端口的较宽的方向图经过波束赋形处理后变为较窄的方向图。

例如，上述应用场景包括单发单收、广视角覆盖、深度覆盖等应用场景。拓扑方式指天线模块之间的关系。天线模块的属性指该天线模块为有源天线模块或无源天线模块。

例如，对于单发单收系统需要构建垂直极化，对于室内覆盖用户可以构建圆极化，对于广视角覆盖需要构建宽波束，对于深度覆盖需要构建窄波束等等。

根据本发明的实施例，模块化天线装置200为发射天线装置，上述联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为该发射信号处理函数，B=[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理N路上述信号得到输出到与上述I个天线模块210对应的各个天线端口的信号，p_e=[p_0，0,p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中配置模块230用于将该调整为其中n=0，1，2，…，N-1。

根据本发明的实施例，上述联合处理算法还包括上述I个天线模块210的拓扑方式，其中配置模块230对上述I个天线模块210的拓扑方式进行重新配置。

例如，天线模块的拓扑方式可以包括模块化天线装置中的天线模块的数目。假设模块化天线装置100中设计有四个天线模块，可以根据需要通过配置模块230重新配置天线模块的数目为2个。由传输信号的天线端口与天线模块有映射关系，当天线模块的拓扑方式改变时，天线端口也相应改变，从而天线端口矢量也相应改变。当然，根据本发明的实施例也可以通过配置模块230直接配置天线端口矢量来实现对拓扑方式的重新配置。

根据本发明的实施例可以通过软配置（即采用软件的形式进行配置）来实现不同覆盖要求的辐射模式，并且实现专用信号处理的匹配要求。同时，可配置和软件定义使得网络部署简单，在实现不同增益的天线时无需重新设计天线，只需要对模块化天线进行软配置即可实现。根据本发明的实施例也可以采用硬件形式来实现，例如，可以在可编程器件（例如，DSP、ASIC、FPGA等）上通过编程来实现。

图3是根据本发明的一个实施例的模块化天线装置300的结构性示意图。在本实施例中，以模块化天线装置为接收天线为例进行说明。模块化天线装置300是图1的实施例的模块化天线装置100的例子，并且是可配置的、由软件定义的天线。模块化天线装置300包括联合处理模块320、配置模块330和多个天线模块310（例如，天线模块m₀、m₁、…、m_I-1），每个天线模块有独立的布放，即有独立的法线方向和几何中心位置（或坐标）。各个天线模块之间的关系表示模块化天线装置300的拓扑架构。联合处理模块320的联合处理算法采用软件形式实现。配置模块330用于对多模块联合处理（即联合处理算法）进行配置，以实现软件化和定制化的天线处理。模块化天线装置300还可以包括校正模块340。

下面结合图3描述根据本发明的实施例的模块化天线装置的信号处理及配置方法。根据本发明的实施例采用软件定义的方式对模块化天线装置上传输的信号进行信号处理。下面对模块化天线装置以及模块化天线装置所接收的信号的处理方法进行数学定义和描述。

可配置的软件定义的模块化天线装置包括I个天线模块310，m₀代表第0个模块，m₁代表第1个模块，以此类推。公式（1）表述了天线模块310的配置。

m＝[m₀,m₁,······,m_i······,m_I-1]                       （1）

每个天线模块310的几何描述由公式（2）s_i来表述，s_i分别记录了每个天线模块310的几何中心位置（用坐标x、y和z来表示）和法线方向角度（用水平角度和垂直角度θ来表示）。由s_i构成了全局的天线拓扑描述矩阵s，如公式（3）所示。

s=[s₀,s₁,·····s_i·····,s_I-1]                                 （3）

每个天线模块310可以有不同的天线端口数目，即第i个天线模块310的天线端口数目为L（i）。I个天线模块310的天线端口传输的信号用天线端口矢量p来表示，如公式（4）所示，其中每个天线模块310对应的天线端口（Port）传输的信号用天线端口矢量p_i表示，如公式（5）所示。所有的天线端口传输的信号用天线模块310的总的天线端口矢量p_e来表示，如公式（6）所示。

p＝[p₀,p₁,·····p_i·····,p_I-1]                             (4)

p_i=[p_i，0，p_i，1，......，p_i，L(i)]                                (5)

p_e=[p_0,0,p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]         (6)

其中，I个天线模块310的总的天线端口的数目为

根据本发明的实施例，对模块化天线装置接收的信号进行通用信号处理包括对从天线端口上接收的信号进行通用信号处理（例如，预处理），即对模块化天线装置的各个天线端口输出的信号进行幅度和相位的调整，而且对于所有天线端口上输出的信号，可以进行N个通用信号处理（或端口处理），从而得到N路信号。联合处理模块320的通用信号处理可以用通用信号处理函数来表示，如公式（7）、（8）和（9）所示。

y_n=f(p_e,a_n)                    （7）

$a_n=[a_{n,0},a_{n,1},......,a_{n,\underset{i=0}{\overset{I-1}{\mathrm{\Σ}}}L\left(i\right)}]---\left(8\right)$

A=[a₀,a₁，......a_n......,a_N-1]                           (9)

其中公式（7）表示第n个通用信号处理，第n个通用信号处理的输入是p_e和通用信号处理矩阵的第n个向量a_n，p_e和a_n作为自变量进行函数运算f(·)来实现对所有信号的第n个通用信号处理，p_e和a_n具有相同的维度f(·)由模块化天线装置的应用场景、公式（3）的天线拓扑描述矩阵和/或天线模块属性等共同确定。例如，f(·)可以为矩阵的加运算和乘运算。

下面描述对该联合处理算法的调整。具体而言，可以将通用信号处理矩阵修改另一通用信号处理矩阵，如公式（10）所示。可选地，可将通用信号处理函数关系表示修改另一通用信号处理函数关系，如公式（11）所示。

A′＝[a′₀,a′₁,......a′_n......,a′_N-1]                   (10)

y_n=f′(p_e,a′_n)                                          （11）

其中，矩阵A′为不同于矩阵A的另一通用信号处理矩阵，而f′(·)为不同于f(·)的另一函数关系。上述修改通用信号处理矩阵和函数关系的修改可以通过配置模块330的配置来实现，例如，用户可以根据需要在专用的用户界面进行设置通用信号处理矩阵和函数关系，从而修改联合处理算法中用到的通用信号处理矩阵和函数关系。根据本发明的实施例也可以在联合处理模块320上预先设置多种通用信号处理矩阵和函数关系，并且每种通用信号处理矩阵和函数关系对应不相同的索引。当用户需要对联合处理算法进行重新配置时，可以在用户界面上的配置窗口中输入相应的索引，从而方便地修改联合处理算法。

进一步，可以定义天线模块调整以及相关的天线端口的调整p′_e。这时的天线模块联合信号处理算法调整为：

y_n＝f′(p′_e,a′_n)                             （12）

其中，p'_e为不同于p_e的天线端口矢量。

另外，校正模块340用于从各个天线模块310的校正端口获取天线模块的相位信息，并且处理这些相位信息得到各天线模块之间的相位差，并且将获得的相位差发送给联合处理模块320，以便联合处理模块320在对从天线模块310接收的信号进行通用信号处理之前对上述信号进行相位校正。

上面对模块化天线装置为接收天线的情况进行了描述，下面结合图4描述模块化天线装置为发射天线的情况进行描述。

图4是根据本发明的另一实施例的模块化天线装置400的结构性示意图。在本实施例中，以模块化天线装置为发射天线为例进行说明。模块化天线装置400是图1的实施例的模块化天线装置100的例子，并且是可配置的、由软件定义的天线。模块化天线装置400包括联合处理模块420、配置模块430和多个天线模块410（例如，天线模块m₀、m₁、…、m_I-1），每个天线模块410有独立的布放，即有独立的法线方向和几何中心位置（或坐标）。各个天线模块之间的关系表示模块化天线装置400的拓扑架构。联合处理模块420的联合处理算法由软件形式实现。配置模块430用于对多模块联合处理（即联合处理算法）进行配置，以实现软件化和定制化的天线处理。模块化天线装置400还可以包括校正模块440。

下面结合图4描述根据本发明的实施例的模块化天线装置的信号处理及配置方法。根据本发明的实施例采用软件定义的方式对模块化天线装置上传输的信号进行通用信号处理。下面对模块化天线装置以及模块化天线装置所发送的信号的处理方法进行数学定义和描述。

模块化天线装置的数学定义和描述与图3的实施例相同，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，对模块化天线装置的待发送的信号进行通用信号处理包括对经过专用信号处理（例如，编码等处理）得到的信号进行通用信号处理（例如，极化等处理），将N路信号转换为将在天线端口上传输的信号。上述通用信号处理可以用通用信号处理函数来表示，如公式（13）、（14）和（15）所示。

$p\_e=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}p\_e\left(n\right),$

p_e(n)=g(x_n,b_n)                                          （13）

$b_n=[b_{n,0},b_{n,1},......,b_{n,\underset{i=0}{\overset{I-1}{\mathrm{\Σ}}}L\left(i\right)}]---\left(14\right)$

B=[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]                             (15)

其中公式（13）表示第n个处理，也可以表示为第n个处理的输入是x_n和通用信号处理矩阵的第n个向量b_n，x_n和b_n作为自变量进行函数运算g(·)来实现对所有信号的第n个处理，p_e和b_n具有相同的维度g(·)由模块化天线装置的应用场景、公式（3）的天线拓扑描述矩阵和/或天线模块属性等共同确定。例如，g(·)可以为矩阵的加运算和乘运算。

下面描述对该联合处理算法的调整。具体而言，可以将通用信号处理矩阵修改另一通用信号处理矩阵，如公式（16）所示。可选地，可将通用信号处理函数关系表示修改另一通用信号处理函数关系，如公式（11）所示。

B′=[b₀′,b′₁,......b′_n......,b′_N-1]            (16)

$p^{\′}\_e=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{p}^{\′}\_e\left(n\right),$

p′_e(n)=g′(x_n,b′_n)                                  （17）

其中，矩阵B′为不同于矩阵B的另一通用信号处理矩阵，而g′(·)为不同于g(·)的另一函数关系。上述修改通用信号处理矩阵和函数关系的修改可以通过配置模块430的配置来实现，例如，用户可以根据需要在专用的用户界面进行设置通用信号处理矩阵和函数关系，从而修改联合处理算法中用到的通用信号处理矩阵和函数关系。根据本发明的实施例也可以在联合处理模块320上预先设置多种通用信号处理矩阵和函数关系，并且每种通用信号处理矩阵和函数关系对应不相同的索引。当用户需要对联合处理算法进行重新配置时，可以在用户界面上的配置窗口中输入相应的索引，从而方便地修改联合处理算法。

图5是根据本发明的一个实施例的模块化天线装置500的结构性示意图。图5的模块化天线装置500是水平扩展天线阵的例子。

模块化天线装置500包括联合处理模块510、配置模块520、天线模块530、天线模块540。天线拓扑结构为天线模块530和天线模块540组成的垂直扩展天线阵，即天线模块530和天线模块540为沿水平方向（y方向）扩展。公式（18）、（19）、（20、（21）为垂直扩展天线阵的拓扑描述：

m＝[m₀,m₁]                        （18）

s=[s₀,s₁]                         （19）

s₀＝[0,0,0,0,90]                  （20）

s₁=[λ，0,0,0,90]                 （21）

其中m为天线模块配置矢量，m₀表示天线模块530和m₁表示天线模块540。s₀和s₁分别为天线模块530和天线模块540的几何描述，并且与公式（2）中的定义相同。例如，s₀描述天线模块530的几何中心位置：坐标x=0、坐标y=0并且坐标z＝0，法线方向满足：水平角度垂直角度θ=90。s₁描述天线模块540的几何中心位置：坐标x=λ、坐标y=0并且坐标z＝0，法线方向满足：水平角度垂直角度θ=90。其中，λ为发射或接受信号的波长。

天线模块530包括辐射单元531、辐射单元532、辐射单元533和辐射单元534，其中辐射单元531和辐射单元532为±45度极化，并且辐射单元533和辐射单元534为±45度极化。天线模块540包括辐射单元541、辐射单元542、辐射单元543和辐射单元544，其中辐射单元541和辐射单元542为±45度极化，并且辐射单元543和辐射单元544为±45度极化。

各个天线模块的天线端口矢量如下：

p＝[p₀,p₁]                                              （22）

p₀＝[p_0,0,p_0，1,p_0,2,p_0，3]                             （23）

p₁＝[p_1,0,p_1,1,p_1,2,p_1,3]                               （24）

p_e=[p_0,0,p_0，1,p_0,2,p_0，3,p_1,0,p_1，1，p_1,2,p_1,3]       （25）

在本实施例中，通用信号处理被定义为天线端口矢量与通用信号处理矩阵的乘积，其中，第n个处理表示如下：

y_n＝p_e·a_n                                             （26）

例如，联合处理模块可以采用不同的通用信号处理矩阵对从模块化天线装置的天线端口接收的信号进行不同的通用信号处理：

公式（27）描述了模块化天线装置传输的信号的第一种通用信号处理，这种通用信号处理表示对从8个天线端口接收的信号的进行透传处理，提供高达8阶的MIMO模式，并且向专用信号处理模块输出8路信号。

公式（28）描述了模块化天线装置传输的信号的第二种通用信号处理，这种通用信号处理对天线模块的正交极化阵元进行合并，以模拟垂直极化，并且输出四路信号。

公式（29）描述了模块化天线装置传输的信号的第三种通用信号处理，这种通用信号处理对两个极化阵元信号进行波束赋形，以完成指向0度的单元波束，并且输出两路信号。

根据需要，可以通过配置模块指定或选择（27）、（28）和（29）之一作为通用信号处理矩阵，以实现软件定义的天线。当然，配置模块也可以采用硬件形式来实现，例如，可以在可编程器件（例如，DSP、ASIC、FPGA等）上通过编程来实现。进一步，根据需要，在天线运行过程中，还可以通过配置模块将通用信号处理矩阵从（27）、（28）和（29）之一修改为(27)、（28）和（29）中的另一个。

A＝I_8*8                                           (27)

$A=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(28\right)$

$A=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ 1& 0\\ 0& 1\\ 1& 0\\ 0& 1\\ 1& 0\\ 0& 1\\ 1& 0\end{array}\right]---\left(29\right)$

根据需要，还可以将函数y_n＝p_e·a_n的乘积关系修改为其它函数关系，例如，y′_n=kp_e·a_n，其中κ常数，或者y′_n=p_e+a′_n，其中a′_n为与p_e的量纲相同的数值。

根据本发明的实施例可以满足不同移动通信系统组网的覆盖需求、容量需求以及干扰控制需求。根据本发明的实施例，可以根据架设要求、覆盖要求、多天线能力要求、扇区化要求、系统制式，通过软件定义和可配置功能定制不同规格的天线。

图6是根据本发明的另一实施例的模块化天线装置600的结构性示意图。图6的模块化天线装置600中的天线模块是垂直扩展天线阵的例子。

模块化天线装置600包括联合处理模块610、配置模块620、天线模块630、天线模块640和天线模块650。天线拓扑结构为天线模块630、天线模块640和天线模块650组成的垂直扩展天线阵，即天线模块630、天线模块640和天线模块650为沿垂直方向（y方向）扩展。公式（30）、（31）、（32）、（33）为垂直扩展天线阵的拓扑描述：

m＝[m₀,m₁,m₂]                           （30）

s₀=[0,0,0,0,90]                         （31）

s₁=[0,λ,0,0,90]                        （32）

s₂=[0,2λ,0,0,90]                       （33）

其中m为天线模块配置矢量，m₀表示天线模块630，m₁表示天线模块640，m₂表示天线模块650。s₀、s₁和s₂分别为天线模块630、天线模块640和天线模块650的几何描述，并且与公式（2）中的定义相同。例如，s₀描述天线模块630的几何中心位置：坐标x=0、坐标y=0并且坐标z＝0，法线方向满足：水平角度垂直角度θ=90。s₁描述天线模块640的几何中心位置：坐标x=0、坐标y=λ并且坐标z＝0，法线方向满足：水平角度垂直角度θ=90。s₂描述天线模块650的几何中心位置：坐标x=0、坐标y=λ并且坐标z＝0，法线方向满足：水平角度垂直角度θ=90。其中，λ为发射或接受信号的波长。

天线模块630包括辐射单元631和辐射单元632，辐射单元631和辐射单元632为+45度极化。天线模块640包括辐射单元641和辐射单元642，辐射单元641和辐射单元642为+45度极化。天线模块650包括辐射单元651和辐射单元652，辐射单元651和辐射单元652为+45度极化。

各个天线模块的天线端口矢量如下：

p₀＝[p_0，0,p_0,1]                                   （34）

p₁＝[p_1，0,p_1,1]                                   （35）

p₂＝[p_2,0,p_2,1]                                    （36）

p_e=[p_0,0,p_0，1,p_1，0，p_1，1，p_2,0,p_2,1]           （37）

在本实施例中，通用信号处理被定义为天线端口矢量与通用信号处理矩阵的乘积，其中，第n个通用信号处理表示如下：

y_n＝p_e·a_n                             （38）

本实施例中，通用信号处理矩阵为：

$A=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ e^{\mathrm{j\θn}}& e^{\mathrm{j\θn}}\\ e^{j2\mathrm{\θn}}& e^{j2\mathrm{\θn}}\\ e^{j3\mathrm{\θn}}& e^{j3\mathrm{\θn}}\\ e^{j4\mathrm{\θn}}& e^{j4\mathrm{\θn}}\\ e^{j5\mathrm{\θn}}& e^{j5\mathrm{\θn}}\end{array}\right]---\left(39\right)$

根据需要，通过改变θn可以改变天线不同下倾角满足不同覆盖需求。

应理解，为了进行容量调整和干扰控制，可以采用配置的联合处理算法，在此不再赘述。

图7是根据本发明的实施例的模块化天线的配置方法的示意性流程图。在图7的实施例中，模块化天线包括：I个天线模块，上述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，上述I个天线模块中的第i个天线模块包括L（i）个天线端口，其中上述i、I和L（i）为正整数。该方法包括如下内容。

710，采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号。

720，根据需要对该联合处理算法进行调整。

730，在对该联合处理算法进行调整的情况下，使用调整后的联合处理算法处理上述信号。

上述信号可以指天线模块接收的信号，或者天线模块待发送的信号。例如，可以在对天线模块接收的信号进行专用信号处理（例如，译码）之前，首先采用联合处理算法对多个天线模块传输的信号进行统一的通用信号处理。例如，该联合处理处理算法可以采用软件定义的形式，使得在需要时能够方便地对联合处理算法进行配置或调整。根据本发明的实施例的联合处理处理算法也可以采用硬件形式来实现，例如，可以在可编程器件（例如，DSP、ASIC、FPGA等）上通过编程来实现。

根据本发明的实施例可以采用联合处理算法对包括多个天线模块的模块化天线装置传输的信号进行统一处理，并且可以根据需要对该联合处理算法进行调整，以便使用调整后的联合处理算法处理上述信号。由于对联合处理算法的调整无需更换天线或者重新设计天线，因此能够灵活地实现天线的调节或配置。

