CN116599556A - 一种无蜂窝无线接入网的实现方法与网络设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无蜂窝无线接入网的实现方法与网络设备,涉及一种网络架构,包括:天线单元,用于接收终端发送的多个上行数据流,将多个上行数据流发送至第一单元,和/或,接收第一单元发送的预编码数据流,将预编码数据流发送至对应终端;第一单元,用于检测多个上行数据流并向第二单元发送多个上行数据流,和/或,对第二单元发送的多个下行数据流进行预编码;第二单元,用于将第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,和/或,将多个下行数据流分发到相应的第一单元。本发明实施例能够避免传统无蜂窝架构中由每个天线单元检测输出或预编码输入所服务的所有用户的信号,进而减少前传开销,提高联合传输的能力,进而提高通信性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种网络架构、数据上下行方法、无蜂窝无线接入网的实现方法与网络设备。
背景技术
无蜂窝分布式多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统是进一步提高移动通信系统的频谱效率的一种新型的组网方式,是第五代移动通信系统(5G)后续演进提升性能的关键技术。现有的无蜂窝分布式MIMO系统中,多个分布式天线单元能够协作在相同的时频资源上为多个用户服务。在协作传输算法方面,采用传统的最大比合并,由天线单元实现全分布式多用户预编码和多用户信号分离。这种全分布式实现方式中,每个天线单元需要对所服务的所有用户的上行信号进行分别检测输出,例如,每个天线单元均获取的终端1、终端2,……,终端n的叠加的上行空口数据,并将叠加的上行空口数据进行分离后输出;每个天线单元需要分别接收所有用户的下行信号,并对所有用户的下行信号进行预编码后发送给对应终端,即天线单元在上行过程中采用分布式输出,在下行过程中同样是采用分布式输入,这种全分布式的输入和输出方式导致系统的前传开销大,且实际部署时传统全分布式实现的联合处理能力较差。
发明内容
本发明实施例提供一种无蜂窝无线接入网的实现方法与网络设备,以解决现有技术中系统的前传开销大、联合处理能力较差的问题。
为解决上述技术问题,本发明是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供一种网络架构,包括天线单元、第一单元和第二单元,
所述天线单元,用于接收终端发送的多个上行数据流,并将所述多个上行数据流发送至第一单元,和/或,接收第一单元发送的预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应终端;
所述第一单元,用于检测所述多个上行数据流并向所述第二单元发送所述多个上行数据流,和/或,对第二单元发送的多个下行数据流进行预编码;
所述第二单元,用于将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,和/或,将多个下行数据流分发到相应的第一单元;
所述相同数据流信号的数据来源相同。
可选的,所述网络架构还包括第三单元,所述第三单元根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与所述第二单元的关联。
可选的,所述网络架构包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络架构包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元;
和/或,所述网络架构包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,和/或,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元发送所述多个下行数据流。
可选的,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流;
和/或,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
可选的,所述第一单元,具体用于:
从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
根据上行解调参考信号和所述网络架构支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
可选的,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
可选的,所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元,具体用于:
根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
可选的,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
可选的,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
可选的,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
可选的,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述第二单元将多个下行数据流分发到相应的第一单元,包括:
所述第二单元向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
可选的,所述第一单元,具体用于:
根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
可选的,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
可选的,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元发送所述多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包包括多个下行数据流。
可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
第二方面,本发明实施例提供一种数据上行方法,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元,所述方法包括:
所述天线单元接收多个上行数据流;
所述第一单元获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流;
所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并;其中,所述相同数据流信号的数据来源相同。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元。
可选的,所述第一单元获取并检测所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
所述第一单元根据上行解调参考信号和所述网络设备支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
可选的,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
可选的,第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括如下任一项:
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后、解层映射之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送解层映射之后、解码之前的多个上行数据流。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送的所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
所述第二单元根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可选的,所述方法还包括:
对合并后的数据流信号进行解码,得到解码后的数据流信号;
将解码后的数据流信号传递给所述网络设备的MAC层。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
可选的,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
可选的,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
可选的,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
可选的,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述方法还包括:
所述第三单元根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与所述第二单元的关联。
可选的,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
第三方面,本发明实施例提供一种数据下行方法,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元;所述方法包括:
所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流;
所述第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元;
所述天线单元向对应终端发送下行数据流。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
可选的,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
所述网络设备还包括第三单元,所述第三单元用于根据终端的位置或终端的信道先验信息,确定如下至少一项:
终端与天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
可选的,所述第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,包括:
所述第一单元根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
所述第一单元根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
所述第一单元根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
可选的,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
可选的,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流。
可选的,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包多个下行数据流。
可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述方法还包括:
第四方面,本发明实施例提供一种网络设备,包括第一单元、第二单元和天线单元;
所述天线单元,用于接收多个上行数据流;
所述第一单元,用于获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流;
所述第二单元,用于将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并;其中,所述相同数据流信号由同一终端发送。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元。
可选的,所述第一单元,具体用于:
从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
根据上行解调参考信号和所述网络设备支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
可选的,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括如下任一项:
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后、解层映射之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送解层映射之后、解码之前的多个上行数据流。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送的所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元,具体用于:
根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可选的,所述第二单元还用于:
对合并后的数据流信号进行解码,得到解码后的数据流信号;
将解码后的数据流信号传递给所述网络设备的MAC层。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
可选的,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述第二单元,具体用于:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
可选的,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
可选的,所述第二单元,具体用于:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元,具体用于:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
可选的,所述第二单元,具体用于:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述第三单元,用于:
根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
可选的,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
第五方面,本发明实施例提供一种网络设备,包括第一单元、第二单元和天线单元,
其中,所述第二单元,用于向所述第一单元分发多个下行数据流;
所述第一单元,用于对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元;
所述天线单元,用于向对应终端发送下行数据流。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
可选的,所述第二单元,具体用于:
向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述第三单元用于根据终端的位置或终端的信道先验信息,确定如下至少一项:
终端与天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
可选的,所述第一单元,具体用于:
所述第一单元根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
所述第一单元根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
所述第一单元根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
可选的,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
可选的,所述第二单元,具体用于:通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流。
可选的,所述通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包多个下行数据流。
可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
本发明实施例中,天线单元将终端发送的多个上行数据流,并将所述多个上行数据流发送至第一单元,和/或,接收第一单元发送的预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应终端,即能够避免传统无蜂窝架构中每个天线单元检测输出或预编码模块输入所服务的所有用户的信号,而是各天线单元将多个上行数据流统一发送给第一单元进行统一检测分离,和/或,第一单元对多个下行数据流进行统一预编码后发送给对应的天线单元,这使得天线单元能够在上行过程中集中式输出,和/或,天线单元在下行过程中采用集中式输入,进而减少系统的前传开销,且能提高各天线单元联合传输的能力,从而提高无蜂窝的天线单元数量的可扩展能力,进而提高通信性能,并实现无蜂窝的扩展。
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描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种网络架构的示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种网络架构的示意图;
图3是本发明实施例提供的一种无线接入网的功能划分示意图;
图4是本发明实施例提供的一种网络设备的数据上行功能划分示意图;
图5是本发明实施例提供的一种网络设备的数据下行功能划分示意图;
图6是本发明实施例提供的另一种网络设备的数据上行功能划分示意图;
图7是本发明实施例提供的另一种网络设备的数据下行功能划分示意图;
图8是本发明实施例提供的一种数据上行方法的流程图;
图9是本发明实施例提供的一种数据下行方法的流程图。
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一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中,提出了一种数据上行方法,以解决现有技术中系统的前传开销大、联合处理能力较差的问题。
参见图1,图1是本发明实施例提供的一种网络架构100的示意图,包括天线单元101、第一单元102和第二单元103。上述网络架构可以是无蜂窝分布式MIMO架构。所述网络架构具体可以是网络设备,所述网络设备可以是基站。
所述天线单元101,用于接收终端发送的多个上行数据流,并将所述多个上行数据流发送至第一单元,和/或,接收第一单元发送的预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应终端。
其中,所述天线单元可以是远端无线单元RRU(Remote Radio Unit)。
可选的,所述网络架构包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
所述网络架构包括多个天线单元,上述天线单元分布式部署,能够通过协作在相同的时频资源上为多个用户/终端提供服务。即该架构下的通信系统中,多个用户终端(UE)可以工作在相同时频资源上。其中,所述天线单元可以用于完成射频收发,可选的,所述天线单元还用于完成上下变频及数模/模数变换等功能。在数据上行过程中,所述天线单元用于接收多个上行数据流;在数据下行过程中,所述天线单元用于接收第一单元发送的下行数据流。
如图2所示,每个第一单元连接多个天线单元,每个天线单元可以配置一个或多个天线。
所述多个上行数据流包括多个终端的多个数据流或单个终端的多个数据流。可以理解的是,单个终端也可以通过不同的天线单元上行相同的数据流,也可以通过不同的天线单元上行多个不同的数据流,不同终端上行的数据流是不同的数据流。
可选的,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流;和/或,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
可选的,对于上行接收链路,所述天线单元收到的多个上行数据流是多个数据流的空中互相叠加信号,上述第一单元从上述天线单元获取互相叠加的多个数据流,通过检测器检测输出多个用户的数据流或单个用户的多个数据流。
现有技术中的各天线单元独立地、全分布式地实现多用户预编码和多用户信号分离,不同的天线单元可以理解为不同的小区。而本发明实施例中,能够将不同的天线单元接收的多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并处理/分发处理,终端在数据上下行过程中无需终端进行小区切换,能够实现以用户为中心的数据合并和数据分发,从而真正突破蜂窝的限制,支持大范围覆盖,以使得无蜂窝分布式MIMO实现去中心的协作传输方法。
所述第一单元102,用于检测所述多个上行数据流并向所述第二单元发送所述多个上行数据流,和/或,对第二单元发送的多个下行数据流进行预编码。
本发明实施例中,上述第一单元接收的核心功能包括空间数据流的分离或检测,可选的,具体用于完成基带信号处理的功能,包括基带信号的发射和接收功能。可选的,上述第一单元还用于完成基带信号处理中的信道估计、多用户(终端)/多数据流检测、多用户(终端)/多数据流预编码、校准信号的提取等功能。
可选的,天线单元通过高速链路连接到第一单元,第一单元可以完成多个天线单元的信号汇聚(上行过程)和分发功能(下行过程)。
在数据上行过程中,上述第一单元从所述天线单元获取多个上行数据流,并通过检测器检测所述多个上行数据流的来源,可以理解为,检测多个上行数据流来自不同终端和/或来自同一终端的不同数据流。也可以理解为,第一单元汇聚多个天线单元信号之后,完成联合多用户检测处理,并将检测输出的用户数据流发送到指定的第二单元。
其中,上述第二单元可以直接连接多个第一单元,也可以通过交换机连接多个第一单元。
可选的,所述第一单元,具体用于:
从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
根据上行解调参考信号和所述网络架构支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
可选的,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
可以理解为,第一单元根据系统支持的数据流的个数以及上行解调参考信号,估计出该第一单元连接的天线单元与用户(终端)间的上行信道矩阵(矩阵维度为Ni×Si,其中Ni表示第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si表示该第一单元待检测的总数据流个数),然后完成每个数据流的检测。可选的,所述第一单元还可以用于完成软解调。
本发明实施例中,上述第一单元在数据下行过程中,核心功能包括预编码,还可以包括预编码权重计算,可选的,具体用于完成基带信号处理的功能,包括基带信号的发射和接收功能。可选的,上述第一单元还用于完成基带信号处理中的信道估计、多用户(终端)/多数据流检测、多用户(终端)/多数据流预编码、校准信号的提取等功能。
第一单元收到至少一个第二单元发送的多个用户数据流的信号后,根据本地获得的上行信道探测,经过空口互易性校准,获得下行信道,完成联合多用户预编码,并将形成的多天线信号发送到各天线单元。
所述第二单元103,用于将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,和/或,将多个下行数据流分发到相应的第一单元;
所述相同数据流信号的数据来源相同。
发明实施例中,上述第二单元可以用于执行物理层(L1)和/或高层(L2,或MAC层)的功能。上述第二单元完成物理层、高层的信息处理以及多用户空时频资源的分配。
可选的,所述第二单元的基带物理层信号处理主要包括:将第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据进行合并、将多个下行数据流分发到相应的第一单元、天线单元之间校准所需的信道估计等功能。
在数据上行过程中,同一终端可以上行相同数据流,也可以上行不同数据流,第一单元通过检测上行数据区别不同的数据流,可以基于检测结果以终端和/或数据流标识(标签)标记不同的数据流,第二单元在收到多个上行数据流后,将其中的属于相同数据流的上行数据进行合并,即将相同终端中相同数据来源的数据流进行合并。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述第三单元根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与所述第二单元的关联。
通过第三单元确定上述关联关系,从而确定第一单元和第二单元之间的数据传输路径。无蜂窝无线接入网中,由第三单元确定用户数据流与第一单元和第二单元的关联,第三单元根据用户的位置或用户的信道先验信息,确定用户(终端)与天线单元的关联,同时也确定用户与第一单元的关联;第三单元确定用户与第二单元的关联,一个用户仅关联一个第二单元。第一个第一单元可以连接多个第二单元,一个第二单元也可以连接多个第一单元,可选的,关联的基本原则包括:均衡多个第二单元的负载,并尽量避免第一单元跨交换机访问第二单元。
第三单元,第三单元直接连接或通过交换机连接多个第二单元。所述第三单元用于确定第一单元和第二单元的数据流之间的对应关系。根据第三单元确定的用户数据流与第一单元、第二单元的关联,多个第一单元处理的同一终端的上行数据流只能发送至一个第二单元,类似地,同一终端的下行数据流只能从该第二单元发送到多个第一单元。
其中交换机为可选设备,各第二单元和第三单元彼此之间可以不通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以通过交换机中转而实现数据的互相传输。
可选的,所述网络架构包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元;
和/或,所述网络架构包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
其中,多个第一单元处理的同一终端的上行数据流只能发送至一个第二单元,或者说,同一终端的所有数据流(一个或多个数据流)都只能发给同一个第二单元;类似地,同一终端的下行数据流只能从该第二单元发送到多个第一单元。
如图2所示,其中交换机为可选设备,各第一单元和各第二单元彼此之间可以不通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以部分第一单元和第二单元之间通过交换机终端,部分第一单元和第二单元之间不通过交换机中转。
上述网络架构,可以理解为一种全新的无蜂窝无线接入网的实现方法。上述架构可以应用于5G、6G等现有的或未来的通信系统/过程。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,和/或,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元发送所述多个下行数据流。
可选的,所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元,具体用于:
根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
其中,所述数据接口可以是增强的公共无线电接口eCPRI(evolved CommonPublic Radio Interface),所述eCPRI也可以称为演进的通用公共无线电接口。可以理解的是,所述数据接口也可以是其他数据传输接口。
无蜂窝无线接入网中第一单元和第二单元的数据接口的数据报文具有如下特征:数据接口按照数据流进行报文组包,数据接口的数据包的报文头包括如下的至少一项:第一单元和第二单元的以太网物理地址、数据流的索引号、数据流所属的用户编号、以及正交频分复用(OFDM)符号的编号、子带编号、时隙编号、无线帧编号。
可选的,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
上述第一单元通过检测器检测所述多个上行数据流的来源,基于检测结果可以将数据来源以终端和/或数据流的标签的形式记录在数据包的报文头信息中,上述第一单元将多个上行数据流以数据包的形式发送至第二单元后,第二单元能够将多个上行数据流中的相同数据来源的数据流信号进行合并。
可选的,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
第二单元的信号处理,对于上行链路接收,根据数据包的有效载荷,将收到的第一单元发送给第二单元的相同数据流进行合并,相同数据流除第一单元地址外的数据包的报文头信息相同,相同数据流的数据包的报文头信息的第一单元地址可能相同也可能不同,相同数据流中的各个数据由相同第一单元收集时,数据包的报文头信息的第一单元地址相同,由不同的第一单元收集时,其数据包的报文头信息的第一单元地址不同。
在数据上行过程中,可选的,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
可选的,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
可选的,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号时,合并方法可采用直接求平均。
可选的,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
现有技术中,如图3所示的开放的无线接入网通用接口,其中选项8(Option 8)通常是指射频(RF)与物理层(PHY)之间的接口,接口交互时域信号。选项7(Option 7)通常是低阶物理层(Low PHY)与高阶物理层(High PHY)之间的接口,接口交互频域信号。现有规定的Option 7通常包括Option 7-2a和Option 7-2b。Option 7-2a中,Low PHY处理正交频分复用(OFDM)的加/去循环前缀、快速傅里叶变换(FFT)/逆快速傅里叶变换(IFFT)、随机接入信号提取、相位补偿等。Option 7-2b中Low PHY除需要实现7-2a功能外还要完成数字预编码,并且预编码由前一级High PHY产生。
图4是本发明实施例提供的一种网络设备的数据上行功能划分示意图,给出了空口系统的接收(数据上行)主要功能模块。
接收端,RF收到的信号经过模数转换后,去循环前缀、FFT、RE提取、信道估计、多数据流/多用户检测、软解调、解层映射、解码,之后发送给MAC层。
图5是本发明实施例提供的一种网络设备的数据下行功能划分示意图,分别给出了空口系统的发送(数据下行)的主要功能模块。
发送端,媒体接入层(MAC)下发的信息经过编码、层映射、调制、多数据流/多用户预编码、插入导频、资源单元(RE)映射、IFFT、加循环前缀,之后经过数模转换发送给RF。
上述第一单元和第二单元的功能切分在数据流层面。
具体而言,数据上行过程中(所述网络设备作为接收端),第一单元与第二单元之间的功能切分在多数据流/多用户检测之后、(前向纠错)解码之前。本发明实施例,可以理解为,一种新的Option 7的方案,也可以理解为一种新的Option 6和Option 7方案。可以参考图4进行理解,可以是第一单元执行多数据流/多用户检测,第二单元执行软解调、解层映射和解码;可以是第一单元执行多数据流/多用户检测和软解调,第二单元执行解层映射和解码;也可以是第一单元执行多数据流/多用户检测、软解调和解层映射,第二单元执行解码。
从数据流层面来看,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括如下任一项:
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后、解层映射之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送解层映射之后、解码之前的多个上行数据流。
其中,所述软解调可以是输出对数似然比的解调方式。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送的所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
所述第二单元根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可以理解的是,对于接收(上行)链路,第一单元输出给第二单元的数据流可以是检测器输出的未解调信号,相应地,在第二单元,将收到的多个第一单元的相同的数据流信号进行合并;第一单元输出给第二单元的数据流也可以是经过解调后的对数似然比信息,相应地,在第二单元,将收到的多个第一单元的相同的数据流的对数似然比信息进行合并。
图6是本发明实施例提供的另一种网络设备的数据上行功能划分示意图,以所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后的多个上行数据流进行了示例。在第一单元中,完成多用户/多数据流检测和软解调,软解调输出的对数似然比信息经过量化后,经过数据接口的数据包报文发送到相应的第二单元;在第二单元,提取出对数似然比信息后,第二单元将从一个或多个第一单元收到的相同的用户的相同的数据流对应的对数似然比进行合并,合并后进行解码,解码后传递给MAC层。
可以理解的是,所述第一单元向所述第二单元发送多个上行数据流也可以是在软解调之前的多个上行数据流。
所述多个下行数据流包括下发给多个终端的多个数据流或单个终端的多个数据流。可以理解的是,单个终端也可以通过不同的天线单元接收相同的数据流,也可以通过不同的天线单元接收多个不同的数据流。
可选的,对于下行发送链路,数据流是指基站待发送的在相同时频资源上多个用户/或单个用户的数据流。
数据下行过程中(所述网络设备作为发送端),上述第一单元和第二单元的功能切分在数据流层面,第一单元与第二单元之间的功能切分在(前向纠错)编码之后、预编码之前。本发明实施例,可以理解为,一种新的Option 7的方案,也可以理解为一种新的Option6和Option 7方案。可以参考图5进行理解,可以是第一单元执行多数据流/多用户预编码,第二单元执行编码、层映射和调制;可以是第一单元执行调制和多数据流/多用户预编码,第二单元执行层映射和编码;也可以是第一单元执行层映射、调制和多数据流/多用户预编码,第二单元执行编码。
从数据流层面来看,可选的,所述第二单元将多个下行数据流分发到相应的第一单元,包括:
所述第二单元向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
对于发送(下行)链路,第二单元发送给第一单元的数据流可以是层映射之后经过调制的信号,也可以是层映射后、调制之前的比特信息。
图7是本发明实施例提供的另一种网络设备的数据下行功能划分示意图。以所述第二单元向所述第一单元发送调制之前的多个下行数据流进行了示例。在第二单元中,高层(MAC层)下发的多个用户的信息分别经过编码,编码之后经过数据接口发送给第一单元,在第一单元中,提取出编码后的比特信息后,每个用户的信息经过层映射、调制、多用户预编码。
可选的,所述第一单元,具体用于:
根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
对于下行链路发送而言,第一单元根据上行过程中一个或多个用户的探测信道,估计出该第一单元连接的天线单元与用户(终端)间的上行信道矩阵,然后根据系统中天线单元之间的空口校准得到的校准系数,计算出下行预编码矩阵,进而对数据流完成预编码。
通过预编码以及分布式部署的无线单元天线单元向对应终端发送下行数据流。
由于下行预编码在独立的第一单元完成,使得下行传输扩展到不同的第一单元。
可选的,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
可以理解为,第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
