一种用于将要在分布式大规模MIMO系统(D‑maMIMO)中使用的基站的天线装置(300)，包括主体(301)，所述主体(301)包括多个天线器件(315)，所述主体(301)具有柔性结构和细长形状，诸如电缆、细长条带或膜。因此，公开一种基站，其中天线元件和关联的天线处理硬件位于向所述天线元件和处理硬件提供数据传输和电源以用于分布式处理的同一电缆中。
Improved antenna for distributed large scale MIMO
An antenna device (300) for a base station to be used in a distributed large-scale MIMO system (D \u2011 mamio) includes a body (301), which includes a plurality of antenna devices (315), and the body (301) has a flexible structure and an elongated shape, such as a cable, an elongated strip or a film. Therefore, a base station is disclosed in which an antenna element and associated antenna processing hardware are located in the same cable that provides data transmission and power to the antenna element and processing hardware for distributed processing.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分布式大规模MIMO的改进天线装置
本专利技术一般地涉及无线通信领域。更具体地说，它涉及用于大规模MIMO(多输入和多输出)系统，更具体地说用于分布式大规模MIMO系统(D-maMIMO或分布式maMIMO)的改进天线装置。
技术介绍
大规模MIMO是多用户MIMO(MU-MIMO)的一个示例，其是用于无线通信的一组多输入和多输出技术，其中一组用户或无线终端(每个具有一个或多个天线)彼此通信。相比之下，单用户MIMO考虑单个多天线发射机与单个多天线接收机通信。以类似于OFDMA向OFDM添加多址(多用户)能力的方式，MU-MIMO向MIMO添加多址(多用户)能力。自从开始研究多天线通信以来，已研究MU-MIMO，包括Telatar关于MU-MIMO上行链路容量的工作。多天线(MIMO)技术正在成为用于无线通信的成熟技术，并且已被纳入LTE和Wi-Fi等无线宽带标准。基本上，发射机/接收机配备的天线越多，可能的信号路径越多，并且在数据速率和链路可靠性方面的性能越好。要付出的代价是硬件的复杂性增加(RF放大器前端的数量)以及两端的信号处理的复杂性和能量消耗。因此，如上所述，大规模MIMO(也被称为大规模天线系统和超大型MIMO)是多用户MIMO技术，其中每个基站(BS)配备有大量天线元件(至少50个)，它们被用于服务许多终端，这些终端共享相同的时间和频带并且在空域中分离。一个关键假设是BS天线比终端多得多(至少两倍)，但理想情况下尽可能多。与传统的多用户MIMO相比，大规模MIMO提供许多优势。首先，传统的多用户MIMO不是可扩展技术，因为它已被设计为支持具有大致相等数量的服务天线和终端的系统，并且实际实现通常依赖频分双工(FDD)操作。相比之下，在大规模MIMO中，超过活动终端TDD操作的大量服务天线在吞吐量和辐射能效方面带来很大改进。这些优势由强空间复用产生，通过对由基站天线发出和接收的信号进行适当成形而实现强空间复用。通过向所有天线应用预编码，基站能够确保在预期终端的位置处的信号之间的相长干涉，并且几乎在其它任何位置是相消干涉。此外，随着天线数量的增加，能量可以极其精确地聚焦到空间中的小区域。大规模MIMO的其它优势包括使用简单的低功率组件，因为它依赖简单的信号处理技术、减少的延迟、以及针对故意干扰的鲁棒性。通过在TDD模式下工作，大规模MIMO利用信道互易性属性，根据该属性，信道响应在上行链路和下行链路两者中相同。信道互易性允许BS从终端在上行链路中发送的导频序列获取信道状态信息(CSI)，并且该CSI然后用于上行链路和下行链路两者。借助大数定律，每个终端看到的有效标量信道增益接近确定性常数。这被称为信道强化。由于信道强化，终端可以仅使用长期统计CSI对下行链路数据进行可靠解码，从而使得大多数物理层控制信令变得冗余，即低成本CSI获取。这致使传统的资源分配概念变得不必要并且导致MAC层的简化。这些优势解释了为什么大规模MIMO在初步5G讨论中占据中心地位。但是，大规模MIMO系统性能受到某些限制因素的影响：即，信道互易性需要硬件校准。此外，所谓的导频污染效应是一种基本现象，它极大地限制了大规模MIMO系统的性能。在理论上，可以为大规模MIMO系统中的每个终端分配正交上行链路导频序列。但是，可以存在的正交导频序列的最大数量由相干间隔的大小来设置上限，该相干间隔是相干时间和相干带宽的乘积。因此，采用正交导频导致低效的资源分配，因为终端的数量增加，或者当相干间隔太短时在物理上不可能完成。因此，导频必须跨越小区重用，或者甚至在归属小区内重用(对于更高小区密度)。这不可避免地导致共享相同导频的终端之间的干扰。随着BS天线数量的变大，导频污染不会消失，并且因此它是一种保持渐近的损害。要在无线网络中实现大规模MIMO，可以采用两种不同的架构：集中式(C-maMIMO)101，其中所有天线110在BS120和用户侧UE115两者的紧凑区域中共址，如图1中所示。它表示传统的大规模MIMO系统。分布式(D-maMIMO)102，其中BS天线(在此被称为接入点(AP))135以良好规划或随机的方式在地理上分散在大区域内，如图2中所示。天线135连接在一起，并且通过高容量回程链路140(例如光缆)连接到中央处理单元(CPU)130。它也被称为无小区大规模MIMO系统。专利技术人认为D-maMIMO架构是未来标准中网络MIMO的一个重要推动因素。网络MIMO是用于无小区无线网络的术语，其中在覆盖区域内部署的所有BS充当具有分布式天线的单个BS。从性能角度来看，这可以被认为是理想的网络基础架构，因为网络具有很强的空间复用用户能力，并且精确控制对每个人造成的干扰。D-maMIMO与传统的分布式MIMO之间的区别在于在相干地服务给定用户中涉及的天线数量。在D-maMIMO中，每个天线服务每个用户。与C-maMIMO相比，D-maMIMO具有改进网络覆盖和能效两者的潜力，这是由于增加的宏分集增益所致。这以更高回程要求和分布式信号处理需求为代价。在D-maMIMO中，经由AP与CPU之间的回程网络来交换关于有效载荷数据以及功率控制系数的信息。在AP或中央单元之间没有瞬时CSI的交换，即，可以在每个AP本地执行CSI获取。由于网络拓扑，D-maMIMO遭受由到不同分布式天线的不同接入距离导致的不同程度的路径损耗、以及不一定更好的完全不同的遮蔽现象(在街道级别部署的天线比在高位置处部署的天线更容易被建筑物阻挡)。此外，因为D-maMIMO中的天线的位置对系统性能具有显著影响，所以天线位置的优化至关重要。此外，D-maMIMO潜在系统遭受低程度的信道强化。如前所述，信道强化属性是大规模MIMO中用于抑制小规模衰落的关键，并且源自相干传输中涉及的大量天线。在D-maMIMO中，AP分布在广泛的区域内，许多AP与给定用户相距甚远。因此，每个用户有效地由更少数量的AP服务。因此，信道强化可能不太明显。这将显著影响系统性能。任何无线网络的性能显然是足够好的CSI的可用性，以促进多个天线处的相位相干处理。直观地，使用C-maMIMO获取高质量CSI应该比在D-maMIMO(其中天线分布在大地理区域内)中更容易。然而，宏分集增益具有显著的重要性，并且导致改进的覆盖和能效。大规模MIMO部署的问题在于大量天线生成大量数据。这意味着对于传统的无线电到天线接口，需要超大容量光纤网络来反复移动该数据。光纤很昂贵并且需要熟练人员进行安装。这两者限制了大规模MIMO的部署场景。还存在可扩展性问题，因为需要不同大小的基带单元来处理不同的阵列大小，例如一个用于处理32个天线，另一个用于128个天线等。从实际的观点来看，与天线元件分布在更大区域内的D-maMIMO解决方案相比，所有天线元件(即，AP)靠近放置的C-maMIMO解决方案具有许多缺点，这些缺点例如是：-非常大的服务变化：碰巧靠近中央大规模MIMO节点的UE将体验非常好的服务质量，而对于远离的UE，服务质量将迅速下降。-对阻挡敏感：特别是在高频本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种天线装置(300)，包括主体(301)，所述主体(301)包括多个天线器件(315)，所述天线装置的特征在于：所述主体(301)具有柔性结构和细长形状。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20161209 EP 16203149.61.一种天线装置(300)，包括主体(301)，所述主体(301)包括多个天线器件(315)，所述天线装置的特征在于：所述主体(301)具有柔性结构和细长形状。
2.根据权利要求1所述的天线装置，进一步包括：连接器(700)，用于将所述天线装置连接到充当基站的中央单元(610)。
3.根据权利要求2所述的天线装置，进一步包括：总线部分(311)和电源线(312)，用于向/自所述多个天线器件(315)发送数据和/或向/自所述中央单元(610)发送数据。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其中，所述总线部分(311)和所述电源线(312)是相同的连接(311/312)。
5.根据前述任一权利要求所述的天线装置，其中，每个天线器件(315)包括控制器(CPU)和天线元件(ANT)，其中，所述控制器(CPU)被配置用于执行每元件处理，所述天线装置因此被布置用于利用所述天线器件(315)的所述控制器(CPU)的分布式处理。
6.根据前述任一权利要求所述的天线装置，进一步包括或者被布置为连接到用于将所述天线装置(300)连接到至少一个其它天线装置(300)的连接器(700)。
7.根据权利要求6所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·弗伦格，J·赫德伦，M·赫斯勒，G·因泰多纳托，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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