具有数据回放接口的窄带AAS接收机制造技术

提供了一种高级天线系统(AAS)接收机和相关方法。根据一个方面，AAS接收机包括射频集成电路(RFIC)的数字处理块。该数字处理块包括：接口，用于与中央单元(CU)进行通信；以及多个天线信号处理块(ASPB)，每个ASPB从天线阵列的相应天线元件接收数字化接收信号。每个ASPB包括一个或多个接收机，每个接收机接收并处理来自相应天线元件的信号。ASPB内的一些接收机对相应处理后信号进行波束成形，以产生要发送给CU的一个或多个数据流。ASPB内的其他接收机向处理块提供相应处理后信号，该处理块缓冲该处理后信号并在稍后时间(例如，当去往CU的业务量相对较低时)将其发送给CU。量相对较低时)将其发送给CU。量相对较低时)将其发送给CU。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有数据回放接口的窄带AAS接收机


[0001]本公开涉及具有高级天线系统AAS)的蜂窝系统，具体地，支持多输入多输出(MIMO)天线系统的系统，包括多用户MIMO(MU
‑
MIMO)和大规模MIMO(M
‑
MIMO)天线系统。

技术介绍

[0002]无线通信系统比特率需求持续增长。随着较低蜂窝频率范围(FR)的占满，较高的蜂窝频谱开始使用。在第五代(5G)蜂窝系统中，引入了新的频率范围，其被称为FR2(24250兆赫(MHz)至52600MHz)，也被称为毫米波(mmW)。在5G中，引入了波束成形(BF)以增加容量和覆盖范围。在FR2中，BF主要用于对抗由于天线元件面积减小而在较高频率下自然发生的较大路径损耗。通过相干地组合来自较小天线元件的RF信号来执行BF和波束转向(beamsteering)。通过对信号进行移相和/或放大进入天线元件中，形成所期望的波束。这些技术通过(例如，经由多个相对较低功率波束的相长干涉)从根本上增加波束增益来缓解路径损耗问题，从而将mmW基站的额定等效全向辐射功率(EIRP)等级恢复到可用水平。存在常用于执行BF的多种技术。
[0003]模拟发射BF是一种流行的、低复杂度的BF方法。这里，进出天线的信号在靠近天线的射频(RF)域中进行波束成形。信号链的其余部分对所有或部分天线元件是共用的。在该方法中，所有数据在发送给RF专用集成电路(ASIC)(也被称为“RFIC”)和天线之前被转换为时域流。由于在一个正交频分复用(OFDM)符号的持续时间内应用了一个波束权重(例如，幅度和相移)集，因此对于在该OFDM符号期间发送的所有数据，所发送的波束图案在空间上是固定的。尽管所发送的波束图案可以在多个方向上具有较高增益的峰值，但整个数据流将通过该一个波束图案发送，这限制了向多个用户同时发送数据的可能性：该一个波束图案可以在该不同方向上具有零点，使其不适合于在该不同方向上发送给用户。这在(例如，通过频率选择性调度)将不同数据流导向不同方向将是有利的场景中产生问题。
[0004]相比之下，数字发射BF使用后期快速傅里叶逆变换(IFFT)处理将复正交频分/多址(OFDMA)符号及时转换为数据流，其中，每个用户独立地接入所有天线元件，从而允许频率选择性波束成形。
[0005]图1示出了常规基站和接收路径组件。基站100包括天线矩阵102，其中，许多天线元件被划分为多个部分，每个部分由RFIC 104控制。RFIC 104互连到中央单元106，其中，来自每个RFIC 104的载波被添加并被进一步处理。中央单元106组合来自所有RFIC 104的信号，执行信号处理，并向数字单元(DU)108发送结果以用于进一步分析。例如，中央单元106组合所有接收信号并使用离散傅里叶变换(DFT)将它们转换到频域。每个RFIC 104包含模拟部分和数字部分。
[0006]图2示出了模拟RF收发机200的通用框图，该模拟RF收发机200是RFIC 104的模拟部分的一部分。典型的RFIC 104可以具有由RFIC 104服务的每个天线分段的一个模拟RF收发机200。上部示出了发射机，包括：数模转换器(DAC)202、模拟低通滤波器(LPF)204、上变频混频器206、可编程增益放大器208、带通滤波器(BPF)210和功率放大器(PA)212。下部示
出了接收机，包括：低噪声放大器(LNA)214、BPF 210、数字步进衰减器(DSA)216、下变频混频器218、LPF 204和模数转换器(ADC)220。在中间存在用于生成上变频混频/下变频混频所需的时钟的锁相环(PLL)226。发射机和接收机例如经由双工器224连接到天线222。通过将收发机200连接到每个天线，在RFIC上有完全的自由度在数字域中执行任意BF，即，实际BF通过收发机200之外的数字信号处理而发生。然而，该技术的一个缺点是它需要对RFIC进行IFFT处理，这增加了复杂度。此外，ADC和DAC的位分辨率必须相当高，才能满足数据传输的高数据速率要求。如果使用更多的ADC/DAC，则每个ADC/DAC的分辨率与模拟波束成形相比可以放松，但具有多个ADC/DAC仍然存在问题。许多ADC/DAC(由于许多天线元件)的组合、高采样率和高分辨率可能导致非常高的功耗和成本。
[0007]图3示出了RFIC 104的数字部分300的通用框图。每个块302表示复(I+Q)信号处理。RFIC 104的数字部分300可以耦接到多个模拟RF收发机100，每个收发机为数字部分300提供天线接收信号，每个块302一个天线接收信号。在框302内，每个天线接收信号(例如，RX_1至RX_N)被划分为一个或多个载波。每个载波被频率调谐(FT)304，以将所期望的载波置于DC处。然后每个载波被低通滤波306、抽取308和信道滤波310。最后，载波进入BF块312，其中，载波被波束成形并被组合以形成一个或若干个数据流。来自每个RFIC300的所有数据流然后经由接口314发送给中央单元以进行组合和DFT处理。每个载波的数据流的数量小于天线的数量；在该示例中，形成了三个数据流。
[0008]图3示出了基站(BS)接收机(即，UL数据传输)中所需的互补数字信号处理。每个天线信号被滤波、划分和下变频到各个载波。每个载波对应于所接收的频谱的一部分。然后来自每个天线的载波被组合到BF块312中的一个或若干个层。每一层然后被发送给中央数字单元以进行进一步处理。天线矩阵通常连接到若干个RFIC，每个RFIC处理多个天线元件。该系统比全数字BF简单，因为快速傅里叶变换(FFT)的数量减少了，即每层一个而不是每个天线一个。
[0009]然而，即使这些系统存在问题，当用户设备(UE)正在试图找到基站以进行初始接入时：如果波束图案指向远离UE，则UE不太可能能够检测到波束，因此UE无法“看到”基站。目前的FR2 AAS系统使用波束扫描或更宽的初始波束来解决这些问题。例如，在5G新无线电(NR)中，同步信号(SS)和物理广播信道(PBCH)的组合被称为同步信号块(SSB)。SS可以包括主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)两者。在5G中，物理随机接入信道(PRACH)是在其中同一个符号在时域中重复多次的特定信号。在NR中，可以存在沿多个方向发送的多个SSB，在这种情况下，将存在对应于每个SSB方向的多个PRACH时机。UE因此可以选择某个波束并使用该波束来发送PRACH。为了让网络弄清楚UE已经选择了哪个波束，第三代合作伙伴计划(3GPP)定义了SSB与随机接入信道(RACH)时机(RO)之间的特定映射。通过检测UE使用哪个RO来发送PRACH，网络可以弄清楚UE选择了哪个SSB波束。即，PRACH定时指示UE方向。然而，该解决方案在覆盖范围、时延和/或容量方面增加了成本，因为有价值的UL时隙被RO占用。
[0010]上述解决方案也具有其他缺点。例如，在模拟BF中，接近天线的所有信号被组合，并且组合后的信号(可能在中频(IF)下)被路由到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高级天线系统AAS接收机，包括：射频集成电路RFIC(104)的数字处理块(400)，所述数字处理块包括：接口(412)，用于与中央单元进行通信；以及多个天线信号处理块(402)，每个天线信号处理块(402)从天线阵列的相应天线元件接收数字化接收信号并且包括：一个或多个接收机(400,408)，每个接收机包括用于从所述相应天线元件接收所述信号并处理所接收的信号以产生处理后信号的电路，其中，所述一个或多个接收机的至少第一子集(404)中的每一个向波束成形块(406)提供其处理后信号，所述波束成形块(406)包括：电路，用于对所述处理后信号进行波束成形以产生一个或多个数据流，并向所述接口(412)提供所述一个或多个数据流以与所述中央单元进行通信，以及其中，所述一个或多个接收机的至少第二子集(408)中的每一个向处理块(410)提供其处理后信号，所述处理块(410)缓冲所述处理后信号并且控制何时向所述接口(412)发送所缓冲的处理后信号以用于与所述中央单元进行通信。2.根据权利要求1所述的AAS接收机，其中，控制何时向所述接口发送所缓冲的处理后信号以用于与所述中央单元进行通信包括：在时域双工TDD帧的上行链路UL部分期间、在TDD帧的下行链路DL部分期间、或在TDD帧的UL部分和DL部分两者期间向所述中央单元发送所缓冲的信号。3.根据权利要求1或2所述的AAS接收机，其中，所述处理块(410)累积所述处理后信号的第一定义部分，并向所述中央单元提供累积的结果。4.根据权利要求3所述的AAS接收机，其中，所述处理后信号的所述第一定义部分包括用于物理随机接入信道PRACH的多个接收符号的子集。5.一种高级天线系统AAS接收机中的方法，所述方法包括：在射频集成电路RFIC(104)的数字处理块(400)处：接收(700)多个数字化接收信号，每个数字化接收信号来自天线阵列的相应天线元件；以及处理(702)所述相应数字化接收信号中的每一个以产生相应处理后信号，其中，对所述处理后信号的至少第一子集中的每一个进行波束成形以产生提供给中央单元的一个或多个数据流，并且其中，所述处理后信号的至少第二子集中的每一个被缓冲并在指定时间提供给所述中央单元。6.根据权利要求5所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：马格努斯，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：