方式一、第一单元将提取的空口互易性校准信号发送给第二单元,第二单元完成天线单元之间的信道矩阵估计,并把估计结果发送给第三单元,由第三单元实现所管理的所有天线单元的校准系数计算,然后第三单元将天线单元的空口互易性校准系数发送给该天线单元所连接的第一单元;即第一单元、第二单元和第三单元相互交互,均参与校准系数的计算。
方式二、第一单元将提取的空口互易性校准信号,估计出天线单元之间的信道矩阵,然后把该信道矩阵发送给一个第二单元,该第二单元计算出各第一单元管理的天线单元的校准系数,将校准系数发送给各第一单元;即第一单元和第二单元参与校准系数的计算。
本发明中实施例中,下行预编码的生成依赖于天线单元的收发通道的互易性校准。本发明实施例给出了校准的功能实现方法,本发明实施例,采用对终端透明的天线单元侧校准,可以由第三单元实现参与协作的天线单元的校准,也可以在第二单元根据多个第一单元传递给第二单元的校准信号,实现多个天线单元之间的空口校准。
可选的,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元发送所述多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包多个下行数据流。
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流。无蜂窝无线接入网中第一单元和第二单元的数据接口的数据报文具有如下特征:数据接口按照数据流进行报文组包,数据接口的数据包的报文头包括如下的至少一项:第一单元和第二单元的以太网物理地址、数据流的索引号、数据流所属的用户编号、以及正交频分复用(OFDM)符号的编号、子带编号、时隙编号、无线帧编号。其中,用户编号(标识号)可与SRS建立对应关系。
此外,第二单元还需要发送层2(L2/高层/MAC层)和层1(L1/物理层)的一些接口配置信息。
在数据下行过程中,可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。第一单元可以根据数据包的报文头中的终端和/或数据流的标签,在预编码过程中区分不同的相同终端的不同数据流或不同终端的数据流,从而通过天线单元向对应终端发送下行数据流。
可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
参考图2,假设系统中第i个第一单元连接的天线单元的总天线个数为Ni,假设该第一单元在相同时频资源上服务的用户总数据流为Si。以OFDM的频域某个子载波上的信号为例,对上述上行数据传输进行说明。
对于上行链路,第i个第一单元收到的接收信号可以表示为,
yi=Hixi+H\ix\i+zi (公式1)
其中,yi表示第i个第一单元的接收信号(维度Ni×1),xi表示第i个第一单元服务的所有用户的发送信号(维度Si×1),Hi表示第i个第一单元服务的所有用户到其所有天线单元的信道矩阵(维度Ni×Si),x\i表示除去第i个第一单元所服务的用户(终端)以外共用同样时频资源的其它用户的信号(维度S\i×1),H\i表示除去第i个第一单元所服务的用户到第i个第一单元的所有天线单元的信道矩阵(维度Ni×S\i),zi表示加性高斯白噪声(维度Ni×1)。
上述计算方式,在接收信号中考虑第一单元未服务的用户(终端)的信号,将其视为干扰,估计出该干扰及噪声,可有效抑制干扰。
假设第三单元通过第二告知第i个第一单元系统中相同时频资源上服务的用户数,及上行服务的用户的上行探测导频(SRS)的序列及格式,及上行服务的用户的调导频(DM-RS)的序列及格式。那么,在第i个第一单元,它可以根据SRS估计出所有用户的上行信道信息,据此,可获得上行用户的统计信道信息,例如大尺度、时延等信息。根据这些统计信道信息,第一单元可以根据DM-RS估计出它所服务的用户的信道矩阵Hi,以及其它干扰用户的信道矩阵H\i。那么,第i个第一单元对其服务的用户,可以采用传统的检测方法获得发送信号的估计。以下以线性最小均方误差(LMMSE)检测为例,需要指出的是,采用最大比合并、迫零检测、最大似然检测及其它检测也是可行的。
其中,表示检测后输出的各用户(终端)的信息,上标H表示矩阵的共轭转置,σ2表示噪声方差,/>表示的Ni×Ni单位矩阵。这里假设了发送信号的功率归一。可以看出,(公式2)实现了分布式检测,它仅依赖本地获得的信道信息和本地的接收信号。但是这种仅利用了一个第一单元的信号,无法获得超大规模协作MIMO的优越性能。
为了获得更好的性能,可以在每个第一单元实现(公式2)的检测。然后,可以将第一单元获得的用户的检测信号,发送到第二单元,完成合并。本发明实施例中,同一个用户的数据流,只能发送到一个第二单元。
为了描述算法的有效性,假设每个第一单元为所有用户服务,用户总数据流个数为K=S1=…=SM。则(公式2)简化为,
假设系统中共有M个第一单元。那么,其合并后的信号可以表示为,
利用(公式1)可得,
当M趋于无穷大时,根据大维随机矩阵原理,
其中Λ为对角阵,即在第二单元,经过合并,可以实现用户间的干扰抑制。
参考图2,假设系统中第i个第一单元连接的天线单元的总天线个数为Ni,假设该第一单元在相同时频资源上服务的用户总数据流为Si。以OFDM的频域某个子载波上的信号为例,对上述下行数据传输进行说明。
对于下行链路,假设第i个第一单元根据上行信道估计,得到Hi。经过空口互易性校准,第i个第一单元可以采用迫零算法计算下行预编码矩阵。计算公式为,其中γ为功率归一化因子,上标T表示矩阵转置,上标*表示表示对矩阵每个元素求共轭。当用户数大于第一单元的总天线数时,可以采用正则化迫零预编码。/>
与上行类似,当第一单元数目较多时,用户之间的干扰可以在网络设备侧消除,并且多个第一单元发送的用户信号可以在用户侧正向叠加。由于下行预编码在各个第一单元独立执行,因此下行传输也是可扩展实现的。
在实际实现时,为了降低数据接口的吞吐量,第二单元到第一单元的数据包,可以按用户发送调制前的比特信息,在第一单元根据该用户分配的层数完成调制和层映射。
需要注意的是,上述给出的合并是在检测器输出实现的(在第二单元中执行)。为了达到较好的合并效果,第一单元可将输出数据流的信干噪比SINR发送给第二单元,使得第二单元在合并中达到更优的效果。实际中,为了降低第一单元与第二单元之间数据交互的吞吐量,也可以在解调之后由第二单元完成合并。
假设系统中有N个天线单元,每个天线有L根天线,系统中有K个数据流。对于传统无蜂窝的全分布式实现,假设每个天线单元直接输出K个数据流到第二单元,每个数据的量化按照8bit量化,系统所考虑的总的子载波个数为Q个,因此,其总的前传开销为8NKQ。
对于本发明实施例所提供新型网络架构而言,假设系统中有M个第一单元,天线单元到第一单元的量化采用8bit量化,系统的前传开销为(8NL+8MK)Q。
假设一个典型的无蜂窝系统中有:N=32,L=4,K=16,M=4,那么传统的无蜂窝系统的前传开销为4096Q,本发明实施例的前传开销为1536Q,其前传开销为传统架构的37.5%。尤其是,如果每个天线单元配置的天线数L较小,新型架构前传开销的优势将更加明显。例如:N=128,L=1,K=16,M=4,传统系统的开销为16384Q,本发明实施例的前传开销为1536Q,其前传开销为传统架构的9.38%。
本发明实施例中,天线单元将终端发送的多个上行数据流,并将所述多个上行数据流发送至第一单元,和/或,接收第一单元发送的预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应终端,即能够避免传统无蜂窝架构中每个天线单元检测输出或预编码模块输入所服务的所有用户的信号,而是各天线单元将多个上行数据流统一发送给第一单元进行统一检测分离,和/或,第一单元对多个下行数据流进行统一预编码后发送给对应的天线单元,这使得天线单元能够在上行过程中集中式输出,和/或,天线单元在下行过程中采用集中式输入,进而减少天线单元的前传开销,且能提高各天线单元联合传输的能力,从而提高无蜂窝的天线单元数量的可扩展能力,进而提高通信性能,并实现无蜂窝的扩展。
参见图8,图8是本发明实施例提供的一种数据上行方法的流程图,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元,上述网络设备的具体结构可以参考图1和2所示的网络架构的示意图,上述网络设备可以理解为无蜂窝分布式MIMO。可选的,所述网络设备还包括第三单元。所述网络设备可以是基站。
如图8所示,所述方法包括以下步骤:
步骤801、天线单元接收多个上行数据流。
所述网络设备包括多个天线单元,上述天线单元分布式部署,能够通过协作在相同的时频资源上为多个用户/终端提供服务。即该架构下的通信系统中,多个用户终端(UE)可以工作在相同时频资源上。其中,所述天线单元可以用于完成射频收发,可选的,所述天线单元还用于完成上下变频及数模/模数变换等功能。在数据上行过程中,所述天线单元用于接收多个上行数据流。
如图2所示,每个第一单元连接多个天线单元,每个天线单元可以配置一个或多个天线。
所述多个上行数据流包括多个终端的多个数据流或单个终端的多个数据流。可以理解的是,单个终端也可以通过不同的天线单元上行相同的数据流,也可以通过不同的天线单元上行多个不同的数据流,不同终端上行的数据流是不同的数据流。
可选的,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
可选的,对于上行接收链路,所述天线单元收到的多个上行数据流是多个数据流的空中互相叠加信号,上述第一单元从上述天线单元获取互相叠加的多个数据流,通过检测器检测输出多个用户的数据流或单个用户的多个数据流。
步骤802、第一单元获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流。
本发明实施例中,上述第一单元接收的核心功能包括空间数据流的分离或检测,可选的,具体用于完成基带信号处理的功能,包括基带信号的发射和接收功能。可选的,上述第一单元还用于完成基带信号处理中的信道估计、多用户(终端)/多数据流检测、多用户(终端)/多数据流预编码、校准信号的提取等功能。
可选的,天线单元通过高速链路连接到第一单元,第一单元可以完成多个天线单元的信号汇聚(上行过程)和分发功能(下行过程)。
在数据上行过程中,上述第一单元从所述天线单元获取多个上行数据流,并通过检测器检测所述多个上行数据流的来源,可以理解为,检测多个上行数据流来自不同终端和/或来自同一终端的不同数据流。也可以理解为,第一单元汇聚多个天线单元信号之后,完成联合多用户检测处理,并将检测输出的用户数据流发送到指定的第二单元。
其中,上述第二单元可以直接连接多个第一单元,也可以通过交换机连接多个第一单元。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元。多个第一单元处理的同一终端的上行数据流只能发送至一个第二单元,或者说,同一终端的所有数据流(一个或多个数据流)都只能发给同一个第二单元;类似地,同一终端的下行数据流只能从该第二单元发送到多个第一单元。
如图2所示,其中交换机为可选设备,各第一单元和各第二单元彼此之间可以不通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以部分第一单元和第二单元之间通过交换机终端,部分第一单元和第二单元之间不通过交换机中转。
可选的,所述第一单元获取并检测所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
所述第一单元根据上行解调参考信号和所述网络设备支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
可选的,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
可以理解为,第一单元根据系统支持的数据流的个数以及上行解调参考信号,估计出该第一单元连接的天线单元与用户(终端)间的上行信道矩阵(矩阵维度为Ni×Si,其中Ni表示第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si表示该第一单元待检测的总数据流个数),然后完成每个数据流的检测。可选的,所述第一单元还可以用于完成软解调。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流。
可选的,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
其中,所述数据接口可以是增强的公共无线电接口eCPRI(evolved CommonPublic Radio Interface),所述eCPRI也可以称为演进的通用公共无线电接口。可以理解的是,所述数据接口也可以是其他数据传输接口。
无蜂窝无线接入网中第一单元和第二单元的数据接口数据报文具有如下特征:数据接口按照数据流进行报文组包,数据接口的数据包报文头包括如下的至少一项:第一单元和第二单元的以太网物理地址、数据流的索引号、数据流所属的用户编号、以及正交频分复用(OFDM)符号的编号、子带编号、时隙编号、无线帧编号。
可选的,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
上述第一单元通过检测器检测所述多个上行数据流的来源,基于检测结果可以将数据来源以终端和/或数据流的标签的形式记录在数据包的报文头信息中,上述第一单元将多个上行数据流以数据包的形式发送至第二单元后,第二单元能够将多个上行数据流中的相同数据来源的数据流信号进行合并。
步骤803、第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并;其中,所述相同数据流信号的数据来源相同。
本发明实施例中,上述第二单元可以用于执行物理层(L1)和/或高层(L2,或MAC层)的功能。上述第二单元完成物理层、高层的信息处理以及多用户空时频资源的分配。
可选的,所述第二单元的基带物理层信号处理主要包括:将第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据进行合并、将多个下行数据流分发到相应的第一单元、天线单元之间校准所需的信道估计等功能。
在数据上行过程中,同一终端可以上行相同数据流,也可以上行不同数据流,第一单元通过检测上行数据区别不同的数据流,可以基于检测结果以终端和/或数据流标识(标签)标记不同的数据流,第二单元在收到多个上行数据流后,将其中的属于相同数据流的上行数据进行合并,即将相同终端中相同数据来源的数据流进行合并。
可选的,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
第二单元的信号处理,对于上行链路接收,根据数据包的有效载荷,将收到的第一单元发送给第二单元的相同数据流进行合并,相同数据流除第一单元地址外的数据包的报文头信息相同,相同数据流的数据包的报文头信息的第一单元地址可能相同也可能不同,相同数据流中的各个数据由相同第一单元收集时,数据包的报文头信息的第一单元地址相同,由不同的第一单元收集时,其数据包的报文头信息的第一单元地址不同。
在数据上行过程中,可选的,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
可选的,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
其中,相同的尺度可以理解为数字信号的小数点前的整数位的位数相同。
可选的,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
合并方法可采用直接求平均、干扰抑制合并等。
可选的,述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号时,合并方法可采用直接求平均。
可选的,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
现有技术中,如图3所示的开放的无线接入网通用接口,其中选项8(Option 8)通常是指射频(RF)与物理层(PHY)之间的接口,接口交互时域信号。选项7(Option 7)通常是低阶物理层(Low PHY)与高阶物理层(High PHY)之间的接口,接口交互频域信号。现有规定的Option 7通常包括Option 7-2a和Option 7-2b。Option 7-2a中,Low PHY处理正交频分复用(OFDM)的加/去循环前缀、快速傅里叶变换(FFT)/逆快速傅里叶变换(IFFT)、随机接入信号提取、相位补偿等。Option 7-2b中Low PHY除需要实现7-2a功能外还要完成数字预编码,并且预编码由前一级High PHY产生。
上述第一单元和第二单元的功能切分在数据流层面。
具体而言,数据上行过程中(所述网络设备作为接收端),第一单元与第二单元之间的功能切分在多数据流/多用户检测之后、(前向纠错)解码之前。本发明实施例,可以理解为,一种新的Option 7的方案,也可以理解为一种新的Option 6和Option 7方案。可以参考图4进行理解,可以是第一单元执行多数据流/多用户检测,第二单元执行软解调、解层映射和解码;可以是第一单元执行多数据流/多用户检测和软解调,第二单元执行解层映射和解码;也可以是第一单元执行多数据流/多用户检测、软解调和解层映射,第二单元执行解码。
从数据流层面来看,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括如下任一项:
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后、解层映射之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送解层映射之后、解码之前的多个上行数据流。
其中,所述软解调可以是输出对数似然比的解调方式。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送的所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
所述第二单元根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可以理解的是,对于接收(上行)链路,第一单元输出给第二单元的数据流可以是检测器输出的未解调信号,相应地,在第二单元,将收到的多个第一单元的相同的数据流信号进行合并;第一单元输出给第二单元的数据流也可以是经过解调后的对数似然比信息,相应地,在第二单元,将收到的多个第一单元的相同的数据流的对数似然比信息进行合并。
图6是本发明实施例提供的另一种网络设备的数据上行功能划分示意图,以所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后的多个上行数据流进行了示例。在第一单元中,完成多用户/多数据流检测和软解调,软解调输出的对数似然比信息经过量化后,经过数据接口的数据包报文发送到相应的第二单元;在第二单元,提取出对数似然比信息后,第二单元将从一个或多个第一单元收到的相同的用户的相同的数据流对应的对数似然比进行合并,合并后进行解码,解码后传递给MAC层。
可以理解的是,所述第一单元向所述第二单元发送多个上行数据流也可以是在软解调之前的多个上行数据流。
可选的,所述方法还包括:
对合并后的数据流信号进行解码,得到解码后的数据流信号;
将解码后的数据流信号传递给所述网络设备的MAC层。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述方法还包括:
所述第三单元根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
通过第三单元确定上述关联关系,从而确定第一单元和第二单元之间的数据传输路径。无蜂窝无线接入网中,由第三单元确定用户数据流与第一单元和第二单元的关联,第三单元根据用户的位置或用户的信道先验信息,确定用户(终端)与天线单元的关联,同时也确定用户与第一单元的关联;第三单元确定用户与第二单元的关联,一个用户仅关联一个第二单元。第一个第一单元可以连接多个第二单元,一个第二单元也可以连接多个第一单元,可选的,关联的基本原则包括:均衡多个第二单元的负载,并尽量避免第一单元跨交换机访问第二单元。
第三单元,第三单元直接连接或通过交换机连接多个第二单元。所述第三单元用于确定第一单元和第二单元的数据流之间的对应关系。根据第三单元确定的用户数据流与第一单元、第二单元的关联,多个第一单元处理的同一终端的上行数据流只能发送至一个第二单元,类似地,同一终端的下行数据流只能从该第二单元发送到多个第一单元。
其中交换机为可选设备,各第二单元和第三单元彼此之间可以不通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以通过交换机中转而实现数据的互相传输。
现有技术中的各天线单元独立地、全分布式地实现多用户预编码和多用户信号分离,不同的天线单元可以理解为不同的小区。而本发明实施例中,能够将不同的天线单元接收的多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并处理,终端在数据上下行过程中无需终端进行小区切换,能够实现以用户为中心的数据合并和数据分发,从而真正突破蜂窝的限制,支持大范围覆盖,以使得无蜂窝分布式MIMO实现去中心的协作传输方法。
上述数据上行方法涉及的相关流程和单元,可以理解为一种全新的无蜂窝无线接入网的实现方法。上述方法可以应用于5G、6G等现有的或未来的通信系统/过程。
参考图2,假设系统中第i个第一单元连接的天线单元的总天线个数为Ni,假设该第一单元在相同时频资源上服务的用户总数据流为Si。以OFDM的频域某个子载波上的信号为例,对上述上行数据传输进行说明。
对于上行链路,第i个第一单元收到的接收信号可以表示为,
yi=Hixi+H\ix\i+zi (公式1)
其中,yi表示第i个第一单元的接收信号(维度Ni×1),xi表示第i个第一单元服务的所有用户的发送信号(维度Si×1),Hi表示第i个第一单元服务的所有用户到其所有天线单元的信道矩阵(维度Ni×Si),x\i表示除去第i个第一单元所服务的用户(终端)以外共用同样时频资源的其它用户的信号(维度S\i×1),H\i表示除去第i个第一单元所服务的用户到第i个第一单元的所有天线单元的信道矩阵(维度Ni×S\i),zi表示加性高斯白噪声(维度Ni×1)。
上述计算方式,在接收信号中考虑第一单元未服务的用户(终端)的信号,将其视为干扰,估计出该干扰及噪声,可有效抑制干扰。
假设第三单元通过第二告知第i个第一单元系统中相同时频资源上服务的用户数,及上行服务的用户的上行探测导频(SRS)的序列及格式,及上行服务的用户的调导频(DM-RS)的序列及格式。那么,在第i个第一单元,它可以根据SRS估计出所有用户的上行信道信息,据此,可获得上行用户的统计信道信息,例如大尺度、时延等信息。根据这些统计信道信息,第一单元可以根据DM-RS估计出它所服务的用户的信道矩阵Hi,以及其它干扰用户的信道矩阵H\i。那么,第i个第一单元对其服务的用户,可以采用传统的检测方法获得发送信号的估计。以下以线性最小均方误差(LMMSE)检测为例,需要指出的是,采用最大比合并、迫零检测、最大似然检测及其它检测也是可行的。
其中,表示检测后输出的各用户(终端)的信息,上标H表示矩阵的共轭转置,σ2表示噪声方差,/>表示的Ni×Ni单位矩阵。这里假设了发送信号的功率归一。可以看出,(公式2)实现了分布式检测,它仅依赖本地获得的信道信息和本地的接收信号。但是这种仅利用了一个第一单元的信号,无法获得超大规模协作MIMO的优越性能。/>
为了获得更好的性能,可以在每个第一单元实现(公式2)的检测。然后,可以将第一单元获得的用户的检测信号,发送到第二单元,完成合并。本发明实施例中,同一个用户的数据流,只能发送到一个第二单元。
为了描述算法的有效性,假设每个第一单元为所有用户服务,用户总数据流个数为K=S1=…=SM。则(公式2)简化为,
假设系统中共有M个第一单元。那么,其合并后的信号可以表示为,
利用(公式1)可得,
当M趋于无穷大时,根据大维随机矩阵原理,
其中Λ为对角阵,即在第二单元,经过合并,可以实现用户间的干扰抑制。
需要注意的是,上述给出的合并是在检测器输出实现的(在第二单元中执行)。为了达到较好的合并效果,第一单元可将输出数据流的信干噪比SINR发送给第二单元,使得第二单元在合并中达到更优的效果。实际中,为了降低第一单元与第二单元之间数据交互的吞吐量,也可以在解调之后由第二单元完成合并。
本实施例中的数据上行方法,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元;所述天线单元接收多个上行数据流;所述第一单元获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流;所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并。在第一单元实现多用户空间数据流的检测(分离),在第二单元实现以用户为中心的数据合并。由于在第一单元和第二单元分别实现分布式检测、集中式的合并,从而可达到分布式与集中式的有机结合,实现无蜂窝的无限扩展。该方案可以实现无限扩展的无蜂窝组网以及以用户为中心的无蜂窝组网;且天线单元能够在上行过程中集中式输出,进而减少系统的前传开销,且能提高各天线单元联合传输的能力,从而提高无蜂窝的天线单元数量的可扩展能力,进而提高通信性能,并实现无蜂窝的扩展。
参见图9,图9是本发明实施例提供的一种数据下行方法的流程图,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元,所述网络设备可以是基站。
如图9所示,所述方法包括以下步骤:
步骤901、第二单元向第一单元分发多个下行数据流。
所述多个下行数据流包括下发给多个终端的多个数据流或单个终端的多个数据流。可以理解的是,单个终端也可以通过不同的天线单元接收相同的数据流,也可以通过不同的天线单元接收多个不同的数据流。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
可选的,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
可选的,对于下行发送链路,数据流是指基站待发送的在相同时频资源上多个用户/或单个用户的数据流。
步骤902、第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元。
本发明实施例中,上述第一单元在数据下行过程中,核心功能包括预编码,还可以包括预编码权重计算,可选的,具体用于完成基带信号处理的功能,包括基带信号的发射和接收功能。可选的,上述第一单元还用于完成基带信号处理中的信道估计、多用户(终端)/多数据流检测、多用户(终端)/多数据流预编码、校准信号的提取等功能。
第一单元收到至少一个第二单元发送的多个用户数据流的信号后,根据本地获得的上行信道探测,经过空口互易性校准,获得下行信道,完成联合多用户预编码,并将形成的多天线信号发送到各天线单元。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述方法还包括:
所述第三单元用于根据终端的位置或终端的信道先验信息,确定如下至少一项:
终端与天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
通过第三单元确定上述关联关系,从而确定第一单元和第二单元之间的数据传输路径。其中,第三单元确定用户与第二单元的关联,一个用户仅关联一个第二单元。关联的基本原则包括:均衡多个第二单元的负载,并尽量避免第一单元跨交换机访问第二单元。
可选的,所述第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,包括:
所述第一单元根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
所述第一单元根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
所述第一单元根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
对于下行链路发送而言,第一单元根据上行过程中一个或多个用户的探测信道,估计出该第一单元连接的天线单元与用户(终端)间的上行信道矩阵,然后根据系统中天线单元之间的空口校准得到的校准系数,计算出下行预编码矩阵,进而对数据流完成预编码。
通过预编码以及分布式部署的无线单元天线单元向对应终端发送下行数据流。
由于下行预编码在独立的第一单元完成,使得下行传输扩展到不同的第一单元。
可选的,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
可以理解为,第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
方式一、第一单元将提取的空口互易性校准信号发送给第二单元,第二单元完成天线单元之间的信道矩阵估计,并把估计结果发送给第三单元,由第三单元实现所管理的所有天线单元的校准系数计算,然后第三单元将天线单元的空口互易性校准系数发送给该天线单元所连接的第一单元;即第一单元、第二单元和第三单元相互交互,均参与校准系数的计算。
方式二、第一单元将提取的空口互易性校准信号,估计出天线单元之间的信道矩阵,然后把该信道矩阵发送给一个第二单元,该第二单元计算出各第一单元管理的天线单元的校准系数,将校准系数发送给各第一单元;即第一单元和第二单元参与校准系数的计算。
本发明中实施例中,下行预编码的生成依赖于天线单元的收发通道的互易性校准。本发明实施例给出了校准的功能实现方法,本发明实施例,采用对终端透明的天线单元侧校准,可以由第三单元实现参与协作的天线单元的校准,也可以在第二单元根据多个第一单元传递给第二单元的校准信号,实现多个天线单元之间的空口校准。
可选的,天线单元通过高速链路连接到第一单元,第一单元可以完成多个天线单元的信号汇聚(上行过程)和分发功能(下行过程)。
其中,上述第二单元可以直接连接多个第一单元,也可以通过交换机连接多个第一单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元。多个第一单元处理的同一终端的上行数据流只能发送至一个第二单元,类似地,同一终端的下行数据流只能从该第二单元发送到多个第一单元。
如图2所示,其中交换机为可选设备,各第一单元和各第二单元彼此之间可以不通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以部分第一单元和第二单元之间通过交换机终端,部分第一单元和第二单元之间不通过交换机中转。
上述第一单元和第二单元的功能切分在数据流层面。
数据下行过程中(所述网络设备作为发送端),第一单元与第二单元之间的功能切分在(前向纠错)编码之后、预编码之前。本发明实施例,可以理解为,一种新的Option 7的方案,也可以理解为一种新的Option 6和Option 7方案。可以参考图5进行理解,可以是第一单元执行多数据流/多用户预编码,第二单元执行编码、层映射和调制;可以是第一单元执行调制和多数据流/多用户预编码,第二单元执行层映射和编码;也可以是第一单元执行层映射、调制和多数据流/多用户预编码,第二单元执行编码。
从数据流层面来看,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
对于发送(下行)链路,第二单元发送给第一单元的数据流可以是层映射之后经过调制的信号,也可以是层映射后、调制之前的比特信息。
图7是本发明实施例提供的另一种网络设备的数据下行功能划分示意图。以所述第二单元向所述第一单元发送调制之前的多个下行数据流进行了示例。在第二单元中,高层(MAC层)下发的多个用户的信息分别经过编码,编码之后经过数据接口发送给第一单元,在第一单元中,提取出编码后的比特信息后,每个用户的信息经过层映射、调制、多用户预编码。
可选的,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流。
可选的,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包包括多个下行数据流。
其中,所述数据接口可以是增强的公共无线电接口eCPRI(evolved CommonPublic Radio Interface),所述eCPRI也可以称为演进的通用公共无线电接口。可以理解的是,所述数据接口也可以是其他数据传输接口。
无蜂窝无线接入网中第一单元和第二单元的数据接口的数据报文具有如下特征:数据接口按照数据流进行报文组包,数据接口的数据包报文头包括如下的至少一项:第一单元和第二单元的以太网物理地址、数据流的索引号、数据流所属的用户编号、以及正交频分复用(OFDM)符号的编号、子带编号、时隙编号、无线帧编号。其中,用户编号(标识号)可与SRS建立对应关系。
此外,第二单元还需要发送层2(L2/高层/MAC层)和层1(L1/物理层)的一些接口配置信息。
在数据下行过程中,可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。第一单元可以根据数据包的报文头中的终端和/或数据流的标签,在预编码过程中区分不同的相同终端的不同数据流或不同终端的数据流,从而通过天线单元向对应终端发送下行数据流。
步骤903、天线单元向对应终端发送下行数据流。
所述网络设备包括多个天线单元,上述天线单元分布式部署,能够通过协作在相同的时频资源上为多个用户/终端提供服务。即该架构下的通信系统中,多个用户终端(UE)可以工作在相同时频资源上。其中,所述天线单元可以用于完成射频收发,可选的,所述,天线单元还用于完成上下变频及数模/模数变换等功能。在数据下行过程中,所述天线单元用于接收第一单元发送的下行数据流。
本发明实施例中,上述第二单元可以是物理层(L1)和/或高层(L2或MAC层)。上述第二单元完成物理层高层的信息处理以及多用户空时频资源的分配。
可选的,所述第二单元的基带物理层信号处理主要包括:将第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据进行合并、将多个下行数据流分发到相应的第一单元、天线单元之间校准所需的信道估计等功能。
第三单元,第三单元直接连接或通过交换机连接多个第二单元。所述第三单元用于确定第一单元和第二单元的数据流之间的对应关系。根据第三单元确定的用户数据流与第一单元、第二单元的关联,多个第一单元处理的同一终端的上行数据流只能发送至一个第二单元,类似地,同一终端的下行数据流只能从该第二单元发送到多个第一单元。
其中交换机为可选设备,各第二单元和第三单元彼此之间可以不通过交换机中转而实现数据的互相传输,也可以通过交换机中转而实现数据的互相传输。
现有技术中的各天线单元独立地、全分布式地实现多用户预编码和多用户信号分离,不同的天线单元可以理解为不同的小区。而本发明实施例中,能够将不同的天线单元接收的多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并处理/分发处理,终端在数据上下行过程中无需终端进行小区切换,能够实现以用户为中心的数据合并和数据分发,从而真正突破蜂窝的限制,支持大范围覆盖,以使得无蜂窝分布式MIMO实现去中心的协作传输方法。
参考图2,假设系统中第i个第一单元连接的天线单元的总天线个数为Ni,假设该第一单元在相同时频资源上服务的用户总数据流为Si。以OFDM的频域某个子载波上的信号为例,对上述下行数据传输进行说明。
对于下行链路,假设第i个第一单元根据上行信道估计,得到Hi。经过空口互易性校准,第i个第一单元可以采用迫零算法计算下行预编码矩阵。计算公式为,其中γ为功率归一化因子,上标T表示矩阵转置,上标*表示表示对矩阵每个元素求共轭。当用户数大于第一单元的总天线数时,可以采用正则化迫零预编码。
与上行类似,当第一单元数目较多时,用户之间的干扰可以在网络设备侧消除,并且多个第一单元发送的用户信号可以在用户侧正向叠加。由于下行预编码在各个第一单元独立执行,因此下行传输也是可扩展实现的。
在实际实现时,为了降低数据接口的吞吐量,第二单元到第一单元的数据包,可以按用户发送调制前的比特信息,在第一单元根据该用户分配的层数完成调制和层映射。
上述数据上行方法涉及的相关流程和单元,可以理解为一种全新的无蜂窝无线接入网的实现方法。上述方法可以应用于5G、6G等现有的或未来的通信系统/过程。
需要说明的是,本实施例作为与图1所示的实施例中对应的数据下行的实施方式,其具体的实施方式可以参见图1所示的实施例中的相关说明,为避免重复说明,本实施例不再赘述。
本实施例中的数据下行方法,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流;所述第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元;所述天线单元向对应终端发送下行数据流。在第一单元实现多用户空间数据流的预编码(汇聚),在第二单元实现以用户为中心的数据分发。由于在第一单元和第二单元分别实现分布式预编码、集中式的分发,从而可达到分布式与集中式的有机结合,实现无蜂窝的无限扩展,该方案可以实现无限扩展的无蜂窝组网以及以用户为中心的无蜂窝组网,天线单元在下行过程中采用集中式输入,进而减少系统的前传开销,且能提高各天线单元联合传输的能力,从而提高无蜂窝的天线单元数量的可扩展能力,进而提高通信性能,并实现无蜂窝的扩展。
本发明实施例提供的一种网络设备,网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元;
其中,所述天线单元,用于接收多个上行数据流;
所述第一单元,用于获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流;
所述第二单元,用于将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并;其中,所述相同数据流信号由同一终端发送。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元。
可选的,所述第一单元,具体用于:
从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
根据上行解调参考信号和所述网络设备支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
可选的,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送的所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元,具体用于:
根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
可选的,所述第二单元还用于:
对合并后的数据流信号进行解码,得到解码后的数据流信号;
将解码后的数据流信号传递给所述网络设备的MAC层。
可选的,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
其中,所述数据接口可以是增强的公共无线电接口eCPRI(evolved CommonPublic Radio Interface),所述eCPRI也可以称为演进的通用公共无线电接口。可以理解的是,所述数据接口也可以是其他数据传输接口。
可选的,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述第二单元,具体用于:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
可选的,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
可选的,所述第二单元,具体用于:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
可选的,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元,具体用于:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
可选的,所述第二单元,具体用于:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述第三单元,用于:
根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
可选的,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
需要说明的是,本发明实施例提供的网络设备是能够执行上述数据上行方法的装置,则上述数据上行方法实施例中的所有实现方式均适用于该网络设备,且均能达到相同或相似的有益效果。
本发明实施例提供的另一种网络设备,网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元;
其中,所述第二单元,用于向所述第一单元分发多个下行数据流;
所述第一单元,用于对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元;
所述天线单元,用于向对应终端发送下行数据流。
可选的,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
可选的,所述网络设备包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
可选的,所述第二单元,具体用于:
向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
可选的,所述网络设备还包括第三单元,所述第三单元用于根据终端的位置或终端的信道先验信息,确定如下至少一项:
终端与天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与第二单元的关联。
可选的,所述第一单元,具体用于:
所述第一单元根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
所述第一单元根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
所述第一单元根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
可选的,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
可选的,所述第二单元,具体用于:
通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包包括多个下行数据流。
其中,所述数据接口可以是增强的公共无线电接口eCPRI(evolved CommonPublic Radio Interface),所述eCPRI也可以称为演进的通用公共无线电接口。可以理解的是,所述数据接口也可以是其他数据传输接口。
可选的,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
可选的,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
可选的,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
需要说明的是,本发明实施例提供的网络设备是能够执行上述数据下行方法的装置,则上述数据下行方法实施例中的所有实现方式均适用于该网络设备,且均能达到相同或相似的有益效果。
需要说明的是,本发明实施例提供的网络设备是能够执行上述数据上行方法和数据下行方法的装置,则上述数据上行方法和数据下行方法实施例中的所有实现方式均适用于该电子设备,且均能达到相同或相似的有益效果。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本发明的保护之内。
Claims (56)
1.一种网络架构,其特征在于,包括天线单元、第一单元和第二单元,
所述天线单元,用于接收终端发送的多个上行数据流,并将所述多个上行数据流发送至第一单元,和/或,接收第一单元发送的预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应终端;
所述第一单元,用于检测所述多个上行数据流并向所述第二单元发送所述多个上行数据流,和/或,对第二单元发送的多个下行数据流进行预编码;
所述第二单元,用于将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,和/或,将多个下行数据流分发到相应的第一单元;
所述相同数据流信号的数据来源相同。
2.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述网络架构还包括第三单元,所述第三单元根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与所述第二单元的关联。
3.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述网络架构包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
4.根据权利要求3所述的网络架构,其特征在于,所述网络架构包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元;
和/或,所述网络架构包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
5.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,和/或,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元发送所述多个下行数据流。
6.根据权利要求1-5任一项所述的网络架构,其特征在于,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流;
和/或,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
7.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述第一单元,具体用于:
从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
根据上行解调参考信号和所述网络架构支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
8.根据权利要求7所述的网络架构,其特征在于,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
9.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元,具体用于:
根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
10.根据权利要求5所述的网络架构,其特征在于,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
11.根据权利要求10所述的网络架构,其特征在于,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
12.根据权利要求11所述的网络架构,其特征在于,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
13.根据权利要求10所述的网络架构,其特征在于,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
14.根据权利要求13所述的网络架构,其特征在于,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
15.根据权利要求10所述的网络架构,其特征在于,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
16.根据权利要求15所述的网络架构,其特征在于,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
17.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述第二单元将所述第一单元发送来的属于相同数据流的上行数据流进行合并,包括:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
18.根据权利要求1所述的网络架构,其特征在于,所述第二单元将多个下行数据流分发到相应的第一单元,包括:
所述第二单元向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
19.根据权利要求2所述的网络架构,其特征在于,所述第一单元,具体用于:
根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
20.根据权利要求19所述的网络架构,其特征在于,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
21.根据权利要求5所述的网络架构,其特征在于,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元发送所述多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包包括所述多个下行数据流。
22.根据权利要求21所述的网络架构,其特征在于,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
23.根据权利要求21所述的网络架构,其特征在于,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
24.一种数据上行方法,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元,其特征在于,所述方法包括:
所述天线单元接收多个上行数据流;
所述第一单元获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流;
所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并;其中,所述相同数据流信号的数据来源相同。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述网络设备包括多个第二单元,多个第一单元检测的同一终端的上行数据流发送给同一个第二单元。
27.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述第一单元获取并检测所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元从所述天线单元获取所述多个上行数据流;
所述第一单元根据上行解调参考信号和所述网络设备支持的数据流的个数,估计所述天线单元与终端间的上行信道矩阵;
根据所述上行信道矩阵,检测所述多个上行数据流。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述上行信道矩阵维度为Ni×Si,其中,Ni为第i个第一单元连接的所有天线单元的总天线数,Si为所述第一单元待检测的总数据流个数。
29.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括如下任一项:
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送软解调之后、解层映射之前的多个上行数据流;
所述第一单元向所述第二单元发送解层映射之后、解码之前的多个上行数据流。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述第一单元向所述第二单元发送的所述多个上行数据流为经过解调后的对数似然比信息;
所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
所述第二单元根据所述检测结果,将所述数据流中的相同的数据流信号的对数似然比信息进行合并,所述检测结果由所述第一单元发送至所述第二单元。
31.根据权利要求24-30中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
对合并后的数据流信号进行解码,得到解码后的数据流信号;
将解码后的数据流信号传递给所述网络设备的MAC层。
32.根据权利要求24-30中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一单元向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流。
33.根据权利要求32中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送所述多个上行数据流,包括:
所述第一单元通过数据接口向所述第二单元发送数据包,所述数据包包括所述多个上行数据流。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述数据包的报文头信息中包括终端和/或数据流的标签。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
根据数据包的有效载荷,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
36.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述数据包的有效载荷为检测后或软解调后量化的数字信号。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,
在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元对所述第一单元的输出信号的噪声做归一化处理;
或者,在所述数据包的有效载荷为检测后量化的数字信号的情况下,所述第一单元将待检测的所述多个上行数据流做无偏处理,在所述数据包中增加所述数据流检测输出的干扰加噪声的方差的平均值;
或者,在所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号的情况下,所述第二单元在相同的尺度下对软解调的数字信号进行合并。
38.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
将多个上行数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并或干扰抑制合并。
39.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述数据包的有效载荷为软解调后量化的数字信号,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:将所述数据流中的相同的数据流信号进行求平均合并。
40.根据权利要求24-30中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二单元将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并,包括:
获取第一单元输出的数据流信干噪比SINR;
根据所述SINR,将所述数据流中的相同的数据流信号进行合并。
41.根据权利要求24-30中任一项所述的方法,其特征在于,所述网络设备还包括第三单元,所述方法还包括:
所述第三单元根据终端的位置或终端的信道先验信息确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与所述第二单元的关联。
42.根据权利要求24-30中任一项所述的方法,其特征在于,所述多个上行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
43.一种数据下行方法,应用于网络设备,所述网络设备包括:第一单元、第二单元和天线单元,其特征在于,所述方法包括:
所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流;
所述第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元;
所述天线单元向对应终端发送下行数据流。
44.根据权利要求43所述的方法,其特征在于,所述网络设备包括多个第一单元,其中每个第一单元连接多个天线单元。
45.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,所述网络设备包括多个第二单元,同一终端的下行数据流通过同一个第二单元分发。
46.根据权利要求43所述的方法,其特征在于,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元向所述第一单元分发层映射之后经过调制的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射后且调制之前的多个下行数据流;
或者,所述第二单元向所述第一单元分发层映射之前的多个下行数据流。
47.根据权利要求43所述的方法,其特征在于,所述网络设备还包括第三单元,所述方法还包括:
所述第三单元用于根据终端的位置或终端的信道先验信息,确定如下至少一项:
终端与所述天线单元的关联;
终端与所述第一单元的关联;
终端与所述第二单元的关联。
48.根据权利要求47所述的方法,其特征在于,所述第一单元对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,包括:
所述第一单元根据终端的上行探测信道,估计天线单元与所述终端间的上行信道矩阵;
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数;
所述第一单元根据所述上行信道矩阵和校准系数,得到下行预编码矩阵;
所述第一单元根据所述下行预编码矩阵,得到预编码数据流。
49.根据权利要求48所述的方法,其特征在于,所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元将所述空口互易性校准信号发送给所述第二单元;
所述第一单元接收第三单元发送的校准系数;
其中,所述第三单元用于获取第二单元的信道矩阵估计,并通过所述信道矩阵估计计算得到校准系数,所述第二单元的信道矩阵估计根据空口互易性校准信号计算得到;
或者,
所述第一单元根据天线单元之间的空口校准,得到的校准系数,包括:
所述第一单元提取空口互易性校准信号;
所述第一单元根据所述空口互易性校准信号,计算所述天线单元的之间的信道矩阵估计;
所述第一单元将所述信道矩阵估计发送给所述第二单元;
所述第一单元接收所述第二单元发送的校准系数,所述第二单元发送的校准系数根据所述信道矩阵估计计算得到。
50.根据权利要求43所述的方法,其特征在于,所述第二单元向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流。
51.根据权利要求50所述的方法,其特征在于,所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发多个下行数据流,包括:
所述第二单元通过数据接口向所述第一单元分发数据包,所述数据包包括多个下行数据流。
52.根据权利要求51所述的方法,其特征在于,所述数据包的有效载荷为调制后经量化的数字信号,或调制前的比特信息。
53.根据权利要求51所述的方法,其特征在于,所述数据包的报文头中包括终端和/或数据流的标签。
54.根据权利要求43-53中任一项所述的方法,其特征在于,所述多个下行数据流是在相同时频资源上传输的空间域数据流。
55.一种网络设备,其特征在于,包括第一单元、第二单元和天线单元;
其中,所述天线单元,用于接收多个上行数据流;
所述第一单元,用于获取并检测所述多个上行数据流,并根据检测结果,向所述第二单元发送所述多个上行数据流;
所述第二单元,用于将所述多个上行数据流中的相同数据流信号进行合并;其中,所述相同数据流信号由同一终端发送。
56.一种网络设备,其特征在于,包括第一单元、第二单元和天线单元,
其中,所述第二单元,用于向所述第一单元分发多个下行数据流;
所述第一单元,用于对所述多个下行数据流进行预编码,得到预编码数据流,并将所述预编码数据流发送至对应的天线单元;
所述天线单元,用于向对应终端发送下行数据流。
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