可选地，作为另一实施例，在根据需要对该联合处理算法进行调整之前，图7的方法还包括：获取上述I个天线模块的校正相关信息；根据该校正相关信息获得校正信息；根据该校正信息校正上述信号。

根据本发明的实施例，在710中，可以采用通用信号处理函数对上述信号进行通用信号处理，其中上述通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和上述信号，其中在720中，可以对上述通用信号处理函数进行调整，在730中，可以根据需要重新配置上述通用信号处理矩阵和/或上述通用信号处理函数。

例如，可以为多个天线模块构造总的天线端口矢量，并且构造通用信号处理矩阵。在采用通用信号处理函数对天线模块上传输的信号进行联合信号处理时，可以将天线端口矢量和通用信号处理矩阵作为通用信号处理函数的自变量，并且将通用信号处理函数的因变量输出作为通用信号处理结果。最后，通用信号处理结果作为被发送到专用信号处理模块进行专用信号处理（例如，译码处理）。

在对模块化天线进行配置时，可以根据需要选择重新配置天线模块的描述矢量、重新配置通用信号处理矩阵和/或重新配置通用信号处理函数。

根据本发明的实施例，该联合处理算法包括：y_n=f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过该联合处理算法进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A=[a₀,a₁，......a_n......,a_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理上述信号得到N路输出信号，p_e=[p_0，0,p_0，1,····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中该配置模块将该y_n=f(p_e,a_n)调整为y_n=f′(p_e,a′_n)，其中，n=0，1，2，…，N-1。

根据本发明的实施例，上述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且该通用信号处理函数由该模块化天线装置的应用场景、上述I个天线模块的拓扑方式和该天线模块的属性中的至少一个来确定。

根据本发明的实施例，该联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为该发射信号处理函数，B=[b₀,b₁，......b_n......,b_N-1]为上述通用信号处理矩阵，用于处理N路上述信号得到输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，p_e=[p_0，0，p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中该配置模块用于将该调整为其中n=0，1，2，…，N-1。

根据本发明的实施例，该联合处理算法还包括上述I个天线模块的拓扑方式，在720中，可以对上述I个天线模块的拓扑方式进行重新配置。

根据本发明的实施例在实现不同增益的天线时无需重新设计天线，只需要对模块化天线进行软配置或者在DSP、ASIC、FPGA等硬件上进行编程即可实现，因此能够灵活地实现天线的调节或配置。

根据本发明的实施例天线的模块化使得天线的组件式生产成为可能，而且减少了天线的种类和规格，降低了运营商的天线管理成本。同时，基于可配置和软件定义或者在DSP、ASIC、FPGA等硬件上进行编程实现的模块化天线使得网络部署简单。另外，可以通过软配置或者在DSP、ASIC、FPGA等硬件上进行编程来实现不同覆盖要求的辐射模式，并且能够满足专用信号处理的匹配要求。

根据本发明的实施例可以满足不同移动通信系统组网的覆盖需求、容量需求以及干扰控制需求。根据本发明的实施例，可以根据架设要求、覆盖要求、多天线能力要求、扇区化要求、系统制式，通过软件定义或者在DSP、ASIC、FPGA等硬件上进行编程和可配置功能定制不同规格的天线。

根据本发明的实施例的模块化设计以及联合处理更容易实现有源天线和无源天线的一体化。

图8是根据本发明的另一实施例的模块化天线装置800的结构性示意图。模块化天线装置800包括：模块化天线810、处理器820、存储器830和总线840。模块化天线包括：I个天线模块，上述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，上述I个天线模块中的第i个天线模块包括L（i）个天线端口，用于传输信号，其中i、I和L（i）为正整数。处理器820通过总线840，调用存储器830中存储的代码，用于采用联合处理算法处理通过上述I个天线模块传输的信号；根据需要对该联合处理算法进行调整；在对该联合处理算法进行调整的情况下，使用调整后的联合处理算法处理该信号。

