DE102021114515A1

DE102021114515A1 - Verteilte mmse-irc-verarbeitung (störungsunterdrückungskombinieren mit minimalem mittlerem quadratischem fehler) für funkzugangsnetze

Info

Publication number: DE102021114515A1
Application number: DE102021114515.5A
Authority: DE
Inventors: Alexei Davydov; Victor Sergeev; Bishwarup Mondal
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2022-01-13
Also published as: US20210111930A1; US11985011B2

Abstract

Verschiedene vorliegende Ausführungsformen stellen Techniken für MMSE-IRC-Verarbeitung (Störungsunterdrückungskombinieren mit minimalem mittlerem quadratischem Fehler) eines empfangenen Signals bereit, die zwischen einer BBU (Basisbandeinheit) und einer RRU (Fern-Funkeinheit) verteilt wird. Die RRU kann auf der Basis eines erweiterten Kanals, der einen Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter UE (Benutzergeräte) und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, umfasst, eine erste Phase der Verarbeitung durchführen. Die erste Phase kann Skalieren der Störungs-Stichproben durch einen Skalierungskoeffizienten, um einen modifizierten erweiterten Kanal zu erhalten, und Ausführen von MRC (Maximalverhältniskombinieren) an dem modifizierten erweiterten Kanal, um ein verarbeitetes Signal zu erhalten, umfassen. Die RRU kann das verarbeitete Signal für die zweite Phase der Verarbeitung zur BBU senden. Die zweite Phase der Verarbeitung kann regularisiertes Nullerzwingen zur Entfernung von Störungen umfassen. Es können andere Ausführungsformen beschrieben und beansprucht werden.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität bezüglich der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/049,033 , eingereicht am 7. Juli 2020, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen können allgemein das Gebiet der Drahtlos-Kommunikation betreffen.
HINTERGRUND
Massives MIMO (mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) wird als eine der vielversprechenden Technologien für 5G-Mobilfunknetze (fünfte Generation) betrachtet. Die Verwendung einer großen Anzahl der Antennen mit digitalen TXRU (Sendeempfängereinheiten) in der BS (Basisstation) verbessert die Kapazität des Netzes stark durch Verwendung der fortschrittlichen Strahlformungstechniken, wodurch effektiv sowohl Interals auch Intra-Zellenstörungen gemindert werden.
Beim durch massives MIMO unterstützten C-RAN (Cloud-Funkzugangsnetz) wird eine Menge von RRU (Fern-Funkeinheiten) mit großer Anzahl von Antennen in einem bestimmten geografischen Gebiet eingesetzt und mittels einer Fronthaul- bzw. FH-Verbindung hoher Bandbreite und niedriger Latenz mit einer zentralisierten BBU (Basisbandeinheit) verbunden. Eine solche C-RAN-Architektur erleichtert verschiedene Optionen der funktionalen Aufteilung im Funknetz, z.B. zur Erzielung eines optimalen Kompromisses zwischen BBU- und RRU-Verarbeitung.
Ein wesentlicher Leistungsengpass für den Uplink-Empfang in einem durch massives MIMO unterstützten C-RAN ist die Kapazität der FH-Verbindung. Während die Anzahl der TXRU und Antennen bei RRU erhöht wird, um die massiven MIMO-Gewinne zu erhalten, nimmt auch die Menge an Datenverkehr, die mittels FH-Verbindung transferiert werden muss, proportional zu.
Figurenliste
Ausführungsformen werden durch die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne Weiteres verständlich. Um diese Beschreibung zu erleichtern, bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Strukturelemente. Ausführungsformen werden in den Figuren der beigefügten Zeichnungen anhand von Beispielen und nicht zur Beschränkung veranschaulicht.

1 zeigt eine Netzumgebung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
2 zeigt verteilte MMSE-IRC-Verarbeitung (Störungsunterdrückungskombinieren mit minimalem mittlerem quadratischem Fehler) gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
3 zeigt Simulationsergebnisse gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
4 zeigt einen Prozess einer RRU (Fern-Funkeinheit) gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
5 zeigt einen Prozess einer BBU (Basisbandeinheit) gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
6 zeigt eine Netzumgebung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
7 zeigt schematisch ein Drahtlos-Netz gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
8 ist eine Blockdarstellung von Komponenten gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen, mit der Fähigkeit zum Lesen von Anweisungen aus einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium (z.B. einem nichttransitorischen maschinenlesbaren Speicherungsmedium) und Ausführen einer beliebigen oder mehrerer der hier besprochenen Methodologien.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen. In verschiedenen Zeichnungen können dieselben Bezugszahlen verwendet werden, um dieselben oder ähnliche Elemente zu identifizieren. In der folgenden Beschreibung werden zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung spezifische Einzelheiten dargelegt, wie etwa bestimmte Strukturen, Architekturen, Schnittstellen, Techniken usw., um ein umfassendes Verständnis der verschiedenen Aspekte verschiedener Ausführungsformen zu gewährleisten. Für Fachleute ist jedoch mit dem Nutzen der vorliegenden Offenbarung erkennbar, dass die verschiedenen Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen in anderen Beispielen praktiziert werden können, die von diesen spezifischen Einzelheiten abweichen. In bestimmten Fällen werden Beschreibungen wohlbekannter Vorrichtungen, Schaltungen und Verfahren weggelassen, um die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen so nicht mit unnötigen Einzelheiten zu verschleiern. Für die Zwecke der vorliegenden Schrift bedeuten die Ausdrücke „A oder B“ und „A/B“ (A), (B) oder (A und B).
Verschiedene vorliegende Ausführungsformen stellen Techniken für verteilte MMSE-IRC-Verarbeitung (Störungsunterdrückungskombinieren mit minimalem mittlerem quadratischem Fehler) eines empfangenen Signals bereit. Die Verarbeitung kann zwischen einer BBU (Basisbandeinheit) und einer RRU (Fern-Funkeinheit) eines drahtlosen Mobil-RAN (Funkzugangsnetz), wie etwa eines C-RAN (Cloud-RAN) verteilt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das empfangene Signal ein durch ein oder mehrere UE (Benutzergeräte) gesendetes Uplink-Signal umfassen.
1 zeigt eine Netzumgebung 100 für ein RAN gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Bei einigen Ausführungsformen kann das RAN ein C-RAN sein. Die Netzumgebung 100 kann mehrere RRU (Fern-Funkeinheiten) 102a-d umfassen, die über eine Fronthaul- bzw. HF-Verbindung 106a-d kommunikativ mit einer BBU (Basisbandeinheit) 104 gekoppelt sind. Die RRU 102a-d können mit einem oder mehreren UE (Benutzergeräten), wie etwa UE 108, über eine Menge von Antennen mit digitalen TXRU (Sendeempfängereinheiten) kommunizieren. Die Netzumgebung 100 kann für Kommunikation mit massivem MIMO (mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) verwendet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die RRU 102a-d eine erste Phase der Verarbeitung unter Verwendung eines erweiterten Kanals zur Empfangs- bzw. Rx-Strahlformung durchführen, die Rx-Strahlformungsvektoren umfasst, die aus einem Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter UE und aus Störungsstichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, abgeleitet werden. Der Kanal des einen oder der mehreren UE kann einer versorgenden Zelle des einen oder der mehreren UE entsprechen und kann spezifischen Netzressourcen (z.B. Zeit-, Frequenz- und/oder räumlichen Ressourcen) zugeordnet sein. Die erste Phase kann Empfangs- bzw. Rx- Strahlformung, z.B. unter Verwendung von MRC (Maximalverhältniskombinieren) umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Phase Skalieren der Störungsstichproben durch einen Skalierungskoeffizienten zum Erhalten eines modifizierten erweiterten Kanals und Ausführen von MRC an dem modifizierten erweiterten Kanal zum Erhalten eines verarbeiteten Empfangssignals umfassen. Die erste Phase der Verarbeitung kann die N empfangenen Signale unter Verwendung von auf der Basis des erweiterten Kanals abgeleiteter Empfangs- bzw. Rx-Strahlformung zu L verarbeiteten Signalen komprimieren. Die Empfangs-Strahlformung kann durch eine Matrix von N mal L definiert werden, wobei L kleiner als N ist. Die Zahl N kann einer Anzahl von TXRU im Antennenpanel der RRU 102a-d entsprechen. Die RRU 102a-d kann die verarbeiteten Signale nach Strahlformung für eine zweite Phase der Verarbeitung zur BBU 104 senden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die BBU 104 die zweite Phase der Verarbeitung an den von der RRU 102a-d empfangenen verarbeiteten Signalen durchführen. Die zweite Phase der Verarbeitung kann eine regularisierte Nullerzwingungsoperation zur Entfernung von Störungen umfassen. Bei Ausführungsformen können sich die erste und zweite Phase der Verarbeitung kombinieren, um MMSE-IRC-Verarbeitung des von dem einen oder den mehreren UE empfangenen Uplink-Signals zu remodellieren, z.B. um Intrazellen- und Interzellenstörungen zu mindern. Die remodellierte MMSE-IRC-Verarbeitung kann auf einer Linearkombination einer Stichproben-Kovarianzmatrix und einer strukturierten Kovarianzmatrix basieren, die Störungen von anderen Zellen oder additivem Rauschen entspricht. Diese Technik kann den MSE (mittleren quadratischen Fehler) der Störungs-Kovarianzmatrixschätzung verringern und dadurch die Leistungsfähigkeit der Verarbeitung verglichen mit vorbekannten Techniken verbessern.
Zusätzlich können bei Ausführungsformen die verarbeiteten Signale durch die RRU 102a-d vor der Übertragung zur BBU 104 quantisiert (z.B. in digitale Werte umgesetzt) werden. Die an Empfangs-Strahlformung entsprechend den Störungsstichproben verwendete Skalierung kann den Dynamikumfang der Werte in den verarbeiteten Signalen, die durch die erste Phase der Verarbeitung erzeugt werden, verringern. Die Anzahl der zum Quantisieren der verarbeiteten Signale zur Übertragung zur BBU verwendeten Bit kann dementsprechend verringert werden, um dadurch die Bandbreite der Fronthaul-Verbindung zu verringern, die zum Übertragen des verarbeiteten Kanals von der RRU 102a-d zur BBU 104 verwendet wird. Außerdem kann die verringerte Größe der quantisierten Signale und/oder das Abladen der ersten Phase der Verarbeitung auf die RRU 102a-d die von der BBU 104 geforderte Verarbeitungslast verringern.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Wert des Skalierungskoeffizienten vorbestimmt sein, z.B. auf der Basis einer Implementierung des RAN, einer Komplexität der BBU 104, von Betrachtungen der Effizienz verglichen mit Leistungsfähigkeit und/oder anderen Kriterien. Bei anderen Ausführungsformen kann der Wert des Skalierungskoeffizienten dynamisch bestimmt werden, z.B. auf der Basis einer Verarbeitungslast der BBU 104 (z.B. in Verbindung mit einer Verarbeitungsfähigkeit der BBU 104). Zum Beispiel kann der Skalierungskoeffizient ein Wert von 0 bis 1 sein, wobei der 0-Wert keine Skalierung der Störungs-Stichproben gewährleistet und der 1-Wert die Störungs-Stichproben auf 0 reduziert. Wenn der Skalierungskoeffizient 1 ist und die Störungs-Stichproben auf 0 reduziert sind, können einige Elemente des verarbeiteten Signals 0 sein. Dementsprechend kann die RRU 102a-d diese Elemente nicht zur BBU 104 übertragen, um dadurch die Größe des über die Fronthaul-Verbindung 106a-d übertragenen verarbeiteten Signals zu verringern.
Zusätzlich oder als Alternative können vorliegende Ausführungsformen Auftrennung von Verarbeitungsoperationen in Operationen, die die Messungen des Kanals umfassen (und die Messungen von Störungs-Stichproben umfassen können oder nicht), und Operationen umfassen, die die Messungen von Störungs-Stichproben umfassen, aber nicht den Kanal umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die RRU 102a-d und/oder die BBU 104 ihre jeweiligen Phasen der Verarbeitung unter Verwendung einer verschiedenen Granularität für Messungen des Kanals als für Messungen der Störungs-Stichproben durchführen. Zum Beispiel können die Verarbeitungsoperationen, die den Kanal umfassen, mit einer in Zeit und/oder Frequenz kleineren/feineren Granularität ausgeführt werden als Operationen, die die Störungs-Stichproben umfassen. Dementsprechend können die Verarbeitungsoperationen öfter und/oder mit kleineren Frequenzbereichen ausgeführt werden. Da sich die Störungs-Stichproben mit der Zeit und/oder Frequenz nicht so sehr ändern können wie die Kanalmessungen, können diese Techniken Verarbeitungsleistung/- komplexität verringern, ohne sich signifikant auf die Leistungsfähigkeit auszuwirken.
