确定用于视距MIMO通信的参数和条件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及确定用于视距MIMO通信的参数和条件的方法和装置。一种确定用于视距MIMO通信的参数和条件的方法和装置。发射器可以从发射器的发射设备天线元件的集合的规则间隔的子集发射(510)参考符号，其中元件跨越一个或多个空间维度。发射器能够在每个维度中发信号通知(520)能够由发射器用于数据传输的发射天线元件间隔。

Method and Device for Determining Parameters and Conditions for Visual Range MIMO Communication

【技术实现步骤摘要】
确定用于视距MIMO通信的参数和条件的方法和装置本申请是于2019年4月22日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/US2017/062440、国际申请日为2017年11月18日、中国申请号为201780065189.4、专利技术名称为“确定用于视距MIMO通信的参数和条件的方法和装置”的申请的分案申请。
本公开涉及一种确定用于视距多输入多输出(MIMO)通信的参数和条件的方法和装置。
技术介绍
目前，无线通信设备使用无线信号与其他通信设备通信。诸如流式视频、视频会议、网络摄像头、流式音频、大型文件传输、和其他数据密集型通信的一些通信需要高数据速率，其使用标准无线通信技术通常难以实现。多输入多输出(MIMO)设备提供高数据速率而不增加功率和带宽。这些MIMO设备使用多个发射和接收天线来增加通信系统的容量并实现高数据速率。遗憾的是，在视距(lineofsight)环境中MIMO设备不知道适当性能的所有必要参数和条件。因此，需要一种确定用于视距MIMO通信的参数和条件的方法和装置。附图说明为了描述其中能够获得本公开的优点和特征的方式，通过参考在附图中示出的本专利技术的特定实施例来呈现本公开的描述。这些附图仅描绘了本公开的示例实施例，因此不应被视为限制其范围。为清楚起见，附图已经被简化，并且不一定按比例绘制。图1是根据可能的实施例的发射器和接收器处的天线配置的示例图示；图2是示出具有四个元件的均匀线性天线阵列的尺寸的示例图；图3是示出具有八个元件的均匀线性天线阵列的尺寸的示例图；图4是图示根据可能的实施例的设备的操作的示例流程图；图5是图示根据可能的实施例的设备的操作的示例流程图；图6是图示根据可能的实施例的设备的操作的示例流程图；图7是图示根据可能的实施例的设备的操作的示例流程图；图8是图示根据可能的实施例的设备的操作的示例流程图；以及，图9是根据可能的实施例的装置的示例框图。具体实施方式实施例提供了确定用于视距多输入多输出(MIMO)通信的参数和条件的方法和装置。根据可能的实施例，能够在接收设备处从发射设备接收参考信号。基于参考信号能够测量信道矩阵。基于信道矩阵能够提取第一视距信道参数、第二视距信道参数、和第三视距信道参数中的至少两个。第一视距信道参数能够基于发射设备天线元件间隔。第二视距信道参数能够基于发射设备天线元件间隔和接收设备天线元件间隔的乘积。第三视距信道参数能够基于接收设备天线元件间隔。能够将至少两个视距信道参数发射到发射设备。根据另一个可能的实施例，发射器能够从发射器的发射设备天线元件的集合的规则间隔子集发射参考符号，其中元件跨越一个或多个空间维度。发射器能够发信号通知每个维度中的能够由发射器用于数据传输的发射天线元件间隔。根据另一个可能的实施例，能够从发射设备接收参考信号。能够接收发射设备处的天线阵列的每个空间维度的元件间隔。能够基于参考信号测量信道矩阵。能够基于信道矩阵提取用于发射设备处的天线阵列的每个空间维度的每个元件间隔的视距信道参数。能够选择优化通信链路的容量的、每个空间维度中的天线阵列中的天线间隔。根据另一个可能的实施例，可以接收参考信号。可以基于参考信号测量信道矩阵。可以确定表示测量的信道矩阵的相位角的参数的最小平方误差估计。可以基于最小平方误差估计来计算平方误差和。可以将基于最小平方误差估计的平方误差和与阈值进行比较。基于将基于最小平方误差估计的平方误差和与阈值进行比较，可以确定测量的信道矩阵被分类为视距多输入多输出信道。根据另一个可能的实施例，能够接收指示信道矩阵被分类为秩一视距信道的标示。也能够从相位角的最小平方估计来估计秩。能够接收从两个不同发射器天线发射到单个接收天线的参考信号的相位差的标示。图1是根据可能的实施例的发射器110和接收器120处的天线配置的示例图示100。发射器110和接收器120能够是能够发射和接收信号的任何设备。例如，发射器110和/或接收器120能够是用户设备(UE)、基站、增强型节点B(eNB)、无线终端、便携式无线通信设备、智能电话、蜂窝电话、翻盖电话、个人数字助理、具有用户识别模块的设备、个人计算机、选呼接收器、平板电脑、便携计算机、接入点、或能够在无线网络中发射和接收通信信号的任何其他设备。能够假设发射器110位于坐标系的原点，且接收器120能够在x轴上并且平行于y轴。发射器110和接收器120之间的间隔——诸如链路范围——是R，且元件间间隔是d。为了推导用于视距MIMO的列正交条件，使y＝Hx+w，其中y是接收信号矢量，H是信道矩阵，hm，n是矩阵H的第m行和第i列中的元件，并且其表示从第n个发射元件到第m个接收元件的路径的复数增益，x是发射信号矢量，w是白噪声。在纯粹的视距(LOS)信道中，信道hm，n由下给出其中，pm，n由下给出其中，R是链路范围，dT和dR表示相邻接收天线和发射天线之间的距离，以及λ是波长。通过该距离近似，我们得到了使信道H的容量最大化的充分条件是使列成标准正交，诸如正交和标准化两者。应注意的是，在这种情况下，不需要预编码来实现信道容量，因为从发射天线到接收阵列的信道集合是正交的。该充分条件可能是或可能不是信道矩阵H具有满秩和相等幅度特征向量的必要条件。能够通过取H的第k列和第l列的内积来确定用于成为标准正交的列的条件。这种内积能够表示为根据估计我们得到其中，N是元件的发射阵列中的诸如天线的元件的数量。最后，我们得到能够注意到，当标准正交条件适用时，乘法相位项不影响内积。对于l＝k，我们得到H的所有列为标准正交(在比例因子内)的条件是图2是示出根据可能的实施例的，在dr＝dR的假设下，具有H的列为标准正交所需的四个元件的均匀线性天线阵列的尺寸作为发射器和接收器之间的距离(以米为单位)、载波频率(以GHz为单位)、和阵列中天线元件的数量的函数的示例图200。图3是示出根据可能的实施例的，在dr＝dR的假设下，具有H的列为标准正交所需的八个元件的均匀线性天线阵列的尺寸作为发射器和接收器之间的距离(以米为单位)、载波频率(以GHz为单位)、和阵列中天线元件的数量的函数的示例图200。作为第一观察，除下式之外，没有能够实现的自由度N的数量的基本限制以及作为第二观察，dT和dR不需要相等。特别地，如果区域在链路的一端——诸如在例如UE的接收设备处——比在发射设备——诸如在eNB处——更受约束，那么能够在UE处使用更小的间隔并且能够在eNB处使用更大的间隔。例如，如果eNB处的元件的间隔加倍，那么UE处的元件的间隔可以减半。作为第三观察，当H的列是标准正交时，不需要预编码来实现信道容量，并且假设接收器处的噪声是独立且分布相同(i.i.d)，分配给从每个发射天线元件发射的符号的功率应当相等。作为第四观察，如果对于整数k那么H的列将是正交的。作为第五观察，可替换地，如果对于整数k那么相隔k的H的列将是正交的。在这种情况下，H的秩不低于[N/K]。对于LOS-MIMO的信道矩阵的结构，在第k个天线处接收的信号由下式给出使用先前的估计我们得到其中，如果我们定义具有对角元件的对角矩阵B(z)由下式给出Bi，i(z)＝exp(-jπi2z)那么我们得到对于0≤i，j≤N-1，我们进一步定义矩阵F(z)使得Fi，j(z)＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：接收参考信号；基于所述参考信号测量信道矩阵；确定所测量的信道矩阵的最小平方误差估计；基于所述最小平方误差估计来计算平方误差和；将基于所述最小平方误差估计的所述平方误差和与阈值进行比较；以及基于将基于所述最小平方误差估计的所述平方误差和与阈值进行比较，确定所测量的信道矩阵被分类为视距多输入多输出信道。

【技术特征摘要】
2016.11.29 US 15/363,324;2016.11.29 US 15/363,346;1.一种方法，包括：接收参考信号；基于所述参考信号测量信道矩阵；确定所测量的信道矩阵的最小平方误差估计；基于所述最小平方误差估计来计算平方误差和；将基于所述最小平方误差估计的所述平方误差和与阈值进行比较；以及基于将基于所述最小平方误差估计的所述平方误差和与阈值进行比较，确定所测量的信道矩阵被分类为视距多输入多输出信道。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于将基于所述最小平方估计的所述平方误差和与阈值进行比较，发射所测量的信道矩阵被分类为视距多输入多输出信道的标示。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述信道矩阵，提取视距信道参数；以及发射所述视距通道参数。4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过基于所述信道矩阵的估计计算相位角来提取视距信道参数。5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过所述信道矩阵的估计的两个相邻元素的比率计算相位角来提取视距信道参数。6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过所计算的相位角的误差值的优化来提取所述视距通道参数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过最小平方误差方法来执行所计算的相位角的误差值的优化。8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述视距通道参数包括其中R是发射设备处的天线与接收设备处的天线之间的链路范围，dT是相邻发射天线之间的距离，dR是相邻接收天线之间的距离，并且λ1是载波信号的波长。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述视距通道参数包括：其中θr包括所述接收器天线阵列的偏向角的角度。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述视距通道参数包括：其中θt包括发射设备天线元件阵列的偏向角的角度。11.根据权利要求3所述的方法，进一步包括发信号通知所述信道矩阵的比例因子。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于将基于所述最小平方误差估计的所述平方误差和与阈值进行比较，确定所测量的信道矩阵被分类为秩一视距信道；测量在单个接收天线处接收并从两个不同天线发射的参考信号的相位差；以及向所述发射设备发信号通知所述相位差的标示。13.一种方法，包括：接收指示信道矩阵的指示被分类为秩一视距信道的标示；以及接收从两个不同发射器天线发射到单个接收天线的参考信号的相位差的标示。14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：从所述两个不同发射器天线发射所述参考信号。15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括通过所接收的指示的相位差来对来自两个发射天线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：科林·弗兰克，泰勒·布朗，维贾伊·南贾，罗伯特·拉瓦，乌达·米塔尔，
申请(专利权)人：摩托罗拉移动有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US