CN113630213B - 用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法。该方法在无线电网络节点的前传发射机中执行，并且包括以下步骤：确定已通过无线信道(40)接收的频域资源元素组；估计信道信息(42)；减少用于表示相应频域资源元素的比特数，由此获得修改后的资源元素(44)；通过前传链路向前传接收机发送该组的修改后的资源元素(46)；以及通过前传链路向前传接收机发送指示如何执行减少的压缩元数据(48)，前传接收机执行以下步骤：接收修改后的资源元素(50)，接收压缩元数据(52)，以及扩展资源元素以增加用于表示相应频域资源元素的比特数(54)。
Description
本申请是申请号为PCT/SE2016/050668的PCT国际申请(申请日为2016年6月30日)的中国国家阶段申请(申请号为201680087091.4)的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于降低上行链路前传(fronthaul)链路的比特率要求的方法、前传发射机、前传接收机、计算机程序和计算机程序产品。
背景技术
对于无线电基站(RBS)，术语“前传”用于指定基带处理单元和例如在远程无线电单元中的天线单元之间的接口。诸如CPRI(通用公共无线电接口)之类的传统前传基于复基带无线电信号的时域采样，其中每个天线载波由比特流表示。对于具有数百MHz的无线电带宽的5G(第五代)移动通信系统，当前的CPRI具有太高的带宽要求。此外，对于集中式RAN(无线电接入网络)应用，时延要求限制了集中化的机会。因此，在行业中讨论了各种其他前传接口提议。一个想法是将更多功能从(集中式的)基带处理单元(BPU)移到远程无线电单元(RRU)。
作为示例，对于在频域中生成的如LTE(长期演进)的信号，如果使用频域采样接口，则可降低前传容量要求。可以通过同步、去除循环前缀以及FFT的步骤从时域IQ样本(例如，在RRU中)实现频域接口。在US-8,989,088中描述了这种方法，其中根据衰减分布对频域系数进行衰减，从而截断前最低有效位。在衰减之后，最高有效位为零并且不必通过前传进行传输。
尽管频域前传接口可以具有比时域接口更低的比特率，但是对更多空中接口带宽和更低每比特成本的需求增加意味着非常希望进一步降低前传比特率。
下行链路前传信号具有相当有限的动态范围，允许仅用少量比特进行量化，但是由于无线电信道的影响，上行链路前传信号可能会经历大的功率变化。此外，对于上行链路，UE(用户设备)具有有限的输出功率，并且上行链路功率控制在范围上是有限的且不是即时的，由此资源块(RB)之间的功率差可以是40dB或可能更大。这样的动态范围与上行链路信号的峰均比相结合意味着可能需要用于样本的比特数在10+10比特(实数值+虚数值)或甚至16+16比特的量级上。
US-8,989,088中描述的方法没有给出详细的性能信息，但是在示例中假设从16+16比特到8+8比特的压缩。虽然这是一种改进，但进一步的压缩会带来很大的益处。
发明内容
目的在于降低无线电网络节点的前传链路上的比特率要求。
根据第一方面，提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法。所述方法在无线电网络节点的前传发射机中执行，并且包括以下步骤：确定已通过无线信道接收的频域资源元素组；估计所述频域资源元素组中的信道信息，所述信道信息与所述无线信道有关；针对所述组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，从而获得修改后的资源元素；通过所述前传链路向所述前传接收机发送所述组的修改后的资源元素；以及通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行减少的压缩元数据。
减少比特数的步骤可以包括：针对每个资源元素，基于所述信道信息来补偿所述无线信道的影响。
减少比特数的步骤可以包括：针对每个资源元素，基于所述资源元素的可能值减少所述比特数。
估计信道信息的步骤可以包括：基于至少一个解调参考信号来估计所述信道信息。
估计信道信息的步骤可以包括：基于至少一个探索参考信号来估计所述信道信息。
估计信道信息的步骤可以包括：基于用户数据来估计所述信道信息。
所述压缩元数据可以包括估计的信道信息。
减少比特数的步骤可以包括：在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息。
所述频域资源元素组可以是资源块内的频域资源元素组，其中，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
减少比特数的步骤可以包括：将频域资源元素值与用于每个频域资源元素的调制的可能星座点对齐。
所述前传发射机可以限制对频域资源元素进行解码。
根据第二方面，提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的前传发射机。所述前传发射机被布置为形成无线电网络节点的一部分。所述前传发射机包括：处理器；以及存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述前传发射机：确定已通过无线信道接收的频域资源元素组；估计所述频域资源元素组中的信道信息，所述信道信息与所述无线信道有关；针对所述组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，从而获得修改后的资源元素；通过所述前传链路向所述前传接收机发送所述组的修改后的资源元素；以及通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行减少的压缩元数据。
用于减少比特数的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：针对每个资源元素，基于所述信道信息来补偿所述无线信道的影响。
用于减少比特数的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：针对每个资源元素，基于所述资源元素的可能值来减少所述比特数。
用于估计信道信息的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：基于至少一个解调参考信号来估计所述信道信息。
用于估计信道信息的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：基于至少一个探测参考信号来估计所述信道信息。
用于估计信道信息的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：基于用户数据来估计所述信道信息。
所述压缩元数据可以包括估计的信道信息。
用于减少比特数的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息。
所述频域资源元素组可以是资源块内的频域资源元素组，其中，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
用于减少比特数的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：将频域资源元素值与用于每个频域资源元素的调制的可能星座点对齐。
所述前传发射机可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传发射机执行以下操作的指令：限制对所述频域资源元素进行解码。
根据第三方面，提供了一种前传发射机，包括：用于确定已通过无线信道接收的频域资源元素组的装置；用于估计所述频域资源元素组中的信道信息的装置，所述信道信息与所述无线信道有关；用于针对所述组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，从而获得修改后的资源元素的装置；用于通过所述前传链路向所述前传接收机发送所述组的修改后的资源元素，从而降低上行链路前传链路上的比特率要求的装置；以及用于通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行所述减少的压缩元数据的装置。
根据第四方面，提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的计算机程序。所述计算机程序包括计算机程序代码，当在被布置为形成无线电网络节点的一部分的前传发射机上运行时，所述计算机程序代码使所述前传发射机：确定已通过无线信道接收的频域资源元素组；估计所述频域资源元素组中的信道信息，所述信道信息与所述无线信道有关；针对所述组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，从而获得修改后的资源元素；通过所述前传链路向所述前传接收机发送所述组的修改后的资源元素；以及通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行减少的压缩元数据。
根据第五方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括根据第四方面的计算机程序和存储所述计算机程序的计算机可读装置。
根据第六方面，提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法。所述方法在无线电网络节点的前传接收机中执行，并且包括以下步骤：通过所述前传链路从前传发射机接收已通过无线信道接收的频域资源元素组中的频域资源元素；接收指示如何对所述频域资源元素执行比特使用减少的压缩元数据；以及针对所述组中的每个频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
所述压缩元数据可以是由所述前传发射机获得的估计的信道信息。
增加比特数的步骤可以包括：在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息。
所述频域资源元素组可以是资源块内的频域资源元素组，其中，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
增加比特数的步骤可以包括：针对每个资源元素，基于所述信道信息对由所述前传发射机执行的无线信道补偿的影响进行去补偿。
根据第七方面，提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的前传接收机。所述前传接收机被布置为形成无线电网络节点的一部分。所述前传发射机包括：处理器；以及存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述前传接收机：通过所述前传链路从前传发射机接收已通过无线信道接收的频域资源元素组中的频域资源元素；接收指示如何对所述频域资源元素执行比特使用减少的压缩元数据；以及针对所述组中的每个频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
所述压缩元数据可以是由所述前传发射机获得的估计的信道信息。
用于增加比特数的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传接收机执行以下操作的指令：在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息。
所述频域资源元素组可以是资源块内的频域资源元素组，其中，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
增加比特数的指令可以包括在由所述处理器执行时使得所述前传接收机执行以下操作的指令：针对每个资源元素，基于所述信道信息对所述前传发射机执行的无线信道补偿的影响进行去补偿。
根据第八方面，提供了一种前传接收机，包括：用于通过所述前传链路从前传发射机接收已通过无线信道接收的频域资源元素组中的频域资源元素的装置；用于接收指示如何对所述频域资源元素执行比特使用减少的压缩元数据的装置；以及用于针对所述组中的每个频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数的装置，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
根据第九方面，提供了一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的计算机程序。所述计算机程序包括计算机程序代码，当在被布置为形成无线电网络节点的一部分的前传接收机上运行时，所述计算机程序代码使所述前传接收机：通过所述前传链路从前传发射机接收已通过无线信道接收的频域资源元素组中的频域资源元素；接收指示如何对所述频域资源元素执行比特使用减少的压缩元数据；以及针对所述组中的每个频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
根据第十方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括根据第九方面的计算机程序和存储所述计算机程序的计算机可读装置。
一般地，除非本文另有明确说明，否则权利要求中使用的所有术语根据其技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/所述元素、设备、组件、装置、步骤等”的所有引用应被开放地解释为指代元素、设备、组件、装置、步骤等中的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序来执行。
附图说明
下面参照附图以示例方式描述本发明，附图中：
图1是示出了可以应用本文提出的实施例的环境的示意图；
图2是示出了在图1的环境中使用的资源元素的可能值的示意图；
图3是示出了对图2的资源元素的可能值的信道补偿的示意图；
图4是示出了在前传发射机中执行的用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法的流程图；
图5是示出了在前传接收机中执行的用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法的流程图；
图6是示出了根据一个实施例的图1的前传发射机或前传接收机的组件的示意图；
图7是示出了根据一个实施例的图1的前传发射机的功能模块的示意图；
图8是示出了根据一个实施例的图1的前传接收机的功能模块的示意图；以及
图9示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。
具体实施方式
现在将在下文参考其中示出本发明的特定实施例的附图来更全面地描述本发明。然而，本发明可以按照多种不同形式来表现，并且不应当被看做是限制在本文中阐述的实施例；相反，这些实施例通过示例的方式来提供，使得本公开将会全面和完整，并且将会向本领域技术人员完全传达本公开的范围。在说明书全文中，相似的标记指代相似的元素。
本文提出的实施例呈现了信道估计的使用，以便降低应该在前传接口上发送的上行链路频域IQ样本的动态范围要求。这被用来减少每个样本所要求的比特数。本发明旨在用于上行链路，这是因为这是最大动态范围问题出现的地方。
图1是示出了可以应用本文提出的实施例的环境的示意图。该环境形成蜂窝通信网络的一部分。这里提供无线电网络节点13，并且无线电网络节点13例如可以是演进的节点B，也称为eNode B或eNB。无线电网络节点13还可以是节点B、BTS(基站收发台)和/或BSS(基站子系统)等形式。无线电网络节点13通过无线接口14向多个无线设备1(虽然这里只示出了一个)提供无线电连接。术语“无线设备”也称为移动通信终端、用户设备(UE)、移动终端、用户终端、用户代理、无线终端、机器对机器设备等，并且可以是例如今天通常所说的移动电话、智能电话或者具有无线连接的平板/膝上型计算机。术语“无线”在此被解释为具有执行无线通信的能力。更具体地，无线设备1可以包括用于内部和/或外部目的的多条线。
蜂窝通信网络可以例如符合LTE(长期演进)或任何其他当前或未来的无线网络(例如高级LTE(LTE-Advanced)或56)，只要下文描述的原理适用。
在无线接口14上，从无线设备1到无线电网络节点13发生上行链路(UL)通信(示出)，并且从无线电网络节点13到无线设备1发生下行链路(DL)通信(未示出)。由于衰落、多径传播、干扰等影响，针对于每个无线设备1的无线的无线电接口质量可能随时间并根据无线设备1的位置而变化。
无线电网络节点13还连接到核心网络(未示出)以获得到中央功能的连接，并连接到诸如互联网之类的广域网。
无线电网络节点13在此被分成两部分，这里表示为通过所谓的前传链路10连接的远程无线电单元11和基带处理单元15。通过将无线电基站13划分为远程无线电单元11和基带处理单元15，远程无线电单元11不需要与基带处理单元15处于相同的位置。在部署蜂窝网络时，这在拓扑方面提供了极大的灵活性。
对于上行链路通信，远程无线电单元11是前传发射机，而基带处理单元15是前传接收机。这里仅讨论了上行链路通信，因此在下文中，远程无线电单元被表示为前传发射机11，并且基带处理单元被表示为前传接收机15。
前传发射机11包括一个或多个天线2(也可以从前传发射机11外部提供)。前端模块3接收来自天线2的上行链路信号并执行双工处理，通过低噪声放大器(LNA)，并将RF(射频)信号下变频到基带。此外，基带信号在模数转换(A/D)转换中转换。在前端模块3之后，存在上行链路OFDM(正交频域调制)FFT(快速傅立叶变换)模块。FFT的大小至少对应于上行链路带宽，例如20MHz。
在解映射模块5中，信号至少部分地被解映射到资源元素中。可以盲目地或基于无线电网络节点可用的其他可用信息来执行解映射。如果完成解映射，这可以例如基于DRS，DRS对每个无线没备都是唯一的。此外，该模块可选地标识哪些资源元素携带参考信号、控制信号和用户数据。
在CI(信道信息)估计模块6中，获得与无线信道14的特性有关的信道信息，如下面更详细地说明的。
在RE(资源元素)压缩模块7中，每个资源元素被压缩，即，每个资源元素所要求的比特数减少至修改后的资源元素，如下面更详细地说明的。在利用SC-FDMA(单载波-频分多址)的LTE的情况下，应用较小的IFFT(逆FFT)，针对每个分配的无线设备应用一个IFFT。然而，IFFT可以应用于前传发射机11中(例如在压缩之前应用于压缩模块7中)，或应用于前传接收机15中。当应用上行链路MIMO(多输入多输出)时，压缩模块7可以应用层分离以分离单独的空间MIMO层。
然后，包含修改后的资源元素的信号以及压缩元数据通过前传链路10向前传接收机15传送。应该注意，修改后的资源元素不仅可以包含用户数据，还可以包含例如控制信号和参考信号。通过在前传链路上传送例如解调参考信号，基带处理单元可以在常规的均衡、解调和解码之前使用解调参考信号来执行更强大和准确的信道估计。
前传接收机15包括RE解压缩器8，其至少在某些方面在压缩之前将每个修改后的资源元素扩展为对应于相应资源元素的表示。例如，在某些情况下，仅恢复原始信号的幅度可能就足够了。然后，基带处理模块可以使用接收到的信号的幅度来例如估计路径损耗和本底噪声。恢复相位在信道信息有噪的时可能是有用的，但是如果信道信息不是有噪的，则基带处理模块可以从参考符号导出星座点的正确相位，该参考符号也通过前传链路压缩传输。但是，需要注意的是，压缩是有损压缩，并且不能重新创建确切的原始资源元素值。可选地，如果需要，RE解压缩器应用无线设备特定FFT块来恢复SC-FDMA信号。这可降低对现有基带处理器的要求以适应本文提出的实施例。
然后，基带处理模块9执行本领域本身已知的基带处理。
图2是示出了在图1的环境中使用的资源元素的可能值的示意图。当在前传发射机中应用SC-FDMA IFFT时，或者当应用非LTE标准时，该场景适用。
横轴表示同相分量I，并且横轴表示正交分量Q。该示例示出了QPSK(正交相移键控)(也称为4-QAM(正交幅度调制))的使用。这是在I/Q平面中存在以下四个可能值的情况下的调制：第一值20a，第二值20b，第三值20c和第四值20d，每个值都在相应的象限中提供。
已经接收到资源元素21并将其绘制在图中。利用所使用的调制方案的知识并因此利用资源元素的可能值来减少对资源元素进行编码所要求的比特数。在该示例中，资源元素21最接近第一值20a，由此资源元素21近似为第一值20a。当对接收到的资源元素的所有值执行此操作时，可以仅使用两个比特来对资源元素进行编码。然而，为了支持基带处理模块中的软解码，可以添加更多比特。与资源元素的纯A/D转换(其可以例如涉及用于I轴的16比特和用于Q轴的16比特)相比，资源元素的比特减少可能很大。与现有技术中的32比特相比，可以针对I轴和Q轴中的每个轴使用尽可能少的3比特(即，针对样本，6比特)来表示64QAM调制信号。
图3是示出了对图2的资源元素的可能值的信道补偿的示意图。在该示例中，第一资源元素21a近似为第一值20a，第二资源元素21b近似为第二值20b，第三资源元素21c近似为第三值20c，第四资源元素21d近似为第四值20d。综合考虑所有这些因素，可以看出无线信道很可能导致约-π/9弧度的相移。然而，无线信道也可能导致π/2-π/9的相移。在任一种情况下，本文提出的实施例不执行实际的解调，而仅减少信息。因此，只要前传接收机至少在某些方面执行反向操作以允许解调，则对于前传发射机处的压缩而言，实际相移是什么并不重要。
换句话说，前传发射机减少了资源元素的可能值的数量，从而减少了表示资源元素所要求的比特数。这得到了修改后的资源元素。前传发射机将修改后的资源元素与指示资源元素如何被修改的压缩元数据(例如，图3中所示的相移)一起传送给前传发射机。应注意，压缩元数据可以应用于大量资源元素，由此压缩元数据的开销并不显著。前传接收机接收修改后的资源元素和压缩元数据，因此能够反转在前传发射机处执行的操作，例如以得到图3的原始值20a-d的近似值。由于压缩是有损的，因此不能将原始值重新创建为与压缩之前相同。
当使用SC-FDMA但在压缩之前未应用SC-FDMA IFFT时，对应于图3的曲线(未示出)将简单地示出复高斯分布。仍然，无论资源元素是否具有复高斯分布或者星座点是否可见，相位和缩放补偿的使用可以提供很大的比特率降低。例如，补偿幅度缩放减小了资源元素的动态范围，这意味着对于给定的SNR(信噪比)要求，需要更少的量化比特。此外，补偿相位产生天线分支之间的相干信号，这使得无论何时希望进一步降低前传比特率，都能够在前传发射机中进行相干分集合并。
图4是示出了在无线电网络节点的前传发射机中执行的用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法的流程图。
在确定组步骤40中，确定已通过无线信道接收的频域资源元素组。可以将该组选择为使得该组内的样本具有高相关性，即该组的带宽小于或等于信道相干带宽，并且持续时间小于或等于信道相干时间。频域资源元素组可以是资源块内的频域资源元素组，但是其他大小也是可能的，例如，属于同一UE的资源块组或资源块的一部分。所有频域资源元素都与一个特定UE相关联。该组还可以覆盖与同一UE相关联的多个资源块。
可以将该组选择为使得基于过去、现在或将来的信道估计来执行补偿。未来信道估计的一个问题是它增加了时延，这是因为可能需要将信号缓冲若干OFDM符号，直到获得未来的信道估计为止。一个示例是使用LTE解调参考信号(DRS)；DRS通常出现在RB(资源块)中的第四OFDM符号上。如果仅使用当前RB中的DRS，则需要双向信道补偿。例如，在可以补偿第一OFDM符号中的RE之前，可能需要将信号缓冲四个OFDM符号，以便可以读取DRS。对于某些应用来说，这种长时延可能是不可接受的，且因此前向预测可能是优选的。
在前向预测中，DRS用于针对接下来的RE的信道估计，直到下一DRS为止。这意味着该组被选择为跨越两个资源块(一个资源块的结束(在该DRS之后)以及下一资源块的开始(在下一DRS之前))。
如果不可能基于例如在先OFDM RB中的DRS或SRS(探测参考信号)进行前向补偿，一种选择是基于数据或控制符号开始前向补偿。对于QPSK，幅度是恒定的，这给出了良好的信道信息估计。此外，如果已知使用了QPSK，则可以以对应于π/2的整数倍的误差来估计信道信息相位，而无需对数据符号进行解码。这样的估计足以获得补偿的RE样本，该补偿的RE样本可以用与星座点对齐的量化级别进行采样。
在估计CI步骤42中，估计频域资源元素组中的信道信息。信道信息与无线信道有关。例如，信道信息可以描述无线信道的相移和/或幅度效应。
可以基于至少一个解调参考信号(DRS)来估计信道信息。可以基于至少一个探测参考信号来估计信道信息。可以基于用户数据来估计信道信息。可以使用来自相关带宽和相干时间内的另一组的参考信号。可以缩放信道信息以包括例如所使用的调制格式的峰值平均值，以便可以最佳地使用量化器范围。
在压缩步骤44中，减少用于表示相应频域资源元素的比特数。使用估计的信道信息对组中的每个频域资源元素执行此操作，从而获得修改后的资源元素。
这里假设每个频域IQ样本对应于一个资源元素，即一个OFDM(正交频分复用)符号的持续时间的一个子载波。
该步骤可以涉及在两个信道信息实例之间进行插值，以实现每个频域资源元素的单独信道信息。可以在前传发射机和接收机中执行相同的插值。以这种方式，实现了对信道估计的更好估计，而无需压缩元数据以包含每个资源元素的单独信道信息。
针对每个资源元素，该步骤可以包括基于信道信息来补偿无线信道的影响。例如，这可以通过将RE样本乘以复信道信息的倒数来执行。如果需要，可以在该乘法中包括附加缩放。由于通过前传链路发送的压缩元数据允许前传接收机取消信道补偿(除了量化效应)，因此信道信息可以是粗略估计的、不太准确的并且具有比典型基带处理单元更多的噪声。然后，基带处理单元可以应用更强大和准确的信道估计。
针对每个资源元素，该步骤还可以包括基于资源元素的可能值减少比特数。该可能值可以例如基于所使用的调制方案。作为示例，对于常规OFDM上行链路(非LTE)或包括SC-FDMA IFFT的SC-FDMA，对调制方案的知晓允许缩放资源元素，使得每个星座点的I和Q坐标(在没有噪声的情况下)精确地抵达量化器的某些输出值。对于M为偶数的M-QAM调制，平均星座能量是(M-1)·d2/6，其中d是最近的相邻星座点之间的距离。如果M是已知的，并且根据例如参考符号(包括数据和参考符号之间的任何已知的配置的偏移)而已知平均星座能量，则可以求解距离d。然后，I和Q的量化器优选地应该具有等于d的整数倍的步长。作为根据距离d改变量化器步长的替代方案，量化器可以具有固定的步长，且作为替代，在将RE样本乘以复信道估计的倒数时执行的附加缩放中可以包括因子1/d。如果量化器的步长大于d，则星座点之间将存在中间值，从而允许在基带处理单元中进行软解码。中间值在量化器中需要更多比特，但是熵编码可以用于部分地缓解比特数的增加，这是因为星座点之间的中间值不太可能会发生。然而，应注意，不需要进行实际解调。换句话说，前传发射机可以避免解调和解码，从而大大降低了对前传发射机的要求。由于仅需要粗略信道估计以便实现前传链路上的比特率降低，因此对前传发射机的要求进一步降低。解调和解码所要求的更准确的信道估计可以保持在基带处理单元中，该基带处理单元可以是集中式的。
针对每个资源元素，该步骤还可以包括基于关于资源元素的SNR要求的信息来减少比特数。换句话说，当应用SNR要求时，由于动态范围减小，较低数量的比特可能足以表示资源元素。例如，当使用低阶调制时，SNR要求通常较低，这允许使用比高阶调制更少的比特进行量化。也可以根据信道信息和关于本底噪声的知识来导出SNR要求。当信道信息指示信号接近热本底噪声时，即使调制类型未知，也可以使用较少比特进行量化。只要量化噪声最终远低于热噪声，则无线电接收机中就不会出现明显的性能下降。
可选地，频域资源元素值与用于每个频域资源元素的调制的可能星座点对齐，例如如图2-图3所示以及上面说明的。
可选地，该步骤还包括使用熵编码，例如霍夫曼编码。
在发送RE步骤46中，通过前传链路向前传接收机(15)发送该组的修改后的资源元素。
在发送减少数据步骤48中，通过前传链路向前传接收机发送指示如何执行减少的压缩元数据。压缩元数据可以例如包括估计的信道信息。此外，压缩元数据可以包括用于将量化级别与可能值(例如，星座点)对齐的任何缩放因子。压缩元数据可以包括空间信道分量、时间信道分量和频率信道分量中的任何一个或多个。此外，压缩元数据还可以包括适用性的持续时间，例如一个TTI(传输时间间隔)或0.5TTI，这取决于信道条件变化的速度。
如果DRS信号和其他参考信号(例如，SRS(探测参考信号))不可用，则可以根据数据进行盲估计，这是因为即使粗略估计也可以给出明显的动态范围减小。
每组使用一个或几个复数值来通过前传发送信道信息，同时与应用本发明之前的情况相比，可以以较低的分辨率发送补偿的RE样本。在前传链路的另一端，可以通过使用信道信息恢复上行链路信号的原始动态范围(如果需要)。该恢复允许在基带处理单元中使用更高级的信道估计和软解码。
使用该方法，通过降低每个资源元素的动态范围，显著降低了上行链路前传比特率。当信道估计足够好时，通过将量化级别与星座点对齐，可以实现附加的前传比特率降低。此外，与全信道估计相比，RRU需要更低的复杂度。即使使用有噪信道信息，也实现了良好的压缩。此外，如果信道信息相位错误π/2的倍数(如果使用来自QPSK数据/控制样本的盲估计，则可能是这种情况)，则压缩不受影响。
图5是示出了在无线电网络节点的前传接收机中执行的用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法的流程图。
在接收RE步骤50中，通过前传链路(10)从前传发射机接收频域资源元素。频域资源元素是通过无线信道接收的频域资源元素组的频域资源元素。
在接收压缩数据步骤52中，接收压缩元数据。压缩元数据指示如何对频域资源元素执行比特使用减少。
在扩展步骤54中，增加用于表示相应频域资源元素的比特数。使用压缩元数据对组中的每个频域资源元素执行此操作。该增加实质上是例如作为图4的步骤44的一部分的由前传发射机执行的相应减少的逆操作。
图6是示出了根据一个实施例的图1的前传发射机11或前传接收机15的组件的示意图。使用能够执行存储在存储器64中的软件指令67(因此可以是计算机程序产品)的合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路等中的一个或多个的任何组合来提供处理器60。处理器60可以被配置为执行上面参照图4和图5描述的方法。
存储器64可以是读写存储器RAM和只读存储器ROM的任意组合。存储器64还可以包括持久存储设备，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装存储器中的任意单独一个或组合。
还提供数据存储器66，用于在处理器60中软件指令的执行期间读取和/或存储数据。数据存储器66可以是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任意组合。
前传发射机11或前传接收机15还包括I/O接口62，用于与其他外部实体通信。
为了避免使得本文提出的构思难以理解，省略了前传发射机11或前传接收机15的其他组件。
图7是示出了根据一个实施例的图1的前传发射机的功能模块的示意图。使用诸如在前传发射机11中执行的计算机程序的软件指令来实现模块。可选地或另外地，使用硬件(诸如ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)或分立逻辑电路中的任何一个或多个)来实现模块。模块对应于图4所示的方法的实施例中的步骤。
确定器70对应于步骤40。估计器72对应于步骤42。压缩器74对应于步骤44。发射机76对应于步骤46和48。
图8是示出了根据一个实施例的图1的前传接收机的功能模块的示意图。使用诸如在前传接收机15中执行的计算机程序的软件指令来实现模块。可选地或另外地，使用硬件(诸如ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)或分立逻辑电路中的任何一个或多个)来实现模块。模块对应于图5所示的方法的实施例中的步骤。
接收机80对应于步骤50和52。扩展器84对应于步骤54。
图9示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。在该计算机可读装置中，可以存储计算机程序91，该计算机程序可以使处理器执行根据此处描述的实施例的方法。在该示例中，计算机程序产品是诸如CD(紧凑盘)或DVD(数字多功能盘)或蓝光盘之类的光盘。如上所述，该计算机程序产品也可以体现在设备的存储器中，例如图6的计算机程序产品64。虽然计算机程序91此处被示意性地示为所示光盘上的轨道，可以以任意适合于计算机程序产品的方式来存储计算机程序，例如可移除固态存储器(例如，通用串行总线(USB)驱动器)。
已经参考一些实施例在上文中主要地描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了上文所公开的实施例之外的其它实施例同样可能在由所附专利权利要求限定的本发明的范围内。
Claims (14)
1.一种用于降低上行链路前传链路上的比特率要求的方法，所述方法在无线电网络节点中执行，且包括以下步骤：
在所述无线电网络节点的前传发射机中：
确定已通过无线信道接收的频域资源元素组；
估计所述频域资源元素组中的信道信息，所述信道信息与所述无线信道有关；
针对所述频域资源元素组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，
从而获得修改后的资源元素；
通过所述前传链路向前传接收机发送所述频域资源元素组的修改后的资源元素；以及
通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行所述减少的压缩元数据，其中，所述压缩元数据是由所述前传发射机获得的估计的信道信息；以及
在所述无线电网络节点的前传接收机中，
通过所述前传链路从所述前传发射机接收已通过所述无线信道接收的频域资源元素组中的修改后的频域资源元素；
接收指示如何对所述修改后的频域资源元素执行比特使用减少的所述压缩元数据；以及
针对所述频域资源元素组中的每个修改后的频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，减少比特数的步骤包括以下至少一项：
针对每个资源元素，基于所述信道信息来补偿所述无线信道的影响；
针对每个资源元素，基于所述资源元素的可能值来减少所述比特数；
在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息；以及
将频域资源元素值与用于每个频域资源元素的调制的可能星座点对齐。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，估计信道信息的步骤包括以下至少一项：
基于至少一个解调参考信号来估计所述信道信息；
基于至少一个探测参考信号来估计所述信道信息；以及
基于用户数据来估计所述信道信息。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述频域资源元素组是资源块内的频域资源元素组，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述前传发射机限制对所述频域资源元素进行解码。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，增加比特数的步骤包括以下至少一项：
在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息；以及
针对每个资源元素，基于所述信道信息对由所述前传发射机执行的无线信道补偿的影响进行去补偿。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述频域资源元素组是资源块内的频域资源元素组，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
8.一种无线电网络节点，包括：
前传发射机，所述前传发射机包括：
第一处理器；以及
存储指令的第一存储器，所述指令在被所述第一处理器执行时使所述前传发射机：
确定已通过无线信道接收的频域资源元素组；
估计所述频域资源元素组中的信道信息，所述信道信息与所述无线信道有关；
针对所述频域资源元素组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，从而获得修改后的资源元素；
通过前传链路向前传接收机发送所述频域资源元素组的修改后的资源元素；以及
通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行所述减少的压缩元数据，
其中，所述压缩元数据包括估计的信道信息；以及
前传接收机，所述前传接收机包括：
第二处理器；以及
存储指令的第二存储器，所述指令在被所述第二处理器执行时使所述前传接收机：
通过所述前传链路从所述前传发射机接收已通过所述无线信道接收的频域资源元素组中的修改后的频域资源元素；
接收指示如何对所述修改后的频域资源元素执行比特使用减少的所述压缩元数据；以及
针对所述频域资源元素组中的每个修改后的频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
9.根据权利要求8所述的无线电网络节点，其中，用于减少比特数的指令包括在由所述第一处理器执行时使得所述前传发射机执行以下至少一项操作的指令：
针对每个资源元素，基于所述信道信息来补偿所述无线信道的影响；
针对每个资源元素，基于所述资源元素的可能值来减少所述比特数；
在两个信道信息实例之间进行插值，以实现针对每个频域资源元素的单独信道信息；以及
将频域资源元素值与用于每个频域资源元素的调制的可能星座点对齐。
10.根据权利要求8或9所述的无线电网络节点，其中，用于估计信道信息的指令包括在由所述第一处理器执行时使得所述前传发射机执行以下至少一项操作的指令：
基于至少一个解调参考信号来估计所述信道信息；
基于至少一个探测参考信号来估计所述信道信息；以及
基于用户数据来估计所述信道信息。
11.根据权利要求8或9所述的无线电网络节点，其中，所述频域资源元素组是资源块内的频域资源元素组，所有频域资源元素与一个特定用户设备相关联。
12.根据权利要求8或9所述的无线电网络节点，其中，存储在所述第一存储器中的指令还使得所述前传发射机限制对所述频域资源元素进行解码。
13.根据权利要求8所述的无线电网络节点，其中，用于增加比特数的指令包括在由所述第二处理器执行时使得所述前传接收机执行以下至少一项操作的指令：
在两个信道信息实例之间进行插值，以实现用于每个频域资源元素的单独信道信息；以及
针对每个资源元素，基于所述信道信息对所述前传发射机执行的无线信道补偿的影响进行去补偿。
14.一种无线电网络节点，包括：
用于确定已通过无线信道接收的频域资源元素组的装置；
用于估计所述频域资源元素组中的信道信息的装置，所述信道信息与所述无线信道有关；
用于针对所述频域资源元素组中的每个频域资源元素，使用所估计的信道信息来减少用于表示相应频域资源元素的比特数，从而获得修改后的资源元素的装置；
用于通过前传链路向前传接收机发送所述频域资源元素组的修改后的资源元素，从而降低上行链路前传链路上的比特率要求的装置；
用于通过所述前传链路向所述前传接收机发送指示如何执行所述减少的压缩元数据的装置，其中，所述压缩元数据包括估计的信道信息；
用于通过所述前传链路从前传发射机接收已通过所述无线信道接收的频域资源元素组中的修改后的频域资源元素的装置；
用于接收指示如何对所述修改后的频域资源元素执行比特使用减少的所述压缩元数据的装置；以及
用于针对所述频域资源元素组中的每个修改后的频域资源元素，使用所述压缩元数据增加用于表示相应频域资源元素的比特数的装置，所述增加实质上是由所述前传发射机执行的对应减少的逆操作。
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