基站及其操作方法技术

技术编号:17413221 阅读:21 留言:0更新日期:2018-03-07 09:07
基站及其操作方法。例如被配置用于大规模MIMO的基站,其包括信道接收器,每个信道接收器连接至多个天线中相应的天线,以无线地接收由通信装置CD生成的RF传输信号。每个信道接收器包括信道前端模块,该模块具有第一带宽,并且被配置成将RF传输信号转换为一个或更多个第一模拟基带信号。信道接收器基于与CD相关联的信道状态信息可共同操作,以在CD处限定空间波束聚焦。基站还包括导频信号接收器,每个导频信号接收器连接至多个天线中相应的天线,以无线地接收由CD或另一CD生成的RF导频信号。每个导频信号接收器都包括导频信号前端模块,该导频信号前端模块具有小于第一带宽的第二带宽,并且被配置成将RF导频信号转换为一个或更多个第二模拟基带信号。

Base station and its operation method

A base station and a method of operation. For example, a base station configured for large-scale MIMO, which includes a channel receiver, and each channel receiver is connected to the corresponding antennas in multiple antennas to receive the RF transmission signal generated by the communication device CD. Each channel receiver includes a channel front-end module, which has the first bandwidth and is configured to transform the RF transmission signal into one or more first analog baseband signals. The channel receiver can be operated jointly based on the channel state information associated with the CD to limit the spatial beam focusing at the CD. The base station also includes pilot signal receiver, and each pilot signal receiver is connected to the corresponding antenna in multiple antennas to receive the RF pilot signal generated by CD or another CD. Each pilot signal receiver includes a pilot signal front end module. The pilot signal front end module has a second bandwidth smaller than the first bandwidth, and is configured to transform the RF pilot signal into one or more second analog baseband signals.

【技术实现步骤摘要】
基站及其操作方法
本公开总体上涉及用于无线通信、特别是大规模多输入多输出(MIMO)通信的系统。
技术介绍
MIMO技术依靠多个天线在无线通信系统中同时发送多个数据流。例如,MIMO被并入到新近且不断演进的无线宽带标准(诸如4GLTE和LTE-A)中,并允许基站与数个移动终端进行通信。最现代的标准(LTE-A)在基站处允许多达8个天线端口。大规模MIMO是一种新兴技术,其通常将MIMO扩大多个数量级。大规模MIMO有时缩写为MaMi,也称为“大规模天线系统”、“超大MIMO”、“超MIMO”、“全尺寸MIMO”以及“ARGOS”。大规模MIMO是被提出用于无线通信的基站的多用户MIMO技术,其中每个基站都配备有M个有源天线元件的阵列(所谓的服务天线),并且在同一时间和频带上,利用这些有源天线元件与K个(单天线或多天线)终端进行通信。服务天线的数量M可以至少为10个,但通常要大得多,诸如至少20、100或250个。通过对阵列上的信号的相干处理,可以在下行链路中使用所谓的发送预编码,以将每个信号在其希望的终端处进行空间聚焦,并且可以在上行链路中使用所谓的接收组合来区分从不同终端发送的信号。在基站处使用的天线越多,可以实现对终端的空间聚焦就越精细。空间聚焦使得能够在基站和终端处都使用较低的RF传输功率,而不损害信噪比(SNR)。大规模MIMO例如在等人于2016年2月发表在IEEECommunicationsMagazine,vol.54,no.2,pp.114-123的文章“MassiveMIMO:TenMythsandOneCriticalQuestion”和Larsson等人于2014年2月发表在IEEECommunicationsMagazine,vol.52,no.2,pp.186-195的文章“MassiveMIMOfornextgenerationwirelesssystems”中进行了描述。由大规模MIMO基站执行的预编码和组合依赖于去往和来自终端中的每一个的估计信道响应(表示为信道状态信息(CSI)),并将有效SNR提高表示为阵列增益的因子,该因子与数量M和CSI的质量成比例。一般来说,CSI在基站(上行链路CSI)和相应终端(下行链路CSI)中可能不同。基站可以通过接收和分析由相应终端发送的上行链路导频来获得上行链路CSI。如果通信系统被设计用于TDD(时分双工)操作(其中,将相同频带用于上行链路和下行链路),则下行链路CSI将等于或至少近似于上行链路CSI,表示为“信道互易性”的一种现象。因此,基站可以依赖于该信道互易性而将上行链路CSI用于下行链路预编码目的,可选地,在应用例如考虑到链路两端的收发器射频(RF)链中的非互易性的校准系数之后进行。如果通信系统被设计用于FDD(频分双工)操作(其中,将不同的频带用于上行链路和下行链路),则下行链路CSI可以由相应终端例如基于由基站发送并被发送回至基站的训练信号来确定。在TDD和FDD两者中,基站被配置成在具有预定义带宽的一个或更多个信道上与终端进行通信。因此,基站包括用于每个天线的专用RF接收器,其中,RF接收器被配置成选择要转换为数字基带的希望信道。从上述内容可以理解,仅当基站已经基于由相应终端发送的上行链路导频确定了上行链路CSI时才实现所希望的阵列增益。因此,基站需要能够在不使用阵列增益的情况下接收由终端发送的上行链路导频。这可以由终端使用用于上行链路导频的增加的传输功率来实现。然而,生成上行链路导频的这种方法具有增加终端处的功耗并向终端HW添加需求的缺点。尽管上述讨论集中于诸如移动手机的终端,但其同样适用于可以是移动的或者固定的其它通信装置。针对大规模MIMO基站的一个特定应用环境可以是物联网(IoT),其中,所有类型的装置都与互联网集成。具有无线通信能力的这种IoT装置包括各种类型的传感器和控制器。这些IoT装置中的许多装置都是低复杂度装置,例如,具有有限CPU、存储器以及功率资源的嵌入式装置。意识到,确保上行链路导频到达基站的上述方法通常不适用于具有有限功率资源的IoT装置。
技术实现思路
本专利技术的一目的是,至少部分地克服现有技术的一个或更多个局限性。另一目的是,改进用于无线大规模MIMO通信的系统。进一步的目的是,改进基站在较低导频功率电平下连接到通信装置的能力。更进一步的目的是,使得能够在用于无线大规模MIMO通信的系统中实现通信装置的功耗降低。这些目的中的一个或更多个以及可能根据下面的描述出现的进一步的目的至少部分地由根据独立权利要求的基站和操作基站的方法来实现,其实施方式由从属权利要求限定。本专利技术的第一方面是一种基站,该基站可以但不必被配置用于大规模MIMO通信。所述基站包括多个天线和多个信道接收器。每个信道接收器都连接至所述多个天线中的相应天线,以无线地接收由通信装置生成的RF传输信号,并且每个信道接收器都包括信道前端模块,该信道前端模块具有第一带宽,并且被配置成将所述RF传输信号转换为一个或更多个第一模拟基带信号,其中,基于与所述通信装置相关联的信道状态信息,所述信道接收器可共同操作以在所述通信装置处限定空间波束聚焦。所述基站还包括多个导频信号接收器,其中,每个导频信号接收器都连接至所述多个天线中的相应天线,以无线地接收由所述通信装置或另一通信装置生成的RF导频信号。每个导频信号接收器都包括导频信号前端模块,该导频信号前端模块具有小于所述第一带宽的第二带宽,并且其被配置成将所述RF导频信号转换为一个或更多个第二模拟基带信号。因此,根据第一方面,所述基站设置有用于接收和处理所述导频信号的专用硬件(多个导频信号接收器),其中,该专用硬件具有比用于在专用信道上并且通过使用由空间聚焦提供的阵列增益来与所述通信装置进行通信的常规硬件(多个信道接收器)更小的带宽。与常规硬件相比,所述专用硬件的减小的带宽用于通过增加由该专用硬件生成的模拟基带信号的SNR来提高对所述导频信号的灵敏度。因此,第一方面便于所述基站对所述导频信号的检测,并且对于在没有阵列增益(即,没有空间波束聚焦)的情况下接收所述导频信号尤其有用,例如,通过使先前未连接的通信装置能够以较低的功率连接至所述基站,从而降低系统干扰的程度。此外,提供具有针对导频信号增加的灵敏度的专用硬件释放了在向所述基站发送导频信号时增加所述通信装置的传输功率的需要。因此,第一方面使得能够实现所述通信装置的功耗降低,并从而固有地非常适合于具有有限功率资源的通信装置,诸如IoT装置。应当理解,所述基站可以特别适合于通过大规模MIMO与多个通信装置进行通信。优选地,所述导频信号接收器和所述信道接收器成对连接至所述天线。换句话说,连接至所述导频信号接收器中的相应一个的每个天线也连接至所述信道接收器中的相应一个。在一个实施方式中,导频信号接收器的数量等于信道接收器的数量。在一个实施方式中,所述第二带宽小于所述第一带宽的1/5、1/10、1/20或1/50,并且优选地小于所述第一带宽的1/100、1/200、1/500或1/1000。在一个实施方式中,所述第二带宽的中心频率位于所述第一带宽内。在一个实施方式中,所述基站还包括处理电路,该处理电路被配置成对所述多个导频信号接收器的所述第二模拟本文档来自技高网
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基站及其操作方法

【技术保护点】
一种基站,所述基站包括:多个天线(11),多个信道接收器(10),其中,每个信道接收器(10)连接至所述多个天线中的相应的天线(11),以无线地接收由通信装置(5)生成的RF传输信号(TS),其中,每个信道接收器(10)包括信道前端模块(12),所述信道前端模块(12)具有第一带宽(BW1),并且被配置成将所述RF传输信号(TS)转换为一个或更多个第一模拟基带信号,其中,基于与所述通信装置(5)相关联的信道状态信息,所述信道接收器(10)能够共同操作以在所述通信装置(5)处限定空间波束聚焦,以及多个导频信号接收器(10'),其中,每个导频信号接收器(10')连接至所述多个天线中的相应的天线(11),以无线地接收由所述通信装置(5)或另一通信装置(5')生成的RF导频信号(PS),其中,每个导频信号接收器(10')包括导频信号前端模块(12'),所述导频信号前端模块(12')具有小于所述第一带宽(BW1)的第二带宽(BW2),并且被配置成将所述RF导频信号(PS)转换为一个或更多个第二模拟基带信号。

【技术特征摘要】
2016.08.16 EP 16184391.71.一种基站,所述基站包括:多个天线(11),多个信道接收器(10),其中,每个信道接收器(10)连接至所述多个天线中的相应的天线(11),以无线地接收由通信装置(5)生成的RF传输信号(TS),其中,每个信道接收器(10)包括信道前端模块(12),所述信道前端模块(12)具有第一带宽(BW1),并且被配置成将所述RF传输信号(TS)转换为一个或更多个第一模拟基带信号,其中,基于与所述通信装置(5)相关联的信道状态信息,所述信道接收器(10)能够共同操作以在所述通信装置(5)处限定空间波束聚焦,以及多个导频信号接收器(10'),其中,每个导频信号接收器(10')连接至所述多个天线中的相应的天线(11),以无线地接收由所述通信装置(5)或另一通信装置(5')生成的RF导频信号(PS),其中,每个导频信号接收器(10')包括导频信号前端模块(12'),所述导频信号前端模块(12')具有小于所述第一带宽(BW1)的第二带宽(BW2),并且被配置成将所述RF导频信号(PS)转换为一个或更多个第二模拟基带信号。2.根据权利要求1所述的基站,其中,所述第二带宽(BW2)小于所述第一带宽(BW1)的1/5、1/10、1/20或1/50。3.根据权利要求2所述的基站,其中,所述第二带宽(BW2)小于所述第一带宽(BW1)的1/100、1/200、1/500或1/1000。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基站,其中,所述第二带宽(BW2)的中心频率(fPS)位于所述第一带宽(BW1)内。5.根据权利要求1所述的基站,所述基站还包括处理电路(13),所述处理电路(13)被配置成对所述多个导频信号接收器(10')的所述第二模拟基带信号进行操作,以计算针对所述RF导频信号(PS)的信道状态信息。6.根据权利要求5所述的基站,所述基站还被配置成基于针对所述RF导频信号(PS)计算出的所述信道状态信息,操作所述信道接收器(10)或者所述导频信号接收器(10'),以在生成所述RF导频信号(PS)的所述通信装置(5)或所述另一通信装置(5')处限定所述空间波束聚焦。7.根据权利要求5或6所述的基站,其中,所述处理电路(13)还被配置成对所述多个信道接收器(10)的所述第一模拟基带信号进行间歇操作,以计算针对所述RF传输信号(TS)的所述信道状态信息。8.根据权利要求5所述的基站,其中,所述处理电路(13)还被配置成对所述多个信道接收器(10)的所述第一模...

【专利技术属性】
技术研发人员:E·本特松O·赞德
申请(专利权)人:索尼移动通讯有限公司
类型:发明
国别省市:日本,JP

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