CN116848797A - 不同无线电技术的空间复用 - Google Patents

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Abstract

描述了用于不同无线电技术的空间复用的方法、系统和设备。一种用于无线通信的示例方法包括：配置第五代新无线电(5G NR)无线电技术小区的基站以根据一组兼容规则在网络中执行传输，所述兼容规则允许所述基站与第四代长期演进(4G LTE)无线电技术的向后兼容操作；以及根据所述配置在5G NR小区中执行发送或接收，使得基于5G NR小区中的发送或接收与4G LTE无线电技术之间在空间域中的正交性而实现所述向后兼容操作。

Description

不同无线电技术的空间复用
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年12月21日提交的第63/128,421号美国临时申请的优先权，该申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本申请涉及无线通信。
背景技术
由于无线用户设备的数量和这些设备可以产生或消耗的无线数据量的急剧增长，当前的无线通信网络快速地用尽带宽，以适应数据业务的这种高增长，并向用户提供高服务质量。
在电信工业中正在进行各种努力来产生下一代无线电技术，其可满足对无线设备和网络的性能的需求。这些活动中的许多活动涉及大量用户设备可以由网络服务的情况。
发明内容
本申请公开了可以由无线网络使用以实现若干操作改进的技术。
在一个示例方面，公开了一种无线通信的方法。方法包括：将发送资源配置到被组织成子帧的一个或多个空间层，每个子帧中的发送资源沿着包括符号和副载波的时间-频率资源元素的二维网格；以及对于每个空间层，通过以下操作配置相应的资源元素：将第一组资源元素指定为承载根据第一无线电技术的第一组用户设备共用的信号传输的公共资源；将第二组资源元素指定为承载根据第二无线电技术的第二组用户设备共用的信号传输的公共资源；将第三组资源元素指定为承载到第一组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；将第四组资源元素指定为承载到第二组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；以及基于来自所述一个或多个空间层的发送资源的使用，提供与第一组用户设备和第二组用户设备的同时连接，使得来自所述一个或多个空间层的发送资源在空间维度上正交。
在另一个示例方面，公开了另一种无线通信的方法。所述方法包括：将接收资源配置到被组织成子帧的一个或多个空间层，每个子帧中的接收资源沿着包括符号和副载波的时间-频率资源元素的二维网格；以及对于每个空间层，通过以下操作配置相应的资源元素：将第一组资源元素指定为承载来自根据第一无线电技术的第一组用户设备的信号传输的公共资源；将第二组资源元素指定为承载来自根据第二无线电技术的第二组用户设备的信号传输的公共资源；将第三组资源元素指定为承载来自第一组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；将第四组资源元素指定为承载来自第二组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；以及基于来自所述一个或多个空间层的接收资源的使用，提供到所述第一组用户设备和所述第二组用户设备的同时上行链路连接，使得来自所述一个或多个空间层的所述接收资源在空间维度上正交。
在另一个示例方面，公开了另一种无线通信方法。所述方法：配置第五代新无线电(5GNR)无线电技术小区的基站以根据一组兼容规则在网络中执行传输，所述兼容规则允许所述基站与第四代长期演进(4G LTE)无线电技术的向后兼容操作；以及根据所述配置在5GNR小区中执行发送或接收，使得基于5G NR小区中的发送或接收与4G LTE无线电技术之间在空间域中的正交性来实现所述向后兼容操作。
在另一个示例方面，公开了另一种无线通信方法。所述方法包括：使用多个空间波束操作基站以向实现多个无线电技术的用户设备提供同时的无线服务，其中，基站和用户设备之间的通信资源被布置为资源元素的重复子帧，其中，每个资源元素包括时间资源单元和频率资源单元，其中，每个子帧的第一部分被指定用于承载设备特定信号，其中，被指定用于承载设备特定信号的每个子帧的第一部分中的资源元素被配置为使用在多个空间波束上的空间复用，以向实现多个无线电技术的用户设备提供无线服务。
在另一个示例方面，公开了另一种无线通信方法。所述方法包括：配置实现长期演进(LTE)无线电技术的基站，以向用户设备提供蜂窝覆盖，而不使用多媒体广播单频网络(MBSFN)特征；配置基站以使用N个符号执行下行公共控制信道传输，其中，N为2或3；以及在子帧的剩余符号中执行发送或接收，使得基于LTE无线电技术与第五代新无线电(5G NR)小区之间的空间域中的正交性来实现兼容操作。
在另一示例方面，公开了一种实现上述方法的无线通信系统。无线通信系统包括基站(网络端设备)和一个或多个用户设备(现场部署的设备)。
在又一示例方面，公开了一种实现一个或多个上述方法的无线系统。
在又一示例方面，所述方法可以被实现为处理器可执行代码，并且可以被存储在计算机可读程序介质上。
在本申请中描述这些特征和其它特征。
附图说明
这里描述的附图用于提供对本申请的进一步的理解并构成本申请的一部分。示例实施例及其解释说明用于解释该技术，而不是限制其范围。
图1A示出了示例的无线通信网络。
图1B示出了在其中执行上行链路传输和下行链路传输的无线通信系统的简化示例。
图2示出了4G LTE和5G NR的空间复用的示例。两个用户设备(UE)设备同时并且在相同的频带上接收具有不同无线电技术的不同波形。
图3示出了具有3个公共符号的物理资源块PRB时间-频率网格中的公共资源示例。
图4示出了在具有3个公共符号的PRB时间-频率网格中的公共资源(灰色)和用户特定资源(白色)示例的示例。在针对所有用户的波束中发送公共资源。
图5示出了用于在两个波束上进行空间复用的两个时间-频率网格上的用户特定数据的示例，时间-频率网格具有3个公共符号。注意，这些网格中的类似阴影的资源元素(resource element，或资源单元)是相同的，并且在单个波束上发送。
图6描绘了具有2个公共符号的PRB时间-频率网格中的公共资源的示例。
图7示出了具有2个公共符号的PRB时间-频率网格中的公共资源(灰色)和用户特定资源(白色)的示例。在针对所有用户的波束中发送公共资源。
图8示出了用于在两个波束上进行空间复用的两个时间-频率网格上的用户特定数据，时间-频率网格具有2个公共符号。注意，这些网格中的灰色元素是相同的，并且在单个波束上传输。
图9A至图9C是用于空间复用的不同分配的示例。
图10A和图10B描述了公共资源共享示例；图10A示出了符号#1用于4G LTE PDCCH的子帧，而图10B示出了符号#1用于5G NR PDCCH的子帧。
图11A至图11J示出了用于4G LTE和5G NR的共存配置的示例。为简单起见，每个子帧/时隙用单个PRB表示。
图12示出了示例的公共预编码器如何工作。
图13示出了用户设备特定预编码器如何工作。
图14是共享下行链路物理信道的示例的表格表示。
图15是共享上行链路物理信道的示例的表格表示。
图16示出了二维调度的示例。
图17示出了缩放因子为0.5的缩放操作的示例。
图18示出了缩放因子为2的缩放操作的示例。
图19示出了预补偿操作的示例。
图20是示出网络端设备的实现示例的框图。
图21示出了双极化链路的示例。
图22示出了具有2个天线阵列的示例，每个天线阵列具有L个双极化天线。
图23示出了蜂窝回程网络的示例。
图24示出了多集线器天线配置的示例。
图25示出了具有可调输入馈电的Luneburg天线的示例。
图26示出了具有可机械调节的输入馈电位置的Luneburg天线的示例。
图27示出了基于Luneburg天线的传输系统中的预编码的示例。
图28是用于实现本申请中描述的技术的硬件平台的框图。
图29至图32示出了在本申请中描述的无线通信方法的流程图。
具体实施方式
章节标题在本申请中仅用于提高可读性，而不是将在每个章节中描述的技术的范围仅限于该章节。
在不同频带上的频谱是不同无线电技术所使用的有价值的资源。通常，新的无线电技术被部署在先前未使用的频带或过时的技术所采用的频带上。然而，随着新的无线电技术的引入，先前的无线电技术不能总是被在第一时间关闭并且被新的无线电技术代替，因为存在许多仍旧利用先前的无线电技术工作并且不能被升级的设备。因此，新的无线电技术经常被部署在新的频带上，这对于这些技术的运营商来说是一种昂贵的解决方案。
为了克服这个问题，运营商可以在已经分配给现有无线电技术的频带上部署新的无线电技术，并且预期该频带支持这两种无线电技术。这个概念如果被称为“共存”，其中两个或更多个无线电技术共享相同的资源(通常是频带)。随着支持新技术的新设备数量的增加，这种方法为新技术提供了更平滑的迁移。
不同无线电技术共存的示例是在第三代合作伙伴计划的长期演进规范(3GPP 4GLTE)在现有4G LTE频段上使用3GPP 5G NR(New Radio，新无线电)，以及3GPP 5G NR在未经许可的频谱上使用Wi-Fi。
部署共存的主要问题是如何原样支持现有的无线电技术，而无需修改(假定传统设备不能被升级)，同时确保新的无线电技术(例如，支持依赖于信道互易性的改进的信道估计，支持多用户多输入多输出MU-MIMO等)不与现有的无线电技术冲突。
当前用于共存的解决方案提供了在不同的时间资源和频率资源上复用不同的无线电技术。通常，与它们的独立版本相比，这些解决方案降低了共存无线电技术的性能。这些解决方案中的一些解决方案没有灵活的方法来支持共存技术的动态业务负载，并且被实现为不同无线电技术之间在时间和/或频率上的半静态分割。
在本申请中，我们描述了一种利用空间复用技术实现多个无线电技术共存的新型通用方法，以及3GPP 4G LTE与3GPP 5G NR(如下面部分1所述)共存的具体使用示例。与目前的解决方案相比，这种方法提高了共存无线电技术的性能，并能灵活、动态地分配资源，以适应不同无线电技术的业务负载。
1不同无线电技术的空间复用
如本申请中所描述的，不同无线电技术的空间复用利用了信道预测技术(如部分2所述)、互易几何预编码技术(如部分3所述)、基于从用户设备接收到的信号的预编码或后编码技术(如部分4所述)，以及为多个用户设备提供多层、多波束无线连接的技术(如部分5所述)。
所公开的技术的实施例可以在如图1A所示的无线通信系统中实现。如图所示，其中发射机设备102向接收机104发送信号的无线通信系统100。如图所示，信号可以经历各种无线信道和多路径。诸如建筑物和树木的一些反射机可以是静态的，而诸如汽车的其它反射器可以是移动的散射体。发射机设备102可以是，例如，用户设备、移动电话、平板电脑、计算机、或另一种物联网(IoT)设备(诸如智能腕表、照相机等)。接收机设备104可以是诸如基站的网络设备。从基站发送到发射机102的信号可能经历由于静态或移动散射体而导致的类似信道衰减。在本申请中描述的技术可以由无线通信系统100中的设备来实现。术语“发射机”和“接收机”只是用于解释的方便，如这里进一步描述的，根据传输方向(上行链路或下行链路)，网络站点可以正在发送或接收，并且用户设备可以正在接收或发送。
