5G波束成形：DLL-HPC高速混合相位共轭器的设计与验证

本文主要探讨了5G波束成形技术中的一个创新方案——基于延迟锁定环（DLL）的混合相位共轭器（DLL-HPC）。DLL-HPC作为一种高效的解决方案，旨在提升5G通信系统的性能，特别是在波束控制和移动目标跟踪方面。该技术的核心是利用DLL实现高速的相位调整，能够在亚毫秒级别内实现精确的波束指向，并且显著降低了通信开销，这对于5G网络的实时性和能源效率至关重要。 DLL-HPC的设计理论基础源于对无线通信系统中相位跟踪和补偿的需求，特别是针对5G新空口（NR）的第一代频率范围（FR1），这一频段广泛应用于大规模连接和移动通信场景。DLL-HPC的独特之处在于它的后向兼容性，能够无缝集成到现有的波束形成协议中，无需对现有的网络架构进行大规模改动。 文章详细介绍了DLL-HPC的工作原理，包括DLL如何捕捉和锁定信号的相位信息，以及如何通过相位反转来实现相位补偿，从而优化波束的方向性。此外，DLL-HPC的自动移动目标跟踪能力是其另一个关键特性，它能实时适应目标的移动，保持稳定的通信质量。 为了验证DLL-HPC的性能和可行性，研究者们已经构建了一个概念验证原型，完全由市面上可购得的组件构成。实验结果显示，这个原型在5GNR-FR1频段表现出色，证明了这项技术的实际应用潜力，表明DLL-HPC可以轻松融入现有的射频子系统和收发器设计中，无需额外的复杂集成。 网络架构和协议方面，DLL-HPC的引入为5G网络提供了新的灵活性和可扩展性，有助于提高整体网络效率。同时，射频子系统的设计也得到了优化，因为DLL-HPC减少了传统的相位控制方式所需的信号处理开销。在实验和原型结果部分，作者展示了具体的数据和性能指标，如带宽利用率、相位误差、以及在不同环境条件下的稳定性和鲁棒性。 这篇论文不仅阐述了DLL-HPC作为一种新型波束成形技术的理论和设计方法，还通过实际验证了其在5G网络中的实用价值。这对于未来无线通信系统的进一步发展，特别是移动通信和高频段通信具有重要的指导意义。