根据本发明的实施例，处理器820具体用于采用通用信号处理函数对该信号进行通用信号处理，其中该通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和该信号，并且根据需要重新配置该通用信号处理矩阵和/或该通用信号处理函数。

根据本发明的实施例，上述联合处理算法包括：y_n=f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过该联合处理算法进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A=[a₀,a₁，......a_n......,a_N-1]为该通用信号处理矩阵，用于处理该信号，得到N路输出信号，p_e=[p_0，0,p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与上述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中处理器820具体用于将y_n=f(p_e,a_n)调整为y_n=f′(p_e,a′_n)，其中，n=0，1，2，…，N-1。

根据本发明的实施例，上述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且上述通用信号处理函数由所述模块化天线装置的应用场景、所述I个天线模块的拓扑方式和所述天线模块的属性中的至少一个来确定。

根据本发明的实施例，所述联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为所述发射信号处理函数，B=[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]为所述通用信号处理矩阵，用于处理N路所述信号，得到输出到与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，p_e=[p_0，0,p_0，1,·····p_i，0,p_i，1·····,p_I-1，L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中处理器820具体用于将所述调整为其中n=0，1，2，…，N-1。

可选地，作为另一实施例，上述联合处理算法还包括所述I个天线模块的拓扑方式，处理器820还用于对所述I个天线模块的拓扑方式进行重新配置。

可选地，作为另一实施例，处理器820还用于获取所述I个天线模块的校正相关信息，根据所述校正相关信息获得校正信息，并且根据所述校正信息校正所述信号。

根据本发明的实施例，处理器820具体用于根据移动通信系统的覆盖需求、容量需求和干扰控制需求中的一项或多项对所述联合处理算法进行调整。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种模块化天线装置，其特征在于，包括：

I个天线模块，所述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，所述I个天线模块中的第i个天线模块包括L(i)个天线端口，其中所述i、I和L(i)为正整数；

联合处理模块，通过所述天线端口连接到所述I个天线模块，用于采用联合处理算法处理通过所述I个天线模块传输的信号；

配置模块，连接到所述联合处理模块，用于根据需要对所述联合处理算法进行调整，以便所述联合处理模块使用调整后的联合处理算法处理所述信号；

所述联合处理模块采用通用信号处理函数对所述信号进行通用信号处理，其中所述通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和所述信号，所述配置模块用于根据需要重新配置所述通用信号处理矩阵和/或所述通用信号处理函数；

其中，所述模块化天线装置为接收天线装置，所述联合处理算法包括：y_n＝f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过所述联合处理模块进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A＝[a₀,a₁,......a_n......,a_N-1]为所述通用信号处理矩阵，用于处理所述信号，得到N路输出信号，p_e＝[p_0,0,p_0,1,……p_i,0,p_i,1……,p_I-1,L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，n＝0，1，2，…，N-1，其中所述配置模块用于将所述y_n＝f(p_e,a_n)调整为y_n＝f'(p_e,a'_n)；或者

所述模块化天线装置为发射天线装置，所述联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为发射信号处理函数，B＝[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]为所述通用信号处理矩阵，用于处理N路所述信号，得到输出到与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，p_e＝[p_0,0,p_0,1,……p_i,0,p_i,1……,p_I-1,L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中所述配置模块用于将所述 $p\_e=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}g(x_n,b_n)$ 调整为 $p^{\′}\_e=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{g}^{\′}(x_n,b_n),$ 其中n＝0，1，2，…，N-1。

2.根据权利要求1所述的模块化天线装置，其特征在于，所述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且所述通用信号处理函数由所述模块化天线装置的应用场景、所述I个天线模块的拓扑方式和所述天线模块的属性中的至少一个来确定。

3.根据权利要求1或2所述的模块化天线装置，其特征在于，所述联合处理算法还包括所述I个天线模块的拓扑方式，其中所述配置模块对所述I个天线模块的拓扑方式进行重新配置。

4.根据权利要求1或2所述的模块化天线装置，其特征在于，还包括：

校正模块，连接到所述I个天线模块和所述联合处理模块，用于获取所述I个天线模块的校正相关信息，根据该校正相关信息获得校正信息，并且将所述校正信息发送给所述联合处理模块，其中所述联合处理模块用于根据所述校正信息校正所述信号。

5.根据权利要求1或2所述的模块化天线装置，其特征在于，所述I个天线模块包括有源天线模块、无源天线模块、有源和无源混合天线模块中的一种或多种，其中所述无源天线模块包括无源天线和射频信号处理单元，所述射频信号处理单元用于对所述信号进行射频处理。

6.根据权利要求1或2所述的模块化天线装置，其特征在于，所述配置模块用于根据移动通信系统的覆盖需求、容量需求和干扰控制需求中的一项或多项对所述联合处理算法进行调整。

7.一种模块化天线的配置方法，其特征在于，所述模块化天线包括：I个天线模块，所述I个天线模块中的每个天线模块包括至少一个天线辐射单元，所述I个天线模块中的第i个天线模块包括L(i)个天线端口，其中所述i、I和L(i)为正整数，该方法包括：

采用联合处理算法处理通过所述I个天线模块传输的信号；

根据需要对所述联合处理算法进行调整；

在对所述联合处理算法进行调整的情况下，使用调整后的联合处理算法处理所述信号；

所述采用联合处理算法处理通过所述I个天线模块传输的信号，包括：采用通用信号处理函数对所述信号进行通用信号处理，其中所述通用信号处理函数的自变量包括通用信号处理矩阵和所述信号；

其中所述根据需要对所述联合处理算法进行调整，包括：根据需要重新配置所述通用信号处理矩阵和/或所述通用信号处理函数；

其中，所述联合处理算法包括：y_n＝f(p_e,a_n)，其中，y_n为经过所述联合处理算法进行通用信号处理得到的第n路输出信号，f(·)为接收信号处理函数，A＝[a₀,a₁,......a_n......,a_N-1]为所述通用信号处理矩阵，用于处理所述信号，得到N路输出信号，p_e＝[p_0,0,p_0,1,……p_i,0,p_i,1……,p_I-1,L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示来自与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中上述根据需要对所述联合处理算法进行调整包括：将所述y_n＝f(p_e,a_n)调整为y_n＝f'(p_e,a'_n)，其中，n＝0，1，2，…，N-1；或者

所述联合处理算法包括：其中，x_n为输入的第n路信号，g(·)为发射信号处理函数，B＝[b₀,b₁,......b_n......,b_N-1]为所述通用信号处理矩阵，用于处理N路所述信号，得到输出到与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，p_e＝[p_0,0,p_0,1,……p_i,0,p_i,1……,p_I-1,L(I-1)]为天线端口矢量，用于表示输出到与所述I个天线模块对应的各个天线端口的信号，其中根据需要对所述联合处理算法进行调整，包括：将所述调整为其中n＝0，1，2，…，N-1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通用信号处理包括：透传处理、极化处理、波束合并处理或波束赋形处理，并且所述通用信号处理函数由所述模块化天线的应用场景、所述I个天线模块的拓扑方式和所述天线模块的属性中的至少一个来确定。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述联合处理算法还包括所述I个天线模块的拓扑方式，

其中所述对所述联合处理算法进行调整，还包括：

对所述I个天线模块的拓扑方式进行重新配置。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在根据需要对所述联合处理算法进行调整之前，还包括：

获取所述I个天线模块的校正相关信息；

根据所述校正相关信息获得校正信息；

根据所述校正信息校正所述信号。

11.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述根据需要对所述联合处理算法进行调整，包括：

根据移动通信系统的覆盖需求、容量需求和干扰控制需求中的一项或多项对所述联合处理算法进行调整。