用于无线连网的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种用于无线连网的方法和装置，包括一个或多个具有Nbs个天线的BS；两个或多个在BS的范围中的SC，其中，SC具有Nsc个天线，使用Nsc1≤Nsc个天线用于与BS通信，使用Nsc2≤Nsc个天线用于与一个或多个UE通信；同时，BS在频率信道中使用多用户发送BF将DL信号发送到K个SC，SC使用同一频率信道同时将DL信号发送到其范围中的一个或多个UE；同时，BS在频率信道中使用多用户接收BF从K个SC接收UL信号，SC使用同一频率信道同时从其范围中的一个或多个UE接收UL信号。此外，执行使用SC上的天线的波束成形来减少SC间的干扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2013年11月17日提交的美国临时专利申请No.61/905,260的权益。
本申请涉及用于增加给定射频(Radiofrequency，RF)带宽上的吞吐量的无线连网的方法以及实现该方法的装置和系统，更具体地，涉及这样的方法和有关的装置与系统：其在具有大量RF链和天线的基站中应用波束成形(BF)，并且在下一阶(比如微微小区，picocell)中的基础设施节点上使用单信道全双工无线电。
技术介绍
大规模MIMO多用户波束成形(MM-MUBF)通过空间复用提供了将频谱效率和吞吐量显著增加许多倍的可能性。然而，当RF链和天线的数目变得很大时(应理解，天线与RF链(发射(Tx)或接收(Rx))相关联，因此，下文当使用天线的数目时，应理解为意味着天线及相关的RF链的数目)，用于获取信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的信道估计中存在显著开销。如果信道相干时间较短，比如在具有大量天线的基站(basestation，BS)与快速移动的用户终端(userequipment,UE)通信的情况下，则这个问题变得更加具有挑战性，这是因为需要频繁估计大量信道，使得留下用于实际数据通信的时间减少。这个问题因快速移动的UE的数量而进一步复杂化。另一方面，工业界正朝向小型小区(smallcell,SC)和异构网络(heterogeneousnetwork,HetNet)发展，作为满足快速增加的数据流量的方式。理想情况下，SC的布置应由数据流量需求确定，不应受与回程网络的有线连接的可用性所限制。MM-MUBF是针对这种需求的良好匹配，这是因为其可以为很多SC提供大容量的无线回程，从而它们可以放置在存在电力插座的任何地方。由于BS和SC之间的信道是非常缓慢变化的，因此对于CSI的频率估计的需求得到缓解。然而，现有技术使用带外无线回程，这意味着将不同的频率范围用于BS和SC之间的回程并用于与UE的通信。这需要宝贵的频率资源，这些频率资源尤其在低频(几GHz或更低)时可能是不可用的，而即使频率资源是可用的，它们也应该用来增加与UE的数据吞吐量。另外，低频无线回程是令人期望的，这是因为其不需要视线，而且相比于高的毫米波频率提供了更好的穿透性。因此，带内无线回程(其意味着将相同的频率用于与UE通信，以提供BS和SC之间的无线回程)是令人期待的。这要求SC在同一频率信道中同时进行发射和接收，称为单信道全双工(SingleChannelFullDuplex,SCFD)。如从上下文中明显的是，术语BS和SC将用来指代小区中发射和接收信号的无线电装置，或者指代这种无线电装置覆盖的区域。术语BS用来指代远大于SC的小区覆盖区域。在4GLTE的术语词汇中，本申请中的BS和SC均可以是“小型小区”，SC是低于BS的阶，例如，下文中的BS可以是4GLTE术语词汇中的微小区，SC可以是4GLTE术语词汇中的微微小区。本专利技术提供解决以上讨论的技术挑战的实施例。附图说明图1(a)和图1(b)分别示出TDD网络的下行链路方向和上行链路方向上的网络流量。图2示出BS判断UE是否应包括在MFD-SC-IS中的流程图。图3示出FDD网络的下行链路和上行链路方向上的网络流量。图4(a)和图4(b)分别示出FDD-TDD网络的下行链路方向和上行链路方向上的网络流量。具体实施方式现在可以参照附图，在附图中，相同的附图标记在全文中指代相同的部分。现在描述本专利技术的示例性的实施例。这些示例性的实施例用于说明本发明的各方面，而不应该解释为限制本专利技术的范围。当参照框图或流程图描述这些示例性的实施例时，每个框可以代表方法步骤或者用于执行该方法步骤的装置元件。依据实现方案，可以用硬件、软件、固件或其组合配置对应的装置元件。本专利技术的一个实施例是一种用于无线连网的方法，或者实现此方法的装置，包括：一个或多个具有Nbs个天线的BS；两个或者更多个处于BS范围中的SC，其中，SC具有Nsc个天线，并且可以使用Nsc1≤Nsc个天线用于发送或用于与BS通信，并且可以使用Nsc2≤Nsc个天线用于接收或用于与一个或多个UE通信；一个或者多个在SC范围中的UE，每个UE具有上至Nue个天线；同时，BS在频率信道中使用多用户发送BF将下行链路(DL)信号发送到K个SC，其中，K＞1且Nbs＞KNsc1，SC使用同一频率信道将DL信号同时发送到其范围中的一个或多个UE；并且同时，BS在频率信道中使用多用户接收BF从K个SC接收上行链路(UL)信号，其中，K＞1且Nbs＞KNsc1，SC使用同一频率信道同时从其范围中的一个或者多个UE接收UL信号。注意，SC上的相同天线可以例如通过循环器同时用于DL和UL，即存在总共Nsc＝Nsc1＝Nsc2个天线，并且每一个均同时用于Tx和Rx。图1示出此实施例的操作在时分双工(Time-DivisionDuplexing，TDD)模式下的网络的示例，其中具有一个BS1、K＝5个SC2和每个SC中的一个或多个UE3。图1(a)示出包括BS-SC链路4和SC-UE链路5的下行链路方向上的网络流量，图1(b)示出包括UE-SC链路6和SC-BS链路7的上行链路方向上的网络流量。从图1中可以看出，在任一方向上，需要SC在同一频率信道中同时进行发送和接收。这样的SC称为工作在单信道全双工(SCFD)模式下。这个实施例称为MFD-SC(MUBFsinglechannelFullDuplexSmallCell，MUBF单信道全双工小型小区)。全双工小型小区需要自干扰消除，也就是说，消除来自其发射机的Tx信号所产生的对SC的接收机的干扰。可以通过使用RF滤波器执行这种自干扰消除，所述RF滤波器生成RF消除信号，以在接收机的低噪放大器(low-noiseamplifier，LNA)之前从接收到的RF信号减去自干扰，从而避免使LNA饱和。干扰可以通过在模拟基带或IF(中频)中生成模拟消除信号而进一步消除，以避免使ADC饱和。这种干扰的剩余部分可以用数字基带处理技术进一步消除。这些消除技术的组合可以避免使LNA和ADC饱和，充分地改进信干噪比(signal-interference-noiseratio,SINR)来获得期望的数据速率。在下文的描述中，不失一般性的情况下，我们假设网络中的每一个BS、SC和UE拥有同样数目的天线，并且Nsc＝Nsc1＝Nsc2，以简化介绍。对于BS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线连网的方法，包括：一个或者多个BS，其具有Nbs个天线；两个或者更多个SC，其处于BS的范围内，其中，SC具有Nsc个天线，使用Nsc1≤Nsc个天线用于与BS通信，并使用Nsc2≤Nsc个天线用于与一个或者多个UE通信；同时，BS在频率信道中使用多用户发送BF将DL信号发送至K个SC，其中，K>1且Nbs≥KNsc1，SC使用同一频率信道同时将DL信号发送至一个或多个UE；同时，BS在频率信道中使用多用户接收BF从K个SC接收UL信号，其中，K>1且Nbs≥KNsc1，SC使用同一频率信道同时从其范围中的一个或者多个UE接收UL信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.17 US 61/905,2601.一种用于无线连网的方法，包括：一个或者多个BS，其具有Nbs个
天线；两个或者更多个SC，其处于BS的范围内，其中，SC具有Nsc个天
线，使用Nsc1≤Nsc个天线用于与BS通信，并使用Nsc2≤Nsc个天线用于与一
个或者多个UE通信；同时，BS在频率信道中使用多用户发送BF将DL信
号发送至K个SC，其中，K>1且Nbs≥KNsc1，SC使用同一频率信道同时将
DL信号发送至一个或多个UE；同时，BS在频率信道中使用多用户接收BF
从K个SC接收UL信号，其中，K>1且Nbs≥KNsc1，SC使用同一频率信道同
时从其范围中的一个或者多个UE接收UL信号。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：SC在单信道全双工模式下
在同一频率信道中同时进行发送和接收。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：在接收机的低噪声放大器之
前使用RF滤波器消除自干扰，所述RF滤波器生成从接收到的RF信号减去
自干扰的RF消除信号。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：在模数转换器之前通过在模
拟基带或者IF(中频)中生成模拟消除信号，消除低噪声放大器之后存在的
自干扰。
5.如权利要求2所述的方法，进一步包括：使用数字信号处理消除数字
基带中模数转换器之后的残留的干扰。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：对DL和UL同时使用SC
上的相同天线，其中，Nsc＝Nsc1＝Nsc2。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在时分双工网络中，在一个
时隙使用第一频率信道将DL信号发送到UE，在另一时隙使用相同的第一
频率信道从UE接收UL信号。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：BS通过使SC发送UL导
频信号以估计信道矩阵Hb-s，并使用信道互易性估计BS到SC的下行链路信
道。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在频分双工网络中，经由
SC同时使用第一频率信道将DL信号发送到UE，并使用第二频率信道从
UE接收UL信号。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通过将零空间预编码矩阵
添加至BS到SC的传输，抑制BS到SC的传输对SC到UE的传输的干扰。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：在BS的MUBF传输下估
计UE处的干扰功率Pi，对所估计的Pi与阈值α进行比较，如果该干扰大于所
要求的值α，则BS将该UE包含在干扰抑制预编码矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁平，
申请(专利权)人：射频数字信号处理公司，
类型：发明
国别省市：美国;US