CN117917016A - 使集中波束成形能够用于级联分布式多输入多输出的高效较低层拆分选项 - Google Patents

使集中波束成形能够用于级联分布式多输入多输出的高效较低层拆分选项 Download PDF

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CN117917016A CN202180102147.XA CN202180102147A CN117917016A CN 117917016 A CN117917016 A CN 117917016A CN 202180102147 A CN202180102147 A CN 202180102147A CN 117917016 A CN117917016 A CN 117917016A
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Abstract

网络实体可以在通信网络中，通信网络包括经由级联拓扑可通信地耦合到网络实体的多个网络节点。网络实体可以将调度信息传送给所述多个网络节点中的第一网络节点。调度信息可以指明要用于与通信装置通信的用户层。网络实体可以进一步从第一网络节点接收中间波束成形权重的指示。网络实体可以进一步基于中间波束成形权重的指示确定频域波束成形权重的部分。网络实体可以进一步使用频域波束成形权重的所述部分经由第一网络节点与通信装置通信。

Description

使集中波束成形能够用于级联分布式多输入多输出的高效较 低层拆分选项
技术领域
本公开一般涉及通信，并且更特定地涉及支持无线通信的通信方法以及相关的装置和节点。
背景技术
图1示出新空口(“NR”)网络(例如，第5代(“5G”)网络)的示例，它包括5G核心(“5GC”)网130、网络节点120(例如，5G基站(“gNB”))、多个通信装置110(也称为用户设备(“UE”))。
发明内容
根据一些实施例，提供一种由通信网络中的网络实体执行的方法。通信网络包括经由级联拓扑可通信地耦合到网络实体的多个网络节点。该方法包括将调度信息传送到多个网络节点中的第一网络节点。调度信息指明要用于与通信装置通信的用户层。该方法进一步包括从第一网络节点接收中间波束成形权重的指示。该方法进一步包括基于中间波束成形权重的指示确定频域波束成形权重的部分。该方法进一步包括使用频域波束成形权重的该部分经由第一网络节点与通信装置通信。
根据其它实施例，提供一种由通信网络中的多个网络节点中的第一网络节点执行的方法。多个网络节点经由级联拓扑可通信地耦合到第一网络实体。该方法包括从通信网络中的第二网络实体接收调度信息，调度信息指明要用于与通信装置通信的用户层。该方法进一步包括基于与第一网络节点和通信装置之间的信道相关联的信道估计确定中间波束成形权重。该方法进一步包括将中间波束成形权重的指示传送到第二网络实体。该方法进一步包括基于信道估计确定频域波束成形权重的部分。该方法进一步包括使用频域波束成形权重的该部分在第二网络实体和通信装置之间传递数据。
根据其它实施例，提供网络实体、第一网络节点、计算机程序、计算机程序代码、以及非暂时性计算机可读介质以执行上述方法。
本文中的各种实施例提供以下技术优势中的一个或多个技术优势。在一些实施例中，在大规模D-MIMO系统中达到集中波束成形的优越性能，而不会遭受与在级联拓扑中连接到BBU的大量RU相关联的激增前传负载。与星形拓扑相比，通过利用级联拓扑，可以显著降低部署成本(归因于所需光纤的数量或长度减少)和系统复杂性(归因于所需BBU端口的数量减少)二者。
附图说明
附图示出发明构思的某些非限制性实施例，包括所述附图以提供对本公开的进一步理解，并且将所述附图并入本申请中且构成本申请的一部分。在附图中：
图1是示出第5代(“5G”)网络的示例的示意图；
图2是示出多个无线电单元(“RU”)经由星形拓扑可通信地耦合到基带单元(“BBU”)的示例的框图。
图3是示出多个RU经由级联拓扑可通信地耦合到BBU的示例的框图。
图4是示出根据发明构思的一些实施例、对于下行链路(“DL”)可通信地耦合到BBU的多个RU的示例的框图；
图5是示出根据发明构思的一些实施例、对于上行链路(“UL”)可通信地耦合到BBU的多个RU的示例的框图；
图6是示出根据发明构思的一些实施例的通信装置的框图；
图7是示出根据发明构思的一些实施例的无线电接入网RAN节点(例如，基站eNB/gNB)的框图；
图8是示出根据发明构思的一些实施例的核心网CN节点(例如，AMF节点、SMF节点等)的框图；
图9是示出根据发明构思的一些实施例的网络实体(例如，BBU)的操作的示例的流程图；
图10是示出根据发明构思的一些实施例的第一网络节点(例如，RU)的操作的示例的流程图；
图11是根据一些实施例的通信系统的框图；
图12是根据一些实施例的用户设备的框图
图13是根据一些实施例的网络节点的框图；
图14是根据一些实施例的与用户设备通信的主机计算机的框图；
图15是根据一些实施例的虚拟化环境的框图；以及
图16是根据一些实施例的主机计算机的框图，主机计算机根据一些实施例通过部分无线连接经由基站与用户设备通信。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本文中所设想的实施例中的一些实施例。通过举例的方式提供实施例以向本领域技术人员传达主题的范围，其中，示出了发明构思的实施例的示例。然而，发明构思可以许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将会透彻和完整，并且将向本领域技术人员充分传达本发明构思的范围。还应当注意，这些实施例不是相互排斥的。来自一个实施例的组件可默认地假定为存在于/用于另一实施例中。
大规模多输入多输出(“MIMO”)技术首次被采纳在长期演进(“LTE”)网络中实践。在第5代(“5G”)网络中，它已成为关键技术组件，其部署规模将比LTE中大得多。它的特点是在基站侧使用大量天线，其中，天线的数量通常比用户层的数量大得多，例如，在频率范围1(“FR1”)(其包括低于6GHz的频带)中64个天线服务于8个或16个用户层，并且在频率范围2(“FR2”)(其包括从24.25GHz到52.6GHz的频带)中256/512个天线服务于2个或4个层。
本文中，术语用户层可以指预期用于一个用户的独立下行链路(“DL”)或上行链路(“UL”)数据流。一个用户或通信装置(本文中也称为用户设备(“UE”))可具有一个或多个用户层。大规模MIMO也可以称为大规模波束成形，其能够形成聚焦在不同方向的窄波束以抵消在更高频带增加的路径损耗。它还有益于多用户MIMO，多用户MIMO允许在大规模MIMO技术所解析的分开空间信道上同时从/向多个用户传送，而为每个用户保持高容量。因此，它可以显著增加频谱效率和小区容量。
在基站侧，基带单元(“BBU”)和无线电单元(“RU”)之间的接口是前传接口，而BBU和核心网(“CN”)之间的接口是回程接口。在空中接口的大规模MIMO的巨大益处也在基站侧引入新的挑战。传统的通用公共无线电接口(“CPRI”)-类型的前传按天线分支传输时域正交(“IQ”)样本。随着大规模MIMO系统中天线数量按比例增加，所要求的前传容量也成比例地增加，这显著抬高了前传成本。为了应对这个挑战，前传接口从CPRI演变为增强型CPRI(“eCPRI”)，一种基于分组的前传接口。在eCPRI中，支持BBU和RU之间的其它功能拆分选项，称其为不同的较低层拆分(“LLS”)选项。基本思路是将频域波束成形功能从BBU移动到RU，使得通过前传接口传输用户层的数据或频率样本。注意，频域波束成形有时在DL方向也称为预编码，并且在UL方向也称为均衡或预均衡。通过这样做，因为用户层的数量通常比大规模MIMO中的天线数量少得多，所以可以显著降低所要求的前传容量以及由此而来的前传成本。
大规模分布式MIMO(“D-MIMO”)在5G向第6代(“6G”)演进的场景中可能是重要的。大规模D-MIMO也称为无小区大规模MIMO系统。通常假定它基于时分双工(“TDD”)，其考虑UL和DL信道之间的互易性。图2-3示出采用D-MIMO实现的图1的核心网130、网络节点120和通信装置110的示例。
在D-MIMO中，大量分布式RU 224a-c经由前传链路250、350连接到BBU 222。RU224a-c隔着一定距离部署。RU间的距离可短可长。BBU 222和分布式RU 224a-c之间的连接可以采取：星形拓扑，其中，每个RU 224a-c具有到BBU 222的专用前传链路250，并且占用一专用BBU端口，如图2中所示；或者级联拓扑，其中，RU 224a-c共用相同光纤连接350和相同BBU端口，如图3中所示；或者这两种拓扑的组合。
尤其是考虑到所连接的大量RU，与星形拓扑(图2)相比，级联拓扑(图3)可有助于减少部署成本(例如，光纤连接)和系统复杂性(例如，BBU端口)。在大规模D-MIMO系统中，多个UE可以由不止一个RU同时使用相同时间-频率资源来服务，其中可以缓解UE之间的干扰。理论上，如果在BBU集中进行干扰缓解，BBU使用所有RU的所有可用天线来联合处理所有UE并且启用相干传送或接收，则可以达到最佳性能。如果在每个RU本地进行干扰缓解，每个RU只能使用每个RU处的天线，其自由度与在BBU集中处理的情况相比要少得多，则达到部分缓解。
以下提供本文档中所使用的相关术语的定义。
术语无线电单元(“RU”)在本文中可以用于指根据LLS选项执行包括物理层(“PHY”)功能的一部分的无线电功能的网络节点(或网络节点的一部分)。RU可以在射频(“RF”)信号和基带信号之间执行转换。在网络侧，RU可以通过前传接口(例如，eCPRI)向BBU传送和从BBU接收频域IQ数据(所调制用户数据)或未调制用户数据。RU也可以通过其天线向UE传送和从UE接收RF信号。
术语基带单元(“BBU”)在本文中可以用于指执行基带处理的网络实体(例如，网络节点或网络节点的一部分)。BBU可以经由回程接口可通信地耦合到CN，或者经由F1接口可通信地耦合到中央单元(“CU”)。
在开放式无线电接入网(“O-RAN”)中，BBU和RU可以分别称为O-DU和O-RU。在D-MIMO术语中，RU也可以称为接入点(“AP”)，并且BBU可以称为中央处理单元(“CPU”)或边缘云处理器。在一些术语中，RU也可以称为远程无线电单元(“RRU”)，并且BBU可以称为数字单元或分布式单元(“DU”)。在eCPRI术语中，BBU和RU分别称为eCPRI无线电设备控制(“eREC”)和eCPRI无线电设备(“eRE”)。在另一种术语中，BBU和RU可分别称为LLS-CU和LLS-DU。BBU及其等效物也可以在云环境中被软件化或虚拟化为基带处理功能。本文中术语BBU和RU的使用并非意在限制本创新的应用，本创新可以在任何合适的无线领域中使用。
术语波束在本文中可以用于指通过在频域中在多个天线处将信号乘以不同权重、使得想要信号的能量集中到某个方向和/或干扰信号的能量在某个方向归零而形成的定向波束。
术语波束成形在本文中可以用于指如下技术，该技术在多个天线处(在频域中)将信号乘以不同权重，其通过形成集中在某个方向上的定向波束或在某个方向上形成归零或二者的组合，使信号能量能够以期望波束图案在空间中发送。
术语波束成形权重(“BFW”)在本文中可以用于指一个或多个复权重的集合，每个集合与在一个子载波或一组子载波的一个用户层的信号相乘。将朝向同一天线或发射波束的不同用户层的加权信号进行线性组合。结果，不同用户层信号被波束成形到不同的方向。
术语用户层在本文中可以用于指预期用于一个用户(或用户装置)的独立下行链路或上行链路数据流。在一些示例中，一个用户或UE可具有一个或多个用户层。
术语期望小区和期望信道在本文中可以用于指连接到K个用户层的UE的小区/信道。
术语用户平面数据在本文中可以用于指通过前传发送的频域用户层数据。
术语波束成形性能在本文中可以用于指在基站侧已执行波束成形后在UE侧在DL中的信号质量，通过例如在UE处的后处理信号与干扰和噪声的功率比(“SINR”)、所得用户吞吐量、比特率等来测量该信号质量。对于UL，它是指在基站侧已执行波束成形后在基站侧的信号质量，通过例如在基站侧的后处理信号与干扰和噪声的功率比(“SINR”)、所得用户吞吐量、比特率等来测量该信号质量。
