大规模MIMO系统中的多址接入方法技术方案

提供了一种用于提高无线通信系统(100)中的容量的无线电网络节点RNN(110)及其中的方法。RNN被配置为服务于第一无线设备(120)和第二无线设备WD(130)。RNN向第一和第二WD指派共享上行链路导频信号。此外，RNN向第一WD发送关于如下内容的指示：意图针对第二WD的可能的第二数据将如何被包括在要向第一WD发送的信号中。此外，RNN基于从第一WD和/或第二WD接收到的共享上行链路导频信号来估计组合信道。另外，RNN确定针对所估计的组合信道的波束成形向量；以及向第一WD发送所述信号，其中所述信号包括第一数据和可能的第二数据，所述第一数据仅能够由第一WD解码。

Multiple access method in large scale MIMO system

A radio network node RNN (110) and a method for improving the capacity of the wireless communication system (100) are provided. The RNN is configured to serve the first wireless device (120) and the second wireless device WD (130). RNN assigns a shared uplink pilot signal to the first and second WD. In addition, RNN sends instructions to the first WD about the following contents: how the second second data that is intended for second WD will be included in the signal sent to the first WD. In addition, the RNN estimates the combined channel based on the shared uplink pilot signals received from the first WD and / or second WD. In addition, RNN determines the beamforming vector for the estimated composite channel, and sends the signal to the first WD, where the signal includes the first data and the possible second data, and the first data can only be decoded by the first WD.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】大规模MIMO系统中的多址接入方法
本文的实施例总体涉及无线电网络节点、无线设备及其中的方法。特别涉及无线通信系统容量的提高。
技术介绍
诸如终端之类的通信设备也被称为例如用户设备(UE)、移动终端、无线设备、无线终端和/或移动台。终端能够在无线通信网络和/或蜂窝通信系统(有时也被称为蜂窝无线电系统或蜂窝网络)中无线地通信。可以例如经由无线通信网络内包括的无线电接入网(RAN)和可能的一个或多个核心网在两个终端之间、在终端和常规电话之间和/或在终端和服务器之间执行通信。终端还可以指具有无线能力的移动电话、蜂窝电话、膝上型计算机或平板电脑等等(只是提一些其他的例子)。本上下文中的终端可以是例如能够经由RAN与另一个实体(例如另一终端或服务器)传送语音和/或数据的便携式、口袋可存放式、手持式、计算机包括式或者车载式的移动设备。蜂窝通信网覆盖了被划分为小区区域的地理区域，其中，每个小区区域由诸如基站之类的无线电网络节点(例如无线电基站(RBS))来服务，根据所使用的技术和术语，无线电基站(RBS)有时可以被称为例如“eNB”、“eNodeB”、“节点B”、“B节点”或BTS(基础收发机站)。基于发送功率且由此还基于小区大小，基站可具有不同类型，例如，宏eNodeB、家庭eNodeB或微微基站。小区是基站在基站站点处提供无线电覆盖的地理区域。位于基站站点处的一个基站可以为一个或若干小区服务。此外，每个基站可以支持一种或若干种通信技术。通过在射频上操作的空中接口，基站或无线电节点与基站或无线电节点的范围内的通信设备(也被称为无线设备)进行通信。在本公开的上下文中，表述“下行链路”(DL)在本文中有时用于从无线电节点(例如，基站)到无线设备的传输路径。然而，应该理解，DL在本文中有时可以用于从控制无线电接口的节点到无线设备的传输路径。表述“上行链路”(UL)用于相反方向(即，从无线设备到无线电节点)的传输路径。此外，UL有时可用于从无线设备到控制无线电接口的节点的传输路径。在某些情况下(例如，在实现了设备对设备D2D通信的系统中)的无线电网络节点也可以是另一个无线设备。D2D通信中的传输路径是两个节点之间的传输路径，这些节点不受无线电接口的控制。由于智能手机、平板电脑和其他数据流量设备的巨大成功，移动数据流量呈指数级增长。提高数据速率的传统方式是增加传输带宽。然而，由于无线通信系统的增长，频谱已经变得稀缺，因此未来无线通信系统的主要挑战是找到替代解决方案来满足对数据速率的高要求。处理增加的无线数据流量的一种方式是部署更多的基站并且使无线通信系统变得密集。然而，这将增大干扰和部署成本。提高数据速率的另一个选择是在基站引入大型天线阵列。就部署成本而言，这样的选择似乎更简单。具有大量天线的基站能够以简单的线性处理在同一时间/频带上同时调度多个终端，所述线性处理如下行链路中的最大比率传输(MRT)或迫零(ZF)以及上行链路中的最大比率组合(MRC)或ZF。这通常被称为大规模多用户(MU)多输入多输出(MIMO)，并且在下文中被缩写为大规模MIMO。部署大规模MIMO的最大挑战是如何获取信道状态信息(CSI)，这对获得基站处的大量发射天线的潜力至关重要。传统上，由于在下行链路阶段期间传输的导频符号，每个终端估计信道增益，并通过反向链路将其反馈给基站。由于所需的下行链路中的导频的数量与基站天线的数量成正比，所以用于获得CSI的这些方案可能需要相当数量的信令开销。因此，该构思是以时分双工(TDD)模式操作，并且依赖于上行链路和下行链路之间的信道互易性。更精确地，每个终端在上行链路阶段中发送导频符号，该导频符号然后被基站用来估计两个方向上的信道。因此，所需的导频的数量与活动终端的数量相等，活动终端的数量通常远小于用于同时数据传输的基站天线的数量。但是对于连接到基站的终端数量，用户数量可以远大于天线数量。另一方面，这对将有限数量的UL导频指派给不同的用户带来了新的挑战。其中许多用户不需要进行任何数据传输，但是无线通信系统可能仍然需要这些用户的CSI，例如用于实现快速激活。MU-MIMO和大规模MIMO的一个基本假设是基站可以获得足够精确的针对终端的CSI。然后基站根据获取的CSI进行相干下行链路波束成形。在文献中可以找到许多不同类型的CSI获取和波束成形技术。考虑一个具有M个天线的基站，其服务于K个终端，其中每个终端具有单个天线。令hk是表示终端k在特定资源块中的信道响应的M向量。在一个资源块(在大规模MIMO文献中也称为相干区间)内，信道在时间-频率空间上大致恒定。假定资源块的长度T(以符号数量为单位)等于或小于相干时间乘以相干带宽。则在下行链路中，基站在每个采样时间t发送波束成形后的信号向量的线性组合：其中{ak}是与K个终端中的每一个相关联的波束成形向量，{γk}是相应的功率控制参数，并且sk(t)是意图针对终端k的符号。波束成形向量{ak}被选择为(估计的)信道响应{hk}的函数以最大化性能。在相干块内，多达T个下行链路数据符号{sk(1)，...，sk(T)}可以被传送到每个终端k，但是一些符号通常被保留用于其他目的。对于大的天线阵列，基站(例如，无线电网络节点(RNN))使用相干波束成形，以将发射的功率集中到终端(例如，无线设备)的特定地理位置。在实践中，波束成形操作要求RNN获得对无线设备的信道响应的信息，并且由于自然信道变化，在每个相干块中大约需要一次新的估计。在时分双工(TDD)系统中，这通常通过在每个资源块中发送上行链路导频以估计对无线设备的当前信道响应来完成。这要求每个无线设备使用唯一的导频。正交导频的数量受导频传输所花费的时间-频率资源量的限制，其基本上受到每个资源块的符号数量T的限制。实际上，这种信道知识为无线设备提供了天线波束成形增益。导频传输还对速率性能增加了登录前不利后果(pre-logpenalty)，因为并非相干块中的所有符号都可以携带数据。在高移动性情况下，当无线设备以高速移动时，资源块相对较小，因此可能专用于导频的资源量是稀缺的。无论是由于服务许多无线设备的大的登录前不利后果，还是由于为了限制该登录前不利后果而只能服务少量的无线设备，整体速率性能都会很低。
技术实现思路
因此，本文实施例的目的是提供一种提高无线通信系统中的性能的方式。根据本文的实施例的第一方面，该目的通过由无线电网络节点(RNN)执行的用于提高无线通信系统中的容量的方法来实现。RNN服务无线通信系统中的第一无线设备和第二无线设备。RNN向第一无线设备和第二无线设备指派共享上行链路导频信号。此外，RNN向第一无线设备发送关于如下内容的指示：意图针对第二无线设备的可能的第二数据将如何被包括在要从RNN向第一无线设备发送的信号中。此外，RNN基于从所述第一无线设备和/或所述第二无线设备接收到的共享上行链路导频信号来估计组合信道，并确定针对所估计的组合信道的波束成形向量。此外，RNN利用波束成形向量，向第一无线设备发送该信号，其中该信号包括第一数据和可能的第二数据，该第一数据仅能够由第一无线设备解码。