异构配备的多天线系统和操作这种系统的方法技术方案

一种多天线系统(100)，包括可操作用于与无线终端(301，......，307)通信的天线阵列(102)的多个收发器(1，......，64)，其中多天线系统(100)包括：适于操作第一收发器用于第一带宽内的无线电通信的无线电控制器(104)，其中第一收发器受硬件限制于第一带宽内的无线电通信；适于从多个带宽中可选择的第二带宽内的无线电通信的第二收发器；适于依据数据速率需求来操作第一收发器或第二收发器或两者用于无线电通信的无线电控制器(104)。

【技术实现步骤摘要】
异构配备的多天线系统和操作这种系统的方法
本专利技术涉及一种异构配备的多天线系统、特别是大规模多输入多输出(MMIMO)系统和操作这种系统的方法。
技术介绍
无线接入系统经由无线电链路向无线终端提供无线电通信。无线电通信环境中的MMIMO是指使用无线接入系统的多个发射和接收天线将无线电链路的容量加倍，并且控制收发器用以在同一频带内与一个或多个无线终端在无线电通信中使用多个发射和接收天线来空间复用。在该无线接入系统中，使用了比连接到该无线接入系统的无线终端多得多的天线。在MMIMO中，由于空间复用，每个用户的数据吞吐量对于每个无线终端都是相似地有限的。用于到单个无线终端的定向信号传输或从单个无线终端的接收的波束成形也可以用在无线接入系统中，以改善单个无线终端的数据吞吐量。在该上下文中的波束成形涉及控制相同频带内的多个信号的相位和相对幅度，以便以信号形成空间选择性波束的方式来产生相长干涉和相消干涉的图案。这增加了单个无线终端的数据吞吐量，但限制了其他终端的数据吞吐量。本专利技术的一个目的是提供一种无线接入系统和操作该无线接入系统的方法，其具有改进的数据吞吐能力，同时具有合理的设备成本和合理的设计工作量。
技术实现思路
通过根据独立权利要求的多天线系统和操作这种系统的方法来实现该目的。在本申请的上下文中，-信号/载波带宽是指要传输的信号的实际带宽，并且在操作期间是灵活的。其尤其受限于多天线系统的收发器的最大硬件带宽能力。在操作期间，信号带宽的中心频率也是灵活的，这取决于硬件限制。该信号带宽直接影响实际传输的数据速率。-第一收发器的硬件相关带宽是指第一收发器支持的最大带宽。该带宽在收发器设计和实现期间是硬件定义的和固定的。-第二收发器的硬件相关带宽是指第二收发器支持的最大带宽。该带宽在收发器设计和实现期间是硬件定义的和固定的。在该上下文中，在带宽内是指利用相应带宽的至少一部分的操作。在示例中，当第二收发器的硬件相关带宽大于第一收发器的带宽时，第二收发器的硬件更复杂且成本更高。第二收发器的硬件相关带宽可以覆盖聚合的频带，这意味着第二收发器覆盖的频带不一定必须直接相邻。例如，两个例如各为60MHz的频带可以在例如400MHz内聚合。在这60MHz内，每个不同的信号带宽可以被灵活地传输。本专利技术提供了一种操作多天线系统的方法，其中多天线系统包括布置有用于与多个无线终端通信的天线阵列的多个收发器，多天线系统包括用于单个第一带宽内的无线电通信的第一收发器，其中第一收发器受硬件限制于单个第一带宽内的无线电通信，用于从多个带宽中可选择的第二带宽内的无线电通信的第二收发器，该方法包括依据数据速率需求来操作第一收发器或第二收发器或两者，用于无线电通信。优选地，第一带宽相对于第二带宽是低带宽。优选地，第二带宽与第一带宽相比是高带宽或宽带宽。可选地，在与在第一带宽内操作第一收发器至少部分重叠的时间间隔期间，第二收发器操作用于第二带宽内的无线电通信。第一收发器受硬件限制于低带宽。这使得第一收发器在生产方面更便宜，在设计和表征方面更简单，或者更简单投入运行。第二收发器能够在各种带宽中操作，完全独立于或包括但不限于第一带宽和第二带宽。这使得第二收发器成本更高，但也更强大。天线阵列异构地配备有不同的收发器，提供不同的带宽能力。这使得天线阵列成本更低，复杂度更低，并且提供灵活的MMIMO系统，同时如果需要，仍然可以在异构设备的限制内提供高数据速率。无线终端可能具有不同的数据速率需求。数据吞吐量、即天线阵列或无线终端在一定量的时间内可以发送或接收的最大数据量，取决于所使用的频带，并且因此是受限的。在该上下文中，频带是指分离在针对不同运营商具有特定带宽的不同载波中的总的标准化频带。在该标准化频带内，载波带宽具有灵活性。针对所有无线终端指派更大的第二带宽将为所有无线终端提供相同的高的个体数据吞吐量，并且将提高个体数据速率。与异构配备的多天线系统相比，例如完全利用这些高带宽收发器来配备天线系统将增加这种系统的成本。向所有无线终端指派较低的第一数据速率将把所有无线终端的个体数据吞吐量限制到利用第一带宽可实现的最大数据吞吐量。这包括那些目前将需要更大的第二数据速率用于最佳操作的无线终端。向相同天线阵列的不同收发器指派不同的数据速率允许调整个体数据吞吐量，从而最有效地利用天线阵列的可用数据吞吐量。有利地，确定或分析了关于无线终端的数据速率需求的信息，并且取决于关于数据速率需求的该信息，第一收发器或第二收发器或两者被选择用于与该无线终端的无线电通信。这允许依赖于数据速率的调整来提高灵活性。同样，需要低到中等数据速率的终端可以针对较低带宽与所有收发器通信，例如，在大规模MIMO操作中，在例如第一带宽和第二带宽重叠的情况下。有利地，第一带宽等于或小于20MHz、50MHz、60MHz组中的一个，并且第二带宽等于或小于10MHz、20MHz、50MHz、60MHz、100MHz、150MHz、200MHz组中的一个。第一组带宽为常规使用提供足够的数据吞吐量。第二组带宽为高数据速率需求提供足够的数据吞吐量。想法是利用具有不同带宽能力的至少两组收发器来配备MMIMO设置：第一组收发器覆盖例如具有最高60MHz带宽的仅一个频带，而第二组收发器覆盖与第一组相同的频带以及另外的频带，以扩展第二组收发器的总的支持带宽。这只是一个示例，不同数目的收发器组和配置是可能的。为了增加最大支持带宽，可以使用例如频带聚合，因为通常无线电频带，尤其是低于6GHz的无线电频带，明显是带宽受限的。有利地，多个收发器中的至少两个收发器操作以控制波束成形无线电通信。对于某些情况，代替MMIMO技术或者除使用MMIMO技术之外，波束成形可以增加个体数据吞吐量。对于波束成形，需要至少两个收发器，但是可以使用更多的收发器。例如，所有收发器在公共有限频率范围内以MMIMO操作进行操作，以便为要求较低数据速率的无线终端提供服务。具有宽带宽能力的第二收发器还使用带宽进行波束成形或MMIMO，为需要更高数据速率的更多无线终端提供更高的数据速率。有利地，如果关于无线终端或一组无线终端的数据速率需求的信息满足要求条件，则与该无线终端或中继的波束成形无线电通信在第二带宽内被控制。对于非常高的数据速率需求，该波束成形和第二带宽可以被用于单个无线终端。有利地，多个收发器中的至少一个收发器选择性地利用至少一个收发器的功率放大器的第一可调节电源电压来操作用于第一带宽内的无线电通信，或者利用该功率放大器的第二可调节电源电压来操作用于第二带宽内的无线电通信。这灵活地使功耗适应于数据速率需求。有利地，取决于连接性参数，多个收发器中的至少一个收发器被选择用于第二带宽内的操作。连接性参数可以指示与无线终端的无线电通信的视距或非视距无线电链路。这允许基于无线终端和天线阵列瞬间操作的环境来调整无线电通信。有利地，至少一个第二收发器临时地操作用于第一带宽内的无线电通信。这意味着，该第二收发器可以根据需要在两个频带中操作。这种收发器可能更昂贵，但也更灵活可用。有利地，天线阵列、多个收发器和多个收发器的控制器作为公共带宽内的大规模多输入多输出系统进行操作。本专利技术还提供了一种多天线系统，包括可操作用于与无线终端的通信的天线阵列的多个收发器，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作多天线系统(100)的方法，其中所述多天线系统(100)包括布置有用于与多个无线终端(301，......，307)通信的天线阵列(102)的多个收发器(1，......，64)，所述多天线系统包括：用于单个第一带宽内的无线电通信的第一收发器，其中所述第一收发器受硬件限制于所述单个第一带宽内的无线电通信，用于从多个带宽中可选择的第二带宽内的无线电通信的第二收发器，所述方法包括：依据数据速率需求来操作所述第一收发器或所述第二收发器或所述第一收发器和所述第二收发器两者用于无线电通信。

【技术特征摘要】
2017.10.05 EP 17194958.91.一种操作多天线系统(100)的方法，其中所述多天线系统(100)包括布置有用于与多个无线终端(301，......，307)通信的天线阵列(102)的多个收发器(1，......，64)，所述多天线系统包括：用于单个第一带宽内的无线电通信的第一收发器，其中所述第一收发器受硬件限制于所述单个第一带宽内的无线电通信，用于从多个带宽中可选择的第二带宽内的无线电通信的第二收发器，所述方法包括：依据数据速率需求来操作所述第一收发器或所述第二收发器或所述第一收发器和所述第二收发器两者用于无线电通信。2.根据权利要求1所述的方法，其中关于所述数据速率需求的信息是针对无线终端(301，......，307)来确定或分析的，并且依据关于所述数据速率需求的信息，所述第一收发器或所述第二收发器或者所述第一收发器和所述第二收发器两者被选择用于与所述无线终端(301，......，307)的无线电通信。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一带宽等于或小于20MHz、50MHz、60MHz的组中的一个，并且所述第二带宽等于或小于10MHz、20MHz、50MHz、60MHz、100MHz、150MHz、200MHz的组中的一个。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个收发器(1，......，64)中的至少两个收发器操作以控制波束成形无线电通信。5.根据权利要求4所述的方法，其中如果关于无线终端(301，......，307)或一组无线终端的所述数据速率需求的所述信息满足要求条件，则与所述无线终端或中继的波束成形无线电通信在所述第二带宽内被控制。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个收发器(1，......，64)中的至少一个收发器选择性地利用所述至少一个收发器的功率放大器的第一可调节电源电压操作用于所述第一带宽内的无线电通信，或者利用所述功率放大器的第二可调节电源电压操作用于所述第二带宽内的无线电通信。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中依据连接性参数，所述多个收发器(1，......，64)中的所述至少一个收发器被选择用于所述第二带宽内的操作。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少一个第二收发器临时操作用于所述第一带宽内的无线电通信。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述天线阵列(102)、所述多个收发器(1，......，64)和所述多个收发器(1，......，64)的控制器操作为公共带宽内的大规模多输入多输出系统。10.一种多天线系...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·维格纳，G·霍托潘，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI