CN106464632B - 具有在其上信号子空间根据频率仓而变化的频域接口的分布式基站 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于在通信系统中确定信号子空间的方法和装置。远程装置获得（401）来自天线元件的信号流或来自天线射束的信号流。基于所获得的信号流，所述装置为用户选择（402）信号子空间，所述信号子空间具有维度M。基于所选的信号子空间，所述装置经由接口向中央装置传输（403）快速傅里叶变换后数据的M个流，所述接口能够为不同的频率仓传输不同的子空间。

Description

具有在其上信号子空间根据频率仓而变化的频域接口的分布 式基站

技术领域

本发明的示例性且非限制性实施例一般涉及无线通信网络，并且更具体地涉及确定信号子空间。

背景技术

背景技术的以下描述可以包括洞察、发现、理解或公开内容、或者关联，连同在本发明之前对相关领域并不已知但是由本发明所提供的公开内容。本发明的一些这样的贡献可以在以下具体地被指出，而本发明的其它这样的贡献将从其上下文中显而易见。

在用于OFDM（正交频分复用）系统的天线阵列架构中，对于FFT（快速傅里叶变换）后阵列处理而言有可能通过减少天线和对应组件的数目来降低天线系统的复杂性，因为其性能取决于信号源的数目。FFT后（post-FFT）阵列处理能够通过使用子载波聚类来以较低的复杂性实现高性能。

发明内容

以下呈现本发明的简化的概要以便提供对本发明的一些方面的基本理解。本概要不是本发明的广延概观。并不意图标识本发明的关键/决定性要素或者描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的一些概念，作为对于稍后呈现的更详细描述的前序。

本发明的各种方面包括如在独立权利要求中所限定的方法、装置、基站和计算机程序产品。在从属权利要求中公开本发明的另外的实施例。

本发明的一方面涉及一种用于在通信系统中确定信号子空间的方法，所述方法包括：在远程装置中获得来自天线元件的信号流或来自天线射束的信号流；基于所获得的信号流，为用户选择信号子空间，所述信号子空间具有维度M；并且基于所选的信号子空间，经由接口向中央装置传输快速傅里叶变换后数据的M个流，所述接口能够为不同的频率仓（frequency bin）传输不同的子空间。

本发明的另外的方面涉及一种装置，其包括至少一个处理器；以及至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置成利用所述至少一个处理器来使得所述装置：获得来自天线元件的信号流或来自天线射束的信号流；基于所获得的信号流，为用户选择信号子空间，所述信号子空间具有维度M；并且基于所选的信号子空间，经由接口向中央装置传输快速傅里叶变换后数据的M个流，所述接口能够为不同的频率仓传输不同的子空间。

本发明的仍另外的方面涉及一种包括所述装置的基站。

本发明的仍另外的方面涉及一种包括可执行代码的计算机程序产品，所述可执行代码在被执行时使得执行所述方法的功能。

尽管本发明的各种方面、实施例和特征被独立地叙述，但是应当领会到的是，本发明的各种方面、实施例和特征的所有组合是可能的并且处于如所要求保护的本发明的范围内。

附图说明

以下将借助于示例性实施例、参考所附的附图来更详细地描述本发明，在所述附图中：

图1示出了图示示例性系统架构的简化框图；

图2图示了针对具有24个元件的AAS天线的模拟结果；

图4示出了根据本发明的实施例的图示了示例性消息传递事件的消息传递图解；

图5示出了根据本发明的示例性实施例的流程图的示意图；

图6示出了图示示例性装置的简化框图；

图7是根据本发明的实施例的装置的框图。

具体实施方式

示例性的实施例涉及在RF模块（RRH、AAS等）与系统模块（基带处理等等）之间的接口，尤其是涉及其中接收器已经配备有大量天线的情况。

当前，单元之间的接口在承载I/Q数据，所述I/Q数据然后在系统模块中被进一步处理。当Rx天线的数目变得很大时，所述接口可能变成问题。例如，天线可以是具有24个Rx元件的AAS天线。

在设计接口时，可能合期望的是获得在未来支持最大特征集的最一般的特征，因为改变接口不是容易的。此处，三个特定的约束被设置：信道估计、CoMP、以及用户特定的射束形成。信道估计可以使用子帧中的两个RS隙（slot）（Rel. 10和具有OCC的UL-MIMO）。CoMP使用来自若干RRH的天线信号。CoMP具有针对IRC、Turbo Eq.等等、系统模块中的接收器的可能性。用户特定的射束形成利用按用户优化的空间处理，并且要求将每个天线信号引导向信道估计。

影响接口的其它要求包括数据速率要求和等待时间要求。等待时间要求源自针对ack/nack报告（PHICH）所要求的定时。因而，延迟数据传递导致由于减少的用于传输的时间所致的较高的数据速率要求。

当前，主要接口选项包括承载来自天线的I/Q数据的CPRI和OBSAI（RP3）接口。基本上，考虑具有24个Rx元件的示例性AAS天线，用户特定的射束形成要求24个天线流被传输到系统模块，这显然太多。有关接口压缩的问题已经显现。

DFT后（post-DFT）接口已经被提议作为可替换的解决方案来按1200/2048的比率降低采样率。每个其它方面类似于上述接口。

另一选项是考虑RF中的天线组合并且将匹配的滤波器样本传输到系统模块。数据速率显著降低并且在前一节中的每个约束仍被满足。在可以实施天线组合以及可以开始传输之前，存在等待信道估计的需要。因而，可用于数据传递的时间变得有限。这创建在DSP处理能力（MIPS要求）和接口中的数据速率要求之间的连接。因而，潜在大的压缩但针对DSP处理要求的附加约束可能被需要。

示例性的实施例涉及基于信号子空间的FFT后接口。图1示出了图示示例性系统架构的简化框图，其中图示了信号子空间选择概念。

示例性的实施例涉及远程单元（RRH、RF）203和中央单元（系统模块、中央处理单元）206以及在它们之间的接口205。远程单元203从天线元件/射束201获得（N个）信号流202。（N指代从天线元件所获得的流的数目；另一选项是N指代在处理之前所创建的固定射束的数目）。在远程单元203内，存在子空间选择/计算单元204，所述子空间选择/计算单元204为每个用户选择维度为M的信号子空间（或小区（cell）中的至少若干子空间）。接口205利用为不同频率仓（或仓的群组，PRB）传输不同子空间的能力来传输FFT后数据的M个流。

在示例性实施例中，为用户选择用户特定的信号子空间。在示例性的实施例中，为一个或多个用户选择信号子空间。在示例性的实施例中，在小区中选择若干信号子空间。

FFT后样本和频率选择性信号子空间是接口中可检测的问题。从天线获得的（N个）流本身可以是来自单独天线元件、元件群组或分离的天线射束的信号。

存在若干方法来确定用于接口的子空间。作为示例，在此列出两个途径，所述两个途径二者都可以利用本文中所述的结构来实现。首先，在天线元件/射束选择（MAAS）中，可以取决于衰落条件来为用户选择最佳天线（例如，使得子空间选择适配于快速衰落，即，子空间选择适配于瞬时的信道状态信息）。其次，信号子空间确定可以基于较长期的信号性质（例如，子空间选择可以基于信号的空间相关性性质，例如到达的信号的预期方向）。

优点包括针对接口的显著降低的数据速率。而且，通过引入子空间选择方案，接口中流的数目变得独立于天线设计。

因而，通过使用DFT（离散傅里叶变换）后数据，可能的是为不同的频率仓引入不同的子空间/射束，从而允许朝向系统模块的相同数据速率，而不管是否已经使用了用户特定的子空间。

在图2中，示出了示例性的模拟结果。在模拟中所使用的天线是具有24个元件的AAS。长期子空间选择方案用于为每个UE分别地、为24/4个UE和24/8个UE选择4个或8个流。发现了在相同数目的流的情况下，所模拟的方案相对于固定天线射束解决方案具有最佳性能。

另外，在一些模拟情况中，已经发现了用户特定的子空间选择可以减少针对用于相同参考性能的系统模块所需要的流的数目。

对于子空间选择可以存在若干可能性并且以上结果仅仅是一个场景中的一个方案的示例。

在下文中，将作为实施例可以应用到的系统架构的示例、使用基于LTE/LTE-A网络元件的架构来描述不同的实施例，然而并不将实施例限制于这样的架构。在这些示例中描述的实施例不限于LTE/LTE-A无线电系统，而是还可以在其它无线电系统中被实现，所述其它无线电系统诸如UMTS（通用移动电信系统）、GSM、EDGE、WCDMA、蓝牙网络、WLAN或其它固定的、移动的或无线网络。在实施例中，所呈现的解决方案可以在属于不同但兼容的系统（诸如LTE和UMTS）的元件之间被应用。

在图6中图示了通信系统的一般架构。图6是简化的系统架构，其仅仅示出了一些元件和功能实体，全部都是其实现方式可以不同于所示内容的逻辑单元。图6中所示的连接是逻辑连接；实际的物理连接可以不同。对于本领域技术人员而言显而易见的是，系统还包括其它功能和结构。应当领会到，在确定信号子空间中所使用的或用于确定信号子空间的功能、结构、元件和协议与实际发明不相关。因此，它们不需要在此被更详细地讨论。

图6的示例性的无线电系统包括网络运营商的网络节点601。网络节点601可以包括例如宏小区的LTE基站（eNB）、无线电网络控制器（RNC）、或任何其它网络元件、或网络元件的组合。网络节点601可以连接到一个或多个核心网络（CN）元件（图6中未示出），诸如移动交换中心（MSC）、MSC服务器（MSS）、移动性管理实体（MME）、网关GPRS支持节点（GGSN）、服务GPRS支持节点（SGSN）、归属位置寄存器（HLR）、归属订户服务器（HSS）、访问者位置寄存器（VLR）。在图6中，也可以称作eNB（增强的节点B、演进的节点B）或无线电系统的网络装置的无线电网络节点601托管用于公共陆地移动网络中的无线电资源管理的功能。

图6示出了位于无线电网络节点601的服务区域中的一个或多个用户设备602。所述用户设备指代便携式计算设备，并且它也可以被称为用户终端。这样的计算设备包括在有或没有以硬件或以软件的订户标识模块（SIM）的情况下操作的无线移动通信设备，包括但不限于以下类型的设备：移动电话、智能电话、个人数字助理（PDA）、手持机、膝上型计算机。在图6的示例性情形中，用户设备602能够经由（蜂窝式无线电）连接603而连接到无线电网络节点601。

图7是根据本发明的实施例的装置的框图。图7示出了位于无线电网络节点601的区域中的用户设备602。用户设备602被配置成与无线电网络节点601连接603。用户设备或UE 602包括操作地连接到存储器702和收发器703的控制器701。控制器701控制用户设备602的操作。存储器702被配置成存储软件和数据。收发器703被配置成分别设置和维护与无线电网络节点601的无线连接603。收发器703操作地连接到一组天线端口704，所述天线端口704连接到天线装置705。天线装置705可以包括一组天线。天线的数目可以是例如一至四个。天线的数目不限于任何特定数目。用户设备602还可以包括各种其它组件，诸如用户接口、相机和媒体播放器。由于简明性而没有在图中显示它们。

无线电网络节点601、诸如LTE（或LTE-A）基站（eNode-B、eNB）包括操作地连接到存储器707以及收发器708的控制器706。控制器706控制无线电网络节点601的操作。存储器707被配置成存储软件和数据。收发器708被配置成设置和维护与无线电网络节点601的服务区域内的用户设备603的无线连接。收发器708操作地连接到天线装置709。天线装置709可以包括一组天线。天线的数目可以是例如二至四个。天线的数目不限于任何特定的数目。无线电网络节点601可以经由接口（图7中未示出）而操作地连接到（直接地或间接地）通信系统的另一网络元件，诸如另外的无线电网络节点、无线电网络控制器（RNC）、移动性管理实体（MME）、MSC服务器（MSS）、移动交换中心（MSC）、无线电资源管理（RRM）节点、网关GPRS支持节点、操作、管理和维护（OAM）节点、归属位置寄存器（HLR）、访问者位置寄存器（VLR）、服务GPRS支持节点、网关、和/或服务器。然而，实施例不限于以上作为示例给出的网络，而是本领域技术人员可以将解决方案应用到被提供有必要性质的其它通信网络。例如，在不同网络元件之间的连接可以利用因特网协议（IP）连接来实现。

尽管装置601、602已经被描绘为一个实体，但是在一个或多个物理或逻辑实体中可以实现不同的模块和存储器。所述装置还可以是用户终端，所述用户终端是利用订购来关联或被布置成利用订购来关联用户终端与其用户并且允许用户与通信系统交互的一件装备或设备。用户终端向用户呈现信息并且允许用户输入信息。换言之，用户终端可以是能够从网络接收信息和/或向网络传送信息、可无线地或经由固定连接而连接到网络的任何终端。用户终端的示例包括个人计算机、游戏控制台、膝上型电脑（笔记本电脑）、个人数字助理、移动站（移动电话）、智能电话和线路电话。

装置601、602一般可以包括被连接到存储器以及连接到装置的各种接口的处理器、控制器、控制单元等等。一般地，处理器是中央处理单元，但是处理器可以是附加的操作处理器。处理器可以包括计算机处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、和/或已经以这样的方式被编程以实行实施例的一个或多个功能的其它硬件组件。

存储器702、707可以包括易失性和/或非易失性存储器并且典型地存储内容、数据等等。例如，存储器702、707可以存储计算机程序代码，诸如软件应用（例如，用于检测器单元和/或用于调节器单元）或操作系统、信息、数据、内容等等，以用于处理器执行与根据实施例的装置的操作相关联的步骤。存储器可以是例如随机存取存储器（RAM）、硬驱动器、或其它固定数据存储器或存储设备。此外，存储器或它的部分可以是可拆卸地连接到所述装置的可移除存储器。

本文中所述的技术可以通过各种构件来实现，使得实现利用实施例所描述的对应实体的一个或多个功能的装置不仅包括现有技术构件，而且还包括用于实现利用实施例所描述的对应装置的所述一个或多个功能的构件，并且它可以包括用于每个分离功能的分离构件，或构件可以被配置成执行两个或多个功能。例如，这些技术可以以硬件（一个或多个装置）、固件（一个或多个装置）、软件（一个或多个模块）、或其组合来实现。对于固件或软件，实现可以通过执行本文中所述功能的模块（例如过程、函数等等）。软件代码可以被存储在任何合适的处理器/计算机可读的（一个或多个）数据存储介质或（一个或多个）存储器单元或（一个或多个）制品中并且由一个或多个处理器/计算机执行。数据存储介质或存储器单元可以被实现在处理器/计算机内，或处理器/计算机外，在该情况中，它可以经由如本领域中已知的各种手段而通信地耦合到处理器/计算机。

图3的信令图图示了所要求的信令。在图3的示例中，在项301中，可以包括例如被实现在基站中的远程单元（远程装置，例如射频单元和/或远程无线电头单元）的装置203可以在项301中从天线元件或天线射束获得信号流。在项302中，所述装置可以基于所获得的信号流而为用户选择信号子空间，所述信号子空间具有维度M。具体地，在项301中获得的信号流的数目可以不同于所选信号子空间的（所选）维度M。在项303中，所述装置可以基于所选信号子空间而经由接口205向中央装置206传输快速傅里叶变换后数据的M个流。因而，在远程单元203和中央装置206之间的接口205能够为不同的频率仓传输不同的子空间。中央装置206可以包括例如被实现在基站中的中央单元（例如中央处理单元和/或系统模块）。在项304中，中央单元206可以接收快速傅里叶变换后数据的M个流。

图4是图示了示例性实施例的流程图。可以包括例如被实现在基站中的远程单元（远程装置，例如射频单元和/或远程无线电头单元）的装置203可以在项401中从天线元件或天线射束获得信号流。在项402中，所述装置可以基于所获得的信号流而为用户选择信号子空间，所述信号子空间具有维度M。具体地，在项401中获得的信号流的数目可以不同于所选信号子空间的（所选）维度M。在项403中，所述装置可以基于所选信号子空间而经由接口205向中央装置206传输快速傅里叶变换后数据的M个流。因而，在远程单元203和中央装置206之间的接口205能够为不同的频率仓传输不同的子空间。中央装置206可以包括例如被实现在基站中的中央单元（例如中央处理单元和/或系统模块）。

图5是图示了示例性实施例的流程图。可以包括例如被实现在基站中的中央单元（中央装置，例如中央处理单元和/或系统模块）的装置206可以在项501中接收经由接口205从装置203传输的快速傅里叶变换后数据的M个流，所述装置203可以包括例如被实现在基站中的远程单元（远程装置，例如射频单元和/或远程无线电头单元）。M表示在远程单元203中为用户所选择的信号子空间的维度。

在示例性实施例中，存在频率仓的群组，并且可以存在FFT内的频率仓的若干群组。因而，信号子空间可以是频率仓特定的或频率仓群组特定的，或者信号子空间可以特定于频率仓的若干群组。因此，接口205可以能够向频率仓传输频率仓特定的信号子空间、能够向频率仓群组传输频率仓群组特定的信号子空间，和/或能够向多个频率仓群组传输多个频率仓群组特定的信号子空间。

在示例性实施例中，FFT后数据指代被划分成包括关于每个用户的信息的单独样本（单独的子空间定义可以应用于所述单独的样本）的数据。用户在频域中，并且FFT（或DFT）执行所述划分。

在示例性实施例中，根据设备能力和/或接口能力来选择维度M。

示例性的实施例可以被实现为包括指令以用于执行有源天线阵列射束校准的计算机过程的计算机程序。计算机程序可以被存储在通过计算机或处理器可读的计算机程序分布介质上。计算机程序介质可以是例如但不限于电气、磁性、光学、红外或半导体系统、设备或传输介质。计算机程序介质可以包括以下介质中的至少一个：计算机可读介质、程序存储介质、记录介质、计算机可读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程只读存储器、计算机可读软件分布封装、计算机可读信号、计算机可读电信信号、计算机可读打印的物质以及计算机可读的压缩软件封装。

以上在图1至7中所述的步骤/点、信令消息和有关功能不是以绝对时序次序的，并且步骤/点中的一些可以同时执行或以不同于给定次序的次序来执行。还可以在步骤/点之间或在步骤/点内执行其它功能，并且在所图示的消息之间发送其它信令消息。一些步骤/点或步骤/点的部分还可以被省去或被对应的步骤/点或步骤/点的部分所取代。装置操作说明了可以在一个或多个物理或逻辑实体中实现的过程。信令消息仅仅是示例性的并且甚至可以包括若干分离的消息以用于传输相同的信息。另外，消息还可以包含其它信息。

对于本领域技术人员而言将显而易见的是，随着技术进步，发明概念可以以各种方式来被实现。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

缩写列表

PRB 物理资源块

RF 射频

CPU 中央处理单元

RRH 远程无线电头

AAS 有源天线系统

MAAS 多带有源天线系统

I/Q 同相/正交

Rx 接收器

DSP 数字信号处理

MIPS 每秒百万指令

CPRI 通用公共无线电接口

OBSAI 开放基站架构倡议

RP3 参考点3

MIMO 多输入多输出

OCC 呼出控制

CoMP 协调的多点传输

RS 参考信号

UL 上行链路

IRC 干扰抑制组合

PHICH 物理混合自动重复请求指示符信道

ack 应答

nack 否定应答

Claims (19)

1.一种用于在通信系统中确定信号子空间的方法，所述方法包括：

在远程装置（203）中获得（301、401）来自天线元件的信号流或来自天线射束的信号流；

基于所获得的信号流，为用户选择（302、402）信号子空间，所述信号子空间具有维度M，其中M表示在远程装置（203）中为用户所选择的信号子空间的维度；以及

基于所选的信号子空间，经由接口（205）向中央装置（206）传输（303、403）快速傅里叶变换后数据的M个流，所述接口（205）能够为不同的频率仓传输不同的信号子空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述选择包括为一个或多个用户选择信号子空间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述选择包括在小区中选择若干信号子空间。

4.如在权利要求1至3中任一项中所要求保护的方法，其特征在于所述接口（205）能够为频率仓的不同群组传输不同的信号子空间。

5.如在权利要求1至3中任一项中所要求保护的方法，其特征在于所述接口（205）能够检测快速傅里叶变换后样本和频率选择性信号子空间。

6.如在权利要求1至3中任一项中所要求保护的方法，其特征在于所获得的信号流包括来自单独天线元件的信号、来自天线元件群组的信号或来自分离的天线射束的信号。

7.如在权利要求1至3中任一项中所要求保护的方法，其特征在于基于衰落条件来为用户选择天线元件或天线射束。

8.如在权利要求1至3中任一项中所要求保护的方法，其特征在于基于长期信号性质来执行信号子空间确定。

9.一种用于在通信系统中确定信号子空间的装置，所述装置包括至少一个处理器和至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成利用所述至少一个处理器来使得所述装置：

获得来自天线元件的信号流或来自天线射束的信号流；

基于所获得的信号流，为用户选择信号子空间，所述信号子空间具有维度M，其中M表示在远程装置（203）中为用户所选择的信号子空间的维度；以及

基于所选的信号子空间，经由接口（205）向中央装置（206）传输快速傅里叶变换后数据的M个流，所述接口（205）能够为不同的频率仓传输不同的信号子空间。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述选择包括为一个或多个用户选择信号子空间。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述选择包括在小区中选择若干信号子空间。

12.如在权利要求9至11中任一项中所要求保护的装置，其特征在于所述接口（205）能够为频率仓的不同群组传输不同的信号子空间。

13.如在权利要求9至11中任一项中所要求保护的装置，其特征在于所述接口（205）能够检测快速傅里叶变换后样本和频率选择性信号子空间。

14.如在权利要求9至11中任一项中所要求保护的装置，其特征在于所获得的信号流包括来自单独天线元件的信号、来自天线元件群组的信号或来自分离的天线射束的信号。

15.如在权利要求9至11中任一项中所要求保护的装置，其特征在于所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成利用所述至少一个处理器来使得所述装置基于衰落条件来为用户选择天线元件或天线射束。

16.如在权利要求9至11中任一项中所要求保护的装置，其特征在于所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成利用所述至少一个处理器来使得所述装置基于长期信号性质来执行信号子空间确定。

17.如在权利要求9至11中任一项中所要求保护的装置，其特征在于它包括远程无线电头单元或射频单元。

18.一种基站，其包括如在权利要求9至17中任一项中所要求保护的装置。

19.一种计算机可读介质，存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至8中任一项所述的方法。