Vorbekannte Techniken haben aufgeteilte Verarbeitung zwischen RRU und BBU zum Durchführen von MMSE-IRC auf der Basis unstrukturierter StörungsKovarianzmatrixschätzung verwendet. Für ein N-Antennen-System mit M Schichten und einer Gesamtzahl L von FH-Strömen (L < N) ist jedoch die Anzahl von Störer-Stichproben für die Störungs- und RauschKovarianzmatrixschätzung, die durch das vorbekannte Schema unterstützt wird, K = L - M, also weniger als die Anzahl der in der RRU verwendeten Antennenelemente N. Unter solchen Bedingungen, z.B. K < N, ist die unstrukturierte Stichproben-Kovarianzmatrix bei MMSE-IRC nicht eine Maximum-Likelihood-Lösung und hat hohen MSE.
Als Ergebnis kann sich aufgrund der ungenauen Störungs- und Rauschkovarianzschätzung die Gesamtleistungsfähigkeit des MMSE-IRC-Empfängers signifikant verschlechtern.
Im Gegensatz dazu stellen die hier beschriebenen Techniken MMSE-IRC-Verarbeitung auf der Basis der Linearkombination der Stichproben-Kovarianz- und strukturierten Kovarianzmatrix bereit. Auf Kosten des vergrößerten Bias verringert dieser Ansatz den MSE der Störungskovarianzmatrixschätzung und stellt Störungsminderungsfähigkeit bereit, während robuste Uplink-Leistungsfähigkeit aufrechterhalten wird. In dieser Hinsicht können die hier beschriebenen Techniken die Leistungsfähigkeit unter einer begrenzten Anzahl von Störungsvektor-Stichproben stark verbessern.
Simulationsergebnisse sind in 3 gezeigt und werden später besprochen. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die hier beschriebenen Techniken die Uplink-Leistungsfähigkeit verglichen mit vorbekannten Techniken für MMSE-IRC auf der Basis der Stichproben-Störungskovarianzmatrixschätzung verbessern.
2 zeigt einen verteilten MMSE-IRC-Prozess 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der Prozess 200 kann zwischen einer RRU 202 und einer BBU 204 verteilt sein. Die RRU 202 kann ein Antennenarray 206 mit N Elementen zum Empfangen von M Datenschichten von durch die RRU 202 versorgten UE umfassen. Die N Elemente können der Anzahl der TXRU (z.B. N1 × N2 für ein rechteckiges Antennenarray), multipliziert mit einer Anzahl von Polarisationen der TXRU (z.B. 2 Polarisationen, wie etwa vertikal und horizontal) entsprechen.
Bei Ausführungsformen kann die RRU 202 einen erweiterten Kanal empfangen, um eine erste Phase der Verarbeitung durchzuführen. Der erweiterte Kanal kann einen Kanal der versorgten UE und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, umfassen. Die RRU 202 kann auf der Basis des erweiterten Kanals eine erste Phase 208 der Verarbeitung durchführen. Die erste Phase 208 kann Empfangs-Strahlformung, z.B. unter Verwendung von MRC, umfassen. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die erste Phase 208 gemäß $H_{e}^{H} = [\begin{matrix} H^{H} \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} \end{matrix}]$
durchgeführt werden, wobei H_e der modifizierte erweiterte Kanal ist; H der Kanal ist; $H_{e}^{H},$
, H^H und Z^H eine hermitische Transponierung von H_e, H bzw. Z bedeuten, α der Skalierungskoeffizient ist; und Z eine Störungs-Stichprobenmatrix ist, die den Störungs-Stichproben entspricht. Die erste Phase 208 kann unter Verwendung einer LxN-Strahlformungsmatrix zur Erzeugung eines verarbeiteten Signals mit L Elementen aus dem empfangenen Signal mit N Elementen auf einem gegebenen Subträger durchgeführt werden.
Die RRU 202 kann das durch die erste Phase 208 erzeugte verarbeitete Signal zur BBU 204 senden. Die BBU 204 kann an dem von der RRU 202 empfangenen verarbeiteten Signal eine zweite Phase 210 der MMSE-IRC-Verarbeitung ausführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Phase 210 regularisierte Nullerzwingungs- bzw. ZF-Entzerrung umfassen. Die zweite Phase 210 kann zum Beispiel gemäß ${(H_{e}^{H} H_{e} + α \frac{t r (S)}{L} l)}^{- 1}$
durchgeführt werden, wobei $H_{e}^{H}$
das verarbeitete Signal ist, H_e der Kanal des einen oder der mehreren UE ist, α der Skalierungskoeffizient ist, tr(·) eine Spurfunktion ist, S eine Stichproben-Kovarianzmatrix ist, L die Anzahl der Elemente in dem empfangenen verarbeiteten Signal ist und I eine Identitätsmatrix ist. Die zweite Phase 210 kann ein Ausgangssignal mit M Schichten erzeugen, das den Datenschichten der versorgten UE entspricht. Die BBU 204 kann das Ausgangssignal einem Symboldecodierer 212 (der in der BBU 204 enthalten sein kann) zuführen, um die Daten in den M Schichten des Ausgangssignals zu decodieren.
Im Folgenden werden verschiedene Aspekte des Prozesses 200 ausführlicher beschrieben.
Bei Ausführungsformen verwendet ein Ansatz zur Störungs- und Rauschkovarianzmatrixschätzung, der den MSE verringert, eine Linearkombination der Stichproben-Kovarianzmatrixschätzung und strukturierten Kovarianzmatrixschätzung, z.B. $R = (1 - α) S + α \frac{t r (S)}{N} I_{N}$
wobei S eine in der nachfolgenden Gleichung (4) definierte Stichproben-Kovarianzmatrix, IN eine Identitätsmatrix der Dimension N und tr(·) eine Spurfunktion ist. $S = \frac{1}{L - M} \sum_{k = 1}^{L - M} Z_{k} \cdot Z_{k}^{H}$
Die Schätzung in Gleichung (3) wird durch den im Bereich zwischen 0 und 1 definierten Skalierungskoeffizienten α bestimmt. Der Optimalwert von α, der den MSE minimiert, kann von der unbekannten Kovarianzmatrix, der Länge N und der Anzahl von Störungs-Stichprobenvektoren K = L - M abhängen und kann für das betrachtete Szenario optimiert werden.
Bei Ausführungsformen kann ein modifizierter erweiterter Kanal H_e erzeugt werden, der eine skalierte Version der Störungs- und Rausch-Stichprobenmatrix Z umfasst, gemäß $H_{e} = [H \sqrt{1 - α} Z]$
Bei Ausführungsformen kann das MMSE-IRC mit strukturierter Kovarianzmatrix, gegeben durch Gleichung (3), als regularisierte ZF (R-ZF) repräsentiert werden: $W_{M M S E} = Λ_{1 : M} H_{e}^{H} {(H_{e} H_{e}^{H} + α \frac{t r (S)}{N} I_{N})}^{- 1}$
wobei Λ_1:M eine M × L-Zeilenauswahlmatrix ist, die durch Nehmen der ersten M Zeilen aus einer L × L-Identitätsmatrix abgeleitet wird.
Um die verteilte RRU/BBU-Verarbeitung zu erleichtern, kann Gleichung (6) in einer anderen Form definiert werden, z.B. $W_{M M S E} = Λ_{1 : M} {\underset{B B U}{\underset{︸}{(H_{e}^{H} H_{e} + α \frac{t r (S)}{N} I_{N})}}}^{- 1} \underset{R R U}{\underset{︸}{H_{e}^{H}}}$
Auf diese Weise wird das Empfangssignal r in der RRU zuerst mit der hermitischen Transponierung des erweiterten Kanals $H_{e}^{H}$
in RRU multipliziert, was Anwendung der MRC-Operation entsprechen kann. Die zusätzliche Skalierung $\sqrt{1 - α}$
an Störungszweigen des MRC verringert den Dynamikumfang des Signals nach Rx-Strahlformung, was ausgenutzt werden kann, um auch die FH-Last zu reduzieren, indem eine kleinere Anzahl von Quantisierungsbit verwendet wird. Nach MRC wird das Empfangssignal verglichen mit N Elementen in dem ursprünglichen Empfangssignal r auf L Elemente komprimiert. Dann sendet die RRU das komprimierte Signal über die FH-Verbindung zur BBU, wo das Empfangssignal weiter mit Störungsunterdrückungsfunktion unter Verwendung regularisierter Inversionen verarbeitet wird. Der gesamte robuste MMSE-IRC auf der Basis der strukturierten Kovarianzmatrix implementierende Prozess kann somit in zwei Phasen in der RRU bzw. BBU erreicht werden, wie in 2 dargestellt.
Es sollte beachtet werden, dass die MMSE-IRC-Verarbeitung in Gleichung (7) für α = 0 IRC-Verarbeitung ohne Skalierung der Störungs-Stichproben äquivalent wird. Außerdem reduziert sich die MMSE-IRC für α = 1 auf MMSE ohne IRC, wodurch nur M Zweige von der RRU zur BBU gesendet werden müssen, statt L Zweige. Dementsprechend kann bei einigen Ausführungsformen der Wert des Skalierungskoeffizienten adaptiv geändert werden, um den FH-Verkehr und BBU-Verarbeitungslasten zu steuern. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die BBU eine Nachricht zur RRU senden, um einen angeforderten Wert des Skalierungskoeffizienten anzugeben. Der angeforderte Wert kann zum Beispiel auf der Basis einer Verarbeitungslast und/oder einer Verarbeitungsfähigkeit der BBU bestimmt werden.
Um regularisierte Inversion in der BBU anzuwenden, sind $H_{e}^{H}$
, H_e und tr(S) zu berechnen. Bei Ausführungsformen kann die RRU der BBU (z.B. über die FH-Verbindung) Informationen über H_e bereitstellen, um die in der RRU verwendeten Rx-Strahlformungskoeffizienten anzugeben. Als Alternative kann die BBU auf der Basis des verarbeiteten empfangenen Signals einen oder mehrere der Werte berechnen, z.B. um zu vermeiden, zusätzliche Informationen über die FH-Verbindung senden zu müssen. Eine beispielhafte Technik für die BBU zum Durchführen der regularisierten Inversion ohne Hilfsinformationen von der RRU wird später beschrieben.
Der effektive Kanal und Störungs-Stichproben in der BBU nach MRC-Strahlformung können folgendermaßen definiert werden: $H_{e f f} = [\begin{matrix} H^{H} H \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} H \end{matrix}], Z_{e f f} = [\begin{matrix} H^{H} Z \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} Z \end{matrix}]$
Das innere Produkt $H_{e}^{H} H_{e}$
des erweiterten Kanals, definiert durch $H_{e}^{H} H_{e} = [\begin{matrix} H^{H} H & \sqrt{1 - α} H^{H} Z \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} H & (1 - α) Z^{H} Z \end{matrix}]$
kann in einer Form dargestellt werden, die von H_eff und Z_eff abhängt, die in der BBU geschätzt werden können, wie etwa $H_{e}^{H} H_{e} = [H_{e f f} \sqrt{1 - α} Z_{e f f}]$
Angesichts des Umstands, dass Rx-Strahlformung in der RRU für die letzten L - M Zweige auf der Basis von Störungsvektor-Stichproben ermittelt wird, kann der Regularisierungsterm in der Inversion von Gleichung (7) auch folgendermaßen aus Z_eff erhalten werden: $α \frac{t r (s)}{N} = α \frac{t r (Λ_{M + 1 : L} Z_{e f f})}{N \sqrt{1 - α}}$
wobei λ_M+1:L eine L - M × L-Zeilen-Auswahlmatrix ist, die durch Nehmen der letzten L - M Zeilen aus der L × L-Identitätsmatrix abgeleitet wird.
Man beachte, dass in Gleichung (7) nur eine Teilmenge der Zeilen entsprechend den M nützlichen Signalen erforderlich ist. Auf diese Weise kann die Matrixinversion in der BBU durch Verwendung der Blockmatrix-Inversionseigenschaft vereinfacht werden. Wenn zum Beispiel die Matrixinversion in Gleichung (7) in der BBU gegeben ist: $Λ_{1 : M} {[\begin{matrix} H^{H} H + α \frac{t r (\overset{⌢}{s})}{N} I_{M} & \sqrt{1 - α} H^{H} Z \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} H & (1 - α) Z^{H} Z + α \frac{t r (\overset{⌢}{s})}{N} I_{L - M} \end{matrix}]}^{- 1}$
kann die resultierende Matrixinverse für die ersten M Zeilen folgendermaßen erhalten werden: $Λ_{1 : M} {[\begin{matrix} A & B \\ C & D \end{matrix}]}^{- 1} = [{(A - B D^{- 1} C)}^{- 1} - {(A - B D^{- 1} C)}^{- 1} B D^{- 1}]$
wobei der Block (A - BD^-1C)^-1 folgendermaßen berechnet werden kann: $\begin{array}{l} {A - B D^{- 1} C}^{- 1} \\ = {α \frac{t r (s)}{L} I_{M} + H^{H} (I_{L - M} - Z {(Z^{H} Z + \frac{α}{(1 - α)} \frac{t r (s)}{L})}^{- 1} Z^{H}) H}^{- 1} \end{array}$
Außerdem bietet der Ausdruck (14) verschiedene Granularitäten der inneren und äußeren Matrixinversionen, womit man dem Kanal zugeordnete Verarbeitung und Störungen zugeordnete Verarbeitung entkoppeln kann, um dadurch zusätzliche Implementierungsflexibilität zu gewährleisten. Insbesondere ist die Demodulationsleistungsfähigkeit im Allgemeinen empfindlicher gegenüber der Granularität der Kanalschätzung im Zeit- und Frequenzbereich, verglichen mit der Granularität der Störungsmessungen. Dementsprechend können L - M × L - M innere Matrixinversionen (was nur von Störungs-Stichproben Z abhängt) weniger oft als M × M äußere Matrixinversionen berechnet werden, bei denen auch Kanalschätzung beteiligt ist, die möglicherweise öfter aktualisiert werden muss. Zum Beispiel können bei einer Ausführungsform die inneren Matrixinversionen alle 4 PRB (physische Ressourcenblöcke) berechnet werden (z.B. unter Verwendung von Messungen von allen 4 PRB), wobei die Ausgangsmatrixinversionen alle 1 PRB berechnet werden können. Es ist ersichtlich, dass gemäß verschiedenen Ausführungsformen andere Granularitäten in Zeit und/oder Frequenz verwendet werden können.
3 zeigt die Ergebnisse von Simulationen auf Systemebene, die in 3 für verschiedene Anzahlen von Rx-Strahlformungszweigen L = {2, 4, 6, 8, 12, 16, 32} dargestellt sind. Für ein gegebenes L wurden die ersten M Zweige zur MRC-Komprimierung auf der Basis der gewünschten Kanäle der versorgten UE verwendet, während die übrigen L-M Zweige auf Störungs-Stichproben basierten. Auf diese Weise ist die Anzahl verwendeter Störungs-Stichproben bei der Rx-Strahlformung der RRU nicht fest und von der tatsächlichen Anzahl eingeteilter Benutzer M abhängig.
Als Leistungsfähigkeitsmetrik wird Benutzer-SE (Spektraleffizienz) (gemessen in Bit pro Sekunde pro Sekunde (bps/Hz)) in 3 für 5%-il, 50%-il und 95%-il der Verteilung der CDF (kumulativen Verteilungsfunktion) zusätzlich zur mittleren SE angegeben. Aus den Simulationsergebnissen in 3 ist ersichtlich, dass die Spektraleffizienz der Basislinien-MMSE-IRC auf der Basis unstrukturierter Kovarianzmatrix (gestrichelte Kurven) für große Werte von L einen Leistungsfähigkeitsverlust aufweist, was durch eine begrenzte Anzahl von Störungs-Stichproben und im remodellierten MMSE-IRC-Empfänger verwendete unstrukturierte Kovarianzmatrix erklärt werden kann.
Wenn die hier beschriebene MMSE-IRC-Funktionsaufteilung verwendet wird (durchgezogene Kurven), wird die Uplink-Leistungsfähigkeit für verschiedene Werte von L robuster. Insbesondere stellt strukturierte Kovarianzmatrix mit α = 0,5 in Gleichung (7) monotone SE-Verbesserung für alle betrachteten Werte von L, einschließlich größerer Werte (z.B. L > 12) bereit. Die Leistungsfähigkeitsergebnisse geben an, dass das hier beschriebene robuste MMSE-IRC sowohl die Interals auch Intrazellenfähigkeit des Empfängers beibehält.
3 zeigt auch die Leistungsfähigkeit von MMSE ohne IRC, das unter Verwendung des vorgeschlagenen RRU/BBU-Verarbeitungsaufteilungsrahmens mit dem Skalierungskoeffizienten α = 0 unterstützt werden kann. Aufgrund des Fehlens zusätzlicher FH-Zweige, die Störungs-Stichproben zugeordnet sind, sättigt sich die SE-Leistungsfähigkeit eines solchen Empfängers jedoch bei L = 8 (gestrichelte Kurve) gemäß der Maximalzahl von MIMO-Schichten, die bei MU-MIMO pro RRU eingeteilt werden kann.
4 zeigt einen Prozess 400 einer RRU gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Prozess 400 durch Basisbandschaltkreise und/oder Hochfrequenz- bzw. HF-Schaltkreise der RRU ausgeführt werden.
Bei 402 kann der Prozess 400 Empfangen eines Signals umfassen, das einem erweiterten Kanal zugeordnet ist, der einen Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter UE und Störungs-Stichproben umfasst, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen. Bei 404 kann der Prozess 400 ferner Skalieren der Störungs- Stichproben durch einen Skalierungskoeffizienten umfassen, um einen modifizierten erweiterten Kanal zu erhalten. Der modifizierte erweiterte Kanal kann zum Beispiel gemäß $H_{e} = H \sqrt{1 - α} Z$
erhalten werden, wobei H_e der modifizierte erweiterte Kanal; H der Kanal; α der Skalierungskoeffizient; und Z eine Störungs-Stichprobenmatrix ist, die den Störungs-Stichproben entspricht. Bei einigen Ausführungsformen kann die RRUU eine Nachricht von der BBU empfangen, um einen angeforderten Wert des Skalierungskoeffizienten anzugeben. Der angeforderte Wert kann zum Beispiel auf der Basis einer Verarbeitungslast und/oder einer Verarbeitungsfähigkeit der BBU bestimmt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Wert des Skalierungskoeffizienten vorbestimmt sein.
Bei 406 kann der Prozess 400 ferner Durchführen von MRC unter Verwendung des modifizierten erweiterten Kanals zum Erhalten eines verarbeiteten Signals umfassen.
Das MRC kann zum Beispiel gemäß Gleichung (1) und/oder dem RRU-Teil von Gleichung (7) durchgeführt werden.
Bei 408 kann der Prozess 400 ferner Übertragen des verarbeiteten Signals zu einer BBU über eine Fronthaul-Verbindung umfassen.
5 zeigt einen Prozess 500 einer BBU gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Prozess 500 durch Basisbandschaltkreise und/oder Hochfrequenz- bzw. HF-Schaltkreise der BBU ausgeführt werden.
Bei 502 kann der Prozess 500 Empfangen eines verarbeiteten Signals von einer RRU nach einer ersten Phase der Verarbeitung umfassen, die MRC unter Verwendung eines modifizierten erweiterten Kanals umfasst, wobei der modifizierte erweiterte Kanal einen Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter UE umfasst und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, durch einen Skalierungskoeffizient skaliert werden. Zum Beispiel kann die erste Phase gemäß Gleichung (1) und/oder dem RRU-Teil von Gleichung (7) erfolgen.
Bei 504 kann der Prozess 500 Ausführen einer zweiten Phase der Verarbeitung an dem verarbeiteten Signal zur Erzeugung eines Ausgangssignals umfassen, wobei die zweite Phase regularisiertes Nullerzwingen umfasst. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Phase gemäß Gleichung (2), dem BBU-Teil von Gleichung (7) und/oder Gleichung (14) durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Phase der Verarbeitung eine erste Matrixinversion auf der Basis der Störungs-Stichproben und eine zweite Matrixinversion auf der Basis des Kanals des einen oder der mehreren UE umfassen, und wobei die erste Matrixinversion mit einer größeren Granularität im Zeit- oder Frequenzbereich als die zweite Matrixinversion durchgeführt wird.
Bei 506 kann der Prozess ferner Bereitstellen des Ausgangssignals für einen Signaldecodierer zum Decodieren von Daten im Ausgangssignal umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die BBU eine Nachricht zur RRU senden, um einen angeforderten Wert des durch die RRU für die erste Phase der Verarbeitung verwendeten Skalierungskoeffizienten anzugeben. Der angeforderte Wert kann zum Beispiel auf der Basis einer Verarbeitungslast und/oder einer Verarbeitungsfähigkeit der BBU bestimmt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Skalierungskoeffizient vorbestimmt sein.
SYSTEM UND IMPLEMENTIERUNGEN
6-8 zeigen verschiedene Systeme, Vorrichtungen und Komponenten, die Aspekte offenbarter Ausführungsformen implementieren können.
6 zeigt ein Netz 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Netz 600 kann auf eine Weise vereinbar mit technischen Spezifikationen von 3GPP für LTE- oder 5G/NR-Systeme arbeiten. Die beispielhaften Ausführungsformen sind in dieser Hinsicht aber nicht beschränkt und die beschriebenen Ausführungsformen können für andere Netze gelten, die aus den hier beschriebenen Prinzipien Nutzen ziehen, wie etwa zukünftige 3GPP-Systeme oder dergleichen.
Das Netz 600 kann ein UE 602 umfassen, das eine beliebige mobile oder nicht mobile Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen kann, die dafür ausgelegt ist, über eine Funkverbindung mit einem RAN 604 zu kommunizieren. Bei Ausführungsformen kann das RAN 604 ein C-RAN wie hier beschrieben sein (z.B. entsprechend der Netzumgebung 100). Das UE 602 kann durch eine Uu-Schnittstelle kommunikativ mit dem RAN 604 gekoppelt sein. Das UE 602 kann, aber ohne Beschränkung darauf, Folgendes sein: ein Smartphone, ein Tablet-Computer, eine tragbare Computervorrichtung, ein Desktop-Computer, ein Laptop-Computer, Infotainment im Fahrzeug, eine Unterhaltungsvorrichtung im Auto, ein Instrumentencluster, eine Headup-Anzeigevorrichtung, eine Borddiagnostikvorrichtung, ein Dashtop-Mobilgerät, ein mobiles Datenendgerät, ein elektronisches Motorverwaltungssystem, eine Elektronik-/Motorsteuereinheit, ein Elektronik-/Motorsteuermodul, ein eingebettetes System, ein Sensor, ein Mikrocontroller, ein Steuermodul, ein Motorverwaltungssystem, ein vernetztes Gerät, eine Maschinentyp-Kommunikationsvorrichtung, eine M2M- oder D2D-Vorrichtung, eine IoT-Vorrichtung usw.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Netz 600 mehrere UE umfassen, die über eine Sidelink-Schnittstelle direkt miteinander gekoppelt sind. Die UE können M2M/D2D-Vorrichtungen sein, die unter Verwendung physischer Sidelink-Kanäle kommunizieren, wie etwa, aber ohne Beschränkung darauf PSBCH, PSDCH, PSSCH, PSCCH, PSFCH usw.
Bei einigen Ausführungsformen kann das UE 602 zusätzlich über eine Funkverbindung mit einem AP 606 kommunizieren. Der AP 606 kann eine WLAN-Verbindung verwalten, die dazu dienen kann, Netzverkehr von dem RAN 604 ganz oder teilweise abzuladen. Die Verbindung zwischen dem UE 602 und dem AP 606 kann einem beliebigen IEE 802.11-Protokoll genügen, wobei der AP 606 ein WiFi-Router (Wireless Fidelity®) sein könnte. Bei einigen Ausführungsformen können das UE 602, das RAN 604 und der AP 606 Mobilfunk-WLAN-Aggregation benutzen (zum Beispiel LWA/LWIP). Mobilfunk-WLAN-Aggregation kann umfassen, dass das UE 602 durch das RAN 604 dafür ausgelegt wird, sowohl Mobilfunkressourcen als auch WLAN-Ressourcen zu benutzen.
Das RAN 604 kann einen oder mehrere Zugangsknoten, zum Beispiel das AN 608, umfassen. Das AN 608 kann der RRU 102a-d, RRU 202, BBU 104 und/oder BBU 204 wie hier beschrieben entsprechen. Das AN 608 kann Funkschnittstellenprotokolle für das UE 602 abschließen, indem Access-Stratum-Protokolle, darunter RRC-, PDCP-, RLC-, MAC- und L1-Protokolle, bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann das AN 608 Daten-/Sprachkonnektivität zwischen dem CN 620 und dem UE 602 ermöglichen. Bei einigen Ausführungsformen kann das AN 608 in einer diskreten Vorrichtung oder als eine oder mehrere Softwareentitäten implementiert werden, die auf Servercomputern zum Beispiel als Teil eines virtuellen Netzwerks laufen, was als ein CRAN- oder virtueller Basisbandeinheitpool bezeichnet werden kann. Das AN 608 kann als BS, gNB, RAN-Knoten, eNB, ng-eNB, NodeB, RSU, TRxP, TRP usw. bezeichnet werden. Das AN 608 kann eine Makrozellen-Basisstation oder eine Basisstation niedriger Leistung sein, um Femtozellen, Picozellen oder andere ähnliche Zellen mit kleineren Versorgungsgebieten, kleinerer Benutzerkapazität oder höherer Bandbreite verglichen mit Makrozellen bereitzustellen.
