多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的MU-MIMO预编码器设计和使用技术方案

对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件AE并且具有多个时间样本位置的系统，在考虑到要从多个AE向多个UE被传输的信号的多径分量的情况下，针对多个AE生成预编码器系数，其中这些符号占据时频资源空间并且其中至少一些AE由受约束的RF链供电，该受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能。该生成在符号的相应的特定时间样本位置处针对受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数。至少通过在多个时间样本位置和符号的时频资源空间上将所生成的预编码器系数应用于多个AE，来使用FDMA从多个AE向多个UE传输信号。公开了方法、装置和计算机程序产品。

Design and application of MU-MIMO precoder for broadband MIMO system with constrained RF link in multipath environment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的MU-MIMO预编码器设计和使用
本专利技术总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及使用大规模多输入多输出(mMIMO)天线系统的通信。
技术介绍
该部分旨在提供以下公开的专利技术的背景或上下文。本文中的描述可以包括可以追求的概念，但是不一定是先前已经构思、实现或描述的概念。因此，除非本文中另外明确指出，否则本部分中所描述的内容不是本申请中的描述的现有技术，并且不会因为包含在本部分中而被承认是现有技术。在详细描述部分的主要部分之后，以下定义了可以在说明书和/或附图中找到的缩写。已经提出了具有潜在的数百或更多天线元件的大规模MIMO(mMIMO)天线阵列的低成本实现，其中存在很多具有非常有限的能力的低成本RF链。例如，这些RF链可以具有受限的DAC，这些受限的DAC仅具有单个比特量化和/或有限的Tx功率。在最简单的情况下，DAC仅具有一位分辨率，即，天线元件可以接通或断开。无线信号生成机制可以用于在接收器处构造期望信号(在时域中)。参见例如WolfgangZirwas和BertholdPanzner的美国专利号9,231,676“LoweffortmassiveMIMOantennaarraysandtheiruse”。
技术实现思路
该部分旨在包括示例，而不是限制性的。在示例性实施例中公开了一种方法。该方法包括，对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，在考虑到要从多个天线元件向多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下，针对多个天线元件生成预编码器系数，其中该符号占据时频资源空间并且其中天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，该受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能。该生成在符号的相应的特定时间样本位置处针对受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数。该方法还包括至少通过在多个时间样本位置和符号的时频资源空间上将所生成的预编码器系数应用于多个天线元件，来使用频分多址从多个天线元件向多个用户设备传输信号。实施例的另一示例包括一种包括代码的计算机程序，当计算机程序在处理器上被运行时，该代码用于执行先前段落的方法。根据该段落的计算机程序，其中计算机程序是计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，计算机可读介质承载被实施在计算机可读介质中的用于与计算机一起使用的计算机程序代码。一种装置的示例包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，该存储器包括计算机程序代码。一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为与一个或多个处理器一起使该装置至少执行以下：对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，，在考虑到要从多个天线元件向多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下，针对多个天线元件生成预编码器系数，其中该符号占据时频资源空间并且其中天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，该受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能，其中该生成在符号的相应的特定时间样本位置处针对受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数；以及至少通过在多个时间样本位置和符号的时频资源空间上将所生成的预编码器系数应用于多个天线元件，来使用频分多址从多个天线元件向多个用户设备传输信号。在另一示例性实施例中，一种装置包括：用于以下的部件：对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，在考虑到要从多个天线元件向多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下针对多个天线元件生成预编码器系数，其中该符号占据时频资源空间并且其中天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，该受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能，其中该生成在符号的相应的特定时间样本位置处针对受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数；以及用于至少通过在多个时间样本位置和符号的时频资源空间上将所生成的预编码器系数应用于多个天线元件，来使用频分多址从多个天线元件向多个用户设备传输信号的部件。一种计算机程序产品的示例包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质承载被实施在计算机可读存储介质中中的用于与计算机一起使用的计算机程序代码。该计算机程序代码包括：用于以下的代码：对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，，在考虑到要从多个天线元件向多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下针对多个天线元件生成预编码器系数，其中该符号占据时频资源空间并且其中天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，该受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能，其中该生成在符号的相应的特定时间样本位置处针对受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数；以及用于至少通过在多个时间样本位置和符号的时频资源空间上将所生成的预编码器系数应用于多个天线元件，来使用频分多址从多个天线元件向多个用户设备传输信号的代码。附图说明在附图中：图1是可以在其中实践示例性实施例的一种可能且非限制性的示例性系统的框图；图2A示出了在OFDM符号的第一样本处接通的AE1的脉冲响应；图2B示出了在OFDM符号的第一样本处接通的AE1的幅度和相位频率响应；图3A示出了在OFDM符号的第六样本处接通的AE1的脉冲响应；图3B示出了在OFDM符号的第六样本处接通的AE1的幅度和相位频率响应；图4A示出了通过在OFDM符号的第一样本和第六样本处接通AE1而在接收器处生成的信号；图4B示出了通过在OFDM符号的第一样本和第六样本处接通AE1(如图3A所示)而获得的DCTF的“玩具”示例；图5A是在单个CTF中组合不同UE的CTF的图示；图5B是从不同UE的DCTF形成一个DCTF的图示。图6是用于多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的使用频域技术的MU-MIMO预编码器的设计和使用的逻辑流程图，并且示出了根据示例性实施例的一个或多个示例性方法的操作、在计算机可读存储器上实施的计算机程序指令的执行结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件；图7是用于多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的使用时域技术的MU-MIMO预编码器的设计和使用的逻辑流程图，并且示出了根据示例性实施例的一个或多个示例性方法的操作、在计算机可读存储器上实施的计算机程序指令的执行结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件；图8A是在单个CTF中组合不同UE的CTF的图示；以及图8B是从不同UE的DCTF形成一个DCTF的图示；图9是用于多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的使用结合了频域和时域技术两者的混合技术的MU-MIMO预编码器的设计和使用的逻辑流程图，并且示出了根据示例性实施例的一个或多个示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，在考虑到要从所述多个天线元件向所述多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下，针对所述多个天线元件生成预编码器系数，其中所述符号占据时频资源空间并且其中所述天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，所述受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能，其中所述生成在所述符号的相应的特定时间样本位置处针对所述受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数；以及/n至少通过在所述多个时间样本位置和所述符号的时频资源空间上将所生成的所述预编码器系数应用于所述多个天线元件，来使用频分多址从所述多个天线元件向所述多个用户设备传输所述信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：
对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，在考虑到要从所述多个天线元件向所述多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下，针对所述多个天线元件生成预编码器系数，其中所述符号占据时频资源空间并且其中所述天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，所述受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能，其中所述生成在所述符号的相应的特定时间样本位置处针对所述受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数；以及
至少通过在所述多个时间样本位置和所述符号的时频资源空间上将所生成的所述预编码器系数应用于所述多个天线元件，来使用频分多址从所述多个天线元件向所述多个用户设备传输所述信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：
在考虑到要从所述多个天线元件向所述多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下针对所述多个天线元件生成预编码器系数包括：
针对所述符号的所选择的时间样本位置确定所述多个用户设备中的每个用户设备的信道传递函数(CTF)，其中每个CTF表示在该所选择的时间样本位置处天线元件被接通；以及
将所确定的所述CTF组合成用于所选择的所述时间样本位置的组合CTF；
针对所述符号的所有所述时间样本位置，执行确定所述CTF并且将所确定的所述CTF组合成组合CTF；
基于每个用户设备应当在所述时频资源空间中以其相应的带宽接收的符号，来确定所述多个用户设备中的每个用户设备的期望CTF(DCTF)；
基于所述时频资源空间的总带宽的哪些部分被分配给所述多个用户设备中的各个用户设备，来确定组合DCTF；
根据所述组合CTF确定要接通或断开哪些天线元件；以及
传输所述信号包括：基于所述组合CTF，至少针对由所述受约束的RF链供电的所述天线元件来切换天线元件。


3.根据权利要求2所述的方法，其中根据所述组合CTF确定要接通或断开哪些天线元件还包括：根据所述组合CTF确定要接通或断开哪些所选择的天线元件，使得所选择的所述天线元件的所述组合CTF的总和产生接近或等于所述DCTF的信号，其中与所述DCTF的接近度基于一个或多个标准被确定。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述方法还包括：针对所有所述时间样本位置和所有所述用户设备对所述时间样本位置中的各个时间样本位置执行背包算法，以至少执行根据所述组合CTF来确定要接通或断开哪些所选择的天线元件，使得所选择的所述天线元件的所述组合CTF的总和产生接近或等于所述DCTF的信号，其中所述背包算法的输出包括要针对时间样本位置被激活的所选出的天线元件；以及
传输包括：基于所述背包算法的所述输出，至少针对由所述受约束的RF链供电的所述天线元件来切换天线元件。


5.根据权利要求4所述的方法，其中针对所述符号的所选择的所述时间样本位置确定所述多个用户设备中的每个用户设备的所述CTF是由多个子带滤波器中的每个子带滤波器来执行的，每个子带滤波器对应于所述用户设备中的一个用户设备，并且每用户设备有一个子带滤波器。


6.根据权利要求1所述的方法，其中：
在考虑到要从所述多个天线元件向所述多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下针对所述多个天线元件生成预编码器系数包括：
获得在一长度的先前时间样本期间被激活的所有所述天线的子集，所述长度等于信道脉冲响应的长度；
基于激活的天线的给定子集中的每天线单元的所有信道抽头的知识，使用针对所述子集所生成的多径反射，针对所述符号的所述多个时间样本位置中的一个所选择的时间样本位置生成当前时间样本；
执行获得所述子集并且针对所述符号的所有所述多个时间样本位置生成当前时间样本；
标识要被激活的天线元件和要从激活的所述天线元件被传输的经量化的信号，使得所述当前时间样本能够被构造；并且
传输所述信号包括：基于所标识的所述天线元件，至少针对由所述受约束的RF链供电的所述天线元件来切换天线元件，并且在所标识的所述天线元件上传输相应的经量化的信号。


7.根据权利要求6所述的方法，其中：
生成当前时间样本还包括：在所述当前时间样本处减去多径信号，并且根据所述减去仅生成增量信号；并且
标识要被激活的天线元件和要被传输的经量化的信号还包括：基于所述增量信号来选择要激活的天线元件，使得由激活的所述天线元件得到的信号的总和产生所述增量信号。


8.根据权利要求7所述的方法，还包括：针对所有所述时间样本位置和所有所述用户设备对所述时间样本位置中的各个时间样本位置执行算法，以执行基于所述增量信号来选择要激活哪些天线元件，使得由激活的所述天线元件得到的信号的所述总和产生所述增量信号。


9.根据权利要求7所述的方法，还包括：针对所有所述时间样本位置和所有所述用户设备对所述时间样本位置中的多个时间样本位置执行背包算法，以执行基于所述增量信号来选择要激活哪些天线元件，使得由激活的所述天线元件得到的信号的所述总和产生所述增量信号，其中所述时间样本位置中的所述多个时间样本位置的数目小于或等于所有所述时间位置。


10.根据权利要求1所述的方法，其中：
在考虑到要从所述多个天线元件向所述多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下针对所述多个天线元件生成预编码器系数包括：
针对所述符号的所选择的时间样本位置确定所述多个用户设备中的每个用户设备的信道传递函数(CTF)，其中每个CTF表示在该所选择的时间样本位置处天线元件被接通；以及
将所确定的所述CTF组合成用于所选择的所述时间样本位置的组合CTF；
执行确定所述CTF并且将所确定的所述CTF组合成所述组合CTF；
基于每个用户设备应当在所述时频资源空间中以其相应的带宽接收的符号，来确定所述多个用户设备中的每个用户设备的期望CTF(DCTF)；
基于所述时频资源空间的总带宽的哪些部分被分配给所述多个用户设备中的各个用户设备，来确定组合DCTF；
将所述DCTF从频域转换到时域以创建虚拟期望信道脉冲响应(vDCIR)；
将所述组合CTF从所述频域转换到所述时域以创建相应的虚拟信道脉冲响应(vCIR)；
根据所述vCIR确定要接通或断开哪些天线元件；并且
传输所述信号包括：基于使用所述vCIR的时域传输，至少针对由所述受约束的RF链供电的所述天线元件来切换天线元件。


11.根据权利要求10所述的方法，其中：
所述方法还包括：针对所有所述时间样本位置和所有所述用户设备对所述时间样本位置中的各个时间样本位置执行背包算法，以执行使用所述VCIR确定要接通或断开哪些天线元件以在所述用户设备处再现所述vDCIR，其中所述背包算法的输出包括要针对时间样本位置被激活的所选出的天线元件；以及
传输包括：基于所述背包算法的所述输出，至少针对由所述受约束的RF链供电的所述天线元件来切换天线元件。


12.根据权利要求11所述的方法，其中针对所述符号的所选择的所述时间样本位置确定所述多个用户设备中的每个用户设备的所述CTF是由多个子带滤波器中的每个子带滤波器来执行的，每个子带滤波器对应于所述用户设备中的一个用户设备，并且每用户设备有一个子带滤波器。


13.一种装置，包括：
用于以下的部件：对于具有要被使用以向多个用户设备传输多个符号的多个天线元件并且具有多个时间样本位置的系统，在考虑到要从所述多个天线元件向所述多个用户设备被传输的信号的多径分量的情况下针对所述多个天线元件生成预编码器系数，其中所述符号占据时频资源空间并且其中所述天线元件中的至少一些天线元件由受约束的射频(RF)链来供电，所述受约束的RF链具有相对于完整RF链被简化的功能，其中用于生成的所述部件在所述符号的相应的特定时间样本位置处针对所述受约束的RF链中的各个受约束的RF链形成预编码器系数；以及
用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·西瓦西瓦·加尼森，W·齐瓦斯，B·潘兹纳，
申请(专利权)人：诺基亚通信公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI