用于大规模MIMO通信的系统和方法技术方案

技术编号:16309364 阅读:47 留言:0更新日期:2017-09-27 03:02
本文公开了一种为多天线通信系统中的下行链路调整等价信道的系统和方法。所述系统包括至少一个用户设备和具有多个模拟RF链的基站,每个模拟RF链具有多个天线。所述方法包括:基站获得等价信道信息,并且基于所述等价信道信息调整天线的相位,以修改从所述模拟RF链到至少一个用户设备的等价信道增益。

System and method for large-scale MIMO communication

The present invention discloses a system and method for adjusting an equivalent channel for a downlink in a multi antenna communication system. The system comprises at least one user device and a base station with a plurality of analog RF chains, each analog RF chain having a plurality of antennas. The method includes: the base station acquires equivalent channel information and adjusts the phase of the antenna based on the equivalent channel information to modify the equivalent channel gain from the analog RF chain to at least one user device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于大规模MIMO通信的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月4日提交的专利技术名称为“用于大规模MIMO通信的系统和方法”的14/613,886号美国非临时申请的权益,所述申请在此通过引用并入本文。
本公开总体上涉及大规模多输入多输出(MIMO)通信系统和方法中的混合基带/RF发射与接收。
技术介绍
有多类通信系统可以用于无线传递数据。这类通信系统的一个示例是多输入多输出(MIMO)通信系统。在MIMO系统中,在发射机端和接收机端有多个天线。另一示例是大规模MIMO通信系统,其中使用了数量非常庞大的天线。对无线通信系统进行改进是期望的。
技术实现思路
在第一方面中,本公开提供了一种为多天线通信系统中的下行链路调整等价信道的方法。所述系统包括基站,所述基站包括多个模拟RF链,其中每个模拟RF链与多个天线耦合。所述方法可包括:由所述基站获得等价信道信息;以及由所述基站基于所述等价信道信息调整所述天线的相位,以调整所述模拟RF链与至少一个用户设备之间的等价信道增益。在一些实施例中,所述方法可针对下行链路执行,并且获得等价信道信息可包括由所述基站从至少一个设备接收传输,以及所述基站基于所述接收的传输估计所述等价信道信息。在一些实施例中,所述方法可针对下行链路执行,并且获得等价信道信息可包括所述基站向所述至少一个用户设备发射RF波束,以及由所述基站从所述至少一个用户设备接收反馈。所述反馈可基于压缩感知技术生成。所述系统可包括多个用户设备,并且每个用户设备可对应于所述基站的一组天线。所述方法还可包括,针对所述多个用户设备中的每一个,所述基站向所述用户设备发射RF波束;从所述用户设备接收反馈;并且所述基站调整所述用户设备所对应的天线的相位。在一个实施例中,以递归方式为所述多个用户设备调整相位。换言之,在一些实施例中,调整特定RF链的天线的相位,然后调整不同RF链的天线的相位并依次类推,直至每个RF链的天线均已被处理。本文所用的“被处理”一词意指所述RF链的天线相位已被指定或调整。在一个实施例中,当调整RF链的天线的相位时,之前已被处理的RF链的天线的相位被视作固定的。在一个实施例中,修改等价信道可包括最大化所述系统的等价信道矩阵的行列式,或最大化所述系统的等价信道矩阵的弗罗贝尼乌斯(Frobenius)范数。在一个实施例中,在调整所述天线组的相位之前,所述方法还可包括:基于所述接收的反馈,指定每个RF链的天线的相位,以最大化从每个RF链到对应的用户设备的直接增益。在一个实施例中,由所述基站获得等价信道信息可包括:由所述基站从多个用户设备接收上行传输;以及由所述基站基于所述接收的传输估计等价信道信息。调整所述天线的相位可包括:由所述基站指定第一RF链的天线的相位,以最大化从第一用户设备到所述基站的所述第一RF链的增益;以及由所述基站指定所述基站的其他RF链的天线的相位,以修改从所述模拟RF链到所述多个用户设备的等价信道增益。在另一个方面中,本公开提供了一种基站,包括:多个模拟RF链、多个天线组以及处理器。所述多个天线组中的每个与所述模拟RF链中的一个耦合。所述天线组中的每一个都包括多个天线。所述处理器被配置为:获得等价信道信息,以及基于所述等价信道信息,调整所述天线的相位,以修改所述模拟RF链与所述至少一个用户设备之间的等价信道增益。在一个实施例中,所述处理器可被配置为:通过对由所述基站从所述至少一个用户设备接收的传输进行处理,并且基于所述接收的传输,估计所述等价信道信息,从而获得等价信道信息。在一个实施例中,所述处理器可被配置为:通过向所述至少一个用户设备发射RF波束,并且对由所述基站从所述至少一个用户设备接收的反馈进行处理,从而获得等价信道信息。所述反馈可包括所述等价信道信息。在一个实施例中,所述处理器还可被配置为:对由所述基站从多个用户设备接收的传输进行处理,每个用户设备对应于所述多个RF链中的一个;基于所述接收的传输,获得所述等价信道信息;基于所述等价信道信息,指定第一RF链的天线的相位,以最大化从对应的用户设备到所述第一RF链的增益;以及递归地,对于余下的RF链:基于所述等价信道信息,指定所述天线的相位,以修改从所述模拟RF链到所述多个用户设备的等价信道增益。在一个实施例中,当调整RF链的天线的相位时,之前已被处理的RF链的天线的相位被视作固定的。在一个实施例中,修改等价信道增益可包括最大化所述系统的等价信道矩阵的行列式,或最大化所述系统的等价信道矩阵的Frobenius范数。通过审阅以下结合有关附图而描述的具体实施例,本公开的其他方面和特征对本领域普通技术人员而言将变得显而易见。附图说明现在将参照附图,以仅为举例的方式,描述本公开的实施例。图1A和1B是依据本公开的一个实施例的通信系统的方框图;图1C是依据本公开的另一实施例的通信系统的方框图;图2是示出了依据本公开的一个实施例的为下行链路或者上行链路调整等价信道的方法的流程图;图3是示出了依据本公开的另一实施例的为下行链路调整等价信道的方法的流程图;图4是示出了依据本公开的另一实施例的为下行链路调整等价信道的方法的流程图;图5是示出了依据本公开的一个实施例的为上行链路调整等价信道的方法的流程图;并且图6和7示出了显示各实施例的仿真性能的图形。具体实施方式此处所描述的各种实施例涉及用于大规模MIMO通信系统的预编码和解码技术。本文所用的“大规模MIMO通信系统”一词,是指在一端(如发射机或基站)有着数量非常庞大的天线,并且另一端(如接收机)有着若干天线的系统。在这种系统中,并非每一个装置都必须有不止1个的天线。例如,可以是在一端(如在基站)有若干个天线,并且可有若干个用户设备与所述基站通信,其中所述用户设备中有至少一些仅有一个天线(参见例如下文所述的图1)。在各种实施例中,所述系统中一个装置上的,例如基站上的,实际天线数可以从不足一百到数千不等。专利技术人已认识到对增加无线网络中的覆盖范围和吞吐量的需要。为达成这一目标,专利技术人已认识到,这是在基站上利用大量天线的一个理由。增加天线的数量可通过例如经由波束成形增益来增加有效SNR以有助于增加复用能力和/或每用户速率。常规的大规模多输入多输出系统已被提出。在一个示例系统中,使用具有非协同基站的大规模天线系统。有些人推测,当每个小区的用户数固定时,通过增加每个基站的天线数直至无穷多,性能将收敛到一个极限,这具体取决于导频污染(和信道估计误差)的程度。也有推测认为,对于数量非常庞大的天线,在一定信道条件下,针对下行链路(DL)和上行链路(UL)的最简单的预编码/解码方案(如下行链路的本征波束成形和上行链路的匹配滤波)足以得到足够的性能。专利技术人还已认识到了,经典的大规模MIMO方法中存在若干问题。例如,即便是天线数量非常庞大,相比迫零或MMSE类预编码和解码技术,简单预编码和解码技术的性能仍有着较大的差距。而且,由于信道矩阵的大小非常庞大,迫零和MMSE类预编码和解码技术可具有非常高的复杂度。并且,由于传统系统中使用了关于所有信道增益的信息,故而在频分双工(FDD)中的反馈开销可能过高,故而在传统系统的实际应用中,时分双工(TDD)恐成为唯一可行的选择。此外,基于导频污染和小区间干扰的限制效应,经典本文档来自技高网...
用于大规模MIMO通信的系统和方法