术语信道信息在本文中可以用于指信道值所携带的关于信道属性的信息。信道值(也称为信道数据)可以指表示频域中信道系数的幅值和相位的一个或一组复值。信道值与无线信道的频率响应有关。
当前存在某些挑战。虽然集中大规模D-MIMO性能最好，但是实现受前传网络约束，因为集中信号处理要求在BBU和RU之间交换大量的前传数据(例如，关于用户层数据的用户平面信号以及关于信道信息和波束成形权重的控制平面信号)。采用星形拓扑部署，将会需要许多高速RU-BBU前传(“FH”)链路，其中每条链路将一个RU连接到BBU的一个端口。这还意味着，BBU中所需端口数量与所连接RU的数量相同。当所连接RU的数量变得庞大时，让BBU具有这么多端口可能变得不可行。为了减少所需端口数量，可以使用以太网交换机或IP路由器聚合前传业务。但是，这可能急剧地增加所聚合端口/链路的业务，并且因此增加成本。对于级联拓扑部署，可能出现同样的问题。在级联链中，前传业务可能迅速累积，并且在越靠近BBU的前传链路上生成越来越多的业务负载。
此外，为了BBU在DL中进行集中波束成形，需要在BBU获得相关联的BFW。
如果在相应的RU进行信道估计，则每个RU将需要将其估计的信道数据经由前传链路发送给BBU，使得BBU可以从所有RRU得到信道数据并且计算BFW。令Nl表示在RU l的天线数量，并且令Kl表示RU l所服务的用户层的数量。如果在一个子载波上对每个物理资源块(“PRB”)束执行信道估计，则从RU l发送的用于信道数据的数据量对每个PRB束将为Kl×Nl个复值。来自这么多RU的信道数据的聚合将会急剧地增加聚合的星形拓扑(在聚合的前传链路上)和级联拓扑(在更靠近BBU的前传链路上)二者中的业务负载。
如果在BBU进行信道估计，则每个RU将需要经由前传链路将所接收的参考信号(如果基于互易性将在DL中使用UL中的信道估计的话)发送给BBU。从RU l发送的数据量对每个所调度的参考符号将为Nl个复值。与先前的情况类似，参考信号的聚合将会急剧地增加聚合的星形拓扑(在聚合的前传链路上)和级联拓扑(在更靠近BBU的前传链路上)二者中的业务负载。
鉴于以上原因，一种折衷的解决方案包括依赖于大规模信道统计(缓慢信道信息，而不是瞬时信道信息)的部分集中处理或者完全分布处理(即，在每个RU中本地进行干扰缓解)。通过这样做，可以减少或避免在BBU和RU之间交换瞬时信道信息，但其代价是，与完全集中处理相比降低了频谱效率。
本公开的某些方面及其实施例可为这些或其它挑战提供解决方案。考虑到基于最小均方差(“MMSE”)的波束成形算法，本文中的各种实施例提供高效LLS选项，以在DL和UL二者中使得能够进行级联拓扑中的大规模D-MIMO的集中处理。这种新的LLS选项减少了关于信道信息的FH数据，使它随所服务的用户层的数量而不是系统中所有RU的天线总数而缩放。
在一些实施例中，信道估计在相应RU本地进行，并且被存储在相应RU处的信道状态存储器中。每个RU可以计算中间BFW(例如，每个RU的本地信道矩阵的协方差矩阵)，其维度只随该RU所服务的用户层的数量缩放。链中的每个中间RU将它自己的中间BFW与从链中的前一RU接收的(可能组合的)中间BFW组合，并且将更新后的组合中间BFW转发给下一RU。BBU可以将包括用户层标识的调度信息发送给每个RU，以辅助在每个中间RU适当地组合中间BFW。这个过程一直持续到中间BFW到达BBU为止。BBU基于所接收的组合中间BFW计算BFW的第一部分，以用于集中干扰缓解。然后，BBU基于第一部分BFW进行第一部分波束成形，并且每个RU基于保存在其信道状态存储器中的本地信道估计进行第二部分波束成形。
某些实施例可提供以下技术优势中的一个或多个技术优势。本文中的一些实施例在大规模D-MIMO系统中达到集中波束成形的优越性能，而不会遭受与在级联拓扑中连接到BBU的大量RU相关联的激增前传负载。与所提议BFW有关的用户平面(“UP”)和控制平面(“CP”)中所需前传负载将只随所服务的用户层的总数而缩放。例如，FH负载与以下各项无关：1)级联的RU的数量；2)在每个RU调度的用户层的数量；以及3)在每个RU配备的天线的数量。一些实施例不仅减少为D-MIMO系统支持集中波束成形所要求的前传容量，而且还在不同RU之间以及在RU和BBU之间的链路上得到更平衡的业务负载。在一些实施例中，与星形拓扑相比，通过利用级联拓扑，可以显著降低部署成本(归因于所需光纤的数量或长度减少)和系统复杂性(归因于所需BBU端口的数量减少)二者。
图6是示出根据发明构思的实施例被配置成提供无线通信的通信装置UE 600(也称为移动终端、移动通信终端、无线装置、无线通信装置、无线终端、移动装置、无线通信终端、用户设备、UE、用户设备节点/终端/装置等)的元件的框图。(可提供通信装置600，例如，如下面关于图11的无线装置UE 1112A、UE 1112B以及有线或无线装置UE 1112C、UE 1112D、图12的UE 1200、图15的虚拟化硬件1504和虚拟机1508A、1508B、以及图16的UE 1606所论述，除非另有注释，否则所有这些都应当被认为在这里描述的示例和实施例中可互换，并且在本公开的预期范围内。)如所示，通信装置UE可包括天线307(例如，对应于图12的天线1222)以及收发器电路301(也称为收发器，例如，对应于图12的具有传送器1218和接收器1220的接口1212)，所述收发器电路301包括传送器和接收器，传送器和接收器被配置成提供与无线电接入网的(一个或多个)基站(例如，对应于图11的网络节点1110A、1110B、图13的网络节点1300、以及也称为RAN节点的图16的网络节点1604)的上行链路和下行链路无线电通信。通信装置UE还可包括：耦合到收发器电路的处理电路603(也称为处理器，例如，对应于图12的处理电路1202和图15的控制系统1512)；以及耦合到处理电路的存储器电路605(也称为存储器，例如，对应于图11的存储器1210)。存储器电路605可包括计算机可读程序代码，该程序代码在被处理电路603执行时，致使处理电路执行根据本文中公开的实施例的操作。根据其它实施例，处理电路603可被定义成包含存储器，使得不需要分开的存储器电路。通信装置UE还可包括与处理电路603耦合的接口(诸如用户接口)，和/或通信装置UE可被并入交通工具中。
如本文中所论述，通信装置UE的操作可由处理电路603和/或收发器电路601来执行。例如，处理电路603可控制收发器电路601以通过收发器电路601在无线电接口上向无线电接入网节点(也称为基站)传送通信和/或通过收发器电路601在无线电接口上从RAN节点接收通信。此外，模块可被存储在存储器电路605中，并且这些模块可提供指令，使得当模块的指令被处理电路603执行时，处理电路603执行相应的操作(例如，下面关于涉及无线通信装置的示例实施例所论述的操作)。根据一些实施例，通信装置UE 600和/或其(一个或多个)元件/(一个或多个)功能可被实施为一个虚拟节点/多个虚拟节点和/或一个虚拟机/多个虚拟机。
图7是示出根据发明构思的实施例被配置成提供蜂窝通信的无线电接入网(RAN)的无线电接入网RAN节点700(也称为网络节点、基站、eNodeB/eNB、gNodeB/gNB等)的元件的框图。(可提供RAN节点700，例如，如下面关于图11的网络节点1110A、1110B、图13的网络节点1300、图15的硬件1504或虚拟机1508A、1508B、和/或图16的基站1604所论述，除非另有注释，否则所有这些都应当被认为在这里描述的示例和实施例中可互换，并且在本公开的预期范围内。)如所示，RAN节点可包括收发器电路701(也称为收发器，例如，对应于图13的无线电前端电路1318和RF收发器电路1312的部分)，收发器电路701包括被配置成提供与移动终端的上行链路和下行链路无线电通信的传送器和接收器。RAN节点可包括网络接口电路707(也称为网络接口，例如，对应于图13的通信接口1306的部分)，网络接口电路707被配置成提供与RAN和/或核心网CN的其它节点(例如，与其它基站)的通信。网络节点还可包括：耦合到收发器电路的处理电路703(也称为处理器，例如，对应于图13的处理电路1302)；以及耦合到处理电路的存储器电路705(也称为存储器，例如，对应于图13的存储器1304)。存储器电路705可包括计算机可读程序代码，该程序代码在被处理电路703执行时，致使处理电路执行根据本文中公开的实施例的操作。根据其它实施例，处理电路703可被定义成包括存储器，使得不需要分开的存储器电路。
如本文中所论述，RAN节点的操作可由处理电路703、网络接口707和/或收发器701执行。例如，处理电路703可控制收发器701以通过收发器401在无线电接口上向一个或多个移动终端UE传送下行链路通信和/或通过收发器701在无线电接口上从一个或多个移动终端UE接收上行链路通信。类似地，处理电路703可控制网络接口407以通过网络接口707向一个或多个其它网络节点传送通信和/或通过网络接口从一个或多个其它网络节点接收通信。此外，模块可被存储在存储器705中，并且这些模块可提供指令，使得当模块的指令被处理电路703执行时，处理电路703执行相应的操作(例如，下面关于涉及RAN节点的示例实施例所论述的操作)。根据一些实施例，RAN节点700和/或其(一个或多个)元件/(一个或多个)功能可被实施为一个虚拟节点/多个虚拟节点和/或一个虚拟机/多个虚拟机。
根据一些其它实施例，网络节点可被实现为没有收发器的核心网CN节点。在此类实施例中，到无线通信装置UE的传送可由网络节点发起，使得到无线通信装置UE的传送通过包括收发器的网络节点(例如，通过基站或RAN节点)来提供。根据其中网络节点是包括收发器的RAN节点的实施例，发起传送可包括通过收发器来传送。
图8是示出根据发明构思的实施例被配置成提供蜂窝通信的通信网络的核心网(CN)节点(例如，SMF(会话管理功能)节点、AMF(接入和移动性管理功能)节点等)的元件的框图。(可提供CN节点800，例如，如下面关于图11的核心网节点1108、图15的硬件1504或虚拟机1508A、1508B所论述，除非另有注释，否则所有这些都应当被认为在这里描述的示例和实施例中可互换，并且在本公开的预期范围内)如所示，CN节点可包括被配置成提供与核心网的其它节点和/或无线电接入网RAN的通信的网络接口电路807。CN节点还可包括耦合到网络接口电路的处理电路803(也称为处理器)和耦合到处理电路的存储器电路805(也称为存储器)。存储器电路805可包括计算机可读程序代码，该程序代码在被处理电路803执行时，致使处理电路执行根据本文中公开的实施例的操作。根据其它实施例，处理电路803可被定义成包括存储器，使得不需要分开的存储器电路。
如本文中所论述，CN节点的操作可由处理电路803和/或网络接口电路807执行。例如，处理电路803可控制网络接口电路807以通过网络接口电路807向一个或多个其它网络节点传送通信和/或通过网络接口电路从一个或多个其它网络节点接收通信。此外，模块可被存储在存储器505中，并且这些模块可提供指令，使得当模块的指令由处理电路503执行时，处理电路503执行相应的操作(例如，下面关于涉及核心网节点的示例实施例所论述的操作)。根据一些实施例，CN节点500和/或其(一个或多个)元件/(一个或多个)功能可被实施为一个虚拟节点/多个虚拟节点和/或一个虚拟机/多个虚拟机。
图4是示出根据一些实施例处置DL信号的示例的框图。在一些示例中，BBU 222服务于总数为K个的用户层，BBU 222连接到以菊花链级联的L个RU 224a-c，如图3中所示。RU224a是具有连接到BBU 222的前传接口的RU。每个RU l配备有Nl个天线，并且服务于Kl(Kl≤K)个用户层，其索引在集合中，其中l＝1，...，L。注意，在本上下文中，RU l服务于某个用户层k意指：RU l和用户层k之间的信道(例如，通过BBU 222)被配置成受到测量，并且此信道信息被用来服务于到用户层k的无线通信。将RU l和Kl个用户层之间的期望DL信道表示为/>其中l＝1，...，L。为了进行简化且不失一般性，在以下推导中将不区分信道Hl和信道估计/>的表示法。为方便起见，在数学解释中将只使用Hl。关于网络中的K个用户层，如果RU l没有测量某个用户层k(RU l将不使用其信道信息)，则RU l和用户层k之间的信道可以表示为0T，其为1×Nl零向量。定义扩展信道矩阵/>其中/>的第k行是：
对于进行集中波束成形的BBU 222，它等效地认为L个RU形成大天线阵列。不失一般性，可以将所有RU 224a-c组成的大天线阵列的有效信道表示为：
为了在DL中进行集中的互易性辅助传送(“RAT”)，可以将波束成形权重计算为：
其中HH是H的厄米转置，I是K×K单位矩阵，并且δ2是可以例如基于HHH的迹以及干扰和噪声功率来计算的正则化因子。当δ2＝0时，它等效于基于迫零(“ZF”)的波束成形。
注意：
并且将矩阵的第k行第k'列的元素表示为：
因此，本质上，可以通过/>获得，/>的元素放在由/>索引的K×K矩阵中。
因此，在获得Hl的信道估计后，可以在每个RU l计算中间BFW的第l部分根据本发明，每个RU 224a-c计算组合中间BFW，并且将它转发给级联链中的下一RU 224a-c。因此，RU l还从前一RU接收组合中间BFW Ccom。为了区分在RU l处接收的组合中间BFW和更新的组合中间BFW，也将从前一RU接收的组合中间BFW表示为Ccom,prev，其中，对于RU l，/>当在RU l更新组合中间BFW Ccom时，它进行：
注意，在这个过程中，Ccom的维度始终是K×K，即，它不会随RU的数量L增加。
进一步注意，Ccom始终是厄米矩阵，这意味着，在RU之间只传输Ccom的上三角分量或下三角分量就足以传达Ccom所携带的信息。Ccom的上三角分量由包括主要对角线条目在内的所有上面的条目组成。Ccom的下三角分量由包括主要对角线条目在内的所有下面的条目组成。在这种情况下，需要在级联的RU 224a-c之间以及在RU 224a和BBU 222之间传输的中间BFW的数量从K2减少为(K2+K)/2。如果RU l从前一RU接收Ccom的上或下三角分量，则它只需要使用Cl的上或下三角分量来更新Ccom。
然后，BBU 222将从RU 1接收所有RU的总的组合中间BFW如果只接收由Ccom,u表示的Ccom的上三角分量，则BBU将Ccom恢复为：
其中，[Ccom，u(k′，k)]*表示Ccom，u(k′，k)的复共轭。如果只接收由Ccom,l表示的Ccom的下三角分量，则BBU 222将Ccom恢复为：
使用所接收或所恢复的Ccom＝HHH，BBU 222还可以计算正则化因子δ2，并由此计算第一部分BFW：
WBBU＝(HHH+δ2I)-1＝(Ccom+δ2I)-1
如图4中所示，BBU 22使用第一部分BFW WBBU进行K个用户层符号的第一部分波束成形。这样，DL用户平面数据流的数量等于K。
如式(2)中所示，在RU l应用于用户层信号上的有效BFW是其中，/>可以基于在RU l的本地信道估计来获得。如果RU l所服务的用户层的数量少于总层数，则可以通过仅对RU l所服务的用户层信号执行波束成形的第二部分(避免与零值BFW相乘)来减少波束成形的第二部分的复杂性。因为根据式(1)，/>具有一些零向量列，所以它等效于应用其中，在RU l，/>由从WBBU中选择的Kl个行组成，其中，行索引由集合/>指明。在一些实施例中，经由RU 224a将在BBU 222进行了第一部分波束成形后的相同的K个用户层信号从BBU 222传输到RU 224a-c。在这种情况下，可以通过RU l根据/>指明的索引选择Kl个用户层信号来实现应用/>然后，RU l采用第二部分BFW/>进行Kl个用户层信号的第二部分波束成形。
通过这样做，一些实施例提供了进行集中波束成形的操作，集中波束成形应用式(2)，而不要求将相应RU所获得的Hl(其中l＝1，...，L)的所有瞬时信道估计传输到BBU 222(这对前传容量强加了比本发明的要求高得多的要求)。
下文描述从RU 224a-c的角度来看关于图4的操作。所述操作可以由分布式基站系统的第一无线电单元RU 224a执行，第一RU 224a包括N1个天线，分布式基站系统进一步包括：通过前传链路连接到第一RU 224a的基带单元BBU 222；通过RU链路连接到第一RU 224a的第二RU 224b，第二RU 224b包括N2个天线；以及通过RU链路连接到第二RU 224b的第三RU224c，第三RU 224c包括N3个天线。
在一些实施例中，所述操作包括获得第一RU 224a的第一下行链路DL信道估计(表示为)。在一些示例中，信道估计在第一RU和多个用户层之间，其大小表示为K1。在附加或备选示例中，信道估计是基于由所服务的UE传送的参考信号(例如，探测参考信号(“SRS”))。所述操作可以进一步包括将信道估计存储在信道状态存储器中。基本上，信道状态存储器存储所有所服务的UE的最新信道估计。
所述操作可以进一步包括：从BBU 222(例如，从调度器)接收调度信息，调度信息指明要在下一传输时间间隔(“TTI”)中传送的用户层以及每个RU 224a-c将服务于哪些用户层；以及将调度信息转发给第二RU 224b，第二RU 224b也将把它转发给随后的RU 224c(以及级联链中所连接的任何其它RU)。在一些示例中，RU 224a从信道状态存储器中提取关于第一RU 224a的所调度用户层的信道估计
所述操作可以进一步包括基于第一信道估计确定要用于在BBU 222的集中干扰缓解的中间BFW的第一部分C1。在一些示例中，中间BFW的第一部分可以由/>确定。
所述操作可以进一步包括从第二RU 224b接收要用于在BBU 222的集中干扰消除的基于C2和C3的组合中间BFW，C2由第二RU 224b基于第二信道估计确定，并且C3由第三RU224c基于第三信道估计/>确定。在一些示例中，所接收的组合中间BFW由上三角分量或下三角分量组成。
所述操作可以进一步包括组合第一中间BFW C1与所接收的基于C2和C3的组合中间BFW。如果的行维度(即，K1)等于BBU所服务的用户层的总数K，则C1的矩阵维度将与所接收的组合中间BFW相同。那么，通过将C1和所接收的组合中间BFW矩阵直接相加来进行组合。如果/>的行维度(即，K1)小于BBU所服务的用户层的总数，则通过将C1的元素加到所接收的组合中间BFW矩阵的一些元素来进行组合。执行相加之处的对应索引信息由所接收的调度信息来指明。如果所接收的组合中间BFW仅包含上三角分量或下三角分量，则基于C1的上三角分量或下三角分量进行组合。
所述操作可以进一步包括在分布式基站系统的上行链路方向上向下一单元发送基于C1、C2和C3的组合中间BFW。在正由第一RU 224a执行所述操作的示例中，下一单元是BBU222。在正由链中的另一RU 224b-c执行所述操作的其它示例中，下一单元是另一RU(例如，224a-b)。在附加或备选示例中，所发送的组合中间BFW仅包含上三角分量或下三角分量。
所述操作可以进一步包括从BBU 222接收要发送到多个UE的K个用户层下行链路数据流，其中，K是BBU 222所服务的用户层的总数。这K个数据流包括在BBU 222中进行了波束成形的第一部分后的频域复符号(同相和正交IQ数据)。
所述操作可以进一步包括将K个用户层下行链路数据流转发到第二RU 224b。
所述操作进一步包括基于存储在信道状态存储器中并从信道状态存储器中提取的第一信道估计来确定频域BFW。在一些示例中，频域BFW是/>它作为频域波束成形的第二部分执行最大比传送(“MRT”)。
所述操作可以进一步包括从K个所接收数据流中提取K1用户层IQ数据，以用于进一步波束成形。为第一RU 224a识别K1用户层是基于从BBU 222接收的调度信息。在相应子载波上，基于所确定的BFW和K1用户层IQ数据，通过在相应子载波上将IQ数据与BFW相乘来进行频域波束成形。
所述操作可以进一步包括将波束成形的信号发送到传送器的下一步。
下文描述从BBU 222的角度来看关于图4的操作。所述操作可以由无线通信网络的基带单元BBU 222系统来执行。无线通信网络可以包括分布式基站系统，分布式基站系统具有：BBU 222；通过前传链路连接到BBU 222的第一RU 224a，第一RU 2224可以包括N1个天线；通过RU链路连接到第一RU 224a的第二RU 224b，第二RU 224b包括N2个天线；以及通过RU链路连接到第二RU 224b的第三RU 224c，第三RU 224c包括N3个天线。
所述操作可以包括将调度信息从BBU 222(调度器)发送到第一RU 224a，调度信息指明要在下一TTI中传送的用户层以及每个RU 224a-c将服务于哪些用户层。第一RU 224a将把调度信息转发给第二RU 224b，第二RU 224b也将把它转发给级联链中所连接的随后RU。
所述操作可以进一步包括经由前传链路从第一RU 224a接收组合中间BFW，组合中间BFW是基于中间BFW的第一部分C1、中间BFW的第二部分C2和中间BFW的第三部分C3，中间BFW的第一部分C1由第一RU 224a基于频域中N1个天线和多个UE之间的无线通信信道H1的第一信道估计来确定，中间BFW的第二部分C2由第二RU 224b基于频域中N2个天线和多个UE之间的无线通信信道H2的第二信道估计/>来确定，中间BFW的第三部分C3由第三RU 224c基于频域中N3个天线和多个UE之间的无线通信信道H3的第三信道估计/>来确定。在一些示例中，不同的RU所服务的UE可以是相同的或不同的UE。如果所接收的组合中间BFW仅包含上三角分量或下三角分量，则所述操作可以进一步包括恢复原始的组合中间BFW Ccom。恢复可以基于Ccom的厄米对称属性。
所述操作可以进一步包括基于所接收或所恢复的组合中间BFW Ccom来确定BFW的第一部分WBBU。在一些示例中，BFW的第一部分可以由WBBU＝(Ccom+δ2I)-1确定，其中，δ2是可基于Ccom确定的正则化因子，并且I是K×K单位矩阵。δ2可以等于0。
所述操作可以进一步包括基于BFW的第一部分WBBU和DL中K个用户层的所调制符号确定K个波束成形的用户层下行链路数据流。
所述操作可以进一步包括经由前传链路向第一RU 224a发送K个波束成形的用户层DL数据流以发送给多个UE，其中，K是BBU 222所服务的用户层的总数。
如果将使用基于MMSE的波束成形算法，则在UL方向上也可以实现相同的操作，如图5中所示。在此示例中，每个RU l(其中l＝1，...，L)进行的相应UL信道估计，并且计算中间BFW的第l部分/>保存信道估计，并且与DL过程类似，通过将RU l处的中间BFW与从前一RU接收的组合中间BFW组合来获得组合中间BFW Ccom,UL。组合是基于：
最终的组合中间BFW也是K×K矩阵，该矩阵将被通过前传接口经由RU 224a发送到BBU 222。与DL方向类似，Ccom,UL的传输可以仅基于Ccom,UL的上或下三角分量。
BBU 222则基于所接收的组合中间BFW Ccom,UL计算第二部分BFW为
在RU l，它还确定第一部分BFW并且使用第一部分BFWWRU l,UL进行其所接收UL信号/>的第一部分波束成形。通过这样做，它获得中间接收信号/>令/>表示扩展的中间接收信号，其中
RU l还从前一RU接收组合中间接收信号ycom。为了区分在RU l处接收的组合中间信号和更新的组合中间信号，也将接收的组合中间信号表示为ycom,prev，其中，RU l使用所获得的中间信号yl和所接收的ycom,prev通过下式更新ycom：
而且将更新后的ycom发送到下一RU，直到它到达RU 224a为止。RU 224a将最终的组合中间信号ycom发送到BBU 222。
BBU 222则通过使用第二部分BFW WBBU,UL进行所接收的组合中间信号ycom的第二部分波束成形，以获得波束成形的接收信号r＝WBBU,ULycom。
在一些实施例中，在仅与用户层的数量K相关而与RU的数量L无关的维度中传递控制平面数据(即，组合中间BFW Ccom,UL)和用户平面数据(即，组合中间接收信号ycom)二者。
在下面的描述中，虽然网络实体可以是BBU 222、RAN节点700、网络节点1110A、1110B、1300、1606、硬件1504、或者虚拟机1508A、1508B中的任一种，但是将要使用RAN节点700来描述网络实体的操作的功能性。现在将根据发明构思的一些实施例参考图9的流程图来论述(使用图7的结构实现的)RAN节点700的操作。例如，模块可存储在图7的存储器705中，并且这些模块可提供指令，使得当相应RAN节点处理电路703执行模块的指令时，处理电路703执行流程图的相应操作。
图9示出由通信网络中的网络实体执行的操作的示例，通信网络包括经由级联拓扑可通信地耦合到网络实体的多个网络节点。在一些实施例中，网络实体包括基带单元BBU，并且多个网络节点中的每个网络节点包括具有一个或多个天线的无线电单元RU。
在框910，处理电路703经由网络接口707将调度信息传送到多个网络节点中的第一网络节点。
在框920，处理电路703经由网络接口707接收中间波束成形权重的指示。在一些实施例中，接收中间波束成形权重的指示包括从第一网络节点接收组合中间波束成形权重(例如，图4-5的Ccom)的指示，组合中间波束成形权重是各自与多个网络节点之一相关联的中间波束成形权重(例如，图4-5的C1和C2)的组合。
在附加或备选实施例中，组合中间波束成形权重是大小为K×K的厄米矩阵，其中，K是网络实体所服务的用户层的总数。
在附加或备选实施例中，组合中间波束成形权重的指示是厄米矩阵的上三角分量或下三角分量的指示。
在附加或备选实施例中，厄米矩阵是第一网络节点和通信装置之间的信道的信道估计的协方差矩阵。
在框930，处理电路703基于中间波束成形权重的指示确定频域波束成形权重的部分(例如，上面描述的WBBU)。在一些实施例中，确定频域波束成形权重的部分包括：基于中间波束成形权重确定正则化因子；确定大小为K×K的单位矩阵，其中，K是网络实体所服务的用户层的总数；以及基于中间波束成形权重与单位矩阵和正则化因子的乘积相加后求逆来确定频域波束成形权重的该部分。
在框940，处理电路703经由网络接口707，使用频域波束成形权重的该部分，经由第一网络节点与通信装置通信。在一些实施例中，与通信装置通信包括：基于与通信装置相关联的DL数据和频域波束成形权重的该部分来确定中间下行链路DL信号；以及将中间DL信号传送到第一网络节点。在附加或备选实施例中，确定中间DL信号包括：基于与通信装置相关联的用户层的所调制符号并且基于频域波束成形权重的该部分来确定波束成形的用户层DL数据流。
在附加或备选实施例中，与通信装置通信包括：从第一网络节点接收与通信装置相关联的中间上行链路UL信号；以及基于中间UL信号和频域波束成形权重的该部分来确定与通信装置相关联的波束成形的所接收信号。在附加或备选实施例中，接收中间UL信号包括：从第一网络节点接收组合中间UL信号，组合中间UL信号是各自与多个网络节点之一相关联的中间UL信号的组合；以及基于组合中间UL信号确定中间UL信号。
来自图9的流程图的各种操作对网络实体和相关方法的一些实施例而言可以是可选的。
在下面的描述中，虽然第一网络节点可以是RU 224a-c、RAN节点700、网络节点1110A、1110B、1300、1606、硬件1504、或者虚拟机1508A、1508B中的任一种，但是将要使用RAN节点700来描述第一网络节点的操作的功能性。现在将根据发明构思的一些实施例参考图10的流程图来论述(使用图7的结构实现的)RAN节点700的操作。例如，模块可存储在图7的存储器705中，并且这些模块可提供指令，使得当相应RAN节点处理电路703执行模块的指令时，处理电路703执行流程图的相应操作。
图10示出由通信网络中的多个网络节点中的第一网络节点执行的操作的示例，所述多个网络节点经由级联拓扑可通信地耦合到第一网络实体。
在框1010，处理电路703确定与第一网络节点和通信装置之间的信道相关联的信道估计。
在框1020，处理电路703将信道估计存储在本地存储器中。
在框1030，处理电路703经由网络接口707从第二网络实体接收调度信息。在一些实施例中，第二网络实体是第一网络实体并且包括基带单元BBU，而且多个网络节点中的每个网络节点包括具有一个或多个天线的无线电单元RU。在备选实施例中，第一网络实体包括基带单元BBU，多个网络节点包括第二网络实体，并且多个网络节点中的每个网络节点包括具有一个或多个天线的无线电单元RU。
在框1040，处理电路703经由网络接口707将调度信息传送到经由级联拓扑可通信地耦合到第一网络实体的多个网络节点中的第二网络节点。
在框1050，处理电路703基于信道估计确定中间波束成形权重。在一些实施例中，中间波束成形权重包括第一中间波束成形权重(例如，图4-5的C1)。传送中间波束成形权重的指示可以包括：从多个网络节点中的第二网络节点接收第二中间波束成形权重(例如，图4-5的C2)的指示；将第一中间波束成形权重与第二中间波束成形权重组合，以形成组合中间波束成形权重(例如，图4-5的Ccom)；以及将组合中间波束成形权重的指示传送到第二网络实体。
在附加或备选实施例中，第一中间波束成形权重、第二波束成形权重和组合中间波束成形权重均是大小为K×K的厄米矩阵，其中，K是用户层的总数。
在附加或备选实施例中，第一中间波束成形权重的指示、第二波束成形权重的指示和组合中间波束成形权重的指示均是它们的相应厄米矩阵的上三角分量或下三角分量的指示。
在附加或备选实施例中，与第一中间波束成形权重相关联的厄米矩阵是信道估计的协方差矩阵。
在框1060，处理电路703经由网络接口707将中间波束成形权重的指示传送给第二网络实体。
在框1070，处理电路703基于信道估计确定频域波束成形权重的部分。在一些实施例中，确定频域波束成形权重的该部分包括确定信道估计的共轭。在附加或备选实施例中，确定频域波束成形权重的该部分包括基于调度信息从本地存储器中提取信道估计。
在框1080，处理电路703经由收发器701和网络接口707，使用频域波束成形权重的该部分在第二网络实体和通信装置之间传递数据。在一些实施例中，接收调度信息包括接收要在下一传输时间间隔中传送的用户层的指示。传递数据可以包括：从第二网络实体接收中间下行链路DL信号；基于中间DL信号和频域波束成形权重的该部分生成波束成形的DL信号；以及将波束成形的DL信号传送到通信装置。
在附加或备选实施例中，接收中间DL信号包括接收要传送到通信装置的用户层下行链路数据流。生成波束成形的DL信号包括：基于调度信息从用户层下行链路数据流中提取用户层同相和正交IQ数据；以及基于用户层IQ数据和频域波束成形权重的该部分生成波束成形的DL信号。
在一些实施例(DL，其中，第一网络节点不是网络节点链中的最后一个网络节点)中，在框1085，处理电路703经由网络接口707将中间DL信号传送到第二网络节点。
在附加或备选实施例中，接收调度信息包括接收要在下一传输时间间隔中接收的用户层的指示。传递数据包括：从通信装置接收上行链路UL信号；基于UL信号和频域波束成形权重的该部分生成中间UL信号；以及将中间UL信号传送给第二网络实体。在附加或备选实施例中，中间UL信号是第一中间UL信号。将中间UL信号传送到第二网络实体包括：从第二网络节点接收第二中间UL信号；将第一中间UL信号和第二中间UL信号组合以形成组合中间UL信号；以及将组合中间UL信号传送到第二网络实体。
来自图10的流程图的各种操作对网络实体和相关方法的一些实施例而言可以是可选的。例如，框1010、1020、1040和1085可以是可选的。
图11示出根据一些实施例的通信系统1100的示例。
在示例中，通信系统1100包括电信网络1102，该电信网络包括诸如无线电接入网(RAN)之类的接入网1104和包括一个或多个核心网节点1108的核心网1106。接入网1104包括一个或多个接入网节点，诸如网络节点1110a和1110b(它们中的一个或多个可一般地称为网络节点1110)、或者任何其它类似的第三代合作伙伴项目(3GPP)接入节点或非3GPP接入点。网络节点1110诸如通过以下方式促成用户设备(UE)的直接或间接连接：通过一个或多个无线连接将UE 1112a、1112b、1112c和1112d(这些UE中的一个或多个可一般地称为UE1112)连接到核心网1106。
通过无线连接的示例无线通信包括：使用电磁波、无线电波、红外波、和/或适于传达信息而不使用电线、电缆或其它材料导体的其它类型的信号来传送和/或接收无线信号。此外，在不同的实施例中，通信系统1100可包括任何数量的有线或无线网络、网络节点、UE、和/或可促成或参与数据和/或信号(无论是经由有线连接还是无线连接)的通信的任何其它组件或系统。通信系统1100可包括和/或通过接口连接任何类型的通信、电信、数据、蜂窝、无线电网络和/或其它类似类型的系统。
UE 1112可以是各种各样的通信装置中的任一种，包括被布置、被配置和/或可操作以与网络节点1110和其它通信装置无线通信的无线装置。类似地，网络节点1110被布置、能够、被配置和/或可操作以与UE 1112和/或与电信网络1102中的其它网络节点或设备直接或间接通信，以能够实现和/或提供网络接入(诸如无线网络接入)和/或执行其它功能(诸如电信网络1102中的管理)。
在所描绘的示例中，核心网1106将网络节点1110连接到一个或多个主机，诸如主机1116。这些连接可以是直接的或者经由一个或多个中间网络或装置间接的。在其它示例中，网络节点可直接耦合到主机。核心网1106包括以硬件和软件组件构成的一个或多个核心网节点(例如，核心网节点1108)。这些组件的特征可基本上类似于关于UE、网络节点和/或主机所描述的那些，使得其描述一般适用于核心网节点1108的对应组件。示例核心网节点包括移动交换中心(MSC)、移动性管理实体(MME)、归属订户服务器(HSS)、接入和移动性管理功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、认证服务器功能(AUSF)、订阅标识符取消隐藏功能(SIDF)、统一数据管理(UDM)、安全边缘保护代理(SEPP)、网络暴露功能(NEF)和/或用户平面功能(UPF)中的一个或多个的功能。
主机1116可归不同于接入网1104和/或电信网络1102的运营商或提供商的服务提供商所有或控制，并且可由服务提供商或代表服务提供商来操作。主机1116可接管各种应用以提供一个或多个服务。此类应用的示例包括实况和预记录的音频/视频内容、数据收集服务(诸如检索和汇编关于多个UE检测到的各种环境条件的数据)、分析功能性、社交媒体、用于控制远程装置或以其它方式与远程装置交互的功能、用于警报和监控中心的功能、或者由服务器执行的任何其它此类功能。
整体来看，图11的通信系统1100能够实现UE、网络节点和主机之间的连接性。在该意义上，通信系统可被配置成根据诸如具体标准之类的预定义的规则或过程来操作，所述具体标准包括但不限于：全球移动通信系统(GSM)；通用移动电信系统(UMTS)；长期演进(LTE)，和/或其它合适的2G、3G、4G、5G标准或任何适用的未来一代标准(例如，6G)；无线局域网(WLAN)标准，诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准(WiFi)；和/或任何其它适当的无线通信标准，诸如微波接入全球互通性(WiMax)、蓝牙、Z-Wave、近场通信(NFC)ZigBee、LiFi、和/或任何低功率广域网(LPWAN)标准(诸如LoRa和Sigfox)。
在一些示例中，电信网络1102是实现3GPP标准化特征的蜂窝网络。因此，电信网络1102可支持网络切片化，以便向连接到电信网络1102的不同装置提供不同的逻辑网络。例如，电信网络1102可向一些UE提供超可靠低时延通信(URLLC)服务，而向其它UE提供增强移动宽带(eMBB)服务，和/或向还有的另外UE提供大规模机器类型通信(mMTC)/大规模IoT服务。
在一些示例中，UE 1112被配置成在没有直接人类交互的情况下传送和/或接收信息。例如，UE可被设计为当内部或外部事件触发时，或者响应于来自接入网1104的请求，按预定调度向接入网1104传送信息。另外，UE可被配置用于在单RAT或多RAT或多标准模式中操作。例如，UE可采用Wi-Fi、NR(新空口)和LTE中的任何一个或其组合来操作，即，被配置用于多无线电双连接性(MR-DC)，诸如E-UTRAN(演进-UMTS陆地无线电接入网)新空口-双连接性(EN-DC)。
在示例中，集线器1114与接入网1104通信以促成一个或多个UE(例如，UE 1112c和/或1112d)与网络节点(例如，网络节点1110b)之间的间接通信。在一些示例中，集线器1114可以是控制器、路由器、内容源和分析装置、或者本文中关于UE所描述的其它通信装置中的任一种。例如，集线器1114可以是使UE能够接入核心网1106的宽带路由器。作为另一示例，集线器1114可以是向UE中的一个或多个致动器发送命令或指令的控制器。命令或指令可从UE、网络节点1110接收，或者通过集线器1114中的可执行代码、脚本、进程或其它指令来接收。作为另一示例，集线器1114可以是充当UE数据的临时存储装置的数据收集器，而且在一些实施例中，可执行数据的分析或其它处理。作为另一示例，集线器1114可以是内容源。例如，对于作为VR头戴式耳机、显示器、扬声器或其它媒体输送装置的UE，集线器1114可经由网络节点检索VR资产、视频、音频、或者涉及感觉信息的其它媒体或数据，然后，集线器1114将其在执行本地处理之后直接地和/或在添加附加本地内容之后提供给UE。在再一示例中，特别是在UE中的一个或多个是低能量IoT装置的情况下，集线器1114充当UE的代理服务器或编排器。
集线器1114可具有到网络节点1110b的恒定/持久或间歇连接。集线器1114还可允许集线器1114与UE(例如，UE 1112c和/或1112d)之间以及集线器1114与核心网1106之间的不同通信方案和/或调度。在其它示例中，经由有线连接将集线器1114连接到核心网1106和/或一个或多个UE。此外，集线器1114可被配置成通过接入网1104连接到M2M服务提供商和/或通过直接连接而连接到另一UE。在一些场景中，UE可与网络节点1110建立无线连接，同时仍然经由有线或无线连接经由集线器1114来连接。在一些实施例中，集线器1114可以是专用集线器——即，主要功能是从UE到网络节点1110b或从网络节点1110b到UE路由通信的集线器。在其它实施例中，集线器1114可以是非专用集线器——即，能够操作以在UE和网络节点1110b之间路由通信、但是另外能够作为某些数据信道的通信开始和/或结束点来操作的装置。
图12示出根据一些实施例的UE 1200。如本文中所使用，UE是指能够、被配置、被布置和/或可操作以与网络节点和/或其它UE无线通信的装置。UE的示例包括但不限于智能电话、移动电话、蜂窝电话、基于IP的语音(VoIP)电话、无线本地环路电话、台式计算机、个人数字助理(PDA)、无线相机、游戏控制台或装置、音乐存储装置、回放器具、可穿戴终端装置、无线端点、移动台、平板、膝上型计算机、膝上嵌入式设备(LEE)、膝上安装式设备(LME)、智能装置、无线客户端设备(CPE)、交通工具安装式或交通工具嵌入式/集成式无线装置等。其它示例包括第三代合作伙伴项目(3GPP)所标识的任何UE，包括窄带物联网(NB-IoT)UE、机器类型通信(MTC)UE和/或增强MTC(eMTC)UE。
UE例如通过实现用于直通链路通信、专用短程通信(DSRC)、交通工具到交通工具(V2V)、交通工具到基础设施(V2I)或交通工具到万物(V2X)的3GPP标准，可支持装置到装置(D2D)通信。在其它示例中，UE可不必具有在拥有和/或操作相关装置的人类用户的意义上的用户。相反，UE可表示打算销售给人类用户或由人类用户操作、但是可能不或者可能最初不与具体人类用户相关联的装置(例如，智能喷洒器控制器)。备选地，UE可表示不打算销售给最终用户或由最终用户操作、但是可与用户利益相关联或为用户利益操作的装置(例如，智能功率计)。
UE 1200包括处理电路1202，处理电路1202经由总线1204在操作上耦合到输入/输出接口1206、电源1208、存储器1210、通信接口1212和/或任何其它组件或其任何组合。某些UE可利用图12中所示的所有组件或者这些组件的子集。组件之间的集成度可从一个UE到另一UE不等。此外，某些UE可包含组件的多个实例，诸如多个处理器、存储器、收发器、传送器、接收器等。
处理电路1202被配置成处理指令和数据，并且可被配置成实现任何顺序状态机，该状态机可操作以执行作为机器可读计算机程序存储在存储器1210中的指令。处理电路1202可被实现为：一个或多个硬件实现的状态机(例如，在分立逻辑、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等中)；可编程逻辑连同适当的固件；一个或多个所存储的计算机程序、诸如微处理器或数字信号处理器(DSP)之类的通用处理器、连同适当的软件；或者上述各项的任何组合。例如，处理电路1202可包括多个中央处理单元(CPU)。
在该示例中，输入/输出接口1206可被配置成向输入装置、输出装置、或者一个或多个输入和/或输出装置提供一个或多个接口。输出装置的示例包括扬声器、声卡、视频卡、显示器、监视器、打印机、致动器、发射器、智能卡、另一输出装置、或其任何组合。输入装置可允许用户将信息捕获到UE 1200中。输入装置的示例包括触敏显示器或存在敏感显示器、相机(例如，数字相机、数字摄像机、万维网相机等)、麦克风、传感器、鼠标、轨迹球、定向垫、轨迹垫、滚轮、智能卡等等。存在敏感显示器可包括电容性或电阻性触摸传感器以感测来自用户的输入。传感器可以是例如加速度计、陀螺仪、倾斜传感器、力传感器、磁力计、光学传感器、接近传感器、生物测定传感器等、或其任何组合。输出装置可使用与输入装置相同类型的接口端口。例如，可使用通用串行总线(USB)端口来提供输入装置和输出装置。
在一些实施例中，将电源1208构造为电池或电池组。可使用其它类型的电源，诸如外部电源(例如，电插座)、光伏装置、或者动力电池。电源1208可进一步包括电力电路，以用于经由诸如电力电缆之类的输入电路或接口将来自电源1208本身和/或外部电源的电力输送到UE 1200的各种部分。输送电力可例如用于电源1208的充电。电力电路可对来自电源1208的电力执行任何格式化、转换或其它修改，以使电力适合于该电力所供给的UE 1200的相应组件。
存储器1210可以是或被配置成包括诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁盘、光盘、硬盘、可移除盒式磁带、闪存驱动器等等的存储器。在一个示例中，存储器1210包括：一个或多个应用程序1214，诸如操作系统、万维网浏览器应用、小部件、小工具引擎或其它应用；以及对应的数据1216。存储器1210可存储各种各样的操作系统中的任一个或操作系统的组合，以供UE 1200使用。
存储器1210可被配置成包括多个物理驱动器单元，诸如独立盘冗余阵列(RAID)、闪速存储器、USB闪速驱动器、外部硬盘驱动器、拇指式驱动器、笔式驱动器、钥匙式驱动器、高密度数字多功能盘(HD-DVD)光盘驱动器、内部硬盘驱动器、蓝光光盘驱动器、全息数字数据存储(HDDS)光盘驱动器、外部迷你双列直插式存储器模块(DIMM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、外部微-DIMM SDRAM、智能卡存储器(诸如包括一个或多个订户身份模块(SIM)(诸如USIM和/或ISIM)的通用集成电路卡(UICC)形式的防篡改模块)、其它存储器、或其任何组合。UICC可以是例如嵌入式UICC(eUICC)、集成式UICC(iUICC)或者常称为‘SIM卡’的可移除UICC。存储器1210可允许UE 1200访问存储在暂时性或非暂时性存储器介质上的指令、应用程序等，以卸载数据或上载数据。制品(比如利用通信系统的制品)可被有形地实施为存储器1210或实施于存储器1210中，其可以是或可包括装置可读存储介质。
处理电路1202可被配置成使用通信接口1212与接入网或其它网络通信。通信接口1212可包括一个或多个通信子系统，并且可包括或可通信地耦合到天线1222。通信接口1212可包括一个或多个收发器，其用于诸如通过与能够无线通信的另一装置(例如，另一UE或接入网中的网络节点)的一个或多个远程收发器通信来通信。每个收发器可包括适于提供网络通信(例如，光、电、频率分配等等)的传送器1218和/或接收器1220。此外，传送器1218和接收器1220可耦合到一个或多个天线(例如，天线1222)，并且可共享电路组件、软件或固件，或者备选地被分开实现。
在所示实施例中，通信接口1212的通信功能可包括蜂窝通信、Wi-Fi通信、LPWAN通信、数据通信、语音通信、多媒体通信、诸如蓝牙之类的短程通信、近场通信、诸如使用全球定位系统(GPS)来确定位置之类的基于位置的通信、另一类似的通信功能、或其任何组合。可根据一个或多个通信协议和/或标准，诸如IEEE 802.11、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、GSM、LTE、新空口(NR)、UMTS、WiMax、以太网、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、同步光联网(SONET)、异步传输模式(ATM)、QUIC、超文本传输协议(HTTP)等，来实现通信。
无论传感器的类型如何，UE都可通过其通信接口1212经由到网络节点的无线连接提供由其传感器捕获的数据的输出。某一UE的传感器所捕获的数据可以通过无线连接经由另一UE传递到网络节点。输出可以是周期性的(例如，如果它报告感测的温度，则每15分钟一次)，随机的(例如，使来自若干传感器发出的报告的负载均衡)，响应于触发事件(例如，当检测到湿气时发送警报)，响应于请求(例如，用户发起的请求)，或者连续流(例如，患者的实时视频馈送)。
作为另一示例，UE包括与通信接口有关的致动器、电机或开关，该通信接口被配置成经由无线连接从网络节点接收无线输入。响应于所接收的无线输入，致动器、电机或开关的状态可改变。例如，UE可包括根据所接收的输入调整飞行中的无人机的控制面或转子的电机、或者根据所接收的输入执行医疗规程的机器人手臂。
UE当采取物联网(IoT)装置的形式时，可以是用于一个或多个应用领域中的装置，这些领域包括但不限于城市可穿戴技术、扩展工业应用和医疗保健。此类IoT装置的非限制性示例是作为以下项或嵌入以下项中的装置：所连接的冰箱或冰柜、TV、所连接的照明装置、电表、机器人真空吸尘器、语音控制的智能扬声器、家庭安全相机、运动探测器、恒温器、烟雾探测器、门/窗传感器、溢流/湿气传感器、电气门锁、所连接的门铃、诸如热泵之类的空调系统、自主交通工具、监控系统、天气监测装置、交通工具停放监测装置、电动交通工具充电站、智能手表、健身追踪器、用于增强现实(AR)或虚拟现实(VR)的头戴式显示器、用于触觉增强或感官增强的可穿戴装置、喷水器、动物或物品跟踪装置、用于监测植物或动物的传感器、工业机器人、无人驾驶飞行器(UAV)、以及任何种类的医疗装置(比如心率监测仪或远程控制的手术机器人)。采取IoT装置的形式的UE包括取决于IoT装置的预期应用的电路和/或软件，加上关于图12中所示的UE 1200所描述的其它组件。
作为又一具体示例，在IoT场景中，UE可代表执行监测和/或测量并且将此类监测和/或测量的结果传送到另一UE和/或网络节点的机器或其它装置。在这种情况下，UE可以是M2M装置，M2M装置在3GPP上下文中可称为MTC装置。作为一个特定示例，UE可实现3GPPNB-IoT标准。在其它场景中，UE可代表诸如汽车、公共汽车、卡车、船舶和飞机之类的交通工具、或者能够监测和/或报告其操作状态或与其操作相关联的其它功能的其它设备。
在实践中，就单个用例而言，可一起使用任何数量的UE。例如，第一UE可能是无人机或者可能被集成在无人机中，并且可能将(通过速度传感器获得的)无人机的速度信息提供给作为操作无人机的遥控器的第二UE。当用户从遥控器进行更改时，第一UE可(例如通过控制致动器)调整无人机上的油门以增大或减小无人机的速度。第一和/或第二UE还可以包括上文所描述的功能性中的不止一个功能性。例如，UE可能包含传感器和致动器，并且为速度传感器和致动器二者处置数据的通信。
图13示出根据一些实施例的网络节点1300。如本文中所使用，网络节点是指能够、被配置、被布置和/或可操作以在电信网络中与UE和/或与其它网络节点或设备直接或间接通信的设备。网络节点的示例包括但不限于接入点(AP)(例如，无线电接入点)、基站(BS)(例如，无线电基站、节点B、演进节点B(eNB)和NR节点B(gNB))。
基站可基于它们提供的覆盖量(或者换言之，它们的发射功率电平)来分类，并且因此，取决于所提供的覆盖量，它们可称为毫微微基站、微微基站、微基站或宏基站。基站可以是中继节点或控制中继的中继施主节点。网络节点还可包括分布式无线电基站的一个或多个(或所有)部分，诸如集中数字单元和/或远程无线电单元(RRU)(有时称为远程无线电头端(RRH))。此类远程无线电单元可或者可不与天线集成为天线集成无线电。分布式无线电基站的部分也可称为分布式天线系统(DAS)中的节点。
网络节点的其它示例包括多传输点(多-TRP)5G接入节点、多标准无线电(MSR)设备(诸如MSR BS)、网络控制器(诸如无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC))、基站收发信台(BTS)、传输点、传输节点、多小区/多播协调实体(MCE)、操作和维护(O&M)节点、操作支持系统(OSS)节点、自组织网络(SON)节点、定位节点(例如，演进服务移动位置中心(E-SMLC))和/或最小化路测(MDT)。
网络节点1300包括处理电路1302、存储器1304、通信接口1306和电源1308。网络节点1300可由多个物理上分离的组件(例如，节点B组件和RNC组件，或者BTS组件和BSC组件等)组成，这些组件可各自具有它们自己的相应组件。在网络节点1300包括多个分开的组件(例如，BTS和BSC组件)的某些场景中，可在若干网络节点之间共享所述分开的组件中的一个或多个。例如，单个RNC可控制多个节点B。在此类场景中，每个唯一的节点B和RNC对可在一些实例中被视为单个分开的网络节点。在一些实施例中，网络节点1300可被配置成支持多种无线电接入技术(RAT)。在此类实施例中，一些组件可被复制(例如，用于不同RAT的分开的存储器1304)，并且一些组件可被再用(例如，相同的天线1310可由不同RAT共享)。网络节点1300还可包括各种所示组件的多个集合，用于集成到网络节点1300中的不同无线技术，例如GSM、WCDMA、LTE、NR、WiFi、Zigbee、Z-wave、LoRaWAN、射频标识(RFID)或者蓝牙无线技术。这些无线技术可被集成到网络节点1300内的相同或不同芯片或芯片组以及其它组件中。
处理电路1302可包括下列的一项或多项的组合：微处理器、控制器、微控制器、中央处理单元、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、或者任何其它适合的计算装置、资源、或者可操作以单独或结合其它网络节点1300组件(诸如存储器1304)提供网络节点1300功能性的硬件、软件和/或编码逻辑的组合。
在一些实施例中，处理电路1302包括片上系统(SOC)。在一些实施例中，处理电路1302包括射频(RF)收发器电路1312和基带处理电路1314中的一个或多个。在一些实施例中，射频(RF)收发器电路1312和基带处理电路1314可在分开的芯片(或芯片组)、板或单元(诸如无线电单元和数字单元)上。在备选实施例中，RF收发器电路1312和基带处理电路1314的部分或全部可在相同的芯片或芯片组、板或单元上。
存储器1304可包括任何形式的易失性或非易失性计算机可读存储器，包括但不限于：持久存储设备、固态存储器、远程安装的存储器、磁介质、光介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、大容量存储介质(例如，硬盘)、可移除存储介质(例如，闪存驱动器、致密盘(CD)或数字视频盘(DVD))、和/或存储可由处理电路1302使用的信息、数据和/或指令的任何其它易失性或非易失性、非暂时性装置可读和/或计算机可执行存储器装置。存储器1304可存储任何合适的指令、数据或信息，包括计算机程序、软件、应用(包括逻辑、规则、代码、表等中的一个或多个)和/或能够由处理电路1302执行并由网络节点1300利用的其它指令。存储器1304可用于存储由处理电路1302进行的任何计算和/或经由通信接口1306接收的任何数据。在一些实施例中，处理电路1302和存储器1304是集成的。
通信接口1306用于网络节点、接入网和/或UE之间信令和/或数据的有线或无线通信中。如图所示，通信接口1306包括(一个或多个)端口/(一个或多个)端子1316，以例如通过有线连接向网络发送数据和从网络接收数据。通信接口1306还包括无线电前端电路1318，该电路可耦合到天线1310，或者在某些实施例中作为天线1310的一部分。无线电前端电路1318包括滤波器1320和放大器1322。无线电前端电路1318可连接到天线1310和处理电路1302。无线电前端电路可被配置成调节在天线1310与处理电路1302之间传递的信号。无线电前端电路1318可接收要经由无线连接向外发送到其它网络节点或UE的数字数据。无线电前端电路1318可使用滤波器1320和/或放大器1322的组合将数字数据转换成具有适当信道和带宽参数的无线电信号。然后，可经由天线1310传送无线电信号。类似地，当接收数据时，天线1310可收集无线电信号，然后由无线电前端电路1318将所述信号转换成数字数据。数字数据可被传递到处理电路1302。在其它实施例中，通信接口可包括不同的组件和/或组件的不同组合。
在某些备选实施例中，网络节点1300不包括分开的无线电前端电路1318，而是，处理电路1302包括无线电前端电路，并且连接到天线1310。类似地，在一些实施例中，RF收发器电路1312的全部或部分是通信接口1306的一部分。在仍有的其它实施例中，通信接口1306包括一个或多个端口或端子1316、无线电前端电路1318以及RF收发器电路1312以作为无线电单元(未示出)的一部分，而且通信接口1306与作为数字单元(未示出)的一部分的基带处理电路1314通信。
天线1310可包括被配置成发送和/或接收无线信号的一个或多个天线或天线阵列。天线1310可耦合到无线电前端电路1318，并且可以是能够无线传送和接收数据和/或信号的任何类型的天线。在某些实施例中，天线1310与网络节点1300分开，并且通过接口或端口可连接到网络节点1300。
天线1310、通信接口1306和/或处理电路1302可被配置成执行本文中描述为由网络节点执行的任何接收操作和/或某些获得操作。可从UE、另一网络节点和/或任何其它网络设备接收任何信息、数据和/或信号。类似地，天线1310、通信接口1306和/或处理电路1302可被配置成执行本文中描述为由网络节点执行的任何传送操作。可向UE、另一网络节点和/或任何其它网络设备传送任何信息、数据和/或信号。
电源1308以适合于相应组件的形式(例如，以每个相应组件所需的电压和电流电平)向网络节点1300的各种组件提供电力。电源1308可进一步包括或耦合到电力管理电路，以便为网络节点1300的组件供电，以用于执行本文中所描述的功能性。例如，网络节点1300可经由输入电路或接口(诸如电缆)可连接到外部电源(例如，电网、电插座)，由此，外部电源向电源1308的电力电路供电。作为进一步示例，电源1308可包括连接到电力电路或集成在电力电路中的电池或电池组形式的电力源。如果外部电源出故障，则电池可提供备用电力。
除了图13中示出的那些组件之外，网络节点1300的实施例还可包括附加组件，以用于提供网络节点的功能性的某些方面，包括本文中所描述的功能性中的任一项和/或支持本文中所描述的主题所需的任何功能性。例如，网络节点1300可包括用户接口设备，以允许将信息输入到网络节点1300中，并且允许从网络节点1300输出信息。这可允许用户为网络节点1300执行诊断、维护、修理和其它管理功能。
图14是根据本文中描述的各个方面的主机1400的框图，主机1400可以是图11的主机1116的实施例。如本文中所使用，主机1400可以是或包括硬件和/或软件的各种组合，包含独立服务器、刀片服务器、云实现的服务器、分布式服务器、虚拟机、容器、或者服务器场中的处理资源。主机1400可向一个或多个UE提供一个或多个服务。
主机1400包括处理电路1402，处理电路1402经由总线1404在操作上耦合到输入/输出接口1406、网络接口1408、电源1410和存储器1412。在其它实施例中可包括其它组件。这些组件的特征可基本上类似于关于先前图(诸如图12-13)的装置所描述的那些特征，使得其描述一般适用于主机1400的对应组件。
存储器1412可包括一个或多个计算机程序，所述计算机程序包含一个或多个主机应用程序1414和数据1416，所述数据可包括用户数据，例如，由UE为主机1400生成的数据或者由主机1400为UE生成的数据。主机1400的实施例可仅利用所示组件的子集或者利用所有的所示组件。主机应用程序1414可在基于容器的架构中实现，并且可提供对视频编解码器(例如，通用视频编码(VVC)、高效视频编码(HEVC)、高级视频编码(AVC)、MPEG、VP9)和音频编解码器(例如，FLAC、高级音频编码(AAC)、MPEG、G.711)的支持，包括针对UE的多个不同类别、类型或实现(例如，手持机、台式计算机、可穿戴显示系统、平视显示系统)的转码。主机应用程序1414还可提供用户认证和许可检查，并且可定期地向中央节点(诸如核心网中或其边缘上的装置)报告健康状况、路由和内容可用性。因此，主机1400可为UE选择和/或指明用于过顶服务的不同主机。主机应用程序1414可支持各种协议，诸如HTTP现场流播(HLS)协议、实时消息传递协议(RTMP)、实时流播协议(RTSP)、基于HTTP的动态自适应流播(MPEG-DASH)等。
图15是示出其中可将一些实施例实现的功能虚拟化的虚拟化环境1500的框图。在本上下文中，虚拟化意味着创建设备或装置的虚拟版本，其可包括将硬件平台、存储装置和联网资源虚拟化。如本文中所使用，虚拟化可以应用于本文中描述的任何装置或其组件，并且涉及其中功能性的至少一部分被实现为一个或多个虚拟组件的实现。本文中描述的一些或所有功能可被实现为一个或多个虚拟机(VM)执行的虚拟组件，所述虚拟机在诸如作为网络节点、UE、核心网节点或主机来操作的硬件计算装置之类的硬件节点中的一个或多个硬件节点所接管的一个或多个虚拟环境1500中实现。此外，在其中虚拟节点不要求无线电连接性的实施例(例如，核心网节点或主机)中，则节点可被完全虚拟化。
应用1502(其可备选地称为软件实例、虚拟器具、网络功能、虚拟节点、虚拟网络功能等)在虚拟化环境Q400中运行，以实现本文中公开的有些实施例的有些特征、功能和/或益处。
硬件1504包括处理电路、存储硬件处理电路可执行的软件和/或指令的存储器、和/或如本文中所描述的其它硬件装置，诸如网络接口、输入/输出接口等等。软件可由处理电路执行以将一个或多个虚拟化层1506(也称为管理程序或虚拟机监视器(VMM))实例化，提供VM 1508a和1508b(其中的一个或多个可一般地称为VM 1508)，和/或执行关于本文中描述的一些实施例所描述的功能、特征和/或益处中的任一个。虚拟化层1506可向VM 1508呈现看似联网硬件的虚拟操作平台。
VM 1508包括虚拟处理、虚拟存储器、虚拟联网或接口和虚拟存储，并且可由对应的虚拟化层1506运行。虚拟器具1502的实例的不同实施例可在VM 1508中的一个或多个VM上实现，并且这些实现可以不同方式进行。在一些上下文中，将硬件的虚拟化称为网络功能虚拟化(NFV)。NFV可用来将许多网络设备类型整合到行业标准大容量服务器硬件、物理交换机和物理存储设备上，它们可以位于数据中心以及客户端设备中。
在NFV的上下文中，VM 1508可以是物理机器的软件实现，其运行程序就像它们正在物理的非虚拟化机器上执行一样。VM 1508中的每个VM以及硬件1504中执行该VM的那部分(无论它是专用于该VM的硬件和/或由该VM与其它VM共享的硬件)形成分开的虚拟网元。仍在NFV的上下文中，虚拟网络功能负责处置在硬件1504之上的一个或多个VM 1508中运行的具体网络功能，并且对应于应用1502。
可在具有通用或专用组件的独立网络节点中实现硬件1504。硬件1504可经由虚拟化实现一些功能。备选地，硬件1504可以是较大硬件集群的一部分(例如，诸如在数据中心或CPE中)，在硬件集群中，许多硬件节点一起工作并且经由管理和编排1510来管理，管理和编排1510除其它的之外，还监督应用1502的生命周期管理。在一些实施例中，硬件1504耦合到一个或多个无线电单元，这些单元各自包括可耦合到一个或多个天线的一个或多个接收器和一个或多个传送器。无线电单元可经由一个或多个适当的网络接口直接与其它硬件节点通信，并且可与虚拟组件组合使用以提供具有无线电能力的虚拟节点，诸如无线电接入节点或基站。在一些实施例中，一些信令可以通过使用控制系统1512来提供，控制系统1512可备选地用于硬件节点和无线电单元之间的通信。
图16示出根据一些实施例、主机1602经由网络节点1604通过部分无线连接与UE1606通信的通信图。现在将参考图16描述在前面段落中论述的UE(诸如图11的UE 1112a和/或图12的UE 1200)、网络节点(诸如图11的网络节点1110a和/或图13的网络节点1300)和主机(诸如图11的主机1116和/或图14的主机1400)的根据各种实施例的示例实现。
与主机1400类似，主机1602的实施例包括硬件，诸如通信接口、处理电路和存储器。主机1602还包括软件，该软件存储在主机1602中或可由主机1602访问，并且可由处理电路执行。该软件包括主机应用，主机应用可以可操作以将服务提供给远程用户，诸如经由UE1606与主机1602之间延伸的过顶(OTT)连接1650连接的UE 1606。在向远程用户提供服务期间，主机应用可提供使用OTT连接1650传送的用户数据。
网络节点1604包括使其能够与主机1602和UE 1606通信的硬件。连接1660可以是直接的或者经过核心网(比如图11的核心网1106)和/或一个或多个其它中间网络，诸如一个或多个公共的、专有的或接管的网络。例如，中间网络可以是骨干网或互联网。
UE 1606包括硬件和软件，软件存储在UE 1606中或者可由UE 1606访问，并且可由UE的处理电路执行。软件包括客户端应用，诸如万维网浏览器或运营商特定的“app”，“app”可以可操作以在主机1602的支持下经由UE 1606向人类或非人类用户提供服务。在主机1602中，执行的主机应用可经由端接于UE 1606和主机1602的OTT连接1650与执行的客户端应用通信。在向用户提供服务期间，UE的客户端应用可从主机的主机应用接收请求数据，并且响应于该请求数据提供用户数据。OTT连接1650可传输请求数据和用户数据二者。UE的客户端应用可与用户交互以生成用户数据，它将所述用户数据通过OTT连接1650提供给主机应用。
OTT连接1650可经由主机1602与网络节点1604之间的连接1660以及经由网络节点1604与UE 1606之间的无线连接1670延伸，以提供主机1602与UE 1606之间的连接。已经抽象地绘制了可在其上提供OTT连接1650的连接1660和无线连接1670，以示出主机1602与UE1606之间经由网络节点1604的通信，而没有明确提及任何中间装置和经由这些装置的消息的确切路由选择。
作为经由OTT连接1650传送数据的示例，在步骤1608中，主机1602提供用户数据，这可通过执行主机应用来执行。在一些实施例中，用户数据与和UE 1606交互的特定人类用户相关联。在其它实施例中，用户数据与UE 1606相关联，该UE与主机1602共享数据而无需明确的人类交互。在步骤1610中，主机1602发起向UE 1606的携带用户数据的传送。主机1602可响应于UE 1606发出的请求来发起所述传送。该请求可由与UE 1606的人类交互引起，或者由在UE 1606上执行的客户端应用的操作引起。根据贯穿本公开所描述的实施例的教导，所述传送可经过网络节点1604。因此，在步骤1612中，根据贯穿本公开所描述的实施例的教导，网络节点1604向UE 1606传送在主机1602曾发起的传送中曾携带的用户数据。在步骤1614中，UE 1606接收所述传送中携带的用户数据，这可由与主机1602执行的主机应用相关联的UE 1606上执行的客户端应用来执行。
在一些示例中，UE 1606执行客户端应用，客户端应用向主机1602提供用户数据。可对从主机1602接收的数据作出反应或响应而提供用户数据。因此，在步骤1616中，UE1606可提供用户数据，这可通过执行客户端应用来执行。在提供用户数据期间，客户端应用可进一步考虑经由UE 1606的输入/输出接口从用户接收的用户输入。不管提供用户数据的具体方式如何，在步骤1618中，UE 1606发起经由网络节点1604向主机1602的用户数据的传送。在步骤1620中，根据贯穿本公开所描述的实施例的教导，网络节点1604从UE 1606接收用户数据，并且发起向主机1602的所接收用户数据的传送。在步骤1622中，主机1602接收UE1606发起的传送中携带的用户数据。
各种实施例中的一个或多个实施例改进了使用OTT连接1650(其中，无线连接1670形成最后一段)提供给UE 1606的OTT服务的性能。更确切地说，这些实施例的教导可改善大规模D-MIMO系统中的集中波束成形的性能，而不会遭受与在级联拓扑中连接到BBU的大量RU相关联的激增前传负载，并由此提供诸如以下的益处：与星形拓扑相比，降低部署成本(归因于所需光纤的数量或长度减少)和系统复杂性(归因于所需BBU端口的数量减少)二者。
在示例场景中，可由主机1602收集和分析工厂状况信息。作为另一示例，主机1602可处理可能已经从UE检索的音频和视频数据，以用于创建地图。作为另一示例，主机1602可收集和分析实时数据以帮助控制交通工具拥塞(例如，控制交通信号灯)。作为另一示例，主机1602可存储由UE上载的监视视频。作为另一示例，主机1602可存储诸如它可以向UE广播、多播或单播的视频、音频、VR或AR之类的媒体内容，或者控制对媒体内容的访问。作为其它示例，主机1602可用于能量定价、非时间关键的电负载的远程控制以平衡发电需求、位置服务、呈现服务(诸如根据从远程装置收集的数据汇编图表等)、或者收集、检索、存储、分析和/或传送数据的任何其它功能。
在一些示例中，为了监测数据速率、时延和所述一个或多个实施例要改进的其它因素的目的，可提供测量过程。为了响应于测量结果的变动而重新配置主机1602与UE 1606之间的OTT连接1650，还可存在可选的网络功能性。可在主机1602和/或UE 1606的软件和硬件中实现测量过程和/或用于重新配置OTT连接的网络功能性。在一些实施例中，可在OTT连接1650所经过的其它装置中或与其它装置相关联地部署传感器(未示出)；传感器可通过供给上文举例的监测量的值或者供给其它物理量的值(基于这些值，软件可计算或估计监测量)来参与测量过程。OTT连接1650的重新配置可包括消息格式、重传设置、优选的路由选择等；重新配置不需要直接改变网络节点1604的操作。此类过程和功能性可以是本领域中已知并且实践过的。在某些实施例中，测量可涉及专有UE信令，其促成主机1602对吞吐量、传播时间、时延等等的测量。测量可被实现是因为：在监测传播时间、错误等的同时，软件致使消息(特别是空或‘伪’消息)使用OTT连接1650来传送。
虽然本文中描述的计算装置(例如，UE、网络节点、主机)可包括所示出的硬件组件的组合，但是其它实施例可包括具有不同组件组合的计算装置。要理解，这些计算装置可包括执行本文中公开的任务、特征、功能和方法所需的硬件和/或软件的任何适当组合。本文中描述的确定、计算、获得或类似操作可由处理电路来执行，处理电路可通过例如以下操作来处理信息：将获得的信息转换成其它信息，将获得的信息或转换的信息与存储在网络节点中的信息进行比较，和/或基于获得的信息或转换的信息来执行一个或多个操作，并且作为所述处理的结果而做出确定。此外，虽然组件被描绘为位于较大框内或嵌套在多个框内的单个框，但是实际上，计算装置可包括构成单个所示组件的多个不同的物理组件，并且可在分开的组件之间划分功能性。例如，通信接口可被配置成包括本文中描述的组件中的任何组件，和/或可在处理电路与通信接口之间划分这些组件的功能性。在另一示例中，可在软件或固件中实现此类组件中的任何组件的非计算密集型功能，而且可在硬件中实现计算密集型功能。
在某些实施例中，本文中描述的一些或全部功能性可由执行存储在存储器中的指令的处理电路来提供，在某些实施例中，所述存储器可以是采取非暂时性计算机可读存储介质的形式的计算机程序产品。在备选实施例中，一些或所有功能性可由处理电路比如以硬连线方式来提供，而不执行存储在分开或分立装置可读存储介质上的指令。在那些特定实施例中的任何实施例中，无论是否执行存储在非暂时性计算机可读存储介质上的指令，处理电路都可以被配置成执行所描述的功能性。此类功能性所提供的益处不限于单独的处理电路或计算装置的其它组件，而是由计算装置作为整体和/或由最终用户和无线网络普遍享有。
下面论述进一步的定义和实施例。
在对本发明构思的各种实施例的以上描述中，要理解，本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非意在限制本发明构思。除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员普遍理解的含义相同的含义。将会进一步理解，诸如常用字典中所定义的那些术语之类的术语应当被解释为具有与它们在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不会以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文中明确地如此定义。
当某个元件被称为“连接到”、“耦合到”、“响应于”(或这些表述的变型)另一元件时，它可以直接连接到、耦合到或响应于另一元件，或者可存在中介元件。相反，当某个元件被称为“直接连接到”、“直接耦合到”、“直接响应于”(或这些表述的变型)另一元件时，不存在中介元件。通篇中类似的标号指代类似的元件。此外，如本文中所使用的“耦合”、“连接”、“响应”或其变型可包括无线耦合、连接或响应。如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式“一”、“某一”和“该”意在也包括复数形式。为了简洁和/或清楚，可能没有详细描述公知的功能或构造。术语“和/或”(缩写为“/”)包括相关联列出的项目中的一个或多个项目的任何和所有组合。
将会理解，虽然本文中可能使用第一、第二、第三等术语来描述各种元件/操作，但是这些元件/操作不应当受这些术语限制。这些术语仅用来区分一个元件/操作与另一元件/操作。因此，一些实施例中的第一元件/操作可能在其它实施例中称为第二元件/操作，而不会背离本发明构思的教导。在说明书通篇中，相同的参考标号或相同的参考指示符表示相同或类似的元件。
如本文中所使用，术语“包括”、“包含”、“具有”(“comprise”，“comprising”，“comprises”，“include”，“including”，“includes”，“have”，“has”，“having”)或其变型是开放式的，并且包括一个或多个所叙述的特征、整数、元件、步骤、组件或功能，但是不排除一个或多个其它特征、整数、元件、步骤、组件、功能或其群组的存在或添加。此外，如本文中所使用，源于拉丁短语“exempli gratia”的常见缩写“e.g.(例如)”可用来介绍或指出前面提到的项目的一个或多个一般示例，而并非意在限制此类项目。源自拉丁短语“id est”的常见缩写“i.e.(即)”可用来从更一般记载中指出特定项目。
本文中参考计算机实现的方法、设备(系统和/或装置)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图图示描述了示例实施例。要理解，框图和/或流程图图示的框、以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以通过一个或多个计算机电路所执行的计算机程序指令来实现。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机电路的处理器电路、专用计算机电路和/或其它可编程数据处理电路，以产生一种机器，使得经由计算机的处理器和/或其它可编程数据处理设备执行的指令变换和控制晶体管、存储在存储单元中的值、以及此类电路内的其它硬件组件，以实现在框图和/或流程图的一个框或多个框中所指定的功能/动作，并且由此创建用于实现在框图和/或流程图的(一个或多个)框中所指定的功能/动作的部件(功能性)和/或结构。
也可将这些计算机程序指令存储在有形的计算机可读介质中，其可以引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生一种制品，该制品包括实现框图和/或流程图的一个框或多个框中所指定的功能/动作的指令。因此，本发明构思的实施例可以用硬件和/或用软件(包括固件、常驻软件、微代码等)来实施，软件运行于诸如数字信号处理器之类的处理器上，其可统称为“电路”、“模块”或其变型。
还应当注意，在一些备选实现中，框中标注的功能/动作可以不按流程图中标注的顺序进行。例如，相继示出的两个框可能实际上基本同时执行，或者这些框有时可能按相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性/动作。此外，流程图和/或框图的给定框的功能性可被分成多个框，和/或流程图和/或框图的两个或更多个框的功能性可至少部分地整合。最后，可在示出的框之间添加/插入其它框，和/或可省略框/操作，而不会背离发明构思的范围。此外，虽然有些简图包括通信路径上的箭头以示出主要通信方向，但是要理解，通信可在与所描绘的箭头相反的方向进行。
可以对实施例进行许多变更和修改，而不会实质上背离本发明构思的原理。所有此类变更和修改在本文中意在包含于本发明构思的范围内。因此，上文所公开的主题要视为说明性的而不是限制性的，并且实施例的示例意在涵盖落入本发明构思的精神和范围内的所有此类修改、增强和其它实施例。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明构思的范围要由包括实施例的示例及其等效物在内的本公开的最广义可允许解释来确定，而不应当被上述详细描述所约束或限制。

Claims (35)

1.一种由通信网络中的网络实体执行的方法，所述通信网络包括经由级联拓扑可通信地耦合到所述网络实体的多个网络节点，所述方法包括：
将调度信息传送(910)到所述多个网络节点中的第一网络节点，所述调度信息指明要用于与通信装置通信的用户层；
从所述第一网络节点接收(920)中间波束成形权重的指示；
基于所述中间波束成形权重的所述指示确定(930)频域波束成形权重的部分；以及
使用所述频域波束成形权重的所述部分经由所述第一网络节点与所述通信装置通信(940)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，接收所述中间波束成形权重的所述指示包括：从所述第一网络节点接收组合中间波束成形权重的指示，所述组合中间波束成形权重是各自与所述多个网络节点之一相关联的中间波束成形权重的组合。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述组合中间波束成形权重是大小为K×K的厄米矩阵，其中K是所述网络实体所服务的用户层的总数。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述组合中间波束成形权重的所述指示是所述厄米矩阵的上三角分量或下三角分量的指示。
5.如权利要求3-4中的任一项所述的方法，其中，所述厄米矩阵包括所述第一网络节点和所述通信装置之间的信道的信道估计的协方差矩阵。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，确定所述频域波束成形权重的所述部分包括：
基于所述中间波束成形权重确定正则化因子；
确定大小为K×K的单位矩阵，其中，K是所述网络实体所服务的用户层的总数；以及
基于所述中间波束成形权重与所述单位矩阵和正则化因子的乘积相加后求逆来确定所述频域波束成形权重的所述部分。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，与所述通信装置通信包括：
基于与所述通信装置相关联的下行链路DL数据和所述频域波束成形权重的所述部分来确定中间DL信号；以及
将所述中间DL信号传送到所述第一网络节点。
8.如权利要求7所述的方法，其中，确定所述中间DL信号包括：基于与所述通信装置相关联的用户层的所调制符号并且基于所述频域波束成形权重的所述部分来确定波束成形的用户层DL数据流。
9.如权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，与所述通信装置通信包括：从所述第一网络节点接收与所述通信装置相关联的中间上行链路UL信号；以及
基于所述中间UL信号和所述频域波束成形权重的所述部分来确定与所述通信装置相关联的波束成形的所接收信号。
10.如权利要求9所述的方法，其中，接收所述中间UL信号包括：
从所述第一网络节点接收组合中间UL信号，所述组合中间UL信号是各自与所述多个网络节点之一相关联的中间UL信号的组合；以及
基于所述组合中间UL信号确定所述中间UL信号。
11.如权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中，所述网络实体包括基带单元BBU，并且
其中，所述多个网络节点中的每个网络节点包括具有一个或多个天线的无线电单元RU。
12.一种由通信网络中的多个网络节点中的第一网络节点执行的方法，所述多个网络节点经由级联拓扑可通信地耦合到第一网络实体，所述方法包括：
从所述通信网络中的第二网络实体接收(1030)调度信息，所述调度信息指明要用于与通信装置通信的用户层；
基于与所述第一网络节点和所述通信装置之间的信道相关联的信道估计确定(1050)中间波束成形权重；
将所述中间波束成形权重的指示传送(1060)到所述第二网络实体；
基于所述信道估计确定(1070)频域波束成形权重的部分；以及
使用所述频域波束成形权重的所述部分在所述第二网络实体和所述通信装置之间传递(1080)数据。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述中间波束成形权重包括第一中间波束成形权重，并且
其中，传送所述中间波束成形权重的所述指示包括：
从所述多个网络节点中的第二网络节点接收第二中间波束成形权重的指示；
将所述第一中间波束成形权重和所述第二中间波束成形权重组合，以形成组合中间波束成形权重；以及
将所述组合中间波束成形权重的指示传送到所述第二网络实体。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一中间波束成形权重、所述第二中间波束成形权重和所述组合中间波束成形权重均是大小为K×K的厄米矩阵，其中K是用户层的总数。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一中间波束成形权重的所述指示、所述第二中间波束成形权重的所述指示和所述组合中间波束成形权重的所述指示均是它们相应的厄米矩阵的上三角分量或下三角分量的指示。
16.如权利要求14-15中的任一项所述的方法，其中，与所述第一中间波束成形权重相关联的所述厄米矩阵包括所述信道估计的协方差矩阵。
17.如权利要求12-16中的任一项所述的方法，其中，接收所述调度信息包括：接收要在下一个传输时间间隔中传送的用户层的指示，并且
其中，传递所述数据包括：
从所述第二网络实体接收中间下行链路DL信号；
基于所述中间DL信号和所述频域波束成形权重的所述部分生成波束成形的DL信号；以及
将所述波束成形的DL信号传送到所述通信装置。
18.如权利要求17所述的方法，其中，接收所述中间DL信号包括：接收要传送到所述通信装置的用户层下行链路数据流，并且
其中，生成所述波束成形的DL信号包括：
基于所述调度信息从所述用户层下行链路数据流中提取用户层同相和正交IQ数据；以及
基于所述用户层IQ数据和所述频域波束成形权重的所述部分生成所述波束成形的DL信号。
19.如权利要求17-18中的任一项所述的方法，进一步包括：
响应于接收到所述调度信息，将所述调度信息传送(1040)到所述多个网络节点中的第二网络节点；以及
响应于接收到所述中间DL信号，将所述中间DL信号传送(1085)到所述第二网络节点。
20.如权利要求12-16中的任一项所述的方法，其中，接收所述调度信息包括：接收要在下一个传输时间间隔中接收的用户层的指示，并且
其中，传递所述数据包括：
从所述通信装置接收上行链路UL信号；
基于所述UL信号和所述频域波束成形权重的所述部分生成中间UL信号；以及
将所述中间UL信号传送到所述第二网络实体。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括：
响应于接收到所述调度信息，将所述调度信息传送(1040)到所述多个网络节点中的第二网络节点，
其中，所述中间UL信号是第一中间UL信号，并且
其中，将所述中间UL信号传送到所述第二网络实体包括：
从所述第二网络节点接收第二中间UL信号；
将所述第一中间UL信号和所述第二中间UL信号组合，以形成组合中间UL信号；以及
将所述组合中间UL信号传送到所述第二网络实体。
22.如权利要求12-21中的任一项所述的方法，其中，确定所述频域波束成形权重的所述部分包括：确定所述信道估计的共轭转置。
23.如权利要求12-22中的任一项所述的方法，进一步包括：
确定(1010)所述信道估计；以及
将所述信道估计存储(1020)在本地存储器中，
其中，确定所述频域波束成形权重的所述部分包括：
基于所述调度信息从所述本地存储器中提取所述信道估计。
24.如权利要求12-23中的任一项所述的方法，其中，所述第二网络实体是所述第一网络实体，并且包括基带单元BBU，并且
其中，所述多个网络节点中的每个网络节点包括具有一个或多个天线的无线电单元RU。
25.如权利要求12-23中的任一项所述的方法，其中，所述第一网络实体包括基带单元BBU，
其中，所述多个网络节点包括所述第二网络实体，并且
其中，所述多个网络节点中的每个网络节点包括具有一个或多个天线的无线电单元RU。
26.一种通信网络中的网络实体(222，600)，所述网络实体包括：
处理电路(603)；以及
存储器(605)，所述存储器耦合到所述处理电路并且在其中存储有指令，所述指令可由所述处理电路执行，以致使所述网络实体执行包括如权利要求1-11所述的操作中的任一项的操作。
27.一种通信网络中的网络实体(222，600)，所述网络实体适于执行包括如权利要求1-11所述的操作中的任一项的操作。
28.一种包括程序代码的计算机程序，所述程序代码要由通信网络中的网络实体(222，600)的处理电路(603)执行，由此，所述程序代码的执行致使所述网络实体执行包括如权利要求1-11所述的任何操作的操作。
29.一种包括非暂时性存储介质(605)的计算机程序产品，所述非暂时性存储介质(605)包含程序代码，所述程序代码要由通信网络中的网络实体(222，600)的处理电路(603)执行，由此，所述程序代码的执行致使所述网络实体执行包括如权利要求1-11所述的任何操作的操作。
30.一种非暂时性计算机可读介质，在其中存储有指令，所述指令可由网络实体(222，600)的处理电路(603)执行，以致使所述网络实体执行包括如权利要求1-11所述的操作中的任一项的操作。
31.一种通信网络中的第一网络节点(224a，224b，600)，所述第一网络节点包括：
处理电路(603)；以及
存储器(605)，所述存储器耦合到所述处理电路并且在其中存储有指令，所述指令可由所述处理电路执行，以致使所述第一网络节点执行包括如权利要求12-25所述的操作中的任一项的操作。
32.一种通信网络中的第一网络节点(224a，224b，600)，所述第一网络节点适于执行包括如权利要求12-25所述的操作中的任一项的操作。
33.一种包括程序代码的计算机程序，所述程序代码要由通信网络中的第一网络节点(224a，224b，600)的处理电路(603)执行，由此，所述程序代码的执行致使所述第一网络节点执行包括如权利要求12-25所述的任何操作的操作。
34.一种包括非暂时性存储介质(605)的计算机程序产品，所述非暂时性存储介质(605)包含程序代码，所述程序代码要由通信网络中的第一网络节点(224a，224b，600)的处理电路(603)执行，由此，所述程序代码的执行致使所述第一网络节点执行包括如权利要求12-25所述的任何操作的操作。
35.一种非暂时性计算机可读介质，在其中存储有指令，所述指令可由第一网络节点(224a，224b，600)的处理电路(603)执行，以致使所述第一网络节点执行包括如权利要求12-25所述的操作中的任一项的操作。
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