CN109716812B - 用于减轻现用的频谱内的干扰的系统及方法 - Google Patents

用于减轻现用的频谱内的干扰的系统及方法 Download PDF

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Abstract

描述使用频带外训练信号以减轻对频带外接收器的干扰的系统及方法。

Description

用于减轻现用的频谱内的干扰的系统及方法
相关专利申请的交叉引用
本专利申请主张2016年8月26日申请的美国临时专利申请案第62/380,126号的权益。
本专利申请还为标题为“Systems and Methods for Concurrent SpectrumUsage Within Actively Used Spectrum”的2015年3月27日申请的美国申请序列号14/672,014的部分接续案,该申请案主张标题为“Systems and Methods for ConcurrentSpectrum Usage Within Actively Used Spectrum”的2014年4月16日申请的美国临时专利申请案第61/980,479号的权益及优先权,此类申请案全部以引用方式并入本文中。
本专利申请可涉及下列同在审查中的美国专利申请案及美国临时申请案:
标题为“Systems and Methods for Mapping Virtual Radio Instances intoPhysical Areas of Coherence in Distributed Antenna Wireless Systems”的美国申请序列号14/611,565;
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号14/086,700;
标题为“Systems and Methods for Radio Frequency Calibration ExploitingChannel Reciprocity in Distributed Input Distributed Output WirelessCommunications”的美国申请序列号13/844,355;
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,984;
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,971;
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,950;
标题为“Systems and Methods to enhance spatial diversity indistributed-input distributed-output wireless systems”的美国申请序列号13/475,598;
标题为“System and Methods for planned evolution and obsolescence ofmultiuser spectrum”的美国申请序列号13/233,006;
标题为“Systems and Methods to Exploit Areas of Coherence in WirelessSystems”的美国申请序列号13/232,996;
标题为“System And Method For Managing Handoff Of A Client BetweenDifferent Distributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Networks Based OnDetected Velocity Of The Client”的美国申请序列号12/802,989;
标题为“Interference Management,Handoff,Power Control And LinkAdaptation In Distributed-Input Distributed-Output(DIDO)CommunicationSystems”的美国申请序列号12/802,988;
标题为“System And Method For Link adaptation In DIDO MulticarrierSystems”的美国申请序列号12/802,975;
标题为“System And Method For Managing Inter-Cluster Handoff OfClients Which Traverse Multiple DIDO Clusters”的美国申请序列号12/802,974;
标题为“System And Method For Power Control And Antenna Grouping In ADistributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Network”的美国申请序列号12/802,958;
标题为“System and Method For Distributed Antenna WirelessCommunications”的2016年7月5日授予的美国专利第9,386,465号;
标题为“Systems And Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2016年6月14日授予的美国专利第9,369,888号;
标题为“System and Methods to Compensate for Doppler Effects inDistributed-Input Distributed Output Systems”的2016年4月12日授予的美国专利第9,312,929号;
标题为“Systems and Methods for Wireless Backhaul in Distributed-InputDistributed-Output Wireless Systems”的2015年3月24日授予的美国专利第8,989,155号;
标题为“System and Method for Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2015年3月3日授予的美国专利第8,971,380号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2014年2月18日授予的美国专利第8,654,815号;
标题为“System and Method for DIDO Precoding Interpolation inMulticarrier Systems”的2013年10月29日授予的美国专利第8,571,086号;
标题为“Systems and Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2013年9月24日授予的美国专利第8,542,763号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2013年4月23日授予的美国专利第8,428,162号;
标题为“System And Method For Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2012年5月1日授予的美国专利第8,170,081号;
标题为“System and Method for Distributed Input-Distributed OutputWireless Communications”的2012年4月17日授予的美国专利第8,160,121号;
标题为“System and Method For Enhancing Near Vertical IncidenceSkywave(“NVIS”)Communication Using Space-Time Coding”的2011年2月8日授予的美国专利第7,885,354号。
标题为“System and Method For Spatial-Multiplexed Tropospheric ScatterCommunications”的2010年5月4日授予的美国专利第7,711,030号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月22日授予的美国专利第7,636,381号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月15日授予的美国专利第7,633,994号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年10月6日授予的美国专利第7,599,420号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2008年8月26日授予的美国专利第7,418,053号。
技术领域
背景技术
无线通信系统中常使用频分双工(“FDD”)及时分双工(“TDD”)模式两者。例如,LTE标准支持FDD及TDD模式两者,作为另一实例,802.11版本(例如Wi-Fi)支持TDD操作模式。
在LTE的情况下,在所谓的“演进UMTS地面无线电存取”(E-UTRA)空气接口内定义各种编号的频段。各E-UTRA频段不但指定特定频段号,而且定义频段是FDD或TDD,以及该频段内支持什么带宽(例如,见http://en.wikipedia.org/wiki/LTE_frequency_bands#_Frequency_bands_and_channel_bandwidths中的E-UTRA频段列表及其规格)。例如,频段7是经定义为使用2,500MHz至2,570MHz的频率范围用于上行链路(“UL”)、2,620至2,690的频率范围用于下行链路(“DL”)的FDD频段,其支援UL及DL频段的各自内的5、10、15、20及MHz信号带宽。
在许多情况下,E-UTRA频段重迭。例如,不同频段可能是已分配于不同市场或地区中的共享频谱。例如,频段41是使用2,496MHz至2,690MHz的频率范围用于UL及DL两者的TDD频段,其与FDD频段7的UL及DL范围两者重迭(例如,见图16a和图16b)。目前,频段41在美国由Sprint使用,而频段7在加拿大的交界国家由Rogers Wireless使用。因此,在美国,2,500MHz至2,570MHz是TDD频谱,而在加拿大,相同频率范围是用于FDD频谱的UL。
一般而言,行动装置在附接至无线网络后将扫描过频段从而搜寻来自一个或多个基站的传输,且一般在附接程序期间,基站将传输网络的特性,诸如由网络使用的带宽、及使用中的协议的细节。例如,如果LTE装置在美国扫描过2,620MHz至2,690MHz,则该LTE装置可接收由将该频谱识别为频段41的eNodeB所传输的LTE DL讯框,且如果该LTE装置支持频段41及TDD,则该LTE装置可尝试连接至该频段中的TDD模式中的该eNodeB。类似地,如果LTE装置在加拿大扫描过2,620MHz至2,690MHz,则该LTE装置可接收由将该频谱识别为频段7的eNodeB所传输的LTE DL讯框,且如果该LTE装置支持频段7及FDD,则该LTE装置可尝试连接至频段7中的FDD模式中的该eNodeB。