Bei Ausführungsformen, bei denen das RAN 604 mehrere AN umfasst, können sie über eine X2-Schnittstelle (wenn das RAN 604 ein LTE-RAN ist) oder eine Xn-Schnittstelle (wenn das RAN 604 ein 5G-RAN ist) miteinander gekoppelt sein. Die X2/Xn-Schnittstellen, die bei einigen Ausführungsformen in Steuer-/Benutzerebenenschnittstellen aufgetrennt werden können, können es den AN erlauben, Informationen in Bezug auf Weiterreichungen, Daten-/Kontexttransfers, Mobilität, Lastverwaltung, Störungskoordination usw. zu übermitteln.
Die AN des RAN 604 können jeweils eine oder mehrere Zellen, Zellengruppen, Komponententräger usw. verwalten, um dem UE 602 eine Funkschnittstelle für Netzzugang bereitzustellen. Das UE 602 kann gleichzeitig mit mehreren Zellen verbunden sein, die durch dasselbe oder verschiedene AN des RAN 604 bereitgestellt werden. Zum Beispiel können das UE 602 und das RAN 604 Trägeraggregation verwenden, um es dem UE 602 zu erlauben, sich mit mehreren Komponententrägern zu verbinden, die jeweils einer Pcell oder Scell entsprechen. In Zweifach-Konnektivitätsszenarien kann ein erstes AN ein Master-Knoten, der ein MCG bereitstellt, und ein zweites AN ein Sekundär-Knoten sein, der ein SCG bereitstellt. Das erste/zweite AN können eine beliebige Kombination von eNB, gNB, ng-eNB usw. sein.
Das RAN 604 kann die Funkschnittstelle über ein lizenziertes Spektrum oder ein unlizenziertes Spektrum bereitstellen. Um im unlizenzierten Spektrum zu arbeiten, können die Knoten die LAA-, eLAA- und/oder feLAA-Mechanismen auf der Basis der CA-Technologie mit PCells/Scells verwenden. Vor dem Zugreifen auf das unlizenzierte Spektrum können die Knoten Medium-/Trägererfassungsoperationen zum Beispiel auf der Basis des LBT-Protokolls (Listen-before-Talk) ausführen.
In V2X-Szenarien können das UE 602 oder das AN 608 eine RSU sein oder als solche wirken, die sich auf eine beliebige für V2X-Kommunikation verwendete Transportinfrastrukturentität beziehen kann. Eine RSU kann in einem geeigneten AN oder einem stationären (oder relativ stationären) UE oder durch diese implementiert werden. Eine in einem UE oder durch dieses implementierte RSU kann als „RSU des UE-Typs“ bezeichnet werden; ein eNB kann als eine „RSU des eNB-Typs“ bezeichnet werden; ein gNB kann als eine „RSU des gNB-Typs“ bezeichnet werden; und dergleichen. In einem Beispiel ist eine RSU eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die mit Hochfrequenzschaltkreisen gekoppelt ist, die sich an einem Straßenrand befinden, die Konnektivitätsunterstützung für vorbeifahrende Fahrzeug-UE bereitstellen. Die RSU kann auch interne Datenspeicherungsschaltkreise umfassen, um Kreuzungskartengeometrie, Verkehrsstatistiken, Medien sowie Anwendungen/Software zur Erfassung und Steuerung von ablaufendem Fahrzeug- und Fußgängerverkehr zu speichern. Die RSU kann sehr latenzarme Kommunikation bereitstellen, die für Hochgeschwindigkeitsereignisse erforderlich sind, wie etwa Unfallvermeidung, Verkehrswarnungen und dergleichen. Zusätzlich oder als Alternative kann die RSU andere Mobilfunk-/WLAN-Kommunikationsdienste bereitstellen. Die Komponenten der RSU können in einem wetterdichten Gehäuse verkapselt werden, das für Außeninstallation geeignet ist, und können eine Netzwerkschnittstellensteuerung umfassen, um eine drahtgebundene Verbindung (z.B. Ethernet) mit einer Verkehrssignalsteuerung oder einem Backhaul-Netzwerk bereitzustellen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das RAN 604 ein LTE-RAN 610 mit eNBs; zum Beispiel dem eNB 612, sein. Das LTE-RAN 610 kann eine LTE-Funkschnittstelle mit den folgenden Eigenschaften bereitstellen: SCS von 15 kHz; CP-OFDM-Signalform für DL und SC-FDMA-Signalform für UL; Turbocodes für Daten und TBCC für Steuerung; usw. Die LTE-Funkschnittstelle kann CSI-RS zur CSI-Beschaffung und Strahlverwaltung; PDSCH/PDCCH-DMRS zur PDSCH/PDCCH-Demodulation; und CRS für Zellensuche und anfängliche Beschaffung, Kanalqualitätsmessungen und Kanalschätzung für kohärente Demodulation/Detektion im UE verwenden. Die LTE-Funkschnittstelle kann auf Sub-6-GHz-Bändern operieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann das RAN 604 ein NG-RAN 614 mit gNBs, zum Beispiel dem gNB 616, oder ng-eNBs, zum Beispiel dem ng-eNB 618, sein. Der gNB 616 kann sich unter Verwendung einer 5G-NR-Schnittstelle mit 5G-befähigten UE verbinden. Der gNB 616 kann sich mittels einer NG-Schnittstelle, die eine N2-Schnittstelle oder eine N3-Schnittstelle umfassen kann, mit einem 5G-Kern verbinden. Der ng-eNB 618 kann sich auch mittels einer NG-Schnittstelle mit dem 5G-Kern verbinden, kann sich aber über eine LTE-Funkschnittstelle mit einem UE verbinden. Der gNB 616 und der ng-eNB 618 können sich über eine Xn-Schnittstelle miteinander verbinden.
Bei einigen Ausführungsformen kann die NG-Schnittstelle in zwei Teile aufgeteilt sein, eine NG-Benutzerebenen- bzw. NG-U-Schnittstelle, die Verkehrsdaten zwischen den Knoten des NG-RAN 614 und einer UPF 648 (z.B. N3-Schnittstelle) führt, und eine NG-Steuerebenen- bzw. NG-C-Schnittstelle, die eine Signalisierungsschnittstelle zwischen den Knoten des NG-RAN 616 und einer AMF 644 (z.B. N2-Schnittstelle) ist.
Das NG-RAN 614 kann eine 5G-NR-Funkschnittstelle mit den folgenden Eigenschaften bereitstellen: variables SCS; CP-OFDM für DL, CP-OFDM und DFT-s-OFDM für UL; Polar-, Wiederholungs-, Simplex- und Reed-Muller-Codes für Steuerung und LDPC für Daten. Die 5G-NR-Funkschnittstelle kann CSI-RS, PDSCH/PDCCH-DMRS verwenden, ähnlich wie die LTE-Funkschnittstelle. Die 5G-NR-Funkschnittstelle kann kein CRS benutzen, kann aber PBCH-DMRS zur PBCH-Demodulation; PTRS zur Phasenverfolgung für den PDSCH; und ein Tracking-Referenzsignal zum Zeittracking verwenden. Die 5G-NR-Funkschnittstelle kann auf FR1-Bändern operieren, die Sub-6-GHz-Bänder umfassen, oder auf FR2-Bändern, die Bänder von 24,25 GHz bis 52,6 GHz umfassen. Die 5G-NR-Funkschnittstelle kann ein SSB umfassen, das ein Bereich eines Downlink-Ressourcengitters ist, das PSS/SSS/PBCH umfasst.
Bei einigen Ausführungsformen kann die 5G-NR-Funkschnittstelle BWP für verschiedene Zwecke verwenden. Zum Beispiel kann ein BWP zur dynamischen Anpassung des SCS verwendet werden. Zum Beispiel kann das UE 602 mit mehreren BWP konfiguriert werden, wobei jede BWP-Konfiguration ein anderes SCS aufweist. Wenn dem UE 602 eine BWP-Änderung angegeben wird, ändert sich das SCS der Übertragung auch. Ein anderes Benutzungsfallbeispiel für BWP betrifft Energieersparnis. Insbesondere können mehrere BWP für das UE 602 mit einer verschiedenen Menge an Frequenzressourcen (zum Beispiel PRB) konfiguriert werden, um Datenübertragung unter verschiedenen Verkehrslastszenarien zu unterstützen. Ein BWP, der eine kleinere Anzahl von PRB enthält, kann für Datenübertragung mit kleiner Verkehrslast verwendet werden, während Energieersparnis im UE 602 und in einigen Fällen im gNB 616 ermöglicht wird. Ein BWP, der eine größere Anzahl von PRB enthält, kann für Szenarien mit höherer Verkehrslast verwendet werden.
Das RAN 604 ist kommunikativ mit dem CN 620 gekoppelt, das Netzelemente zur Bereitstellung verschiedener Funktionen zur Unterstützung von Daten- und Telekommunikationsdiensten für Kunden/Teilnehmer (zum Beispiel Benutzer von UE 602) umfasst. Die Komponenten des CN 620 können in einem physischen Knoten oder getrennten physischen Knoten implementiert sein. Bei einigen Ausführungsformen kann NFV benutzt werden, um beliebige oder alle der durch die Netzelemente des CN 620 bereitgestellten Funktionen auf physischen Rechen-/Speicherungsressourcen in Servern, Switches usw. zu virtualisieren. Eine logische Instanziierung des CN 620 kann als Netz-Slice bezeichnet werden, und eine logische Instanziierung eines Teils des CN 620 kann als Netz-Sub-Slice bezeichnet werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das CN 620 ein LTE-CN 622 sein, das auch als EPC bezeichnet werden kann.
Das LTE-CN 622 kann MME 624, SGW 626, SGSN 628, HSS 630, PGW 632 und PCRF 634 umfassen, die über Schnittstellen (oder „Referenzpunkte“) wie gezeigt miteinander gekoppelt sind. Funktionen der Elemente des LTE-CN 622 können folgendermaßen kurz eingeführt werden.
Die MME 624 kann Mobilitätsverwaltungsfunktionen zum Verfolgen eines aktuellen Orts des UE 602 zur Ermöglichung von Paging, Trägeraktivierung/-deaktivierung, Weiterreichungen, Gateway-Auswahl, Authentifizierung usw. implementieren.
Das SGW 626 kann eine S1-Schnittstelle in Richtung des RAN abschließen und Datenpakete zwischen dem RAN und dem LTE-CN 622 routen. Das SGW 626 kann ein lokaler Mobilitätsankerpunkt für Weiterreichungen zwischen RAN-Knoten sein und kann auch einen Anker für Inter-3GPP-Mobilität bereitstellen. Andere Verantwortlichkeiten wären rechtmäßiges Abfangen, Vergebührung und einige Richtliniendurchsetzung.
Der SGSN 628 kann einen Ort des UE 602 verfolgen und Sicherheitsfunktionen und Zugangskontrolle durchführen. Zusätzlich kann der SGSN 628 Signalisierung zwischen EPC-Knoten für Mobilität zwischen verschiedenen RAT-Netzen; PDN- und S-GW-Auswahl wie durch die MME 624 spezifiziert; MME-Auswahl für Weiterreichungen; usw. durchführen. Der S3-Referenzpunkt zwischen der MME 624 und dem SGSN 628 kann Benutzer- und Trägerinformationsaustausch für Inter-3GPP-Zugangsnetzmobilität in Leerlauf-/Aktivzuständen ermöglichen.
Der HSS 630 kann eine Datenbank für Netzbenutzer umfassen, die subskriptionsbezogene Informationen zur Unterstützung der Handhabung von Kommunikationssitzungen durch Netzentitäten umfasst. Der HSS 630 kann Unterstützung für Routing/Roaming, Authentifizierung, Autorisierung, Benennung/Adressierungsauflösung, Ortsabhängigkeiten usw. bereitstellen. Ein S6a-Referenzpunkt zwischen dem HSS 630 und der MME 624 kann Transfer von Subskriptions- und Authentifizierungsdaten zum Authentifizieren/Autorisieren von Benutzerzugang zum LTE CN 620 ermöglichen.
Das PGW 632 kann eine SGi-Schnittstelle in Richtung eines DN (Datennetzes) 636 abschließen, das einen Anwendungs-/Inhaltsserver 638 umfassen kann. Das PGW 632 kann Datenpakete zwischen dem LTE-CN 622 und dem Datennetz 636 routen. Das PGW 632 kann durch einen S5-Referenzpunkt mit dem SGW 626 gekoppelt sein, um Benutzerebenentunnelung und Tunnelverwaltung zu ermöglichen. Das PGW 632 kann ferner einen Knoten zur Richtliniendurchsetzung und Vergebührungsdatensammlung (zum Beispiel PCEF) umfassen. Außerdem kann der SGi-Referenzpunkt zwischen dem PGW 632 und dem Datennetz 636 ein betreiberexternes öffentliches, ein privates PDN- oder Intra-Betreiber-Paketdatennetz zum Beispiel zur Bereitstellung von IMS-Diensten sein. Das PGW 632 kann über einen Gx-Referenzpunkt mit einer PCRF 634 gekoppelt sein.
Die PCRF 634 ist das Richtlinien- und Vergebührungssteuerelement des LTE-CN 622. Die PCRF 634 kann kommunikativ dem App/Inhaltsserver 638 gekoppelt sein, um entsprechende QoS- und Vergebührungsparameter für Dienstflüsse zu ermitteln. Die PCRF 632 kann zugeordnete Regeln in eine PCEF (über Gx-Referenzpunkt) mit geeigneter TFT und QCI bereitstellen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das CN 620 ein 5GC 640 sein. Das 5GC 640 kann ein AUSF 642, AMF 644, SMF 646, UPF 648, NSSF 650, NEF 652, NRF 654, PCF 656, UDM 658 und AF 660 umfassen, die wie gezeigt über Schnittstellen (oder „Referenzpunkte“) miteinander gekoppelt sind. Funktionen der Elemente des 5GC 640 können folgendermaßen kurz eingeführt werden.
Die AUSF 642 kann Daten zur Authentifizierung des UE 602 speichern und authentifizierungsbezogene Funktionalität abwickeln. Die AUSF 642 kann einen gemeinsamen Authentifizierungsrahmen für verschiedene Zugangstypen ermöglichen. Zusätzlich zum Kommunizieren mit anderen Elementen des 5GC 640 über Referenzpunkte wie gezeigt, kann die AUSF 642 eine Schnittstelle auf Nausf-Dienst-Basis aufweisen.
Die AMF 644 kann es anderen Funktionen des 5GC 640 erlauben, mit dem UE 602 und dem RAN 604 zu kommunizieren und Benachrichtigungen über Mobilitätsereignisse mit Bezug auf das UE 602 zu subskribieren. Die AMF 644 kann für Registrationsverwaltung (zum Beispiel zur Registration des UE 602), Verbindungsverwaltung, Erreichbarkeitsverwaltung, Mobilitätsverwaltung, rechtmäßiges Abfangen von AMFbezogenen Ereignissen und Zugangsauthentifizierung und -autorisierung verantwortlich sein. Die AMF 644 kann Transport für SM-Nachrichten zwischen dem UE 602 und der SMF 646 gewährleisten und als transparenter Stellvertreter für das Routen von SM-Nachrichten wirken. Die AMF 644 kann auch Transport für SMS-Nachrichten zwischen dem UE 602 und einer SMSF bereitstellen. Die AMF 644 kann mit der AUSF 642 und dem UE 602 in Interaktion treten, um verschiedene Sicherheitsanker- und Kontextverwaltungsfunktionen auszuführen. Ferner kann die AMF 644 ein Abschlusspunkt einer RAN-CP-Schnittstelle sein, die einen N2-Referenzpunkt zwischen dem RAN 604 und der AMF 644 umfassen oder ein solcher sein kann; und die AMF 644 kann ein Abschlusspunkt von NAF- (N1-) Signalisierung sein und NAS-Chiffrierung und Integritätsschutz durchführen. Die AMF 644 kann auch NAS-Signalisierung mit dem UE 602 über eine N3-IWF-Schnittstelle unterstützen.
Die SMF 646 kann für SM (zum Beispiel Sitzungsherstellung, Tunnelverwaltung zwischen UPF 648 und AN 608); UE-IP-Adressenvergabe und -verwaltung (einschließlich optionaler Autorisierung); Auswahl und Steuerung der UP-Funktion; Konfigurieren von Verkehrslenkung in der UPF 648 zum Routen von Verkehr zu dem richtigen Ziel; Abschluss von Schnittstellen in Richtung von Richtliniensteuerfunktionen; Steuerungsteil der Richtliniendurchsetzung, Vergebührung und QoS; rechtmäßiges Abfangen (für SM-Ereignisse und Schnittstelle zu LI-System); Abschluss von SM-Teilen von NAS-Nachrichten; Downlink-Datenbenachrichtigung; Einleitung von AN-spezifischen SM-Informationen, die über die AMF 644 über N2 zu dem AN 608 gesendet werden; und Bestimmung des SSC-Modus einer Sitzung verantwortlich sein. SM kann sich auf Verwaltung einer PDU-Sitzung beziehen und eine PDU-Sitzung oder „Sitzung“ kann sich auf einen PDU-Konnektivitätsdienst beziehen, der den Austausch von PDU zwischen dem UE 602 und dem Datennetz 636 gewährleistet oder ermöglicht.
Die UPF 648 kann als Ankerpunkt für Intra-RAT- und Inter-RAT-Mobilität, ein externer PDU-Sitzungspunkt des Verbindungselements zum Datennetz 636 und Verzweigungspunkt zur Unterstützung von Mehrfach-Heimat-PDU-Sitzung wirken. Die UPF 648 kann auch Paketrouting und -weiterleitung durchführen, Paketuntersuchung durchführen, den Benutzerebenenteil von Richtlinienregeln durchsetzen, rechtmäßig Pakete abfangen (UP-Sammlung), Verkehrsnutzungsmeldung durchführen, QoS-Abwicklung für eine Benutzerebene (z.B. Paketfilterung, Gating, UL/DL-Ratendurchsetzung) durchführen, Uplink-Verkehrsverifikation (z.B. Flussabbildung von SDF auf QoS) durchführen, Transportebenen-Paketmarkierung in der Uplink und Downlink und Downlink-Paketpufferung und Downlink-Datenbenachrichtigungstriggerung durchführen. Die UPF 648 kann einen Uplink-Klassifizierer zur Unterstützung des Routings von Verkehrsflüssen zu einem Datennetz umfassen.
Die NSSF 650 kann eine Menge von das UE 602 versorgenden Netz-Slice-Instanzen auswählen. Die NSSF 650 kann auch zulässige NSSAI und die Abbildung auf die subskribierten S-NSSAI bestimmen, falls erforderlich. Die NSSF 650 kann auch die AMF-Menge, die zum Versorgen des UE 602 zu verwenden ist, oder eine Liste von Kandidaten-AMF auf der Basis einer geeigneten Konfiguration und möglicherweise durch Abfragen der NRF 654 bestimmen. Die Auswahl einer Menge von Netz-Slice-Instanzen für das UE 602 kann durch Interaktion mit der NSSF 650 durch die AMF 644 getriggert werden, bei der das UE 602 registriert ist, was zu einer Änderung der AMF führen kann. Die NSSF 650 kann über einen N22-Referenzpunkt mit der AMF 644 in Interaktion treten; und kann über einen (nicht gezeigten) N31-Referenzpunkt mit einer anderen NSSF in einem besuchten Netz kommunizieren. Außerdem kann die NSSF 650 eine Schnittstelle auf Nnssf-Dienst-Basis aufweisen.
Die NEF 652 kann sicher durch 3GPP-Netzfunktionen bereitgestellte Dienste und Fähigkeiten für Dritte, interne Exponierung/Reexponierung, AF (z.B. AF 660), Edge-Datenverarbeitung oder Fog-Datenverarbeitungssysteme usw. exponieren. Bei solchen Ausführungsformen kann die NEF 652 die AF authentifizieren, autorisieren oder drosseln. Die NEF 652 kann auch mit der AF 660 ausgetauschte Informationen und mit internen Netzfunktionen ausgetauschte Informationen übersetzen. Zum Beispiel kann die NEF 652 zwischen einer AF-Dienstkennung und internen 5GC-Informationen übersetzen. Die NEF 652 kann außerdem Informationen von anderen NF auf der Basis exponierter Fähigkeiten anderer NF empfangen. Diese Informationen können in der NEF 652 als strukturierte Daten oder unter Verwendung von standardisierten Schnittstellen in einer Datenspeicherungs-NF gespeichert werden. Die gespeicherten Informationen können dann durch die NEF 652 anderen NF und AF reexponiert oder für andere Zwecke, wie etwa Analytik, verwendet werden. Außerdem kann die NEF 652 eine Schnittstelle auf Nnef-Dienst-Basis aufweisen.
Die NRF 654 kann Dienstentdeckungsfunktionen unterstützen, NF-Entdeckungsanforderungen von NF-Instanzen empfangen und die Informationen der entdeckten NF-Instanzen den NF-Instanzen bereitstellen. Die NRF 654 unterhält auch Informationen verfügbarer NF-Instanzen und ihrer unterstützten Dienste. Im vorliegenden Gebrauch können sich die Ausdrücke „Instanziieren“, „Instanziierung“ und dergleichen auf die Erzeugung einer Instanz beziehen, und eine „Instanz“ kann sich auf ein konkretes Auftreten eines Objekts beziehen, das zum Beispiel während Ausführung von Programmcode auftreten kann. Außerdem kann die NRF 654 die Schnittstelle auf Nnrf-Dienst-Basis aufweisen.
Die PCF 656 kann Richtlinienregeln bereitstellen, die Steuerebenenfunktionen durchsetzen sollen, und kann auch vereinigte Richtlinienrahmen zur Regelung des Netzverhaltens unterstützen. Die PCF 656 kann auch ein Frontend implementieren, um auf Subskriptionsinformationen zuzugreifen, die für Richtlinienentscheidungen in einer UDR des UDM 658 relevant sind. Neben dem Kommunizieren mit Funktionen über Referenzpunkte wie gezeigt, weist die PCF 656 eine Schnittstelle auf Npcf-Dienst-Basis auf.
Das UDM 658 kann mit subskriptionsbezogenen Informationen umgehen, um den Umgang von Netzentitäten mit Kommunikationssitzungen zu unterstützen, und kann Subskriptionsdaten des UE 602 speichern. Zum Beispiel können Subskriptionsdaten über einen N8-Referenzpunkt zwischen dem UDM 658 und der AMF 644 übermittelt werden. Das UDM 658 kann zwei Teile umfassen, ein Anwendungs-Frontend und eine UDR. Die UDR kann Subskriptionsdaten und Richtliniendaten für das UDM 658 und die PCF 656 und/oder strukturierte Daten für Exponierung und Anwendungsdaten (einschließlich PFD für Anwendungsdetektion, Anwendungsanforderungsinformationen für mehrere UE 602) für die NEF 652 speichern. Die Schnittstelle auf Nudr-Dienst-Basis kann durch die UDR 221 exponiert werden, um UDM 658, PCF 656 und NEF 652 zu erlauben, auf eine bestimmte Menge der gespeicherten Daten zuzugreifen, sowie zu lesen, zu aktualisieren (z.B. Hinzufügen, Modifizieren), zu löschen und Benachrichtigungen über relevante Datenänderungen in der UDR zu subskribieren. Das UDM kann eine UDM-FE umfassen, die für Verarbeitung von Berechtigungsnachweisen, Ortsverwaltung, Subskriptionsverwaltung und so weiter zuständig ist. Mehrere verschiedene Frontends können in verschiedenen Transaktionen denselben Benutzer versorgen. Die UDM-FE greift auf in der UDR gespeicherte Subskriptionsinformationen zu und führt Authentifizierungs-Berechtigungsnachweisverarbeitung, Benutzeridentifikationsabwicklung, Zugangsautorisierung, Registrations-/Mobilitätsverwaltung und Subskriptionsverwaltung durch. Neben dem Kommunizieren mit anderen NF über Referenzpunkte wie gezeigt, kann das UDM 658 die Schnittstelle auf Nudm-Dienst-Basis aufweisen.
Die AF 660 kann Anwendungseinfluss auf Verkehrsrouting bereitstellen, Zugriff auf die NEF bereitstellen und zur Richtliniensteuerung mit dem Richtlinienrahmen in Interaktion treten.
Bei einigen Ausführungsformen kann das 5GC 640 Edge-Datenverarbeitung ermöglichen, indem Betreiber-/Drittdienste so ausgewählt werden, dass sie geografisch einem Punkt nahe sind, an dem das UE 602 an das Netz angeschlossen ist. Dies kann Latenz und Last im Netz verringern. Um Edge-Datenverarbeitungsimplementierungen bereitzustellen, kann das 5GC 640 eine UPF 648 in der Nähe des UE 602 auswählen und Verkehrslenkung von der UPF 648 zu dem Datennetz 636 über die N6-Schnittstelle ausführen. Dies kann auf den UE-Subskriptionsdaten, dem UE-Ort und auf durch die AF 660 bereitgestellten Informationen basieren. Auf diese Weise kann die AF 660 UPF- (Neu-) Auswahl und Verkehrsrouting beeinflussen. Auf der Basis des Betreibereinsatzes kann, wenn die AF 660 als vertrauenswürdige Entität betrachtet wird, der Netzbetreiber der AF 660 gestatten, direkt mit relevanten NF in Interaktion zu treten. Außerdem kann die AF 660 eine Schnittstelle auf Naf-Dienst-Basis aufweisen.
Das Datennetz 636 kann verschiedene Netzbetreiberdienste, Internetzugang oder Drittdienste repräsentieren, die durch einen oder mehrere Server bereitgestellt werden können, darunter zum Beispiel der Anwendungs-/Inhaltsserver 638.
7 zeigt schematisch ein drahtloses Netz 700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das drahtlose Netz 700 kann ein UE 702 in drahtloser Kommunikation mit einem AN 704 umfassen. Das UE 702 und AN 704 können gleichbenannten Komponenten, die hier anderenorts beschrieben werden, ähnlich und im Wesentlichen mit diesen austauschbar sein. Zum Beispiel kann das AN 704 der RRU 102a-d, RRU 202, BBU 104 und/oder BBU 204 wie hier beschrieben entsprechen. Das UE 702 kann dem hier beschriebenen UE 108 entsprechen.
Das UE 702 kann über die Verbindung 706 kommunikativ mit dem AN 704 gekoppelt sein. Die Verbindung 706 ist als Funkschnittstelle zur Ermöglichung kommunikativer Kopplung dargestellt und kann mit Mobilfunk-Kommunikationsprotokollen, wie etwa einem LTE-Protokoll oder einem 5G-NR-Protokoll im Betrieb auf mmWellen- oder Sub-6-GHz-Frequenzen vereinbar sein.
Das UE 702 kann eine Hostplattform 708 umfassen, die mit einer Modemplattform 710 gekoppelt ist. Die Hostplattform 708 kann Anwendungsverarbeitungsschaltkreise 712 umfassen, die mit Protokollverarbeitungsschaltkreisen 714 der Modemplattform 710 gekoppelt sein können. Die Anwendungsverarbeitungsschaltkreise 712 können verschiedene Anwendungen für das UE 702 ausführen, die Quelle/Senke für Anwendungsdaten sind. Die Anwendungsverarbeitungsschaltkreise 712 können ferner eine oder mehrere Schichtoperationen zum Senden/Empfangen von Anwendungsdaten zu/von einem Datennetz implementieren. Zu diesen Schichtoperationen können Transport- (z.B. UDP-) und Internet- (z.B. IP-) Operationen gehören.
Die Protokollverarbeitungsschaltkreise 714 können eine oder mehrere Schichtoperationen implementieren, um Senden oder Empfangen von Daten über die Verbindung 706 zu erleichtern. Die durch die Protokollverarbeitungsschaltkreise 714 implementierten Schichtoperationen können zum Beispiel MAC-, RLC-, PDCP-, RRC- und NAS-Operationen umfassen.
Die Modemplattform 710 kann ferner digitale Basisbandschaltkreise 716 umfassen, die eine oder mehrere Schichtoperationen implementieren können, die sich „unter“ Schichtoperationen befinden, die in einem Netzprotokollstapel durch die Protokollverarbeitungsschaltkreise 714 ausgeführt werden. Diese Operationen wären zum Beispiel PHY-Operationen, einschließlich einer oder mehrerer der Folgenden: HARQ-ACK-Funktionen, Verwürfelung/Entwürfelung, Codierung/Decodierung, Schicht-Mapping/-Depmapping, Modulationssymbol-Mapping, Empfangssymbol-/Bitmetrikbestimmung, Mehrantennen-Portvorcodierung/-decodierung, was Raum-Zeit- und/oder Raum-Frequenz- und/oder räumliche Codierung umfassen kann, Referenzsignalerzeugung/-detektion, Präambelsequenzerzeugung und/oder Decodierung, Synchronisationssequenzerzeugung/-detektion, Steuerkanal-Signalblinddecodierung und andere diesbezügliche Funktionen.
Die Modemplattform 710 kann ferner Sendeschaltkreise 718, Empfangsschaltkreise 720, HF-Schaltkreise 722 und ein RFFE (HF-Frontend) 724 umfassen, die ein oder mehrere Antennenpanels 726 umfassen oder sich mit diesen verbinden können. Kurz gefasst, können die Sendeschaltkreise 718 einen Digital-Analog-Umsetzer, einen Mischer, Zwischenfrequenz- bzw. ZF-Komponenten usw. umfassen; die Empfangsschaltkreise 720 können einen Analog-Digital-Umsetzer, einen Mischer, ZF-Komponenten usw. umfassen; die HF-Schaltkreise 722 können einen rauscharmen Verstärker, einen Leistungsverstärker, Leistungsverfolgungskomponenten usw. umfassen; das RFFE 724 kann Filter (zum Beispiel Oberflächenwellen-/Akustikwellenfilter), Schalter, Antennentuner, Strahlformungskomponenten (zum Beispiel Phasenarray-Antennenkomponenten) usw. umfassen. Die Auswahl und Anordnung der Komponenten der Sendeschaltkreise 718, der Empfangsschaltkreise 720, der HF-Schaltkreise 722, des RFFE 724 und der Antennenpanels 726 (generisch als „Sende-/Empfangskomponenten“ bezeichnet) können für Einzelheiten einer spezifischen Implementierung spezifisch sein, wie zum Beispiel ob Kommunikation TDM oder FDM, in mmWellen- oder Sub-6-GHz-Frequenzen liegt usw. Bei einigen Ausführungsformen können die Sende-/Empfangskomponenten in mehreren parallelen Sende-/Empfangsketten angeordnet sein und können in denselben oder verschiedenen Chips/Modulen usw. angeordnet sein.
Bei einigen Ausführungsformen können die Protokollverarbeitungsschaltkreise 714 eine oder mehrere Instanzen von (nicht gezeigten) Steuerschaltkreisen umfassen, um Steuerfunktionen für die Sende-/Empfangskomponenten bereitzustellen.
Ein UE-Empfang kann durch und über die Antennenpanels 726, das RFFE 724, die HF-Schaltkreise 722, die Empfangsschaltkreise 720, die digitalen Basisbandschaltkreise 716 und die Protokollverarbeitungsschaltkreise 714 hergestellt werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Antennenpanels 726 eine Übertragung vom AN 704 durch Empfangs-Strahlformung von durch mehrere Antennen/Antennenelemente des einen oder der mehreren Antennenpanels 726 empfangenen Signalen empfangen.
Eine UE-Sendung kann durch und über die Protokollverarbeitungsschaltkreise 714, die digitalen Basisbandschaltkreise 716, die Sendeschaltkreise 718, die HF-Schaltkreise 722, das RFFE 724 und die Antennenpanels 726 hergestellt werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Sendekomponenten des UE 704 ein räumliches Filter auf die zu sendenden Daten anwenden, um einen durch die Antennenelemente der Antennenpanels 726 ausgestrahlten Sendestrahl zu bilden.
Ähnlich wie das UE 702 kann das AN 704 eine Hostplattform 728 umfassen, die mit einer Modemplattform 730 gekoppelt ist. Die Hostplattform 728 kann Anwendungsverarbeitungsschaltkreise 732 umfassen, die mit Protokollverarbeitungsschaltkreisen 734 der Modemplattform 730 gekoppelt sind. Die Modemplattform kann ferner digitale Basisbandschaltkreise 736, Sendeschaltkreise 738, Empfangsschaltkreise 740, HF-Schaltkreise 742, RFFE-Schaltkreise 744 und Antennenpanels 746 umfassen. Die Komponenten des AN 704 können gleichbenannten Komponenten des UE 702 ähnlich und im Wesentlichen mit diesen austauschbar sein. Zusätzlich zu dem Durchführen von Datensendung/-empfang wie oben beschrieben, können die Komponenten des AN 708 verschiedene logische Funktionen ausführen, zu denen zum Beispiel RNC-Funktionen wie Funkträgerverwaltung, dynamische Uplink- und Downlink-Funkressourcenverwaltung und Datenpaketeinteilung gehören.
8 ist eine Blockdarstellung von Komponenten gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen mit der Fähigkeit zum Lesen von Anweisungen aus einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium (z.B. einem nichttransitorischen maschinenlesbaren Speicherungsmedium) und Ausführen einer oder mehrerer der hier besprochenen Methodologien. Speziell zeigt 8 eine Diagrammdarstellung von Hardwareressourcen 800, die einen oder mehrere Prozessoren (oder Prozessorkerne) 810, eine oder mehrere Speicher-/Speicherungsvorrichtungen 820 und eine oder mehrere Kommunikationsressourcen 830 umfassen, die jeweils über einen Bus 840 oder andere Schnittstellenschaltkreise kommunikativ gekoppelt sein können. Bei Ausführungsformen, bei denen Knotenvirtualisierung (z.B. NFV) benutzt wird, kann ein Hypervisor 802 ausgeführt werden, um eine Ausführungsumgebung für ein oder mehrere Netz-Slices/- Subslices zur Benutzung der Hardwareressourcen 800 bereitzustellen.
Die Prozessoren 810 können zum Beispiel einen Prozessor 812 und einen Prozessor 814 umfassen. Die Prozessoren 810 können zum Beispiel eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit), ein RISC-Prozessor (Reduced Instruction Set Computing), ein CISC-Prozessor (Complex Instruction Set Computing), eine GPU (Grafikverarbeitungseinheit), ein DSP, wie etwa ein Basisbandprozessor, ein ASIC, ein FPGA, eine RFIC (integrierte Hochfrequenzschaltung), ein anderer Prozessor (einschließlich der hier besprochenen) oder eine beliebige geeignete Kombination davon sein.
Die Speicher-/Speicherungsvorrichtungen 820 können Hauptspeicher, Plattenspeicherung oder eine beliebige geeignete Kombination davon umfassen. Die Speicher-/Speicherungsvorrichtungen 820 können, aber ohne Beschränkung darauf, eine beliebige Art von flüchtigem, nichtflüchtigem oder halbflüchtigem Speicher umfassen, wie etwa DRAM (dynamischen Direktzugriffsspeicher), SRAM (statischen Direktzugriffsspeicher), EPROM (löschbaren programmierbaren Festwertspeicher), EEPROM (elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher), Flash-Speicher, Halbleiterspeicherung usw.
Die Kommunikationsressourcen 830 können Verbindungs- oder Netzwerkschnittstellensteuerungen, Komponenten oder andere geeignete Vorrichtungen zur Kommunikation mit einer oder mehreren Peripherievorrichtungen 804 oder einer oder mehreren Datenbanken 806 oder anderen Netzelementen über das Netz 808 umfassen. Zum Beispiel können die Kommunikationsressourcen 830 drahtgebundene Kommunikationskomponenten (z.B. zur Kopplung über USB, Ethernet usw.), Mobilfunk-Kommunikationskomponenten, NFC-Komponenten, Bluetooth®-Komponenten (oder Bluetooth® Low Energy), WiFi®-Komponenten und andere Kommunikationskomponenten umfassen.
Die Anweisungen 850 können Software, ein Programm, eine Anwendung, ein Applet, eine App oder anderen ausführbaren Code umfassen, um zu bewirken, dass mindestens beliebige der Prozessoren 810 beliebige oder mehrere der hier besprochenen Methodologien ausführen. Die Anweisungen 850 können ganz oder teilweise in mindestens einem der Prozessoren 810 (z.B. in dem Cachespeicher des Prozessors), den Speicher-/Speicherungsvorrichtungen 820 oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon residieren. Ferner kann ein beliebiger Teil der Anweisungen 850 von einer beliebigen Kombination der Peripherievorrichtungen 804 oder der Datenbanken 806 aus in die Hardwareressourcen 800 transferiert werden. Dementsprechend sind der Speicher der Prozessoren 810, die Speicher-/Speicherungsvorrichtungen 820, die Peripherievorrichtungen 804 und die Datenbanken 806 Beispiele für computerlesbare und maschinenlesbare Medien.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann mindestens eine der in einer oder mehreren der vorhergehenden Figuren dargelegten Komponenten dafür ausgelegt sein, eine oder mehrere Operationen, Techniken, Prozesse und/oder Verfahren wie in dem nachfolgend dargelegten Beispielabschnitt auszuführen. Zum Beispiel können die Basisbandschaltkreise wie oben in Verbindung mit einer oder mehreren der vorhergehenden Figuren beschrieben dafür ausgelegt sein, gemäß einem oder mehreren der nachfolgend dargelegten Beispiele zu arbeiten. Als ein anderes Beispiel können Schaltkreise, die einem UE, einer Basisstation, einem Netzelement usw. wie oben in Verbindung mit einer oder mehreren der vorhergehenden Figuren beschrieben zugeordnet sind, dafür ausgelegt sein, gemäß einem oder mehreren der nachfolgend in dem Beispielabschnitt dargelegten Beispiele zu arbeiten.
Beispiele
Im Folgenden werden einige nicht einschränkende Beispiele für verschiedene Ausführungsformen angegeben.
Beispiel 1 umfasst ein oder mehrere nichttransitorische computerlesbare Medien (NTCRM) mit darauf gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, eine Fern-Funkeinheit (RRU) veranlassen zum Empfangen eines Signals, das einem erweiterten Kanal zugeordnet ist, der einen Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter Benutzergeräte (UE) und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, umfasst; Skalieren der Störungs-Stichproben durch einen Skalierungskoeffizienten, um einen modifizierten erweiterten Kanal zu erhalten; Durchführen von Maximalverhältniskombinieren (MRC) des empfangenen Signals auf der Basis des modifizierten erweiterten Kanals, um ein verarbeitetes Signal zu erhalten; und Übertragen des verarbeiteten Signals zu einer Basisbandeinheit (BBU) über eine Fronthaul-Verbindung.
Beispiel 2 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 1, wobei das verarbeitete Signal gegebenenfalls vor Übertragung zu der BBU quantisiert wird und wobei die Anzahl der Quantisierungsbit in dem verarbeiteten Kanal auf einem Wert des Skalierungskoeffizienten basiert.
Beispiel 3 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 1, wobei gegebenenfalls das MRC unter Verwendung einer anderen Granularität für Messungen des Kanals als für Messungen der Störungs-Stichproben durchgeführt wird.
Beispiel 4 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 1, wobei die RRU den modifizierten erweiterten Kanal gemäß $H_{e} = [H \sqrt{1 - α} Z]$
erhalten soll, wobei H_e der modifizierte erweiterte Kanal; H der Kanal; α der Skalierungskoeffizient; und Z eine Störungs-Stichprobenmatrix ist, die den Störungs-Stichproben entspricht.
Beispiel 5 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 4, wobei die RRU gegebenenfalls das MRC gemäß $H_{e}^{H} = [\begin{matrix} H^{H} \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} \end{matrix}]$
durchführen soll, wobei $H_{e}^{H}$
eine hermitische Transponierung von H_e bedeutet.
Beispiel 6 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 1, wobei die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner die RRU veranlassen sollen zum Empfangen einer Nachricht von der BBU zur Angabe eines angeforderten Werts des Skalierungskoeffizienten.
Beispiel 7 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 1, wobei die Skalierung der Störungs-Stichproben und MRC auf der Basis des erweiterten Kanals in einer ersten Phase der Verarbeitung enthalten sind und wobei das verarbeitete Signal für eine zweite Phase der Verarbeitung, die regularisierte Nullerzwingung zur Unterdrückung von Intrazellen- oder Interzellenstörungen umfasst, zur BBU übertragen wird.
Beispiel 8 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 7, wobei sich gegebenenfalls die erste und zweite Phase kombinieren, um Verarbeitung auf der Basis von Kovarianzmatrixschätzung einschließlich einer Linearkombination einer Stichproben-Kovarianzmatrix und einer strukturierten Kovarianzmatrix, bereitzustellen.
Beispiel 9 umfasst ein oder mehrere nichttransitorische computerlesbare Medien NTCRM mit darauf gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, eine BBU (Basisbandeinheit) veranlassen zum Empfangen eines verarbeiteten Signals von einer RRU (Fern-Funkeinheit) nach einer ersten Phase der Verarbeitung, die MRC (Maximalverhältniskombinieren) eines modifizierten erweiterten Kanals umfasst, wobei der modifizierte erweiterte Kanal ein empfangenes Signal auf einem Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter UE (Benutzergeräte) umfasst, und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, durch einen Skalierungskoeffizienten skaliert werden; Ausführen einer zweiten Phase der Verarbeitung an dem verarbeiteten Signal, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die zweite Phase regularisiertes Nullerzwingen umfasst; und Bereitstellen des Ausgangssignals für einen Signaldecodierer, um Daten in dem Ausgangssignal zu decodieren.
Beispiel 10 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 9, wobei gegebenenfalls die zweite Phase der Verarbeitung eine erste Matrixinversion auf der Basis der Störungs-Stichproben und eine zweite Matrixinversion auf der Basis des Kanals des einen oder der mehreren UE umfasst und wobei die erste Matrixinversion mit einer größeren Granularität im Zeit- oder Frequenzbereich als die zweite Matrixinversion durchgeführt wird.
Beispiel 11 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 9, wobei das regularisierte Nullerzwingen gemäß ${(H_{e}^{H} H_{e} + α \frac{t r (S)}{L} I)}^{- 1}$
durchgeführt wird, wobei $H_{e}^{H}$
das verarbeitete Signal, H_e der Kanal des einen oder der mehreren UE, α der Skalierungskoeffizient, tr eine Spurfunktion, S eine Stichproben-Kovarianzmatrix, L eine Anzahl von Elementen im empfangenen verarbeiteten Signal und I eine Identitätsmatrix ist.
Beispiel 12 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 11, wobei gegebenenfalls die Stichproben-Kovarianzmatrix S gemäß $S = \frac{1}{L - M} \sum_{k = 1}^{L - M} Z_{k} \cdot Z_{k}^{H}$
bestimmt wird, wobei M eine Anzahl von Elementen im Ausgangssignal und Z_k ein Vektor ist, der den StörungsStichproben entspricht.
Beispiel 13 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 9, wobei die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner die BBU veranlassen sollen zum Empfangen eines oder mehrerer von der RRU für die erste Phase der Verarbeitung verwendeter Parameter von der RRU, wobei die zweite Phase der Verarbeitung auf der Basis des einen oder der mehreren Parameter durchgeführt wird
Beispiel 14 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 13, wobei gegebenenfalls der eine oder die mehreren Parameter den Skalierungskoeffizienten umfassen.
Beispiel 15 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 9, wobei die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner die BBU veranlassen sollen zum Senden einer Nachricht zur RRU, um einen angeforderten Wert des Skalierungskoeffizienten anzugeben.
Beispiel 16 umfasst das eine oder die mehreren NTCRM nach Beispiel 15, wobei gegebenenfalls die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, die BBU ferner veranlassen sollen zum Bestimmen des angeforderten Werts auf der Basis einer Verarbeitungslast und/oder einer Verarbeitungsfähigkeit der BBU.
Beispiel 17 umfasst eine Vorrichtung, die in einer RRU (Fern-Funkeinheit) implementiert werden soll, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: Hochfrequenz- bzw. HF-Schnittstellenschaltkreise; und mit den HF-Schnittstellenschaltkreisen gekoppelte Prozessorschaltkreise. Die Prozessorschaltkreise dienen zu Folgendem: Empfangen eines Signals über die HF-Schnittstelle, das einem erweiterten Kanal zugeordnet ist, der einen Kanal von einem oder mehreren durch die RRU versorgten UE (Benutzergeräten) und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, umfasst; Skalieren der Störungs-Stichproben durch einen Skalierungskoeffizienten, um einen modifizierten erweiterten Kanal zu erhalten; Durchführen von MRC (Maximalverhältniskombinieren) auf der Basis des modifizierten erweiterten Kanals, um ein verarbeitetes Signal zu erhalten, wobei das verarbeitete Signal weniger Elemente als das dem erweiterten Kanal zugeordnete empfangene Signal aufweist; Quantisieren des verarbeiteten Signals, um ein quantisiertes Signal zu erhalten; und Übertragen des quantisierten Signals zu einer BBU (Basisbandeinheit) über die HF-Schaltkreise.
Beispiel 18 ist die Vorrichtung von Beispiel 17, wobei die Anzahl der Quantisierungsbit in dem quantisierten Kanal auf einem Wert des Skalierungskoeffizienten basiert.
Beispiel 19 ist die Vorrichtung von Beispiel 17, wobei die Prozessorschaltkreise das MRC für Messungen des Kanals mit einer anderen Granularität als für Messungen der Störungs-Stichproben durchführen soll.
Beispiel 20 ist die Vorrichtung von Beispiel 17, wobei der modifizierte erweiterte Kanal gemäß $H_{e} = [H \sqrt{1 - α} Z]$
erhalten wird, wobei H_e der modifizierte erweiterte Kanal; H der Kanal; α der Skalierungskoeffizient; und Z eine Störungs-Stichprobenmatrix ist, die den Störungs-Stichproben entspricht.
Beispiel 21 ist die Vorrichtung von Beispiel 20, wobei das MRC durchgeführt wird gemäß $H_{e}^{H} = [\begin{matrix} H^{H} \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} \end{matrix}]$
wobei $H_{e}^{H}$
eine hermitische Transponierung von H_e bedeutet.
Beispiel 22 ist die Vorrichtung von Beispiel 17, wobei die Prozessorschaltkreise ferner eine Nachricht von der BBU empfangen sollen, um einen angeforderten Wert des Skalierungskoeffizienten anzugeben.
Beispiel 23 ist die Vorrichtung von Beispiel 17, wobei die Verarbeitungsschaltkreise ferner einen oder mehrere von der RRU zur Bestimmung des quantisierten Signals verwendete Parameter zur BBU senden sollen.
Beispiel 24 ist die Vorrichtung von Beispiel 17, wobei die Skalierung der Störungs-Stichproben und MRC auf der Basis des erweiterten Kanals in einer ersten Phase der Verarbeitung enthalten sind und wobei der quantisierte Kanal für eine zweite Phase der Verarbeitung, die regularisiertes Nullerzwingen zur Unterdrückung von Intrazellen- oder Interzellenstörungen umfasst, zur BBU übertragen wird.
Beliebige der oben beschriebenen Beispiele können mit einem beliebigen anderen Beispiel (oder einer Kombination von Beispielen) kombiniert werden, sofern es nicht ausdrücklich anders erwähnt wird. Die obige Beschreibung einer oder mehrerer Implementierungen stellt eine Veranschaulichung und Beschreibung bereit, soll aber nicht erschöpfend sein oder den Schutzumfang von Ausführungsformen auf die genaue offenbarte Form beschränken. Im Hinblick der obigen Lehren sind Modifikationen und Abwandlungen möglich oder können aus Praktizierung verschiedener Ausführungsformen beschafft werden.
Terminologie
Für die Zwecke der vorliegenden Schrift gelten die folgenden Ausdrücke und Definitionen für die hier besprochenen Beispiele und Ausführungsformen.
Der hier gebrauchte Ausdruck „Schaltkreise“ bezieht sich auf Folgendes, ist Teil davon oder umfasst es: Hardwarekomponenten wie eine elektronische Schaltung, eine Logikschaltung, ein Prozessor (gemeinsam benutzt, dediziert oder gruppiert) und/oder Speicher (gemeinsam benutzt, dediziert oder gruppiert), ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), ein FPD (Field-Programmable Device (z.B. ein FPGA (Field-Programmable Gate Array), ein PLD (Programmable Logic Device), ein CPLD (Complex PLD), ein HCPLD (High-Capacity PLD), ein strukturiertes ASIC oder ein programmierbares SoC), DSP (digitale Signalprozessoren) usw., die dafür ausgelegt sind, die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Bei einigen Ausführungsformen können die Schaltkreise ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, um mindestens einen Teil der beschriebenen Funktionalität bereitzustellen. Der Ausdruck „Schaltkreise“ kann sich auch auf eine Kombination aus einem oder mehreren Hardwareelementen (oder eine Kombination von in einem elektrischen oder elektronischen System verwendete Schaltungen) mit dem Programmcode, der zum Ausführen der Funktionalität dieses Programmcodes verwendet wird, beziehen. Bei diesen Ausführungsformen kann die Kombination von Hardwareelementen und Programmcode als eine bestimmte Art von Schaltkreisen bezeichnet werden.
Der hier verwendete Ausdruck „Prozessorschaltkreise“ bezieht sich auf Folgendes, ist Teil davon oder umfasst dieses: Schaltkreise mit der Fähigkeit zum sequenziellen und automatischen Ausführen einer Sequenz arithmetischer oder logischer Operationen oder Aufzeichnen, Speichern und/oder Transferieren digitaler Daten. Verarbeitungsschaltkreise können einen oder mehrere Verarbeitungskerne zur Ausführung von Anweisungen und eine oder mehrere Speicherstrukturen zum Speichern von Programm- und Dateninformationen umfassen. Der Ausdruck „Prozessorschaltkreise“ kann sich auf einen oder mehrere Anwendungsprozessoren, einen oder mehrere Basisbandprozessoren, eine physische CPU (Zentralverarbeitungseinheit), einen Einzelkernprozessor, einen Zweikernprozessor, einen Dreikernprozessor, einen Vierkernprozessor und/oder eine beliebige andere Vorrichtung mit der Fähigkeit zum Ausführen oder anderweitigen Betreiben von computerausführbaren Anweisungen, wie etwa Programmcode, Softwaremodulen und/oder Funktionsprozessen, beziehen. Verarbeitungsschaltkreise können weitere Hardwarebeschleuniger umfassen, die Mikroprozessoren, programmierbare Verarbeitungsvorrichtungen oder dergleichen sein können. Der eine oder die mehreren Hardwarebeschleuniger können zum Beispiel Computervisions- bzw. CV- und/oder tieflernende bzw. DL-Beschleuniger umfassen. Die Ausdrücke „Anwendungsschaltkreise“ und/oder „Basisbandschaltkreise“ können als Synonym betrachtet werden und können als „Prozessorschaltkreise“ bezeichnet werden.
Der hier gebrauchte Ausdruck „Schnittstellenschaltkreise“ bezieht sich auf Schaltkreise, die den Austausch von Informationen zwischen zwei oder mehr Komponenten oder Vorrichtungen ermöglichen, ist Teil davon oder umfasst diese. Der Ausdruck „Schnittstellenschaltkreise“ kann sich auf eine oder mehrere Hardwareschnittstellen beziehen, wie zum Beispiel Busse, E/A-Schnittstellen, Peripheriekomponentenschnittstellen, Netzwerkschnittstellenkarten und/oder dergleichen.