图1B示出了用于突出所公开的技术的某些方面的简化无线网络。发射机向无线网络中的接收机发送无线信号。网络中的一些传输被不同地称为下行链路传输或下行传输，网络端节点(例如基站)充当无线信号的发射机，并且一个或多个用户设备充当这些无线信号的接收机。对于一些其它传输，如图1B所示，传输方向可以相反。这种传输通常被称为上行链路传输或上行传输。对于这种传输，一个或多个用户设备充当无线信号的发射机，并且诸如基站的网络端节点充当这些信号的接收机(如图1B所示)。网络中的其它类型的传输可以包括设备到设备传输，有时称为直接传输或边带传输。虽然为了方便起见，本申请主要使用术语“下行链路”和“上行链路”，但是类似的技术也可以用于执行两个方向上的传输的其它情况，例如，由无线设备接收的入站传输或进站传输以及由无线设备发送的出站或出站传输。例如，下行链路传输可以是用户设备的入站传输，而网络设备的出站传输。类似地，上行链路传输可以是网络设备的入站传输，而来自无线设备的出站传输。因此，对于一些实施例，还可以使用诸如“入站”和“出站”传输的术语来描述所公开的技术，而不向术语“上行链路”和“下行链路”引入任何3GPP特定的或其它无线协议特定的含义。
在频分复用(FDM)网络中，到基站的传输和来自基站的传输可以占用不同的频带(每个频带可以占用连续或不连续的频谱)。在时分复用(TDM)网络中，到基站的传输和来自基站的传输占用相同的频带，但是使用诸如基于时隙的传输的TDM机制在时域中分开。其它类型的复用也是可能的(例如，码分复用、正交时间-频率空间、或OTFS复用、空间复用等)。通常，各种多路复用方案可以相互组合。例如，在空间复用系统中，使用两个端点(例如，用户设备和诸如基站的网络站)之间的方向或取向差异，可以将去往两个不同用户设备和来自两个不同用户设备的传输彼此分开。
1.1利用空间复用共存
这种新颖的方法是基于正交波束上多用户的动态空间复用，其中在每个波束上，在任何时间资源和频率资源上，可以发送任何无线电技术。如在第5部分中进一步描述的，以使交叉波束干扰最小化的方式创建波束。波束可以从空间上分离的多个天线元件(例如，天线阵列)或从任何其它类型的天线(例如，Luneburg透镜)创建。该技术可应用于下行链路和上行链路传输。
图2示出了两种无线电技术-4G LTE和5G NR的空间复用的示例。两个天线(202)正在创建两个正交波束-其上具有5G NR波形的红色波束(204)，以及其上具有4G LTE波形的蓝色波束(206)。在该示例中，UE1可以接收4G LTE，并且蓝波束被对准UE1，而红波束在其方向上具有最小能量。在这个示例中，UE2可以接收5G NR，并且红色波束被对准UE2，而蓝色波束在其方向上具有最小的能量。这两个具有两种不同无线电技术的波形在同一时间和频率资源上共存，仅在空间上分开。
每个无线电技术可以在每个传输间隔中具有公共资源和用户特定资源(user-specific resource)。公共资源通常不是针对特定设备，因此可以被传输扇区中的大多数设备接收的方式来传输(表示为未预编码传输)。这种信号的示例是参考信号(4G LTE信道参考信号CRS)、同步信号(4G LTE/5G NR主同步信号PSS和辅同步信号SSS)和广播信道(4GLTE/5GNR物理广播信道PBCH)。在一些情况下，当特定设备的信道属性仍然未知(例如，在初始访问期间)时，公共资源可以针对特定设备的。
用户特定资源针对特定设备，因此在与其它波束正交的波束上进行预编码。在部分3和部分4中描述了预编码方案的示例。用户特定资源的示例是下行链路数据信道(4GLTE/5GNR物理下行链路共享信道PDSCH)和下行链路控制信道(USS上的5G NR物理下行链路控制信道PDCCH)。
对于不同无线电技术的空间复用，公共资源应该保持未预编码并且与任何其它发送信号正交。这确保从发射机接收这些信号而没有干扰或不利影响。在一些示例中，用户特定资源可以在多个正交波束上同时传输。在其它示例中，在相同频率和时间资源上的多个用户特定数据流的重叠传输由基站处的多个天线和空间域的使用来启用，其中将不同的空间预编码器应用于针对特定用户设备的每个数据流(如在部分4中进一步描述的)。
在图3到图11J中，描绘了资源元素的配置的各种示例，其中，水平轴表示以时间为单位划分的时间，而垂直轴表示以副载波为单位的频率。时间轴单元可以是例如正交频分复用(OFDM)符号的符号。
图3示出了12个副载波和14个OFDM符号(在4G LTE中也称为PRB＝物理资源块)的时间-频率网格中的公共资源的示例。对于具有15kHz副载波间隔的5G NR，可以使用相同的网格。第一符号(#0)被分配有用于4G LTE的公共资源，第二符号和第三符号(#1,#2)被分配有用于5G NR的公共资源，符号#4,#7和#11中具有用于4G LTE的一些公共资源。注意，在时间-频率网格上没有公共资源，该时间-频率网格具有分配给它的多于一个的无线电技术，因此，所有这些公共资源都未被预编码地发送。图4中由白色元素指示的剩余资源可用于不同波形上的用户特定数据的空间复用，也如图5所示。
在图6、图7和图8中示出了在子帧的开始处仅具有两个公共符号的稍微不同的配置的另一示例。第三符号被空间复用，并且可以用于发送预编码的4G LTE数据(PDSCH)和/或预编码的5G NR控制或数据(PDCCH或PDSCH)。
1.2子帧内不同分配
在资源元素(RE)级别上应用空间复用，并且时间-频率网格中的每个RE可以具有不同的空间复用和从天线发送的不同的波束集。空间复用不同无线电技术的能力并不意味着在任何资源元素上，相同的无线电技术不能通过一个或多个波束被发送到一个或多个设备。一些资源元素可以空间复用不同的无线电技术，而一些资源元素可以空间复用相同的无线电技术。图9A至图9B示出了具有3个PRB的子帧的这种示例。第一个PRB(#1)向两个用户设备(一个是4G LTE设备，另一个是5G NR设备)进行空间复用传输(如图9A所示)，第二个PRB(#2)向两个用户设备(均为5G NR设备)进行空间复用传输(如图9B所示)，第三个PRB(#3)向两个用户设备(均为4G LTE设备)进行空间复用传输(如图9C所示)。
1.3不同无线电资源之间共享公共资源
虽然公共资源没有空间复用，但可以为多个无线电技术配置一些公共资源。例如，为4GLTE和5G NR的下行链路控制信道(PDCCH)在同一符号上配置一些资源。两种无线电技术的用户设备都将搜索该符号，以获取针对它们的信息。但是，在每个子帧中，只有一种无线电技术的控制信道将分配给这些资源。图10A和图10B示出了这样一个示例，其中符号#1是共享的公共资源。如图10A所示，在4G LTE业务较大的某些子帧中，可以将两个符号用于4G LTE PDCCH，一个符号用于5G NR PDDCH。在其他子帧中，如图10B所示，在有更多5G NR流量的情况下，两个符号可以用于5G NR PDCCH，一个符号用于4GLTE PDDCH。在任何情况下，两种无线电技术的所有用户设备都被配置为接收两个符号的PDCCH。当它们搜索不同无线电技术的符号时，将检测不到任何针对它们的有效信息。
1.4用于空间复用的4G LTE和5G NR的配置
如前一部分所讨论的，当共存多个无线电技术时，我们必须确保公共资源不会与任何其他资源(公共资源或用户特定资源)冲突。4G LTE和5G NR都具有以不同方式配置它们的系统的一些灵活性。本部分描述了两组特定的配置，它们确保4G LTE和5G NR的共存。其它配置集也可以是有效的。
1.5配置A：三个公共符号
1.5.1 4G LTE:
配置没有MBSFN(多媒体广播单频网络)子帧的LTE。
在三个符号上配置下行链路控制信道(PDCCH)。在符号#0上并且可选地在符号#1至符号#2中的任何一个上发送PDCCH。
在符号#3至#13上发送PDSCH。
1.5.2 5G NR：
配置帧中的第一时隙(其具有同步信号块＝SSB)以与4G LTE子帧对准，所述4GLTE子帧不是#0或#5。
配置30kHz的SSB副载波间隔并使用SSB索引#2。
为匹配速率的LTE CRS配置小区和用户设备。
配置15kHz的副载波间隔
定义用于下行链路控制信道(PDCCH)的CORESET，其中CSS(公共搜索空间)在符号#1至符号#2上和USS(UE特定搜索空间)在符号#1至符号#3中的任何一个上。在符号#1或#2上定义CORESET 0。
在符号#3至#13或符号#4至#13上发送PDSCH。
在符号#3和符号#12上配置DMRS
配置7.5kHz的上行链路网格对准。
在时隙的最后一个符号上配置SRS。
1.6配置B：两个公共符号
1.6.1 4G LTE:
配置没有MBSFN子帧的LTE
在两个符号上配置下行链路控制信道(PDCCH)。在符号#0上以及可选地在符号#1上发送PDCCH。
在符号#2至#13上发送PDSCH。
1.6.2 5G NR：
配置帧中的第一时隙(其具有同步信号块＝SSB)以与4G LTE子帧对准，所述4GLTE子帧不是#0或#5。
配置30kHz的SSB副载波间隔并使用SSB索引#2。
为速率匹配的LTE CRS配置小区和用户设备。
配置15kHz的副载波间隔。
定义用于下行链路控制信道(PDCCH)的CORESET，其中CSS(公共搜索空间)在符号#1上和USS(UE特定搜索空间)在符号#1至符号#2中的任何一个上。在符号#1上定义CORESET0。
在符号#2-13或#3-13上发送PDSCH。
在符号#3和符号#12上配置DMRS
配置7.5kHz的上行链路网格对准。
在时隙的最后一个符号上配置SRS。
1.7用于空间复用配置的4G LTE/5G NR的帧示例
图11A至图11J示出了一种可能的帧配置的示例，其中公共4G LTE和5G NR信号不与其它资源冲突。这些配置示例具有三个公共符号。为简单起见，每个子帧由单个PRB表示。然而，每个子帧中的其它PRB可以具有比附图中所呈现的更少的信号。
图11A示出了4G LTE子帧#0/5G NR时隙#9的示例。
图11B示出了4G LTE子帧#1/5G NR时隙#0的示例。
图11C示出了4G LTE子帧#2/5G NR时隙#1的示例。
图11D示出了4G LTE子帧#3/5G NR时隙#2的示例。
图11E示出了4G LTE子帧#4/5G NR时隙#3的示例。
图11F示出了4G LTE子帧#5/5G NR时隙#4的示例。
图11G示出了4G LTE子帧#6/5G NR时隙#5的示例。
图11H示出了4G LTE子帧#7/5G NR时隙#6的示例。
图11i示出了4G LTE子帧#8/5G NR时隙#7的示例。
图11J示出了4G LTE子帧#9/5G NR时隙#8的示例。
2无线系统中信道预测
本部分中描述的技术可用于预测支持不同无线电技术共存的时分双工(TDD)或频分双工(FDD)系统中的无线信道。这样的系统可以包括基站(BS)和多用户设备(UE)。该技术适用于固定UE和移动UE。通常，这些技术被用于基于稀疏多维几何模型从相对少量的(在频率、时间和空间上)观测计算表示无线信道的正确协方差矩阵。根据该协方差矩阵，计算预测滤波器并将其应用于某些信道测量，以预测某些或所有频率、空间和时间维度中的信道。UE的预测信道以及其它UE的其它预测信道可以用于生成从一个BS到多个UE(多用户MIMO或MU-MIMO)，或从几个BS到多个UE(也称为CoMP--协调多点或分布式MU-MIMO)的预编码下行链路传输。注意，尽管在以下段落中描述的大部分计算负荷归因于BS(或一些其它网络端处理单元)，但是在可选实现中，可以在UE中执行一些计算负荷。
2.1TDD系统
在这种情况下，BS在将来的时间实例中预测从其天线到UE的无线信道。这对于生成预编码下行链路传输可能是有用的。UE可以在某些时刻向BS发送参考信号，BS将从参考信号估计无线信道响应。注意，通常，少量的时间实例应该是足够的，这使得它成为一种适用于移动系统的方法。然后，将估计的信道响应(全部或部分)与所述方法之一一起使用，以确定信道的协方差矩阵并计算预测滤波器。该处理可以在基站本身中进行，或者在远程或网络端处理单元(也称为“云”处理)处进行。预测滤波器可以应用于已经接收的一些信道响应，或者应用于一些其它估计的信道响应，以在将来的时间实例和在期望的频率和空间网格上生成无线信道的预测。
2.2FDD系统
在这种情况下，BS也在将来的时间实例中预测从其天线到UE的无线信道。然而，UE到BS上行链路传输和BS到UE下行链路传输在不同的频带上。预测滤波器的产生类似于TDD系统。UE可以在某些时刻向BS发送参考信号，BS将从参考信号估计无线信道响应。然后，将估计的信道响应(全部或部分)与所述方法之一一起使用，以确定信道的协方差矩阵并计算预测滤波器。并行地，在任何时刻，BS可以向UE发送参考信号。UE将通过其上行链路向BS反馈一些接收到的参考信号(全部或部分)作为原始或处理的信息(隐式/显式反馈)。如果需要，BS将根据从UE接收的信息生成下行链路信道的估计信道响应，并将预测滤波器应用到它。结果是在下行链路频带和未来时刻的预测信道。
2.3用于调制和编码方案(MCS)估计的自预测
在一些实施例中，BS知道信道预测的质量以便正确地确定哪个MCS用于其预编码传输是有用的。用计算的协方差矩阵表示信道越准确；获得更高的预测质量，并且UE将具有更高的接收SNR。
用于确定正确的MCS的一种可能的方法是使用自预测。BS将预测滤波器应用于从UE接收到的一些估计信道响应，预测BS也有其他接收到的估计信道响应的信道。然后，BS将预测的信道与接收的估计的信道进行比较，并计算预测的质量，从中可以确定MCS。
3互易几何编码
如图1A的示例所示，无线信道是反射的叠加。通常由多个无线电技术(例如，LTE和5G NR)支持的几何预编码器基于这些反射器的几何形状。与典型的通信时间标度相比，这种几何形状倾向于相对较慢地改变。例如，考虑到空间域，从无线反射器(或直接从UE)到BS天线的光线到达角(AoA)在几十毫秒的时间尺度内相对恒定，且与频率无关。这与信道状态不同，信道状态是时间和频率相关的。无线信道的互易特性允许我们使用从上行链路传输(UE到BS)获得的关于信道的信息用于下行链路预编码传输(BS到UE)。
几何预编码器将每个层的传输投影到子空间中，该子空间由特定用户的反射器跨越，并且尽可能地与其它层的反射器正交。该子空间与时间和频率无关，并且仅依赖于信道的几何形状。通过协方差矩阵来捕获信道几何形状。在该部分中提出的技术使用上行链路参考信号来计算在每个BS接收天线处的信道响应以及这些测量的协方差矩阵。
例如，在LTE/5G NR系统中，BS可以使用由UE发送的上行链路探测参考信号(SRS)，或者上行链路解调参考信号(DMRS)来计算在不同时间-频率资源元素处的信道响应，并且从中计算空间协方差矩阵。
更正式地，假设i＝1,…，K是用户(或层)索引并且L表示BS天线的数量。假设Hi(f，t)是一个复列向量，表示在L个BS天线处在时间t＝1,…，Nt和频率f＝1,…，Nf上的信道响应。注意，这可以Nt是1，也可以Nf代表所使用的带宽的一小部分。L×L协方差矩阵可以直接计算为
其中(·)H是Hermitian算子，或者间接使用诸如最大似然的技术。例如，在一些实施例中，可以使用Toeplitz最大似然技术。
令K表示预编码传输的用户数量及Ri是其上行链路空间协方差矩阵。同时假设每个用户的归一化上行链路功率分配(用qi≥0表示)满足
跨越从用户到BS的期望信道并且与来自其它用户的信道正交的最佳上行链路矢量空间是在BS处使SINR最大化的上行链路矢量空间：
其中，分子项是信号，分母项是干扰和加性噪声方差。
用于用户i的预编码器被计算为
3.1参考信号的示例
这种将发送信号投影到不同矢量空间中的预编码器不会“反转”信道，并且UE必须均衡信道。因此，UE必须接收预编码参考信号以及预编码数据。参考信号可以是常规参考信号(例如解调参考信号或探测参考信号)之一。可选地或另外地，可以使用新的参考信号来促进这里所述的计算。
3.2调度
当用于预编码下行链路传输的可用用户的数量大于K时，BS可能希望具体地选择空间上尽可能多地分开的K个用户。BS可以使用空间协方差矩阵Ri来确定这组用户。
3.3用于互易几何编码的示例过程
用于计算互易几何预编码器的一个示例过程如下：
1.选择上行链路功率分配(可以简单地是均匀分配，qi＝1/K)
2.对于每个用户i，接收上行链路参考信号并计算信道响应Hi(f，t)
3.对于每个用户i，从接收到的信道响应计算协方差矩阵Ri
4.对于每个用户i，计算上行链路SINR矩阵并找到其最大特征向量/>
5.计算下行链路用户交叉干扰矩阵A(DL)，找出其最大特征向量
6.对于每个用户i，根据计算下行链路功率分配pi
7.对于每个用户i，根据pi和计算几何预编码器Pi
4无线网络中频谱共享
由于不是所有的用户设备都支持高级MU-MIMO传输模式，因此多个无线电技术的共存可能进一步复杂化。这些传统用户设备可以在根本没有频谱共享的假设下操作。这些用户设备可以不具有提供任何种类的下行链路信道反馈的任何装置，或者可以仅具有部分装置，并且可以不支持预编码参考信号，而预编码参考信号可能是均衡预编码数据传输所必需的。在本部分中描述的实施例有利地实现了去往这些传统用户设备和来自这些传统用户设备的频谱共享传输，而不对它们现有的硬件或软件进行任何修改。
图1A所示的简化无线系统包括一个或多个基站和多个用户设备。为了简单起见，首先描述如图1B所示的具有单个基站和具有单个天线的用户设备的系统。在本申请的后面的部分中，描述了对多个基站以及对具有多个天线的用户设备的扩展。
基站具有L条物理天线。这些天线可以被安排成线性天线阵列或任何其它配置。空间预编码器(或简称为预编码器)是L个元素的复合矢量，为不同天线的发送/接收信号提供不同的权重，从而对所得信号的波前进行空间整形。
空间整形(或预编码)与时间维度和频率维度正交。意味着，对于不同的频率和时间资源，可以应用不同的预编码器。
4-1公共预编码器的示例实施例
假设Pc表示公共的预编码器。在下行链路中，公共预编码器的目的是发送将到达基站扇区中的所有用户设备或基站所服务的区域的信号。在上行链路中，公共预编码器被用于其中接收不是来自一小组已知的多用户设备的所有情况。注意，在上行链路处理中，实际上是应用于接收信号的“后编码器(post-coder)”。然而，为了简单起见，术语“预编码器”也将用于上行链路。
公共预编码器的一个示例是产生具有相等角能量的信号的各向同性预编码器。在数学上，该预编码器在空间域(例如，跨越天线阵列元件的空间定位)中是离散增量函数以及在变换后的角域中是恒定值。
Pc＝[0,…,0,1,0,…,0] (1)
其中是离散傅立叶变换。
图12示出了这种预编码器。注意，公共预编码器不需要在时间和频率上是恒定的。不同的时间资源和频率资源可以使用不同的公共预编码器。半圆1202代表所有角度上的恒定能量。星号表示用户设备(或用户设备)。小圆圈1204表示天线，并且它们下面的数字是预编码器权重。
4.2UE特定预编码器的示例实施例
假设是用户i的用户特定预编码器，其中/>是复数权重。在下行链路中，用户特定预编码器的目的是使在特定用户设备处接收的信号能量最大化，同时使对其它接收用户设备的干扰最小化。换句话说，在特定用户设备处使信号干扰噪声比(SINR)最大化。在往复上行链路中，预编码器(后编码器)的目的是使基站处从特定用户设备接收到的信号能量最大化，同时使从其它发送用户设备接收到的干扰信号最小化。图13示出了这种预编码器的示例。蓝色形状表示辐射图案。大部分能量集中于作为目标用户设备的UE#1(如由波瓣1302所示)，而最小能量集中于UE#2(另一个接收用户设备)的方向。在阵列1304中的天线下方示出了施加到每个天线的权重。
4.3下行链路共享物理信道
在下行链路中，基站可以使用其频率资源和时间资源来复用不同的物理信道。这些信道中的一些信道可以通过公共预编码器传输，而一些信道可以通过用户特定的预编码器传输。表1示出了物理信道的这种复用的示例。注意，每个频率和时间资源元素可以根据共享该元素的数据流的数量而用单个或多个预编码器来发送。用户特定的预编码数据通常将与多个用户设备共享资源元素。然而，在资源元素上的单个用户设备的数据传输也可以使用公共预编码器来完成。
表1示出了使用3GPP术语的下行链路物理信道共享示例。网格表示频率和时间资源(22×14)。在图14中还通过颜色编码示出了相同的信息。斜体表化的条目(在图14中具有相同的灰度级)表示公共预编码，而非斜体表化的条目(具有公共灰度级编码)表示用户特定的预编码。行1至行7表示用于多个用户设备的用户特定的预编码数据传输(PDSCH)，以及一些公共预编码参考信号(CRS)和公共预编码控制信道(PDDCH)。行8至行11表示公共预编码广播信道传输(PBCH)。行12至行15表示没有频谱共享的公共预编码单用户设备数据传输(PDSCH)。行16至行22表示具有用于多个用户设备的参考信号(DMRS)和公共预编码参考信号(CRS)的用户特定预编码数据传输(PDSCH)。
表1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 PDCCH PDCCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
2 CRS PDCCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH
3 PDCCH PDCCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
4 PDCCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
5 PDCCH PDCCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
6 CRS PDCCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH
7 PDCCH PDCCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
8 PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH
9 PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH
10 … … … … … … … … … … … … … …
11 PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH
12 PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH PBCH
13 PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
14 … … … … … … … … … … … … … …
15 PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
16 PDSCH DMRS PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH DMRS CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
17 CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH DMRS CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH DMRS CRS PDSCH
18 PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
19 PDSCH DMRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH DMRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
20 PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH DMRS PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH DMRS PDSCH PDSCH
21 CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH CRS PDSCH
22 PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH PDSCH
4.4物理信道的上行链路共享的示例实施例
可以在频率和时间资源内复用不同的上行链路物理信道。基站在其所有天线处接收来自所有源的上行链路传输并对其进行处理。
公共信道(其可以表示不是来自已知的一小组多个用户设备的传输情况)用公共预编码器Pc(l,f,t)来处理。基站中接收和处理的数据为：
其中f和t是频率和时间索引，Xi(f,t)是来自用户设备i的上行链路数据符号，Hi(l,f,t)是从用户设备i到天线l的频率信道响应，n(l,f,t)是加性噪声项。
类似地，用户特定信道利用其用户特定预编码器处理
将用户特定预编码器应用于所接收的上行链路信号的操作充当信道解耦器，其将MU-MIMO链路转换为具有解耦SISO链路的并行系统。这使得能够在基站处并行实现独立的接收机，如稍后在本申请中所描述的。
表2(和图15)示出了这种物理信道复用的示例。这里，预编码器类型的选择也是按每个资源元素的。用户特定的预编码数据通常将与多个用户设备共享资源元素。然而，在资源元素上对来自单个用户的数据的处理也可以使用公共预编码器来完成。
表2示出了使用3GPP术语的上行链路物理信道共享示例。网格表示频率和时间资源(20×14)。斜体和常用颜色条目表示公共预编码，非斜体和常用颜色编码条目表示用户特定的预编码。行1至行4表示具有来自多个用户设备的解调参考信号(DMRS)的用户特定的上行链路数据传输(PUSCH)，以利用用户特定的预编码器进行处理。行5至行8表示用公共预编码器处理的公共上行链路控制信道传输(PUCCH)。行9至行12表示用公共预编码器处理的公共上行链路随机接入信道传输(PRACH)。行13至行16表示用户特定的上行链路数据传输(PUSCH)，其具有来自多个用户设备的解调参考信号(DMRS)，以使用用户特定的预编码器来处理(除了具有公共的探测参考信号(SRS)的最后一列，其可以使用公共的预编码器来处理)。行17至行20具有带有解调参考信号的单个用户特定数据传输，解调参考信号可以用公共预编码器或用用户特定预编码器来处理。
表2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH
2 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH
3 … … … … … … … … … … … … … …
4 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH
5 PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH
6 PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH
7 … … … … … … … … … … … … … …
8 PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH PUCCH
9 PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH
10 PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH
11 … … … … … … … … … … … … … …
12 PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH PRACH
13 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH SRS
14 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH SRS
15 … … … … … … … … … … … … … …
16 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH SRS
17 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH
18 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH
19 … … … … … … … … … … … … … …
20 PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH DMRS PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH PUSCH
4.5初始过程的示例
本部分描述了用户设备在共享频谱上发送/接收数据所需的过程。在此之前，基站可以调度用户作为单个用户设备进行发送/接收，而不需要任何频谱共享。
该过程可以如下：
1.用户设备发送上行链路参考信号。这些参考信号可以特定于信道探测或者可以是上行链路数据传输的一部分。例如，LTE/5G NR中的SRS或上行链路DMRS。
2.基站可以从接收到的参考信号计算上行链路信道响应Hi(l，f，t)。
3.基站可以计算维度L×L的空间协方差矩阵Ri。存在用于计算该协方差矩阵的不同方法。例如，在Nf个音调和Nt个时间采样上求平均的秩为1的协方差矩阵，直接从信道响应计算：
其中(·)H是Hermitian共轭运算。
也可应用其它更先进的技术(例如最大似然或参数化协方差构造)来计算Ri。
4.基站可以检测辐射波的主到达角(AOA)。主AOA的概念假定无线信道反射通常围绕主角度的某一角度扩展而来。这一步骤有助于对有一定角度间隔的用户进行调度。可以使用不同的技术来计算主AOA。例如，将空间信道响应变换到角域并检测具有最高能量的角度。可选择地，也可以应用更复杂的技术(诸如L-1最小化和最大似然)来检测反射器的角度。如果一个用户没有可识别的主AOA，例如完全非视线(NLOS)或角度分布非常大的情况，基站可能会决定将该用户设备作为单个用户，不与其他设备共享频谱。
5.基站计算出用户设备的空间协方差矩阵和主AOA后，就可以进行频谱共享上行或下行传输调度了。需要注意的是，这两种测量方法都很稳健，对移动性并不十分敏感，因为它们完全依赖于信道的几何形状，而信道的几何形状通常变化缓慢。基站可以根据信道条件和/或信道条件的变化率刷新和更新这些指标。
4.6调度的示例
对于频谱共享无线系统，调度算法除了需要考虑诸如流量要求(吞吐量、延迟等)和信道条件(频率响应、SINR等)等标准指标外，还需要考虑用户的角度间隔。最小角度间隔是基站天线数量、波束结构和所需SINR的函数。对于一组需要在特定时间段内进行下行或上行传输调度的用户，调度算法需要在频率和角度的二维平面上分配用户设备。利用检测到的主AOA，调度算法选择具有足够角度间隔的用户设备，以尽量减少共享相同频率和时间资源要素的所有用户设备之间的交叉干扰。图16显示了针对4个用户设备的此类调度示例。波束模式1602、波束模式1604、波束模式1606和波束模式1608代表四个UE，沿水平方向的角轴绘制。在右侧，分离这些传输的一种可能方法包括为波束模式1604和波束模式1608使用在角域中分离的时间/频率位置，并类似地将波束模式1602、波束模式1606传输合并到相同的时间/频率上。
4.7预编码器计算的示例
一旦为频谱共享传输选择了一组用户设备，基站就可以根据它们的协方差矩阵来计算要应用于下行链路传输或上行链路接收的预编码器。可以将预编码器计算为使一些准则(通常是与SINR相关的准则)最大化的矢量。
在其一般形式中，预编码器可以满足以下条件：
A.使某些角扇区中的信号能量最大化。这将能量集中到目标用户设备的主AOA。
B.使某些角扇区中的信号能量最小化。这减少了对共享频谱的其它用户设备的干扰。
C.在一些角扇区中与参考波束相比使信号能量最小化。这对波束进行整形以匹配参考波束(其通常是公共预编码器的波束)。
在下行链路中，预编码器的能量也可以通过某种功率分配来缩放，以进一步控制每个用户设备的接收SINR。
作为示例，用于两个用户设备的预编码器计算可以包括：计算用于第一用户设备的预编码器计作为使第一用户设备的主AOA处的信号能量最大化同时使第二用户设备的主AOA的方向上的信号能量最小化的矢量；以及计算用于第二用户设备的预编码器作为使第二用户设备的主AOA处的信号能量最大化，同时使第一用户设备的主AOA方向上的信号能量最小化的矢量。
4.8在FDD中预编码的示例
预编码器的计算仅基于上行链路信道测量。通常，所计算的预编码器对于上行链路频率是正确的，并且应该仅应用于上行链路接收。在FDD中，对于下行链路，所计算的预编码器应该通过下行链路频率与上行链路频率的比率来按比例放大或缩小。
下面的等式解释了具有Δx的天线间隔的线性天线阵列的缩放过程。假设PUL是计算的预编码器矢量，并且假设α＝fDL/fUL是频率比。上行链路预编码器的连续空间函数可以表示为
/>
用于下行链路的预编码器向量是通过在空间域中对连续的下行链路预编码器函数进行采样来获得的，/>通过因子α被定义为的/>缩放版本。
下行链路的离散预编码器矢量为
l＝1,…,L。注意，这种缩放操作也可以通过因子α-1作为上行链路预编码器矢量的重采样操作来实现。
可替换地，对于协方差矩阵Ri的参数化构造的一些方法，检测到的主AOA可以按因子α缩放，从而生成适于下行链路频率的缩放后的协方差矩阵，并且不需要对预编码器矢量进行进一步缩放。
图17示出了缩放因子为0.5的缩放示例。在图17中，原始估计的信道响应由X个标记示出。这表示例如对上行链路信号执行的测量的结果。圆样本表示根据等式(6)到(8)导出的结果缩放响应。
图18示出了另一示例，其中缩放比例因子是2。虽然图17和图18中的示例是相对简单的缩放比例因子，但是它们被包括以进一步解释在本申请中公开的缩放比例运算的概念。
4.9预补偿的示例
为了支持不支持预编码参考信号的传统用户设备，应该执行它们的预编码QAM符号的预补偿。如图19所示，预补偿因子对在下行链路中被发送到该用户设备的用户特定数据流的所有预编码QAM符号进行缩放。预补偿因子的目的是补偿用户特定预编码器和公共预编码器之间的信道响应的差异。这样，接收设备接收具有与公共预编码信道响应类似的信道响应的用户特定预编码传输。然后，用户设备可以将其用户特定的数据传输与使用公共预编码器时发送的参考信号进行均衡。
在图19中，协方差矩阵和公共预编码器用于计算用户特定预编码器矢量Pus、功率分配λ和预补偿β。然后，将该用户特定流的每个QAM(或QPSK)符号X按λ和β缩放，然后乘以预编码器。得到的是经缩放和预编码的矢量Y。
例如，在LTE中，传统设备可以仅支持传输模式1(TM1)，并且不被设计为接收多用户传输或者使用预编码参考信号进行均衡(DMRS)。用于PDSCH数据均衡的唯一可用参考信号是小区参考信号(CRS)。在频谱共享系统中，如这里所述，CRS可以用公共预编码器预编码，并且多个PDSCH传输可以用共享相同频谱的用户特定预编码器预编码。由于QAM符号的预补偿，用户设备将接收具有相同信道响应的CRS和PDSCH，并将能够对其进行均衡和解码。
4.10基站体系结构的示例
频谱共享系统可以在具有独立并行接收机/发射机的基站处实现，如图20所示。在接收机或发射机中不需要联合处理来消除用户之间的交叉干扰。仅考虑预编码器的计算，不同的用户共享频谱。
如图20所示，可以如下处理去往/来自用于发送或接收信号的天线阵列的信号。上行链路接收机电路可以从天线阵列接收信号。参考信号部分可以被传递到执行协方差计算和到达角计算的参考信号处理系统。这些计算的结果被提供给调度器和/或预编码器/功率分配器以供将来使用。用户特定的信号可以通过N个用户设备的后编码器Pc、Pus,1....Pus,N传递。相应的后处理信号可以用于数据接收器，该接收器可以执行解调/纠错编码等。
在发送端，每个用户设备的数据流可以通过预编码器和下行链路传输电路，并应用于天线阵列，以便在下行链路方向进行传输。
4.11多层通信的扩展的示例
在前面部分中描述的方案可以容易地从单极化天线扩展到双极化天线。L个基站天线中的每个可以是双极化天线，并且用户设备也可以具有双极化天线。通过这种配置，可以将两个独立的数据流(或层)从基站发送到用户设备以及从用户设备发送到基站。基站处的每个双极化天线与用户设备处的双极化天线形成2×2链路，如图21所示。两个双极化天线可以使用相同的精确预编码器。用于预编码器的计算的协方差矩阵可以从任一(或两个)双极化天线的上行链路信道响应中导出。
图21示出了基站和用户设备(UE)之间的双极化链路的示例。在该示例中，基站的天线位于左侧的线性天线阵列上，标记为“X”，并且用户设备位于右侧。每个基站的双极化天线形成到用户设备的双极化天线的2×2链路。
通过在基站处使用彼此间隔开的附加天线阵列以及在用户设备处使用多个双极化天线，可以将这种每用户设备多层(multi-layer per user device)概念进一步扩展到多于两层，如图22的示例所示。
图22示出了每个用户设备多层的示例。基站具有2个天线阵列，每个天线阵列具有L个双极化天线。用户设备具有2个双极化天线。这相当于到用户设备的L个4×4链路。
4.12扩展到多个基站的示例
在前面部分中描述的多层方案可以在彼此间隔开的单独的基站上实现。每个基站可以具有一个或多个天线阵列，并且用户设备可以具有多个天线。每个基站的发送/接收可以独立于其它基站或者使用侧链路(side-link)与它们协调。
5多层多波束通信系统
本部分描述了一种使用多波束的点对多点(point-to-multi-point，PTMP)通信系统的新方法。具有一个或多个天线(或天线阵列)的集线器通过指向这些设备的多个波束与多个设备通信。这些设备中的每个可以具有单条天线或多条天线。此外，集线器和设备天线可以具有单极化或双极化。以这种方式，可以同时在集线器和这些设备中的每个之间建立多层链路，也称为MIMO。
所提供的系统的一个新颖性方面在于，波束被设计成使在每个设备处的期望的信号能量最大化，同时使来自其它波束的干扰最小化。例如，波束可以在其它波束的角方向刻槽，从而使对它们的干扰最小化。这是通过对所发送的符号进行预编码或对接收到的符号进行后编码来实现的。
所提供的系统的另一个新颖性方面是使用特定天线(例如，Luneburg多波束天线)代替线性天线阵列。与线性天线阵列相比，这种天线通常需要输入馈电的数量和目标设备的数量之间存在一比一的比率，在线性天线阵列中，由于较高角度中的波束加宽效应(beamwidening effect)，所述比率通常较高。
5.1用于固定设备的多层多波束系统
对于固定设备，波束可以被设置在指向设备的固定方向。这种系统的一个示例是蜂窝回程(cellular backhaul)，其中连接到光纤馈电的集线器与远程塔(没有光纤连接)通信。图3示出了这种示例。
图23示出了蜂窝回程示例。表示为PoP(存在点，Point of Presence)的集线器连接到光纤(未明确示出)，并使用Luneburg天线和指向这些塔的三个不同波束与远程塔通信。如果Luneburg具有双极化输入馈电并且远程天线也是双极化的，则可以在集线器和每个塔之间建立两层链路。
在远程设备和集线器上的双极化天线和多条天线都可以用于在集线器和设备之间建立多层链路。注意，为了高质量的多层链路，多条天线应该在空间上分开。图24示出了这种系统的示例。
在图24中，集线器具有两个Luneburg天线，每个Luneburg天线具有以具有双天线的三个远程塔为目标的三个波束。如果所有天线都是双极化的，则可以在集线器和每个塔之间建立4层链路。
在一些实施例中，线性天线阵列可以用在多层多波束系统中。然而，它们在角度θ的波束是sin(θ)的函数，而不是θ的函数，因此在较大的角度时变得更宽。换句话说，小角度处的目标设备将具有比大角度处的目标设备窄的波束。这个缺点可以通过使用特殊的天线(例如，Luneburg天线)来克服。对于Luneburg天线，波束对于任何角目标都是相同的。因此，与等效天线阵列相比，通常需要较少的输入馈电。
Luneburg天线的一个特性是波束的角方向是输入馈电的位置的函数，如图25所示。
图25示出了具有可调输入馈电的Luneburg天线的示例。两个输入馈源Y1和Y2被设置在产生指向角度θ1和θ2的波束的位置ξ1和位置ξ2。沿着水平轴改变位置ξ1和ξ2也将改变θ1和θ2。
当使用Luneburg天线时，可以调整输入馈电的位置，使得非预编码输出波束将指向远程设备。为此，具有可机械调节输入馈电位置的Luneburg天线是有用的，如图26的示例所示，图26示出了具有可机械调节的输入馈电位置的Luneburg天线的示例。在这个例子中，Luneburg透镜具有27个输入馈源，所述输入馈源是双极化天线，布置在3个不同仰角(Elevation)的行中，每行由9个天线组成。在每行中，天线元件被放置在方位角轨道上，并且可以在方位角中调整每个天线的位置。类似地，仰角轨道也可用于调整每个波束的仰角。
在机械调整的顶部，通过预编码(或接收信号的后编码)可以对波束的辐射图进行进一步的整形。
图27示出了两个输入流和两个输出波束的预编码示例。在一些实施例中，在天线的预编码(或后编码)操作和馈电输入(或输出)之间传递的信号的数目可以大于无线站点的数目。例如，可以经由加法组合或减法组合来组合多个信号，以实现去往/来自一些无线站点的方向性。
通过将每个输入符号(但是以不同的权重)馈送到所有天线馈源，可以对所发送的波束进行整形，以使每个目标处的SINR(信干噪比)最大化。类似地，来自所有天线馈源的接收符号可以在对它们应用不同的权重之后被处理，以最大化接收SINR。
5.2Luneburg预编码示例
两个输入符号X1和X2利用权重Pi，j进行预编码，权重Pi，j创建待发送到天线Y1和Y2的两个输入馈电。在矢量表示法中，Y＝P·X，其中P是具有元素Pi，j的矩阵。
5.3用于移动设备的多层多波束系统
对于移动设备，例如无线接入网络(RAN)的情况，可以动态地生成波束以指向所选择的一组设备的方向。注意，上行链路信道测量足以设计这些波束。
当为此目的使用Luneburg天线时，可以调整输入馈电以输出在角域中均匀间隔开的非预编码波束。在预编码之后，波束将使每个目标设备处的SINR基本最大化。
5.4多波束预编码
对于具有K个输入端口的天线，假设bk(θ)是对由输入端口k＝1，…，K产生的第k个波束进行建模的函数，作为角度θ的函数。例如，线性天线阵列可以通过bk(θ)＝constant建模，Luneburg天线可以被建模为一维jinc函数，如以下给出的
其中，J1(·)是第一种贝塞尔函数λ是波长，/>是期望的角波束的中心。
为了预编码N≤K个不同的信息符号流，定义N个输出端口，它们是由θii＝1，…，N定义的角度目标，其中实施例可以旨在集中每个流的能量并避免来自其他流的干扰。
注意，对于Luneburg天线，建议对于剩余波束(如果存在)k＝N+1,…，K处于满足旁瓣辐射约束和期望SINR的选定角度。
预编码器将对辐射图进行整形，使得在任何角度θi附近，输出端口i的能量被最大化，而所有其它端口j≠i的能量被最小化。为了实现这一点，每个输入符号Xi在与权重向量相乘之后被馈送到所有K个输入端口。更正式地说，设P为一个K×N权重矩阵。然后，给Luneburg天线馈电的实际K个输入被计算为Y＝P·X。在图27中给出了具有两个端口的预编码的示例。该预编码器P是根据从Bk(x)、bk(α)的傅立叶变换和θi周围的角度窗口(指定角度约束)导出的数学基础来计算的。
在一些实施例中，无线通信设备(例如，图23或图24中所示的PoP设备)包括馈电端口，该馈电端口包括多个输入馈电和电连接到馈电端口的预编码子系统以及电连接到预编码子系统的天线子系统。天线子系统被配置为使用多个波束将预编码子系统的输出信号发送到多个无线站点。预编码子系统被配置为对来自馈电端口的输入信号执行预编码操作，其中预编码操作使到多个无线站点的传输的期望信号电平与干扰比最大化。
在一些实施例中，天线子系统包括空间上分离的一个或多个天线。在一些实施例中，天线子系统包括一个或多个Luneburg天线。在一些实施例中，一个或多个Luneburg天线是空间分离的。在一些实施例中，一个或多个天线被配置为使用双极化模式进行发送或接收。
在一些实施例中，输出信号包括数量等于或大于多个无线站点的数量的多个信号。这些信号可以是输出信号的分量，其可以表示多个逻辑信号流，多个逻辑信号流可以被组合以实现方向性，例如，如关于图27所描述的。
6所公开技术的实施例、方法和实施方式
图28示出了可用于实现本申请书中公开的各种功能的硬件平台2800。硬件平台2800包括一个或多个处理器2802、可选的存储器或内存2804以及用于数据通信的收发机电路2806(在一些实施方式中，存储器可以在处理器内部)。一个或多个处理器2802被配置为实现这里描述的各种技术。存储器2804可以存储处理器可执行代码和/或用于基于处理器的处理的输入或输出数据。收发机电路2806可以实现用于数据的发送和/或接收的通信协议，例如使用有线或无线协议。硬件平台2800还可以包括一个或多个天线(例如，图2中描绘的202)，所述天线被配置为用于接收或发送如本申请中所描述的无线信号。
以下列表公开了优选地在实施例中实现的各种方案，在所述实施例中允许同时连接到实现不同无线电技术的无线用户设备。这些方案可以由无线网络的基站或gNB中的硬件平台(如图28所示)来实现。
1.一种无线通信的方法(例如，图29中所描绘的方法2900)，包括：将发送资源(Transmission Resoutce，或称为发送资源)配置到被组织成子帧的一个或多个空间层(2902)，每个子帧中的发送资源沿着包括符号和副载波的时间-频率资源元素的二维网格。可以基于空间复用来配置空间层，例如，如参照图2、图5、图8、图9A至图9C、部分1等所描述的。
方法2900还包括，对于每个空间层，通过以下操作来配置相应的资源元素：将第一组资源元素指定为承载根据第一无线电技术的第一组用户设备共用的信号传输的公共资源(2904)；将第二组资源元素指定为承载根据第二无线电技术的第二组用户设备共用的信号传输的公共资源(2906)；将第三组资源元素指定为承载到第一组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源(2908)；将第四组资源元素指定为承载到第二组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源(2910)；以及基于使用来自所述一个或多个空间层的发送资源以使得来自所述一个或多个空间层的发送资源在空间维度上正交，提供与所述第一组用户设备及所述第二组用户设备的同时连接(2910)。
参照图3到图11J描述第一组资源元素、第二组资源元素、第三组资源元素和第四组资源元素的配置的各种示例。例如，第一组RE可以用于公共控制信道或公共参考信号的通信。例如，第二组RE可以用于承载用户设备特定信号，例如数据信号和UE特定参考信号。可以基于在部分3和部分4中描述的方案来确定用于传输的预编码和这些RE的布置。在其它示例中，步骤2900可以利用部分5中所描述的方案来配置来自一个或多个空间层的发送资源。
2.根据方案1所述的方法，其中，来自所述一个或多个空间层的所述发送资源在时间维度和/或频率维度上进一步正交。另外，在一些实施例中，还可以实现码分正交性。
3.根据方案1所述的方法，其中，通过由于根据以下复用模式中的一种复用模式配置所述子帧来复用所述一个或多个空间层的数据传输来提供所述同时连接：第一模式，在第一模式下所述一个或多个空间层中的每个空间层被用来承载用于所述第一无线电技术或所述第二无线电技术的传输，或第二模式，在第二模式下至少一些空间层被用来承载不同无线电技术的传输。
4.根据方案1至方案3中任一项所述的方法，其中，所述第一组、所述第二组、所述第三组和所述第四组中的至少一个在自帧中未被分配资源元素。例如，在一些情况下，整个子帧可以用于仅承载用于单个无线电技术的通信，在这种情况下，将不分配资源元素以供实现不同无线电技术的用户设备使用。
5.根据方案1至方案4中任一项所述的方法，其中，至少一些资源元素的位置用于分配给第一组资源元素或第三组资源元素。
6.根据方案1至方案3中任一项所述的方法，其中，第一无线电技术包括第四代长期演进(4G LTE)技术。
7.根据方案1至方案3中任一项所述的方法，其中，第一无线电技术包括正交时间-频率空间(OTFS)调制方案。
8.根据解决方案1-7中任一项所述的方法，其中，第二无线电技术包括第五代新无线电(5G NR)技术。
9.根据方案4至方案5中任一项所述的方法，其中，第一组资源元素中的一些资源元素的配置和第二组资源元素中的一些资源元素的配置在三个时间符号上重叠。参照图4、图5和图9A至图9C描述一些示例。
10.根据方案4至方案5中任一项所述的方法，其中，第一组资源元素中的一些资源元素的配置和第二组资源元素中的一些资源元素的配置在两个时间符号上重叠。例如，参照图7、图8和图9A至图9C描述了一些示例。
11.根据方案1至方案10中任一项所述的方法，其中，所述方法在工作于频分双工模式的无线网络中执行。
12.根据方案1至方案10中任一项所述的方法，其中，所述方法在以时分双工模式操作的无线网络中执行。
13.根据方案1至方案13中任一项所述的方法，其中，基于上行链路参考信号的接收处理来确定来自所述一个或多个空间层的在空间维度上正交的发送资源。
上面列出的方案主要公开了下行链路信号传输。然而，如贯穿本申请所描述的，也可以针对来自实现不同无线电技术的用户设备的上行链路传输来实现类似的空间复用技术。
以下方案可以优选地由用于使用不同无线电技术的上行链路传输的同时操作的一些实施例来实现。
14.一种无线通信方法(例如，图30所示的方法3000)，包括：将接收资源配置到被组织成子帧的一个或多个空间层，每个子帧中的接收资源沿着包括符号和副载波的时间-频率资源元素的二维网格(3002)，对于每个空间层，通过以下操作配置相应的资源元素：将第一组资源元素指定为承载来自根据第一无线电技术的第一组用户设备的信号传输的公共资源(3004)；将第二组资源元素指定为承载来自根据第二无线电技术的第二组用户设备的信号传输的公共资源(3006)；将第三组资源元素指定为承载来自第一组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源(3008)；将第四组资源元素指定为承载来自第二组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源(3010)；以及基于使用来自所述一个或多个空间层的接收资源以使得来自所述一个或多个空间层的所述接收资源在空间维度上正交，提供到第一组用户设备和第二组用户设备的同时上行链路连接(3012)。
15.根据方案14所述的方法，其中，来自所述一个或多个空间层的所述接收资源在时间维度和/或频率维度上进一步正交。
16.根据方案14所述的方法，其中，通过由于根据以下复用模式中的一种复用模式配置所述子帧来复用所述一个或多个空间层的资源，提供所述同时连接：第一模式，在第一模式下所述一个或多个空间层中的每个空间层被用来承载用于第一无线电技术或第二无线电网络技术的传输；第二模式，在第二模式下至少一些空间层被用来承载不同无线电技术的传输。
17.根据方案14至方案16中任一项所述的方法，其中，第一组、第二组、第三组和第四组中的至少一个在子帧中未被分配资源元素。
18.根据方案14至方案17中任一项所述的方法，其中，至少一些资源元素的位置用于分配给第一组资源元素或第三组资源元素。
19.根据方案14至方案17中任一项所述的方法，其中，第一无线电技术包括第四代长期演进(4G LTE)技术。
20.根据方案14至方案17中任一项所述的方法，其中，第一无线电技术包括正交时间-频率空间(OTFS)调制方案。
在美国专利8,976,851和美国专利9,444,514中进一步描述了OTFS调制方案，美国专利8,976,851和美国专利9,444,514的全部内容将被包含于此作为参考。例如，使用OTFS，可以在发送或接收信号之前在延迟多普勒域中处理发送资源。
21.根据方案14至方案17中任一项所述的方法，其中，第二无线电技术包括第五代新无线电(5G NR)技术。
22.根据方案14至方案21中任一项所述的方法，其中，所述方法在工作于频分双工模式的无线网络中执行。
23.根据方案14至方案22中任一项所述的方法，其中，所述方法在以时分双工模式操作的无线网络中执行。
24.根据解决方案14至方案23中任一项所述的方法，其中，基于上行链路参考信号的接收处理来确定来自所述一个或多个空间层的在空间维度上正交的发送资源。
以下技术方案可以优选地由实现了与LTE无线电技术的向后兼容操作的5G基站的一些实施例来实现。
25.一种无线通信方法(例如，图31所示的方法3100)，包括：配置第五代新无线电(5G NR)无线电技术小区的基站以根据一组兼容规则在网络中执行传输，所述兼容规则允许所述基站与第四代长期演进(4G LTE)无线电技术的向后兼容操作(3102)；以及根据所述配置在5G NR小区中执行发送或接收，使得基于5G NR小区中的发送或接收与4G LTE无线电技术之间在空间域中的正交性来实现所述向后兼容操作(3104)。
26.根据方案25所述的方法，其中，所述兼容性规则包括：配置帧中的第一时隙以与4G LTE子帧对准，所述4G LTE子帧不是编号#0或编号#5。
27.根据方案25至方案26中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括：配置30kHz的同时信号块(SSB)副载波间隔并使用SSB索引#2。
28.根据方案25至方案27中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括：配置基站和在5G NR无线电技术小区中服务的用户设备，以用于速率匹配LTE小区特定参考信号(CRS)。
29.根据方案25至方案28中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括配置15kHz的副载波间隔。
30.根据方案25至方案29中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括配置在符号#3和符号#12上的解调参考信号(DMRS)的传输。
31.根据方案25至方案30中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括配置7.5kHz的上行链路网格对准。
32.根据方案25至方案31中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括在帧的最后一个符号上配置探测参考信号(SRS)。
33.根据方案25至方案32中任一项所述的方法，其中，在所述4G LTE技术被配置为使用帧的第一符号和第二符号用于下行链路控制信道的传输以及使用所述帧的第三符号用于下行链路共享信道传输的情况下，所述方法还包括：利用在符号#1或#2中的任何一个上的公共搜索空间(CSS)或者在符号#1至符号#3中的任何一个上的UE特定搜索空间(USS)，定义用于下行链路控制信道(PDCCH)的控制资源集(CORESET)，并且在符号#1或符号#2上定义CORESET 0；以及在符号(a)#3至#13或符号(b)#4至#13上发送物理下行链路共享信道传输(PDSCH)。
34.根据方案25至方案33中任一项所述的方法，其中，在4G LTE技术被配置为使用帧的第一符号和第二符号用于下行链路控制信道的传输和/或下行链路共享信道传输的情况下，所述方法还包括：利用在符号#1或符号#2中的任何一个上的公共搜索空间(CSS)或者在符号#1至符号#3中的任何一个上的UE特定搜索空间(USS)，定义用于下行链路控制信道(PDCCH)的控制资源集(CORESET)，并且在符号#1上定义CORESET 0；以及在符号(a)#2至符号#13或符号(b)#3至符号#13上发送物理下行链路共享信道传输(PDSCH)。
在本申请的部分1.4至部分1.7中提供了上述方案的其它示例。
以下技术方案可以由一些基站实现，以同时向使用各种不同无线接入技术操作的用户设备提供无线服务。
35.一种无线通信方法(例如，图32所示的方法3200)，包括：使用多个空间波束操作基站以向实现多个无线电技术的用户设备提供同时的无线服务(3202)，其中，基站和用户设备之间的通信资源被布置为资源元素的重复子帧，其中，每个资源元素包括时间资源单元和频率资源单元，其中，每个子帧的第一部分被指定用于承载设备特定信号，其中，被指定用于承载设备特定信号的每个子帧的第一部分中的资源元素被配置为使用在多个空间波束上的空间复用，以向实现多个无线电技术的用户设备提供无线服务。在一些示例中，方法3200可以利用部分5中描述的方案来为固定用户设备(例如，见部分5.2)和移动用户设备(例如，见部分5.4)配置多个空间波束。
36.根据方案35所述的方法，其中，设备特定信号包括来自基站的下行链路传输。
37.根据方案35所述的方法，其中，设备特定信号包括到基站的上行链路传输。
38.根据方案35至方案37中任一项所述的方法，其中，基于对来自特定用户设备的上行链路参考信号传输的处理，将资源元素分配给特定用户设备用于下行链路和上行链路信号两者。
39.根据方案35至方案38中任一项所述的方法，其中，多个无线电技术包括第四代长期演进(4G LTE)和第五代新无线电(5G NR)无线电技术。
40.根据方案35-38中任一项所述的方法，其中，多个无线电技术包括正交时间-频率空间(OTFS)调制方案。
41.根据方案35-40中任一项所述的方法，其中，在每个子帧的第二部分中的资源元素被指定用于承载实现特定无线电技术的用户设备共有的信号。
42.根据方案41所述的方法，其中，每个子帧的第二部分被配置为承载用于公共控制信道传输或公共参考信号传输的信号。
43.一种无线通信方法，包括：配置实现长期演进(LTE)无线电技术的基站，以向用户设备提供蜂窝覆盖，而不使用多媒体广播单频网络(MBSFN)特征；配置基站以使用N个符号执行下行公共控制信道传输，其中，N为2或3；以及在子帧的剩余符号中执行发送或接收，使得基于LTE无线电技术与第五代新无线电(5G NR)小区之间的空间域中的正交性来实现兼容操作。
上述方法可以由LTE基站使用如图28所示的硬件平台来执行。
44.根据方案43所述的方法，其中，N为3。
45.根据方案43所述的方法，其中，使用符号编号3至13来执行下行链路共享信道传输。
46.根据方案44至方案45所述的方法，其中，使用符号0和符号1来执行下行链路公共控制信道传输。
47.根据方案44至方案45所述的方法，其中，使用符号0、符号1和符号2来执行下行链路公共控制信道传输。
48.根据方案43所述的方法，其中，N为2。
49.根据方案48所述的方法，其中，使用符号编号2至符号编号13来执行下行链路共享信道传输。
50.根据方案44至方案45所述的方法，其中，使用符号0和符号1来执行下行链路公共控制信道传输。
51.根据方案43至方案50中任一项所述的方法，其中，基于关于5G NR小区的操作的信息来执行所述配置。
52.一种无线通信装置，所述无线通信装置包括处理器和收发机，其中，处理器被配置为执行根据方案1至方案42中的任一项或更多项所述的方法，收发机被配置为根据方案1至方案51中的任一项或更多项中所述的方法来发送或接收波形。
关于这里描述的技术方案，在理论上可以实现信号之间的“正交”，但是实际上信号可以具有少量的重叠。换句话说，在一些情况下，正交可以是数学上完美的；然而，由于诸如非理想滤波器实现和量化误差的操作限制，它在严格的数学意义上可以是“接近正交的”。
应当理解，描述了用于允许实现多个无线电技术或空中接口协议的无线网络的共存和协作的技术。一个方面，实现不同无线电技术的多个用户设备的同时连接是通过以与相应无线电技术兼容的方式向每个用户设备提供信号来实现的，同时允许资源的空间复用。在另一个示例方面，不同地处理公共资源和设备特定资源，即，无线电技术将不使用彼此的公共资源，设备将期望在该公共资源上进行有意义的信号传输，而设备特定资源被优化为由相应的设备使用。
本申请中描述的公开的和其他实施例、模块和功能操作可以在数字电子电路中实现、或在包括在本申请中公开的结构及其结构等同物的计算机软件、固件或硬件中实现，或以它们中的一个或多个的组合。所公开的和其他实施例可以被实现为一种或更多种计算机程序产品，即，编码在计算机可读介质上用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的一个或多个计算机程序指令模块。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储设备、影响机器可读传播信号的物质组合物、或者它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机、多个处理器或多个计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。传播的信号是人工生成的信号，例如机器生成的电信号、光信号或电磁信号，所述信号被生成以对信息进行编码以便传输到合适的接收器装置。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)来编写，并且可以以任何形式来部署，包括作为独立的程序或作为模块、组件、子例程或适于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其它程序或数据的文件的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、存储在特定于所述程序的单个文件中、或者存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的一部分的文件)中。计算机程序可被部署为在一个计算机上或在位于一个站点或分布在多个站点上并通过通信网络互连的多个计算机上执行。
在本申请中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，所述可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。过程和逻辑流程也可以由特定逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(应用特定集成电路))来执行，并且装置也可以实现为特定逻辑电路。
例如，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和特定微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或它们两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括或被可操作地耦合以从一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或向一个或多个大容量存储设备传送数据，所述大容量存储设备用于存储数据。然而，计算机不必具有这样的设备。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备(包括例如半导体存储器设备(例如，EPROM、EEPROM和存储设备)、磁盘(例如内部硬盘或可移动磁盘)、磁光盘和CD ROM和DVD-ROM盘)。处理器和存储器可以由特定用途逻辑电路补充或结合在特定用途逻辑电路中。
虽然本申请包含许多细节，但这些不应被解释为对所要求保护的本申请的范围或所要求保护的范围的限制，而是被解释为对特定实施例的特定特征的描述。在本申请中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独实现或者以任何合适的子组合实现。此外，尽管上面可以将特征描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初如此要求保护，但是在一些情况下，可以从组合中去除要求保护的组合中的一个或多个特征，要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。类似地，虽然在附图中以特定顺序描述了操作，但这不应被理解为要求以所示的具体顺序或以依次的顺序执行这些操作，或者要求执行所有示出的操作以获得期望的结果。
仅公开了几个示例和实现方式。可以基于所公开的内容对所描述的示例和实现方式进行改变、修改和增强并得到其他实现方式。

Claims (53)

1.一种无线通信的方法，包括：
将发送资源配置到被组织成子帧的一个或多个空间层，其中，每个子帧中的发送资源沿着包括符号和副载波的时间-频率资源元素的二维网格；以及
对于每个空间层，通过以下操作来配置相应的资源元素：
将第一组资源元素指定为承载根据第一无线电技术的第一组用户设备共用的信号传输的公共资源；
将第二组资源元素指定为承载根据第二无线电技术的第二组用户设备共用的信号传输的公共资源；
将第三组资源元素指定为承载到所述第一组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；
将第四组资源元素指定为承载到所述第二组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；以及
基于来自所述一个或多个空间层的发送资源的使用，提供到所述第一组用户设备和所述第二组用户设备的同时连接，使得来自所述一个或多个空间层的所述传输资源在空间维度上正交。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述一个或多个空间层的所述发送资源还在时间维度和/或频率维度上正交。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过由于根据以下复用模式中的一种复用模式配置所述子帧来复用所述一个或多个空间层的数据传输，提供所述同时连接：
第一模式，在第一模式下所述一个或多个空间层中的每个空间层被用来承载用于所述第一无线电技术或所述第二无线电网络技术的传输，或
第二模式，在第二模式下至少一些所述空间层被用来承载不同无线电技术的传输。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一组、所述第二组、所述第三组或所述第四组中的至少一个在子帧中未被分配资源元素。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，至少一些资源元素的位置用于分配给第一组资源元素或第三组资源元素。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一无线电技术包括第四代长期演进4G LTE技术。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一无线电技术包括正交时间-频率空间OTFS调制方案。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，第二无线电技术包括第五代新无线(5G NR)技术。
9.根据权利要求4或5所述的方法，其中，第一组资源元素中的一些资源元素的配置和第二组资源元素中的一些资源元素的配置在三个时间符号上重叠。
10.根据权利要求4或5所述的方法，其中，第一组资源元素中的一些资源元素的配置和第二组资源元素中的一些资源元素的配置在两个时间符号上重叠。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述方法在工作于频分双工模式的无线网络中执行。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述方法在以时分双工模式操作的无线网络中执行。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，基于上行链路参考信号的接收处理来确定来自所述一个或更多个空间层的在空间维度上正交的传输资源。
14.一种无线通信的方法，包括：
将接收资源配置到被组织成子帧的一个或多个空间层，其中，每个子帧中的接收资源沿着包括符号和副载波的时间-频率资源元素的二维网格；以及
对于每个空间层，通过以下操作来配置相应的资源元素：
将第一组资源元素指定为承载来自根据第一无线电技术的第一组用户设备的信号传输的公共资源；
将第二组资源元素指定为承载来自根据第二无线电技术的第二组用户设备的信号传输的公共资源；
将第三组资源元素指定为承载来自所述第一组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；
将第四组资源元素指定为承载来自所述第二组用户设备中的用户设备的设备特定信号传输的设备特定资源；以及
基于来自所述一个或多个空间层的接收资源的使用，提供到所述第一组用户设备和所述第二组用户设备的同时上行链路连接，使得来自所述一个或多个空间层的所述接收资源在空间维度上正交。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，来自所述一个或多个空间层的所述接收资源还在时间维度和/或频率维度上正交。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，通过由于根据以下复用模式中的一种复用模式配置所述子帧来复用所述一个或多个空间层的资源，提供所述同时连接：
第一模式，在第一模式下所述一个或多个空间层中的每个空间层被用来承载用于所述第一无线电技术或第二无线电网络技术的传输；
第二模式，在第二模式下至少一些所述空间层被用来承载不同无线电技术的传输。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述第一组、所述第二组、所述第三组或所述第四组中的至少一个在子帧中未被分配资源元素。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，至少一些资源元素的位置用于分配给第一组资源元素或第三组资源元素。
19.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，第一无线电技术包括第四代长期演进(4G LTE)技术。
20.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，第一无线电技术包括正交时间-频率空间(OTFS)调制方案。
21.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，第二无线电技术包括第五代新无线(5G NR)技术。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的方法，其中，所述方法在工作于频分双工模式的无线网络中执行。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的方法，其中，所述方法在以时分双工模式操作的无线网络中执行。
24.根据权利要求14至23中任一项所述的方法，其中，基于上行链路参考信号的接收处理来确定来自所述一个或更多个空间层的在空间维度上正交的传输资源。
25.一种无线通信方法，包括：
配置第五代新无线(5G NR)无线电技术小区的基站以根据一组兼容规则在网络中执行传输，所述兼容规则允许所述基站与第四代长期演进(4G LTE)无线电技术的后向兼容操作；以及
根据所述配置在5G NR小区中执行发送或接收，使得基于5G NR小区中的发送或接收与4G LTE无线电技术之间在空间域中的正交性来实现所述后向兼容操作。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述兼容性规则包括：
配置帧中的第一时隙以与4G LTE子帧对准，所述4G LTE子帧不是编号#0或编号#5。
27.根据权利要求25或26所述的方法，其中，所述兼容性规则包括：配置30kHz的同时信号块(SSB)子载波间隔并使用SSB索引#2。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括：配置基站和在5G NR无线电技术小区中服务的用户设备，以用于速率匹配LTE小区特定参考信号(CRS)。
29.根据权利要求25至28中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括配置15kHz的子载波间隔。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括配置在符号#3和符号#12上的解调参考信号(DMRS)的传输。
31.根据权利要求25至30中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括配置7.5kHz的上行链路网格对准。
32.根据权利要求25至31中任一项所述的方法，其中，所述兼容性规则包括在帧的最后一个符号上配置探测参考信号(SRS)。
33.根据权利要求25至32中任一项所述的方法，其中，在所述4G LTE技术被配置为使用帧的第一符号和第二符号用于下行链路控制信道的传输以及使用所述帧的第三符号用于下行链路共享信道传输的情况下，所述方法还包括：
利用在符号#1或#2中的任何一个上的公共搜索空间(CSS)或者在符号#1至符号#3中的任何一个上的UE特定搜索空间(USS)，定义用于下行链路控制信道(PDCCH)的控制资源集(CORESET)，并且在符号#1或符号#2上定义CORESET 0；以及
在符号(a)#3至#13或符号(b)#4至#13上发送物理下行链路共享信道传输(PDSCH)。
34.根据权利要求25至33中任一项所述的方法，其中，在4G LTE技术被配置为使用帧的第一符号和第二符号用于下行链路控制信道的传输和/或下行链路共享信道传输的情况下，所述方法还包括：
利用在符号#1或符号#2中的任何一个上的公共搜索空间(CSS)或者在符号#1至符号#3中的任何一个上的UE特定搜索空间(USS)，定义用于下行链路控制信道(PDCCH)的控制资源集(CORESET)，并且在符号#1上定义CORESET 0；以及
在符号(a)#2至符号#13或符号(b)#3至符号#13上发送物理下行链路共享信道传输(PDSCH)。
35.一种无线通信方法，包括：
使用多个空间波束操作基站以向实现多个无线电技术的用户设备提供同时的无线服务，
其中，基站和用户设备之间的通信资源被布置为资源元素的重复子帧，其中，每个资源元素包括时间资源单元和频率资源单元，
其中，每个子帧的第一部分被指定用于携带设备特定信号，
其中，被指定用于携带设备特定信号的每个子帧的第一部分中的资源元素被配置为使用在多个空间波束上的空间复用，以向实现多个无线电技术的用户设备提供无线服务。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，设备特定信号包括来自基站的下行链路传输。
37.根据权利要求35所述的方法，其中，设备特定信号包括到基站的上行链路传输。
38.根据权利要求35至37中的任一项所述的方法，其中，基于对来自特定用户设备的上行链路参考信号传输的处理，将资源元素分配给特定用户设备用于下行链路和上行链路信号两者。
39.根据权利要求35至38中任一项所述的方法，其中，多个无线电技术包括第四代长期演进(4G LTE)和第五代新无线(5G NR)无线电技术。
40.根据权利要求35至38中任一项所述的方法，其中，多个无线电技术包括正交时间-频率空间(OTFS)调制方案。
41.根据权利要求35至40中的任一项所述的方法，其中，在每个子帧的第二部分中的资源元素被指定用于携带实现特定无线电技术的用户设备共有的信号。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，每个子帧的第二部分被配置为携带用于公共控制信道传输或公共参考信号传输的信号。
43.一种无线通信方法，包括：
配置实现长期演进(LTE)无线电技术的基站，以向用户设备提供蜂窝覆盖，而不使用多媒体广播单频网络(MBSFN)特征；
配置基站以使用N个符号执行下行公共控制信道传输，其中，N为2或3；以及
在子帧的剩余符号中执行发送或接收，使得基于LTE无线电技术与第五代新无线(5GNR)小区之间的空间域中的正交性来实现兼容操作。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，N为3。
45.根据权利要求43所述的方法，其中，使用符号编号3至13来执行下行链路共享信道传输。
46.根据权利要求44或45所述的方法，其中，使用符号0和符号1来执行下行链路公共控制信道传输。
47.根据权利要求44或45所述的方法，其中，使用符号0、符号1和符号2来执行下行链路公共控制信道传输。
48.根据权利要求43所述的方法，其中，N为2。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，使用符号编号2至符号编号13来执行下行链路共享信道传输。
50.根据权利要求44或45所述的方法，其中，使用符号0和符号1来执行下行链路公共控制信道传输。
51.根据权利要求43至50中任一项所述的方法，其中，基于关于5G NR小区的操作的信息来执行所述配置。
52.一种无线通信装置，包括一个或多个处理器和收发机，其中，所述一个或多个处理器被配置为执行根据权利要求1至42中的任一项或多项中所述的方法。
53.一种无线通信装置，包括一个或多个处理器和收发机，其中，所述收发机被配置为根据权利要求1至51中的任一项或多项中所述的方法来发送或接收波形。
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