【技术保护点】
一种为多天线通信系统中的下行链路或者上行链路调整等价信道的方法,所述系统包括具有多个模拟RF链的基站,每个模拟RF链与多个天线耦合,所述方法包括:由所述基站获得等价信道信息;以及由所述基站基于所述等价信道信息调整所述天线的相位,以修改所述模拟RF链与至少一个用户设备之间的等价信道增益。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.04 US 14/613,8861.一种为多天线通信系统中的下行链路或者上行链路调整等价信道的方法,所述系统包括具有多个模拟RF链的基站,每个模拟RF链与多个天线耦合,所述方法包括:由所述基站获得等价信道信息;以及由所述基站基于所述等价信道信息调整所述天线的相位,以修改所述模拟RF链与至少一个用户设备之间的等价信道增益。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法针对下行链路执行;并且其中所述获得等价信道信息包括:由所述基站从至少一个用户设备接收传输;以及在所述基站基于所述接收的传输估计所述等价信道信息。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法针对下行链路执行;并且其中所述获得等价信道信息包括:由所述基站向至少一个用户设备发射RF波束;以及由所述基站从所述至少一个用户设备接收反馈。4.根据权利要求3所述的方法,其中所述反馈基于压缩感知技术生成。5.根据权利要求1所述的方法,其中所述系统包括多个用户设备,其中每个用户设备对应于一个RF链;并且其中所述方法还包括,对于所述用户设备中的每一个:由所述基站向所述用户设备发射RF波束;由所述基站从所述用户设备接收反馈;以及由所述基站调整所述用户设备所对应的RF链的天线的相位。6.根据权利要求5所述的方法,其中以递归方式为所述多个用户设备调整所述相位。7.根据权利要求5所述的方法,其中当调整RF链的天线的相位时,之前已被处理的RF链的天线的相位被视作固定的。8.根据权利要求1所述的方法,其中修改等价信道增益包括最大化所述系统的等价信道矩阵的行列式。9.根据权利要求1所述的方法,其中修改等价信道增益包括最大化所述系统的等价信道矩阵的弗罗贝尼乌斯范数。10.根据权利要求5所述的方法,在调整所述天线组的相位之前,所述方法还包括:基于所述接收的反馈,指定每个RF链的天线的相位,以最大化从每个RF链到对应的用户设备的直接增益。11.根据权利要求1所述的方法,其中获得等价信道信息包括:由所述基站从多个用户设备接收上行传输;由所述基站基于所述接收的传输估计等价信道信息;并且其中调整所述天线的相位包括:由所述基站指定第一RF链的天线的相位,以最大化从第一用户设备到所述基站的所述第一RF链的增益;以及由所...

【专利技术属性】
技术研发人员:马哈茂德·他赫扎德博柔耶尼默罕默德哈迪·巴里
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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