Der hier gebrauchte Ausdruck „Benutzergerät“ oder „UE“ bezieht sich auf eine Vorrichtung mit Funkkommunikationsfähigkeiten und kann einen entfernten Benutzer von Netzressourcen in einem Kommunikationsnetz beschreiben. Der Ausdruck „Benutzergerät“ oder „UE“ kann als Synonym betrachtet werden mit und kann bezeichnet werden als Client, Mobilgerät, mobile Vorrichtung, mobiles Endgerät, Benutzerendgerät, Mobileinheit, Mobilstation, Mobilbenutzer, Teilnehmer, Benutzer, entfernte Station, Zugangsagent, Benutzeragent, Empfänger, Funkgerät, umkonfigurierbares Funkgerät, umkonfigurierbare mobile Vorrichtung usw. Ferner kann der Ausdruck „Benutzergerät“ oder „UE“ eine beliebige Art von drahtloser/drahtgebundener Vorrichtung oder eine beliebige Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle umfassen.
Der hier verwendete Ausdruck „Netzelement“ bezieht sich auf physische oder virtualisierte Geräte und/oder Infrastruktur, die zur Bereitstellung von drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsnetzdiensten verwendet werden. Der Ausdruck „Netzelement“ kann betrachtet werden als Synonym mit und/oder bezeichnet werden als vernetzter Computer, Vernetzungshardware, Netzgeräte, Netzknoten, Router, Switch, Hub, Brücke, Funknetzsteuerung, RAN-Vorrichtung, RAN-Knoten, Gateway, Server, virtualisierte VNF, NFVI und/oder dergleichen.
Der hier verwendete Ausdruck „Computersystem“ bezieht sich auf eine beliebige Art von verbundenen elektronischen Vorrichtungen, Computervorrichtungen oder Komponenten davon. Außerdem kann sich der Ausdruck „Computersystem“ und/oder „System“ auf verschiedene Komponenten eines Computers beziehen, die miteinander kommunikativ gekoppelt sind. Ferner kann sich der Ausdruck „Computersystem“ und/oder „System“ auf mehrere Computervorrichtungen und/oder mehrere Datenverarbeitungssysteme beziehen, die kommunikativ miteinander gekoppelt sind und dafür ausgelegt sind, sich Datenverarbeitungs- und/oder Vernetzungsressourcen zu teilen.
Der hier verwendete Ausdruck „Apparat“, „Computerapparat“ oder dergleichen bezieht sich auf eine Computervorrichtung oder ein Computersystem mit Programmcode (z.B. Software oder Firmware), der speziell dafür ausgelegt ist, eine spezifische Datenverarbeitungsressource bereitzustellen. Ein „virtueller Apparat“ ist ein virtuelles Maschinenbild, das durch eine mit Hypervisor ausgestattete Vorrichtung zu implementieren ist, die einen Computerapparat virtualisiert oder emuliert oder anderweitig der Bereitstellung einer spezifischen Datenverarbeitungsressource gewidmet ist.
Es werden hier die Ausdrücke „gekoppelt“, „kommunikativ gekoppelt“ zusammen mit ihren Ableitungen verwendet. Der Ausdruck „gekoppelt“ kann zwei oder mehr Elemente bedeuten, die sich in direktem physischen oder elektrischem Kontakt miteinander befinden, kann bedeuten, dass sich zwei oder mehr Elemente indirekt kontaktieren, aber immer noch miteinander kooperieren oder interagieren, und/oder kann bedeuten, dass ein oder mehrere andere Elemente zwischen die Elemente, die als miteinander gekoppelt bezeichnet werden, gekoppelt oder geschaltet sind. Der Ausdruck „direkt gekoppelt“ kann bedeuten, dass sich zwei oder mehr Elemente in direktem Kontakt miteinander befinden. Der Ausdruck „kommunikativ gekoppelt“ kann bedeuten, dass sich zwei oder mehr Elemente mittels Kommunikation, einschließlich mittels eines Drahts oder einer anderen Zwischenverbindung, mittels eines drahtlosen Kommunikationskanals oder einer drahtlosen Kommunikationsverbindung und/oder dergleichen in Kontakt miteinander befinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/049033 [0001]

Claims

Nichttransitorisches computerlesbares Medium bzw. nichttransitorische computerlesbare Medien NTCRM mit darauf gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, eine Fern-Funkeinheit RRU veranlassen zum Empfangen eines Signals, das einem erweiterten Kanal zugeordnet ist, der einen Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter Benutzergeräte UE und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, umfasst; Skalieren der Störungs-Stichproben durch einen Skalierungskoeffizienten, um einen modifizierten erweiterten Kanal zu erhalten; Durchführen von Maximalverhältniskombinieren MRC des empfangenen Signals auf der Basis des modifizierten erweiterten Kanals, um ein verarbeitetes Signal zu erhalten; und Übertragen des verarbeiteten Signals zu einer Basisbandeinheit BBU über eine Fronthaul-Verbindung; wobei das verarbeitete Signal gegebenenfalls vor Übertragung zu der BBU quantisiert wird und wobei die Anzahl der Quantisierungsbit in dem verarbeiteten Kanal auf einem Wert des Skalierungskoeffizienten basiert; und/oder wobei gegebenenfalls das MRC unter Verwendung einer anderen Granularität für Messungen des Kanals als für Messungen der Störungs-Stichproben durchgeführt wird.
NTCRM nach Anspruch 1, wobei die RRU den modifizierten erweiterten Kanal gemäß $H_{e} = [H \sqrt{1 - α} Z]$
erhalten soll, wobei H_e der modifizierte erweiterte Kanal; H der Kanal; α der Skalierungskoeffizient; und Z eine Störungs-Stichprobenmatrix ist, die den Störungs-Stichproben entspricht; wobei die RRU gegebenenfalls das MRC gemäß $H_{e}^{H} = [\begin{matrix} H^{H} \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} \end{matrix}]$
durchführen soll, wobei $H_{e}^{H}$
eine hermitische Transponierung von H_e bedeutet.
NTCRM nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner die RRU veranlassen sollen zum Empfangen einer Nachricht von der BBU zur Angabe eines angeforderten Werts des Skalierungskoeffizienten; und/oder wobei die Skalierung der Störungs-Stichproben und MRC auf der Basis des erweiterten Kanals in einer ersten Phase der Verarbeitung enthalten sind und wobei das verarbeitete Signal für eine zweite Phase der Verarbeitung, die regularisierte Nullerzwingung zur Unterdrückung von Intrazellen- oder Interzellenstörungen umfasst, zur BBU übertragen wird; wobei sich gegebenenfalls die erste und zweite Phase kombinieren, um Verarbeitung auf der Basis von Kovarianzmatrixschätzung einschließlich einer Linearkombination einer Stichproben-Kovarianzmatrix und einer strukturierten Kovarianzmatrix, bereitzustellen.
Nichttransitorisches computerlesbares Medium bzw. nichttransitorische computerlesbare Medien NTCRM mit darauf gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, eine BBU (Basisbandeinheit) veranlassen zum Empfangen eines verarbeiteten Signals von einer RRU (Fern-Funkeinheit) nach einer ersten Phase der Verarbeitung, die MRC (Maximalverhältniskombinieren) eines modifizierten erweiterten Kanals umfasst, wobei der modifizierte erweiterte Kanal ein empfangenes Signal auf einem Kanal eines oder mehrerer durch die RRU versorgter UE (Benutzergeräte) umfasst, und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, durch einen Skalierungskoeffizienten skaliert werden; Ausführen einer zweiten Phase der Verarbeitung an dem verarbeiteten Signal, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die zweite Phase regularisiertes Nullerzwingen umfasst; und Bereitstellen des Ausgangssignals für einen Signaldecodierer, um Daten in dem Ausgangssignal zu decodieren; wobei gegebenenfalls die zweite Phase der Verarbeitung eine erste Matrixinversion auf der Basis der Störungs-Stichproben und eine zweite Matrixinversion auf der Basis des Kanals des einen oder der mehreren UE umfasst und wobei die erste Matrixinversion mit einer größeren Granularität im Zeit- oder Frequenzbereich als die zweite Matrixinversion durchgeführt wird.
NTCRM nach Anspruch 4, wobei das regularisierte Nullerzwingen gemäß ${(H_{e}^{H} H_{e} + α \frac{t r (S)}{L} l)}^{- 1}$
durchgeführt wird, wobei $H_{e}^{H}$
das verarbeitete Signal, H_e der Kanal des einen oder der mehreren UE, α der Skalierungskoeffizient, tr eine Spurfunktion, S eine Stichproben-Kovarianzmatrix, L eine Anzahl von Elementen im empfangenen verarbeiteten Signal und I eine Identitätsmatrix ist; wobei gegebenenfalls die Stichproben-Kovarianzmatrix S gemäß $S = \frac{1}{L - M} \sum_{k = 1}^{L - M} Z_{k} \cdot Z_{k}^{H}$
bestimmt wird, wobei M eine Anzahl von Elementen im Ausgangssignal und Z_k ein Vektor ist, der den Störungs-Stichproben entspricht.
NTCRM nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner die BBU veranlassen sollen zum Empfangen eines oder mehrerer von der RRU für die erste Phase der Verarbeitung verwendeter Parameter von der RRU, wobei die zweite Phase der Verarbeitung auf der Basis des einen oder der mehreren Parameter durchgeführt wird; wobei gegebenenfalls der eine oder die mehreren Parameter den Skalierungskoeffizienten umfassen.
NTCRM nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner die BBU veranlassen sollen zum Senden einer Nachricht zur RRU, um einen angeforderten Wert des Skalierungskoeffizienten anzugeben; wobei gegebenenfalls die Anweisungen, wenn sie ausgeführt werden, die BBU ferner veranlassen sollen zum Bestimmen des angeforderten Werts auf der Basis einer Verarbeitungslast und/oder einer Verarbeitungsfähigkeit der BBU.
Vorrichtung, die in einer RRU (Fern-Funkeinheit) implementiert werden soll, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: Hochfrequenz- bzw. HF-Schnittstellenschaltkreise; und mit den HF-Schnittstellenschaltkreisen gekoppelte Prozessorschaltkreise, wobei die Prozessorschaltkreise zu Folgendem dienen: Empfangen eines Signals über die HF-Schnittstelle, das einem erweiterten Kanal zugeordnet ist, der einen Kanal von einem oder mehreren durch die RRU versorgten UE (Benutzergeräten) und Störungs-Stichproben, die anderen Zellen oder additivem Rauschen entsprechen, umfasst; Skalieren der Störungs-Stichproben durch einen Skalierungskoeffizienten, um einen modifizierten erweiterten Kanal zu erhalten; Durchführen von MRC (Maximalverhältniskombinieren) auf der Basis des modifizierten erweiterten Kanals, um ein verarbeitetes Signal zu erhalten, wobei das verarbeitete Signal weniger Elemente als das dem erweiterten Kanal zugeordnete empfangene Signal aufweist; Quantisieren des verarbeiteten Signals, um ein quantisiertes Signal zu erhalten; und Übertragen des quantisierten Signals zu einer BBU (Basisbandeinheit) über die HF-Schaltkreise; wobei gegebenenfalls die Anzahl der Quantisierungsbit in dem quantisierten Kanal auf einem Wert des Skalierungskoeffizienten basiert; und/oder wobei gegebenenfalls die Prozessorschaltkreise das MRC für Messungen des Kanals mit einer anderen Granularität als für Messungen der Störungs-Stichproben durchführen soll; und/oder wobei gegebenenfalls der modifizierte erweiterte Kanal gemäß $H_{e} = [H \sqrt{1 - α} Z]$
erhalten wird, wobei H_e der modifizierte erweiterte Kanal; H der Kanal; α der Skalierungskoeffizient; und Z eine Störungs-Stichprobenmatrix ist, die den Störungs-Stichproben entspricht; wobei gegebenenfalls das MRC durchgeführt wird gemäß $H_{e}^{H} = [\begin{matrix} H^{H} \\ \sqrt{1 - α} Z^{H} \end{matrix}]$
wobei $H_{e}^{H}$
eine hermitische Transponierung von H_e bedeutet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Prozessorschaltkreise ferner eine Nachricht von der BBU empfangen sollen, um einen angeforderten Wert des Skalierungskoeffizienten anzugeben; und/oder wobei die Verarbeitungsschaltkreise ferner einen oder mehrere von der RRU zur Bestimmung des quantisierten Signals verwendeten Parameter zur BBU senden sollen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Skalierung der Störungs-Stichproben und MRC auf der Basis des erweiterten Kanals in einer ersten Phase der Verarbeitung enthalten sind und wobei der quantisierte Kanal für eine zweite Phase der Verarbeitung, die regularisiertes Nullerzwingen zur Unterdrückung von Intrazellen- oder Interzellenstörungen umfasst, zur BBU übertragen wird.