最早在全球部署的LTE网络使用FDD模式(例如,Verizon,AT&T),但在具有广泛FDD覆盖的市场(诸如美国(Sprint正部署TDD))及在还未具有广泛LTE覆盖的市场(诸如中国(China Mobile正部署TDD))两者中正愈来愈多地使用TDD模式。在许多情况下,单一运营商在不同频率下部署FDD及TDD两者(例如,在美国,Sprint以不同频率操作FDD LTE及TDD LTE两者),且可供应可取决于使用哪个频段而在两种模式中操作的LTE装置。
注意,LTE频段的E-UTRA列表绝不是最终列表,而是会随着新的频谱被分配给行动通信营运商及使用该频谱的装置被指定而演进。新频段是于当前频段不与其频率重迭的频谱、及与先前频段配置的频率重迭的频段中的频谱两者中指定。例如,频段44(其是跨703MHz至803MHz的TDD频段)是在较旧的700MHz FDD频段(诸如频段12、13、14及17)被指定的后的若干年被新增为E-UTRA频段。
如图6中可见,以前,大部分的行动数据是语音数据(例如,Q1 2007),其为高度对称的。但是,随着2007年iPhone的推出,随后Android的迅速采用于及的后在2009年iPad的推出,非语音行动数据迅速地超越语音数据的增长,到了2013年的年中,语音数据已仅是行动数据流量的一小部分了。预计非语音数据将继续呈指数增长,而语音数据将日益萎缩。
如图7中可见,非语音行动数据大部分是诸如串流视讯、音频及Web浏览(其大部分包括串流视讯)的媒体。虽然一些串流媒体是UL数据(例如,在视频会议期间),但大多数是DL资料,结果是高度不对称的DL对UL数据使用。例如,在Financial Times 2013年5月28日的文章“不对称性与迫近(US)的频谱危机(Asymmetry and the impending(US)spectrumcrisis)”中指出“…产业估计,下行链路数据流量与上行链路中的数据流量的比率是在自约八比一(8:1)的比率至显著更大的范围”。该文章接着指出,美国大部分的FDD部署在处理此类不对称性方面非常无效率,因为FDD模式向各DL及UL分配相同量的频谱。作为另一实例,基于2009的有效网络测量,Qualcomm对美国运营商中的一者估计的DL/UL流量不对称性高达9:1(cfr.,Qualcomm,“1000x:more spectrum-especially for small cells”,2013年11月,http://www.qualcomm.com/media/documents/files/1000x-more-spectrum-especially-for-small-cells.pdf)。因此,即使在FDD DL频谱被大量利用(可能达到过载的程度)的情况下,大部分的UL频谱可能未被使用。
Financial Times文章指出,TDD更为适合于此类不对称性,因为其可被构造成向DL数据分配比UL数据更多的时隙。例如,在向FDD分配20MHz(以10+10MHz)的情况下,DL数据流通量受限于10MHz的全时使用的最大值(即使当UL数据需要远小于其被分配的10MHz时还然),而当向TDD分配20MHz时,DL数据流通量大多数时间都可使用全部的20MHz,而仅在一小段时间向UL数据分配20MHz,从而更加匹配当今数据使用的特性。文章承认,遗憾的是大多数现有美国行动频谱已致力于FDD模式,但随着FCC分配新频谱而力策FCC鼓励TDD的使用。
虽然鉴于行动数据的日益不对称的本质,TDD必定可允许新频谱配置的更有效率的使用,但遗憾的是,现有FDD网络部署无法将操作模式改变成TDD,因为此类LTE FDD网络的大多数用户的装置仅支持FDD模式,且如果将网络切换成TDD模式,他们的装置将不再能够连网。因此,随着LTE数据使用日益变得不对称,现有的LTE FDD网络将可见增加的DL壅塞,而UL频谱将日益未经充分利用(2013年5月28日Financial Times文章的较低估计为8:1的DL:UL比率,此意味着如果DL通道经完全利用,UL通道仅使用1/8(相当于10Mhz中的1.25MHz))。此极其浪费且无效率,尤其鉴于实际行动频谱的有限物理存在(例如,可穿透墙壁且良好地非直视性传播的频率,诸如~450至2600MHz)及(日益不对称的)行动数据的指数性增长(例如,Cisco 2/2013 VNI预测至2018行动资料增长达61%CAGR,其大多数为串流视讯及其他高度不对称数据)。
发明内容
附图说明
可从下列详细说明结合说明书附图获得对于本发明的优选理解,其中:
图1示出DIDO无线电存取网络(DRAN)的大致框架。
图2示出与OSI模型及LTE标准一致的虚拟无线电实例(Virtual Radio Instance,VRI)201的协议堆栈。
图3示出用于在DIDO无线网络中延伸覆盖的相邻DRAN。
图4示出DRAN与相邻无线网络之间的交递。
图5示出DRAN与LTE蜂巢式网络之间的交递。
图6是展示自2007至2013年的行动频谱的语音及非语音数据利用的背景技术。
图7是展示在2012年,以应用类型区分的行动数据流量占比的背景技术。
图8是关于FDD LTE操作模式与TDD LTE操作模式的背景技术比较。
图9示出同时使用UL频谱与现有FDD网络的新TDD网络。
图10是TDD LTE双工构型的背景技术图表。
图11示出同时使用DL频谱与现有FDD网络的新TDD网络。
图12示出同时使用UL及DL频谱与现有FDD网络的两个新TDD网络。
图13示出同时使用UL及DL频谱与现有FDD网络的新FDD网络。
图14示出在基站天线的位置处合成零位pCell的DRAN。
图15a、图15b、图15c和图15d示出基站天线1510及1530之间的各种传播情境1520至1522以及1524至1525。
图16a和图16b是将不同地区中的2500MHz至2690MHz频段分配成FDD及TDD或仅分配成TDD的背景技术图。
具体实施方式
用于克服许多上述背景技术局限性的一个解决方案是使若干用户装置同时在与目前使用的UL或DL FDD频谱相同的频谱中以TDD模式操作,以使得TDD频谱使用经协调,以免与当前FDD频谱使用相冲突。具体而言,在FDD UL通道中,存在愈来愈多的未使用频谱,且TDD装置可使用该频谱而不影响现有FDD网络的流通量。此解决方案还实现高度传播效率的UHF频谱中的TDD使用,该UHF频谱在世界的许多地区中几乎完全分配给FDD,从而将TDD归入极低传播效率的微波频段。
在另一实施例中,是使若干用户装置同时在与目前使用的UL或DL FDD频谱相同的频谱中以FDD模式操作,以使得UL及DL通道经反向,且各网络的频谱使用经协调,以免与其他网络的频谱使用相冲突。鉴于各网络的UL信道相对于DL信道是日益未经充分利用,此允许各网络的DL信道能利用其他网络的UL信道中的未使用频谱。
此外,在任一实施例中,可通过使用如下列专利、专利申请案及临时申请案中所描述的分布式输入分布式输出(“DIDO”)技术实施一或两个网络来极大地增加频谱效率,此类专利案全部皆转让予本专利的受让人且以引用方式并入。这些专利、申请案及临时申请案在本文中有时统称为“相关专利及申请案”。
标题为“Systems And Methods For Concurrent Spectrum Usage WithinActively Used Spectrum”的美国申请序列号14/672,014。
标题为“Systems And Methods For Concurrent Spectrum Usage WithinActively Used Spectrum”的2014年4月16日申请的美国临时专利申请案第61/980,479号。
标题为“Systems and Methods for Mapping Virtual Radio Instances intoPhysical Areas of Coherence in Distributed Antenna Wireless Systems”的美国申请序列号14/611,565。
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号14/086,700。
标题为“Systems and Methods for Radio Frequency Calibration ExploitingChannel Reciprocity in Distributed Input Distributed Output WirelessCommunications”的美国申请序列号13/844,355。
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,984。
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,971。
标题为“Systems and Methods for Exploiting Inter-cell MultiplexingGain in Wireless Cellular Systems Via Distributed Input Distributed OutputTechnology”的美国申请序列号13/797,950。
标题为“Systems and Methods to enhance spatial diversity indistributed-input distributed-output wireless systems”的美国申请序列号13/475,598。
标题为“System and Methods for planned evolution and obsolescence ofmultiuser spectrum”的美国申请序列号13/233,006。
标题为“Systems and Methods to Exploit Areas of Coherence in WirelessSystems”的美国申请序列号13/232,996。
标题为“System And Method For Managing Handoff Of A Client BetweenDifferent Distributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Networks Based OnDetected Velocity Of The Client”的美国申请序列号12/802,989。
标题为“Interference Management,Handoff,Power Control And LinkAdaptation In Distributed-Input Distributed-Output(DIDO)CommunicationSystems”的美国申请序列号12/802,988。
标题为“System And Method For Link adaptation In DIDO MulticarrierSystems”的美国申请序列号12/802,975。
标题为“System And Method For Managing Inter-Cluster Handoff OfClients Which Traverse Multiple DIDO Clusters”的美国申请序列号12/802,974。
标题为“System And Method For Power Control And Antenna Grouping In ADistributed-Input-Distributed-Output(DIDO)Network”的美国申请序列号12/802,958。
标题为“System and Method For Distributed Antenna WirelessCommunications”的2016年7月5日授予的美国专利第9,386,465号。
标题为“Systems And Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2016年6月14日授予的美国专利第9,369,888号。
标题为“System and Methods to Compensate for Doppler Effects inDistributed-Input Distributed Output Systems”的2016年4月12日授予的美国专利第9,312,929号。
标题为“Systems and Methods for Wireless Backhaul in Distributed-InputDistributed-Output Wireless Systems”的2015年3月24日授予的美国专利第8,989,155号。
标题为“System and Method for Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2015年3月3日授予的美国专利第8,971,380号。
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2014年2月18日授予的美国专利第8,654,815号。
标题为“System and Method for DIDO Precoding Interpolation inMulticarrier Systems”的2013年10月29日授予的美国专利第8,571,086号。
标题为“Systems and Methods To Coordinate Transmissions In DistributedWireless Systems Via User Clustering”的2013年9月24日授予的美国专利第8,542,763号。
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communications”的2013年4月23日授予的美国专利第8,428,162号。
标题为“System And Method For Adjusting DIDO Interference CancellationBased On Signal Strength Measurements”的2012年5月1日授予的美国专利第8,170,081号。
标题为“System and Method for Distributed Input-Distributed OutputWireless Communications”的2012年4月17日授予的美国专利第8,160,121号;
标题为“System and Method For Enhancing Near Vertical IncidenceSkywave(“NVIS”)Communication Using Space-Time Coding”的2011年2月8日授予的美国专利第7,885,354号。
标题为“System and Method For Spatial-Multiplexed Tropospheric ScatterCommunications”的2010年5月4日授予的美国专利第7,711,030号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月22日授予的美国专利第7,636,381号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年12月15日授予的美国专利第7,633,994号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2009年10月6日授予的美国专利第7,599,420号;
标题为“System and Method for Distributed Input Distributed OutputWireless Communication”的2008年8月26日授予的美国专利第7,418,053号。
本发明公开用于现用(actively used)的频谱内的同时频谱使用的系统及方法。一些实施例利用由本专利受让人先前公开的分布式输入分布式输出及MU-MAS技术。以下章节1及章节2中的揭露内容对应于标题为“Systems and Methods for Mapping VirtualRadio Instances into Physical Areas of Coherence in Distributed AntennaWireless Systems”的2014年2月7日申请的美国临时申请序列号61/937,273中的揭露内容且涉及本发明。以下章节3及章节4中的揭露内容对应于标题为“System and Methods forConcurrent Spectrum Usage Within Actively Used Spectrum”的2014年4月16日申请的美国临时申请序列号61/980,479中的揭露内容且还涉及本发明。
1.用于将VRI映像至相干区中的系统及方法
本发明的一个实施例公开用于透过虚拟无线电实例(VRI)在网络与无线链路中的多个相干区之间传递相同频段内的多个同时互不干扰的数据串流的系统及方法。在一个实施例中,该系统是如图1中所描绘的多用户多天线系统(MU-MAS)。图1中的颜色编码单元展示如下文中所描述的数据源101、VRI 106与相干区103之间的一对一映射。
1.1系统架构的概述
在图1中,资料源101是携带web内容的数据文件或串流,或者是本地或远程服务器中的档案,诸如本字、影像、声音、视讯或此等的组合。一个或多个数据文件或串流在网络102与无线链路110中的每一相干区103之间发送或接收。在一个实施例中,该网络是因特网或任何有线线路或无线局域网络。
相干区(area of coherence)是空间中的体积,在其中,来自MU-MAS的不同天线的波形以一方式相干地相加,使得在该相干区内仅接收一个VRI的数据输出112,而不受到在相同无线链路上同时发送的来自其他VRI的其他数据输出的任何干扰。在本专利申请中,我们使用“相干区”的用语来描述如我们先前的专利申请案[标题为“Systems and Methodsto Exploit Areas of Coherence in Wireless Systems”的美国申请序列号13/232,996]中所描述的相干体积或私有小区(例如,“pCellsTM”103)。在一个实施例中,相干区对应于使用者设备(UE)111或无线网络的用户的位置,以使得每一用户与一个或多个数据源101相关联。相干区的大小及形状可取决于传播条件以及用来产生此类相干区的MU-MAS预编码技术的类型而改变。在本发明的一个实施例中,在以良好链接可靠性向使用者传递内容的同时,MU-MAS预编码器动态地调整相干区的大小及形状以适应于变化的传播条件。
数据源101首先经由网络102被发送至DIDO无线电存取网络(DRAN)104。然后,DRAN将数据文件或串流转换成可由UE接收的数据格式且将此类数据文件或串流同时发送至多个相干区,以使得每一UE接收其自己的数据文件或串流而不受到发送至其他UE的其他数据文件或串流的干扰。DRAN由作为网络与VRI 106之间的接口的网关105所组成。VRI将网关所路由的包转换成作为原始数据或呈一包或讯框结构的数据串流112,此类数据串流经馈送至MU-MAS基带单元。在一个实施例中,VRI包括由若干层组成的开放系统互连(OSI)协议堆栈:应用层、表达层、交谈层、传输层、网络层、数据链路层及物理层,如图2a中所描绘。在另一实施例中,VRI仅包括OSI层的一个子集。
在另一实施例中,VRI由不同无线标准定义。例如,但并非限制,第一VRI由来自GSM标准的协议堆栈组成、第二VRI来自3G标准、第三VRI来自HSPA+标准、第四VRI来自LTE标准,而第五VRI来自LTE-A标准及第六VRI来自Wi-Fi标准。在示例性实施例中,VRI包括由LTE标准定义的控制平面或用户平面协议堆栈。用户平面协议堆栈展示于图2b中。每一UE 202透过PHY、MAC、RLC及PDCP层与其自己的VRI 204通信,其中网关203是透过IP层且网络205是透过应用层。对于控制平面协议堆栈而言,UE还透过NAS(如LTE标准堆栈中所定义)层直接与移动性管理物理(MME)通信。
虚拟连接管理器(VCM)107负责指派UE的PHY层识别(例如,小区特定无线电网络临时识别符,RNTI)、VRI及UE的鉴证及移动性。VRI的输出处的数据串流112经馈送至虚拟无线电管理器(VRM)108。VRM包括排程器单元(其排程不同UE的DL(下行链路)及UL(上行链路)包)、基带单元(例如,包括FEC编码器/译码器、调变器/解调器、资源网格建立器)及MU-MAS基带处理器(包括用于实施预编码操作的预编码逻辑)。在一个实施例中,数据串流112是图2b中的PHY层的输出处的I/Q样本,此类样本由MU-MAS基带处理器处理。在一不同实施例中,数据串流112是发送至排程器单元的MAC、RLC或PDCP包,该排程器单元将此类包转递至基带单元。基带单元将包转换成馈送至MU-MAS基带处理器的I/Q。
MU-MAS基带处理器是VRM的核心,其将M个I/Q样本自M个VRI转换成发送至N个存取点(AP)109的N个资料串流113。在一个实施例中,数据串流113是透过无线链路110自AP 109传输的N个波形的I/Q样本。在此实施例中,AP由ADC/DAC、RF链及天线组成。在一不同实施例中,数据串流113是信息的位及MU-MAS预编码信息,其在AP处组合以产生透过无线链路110发送的N个波形。在此实施例中,每一AP配备有CPU、DSP或SoC以便在ADC/DAC单元的前执行附加的基带处理。
1.2支援移动性及交递
只要UE在AP所到达的范围内,至此所描述的系统及方法即作用。当UE行进远离AP覆盖区时,链路可终止且DRAN 301无法产生相干区。为延伸覆盖区,系统可通过增加新AP而逐步演进。然而,VRM中可能不存在足够的处理能力足以支持新AP,或可能存在将新AP连接至相同VRM的实际安装问题。在这些情形中,必需增加相邻的DRAN 302及303以支持新AP,如图3中所描绘。
在一个实施例中,给定UE位于由第一DRAN 301及相邻DRAN 302服务的覆盖区中。在此实施例中,相邻DRAN 302仅为该UE执行MU-MAS基带处理,连同来自第一DRAN 301的MU-MAS处理。相邻DRAN 302并未针对该给定UE处置任何VRI,因为该UE的VRI已在第一DRAN 301内运行。为实现第一DRAN与相邻DRAN之间的联合预编码,透过云端VRM 304及链路305,在第一DRAN 301中的VRM与相邻DRAN 302中的VRM之间交换基带信息。链路305是可支持适当联机质量(例如,足够低的延时及适当数据速率)以避免MU-MAS预编码的性能降级的任何有线线路(例如,光纤、DSL、电缆)或无线链路(例如,视线链路(line-of-sight link))。
在一不同实施例中,给定UE移出第一DRAN 301的覆盖区并移入相邻DRAN 303的覆盖区。在此实施例中,与该UE相关联的VRI自第一DRAN 301“传送(teleported)”至相邻DRAN303。VRI被传送或“VRI传送(VRI teleportation)”指的是,VRI状态信息自DRAN 301转移至DRAN 303,且VRI停止在DRAN 301内执行且开始在DRAN 303内执行。理想地,从经传送VRI所服务的UE的视角,VRI传送发生的足够快,以使它在其来自VRI的资料串流中未经历任何间断。在一个实施例中,如果VRI在经传送的后在经完全执行的前存在延迟,则在VRI传送开始的前,令该VRI所服务的UE置于一状态中,在该状态中,该UE将不会终止其连接或以其他方式进入一非所要状态直至VRI在相邻DRAN 303处启动为止,且UE再一次由执行VRI来服务。“VRI传送”是通过云端VCM 306所实现,该云端VCM将第一DRAN 301中的VCM连接至相邻DRAN303中的VCM。VCM之间的有线线路或无线链路307不具有与VRM之间的链路305相同的限制性约束,因为它们仅携带数据且不影响MU-MAS预编码的性能。在本发明的相同实施例中,在第一DRAN 301与相邻DRAN 303之间采用附加的链路305以连接它们的VRM,此类VRM可支持适当的联机质量(例如,足够低的延时及适当数据速率)以避免MU-MAS预编码的性能降级。在本发明的一个实施例中,第一DRAN及相邻DRAN的网关连接至云端网关308,该云端网关管理跨DRAN的所有网络地址(或IP地址)转换。
在本发明的一个实施例中,VRI传送发生在本专利申请中所公开的DRAN网络与任何相邻无线网络401之间,如图4中所描绘。例如,但并非限制,无线网络401是任何熟知蜂巢式网络(例如,GSM、3G、HSPA+、LTE、LTE-A)或无线局域网络(WLAN,例如,Wi-Fi)。当VRI自DRAN传送至相邻无线网络401,UE在两个网络之间交递且其无线连接可继续。
在一个实施例中,相邻无线网络401是图5中所展示的LTE网络。在此实施例中,云端VCM 502连接至LTE移动性管理物理(MME)501。关于在LTE与DRAN网络之间的每一UE交递的识别、鉴证及移动性的所有信息在MME 501与云端VCM 502之间交换。在相同实施例中,MME经连接至一个或多个eNodeB 503,此类eNodeB经由无线蜂巢式网络连接至UE 504。eNodeB经由服务网关(S-GW)505及包数据网络网关(P-GW)506连接至网络507。
2.用于DL及UL MU-MAS处理的系统及方法
一般的下行链路(DL)无线链路是由携带用于整个小区的信息的广播物理信道并具有用于给定UE的信息及数据的专用物理信道所组成。例如,LTE标准定义诸如P-SS及S-SS(用于在UE处的同步)、MIB及PDCCH的广播通道,以及诸如PDSCH的用于将数据携带至给定UE的通道。在本发明的一个实施例中,所有LTE广播通道(例如,P-SS、S-SS、MIC、PDCCH)经预编码以使得每一UE接收其自己的专用信息。在一不同实施例中,部分的广播信道经预编码而部分则未经预编码。例如,但并非限制,PDCCH含有广播信息以及专用于一个UE的信息,诸如用于将UE指向至在DL及上行链路(UL)通道上使用的资源块(RB)的DCI 1A及DCI 0。在一个实施例中,PDCCH的广播部分未经预编码,而含有DCI 1A及DCI 0的部分则以一方式经预编码使得每一UE获得其自己的关于携带数据的RB的专用信息。
在本发明的另一实施例中,预编码经应用于所有数据信道或仅部分数据信道,诸如LTE系统中的PDSCH。通过在整个数据信道上应用预编码,本专利申请中所公开的MU-MAS的一个实施例将完整带宽分配给每一UE,且多个UE的多个数据串流经由空间处理而分离。然而,在一般情境中,大多数(如果并非所有)UE不需要完整带宽(例如,每UE~70Mbps,用于20MHz的频谱中的TDD构型#2的峰值数据速率)。然后,本专利申请中的MU-MAS的一个实施例如在OFDMA系统中般细分多个块中的DL RB,且将各块指派给UE的一个子集。相同块内的所有UE经由MU-MAS预编码分离。在另一实施例中,MU-MAS将不同DL子讯框分配给UE的不同子集,从而如在TDMA系统中般划分DL。在又一实施例中,MU-MAS如在OFDMA系统中般在UE的子集间细分多个块中的DL RB,且还如在TDMA系统中般将不同DL子讯框分配给UE的不同子集,因此利用OFDMA及TDMA两者来划分流通量。例如,如果存在10个AP是为20MHz的TDD构型#2,则存在70Mbps*10=700Mbps的总DL容量。如果存在10个UE,则各UE可同时接收70Mbps。如果存在200个UE,且欲均等地划分总流通量,则使用OFDMA、TDMA或其组合,将200个UE划分成20个具有10个UE的群组,由此各UE将接收700Mbps/200=3.5Mbps。举另一实例,如果10个UE需要20Mbps,且其他UE平均地共享剩余流通量,则700Mbps中的20Mbps*10=200Mbps将用于10个UE,留下700Mbps-200Mbps=500Mbps在剩余的200-10=190个UE之间分配。因而,剩余的190个UE的各自将接收500Mbps/190=2.63Mbps。因此,在MU-MAS系统中可支持远多于AP的UE,且所有AP的总流通量可在许多UE之间分配。
在UL通道中,LTE标准定义诸如TDMA或SC-FDMA的熟知多重存取技术。在本发明的一个实施例中,以将UL授权指派给不同UE以实现TDMA及SC-FDMA多重存取技术的方式,在DL上实现MU-MAS预编码。因而,总UL流通量可在远多于所存在AP的UE之间分配。
当存在比AP更多的UE且在此类UE之间分配总流通量时,如上所述,在一个实施例中,MU-MAS系统对于各UE支持VRI,且VRM控制此类VRI以使得VRI利用与用于细分总流通量的所挑选OFDMA、TDMA或SC-FDMA系统相一致的RB及资源授权。在另一实施例中,一个或多个个别VRI可支持多个UE,且经由OFDMA、TDMA或SC-FDMA技术管理流通量在这些UE之间的排程。
在另一实施例中,取决于系统的策略及性能目标,流通量的排程是使用许多背景技术中的任何技术而基于用户要求的负载平衡。在另一实施例中,排程是基于针对特定UE(例如,针对特定层级的服务付费从而保证某些流通量电平)或针对特定数据类型(例如,用于电视服务的视讯)的服务质量(QoS)需求。
在一不同实施例中,应用UL接收天线选择以改良链路质量。在此方法中,基于由UE(例如,SRS、DMRS)发送的传讯信息在VRM处估计UL信道质量,且VRM决定用于UL上的不同UE的最佳接收天线。然后VRM对每一UE指派一个接收天线以改良其链路质量。在一不同实施例中,利用接收天线选择来减少由于SC-FDMA方案所致的频段之间的交叉干扰。此方法的一个显著优点在于,UE将在UL上仅对最靠近其位置的AP进行传输。在此情境中,UE可显著地减小其用于达到最靠近的AP的传输功率,从而提高电池寿命。在相同实施例中,对UL数据信道及对UL传讯信道利用不同的功率比例因子。在一个示例性实施例中,与数据信道相比,UL传讯通道(例如,SRS)的功率增加以允许来自许多AP的UL CSI估计及MU-MAS预编码(利用TDD系统中的UL/DL信道互易性),同时仍然限制UL数据传输所需的功率。在相同实施例中,UL传讯信道及UL数据信道的功率电平是基于传输功率控制方法经由DL传讯由VRM调整,此类方法等化去往/来自不同UE的相对功率。
在一不同实施例中,在UL接收器处应用最大比值合并(MRC)以改良自每一UE至多个AP的信号质量。在一不同实施例中,将逼零(ZF)或最小均方误差(MMSE)或连续干扰消除(SIC)或其他非线性技术或如用于DL预编码的相同预编码技术应用于UL,以便区分自不同UE的相干区接收的数据串流。在相同实施例中,将接收空间处理应用于UL数据信道(例如,PUSCH)或UL控制通道(例如,PUCCH)或两者。
3.用于现用的频谱内的同时频谱使用的系统及方法
如以上于背景技术章节中所详细描述,以及图6和图7中所展示,行动数据使用已自大部分为对称的语音数据显著地改变成高度不对称的非语音数据,具体而言诸如视讯串流的媒体。全世界的大多数行动LTE部署是FDD LTE,其物理层结构在图8之上半部中示出,FDD LTE具有固定、对称上行链路(“UL”)及下行链路(“DL”)通道,且因此,随着DL信道已随DL数据相对于UL数据的指数性增长变得日益壅塞,UL数据信道已日益未经充分利用。
LTE标准还支持TDD LTE(还称为“TD-LTE”),其物理层结构在图8的下半部中示出,且行动通信营运商可将UL信道及DL信道选择为对称(如此图解中所展示)或不对称(例如,其中有更多的子讯框分配给DL信道或UL信道),且因此,随着DL信道已随DL数据相对于UL数据的指数性增长变得日益壅塞,行动通信营运商可选择分配比UL更多的子讯框给DL。例如,在一个构型中,TD-LTE支持8:1DL:UL比率,对DL分配的子讯框是对UL分配的8倍。
除TD-LTE在一个通道中是双向的以外,TD-LTE及FDD LTE的结构及细节几乎完全相同。在两种模式中,每一讯框具有10ms持续时间且由各为1ms的十个子讯框组成。调变及编码方案几乎完全相同,且协议堆栈之上层实际上是相同的。在两种情况下,用于用户设备(“UE”)装置(例如,移动电话、平板)的时间及频率参考是由eNodeB(LTE基站协议堆栈)提供至所有装置(经由具有FDD LTE的DL通道且在具有TD-LTE的DL子讯框期间)。
值得注意的是,在FDD及TDD LTE两者的情况下,网络可被构造成使得UE可仅在由eNodeB给定用于传输UL数据的授权时才传输经由DL传输接收的UL数据。因而,eNodeB不但控制它何时传输DL数据,而且还控制UE何时可传输UL数据。
还值得注意的是,在LTE FDD UE的情况下,其接收器仅调谐至其DL通道且没有任何接收器调谐至其UL通道。因而,FDD UE对于由另一装置在其UL信道中传输的任何事物皆为“耳聋(deaf)”。
并且,在全部LTE UE的情况下,无论是FDD或TDD,即使在其接收器经调谐至一特定通道的情况下,除维持其时间基准及至网络的连接、或指引其应在何时以何频率接收数据的意欲用于所有UE(或用于给定UE)的某些控制信号以外,它们忽略非意欲用于其的DL资料。或者,换句话讲,唯一与LTE UE相关的DL数据是为控制信息的数据或是针对该UE的数据。在其他时间期间,无论通道是以DL用于至另一UE、完全未利用或用于不属于LTE标准的目的,UE对不是控制信息或针对该UE的DL数据的任何DL传输皆为“耳聋”。因此,无论是FDD或TDD,LTE接收器仅接收意欲用于所有UE或用于给定UE的控制数据、或接收用于给定UE的数据。DL通道中的其他传输则被忽略。
图9示出FDD及TDD网络可如何同时利用作用地利用的FDD频谱。标记为“FDD LTE910”的顶部两行方框示出上行链路(“UL”)及下行链路(“DL”)通道两者中的由十个1ms子讯框间隔组成的一个LTE讯框间隔(10ms)。此图解展示不对称数据传输的类型,此类型在DL数据远比UL数据多更多的情形中愈来愈典型(例如,下行链路串流视讯)。具有实心轮廓且填满斜线的方框(例如,方框912及方框911)表示其中数据正在传输的子讯框,具有虚线轮廓的空白方框(例如,方框914)表示其中无数据正在传输(即,在该子讯框间隔期间通道中无传输)的“闲置”子讯框。方框911是10个DL子讯框中的2个,所有此类DL子讯框充满数据。方框912展示具有资料的1个UL子讯框。并且方框914是不具有数据传输的9个闲置UL子讯框中的3个。
图9中标记为“TDD LTE 920”的中间两行方框示出由10个1ms子讯框间隔组成的一个LTE讯框间隔(10ms),包括2个“特殊”子讯框间隔,但不同于FDD LTE 910行,TDD LTE 920行中的两行方框互相共享相同频谱,而且是共享与FDD上行链路相同的频谱。此图解展示其中存在传输数据的4个DL子讯框及3个UL子讯框的不对称数据传输。具有实心轮廓且填满虚线的方框(例如,方框921、方框922及方框923)表示其中数据正在传输的子讯框,具有虚线轮廓的空白方框(例如,方框924)表示其中无数据正在传输(即,在该子讯框间隔期间通道中无传输)的闲置子讯框。方框921是4个DL子讯框中的1者,所有此类DL子讯框充满数据。方框922展示3个UL子讯框中的1者,所有此类UL子讯框具有数据。方框924是1个空的闲置UL子讯框。
图9中标记为“FDD+TDD LTE 930”的第三个两行方框示出由10个1ms子讯框间隔组成的一个LTE讯框间隔(10ms),包括2个“特殊”子讯框间隔,且展示FDD LTE 910系统及TDDLTE 920系统的同时操作,其中TDD LTE 920系统共享与FDD LTE 910上行链路相同的频谱。两个系统彼此不干扰,因为(a)在其中FDD LTE 910系统具有UL数据传输的子讯框间隔912期间,TDD LTE 920系统在其既非UL也非DL时具有闲置间隔924,及(b)在其中TDD LTE 920系统具有UL或DL方向上的传输(例如,921、923及922)的子讯框间隔期间,FDD LTE 910系统具有无UL数据传输的闲置UL间隔(例如,闲置UL子讯框914)。因此,两个系统使用相同频谱共存,且它们之间不具有干扰。
对于用于同时使用相同频谱的FDD LTE 910及TDD LTE 920网络而言,它们的操作必须通过经设立以同时操作两个频谱共享网络的一个eNodeB、或通过协调操作现有TDDLTE 920网络的eNodeB及可为第二eNodeB或与LTE时序及讯框结构兼容的另一系统的第二网络控制器来协调,诸如以上章节1及2中以及相关专利及申请案中所公开的分布式输入分布式输出分布式天线MU-MAS C-RAN系统。在任何这些情况下,FDD LTE 910及TDD LTE 920系统的讯框必须根据时序、且根据子讯框资源分配来同步。例如,在图9的情况下,控制FDDLTE 910系统的系统将需要知道哪些子讯框是可用于UL的TDD UL子讯框(例如,将不会与在子讯框#0及#5上发送的TDD DL控制信号冲突,以便在UE处进行时间及频率同步)且使用此等子讯框中的一者用于其FDD UL子讯框912。如果相同系统还控制TDD LTE 920系统,则还必须确保不在该子讯框912期间排程来自TDD装置的UL,而如果该系统不控制TDD LTE 920系统,则将必须通知控制TDD LTE 920系统的任何系统不可在该子讯框912期间排程来自TDD装置的UL。当然,可能情况是,FDD LTE 910系统在讯框时间期间需要多于一个UL子讯框,且如果如此,其控制器将使用3个TDD LTE 920子讯框922中任何者或所有者用于其UL子讯框,从而适当地控制或通知,如以上所描述。注意,可能情况是,在一些10ms讯框中,所有UL子讯框被分配给网络中的一者,而其他网络没有得到UL子讯框。LTE装置不期待能够在每一讯框时间传输UL数据(例如,当LTE网络壅塞时,LTE装置可能在其被授权甚至UL子讯框的一部分的前等待许多讯框时间),因此本发明的一个实施例将在给定讯框中的所有可利用TDD LTE 920UL子讯框由一个网络利用(即,使UL子讯框的其他网络“匮乏”)时起作用。然而,使一个网络匮乏达过多连续讯框或允许整体来说过少的UL讯框将导致不良网络性能(例如,低UL流通量、或高往返延时),并且在某些情况下,如果附接至网络的LTE装置设法传输UL数据,可判定网络不可用且断开连接。因而,建立适当排程优先级及范例以平衡FDDLTE 910与TDD LTE 920网络之间的UL子讯框资源可导致最佳总体网络性能及用户(和/或UE)体验。
可用于平衡UL子讯框资源(及满足网络营运商优先级)、不可在独立FDD LTE系统中利用的一个工具是图10中所展示的TDD LTE双工构型。图9示出TDD LTE 920系统TDD LTE双工构型1,其中在10ms讯框中的10个子讯框期间,存在4个UL子讯框、4个DL子讯框及2个特殊子讯框。如图10中可见,存在若干TDD LTE双工构型,其可取决于行动通信营运商的需要及数据流量模式而使用,且用于使UL子讯框资源与FDD LTE 910网络需要平衡。随着数据流量模式变化,TDD LTE双工构型也可随时间推移而变化。任何TDD LTE双工构型可与本发明的实施例一起使用。例如,在构型1中,如图9中所展示,1个UL子讯框已分配给FDD网络,且3个UL子讯框已指派给TDD网络。如果FDD网络突然需要更大UL流通量,则可在紧接的讯框时间为FDD分配2个UL子讯框,留下2个用于TDD。因此,切换FDD网络与TDD网络之间的UL子讯框分配可为极其动态的。
注意,如果需要,FDD LTE 910网络与TDD LTE 920网络之间的UL资源分配可甚至比子讯框基础更为细微。将单个子讯框内的一些资源块分配给FDD装置且将其他资源块分配给TDD装置是可能的。例如,LTE标准采用SC-FDMA多重存取技术用于UL通道。因而,来自FDD装置及TDD装置的UL信道可经由SC-FDMA方案指派给相同子讯框内的不同资源块。
最后,在将是TDD LTE 920 DL或特殊子讯框的期间排程FDD LTE 910UL是可能的。一个考虑是,由TDD LTE UE用于维持其连接且维持时序的TDD DL控制信号(例如,在子讯框#0及#5上发送的P-SS及S-SS广播传讯)必须由TDD LTE UE以足够规律性接收,否则UE会断开连接。
图11展示图9中及以上所描述的相同概念,除共享信道是FDD DL信道,而非FDD UL信道的外。图11使用来自图9的相同的子讯框填充及外框标示方式,且如可见,FDD流量情况经反向,其中FDD LTE 1110 UL通道的所有子讯框用于数据,而FDD LTE 1110 DL子讯框中的仅1者用于数据,而所有其他DL子讯框是“闲置”的且不传输数据。类似地,所有TDD LTE1120 UL子讯框用于数据,而除了一个以外的所有TDD LTE 1120 DL子讯框用于数据,且在此情况下,TDD LTE 1120 LTE通道是与FDD LTE 1110 DL信道相同的频率。组合后的FDDLTE 1110及TDD LTE 1120网络的结果在FDD+TDD LTE 1130通道中展示。正如图9中的实例的情况,两个网络可通过单个控制器或通过协调多个控制器的协调来控制,其中其之间的排程由网络运营商确保两个网络以对用户及用户装置而言适当的性能按所需操作。
注意,附接至FDD LTE 1110网络的FDD装置依赖于用于控制及时序信息以及用于数据的DL传输,且此类FDD装置必须在足够规律的基础上接收充足的控制信号以保持连接。在本发明的一个实施例中,FDD装置使用由TDD LTE 1120网络在DL子讯框(例如,子讯框#0及#5)上发送的广播传讯以获得时间及频率同步。在一不同实施例中,携带广播传讯的子讯框#0及#5被指派给FDD LTE 1110网络且用于在每一FDD装置处导出时间及频率同步。
如上所述,虽然一般来说,FDD DL信道远比FDD UL信道更壅塞,但行动通信营运商可能有一些原因希望共享DL通道。例如,一些UL通道由频谱管制主管机关限定为仅UL用途(例如,可能对于干扰相邻频段的输出功率有所疑虑)。此外,一旦行动通信营运商开始供应与其FDD频谱兼容的TDD装置,则行动通信营运商将可能发现这些装置将比FDD装置更有效率地使用频谱,因而,可能中止FDD装置的销售。随着旧FDD装置被逐步替换且越来越多比例的装置是TDD,运营商可能希望将其频谱愈来愈多地分配给TDD装置,但仍然维持与市场中剩余FDD装置的兼容性。
为此目的,随着保持运作的FDD装置愈来愈少,运营商可能决定使用UL频段及DL频段两者用于TDD操作。此在图12中示出,其中FDD LTE 1210仅具有一个使用中的子讯框用于UL及一个用于DL,且剩余部分为闲置。存在各自分别使用FDD LTE 1210 UL及DL信道的两个TDD LTE网络1220及1230,从而产生共享两个信道的三个网络,如FDD+TDD LTE 1240中所展示。相同的灵活性及约束性如先前所描述般适用,且可存在所有3个网络的单个控制器或多个控制器。两个TDD网络可独立操作,或通过使用载波聚合技术操作。
运营商也可选择完全放弃TDD,而在与现有FDD网络相同的频谱中增添第二FDD网络,但其中对换上行链路及下行链路通道。此在图13中示出,其中FDD LTE 1310网络是极不对称地利用而偏好于DL通道,因此仅一个子讯框用于UL,而第二FDD LTE 1320网络还是极不对称地利用而偏好于DL通道,但注意,在图13中,将用于FDD LTE 1320的通道分配调换,其中FDD下行链路通道展示在FDD上行链路通道上方,与用于FDD LTE 1310的信道顺序或如先前的图中所展示的信道顺序相反。在FDD LTE 1310及1320两者的情况下,DL通道使一个DL子讯框闲置,该DL子讯框与由其他网络使用的一个UL讯框对应。当网络经组合成FDD+TDDLTE 1230中所展示时,两个通道中的所有子讯框是DL,除子讯框1231及1232的外。因此,90%的子讯框专用于DL,此最佳匹配行动流量模式,因为其与针对UL及DL的对称频谱分配相比已演进。
此外,此结构令控制器(或数个控制器)能够管理网络以依逐子讯框的基础动态地改变分配给各网络的UL及DL子讯框的数目,从而提供极动态的UL/DL流量调适,尽管FDD装置使用两个网络。
正如先前所描述的组合FDD/TDD网络的情况,适用于FDD模式的相同约束在于,LTE装置必须接收足够的控制及时序信息以保持连接及正常操作,且此类LTE装置需要足够规律及适当数目的UL讯框。
两个FDD网络可独立操作,或经由载波聚合操作。
在另一实施例中,由现存的现用网络(例如,在图9、图11、图12和图13中,FDD LTE910、FDD LTE 1110、FDD LTE 1210、或FDD LTE 1310)的DL信道传输的控制信息是由使用相同信道(例如,在图9、图11、图12和图13中,TDD LTE 920、TDD LTE 1120、TDD LTE 1220及TDD LTE 1230、或FDD LTE 1320)的新网络(或数个网络)用于判定哪些子讯框和/或资源块和/或其他间隔将为闲置。以此方式,新网络可判定其何时能够传输(无论DL或UL)而不干扰现存的现用网络。此实施例可使得能够同时使用现存的现用网络的频谱而不需对现存的现用网络进行任何修改或依赖于对现存的现用网络的控制器的任何特殊连接,因为此仅仅是让新网络的控制器自现存的现用网络接收已存在DL传输中的物。在另一实施例中,对现存的现用网络的唯一修改是确保其使得新网络能够传输必要的控制及时序信息以维持与UE的连接。例如,现存的现用网络可被构造成不在正传输必要的时序及同步信息的时间期间进行传输,但其他方面的操作未经修改。
虽然上述同时支持相同频谱中的网络的实施例是使用LTE标准为例,但类似技术也可与其他无线协议一起使用。
4.将分布式天线MU-MAS与现用的频谱同时使用
如章节1及2中以及相关专利及申请案中所公开的分布式天线MU-MAS技术(统称为“DIDO”)显著地增加无线网络的容量、提高可靠性及每装置的流通量、并且也使得降低装置的成本成为可能。
一般而言,DIDO在TDD网络中比在FDD网络中更有效率地操作,因为UL及DL处于相同通道中,且因此,于UL通道中接收的训练传输可用于通过利用通道互换性导出用于DL信道的信道状态信息。此外,如上所述,TDD模式固有地优选适应行动数据的不对称性,从而允许更有效率的频谱利用。
鉴于世界当前的LTE部署大多数是FDD,通过利用章节3中所公开的技术,可能在现用于FDD的频谱中部署TDD网络,且DIDO可与该新TDD网络一起使用,从而显著地增加频谱的容量。此举的特别显著的处在于,UHF频率比微波频率传播得更好,但大多数UHF行动频率已由FDD网络使用。通过将基于DIDO的TDD网络与现有FDD网络组合于UHF频谱中,可部署格外有效率的TDD网络。例如,频段44是自703MHz-803MHz的TDD频段,在美国覆盖大量700MHzFDD频段。频段44装置可在与700MHz FDD装置相同的频谱中同时使用,从而在最佳频谱中实现DIDO TDD。
DIDO未对以上所描述的频谱组合技术添加显著的新约束。图1中所展示的DRAN104将按照以上所描述的子讯框(或资源块)共享技术替换覆盖区中的现有eNodeB、或与现有eNodeB 401协调,如图4中所展示。
注意,如果DIDO系统控制整个系统且提供用于FDD网络的eNodeB,则DIDO可使用诸如来自FDD装置的SRS UL的训练信号,以便经由空间处理同时解碼来自多个现有FDD装置且在相同频段内的UL,从而显著地增加现有FDD UL通道的频谱效率及还减小所需UL功率(和/或接收优选信号质量),因为分布式DIDO AP可能比单个蜂巢式基站更靠近UE且也可利用信号组合技术,诸如先前针对DIDO所描述的最大比值合并(MRC)或其他技术。
因此,DIDO可替换现有eNodeB且与DIDO TDD装置同时使用现有频谱,而还将DIDO的益处应用于已部署的现有FDD装置的UL。
5.减轻现用频谱中的干扰
如先前所示,当TDD网络经部署于已分配成FDD频段的频段中的UL或DL频率中时,可能对于干扰相邻频段的输出功率有所疑虑。此可因频带外发射(OOBE)干扰和/或接收器“阻塞”或接收器“降低灵敏度(desensitization)”引起。OOBE指所分配频段以外的功率发射。OOBE一般在紧邻于传输频段的频率中处于最高功率,且一般随频率变得与传输频段更遥远而减少。“接收器阻塞(receiver blocking)”或“接收器降低灵敏度(receiverdesensitization)”是指接收器的前端放大器由于强大的频带外(out-of-band)信号的存在(一般在附近的频段中)而损失对所需频带内(in-band)信号的灵敏度。
当管制主管机关(例如,FCC)分配相邻频段中的频谱以便由多个行动通信营运商或其他频谱使用者使用时,一般会定下规则以限制OOBE及功率电平,以使得行动装置(例如,移动电话)及基站可经制造成在管制规定的时可用的技术所给出的实际规格。此外,考虑相邻频谱的现有用户及制造此等装置的规则。例如,频谱的新分配可能考虑将优选地允许OOBE以比在先前频谱分配期间(在当时部署对OOBE及强大的频带外传输更敏感的较旧技术)所定技术更优选地拒绝强大的频带外传输的技术的可用性。因为替换前代基站及行动装置往往不切实际,新部署必需遵循先前部署的OOBE及强大频带外传输限制。
在FDD频段中的TDD部署的情况下,存在必须遵循的附加约束。在FDD对中,UL频段或DL频段的各自经分配,期望其分别为仅限UL传输或仅限DL传输。因为TDD交替地在UL及DL两者中传输,则如果TDD部署在先前分配成仅限UL频段或仅限DL频段的FDD频段中操作,则会在非预期的传输方向上操作。因此,为确保TDD传输不干扰先前定义的相邻频谱中的FDD使用,先前定义的FDD使用的相反方向上的TDD传输必须满足现有使用的发射需求。例如,如果TDD部署于FDD UL频段中,则TDD传输的UL部分应该没有问题,因为UL是先前定义的使用的方向。但是,因为TDD传输的DL部分在先前定义的UL使用的相反方向上,所以TDD DL传输一般必须满足针对UL传输定义的OOBE及强大频带外传输需求。
在将TDD部署于UL频段中的情况下,TDD传输的UL部分一般将是来自行动装置(例如,移动电话)的传输。相邻频段中的FDD电话及相邻频段中的基站将已经设计来允许来自相邻频段中的移动电话的UL传输。例如,图16a展示经划分成子频段A至G的FDD频段7UL频段。在划阴影子频段E中操作的FDD移动电话及基站经设计以允许FDD子频段A至D、F及G中的UL传输。因此,如果在相邻子频段D(如TDD频段41子频段D中的图16b中以划阴影展示,与FDD频段7子频段D相同的频率)中操作TDD装置,FDD频段7移动电话及基站装置将不具有频段41子频段D中的TDD传输的UL部分的问题。
但是,TDD频段41子频段D中的DL传输不是FDD频段7的分配中或经设计以在该频段中操作的移动电话及基站中所预期的情形。在此依次考虑各装置。
在子频段E中的FDD频段7移动电话的情况下,其不太可能受相邻TDD频段41子频段D中的基站DL传输的不利影响,因为移动电话的频段7接收器经设计以拒绝来自在相邻UL频段中传输的其他移动电话的UL传输。在正常使用中,移动电话可距离彼此在几英吋内操作(例如,如果彼此紧挨着坐在体育场的两个人都在打电话),从而导致入射到各电话的接收器上的极高传输功率。技术(例如,空腔滤波器)拒绝此类强大的邻近频段传输,从而使物理上靠近使用相邻频段的移动电话的移动电话能够传输UL信号,而不会不利地影响相邻移动电话的DL接收。
但在子频段E中操作的FDD频段7基站的情况不同。其接收器经设计以接收来自FDD频段7子频段E中的行动装置的UL,且拒绝来自相邻FDD频段7子频段A至D、F及G中的行动装置的UL。其还经设计以拒绝图16a中所展示的子频段A’至H’中的频段38TDD子频段H及频段7FDD DL中的DL传输。因此,FDD频段7基站未经设计的仅有的情形是拒绝来自子频段A至D、F及G中的其他基站的DL传输。我们应考虑此情况。
图15a、图15b、图15c和图15d考虑在子频段D中传输的结构1501(例如,建筑物、塔等)上的TDD频段41基站(BTS)1510与在UL子频段E中接收且在DL子频段E’中传输的结构1502上的FDD频段7基站(BTS)1530之间的四个传输情形。在以下情形中:
a.15a:TDD BTS 1510与FDD BTS 1530之间不存在路径,因为传输被建筑物1505完全阻碍且建筑物1505周围不存在多路径路由,且因此没有TDD DL信号将到达FDD BTS1530。
b.15b:TDD BTS 1510与FDD BTS 1530之间仅存在视线(Line of Sight,LOS)路径。LOS路径将导致极强大的TDD DL信号到达FDD BTS 1530。
c.15c:TDD BTS 1510与FDD BTS 1530之间存在非视线(Non-Line of Sight,NLOS)路径,但不存在LOS路径。虽然NLOS路径可能是经由成确切角度的高效反射器(例如,大面金属墙壁)以使得到达FDD BTS 1530的信号接近LOS信号的功率,但在真实世界情形中据统计不太可能存在接近LOS路径的效率的NLOS路径。相反地,在真实世界情形中可能的是,NLOS路径将受到以各种角度反射及散射的物体以及较大或较少程度地吸收及折射信号的物体的影响。此外,根据定义,NLOS路径比LOS路径更长,从而导致较高路径损耗。所有这些因素导致NLOS路径中相对于LOS路径的显著路径损耗。因此,据统计,在真实世界情形中可能的是,由FDD BTS 1530接收的TDD DL NLOS信号功率将比由FDD BTS 1530接收的TDDDL LOS信号功率少得多,如图15b中所例示。
d.15d:TDD BTS 1510与FDD BTS 1530之间存在LOS路径及NLOS路径两者。此情形实际上是情形15b及15c的总和,从而导致FDD BTS 1530接收来自TDD BTS 1510的LOS路径的极强大信号以及来自TDD BTS 1510的NLOS路径的据统计很弱的信号的总和。
考虑前一段落的四个情形,显然情形15a根本没有问题,因为没有信号由FDD BTS1530接收。NLOS情形15c导致一些TDD DL BTS 1510信号到达FDD BTS 1530,但据统计,该信号是比LOS信号弱很多的信号。此外,在其中NLOS路径是高效反射器的不太可能但仍可能出现的情形中,则其往往可通过现场规划来减轻,例如,复位位或重指向TDD DL BTS 1510天线,以使得NLOS路径不被有效率地反射。情形15b(LOS)及15d(LOS+NLOS)是有问题的情形,因为各自中的LOS分量导致相邻频段中的高功率信号,而FDD BTS 1530未经设计以允许此状况。
虽然情形15c及15d的NLOS分量必然会导致由相邻UL频段中的FDD BTS 1530接收的较低功率信号,但FDD BTS 1530经设计以例如使用空腔滤波器拒绝较低功率,大部分是来自行动装置的整个UL频段的NLOS信号。因此,如果可减轻情形15b及15d的LOS分量,仅留下来自情形15c及15d的较低功率(例如,避免不太可能的高效反射)NLOS信号分量,则此将导致FDD BTS 1530仅在经设计允许的功率电平下接收UL频段中的传输,且将因此实现来自UL频段中的TDD BTS 1510的DL传输,而不扰乱FDD BTS 1530的操作。如先前所示,FDD UL频段中的其他传输方向将不会扰乱相邻频段操作,且因此,如果可减轻至FDD BTS 1530的TDDDL BTS 1510LOS传输分量,则FDD UL频段可用于TDD双向操作而不扰乱相邻频段FDD操作。
如相关专利及申请案中先前所公开,诸如DIDO系统的多用户多天线系统(MU-MAS)、以pCellTM商标销售的技术、或其他多天线系统能够利用来自用户天线的位置的信道状态信息(CSI)知识在用户天线的位置处合成相干信号、或在该位置处合成零位(null)(即,零RF能量)。一般而言,此类CSI由频带内(IB)训练信号判定,该频带内训练信号自基站传输至用户装置(在此情形中用户装置以CSI信息响应)或自用户装置传输至基站(在此情形中基站利用互换性以用户天线的位置判定CSI)。
在一个实施例中,如以上图14中所描绘的MU-MAS系统及如以上章节1至4中所描述的操作,估计各UE位置111处的CSI,从而利用来自相应VRI 106(VRI1,VRI2,…VRIM)的各自的信号在各UE位置111处合成相同频段中的独立pCell 103(pCell1,pCell2,…pCellM)。除如以上章节1至4中所描述的估计各UE位置111处的CSI的外,在此实施例中,MU-MAS系统还估计结构1431至1433上所展示的各天线1403处的CSI,且当其在各位置111处合成pCell103,其还在各天线1403的位置处同时合成pCell 1411(pCells 1..7、8..14、及(b-6)..b(统称为pCells1..b)),其中所有pCell在相同频段中。但不同于各自含有来自其相应VRI的合成波形的pCell 103,各pCell 1411是具有零RF能量的零位。
在一个实施例中,前一段落中所描述的零位pCell 1411通过实例化VRI 1466进行合成,此类VRI将平坦(直流(DC1..b))信号输入至VRM 108。在另一实施例中,它们使用相关专利及申请案中先前公开的技术在VRM内计算成零位位置,以用于在天线位置处合成空信号(零RF能量)贡献。
当使用频带内(“IB”)训练信号估计各天线1403的位置处的CSI时,将使用章节1至4中以及相关专利及申请案中所描述的技术得到高度准确的CSI估计。例如,如果pCell传输频段是自2530至2540MHz,在图16b中为频段D,如果使用2530至2540的相同频率范围内的训练信号,则将得到高度准确的CSI估计。但当使用频带外(“OOB”)信号(例如,2660至2670MHz)而非IB信号(例如,2530至2540MHz,在图16a中为频段E’)估计天线的位置处的CSI时,如果信道在IB频率与OOB频率之间为“频率平坦(frequency flat)”,则此类OOB CSI估计将仅为合理准确的。频率平坦表示信道在IB频率及OOB频率两者中平坦衰减,以使得IB频率及OOB频率的各自中的信号经历相同量值的衰减。如果IB频率及OOB频率具有选择性衰减,即,IB频率及OOB频率的频率分量经历不相关的衰减,则使用自OOB信号获得的CSI估计可能对于IB信号极不准确。因此,如果图16a的频段E’相对于图16b的频段D为频率平坦,则频段E’中的训练信号可用于获得用于频段D的高度准确的CSI。但是,如果频段E’相对于频段D具有显著的选择性衰减,则来自频段E’的训练信号将不会导致用于频段D的准确CSI。
其中不存在NLOS分量(例如,如图15b中所示出)的自由空间中的纯粹LOS信号是处于频率平坦信道中。因此,如果信号的唯一分量是LOS,则OOB信号可用于准确地估计用于用户天线的位置处的IB信号的CSI。然而,在许多真实世界部署中,不存在纯粹LOS信号,而是根本不存在信号(例如,图15a)、仅存在NLOS信号(例如,图15c)或组合LOS及NLOS信号(例如,图15d)。
如果OOB信号经用于自TDD BTS天线1510的观点估计FDD BTS 1530的天线的CSI,则下列是针对图15a、图15b、图15c和图15d中的情形的各自的结果:
a.15a:无信号,因此将不会得到CSI。
b.15b:仅限LOS(LOS-only)将导致一致地准确的CSI。
c.15c:由于自仅限NLOS(NLOS-only)通道的选择性衰减的可能性,仅限NLOS将导致非一致地准确的CSI。
d.15d:LOS+NLOS,所得CSI将是CSI分量的组合,其中NLOS分量非一致地准确且LOS分量为一致地准确。
我们将自纯LOS通道导出的CSI表示为CL、将自纯NLOS通道导出的CSI表示为CN、且将自具有纯LOS及纯NLOS分量的组合的信道导出的CSI表示为CLN。组合LOS及NLOS的CSI可因此公式化为CLN=CL+CN
在图14中的存取点109(AP1..N)与天线1403之间的纯LOS通道的情况下,则唯一的CSI分量是用于各天线1403的CL。因为纯LOS信道是频率平坦的,如果OOB信号用于导出CSI,则用于各天线1403的CSI将仍然准确。因此,当使用OOB信号导出CSI时,来自各AP 109的LOS信号将在各天线1403的位置处以高度准确性零化(nulled),从而导致很少或没有可由来自AP 109的传输的各天线1403检测的信号。
在AP 109与天线1403之间的纯NLOS通道的情况下,则唯一的CSI分量是用于各天线1403的CN。如果OOB信号用于导出CSI,则取决于信道有多频率平坦,用于各天线1403的CSI将更为准确或更不准确。因此,当使用OOB信号导出CSI时,来自各AP 109的NLOS信号将取决于信道频率选择性的程度完全零化(在完全频率平坦信道的情况下)、部分零化、或完全不零化。在NLOS信号不零化的情况下,各天线1403将自AP 109接收NLOS信号的某种随机总和。因此,可能存在自AP 109至天线1403的NLOS信号量值的一些减小,但NLOS信号量值将不比在未应用CSI来尝试零化NLOS信号的情况下会接收的NLOS信号量值更高。
在AP 109与天线1403之间的组合LOS及NLOS信道的情况下,则CSI是用于各天线1403的LOS及NLOS分量的组合CLN=CL+CN。如果OOB信号用于导出CSI,则取决于信道有多频率平坦,用于各天线1403的CSI的CL分量将高度准确且用于CN分量的CSI将更为准确或更不准确。CSI的CL分量影响AP 109与天线1403之间的信号的LOS分量的零化,而CSI的CN分量影响AP 109与天线1403之间的信号的NLOS分量的零化。因此,当使用OOB信号导出CSI时,取决于信道频率选择性的程度,来自各AP 109的LOS信号将完全一致地零化,而来自各AP 109的NLOS信号将较大或较小程度地零化。因此,总而言的,来自AP 109的传输的LOS分量将完全零化,且来自AP 109的传输的NLOS分量将不具有比在未应用CSI来尝试零化NLOS信号的情况下会由天线1403接收的信号量值更大的信号量值。
如以上先前所示,在图15a、图15b、图15c和图15d中所展示的情形中,有问题的情形是当TDD BTS 1510的LOS分量由FDD BTS 1530接收时。当TDD BTS 1510的NLOS分量由FDDBTS 1530接收时,其通常不是问题。考虑前述段落中所描述的MU-MAS实施例:如果TDD BTS1510是来自图14的AP 109中的一者,且FDD BTS 1530是天线1403中的一者,则如果用于判定天线1403的CSI的训练信号是IB信号,则来自TDD BTS 1530的传输将在FDD BTS 1530处完全零化。如果用于判定用于天线1403的CSI的训练信号是OOB信号,则来自TDD BTS 1530的LOS传输将在FDD BTS 1530处完全零化,自TDD BTS 1530至FDD BTS 1530的NLOS传输将不会比未应用CSI来尝试零化NLOS信号的情况更坏。因此,来自天线1530的OOB训练信号将完全零化来自天线1510的传输的任何LOS分量,但既不会可靠零化来自天线1510的传输的任何NLOS分量也不会使其更强。
因为仅自天线1510传输的信号的LOS分量有问题且其已零化,并且天线1510的NLOS分量没有问题且将不会变得更坏,我们因此具有一实施例,其中TDD BTS 1530可在FDDUL频谱中在诸如图14中所展示的MU-MAS系统中操作,而不显著地扰乱相邻频段FDD BTS的接收器性能,前提是来自FDD BTS的至少OOB信号是可利用的。
在许多FDD系统的情况下,此类OOB信号实际上是可利用的。例如,在图16a中,接收子频段E中的UL的FDD BTS 1530同时传输子频段E’中的DL。虽然数据流量可在DL子频段中变化,但控制信号一般(例如,在LTE标准中)经反复传输。因此,至少,这些DL控制信号可用作用于判定FDD BTS 1530的CSI的OOB训练信号,利用相关专利及申请案中先前公开的互换性技术,且应用自来自子频段E’中的FDD BTS 1530(对应于图14中的天线1403)的DL传输的通道互换性导出的CSI,以在子频段D中的FDD BTS 1530(对应于图14中的天线1403)处产生零位,此与位置111处的自TDD BTS 1510(对应于图14中的AP 109)至UE的TDD DL传输同时。来自TDD BTS 1510(对应于图14中的AP 109)的子频段D TDD DL传输的LOS分量将在FDDBTS 1530(对应于图14中的天线1403)处完全零化,而子频段D TDD DL传输的NLOS分量将不会比其未零化LOS分量的情况更坏。
除在TDD DL传输的带宽内的FDD BTS位置1530的位置处产生用于TDD DL传输的零位的外,还期望在FDD BTS位置处零化来自TDD DL传输的高功率OOBE。因为来自LOS分量的OOBE处于频率平坦的信道中,则频带内LOS分量的零化将还零化来自LOS分量的OOBE。然而,在NLOS分量处于频率选择性信道中的情况下,NLOS分量的OOBE将不会零化,但其不会比来自NLOS的OOBE未尝试零化LOS分量的情况更坏。LOS及NLOS传输的各自的OOBE的功率分别与频带内LOS及NLOS传输的功率成比例。因此,零化LOS传输的OOBE,以及使NLOS传输的OOBE不比其以其他方式解决最高功率及最有问题的OOBE分量LOS的情况更坏,将不会使较没有问题的NLOS分量更坏。
FDD基站一般具有用于分集、波束成形、MIMO或其他原因的多个天线。此情形在图14中描绘,其中各结构1431至1433上存在多个天线1411。因此,一般而言,将存在多个FDDBTS天线1411,而非图15a、图15b、图15c和图15d中所描绘的单个FDD BTS天线1530。在任何此类天线正进行传输的情况下,则以上所描述和图14中所描绘的MU-MAS系统将接收来自天线1411的各自的传输,其将被用于导出用于各天线的CSI及零化至该天线的AP 109传输的LOS分量。在另一实施例中,零位将仅针对BTS天线1411中的一些产生。例如,天线1411中的一些可能不用于UL接收,且将不必产生用于它们的零位。
在以上实施例的大规模部署中,许多TDD BTS天线及相邻子频段FDD BTS天线将在整个大覆盖区(例如,城市、地区、国家或大陆)分布。明显地,并非所有天线将在彼此的范围内,且因而将仅必需零化其功率电平足以干扰给定FDD BTS天线的TDD BTS DL传输。在一个实施例中,VRM 108自TDD BTS DL AP 109接收来自FDD BTS天线1403的传输,且评估自TDDBTS AP 109入射到来自各TDD BTS AP 109的各FDD BTS天线1403上的功率电平。可使用各种手段进行此评估,包括利用通道互换性。VRM 108仅在FDD BTS天线1403处合成零位,此类FDD BTS天线将接收高于给定阈值的OOBE或接收器阻塞/接收器降低灵敏度功率。该阈值可经设定成任何电平,包括但不限于经判定为干扰临限或由频谱管制所设立的临限的阈值。
零位pCell 1411类似于传输信号的pCell 103的处在于,此类零位pCell需要计算资源及AP 109资源。因此,有利的是减少在整个覆盖区上产生零位pCell所需的AP 109资源的数目。在另一实施例中,诸如相关专利及申请案中先前所公开的此等的分群技术可用于减少合成用户装置所需的pCell 103及在整个覆盖区上零化天线1403所需的pCell 1411所需的AP 109的数目。
以上所描述的实施例处理的是在不知道相邻频谱中的TDD操作的FDD DL天线处产生零位。在另一实施例中,FDD DL天线知道相邻频谱中的TDD操作且与TDD系统协作。在一个实施例中,FDD DL天线1403规律地传输TDD频带内的训练信号(例如,诸如LTE SRS信号),从而使图14中的MU-MAS系统能够具有用于判定FDD DL天线1403的准确CSI的IB参考。利用准确CSI,VRM 108将能够合成用于LOS及NLOS分量两者的零位,从而使极高功率TDD DL传输能够在相邻频谱中使用,即使NLOS信号将零化。在另一实施例中,FDD DL传输与来自UE(诸如SRS)或TDD DL BTS的训练信号为时序和/或频率交错。在另一实施例中,FDD DL天线1403还在它们自己的UL频谱(例如,选择不存在同时UL活动的时间)中传输IB训练信号,其可由VRM108用于判定OOBE CSI及产生用于NLOS以及LOS OOBE两者的零位。
在另一实施例中,天线1403是用于相邻TDD频谱中的TDD天线。当相邻TDD系统在UL及DL中同步时,则最小化来自OOBE及接收器阻塞/接收器降低灵敏度的干扰,因为所有BST同时处于传输或接收模式。有时需要具有相邻TDD系统操作而不同步DL及UL时间,例如,如果相邻网络需要不同DL及UL比率或如果它们具有不同延时需求,例如,如果一个网络需要更频繁的DL或UL间隔以减少往返延时。在这些情形中,相邻频段将同时以UL及DL使用。以上所描述的相同技术可用于一或两个系统以便在DL间隔期间在其他系统的BST天线处合成零位。按照以上所描述的技术,可零化频带内及OOBE传输中的一或两者,从而还零化LOS分量或NLOS分量。
在一个实施例中,用于图14中的MU-MAS系统的相同频谱用于提供地面无线服务,而其同时用作用于航空器的DL频段(即,具有向天空引导的传输)。虽然MU-MAS系统意欲用于地面使用,但在航空器落在AP 109的天线场型内的情况下,自AP 109至航空器的路径将是LOS或大部分是LOS,且可能可干扰至航空器的DL。通过自航空器接收UL(即,指向地面的传输),VRM可使用先前所描述的技术将CSI导出至航空器天线,且因此在航空器天线的位置处合成零位。因为至航空器的路径是LOS,CSI可相当准确,即使航空器UL信号是OOB。因此,以此方式,频谱可与航空器DL同时使用。此为频谱的极有效率使用,因为航空器不经常飞过,且如果专门为航空器预留频谱,则大多数时间将会是非现用的。
在另一实施例中,连同地面UE,航空器的天线被视为一个或多个UE,且当航空器飞入图14中所展示的MU-MAS系统的范围内时,该天线使用与任何其他UE相同的UL及DL容量。可在航空器上使用多个天线以增加容量。天线可彼此展开地定位在航空器上或航空器中,且可经极化以增加容量。航空器内的个人也可在相同频谱中使用他们自己的装置(例如移动电话),从而连接至相同MU-MAS。MU-MAS将产生用于航空器天线及用于用户UE的独立pCell。
本发明的实施例可包括以上已描述的各种步骤。此类步骤可体现于机器可执行指令中,此类机器可执行指令可用于致使通用或专用处理器执行此类步骤。或者,这些步骤可通过含有用于执行此类步骤的固线式逻辑的硬件组件执行、或通过程序化计算机组件及定制硬件组件的任何组合执行。
如本文中所描述,指令可指硬件的特定构型,诸如特定应用集成电路(ASIC),其被构造成执行某些操作或具有储存于体现于非暂时性计算机可读媒体中的内存中的预定功能或软件指令。因此,图中所展示的技术可使用一个或多个电子装置上储存及执行的代码及数据来实施。此类电子装置使用计算机机器可读媒体储存及传达(内部地传达和/或透过网络与其他电子装置进行通信)代码及数据,此类计算机机器可读媒体诸如非暂时性计算机机器可读储存媒体(例如,磁盘;光盘;随机存取内存;只读存储器;闪存装置;相变内存)及暂时性计算机机器可读通信媒体(例如,电、光、声或其他形式的传播信号,诸如载波、红外信号、数字信号等)。
在此详细描述全文中,出于解释的目的,提出许多特定细节以便提供对本发明的彻底理解。然而,对所属领域技术人员来说将为显而易见的是,可在无这些特定细节中的一些的情况下实践本发明。在某些情况下,未详细描述熟知结构及功能以避免模糊本发明的目标。因此,本发明的范围及精神应根据下列权利要求书来判断。

Claims (27)

1.一种基于地面的无线收发站,其经配置以便在一相同频带内在所述基于地面的无线收发站与多个用户装置之间创造多个同时的且独立的正交频分多址(OFDMA)无线链路,所述无线链路形成于多路径下行或上行通道上;
其中所述基于地面的无线收发站经配置以便使用数个基于地面的无线收发站天线来创造所述多个同时的且独立的正交频分多址无线链路,所述数个基于地面的无线收发站天线的数量等于十倍或超过至少一用户装置的天线的数量,所述至少一用户装置的天线经配置以便透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的所述上行通道的至少一者来进行通信;及
其中所述基于地面的无线收发站经配置以便创造:与飞越所述基于地面的无线收发站的航空器中或上的至少一用户装置天线链接的至少一同时的且独立的正交频分多址无线链路,以及与至少一基于地面的用户装置天线链接的至少一同时的且独立的正交频分多址无线链路。
2.根据权利要求1所述的基于地面的无线收发站,其中所述至少一用户装置的天线是极化的。
3.根据权利要求1所述的基于地面的无线收发站,其具有10倍或超过经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路中的至少一者来与每一用户装置通信的天线的数量。
4.根据权利要求1所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置来与配备有经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者进行通信的多个天线的用户装置通信。
5.根据权利要求1所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置来与配备有经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者进行通信的二至四个之间的天线的用户装置通信。
6.根据权利要求1所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置来与配备有经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者进行通信的单个天线的用户装置通信。
7.一种基于地面的无线收发站,其经配置以便在一相同频带内在所述基于地面的无线收发站与多个用户装置之间创造多个同时的且独立的正交频分多址(OFDM)无线链路,所述无线链路形成于多路径下行或上行通道上;
其中所述基于地面的无线收发站经配置以便使用数个基于地面的无线收发站天线来创造所述多个同时的且独立的正交频分多址无线链路,所述数个基于地面的无线收发站天线的数量等于十倍或超过经配置以便透过至少一用户装置的所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者来进行通信的天线的数量;及
其中所述基于地面的无线收发站经配置以便创造:与飞越所述基于地面的无线收发站的航空器中或上的至少一用户装置天线链接的至少一同时的且独立的正交频分多址无线链路,以及与至少一基于地面的用户装置天线链接的至少一同时的且独立的正交频分多址无线链路。
8.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置来与配备有经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者进行通信的多个天线的用户装置通信。
9.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置来与配备有经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者进行通信的二至四个之间的天线的用户装置通信。
10.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置来与配备有经配置透过所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的至少一者进行通信的单个天线的用户装置通信。
11.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站上的所述天线是方向性天线。
12.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站上的所述天线执行波束成形。
13.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便使用波束成形,从而增加链路可靠性及容量。
14.根据权利要求7所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站配备有天线数量超过经配置以用于每一用户装置上的正交频分多址无线链路的天线的数量的10倍的天线。
15.一种基于地面的无线收发站,其经配置以便在一相同频带内在所述基于地面的无线收发站与多个用户装置之间创造多个同时的且独立的正交频分多址(OFDMA)无线链路,所述无线链路形成于多路径下行或上行通道上;
其中所述基于地面的无线收发站经配置以便使用数个基于地面的无线收发站天线来创造所述多个同时的且独立的正交频分多址无线链路,所述数个基于地面的无线收发站天线的数量等于十倍或超过经配置以便透过至少一用户装置的所述同时的且独立的正交频分多址无线链路的所述上行通道的至少一者来进行通信的天线的数量;及
其中所述基于地面的无线收发站经配置以便创造:与飞越所述基于地面的无线收发站的航空器中或上的至少一用户装置天线链接的至少一同时的且独立的正交频分多址无线链路,以及与至少一基于地面的用户装置天线链接的至少一同时的且独立的正交频分多址无线链路。
16.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便藉由估计在所述基于地面的无线收发站上的所述多个天线与所述多个用户装置的所述天线的一或多个天线之间的一上行链路信道状态信息CSI并且使用它来导出一下行链路信道状态信息CSI来运用通道互易性。
17.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便藉由使用多个导频调,频道探测或多个训练信号来估计在所述基于地面的无线收发站上的所述多个天线与所述多个用户装置的所述天线的一或多个天线之间的一信道状态信息CSI。
18.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便藉由极化的训练信号来估计在所述基于地面的无线收发站上的所述多个天线与所述多个用户装置的所述天线的一或多者之间的信道状态信息CSI。
19.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便导引多个用户装置来传输多个训练信号。
20.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便导引多个用户装置同时传输训练信号。
21.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便周期地或非周期地更新在所述基于地面的无线收发站上的所述多个天线与所述多个用户装置的所述天线的一或多个天线之间的信道状态信息CSI。
22.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以基于所述多个用户装置的位置来更新在所述基于地面的无线收发站上的所述多个天线与所述多个用户装置的所述天线的一或多个天线之间的一信道状态信息CSI。
23.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便根据在所述基于地面的无线收发站上的所述多个天线与所述多个用户装置的所述天线的一或多个天线之间的多个信道状态信息CSI估计来创造多个数据链路。
24.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便将所述用户装置划分成多个群组。
25.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便将所述用户装置划分成多个群组。
26.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以便将所述用户装置划分成多个群组以及使用正交频分多址和/或时分多址(TDMA)来指派不同或相同等级的数据速率给所述用户装置。
27.根据权利要求15所述的基于地面的无线收发站,其中所述基于地面的无线收发站经配置以基于所述用户装置的位置来将所述用户装置划分成多个群组。
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