大规模MIMO架构制造技术

公开了关于大规模MIMO基站架构的技术。在一些实施例中，基站被配置为组合由多个天线接收的信号，并且对于包括在基站中的处理元件的至少一个子集，每个处理元件被配置为操作于组合后的信号的不同部分上。在这些实施例中，每个部分包括来自多个天线的信号。在一些实施例中，这些部分是组合后的信号的不同时间和/或频率部分。在一些实施例中，该分布式处理可以允许基站的天线数量显著地缩放，提供动态可重配置性，便于实时基于互易性的预编码等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及多输入多输出(MIMO)通信。
技术介绍
现代通信系统依赖发射机和/或接收机处的多个天线来增强链路性能。这类技术称为多输入多输出(MIMO)，通过采用空间编码和/或空间解码来利用空间维度。大规模MIMO是5G无线中令人振奋的理论领域，其有望带来显著的增益，该增益提供以更高的数据速率和更好的可靠性容纳更多的用户同时消耗更少的功率的能力。传统的MIMO基站典型地在扇区化的拓扑结构中使用6个或8个天线，但是大规模MIMO基站使用超过8个天线(并且某些时候多达128个、256个或者更多)同时大规模MIMO用户装备设备(UE)可典型地使用大约8个天线。使用更多数量的天线元件，大规模MIMO通过使用预编码技术将能量聚集到目标移动用户来减少给定信道中的功率。通过将无线能量指向特定用户，减小信道中的功率，并且同时减小对其他用户的干扰。然而，引入如此多的天线元件带来了在传统网络中没有遇到的若干系统挑战。例如，传统数据网络可使用LTE或LTE-Advanced，其继而使用正交频分复用(OFDM)波形中的导频音来估计信道条件。具有许多个天线和收发机的情况下，为了接收机有效地检测和解算信道条件，大规模MIMO系统可能基本上用尽唯一导频音。此外，使用传统系统可能难以满足大规模MIMO的处理和同步要求。因此，用于制作不同MIMO技术和方法的原型的测试系统以及被配置来使用这些技术的生产MIMO系统都是需要的。
技术实现思路
本文公开了涉及大规模MIMO通信的技术。在一些实施例中，基站包括多个天线、多个处理元件和互连结构，多个处理元件与多个天线耦合并且被配置来为经由多个天线的无线通信执行处理，并且互连结构被配置为与多个处理元件耦合。在这些实施例中，基站被配置来组合被多个天线接收到的信号。在这些实施例中，对于处理元件的至少一个子集，每一个处理元件被配置来在组合后的信号的不同部分上操作，其中每一个部分包括来自多个天线的信号。在一些实施例中，大天线数系统包括主设备，通信地耦合到主设备以及耦合到该大天线数系统中的各个天线的多个从属无线电设备，以及耦合到该主设备和多个从属无线电设备的时钟与触发分布系统。在这些实施例中，每一个从属设备包括本地时钟，时钟与触发分布系统包括时钟与触发分布模块的层次结构。在这些实施例中，多个从属无线电设备被配置来建立并维持基准时钟与其各自的本地时钟之间的固定关系，其中基准时钟是经由时钟与触发分布系统来分布的。在这些实施例中，主设备和多个从属无线电设备被配置来生成并对齐各自的公共周期时间基准信号，公共周期时间基准信号具有低于各本地时钟的频率。在这些实施例中，主设备被配置来基于其公共周期时间基准信号的边沿经由时钟与触发分布系统向多个从属无线电设备发射触发信号。在这些实施例中，多个从属无线电设备被配置为基于该触发在其公共周期时间基准信号的后续边沿处执行动作。在一些实施例中，主设备至少从以下意义上类似于从属设备被配置：主设备也包括本地时钟、被配置来建立并维持基准时钟与其本地时钟之间的固定关系、并且被配置来基于触发在其公共周期时间基准信号的后续边沿处执行动作。在一些实施例中，装置包括多个天线、被配置来与一个或多个移动设备执行无线通信的多个无线电设备、以及耦合到多个无线电设备一个或多个处理元件。在这些实施例中，该装置被配置来在第一信道上接收来自移动设备的上行链路导频符号、在第一信道上接收来自该移动设备的上行链路数据(其中该上行链路数据包括在符号率下的一个或多个正交频分复用(OFDM)符号中)、基于该导频符号确定信道信息、基于该信道信息对下行链路数据进行预编码、以及经由多个天线中的一个或多个将已预编码的下行链路数据发射到该移动设备。在这些实施例中，接收到上行链路导频符号与开始发射已预编码的下行链路数据之间的转换间隔与少于该符号率下的5个OFDM符号相对应。附图说明图1是示出根据一些实施例的无线传播环境中的MIMO通信的框图。图2是示出根据一些实施例的用于基于互易性的MIMO的示例性发送和接收处理链的框图。图3是示出根据一些实施例的被配置来分布处理的示例性大规模MIMO系统的一部分的框图。图4是示出根据一些实施例的示例性软件无线电外围设备的框图。图5是示出根据一些实施例的被配置来实现大规模MIMO基站的硬件系统的框图。图6是示出根据一些实施例的用于MIMO处理的方法的流程图。图7是示出根据一些实施例的用于同步的时钟与触发分布网络的一个实施例的框图。图8A-9A是示出根据一些实施例的示例性同步技术的时序图。图9B-9D是示出根据一些实施例的示例性同步拓扑结构的框图。图10是示出根据一些实施例的用于无线电电路系统的同步的方法的流程图。图11是示出根据一些实施例的示例性LTETDD帧配置的图。图12是示出根据一些实施例的用于基于互易性的大规模MIMO通信的示例性帧结构的图。图13是示出根据一些实施例的用于使用所公开的帧结构的方法的流程图。本说明书包括对“一个实施例”或者“实施例”的引用。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现并不必然指代同一实施例。具体的特征、结构或特性可以以与本公开一致的任意合适方式被组合。各种单元、电路或其他部件可以被描述为或申明为“被配置来”执行一个或多个任务。在这样的上下文中，使用“被配置来”以通过指示该单元/电路/部件包括在操作期间执行这一个或多个任务的结构(例如电路系统)来指明结构。因此，即使当指定的单元/电路/部件当前未运作(例如未上电)时，也可以说该单元/电路/部件被配置来执行任务。与用语“被配置来”一起使用的单元/电路/部件包括硬件——例如，电路、存储可被执行以实现操作的程序指令的存储器，等等。表述单元/电路/部件“被配置来”执行一个或多个任务明确地旨在不为该单元/电路/部件援引35U.S.C.§112(f)。具体实施方式本公开最初参考图1-2描述了示例性多输入多输出(MIMO)通信和处理的概览。通常，通过使用多个发射和接收天线，MIMO技术可以利用多径传播来增加无线电容量、性能和/或范围。随后参考图3-6讨论了示例性大规模MIMO系统。参考图7-10讨论了用于MIMO系统的示例性同步技术。参考图11-13讨论了用以便于信道互易性的使用的示例性帧结构。在一些实施例中，大规模MIMO系统被配置为用于实时双向通信的多功能的、灵活的且可扩展的大规模MIMO平台。所公开的系统和技术可被用在生产(production)环境和/或测试环境中。缩写词语表本公开中使用了以下缩写：3GPP：第三代合作伙伴项目3GPP2：第三代合作伙伴项目2BER：误比特率CDMA：码分多址CPTR：公共周期时间基准DDR：双倍数据速率DL：下行链路EVM：误差向量幅度FFT：快速傅里叶变换FPGA：现场可编程门阵列GSM：全球移动通信系统LTE：长期演进MIMO：多输入多输出MRT：最大无线电发射OFDM：正交频分复用PER：误包率PCIe：外围部件互连快速PLMN：公共陆地移动网络PXIe：仪表PCI扩展快速RAT：无线电接入技术RF：射频RX：接收SDR：软件定义的无线电TX：发射UE：用户装备UL：上行链路UMTS：通用移动电信系统WCDMA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基站，包括：多个天线；多个处理元件，所述多个处理元件耦合到所述多个天线，并且被配置为执行对经由所述多个天线的无线通信的处理；互连结构，所述互连结构被配置为耦合所述多个处理元件；其中，所述基站被配置为组合由多个天线接收的信号；并且其中，对于所述处理元件的至少一个子集，每个处理元件被配置为操作于组合后的信号的不同部分上，其中每个部分包括来自多个天线的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.07 US 61/989,784;2014.07.15 US 62/024,872;1.一种基站，包括：多个天线；多个处理元件，所述多个处理元件耦合到所述多个天线，并且被配置为执行对经由所述多个天线的无线通信的处理；互连结构，所述互连结构被配置为耦合所述多个处理元件；其中，所述基站被配置为组合由多个天线接收的信号；并且其中，对于所述处理元件的至少一个子集，每个处理元件被配置为操作于组合后的信号的不同部分上，其中每个部分包括来自多个天线的信号。2.如权利要求1所述的基站，其中，对于所述处理元件的所述至少一个子集，每个处理元件被配置为操作于由多个天线接收的信号的不同频率部分上。3.如权利要求1所述的基站，其中，对于所述处理元件的所述至少一个子集，每个处理元件被配置为操作于由多个天线接收的信号的不同时间部分上。4.如权利要求1所述的基站，其中，所述多个处理元件中的至少一个处理元件被配置为组合来自多个天线的信号以生成用于处理的组合后的信号；其中，所述多个处理元件中的至少一个处理元件被配置为将来自所述组合后的信号的信号分离成用于处理的部分。5.如权利要求1所述的基站，其中，所述处理元件的子集中的处理元件的数量是基于当前通信条件动态可配置的。6.如权利要求1所述的基站，其中，对于所述处理元件的所述至少一个子集，每个处理元件被配置为通过检测一个或多个上行链路导频符号和基于所述一个或多个上行链路导频符号生成信道信息而操作于所述组合后的信号的所述不同部分上。7.如权利要求6所述的基站，其中，所述基站被配置为基于所述信道信息配置经由多个天线的发射信号。8.如权利要求7所述的基站，其中，所述基站被配置为使用所述处理元件的至少一个子集对要被发射的信号的不同部分进行预编码，并且其中所述基站被配置为组合所述不同部分并且随后分离组合后的部分以用于经由多个天线的发射。9.一种方法，包括：经由多个天线接收无线信号；组合接收的信号；将组合后的信号的不同部分提供给多个不同处理元件；以及经由所述多个天线，发射基于由所述多个处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·C·王，K·F·尼曼，N·U·库达尔吉，
申请(专利权)人：美国国家仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US