可缩放的大规模MIMO接收机制造技术

公开了涉及大规模MIMO通信的技术。在一些实施例中，基站被配置为动态地调整用于MIMO信号估计的处理元件的数量(例如，用于并行处理的MIMO RX链的数量)。在一些实施例中，处理元件的数量可以基于当前正在使用的天线的数量、空间流的数量、互连吞吐量阈值、采样率等。在一些实施例中，基站包括可配置的MIMO核，该MIMO核被配置为例如在每个符号的基础上在MIMO信号估计技术之间动态切换。在一些实施例中，基站包括可配置的线性解码器，该线性解码器被配置为单独地乘以输入矩阵并且基于当前使用的天线和/或处理元件的数量来组合或避免组合结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可缩放的大规模MIMO接收机
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。称为多输入多输出(MIMO)的这类技术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无线研究中令人振奋的领域，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六个或八个天线，但是大规模MIMO基站使用超过八个天线(并且某些时候多达128个、256个或者更多)，并且大规模MIMO用户装备设备(UE)可典型地使用大约八个天线。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，并且同时减少对其他用户的干扰。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，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技术的原型的测试系统以及被配置为使用这些技术的生产MIMO系统都是需要的。
技术实现思路
公开了涉及大规模MIMO通信的技术。在一些实施例中，基站被配置为动态调整用于MIMO信号估计的处理元件的数量(例如，用于并行处理的MIMORX链的数量)。在一些实施例中，基站被配置为从仅几个天线缩放到多达128、256个天线等。在一些实施例中，处理元件的数量可以基于当前正在使用的天线的数量、空间流的数量、互连吞吐量阈值、采样率等。在一些实施例中，基站包括MIMO处理核，该MIMO处理核被配置为例如在每个符号的基础上在MIMO信号估计技术之间动态切换。在一些实施例中，基站包括可配置的线性解码器，这些线性解码器被配置为单独地乘以输入矩阵并且基于当前使用的天线和/或处理元件的数量来组合(或者避免组合)结果。附图说明图1是图示根据一些实施例的无线传播环境中的MIMO通信的框图。图2是图示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是图示根据一些实施例的被配置为分布处理的示例性大规模MIMO系统的一部分的框图。图4是图示根据一些实施例的示例性MIMO缩放参数的框图。图5是图示根据一些实施例的示例性可缩放和可配置的MIMORX电路系统的框图。图6是图示根据一些实施例的示例性线性解码器处理元件的框图。图7是图示根据一些实施例的用于信号估计的示例性QR分解(QRD)技术的框图。图8是图示根据一些实施例的可配置为实现多个MIMO信号估计技术的示例性修改后的Gram-Schmidt(MGS)QRD处理元件的框图。图9是根据一些实施例的在图8的处理元件中使用的正交化、归格化和对准阶段的框图。图10是图示根据一些实施例的用于缩放MIMORX处理元件的数量的方法的流程图。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、电路或其它部件可以被描述为或要求保护为“被配置为”执行一个或多个任务。在这样的上下文中，“被配置为”用于通过指示单元/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/部件当前未操作(例如，未上电)时，也可以说该单元/电路/部件被配置为执行任务。与用语“被配置为”一起使用的单元/电路/部件包括硬件——例如，电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器，等等。单元/电路/部件“被配置为”执行一个或多个任务的表述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首先参考图1-2描述，图1-2是示例性多输入多输出(MIMO)通信和处理的概述。一般而言，MIMO技术试图利用多径传播来使用多个发射和接收天线以增加无线电容量、性能和/或范围。示例性大规模可缩放(scalable)MIMO基站参考图3-10进行讨论。在一些实施例中，系统被配置为用于实时双向通信的通用、灵活且可缩放的大规模MIMO平台。所公开的系统和技术可以用于生产环境和/或测试环境中。首字母缩略语本公开中使用了以下首字母缩略语。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：公共周期性时间参考DDR：双倍数据速率DL：下行链路EVM：误差向量幅度FFT：快速傅立叶变换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：最大无线电传输OFDM：正交频分复用PER：分组错误率PCIe：快速外围部件互连PLMN：公共陆地移动网络PXIe：仪器快速PCI扩展RAT：无线电接入技术RF：射频RX：接收SDR：软件定义的无线电SRP：软件无线电外围设备TX：发射UE：用户装备UL：上行链路UMTS：通用移动电信系统WCDMA：宽带码分多址ZF：迫零术语以下是本申请中使用的术语的术语表：存储介质——各种类型的存储器设备或存储设备中的任何一种。术语存储介质旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带设备；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDRRAM、SRAM、EDORAM、RambusRAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如，硬盘驱动器)或光学存储装置；寄存器或其它类似类型的存储器元件等。存储介质也可以包括其它类型的存储器或其组合。此外，存储介质可以位于执行程序的第一计算机系统中，或者可以位于通过网络(诸如互联网)连接到第一计算机系统的不同的第二计算机系统。在后一种情况下，第二计算机系统可以向第一计算机提供程序指令用于执行。术语“存储介质”可以包括两个或更多个存储介质，这些存储介质可以存在于不同位置，例如存在于通过网络连接的不同计算机系统中。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如，体现为计算机程序)。承载介质——如以上所描述的存储介质，以及物理传输介质，诸如传达诸如电、电磁或数字信号之类的信号的总线、网络和/或其它物理传输介质。计算机系统——各种类型的计算或处理系统中的任何一种，包括个人计算机系统(PC)、大型机计算机系统、工作站、网络设备、互联网设备、个人数字助理(PDA)、个人通信设备、智能电话、电视系统、网格计算系统或者其它设备或设备的组合。一般而言，术语计算机系统可被广泛地定义为涵盖具有执行来自存储介质的指令的至少一个处理器的任何设备(或设备的组合)。用户装备(UE)(或UE设备)——移动的或便携的并且执行无线通信的各种类型计算机系统设备中的任何一种。UE设备的示例包括移动电话或智能电话(例如，iPhoneTM、基于AndroidTM的电话)、便携式游戏设备(例如，NintendoDSTM、PlayStationPortableTM、GameboyAdvanceTM、iPhoneTM)、膝上型电脑、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器、数据存储设备、其它手持式设备，以及诸如智能手表、耳机、挂饰、耳塞的可穿戴设备，等等。一般而言本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，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对经由所述多个天线接收到的无线通信执行处理以确定在接收到的无线通信中编码的数据；一个或多个互连，所述一个或多个互连被配置为将所述多个处理元件与所述多个处理元件中的其它处理元件耦合；其中所述装置被配置为将由所述多个天线中的复数个天线接收到的信号进行组合；其中，在处理接收到的无线通信期间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对组合信号的不同部分并行操作，其中每个部分包括来自所述多个天线中的复数个天线的信号；以及其中所述装置被配置为在以下模式中操作：使用第一数量的所述多个天线和第一数量的所述多个处理元件来处理接收到的无线通信的第一模式；以及使用小于天线的第一数量的第二数量的多个天线和小于处理元件的第一数量的第二数量的多个处理元件来处理接收到的无线通信的第二模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 US 14/871,9971.一种装置，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对经由所述多个天线接收到的无线通信执行处理以确定在接收到的无线通信中编码的数据；一个或多个互连，所述一个或多个互连被配置为将所述多个处理元件与所述多个处理元件中的其它处理元件耦合；其中所述装置被配置为将由所述多个天线中的复数个天线接收到的信号进行组合；其中，在处理接收到的无线通信期间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对组合信号的不同部分并行操作，其中每个部分包括来自所述多个天线中的复数个天线的信号；以及其中所述装置被配置为在以下模式中操作：使用第一数量的所述多个天线和第一数量的所述多个处理元件来处理接收到的无线通信的第一模式；以及使用小于天线的第一数量的第二数量的多个天线和小于处理元件的第一数量的第二数量的多个处理元件来处理接收到的无线通信的第二模式。2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置为基于至少以下来确定用于在所述第二模式中使用的处理元件的第二数量：天线的第二数量的值；来自第二数量的天线的信号的采样率；来自第二数量的天线的信号的每个样本的数据量；以及所述互连的一个或多个阈值吞吐量值。3.如权利要求2所述的装置，其中所述装置被配置为基于天线的第二数量的值、采样率和每个样本的数据量的乘积除以所述一个或多个阈值吞吐量值中的一个来确定处理元件的第二数量。4.如权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置为基于至少以下来确定用于在第二模式中使用的处理元件的第二数量：天线的第二数量的值；用于经由第二数量的天线通信的单独空间流的数量；所述互连的一个或多个阈值吞吐量值；生成的矩阵的每个样本的数据量；以及在基于生成的矩阵处理之后的单独空间流的输出速率。5.如权利要求4所述的装置，其中所述装置被配置为基于天线的第二数量的值、单独空间流的数量、输出速率和每个样本的数据量的乘积除以所述一个或多个阈值吞吐量值中的一个来确定处理元件的第二数量。6.如权利要求1所述的装置，其中所述多个处理元件的一部分是线性解码器；其中，在所述第一模式中，所述多个处理元件中的特定线性解码器被配置为使用在所述特定线性解码器中所包括的乘法电路系统对单个输入矩阵执行乘法；以及其中，在所述第二模式中，所述多个处理元件中的所述特定线性解码器被配置为使用所述乘法电路系统对多个输入矩阵执行乘法。7.如权利要求6所述的装置，还包括：加法器树电路系统，所述加法器树电路系统被配置为在所述第一模式中将多个较小矩阵乘法结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·F·尼曼，
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