根据本文的实施例的第二方面，该目的由用于提高无线通信系统中的容量的无线电网络节点(RNN)来实现。RNN被配置为服务无线通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由无线电网络节点RNN(110)执行的用于提高无线通信系统(100)中的容量的方法，其中所述RNN(110)服务所述无线通信系统(100)中的第一无线设备(120)和第二无线设备(130)，并且所述方法包括：‑向所述第一无线设备(120)和所述第二无线设备(130)指派(201，303)共享上行链路导频信号；‑向所述第一无线设备(120)发送(202，304)关于如下内容的指示：意图针对所述第二无线设备(130)的可能的第二数据(Data2)将如何被包括在要从所述RNN(110)向所述第一无线设备(120)发送的信号中；‑基于从所述第一无线设备(120)和/或所述第二无线设备(130)接收到的共享上行链路导频信号来估计(204，306)组合信道；‑确定(205，307)针对所估计的组合信道的波束成形向量；以及‑利用所述波束成形向量，向所述第一无线设备(120)发送(206，311)所述信号，其中所述信号包括第一数据(Data1)和所述可能的第二数据(Data2)，所述第一数据(Data1)仅能够由所述第一无线设备(120)解码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由无线电网络节点RNN(110)执行的用于提高无线通信系统(100)中的容量的方法，其中所述RNN(110)服务所述无线通信系统(100)中的第一无线设备(120)和第二无线设备(130)，并且所述方法包括：-向所述第一无线设备(120)和所述第二无线设备(130)指派(201，303)共享上行链路导频信号；-向所述第一无线设备(120)发送(202，304)关于如下内容的指示：意图针对所述第二无线设备(130)的可能的第二数据(Data2)将如何被包括在要从所述RNN(110)向所述第一无线设备(120)发送的信号中；-基于从所述第一无线设备(120)和/或所述第二无线设备(130)接收到的共享上行链路导频信号来估计(204，306)组合信道；-确定(205，307)针对所估计的组合信道的波束成形向量；以及-利用所述波束成形向量，向所述第一无线设备(120)发送(206，311)所述信号，其中所述信号包括第一数据(Data1)和所述可能的第二数据(Data2)，所述第一数据(Data1)仅能够由所述第一无线设备(120)解码。2.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述第一无线设备(120)和所述第二无线设备(130)指派(201，303)所述共享上行链路导频信号还包括：当所述第一无线设备(120)与所述RNN(110)之间的第一通信中的第一路径损耗大于第一阈值时，指派所述共享上行链路导频信号，其中所述第二无线设备(130)与所述RNN(110)之间的第二通信中的第二路径损耗小于第二阈值，并且所述第一阈值大于所述第二阈值。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：-确定(301)第一无线设备和第二无线设备(120，130)分别与所述RNN(110)之间的路径损耗的差异；以及-将所述第一无线设备和所述第二无线设备(120，130)配置(302)为使用对所述路径损耗的差异的功率补偿来发送所述共享上行链路导频信号。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：-将意图针对所述第一无线设备(120)的所述第一数据(Data1)与意图针对所述第二无线设备(130)的第二数据(Data2)组合(310)到所述信号中。5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述第一数据和所述第二数据(Data2)组合(310)还包括：-使用叠加编码来叠加所述第一数据(Data1)和所述第二数据(Data2)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：-经由第一信道从所述第一无线设备(120)和/或经由第二信道从所述第二无线设备(130)接收(305)所述共享上行链路导频信号。7.根据权利要求6所述的方法，其中，接收(305)所述共享上行链路导频信号还包括：-经由所述第一信道从所述第一无线设备(120)和经由所述第二信道从所述第二无线设备(130)接收所述共享上行链路导频信号；以及其中，基于接收到的共享上行链路导频信号来估计(306)所述组合信道还包括：-利用最小二乘估计或线性最小均方误差估计，将所述组合信道估计为所述第一信道和所述第二信道的组合。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，确定(307)所述波束成形向量还包括：-利用共轭波束成形、迫零或正则化迫零来确定所述波束成形向量。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，还包括：-确定(308)在解码被包括在发送信号中的数据时要使用的至少一个解码方法；以及-向所述第一无线设备(120)和/或所述第二无线设备(130)发送(309)与所述至少一个解码方法有关的信息。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：-向所述第一无线设备(120)指派(312)专用上行链路导频信号，其中与被指派的专用上行链路导频信号有关的信息被包括在向所述第一无线设备(120)发送的所述信号的所述第一数据(Data1)中；以及-从所述第一无线设备(120)接收(313)所指派的专用上行链路导频信号。11.一种用于提高无线通信系统(100)中的容量的无线电网络节点RNN(110)，其中所述RNN(110)被配置为服务所述无线通信系统(100)中的第一无线设备(120)和第二无线设备(130)，并且所述RNN(110)被配置为：-向所述第一无线设备(120)和所述第二无线设备(130)指派共享上行链路导频信号；-向所述第一无线设备(120)发送关于如下内容的指示：意图针对所述第二无线设备(130)的可能的第二数据(Data2)将如何被包括在要从所述RNN(110)向所述第一无线设备(120)发送的信号中；-基于从所述第一无线设备(120)和/或所述第二无线设备(130)接收到的共享上行链路导频信号来估计组合信道；-确定针对所估计的组合信道的波束成形向量；以及-利用所述波束成形向量，向所述第一无线设备(120)发送所述信号，其中所述信号包括第一数据(Data1)和所述可能的第二数据(Data2)，所述第一数据(Data1)仅能够由所述第一无线设备(120)解码。12.根据权利要求11所述的RNN(110)，其中，所述RNN(110)被配置为：当所述第一无线设备(120)与所述RNN(110)之间的第一通信中的第一路径损耗大于第一阈值时，向所述第一无线设备(120)和所述第二无线设备(130)指派所述共享上行链路导频信号，其中所述第二无线设备(130)与所述RNN(110)之间的第二通信中的第二路径损耗小于第二阈值，并且所述第一阈值大于所述第二阈值。13.根据权利要求12所述的RNN(110)，其中所述RNN(110)还被配置为：-确定第一路径损耗和第二路径损耗之间的路径损耗的差异；以及-将所述第一无线设备和所述第二无线设备(120，130)配置为使用对所述路径损耗的差异的功率补偿来发送所述共享上行链路导频信号。14.根据权利要求11至13中任一项所述的RNN(110)，其中所述RNN(110)还被配置为：-将意图针对所述第一无线设备(120)的所述第一数据(Data1)与意图针对所述第二无线设备(130)的第二数据(Data2)组合到所述信号中。15.根据权利要求14所述的RNN(110)，其中，所述RNN(110)通过进一步被配置为执行以下操作而被配置为将意图针对所述第一无线设备(120)的所述第一数据(Data1)与意图针对所述第二无线设备(130)的第二数据(Data2)组合到所述信号中：-使用叠加编码来叠加所述第一数据(Data1)和所述第二数据(Data2)。16.根据权利要求11至15中任一项所述的RNN(110)，其中所述RNN(110)还被配置为：-经由第一信道从所述第一无线设备(120)和/或经由第二信道从所述第二无线设备(130)接收所述共享上行链路导频信号。17.根据权利要求16所述的RNN(110)，其中，所述RNN(110)通过进一步被配置为执行以下操作而被配置为接收所述共享上行链路导频信号：-经由所述第一信道从所述第一无线设备(120)和经由所述第二信道从所述第二无线设备(130)接收所述共享上行链路导频信号；以及其中，所述RNN(110)通过进一步被配置为执行以下操作而被配置为基于接收到的共享上行链路导频信号估计所述组合信道：-利用最小二乘估计或线性最小均方误差估计，将所述组合信道估计为所述第一信道和所述第二信道的组合。18.根据权利要求11至17中任一项所述的RNN(110)，其中，所述RNN(110)通过进一步被配置为执行以下操作而被配置为确定所述波束成形向量：-利用共轭波束成形、迫零或正则化迫零来确定所述波束成形向量。19.根据权利要求11至18中任一项所述的RNN(110)，其中所述RNN(110)被配置为：-确定在解码包括在发送信号中的数据时要使用的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·赫斯勒，郑曦，艾米尔·比约森，艾里克·G·拉尔森，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE