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      實(shí)現(xiàn)協(xié)作多點(diǎn)傳輸與多用戶多輸入多輸出的通訊方法

      文檔序號(hào):7799684閱讀:487來源:國(guó)知局
      實(shí)現(xiàn)協(xié)作多點(diǎn)傳輸與多用戶多輸入多輸出的通訊方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)和協(xié)作多點(diǎn)傳輸(CoMP)的通訊方法。所述的多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)和協(xié)作多點(diǎn)傳輸(CoMP)具有將小區(qū)容量提高數(shù)倍的潛力。然而,干擾和過大的信道反饋開銷嚴(yán)重地限制了這種潛力的發(fā)揮。本發(fā)明描述了參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)(RS-GOB)方案。參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案將基站的有效天線分至覆蓋小區(qū)或扇區(qū)的若干波束,因此顯著地降低了協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)姆答侀_銷,并通過協(xié)作多點(diǎn)傳輸有效地將相互干擾的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相互協(xié)作的有用信號(hào)。參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案還降低了對(duì)小型異構(gòu)小區(qū)的需要,從而緩解了小型異構(gòu)小區(qū)對(duì)宏小區(qū)的干擾效應(yīng)。
      【專利說明】實(shí)現(xiàn)協(xié)作多點(diǎn)傳輸與多用戶多輸入多輸出的通訊方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及電訊系統(tǒng)以及無線通訊系統(tǒng)領(lǐng)域,特別涉及無線通訊多點(diǎn)傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】,具體是指一種實(shí)現(xiàn)協(xié)作多點(diǎn)傳輸與多用戶多輸入多輸出的無線通訊方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002]小區(qū)容量是衡量無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。作為新一代的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)先進(jìn)版本,即LTE-A,采納了包括協(xié)作多點(diǎn)傳輸(CoMP)、多用戶多輸入多輸出(MU-MM0)、以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)容量提升技術(shù)。這些技術(shù)具有將小區(qū)容量提高數(shù)倍的合成潛力。
      [0003]然而,在無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中成功地實(shí)現(xiàn)上述容量提升技術(shù)面臨著極大的挑戰(zhàn)。在宏小區(qū)和異構(gòu)小區(qū)之間存在著很強(qiáng)的干擾。MU-MIMO中的波束之間也存在著很強(qiáng)的干擾?,F(xiàn)有技術(shù)在克服或減少上述挑戰(zhàn)的同時(shí)也顯著地降低了容量提升技術(shù)的效益。例如,減少干擾的一種方法就是將相互干擾的發(fā)送天線或基站以諸如時(shí)分復(fù)用或頻分復(fù)用的方式安排在不同的資源上傳輸。但是,資源復(fù)用顯著地減少了小區(qū)容量。協(xié)作多點(diǎn)傳輸是減少干擾的另一種方法。然而隨著小區(qū)中的MU-MIMO所使用的天線數(shù)目的增加,協(xié)作多點(diǎn)傳輸中的信道反饋開銷會(huì)擠占越來越多的上行信道容量。
      [0004]據(jù)此,無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于充分發(fā)揮容量提升技術(shù)之效益并克服其實(shí)現(xiàn)中存在的挑戰(zhàn)的方法、裝置以及系統(tǒng)裝置以及系統(tǒng)有著強(qiáng)烈的需求。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn),提供一種能夠減少協(xié)作多點(diǎn)傳輸中的信道反饋開銷、使得具有高吞吐量的移動(dòng)用戶能夠達(dá)到其最大吞吐量的實(shí)現(xiàn)協(xié)作多點(diǎn)傳輸與多用戶多輸入多輸出的無線通訊方法。
      [0006]下面的描述給出了關(guān)于本發(fā)明的若干方面的概要,以提供對(duì)這些方面的基本理解。本概要的目的是簡(jiǎn)要地介紹關(guān)于本發(fā)明若干方面的有關(guān)概念。這些介紹可以認(rèn)為是后續(xù)詳細(xì)描述的提要。
      [0007]在本發(fā)明的某些方面,被稱為參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)(reference signal grid ofbeams, RS-GOB)的方案將基站處的等效天線分配至若干波束,從而大大減少了需要反饋的下行信道的數(shù)目,進(jìn)而大大減少了信道反饋開銷。
      [0008]在本發(fā)明的一些進(jìn)一步的方面,移動(dòng)用戶可以采用簡(jiǎn)化式信道反饋來進(jìn)一步減少反饋開銷。
      [0009]在本發(fā)明的一些其它的方面,基站與移動(dòng)用戶之間可以建立無節(jié)點(diǎn)MMO通訊鏈,從而達(dá)到移動(dòng)用戶端的多天線所能支持的最大數(shù)據(jù)吞吐量。
      [0010]本發(fā)明還有一些方面涉及利用參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案來減小對(duì)小型異構(gòu)小區(qū)(small HetNet cells)的需要,因此減少了潛在的干擾源。
      [0011]綜上所述,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了靈活的MU-MMO波束的空間結(jié)構(gòu),減少了協(xié)作多點(diǎn)傳輸中的信道反饋開銷,同時(shí)使得具有高吞吐量的移動(dòng)用戶能夠達(dá)到其最大吞吐量。更多的優(yōu)點(diǎn)和新穎獨(dú)到的特征可以通過對(duì)下面關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)描述和附圖的研究而變得更加顯而易見。

      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0012]圖1描述了無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)示范性的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集。
      [0013]圖2描述了一示范性的波束節(jié)點(diǎn)方案。
      [0014]圖3描述了一示范性的參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案。
      [0015]圖4描述了無線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)示范性的基于參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集。
      [0016]圖5描述了基于參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案的MIMO通訊鏈的若干例子。
      [0017]圖6描述了構(gòu)建通訊鏈的一個(gè)示范性框圖。
      [0018]圖7描述了通訊鏈構(gòu)建控制的一個(gè)示范性流程圖。
      [0019]圖8 (a)、8 (b)描述了小型異構(gòu)小區(qū)的兩個(gè)例子。
      [0020]圖9 (a)、9 (b)描述了在徑向上具有兩個(gè)波束的波束模式的例子。
      [0021]圖10描述了無節(jié)點(diǎn)式MMO與主波束共存的通訊鏈的一個(gè)例子。

      【具體實(shí)施方式】
      [0022]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。
      [0023]借助附圖,下文更充分地描述了本發(fā)明中所公開的發(fā)明主旨。附圖描述了本發(fā)明的一些(但不是全部)方面或一些具體實(shí)現(xiàn)。描述中所引用的數(shù)字標(biāo)記對(duì)應(yīng)于附圖中相應(yīng)的元素。本發(fā)明的種種方面可以通過許多不同的方式實(shí)現(xiàn),因此不應(yīng)被認(rèn)為受限于本發(fā)明中所描述的范例性實(shí)現(xiàn)。下文中描述了若干用于解釋目的的具體細(xì)節(jié),以期達(dá)到對(duì)發(fā)明主旨的詳盡理解。然而在許多情況下,將發(fā)明主旨付諸實(shí)踐可能并不一定需要這些具體細(xì)節(jié)。在另外一些場(chǎng)合,為了突出對(duì)發(fā)明主旨的描述,眾所周知的方法、步驟、以及組成部分的細(xì)節(jié)則不再詳述。
      [0024]在下文中,基站處的“天線”這一術(shù)語(yǔ)指的是移動(dòng)用戶所觀測(cè)到的“等效”天線。因此,在下文中,一個(gè)基站天線并不一定對(duì)應(yīng)于一個(gè)物理天線。一個(gè)基站天線可能是若干物理天線的加權(quán)組合。據(jù)此,基站處的有效天線的數(shù)目不一定等同于該基站處的物理天線的數(shù)目。比如,一個(gè)基站可能擁有128個(gè)物理天線,然而其等效天線的數(shù)目可以是1,2,4,8,或者為其它數(shù)值。在下文中,基站處的“天線數(shù)目”指的是該基站處的等效天線的數(shù)目。
      [0025]圖1描述了無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)不范性的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集。協(xié)作多點(diǎn)傳輸集包含基站112、114、以及116,和移動(dòng)用戶122、124、以及126。每一基站覆蓋一個(gè)宏小區(qū),該宏小區(qū)可以包含一個(gè)扇區(qū),也可以被分為若干個(gè)扇區(qū)。在圖1中,每一個(gè)宏小區(qū)包含三個(gè)扇區(qū)。在非協(xié)作多點(diǎn)傳輸模式下,服務(wù)于移動(dòng)用戶122、124、以及126的基站分別為基站112、114、以及116。也就是說,移動(dòng)用戶122與基站112相互通訊,移動(dòng)用戶124與基站114相互通訊,移動(dòng)用戶126與基站116相互通訊。由于移動(dòng)用戶122、124、以及126均位于或靠近小區(qū)邊緣,任一移動(dòng)用戶所希望接收的信號(hào)都受到來自相鄰基站的強(qiáng)烈干擾。比如,由基站112至移動(dòng)用戶122的信號(hào)可以受到由基站114至移動(dòng)用戶124的信號(hào)和由基站116至移動(dòng)用戶126的信號(hào)的強(qiáng)烈干擾。
      [0026]在協(xié)作多點(diǎn)傳輸模式下,基站112、114、以及116發(fā)送的是針對(duì)移動(dòng)用戶122、124、以及126信號(hào)的組合。對(duì)于每個(gè)基站來說,每個(gè)移動(dòng)用戶信號(hào)的組合權(quán)重可以是不一樣的。借助精準(zhǔn)縝密的算法,各個(gè)基站發(fā)送的組合信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)如下的效果:當(dāng)來自基站112,114、116的信號(hào)抵達(dá)移動(dòng)用戶122時(shí),針對(duì)移動(dòng)用戶124和126的信號(hào)被抵消或最小化,而針對(duì)移動(dòng)用戶122的信號(hào)則被最大化或增強(qiáng),從而移動(dòng)用戶122的信號(hào)質(zhì)量得到了有效的提高。同理,移動(dòng)用戶124和126的信號(hào)在相應(yīng)的移動(dòng)用戶處也得到了有效的提高。在各個(gè)基站上的移動(dòng)用戶信號(hào)組合通常被稱為“預(yù)編碼”。對(duì)應(yīng)于每個(gè)移動(dòng)用戶和每個(gè)基站的組合權(quán)重則構(gòu)成“預(yù)編碼矩陣”中的元素。
      [0027]為了實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼,基站需要準(zhǔn)確的下行信道信息。下行信道信息可以通過移動(dòng)用戶經(jīng)上行信道反饋。對(duì)于每一個(gè)基站天線和移動(dòng)用戶天線之間的下行信道來說,信道反饋可以通過諸如時(shí)域參數(shù)提取等具有極低的信道反饋開銷的方案來有效地實(shí)現(xiàn)。然而,隨著每一小區(qū)所配置的天線逐漸增加,需要反饋的下行信道的數(shù)目迅速增長(zhǎng)。雖然每一下行信道所需的反饋開銷可以很低,眾多的下行信道仍會(huì)可能導(dǎo)致過高的總信道反饋開銷。
      [0028]例如,如果圖1中的每一基站有8個(gè)天線,每一移動(dòng)用戶有兩個(gè)天線,那么每一移動(dòng)用戶需要反饋8X2X3 = 48個(gè)下行信道,三個(gè)移動(dòng)用戶的累積反饋開銷為48X3 = 144個(gè)下行信道。顯然,需要反饋的下行信道的數(shù)目足以使得反饋開銷過大因此使得信道反饋不可行。并且,預(yù)編碼矩陣的維數(shù)為24X6,從而導(dǎo)致復(fù)雜和高成本的計(jì)算量。
      [0029]進(jìn)一步地,對(duì)于包含三個(gè)具有8個(gè)天線的基站的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集來說,協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)淖畲笕萘恐挥性趨f(xié)作多點(diǎn)傳輸集包含共有24個(gè)天線的移動(dòng)用戶的條件下才能達(dá)至IJ。也就是說,在協(xié)作多點(diǎn)傳輸集達(dá)到最大容量時(shí),發(fā)送天線的數(shù)目和接收天線的數(shù)目應(yīng)該相等。然而在這樣的條件下,累積的反饋開銷增至576個(gè)下行信道,預(yù)編碼矩陣的維數(shù)增至24X24,從而給克服反饋開銷和計(jì)算復(fù)雜性的挑戰(zhàn)帶來更多的困難。另外,確定共有24個(gè)天線的移動(dòng)用戶也并非易事,因此協(xié)作多點(diǎn)傳輸集的容量會(huì)常常得不到充分利用。
      [0030]波束節(jié)點(diǎn)(Grid of beams,G0B)方案使得MU-MMO具有一定的空間結(jié)構(gòu)。圖2描述了一示范性的波束節(jié)點(diǎn)方案。圖2中的基站使用天線陣列而形成8個(gè)波束。8個(gè)波束依固定的空間格局或空間節(jié)點(diǎn)排列,這就是名稱“波束節(jié)點(diǎn)”的由來。8個(gè)波束一起覆蓋一個(gè)整個(gè)的扇區(qū)?;咎幍奶炀€依波束分組,使得每一波束有一個(gè)或更多的天線。比如,如果圖2中的基站有8個(gè)物理天線,每一波束可以有一個(gè)由8個(gè)物理天線經(jīng)波束成形所構(gòu)造的等效天線。波束與天線也可以構(gòu)成其它的組合。比如,一個(gè)扇區(qū)可以被分為4個(gè)具有兩個(gè)天線的波束。
      [0031]如果兩個(gè)移動(dòng)用戶位于兩個(gè)不同波束的中心,那么針對(duì)這兩個(gè)移動(dòng)用戶的信號(hào)可以使用時(shí)域和/或頻域上的相同資源同時(shí)地發(fā)送。因此,小區(qū)的吞吐量翻了一倍。圖2中的8個(gè)波束的波束節(jié)點(diǎn)在理論上可以將小區(qū)容量增至8倍,與8個(gè)天線的MU-MMO的改進(jìn)幅度相同。
      [0032]然而,波束節(jié)點(diǎn)中波束間的相互干擾嚴(yán)重地削弱了波束節(jié)點(diǎn)方案的效益。如果移動(dòng)用戶位于波束邊緣,該用戶所能達(dá)到的數(shù)據(jù)流量和單一天線覆蓋整個(gè)扇區(qū)的情形相比要差很多。因此,平均小區(qū)吞吐量即平均小區(qū)容量?jī)H為波束節(jié)點(diǎn)方案在理想狀況下能夠達(dá)到的容量的很小一部分。
      [0033]另外,雖然波束節(jié)點(diǎn)方案所能達(dá)到的最大小區(qū)容量與具有同樣發(fā)送天線數(shù)目的MU-MIMO相同,波束節(jié)點(diǎn)方案的最大小區(qū)容量乃是由波束節(jié)點(diǎn)中的波束所分享,因此每一波束的吞吐量只是最大小區(qū)容量的一部分。如果某個(gè)移動(dòng)用戶裝備了大數(shù)目的天線,波束節(jié)點(diǎn)中的波束并不一定能夠提供該多天線移動(dòng)用戶所需要的數(shù)據(jù)流量。
      [0034]圖3描述了一示范性的參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案(Reference signal GOB, RS-GOB)0參考信號(hào)是傳輸信號(hào)的一部分,對(duì)于接收器來說為已知,并用于信道估計(jì)和數(shù)據(jù)解調(diào)。在圖3中,基站112如圖2 —樣,通過天線陣列形成了 8個(gè)波束。每一波束都被賦予了一個(gè)參考信號(hào),該參考信號(hào)被稱為波束專用參考信號(hào)(beam-specfic RS, BS-RS)0換句話說,扇區(qū)中的每一波束都可以通過其波束專用參考信號(hào)而辨識(shí)。傳輸信號(hào)中不屬于波束專用參考信號(hào)的部分則被稱為“數(shù)據(jù)信號(hào)”。數(shù)據(jù)信號(hào)包括用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù),并在某些情況下包括用戶專用參考信號(hào)。在波束專用參考信號(hào)方案中,數(shù)據(jù)信號(hào)可以通過與波束專用參考信號(hào)相同或者不同的波束分布方式來傳輸。
      [0035]值得指出的是,如果一個(gè)波束中包含一個(gè)以上的天線,波束專用參考信號(hào)則指的是該信號(hào)波束中所有天線的參考信號(hào)的全體。
      [0036]圖4描述了無線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)示范性的基于參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集。移動(dòng)用戶通過測(cè)量波束專用參考信號(hào)的功率來估計(jì)波束的功率。如果移動(dòng)用戶接收到的信號(hào)功率只被一個(gè)波束所支配,則可以認(rèn)為該移動(dòng)用戶位于該波束的中心部分,該波束則被稱為“主波束”,該主波束則被用來作為移動(dòng)用戶和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的通訊鏈。在主波束鏈中,數(shù)據(jù)信號(hào)通過與波束專用參考信號(hào)相同的波束形狀來傳輸。
      [0037]如果接收信號(hào)中的支配波束多于一個(gè),那么移動(dòng)用戶可能位于波束邊緣或小區(qū)邊緣,因此可以作為協(xié)作多點(diǎn)傳輸集的候選移動(dòng)用戶。在本文中,如果某些波束的功率總和超過接收信號(hào)總功率的較大的百分比,比如80%或90%,那么這些波束則被稱為“支配波束”。作為協(xié)作多點(diǎn)傳輸初始化過程的一部分,移動(dòng)用戶可以將“波束功率分布信息”發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)。波束功率分布信息可以包括但不局限于如下信息:支配波束的數(shù)目、辨識(shí)信息、以及功率。網(wǎng)絡(luò)根據(jù)波束功率分布信息和其它信息來確定協(xié)作多點(diǎn)傳輸集,并且在協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中的基站和移動(dòng)用戶之間建立協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈。協(xié)作多點(diǎn)傳輸集依賴于波束功率分布信息和/或候選移動(dòng)用戶所反饋的下行信道信息。在關(guān)于協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)挠懻撝校粋€(gè)波束可以被認(rèn)為等價(jià)于一個(gè)基站,因此一個(gè)協(xié)作多點(diǎn)傳輸集包含了來自一個(gè)或更多的基站的若干波束,以及若干移動(dòng)用戶。
      [0038]參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案所帶來的信道反饋開銷的減少可以通過下面的例子說明。設(shè)圖4中的波束為單一天線波束??紤]一個(gè)位于兩波束間的波束邊緣的移動(dòng)用戶,該移動(dòng)用戶具有兩個(gè)天線。該移動(dòng)用戶與其觀測(cè)到的兩個(gè)最強(qiáng)的波束構(gòu)成一協(xié)作多點(diǎn)傳輸集。該移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶只需反饋4個(gè)下行信道。由于協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中只有一個(gè)移動(dòng)用戶,累積的反饋開銷也只有4個(gè)下行信道。
      [0039]在圖4中的小區(qū)邊緣,一協(xié)作多點(diǎn)傳輸集可以包含來自3個(gè)扇區(qū)的3至6個(gè)波束。一個(gè)具有雙天線的移動(dòng)用戶則需要反饋6至12個(gè)下行信道。在協(xié)作多點(diǎn)傳輸集達(dá)到最大容量時(shí),累積的反饋開銷介于9至36個(gè)下行信道,預(yù)編碼矩陣維數(shù)最多6X6。
      [0040]從上例可以看出,與不采用參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案的協(xié)作多點(diǎn)傳輸相比,基于參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案的協(xié)作多點(diǎn)傳輸消除了絕大部分的反饋開銷。盡管協(xié)作多點(diǎn)傳輸集的體積減小了許多,在波束邊緣或小區(qū)邊緣處不同的空間位置上,多個(gè)協(xié)作多點(diǎn)傳輸過程可以同時(shí)進(jìn)行,因此可以將最大小區(qū)容量保持在同樣的水平。另外,反饋開銷可以通過下面描述的方式進(jìn)一步地減小。
      [0041]如果在某一移動(dòng)用戶處存在兩個(gè)單一天線支配波束,而該移動(dòng)用戶具有兩個(gè)天線,那么該移動(dòng)用戶能夠通過這兩個(gè)天線接收來自主波束的信號(hào)并同時(shí)消除來自另一波束的干擾,因此協(xié)作多點(diǎn)傳輸不再必要。換句話說,在兩個(gè)單一天線支配波束的情形下,只有單一天線移動(dòng)用戶才需要協(xié)作多點(diǎn)傳輸。隨著越來越多的移動(dòng)用戶具有雙天線的配置,可以預(yù)期反饋開銷將得到相當(dāng)程度的進(jìn)一步減小,尤其是在波束邊緣。一般來說,如果某移動(dòng)用戶的天線數(shù)目不少于支配波束中的天線數(shù)目之和,那么該移動(dòng)用戶不需要協(xié)作多點(diǎn)傳輸。
      [0042]多天線移動(dòng)用戶也可以選擇反饋較少的下行信道。例如,如果一移動(dòng)用戶具有雙天線,且在該移動(dòng)用戶處存在著4個(gè)支配波束,該移動(dòng)用戶則需要反饋如下8個(gè)下行信道:
      [0043]hn, h12, h13, h14 (I)
      [0044]Il21, h22, 1^23)匕24
      [0045]然而,該移動(dòng)用戶可以選擇反饋如下4個(gè)下行信道:
      [0046]hn, h12, h13, h14 (2)
      [0047]或者選擇反饋如下4個(gè)下行信道:
      [0048]ahn+bh21, ah12+bh22, ah13+bh23, ah14+bh24 (3)
      [0049]在式(3)中,系數(shù)a和b可以選擇使得接收信號(hào)的信噪比最大化?;谑?2)或式(3)的信道反饋被稱為“基于線性組合的簡(jiǎn)化式信道反饋”,或簡(jiǎn)稱為“簡(jiǎn)化式信道反饋”。在簡(jiǎn)化式信道反饋下,網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為移動(dòng)用戶處的天線數(shù)目等同于對(duì)應(yīng)于支配波束中每一天線的、所反饋的下行信道數(shù)目。例如,在式(2)或式(3)式代表的簡(jiǎn)化式信道反饋中,對(duì)于任一支配波束中的天線,移動(dòng)用戶所反饋的下行信道數(shù)目為一,因此對(duì)于網(wǎng)絡(luò)而言,該移動(dòng)用戶的天線數(shù)目為一,盡管該移動(dòng)用戶實(shí)際具有兩個(gè)天線。
      [0050]值得指出的是,簡(jiǎn)化式信道反饋減少的是每一移動(dòng)用戶的反饋開銷,而不是協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中所有移動(dòng)用戶的累積的反饋開銷。首先需要注意的是,如果協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中的移動(dòng)用戶數(shù)目保持不變,簡(jiǎn)化式信道反饋減少了協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)娜萘?。然而,通過增加協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中移動(dòng)用戶的數(shù)目,協(xié)作多點(diǎn)傳輸集容量可以保持不變。這說明了在保持協(xié)作多點(diǎn)傳輸集容量不變的條件下,簡(jiǎn)化式信道反饋并未減少累積的反饋開銷。
      [0051]還需要指出的是,對(duì)于每一個(gè)下行信道,基于時(shí)域參數(shù)提取的反饋方法既具有相當(dāng)高的信道反饋精度,又具有極低的反饋開銷。因此,每一信道的極低反饋開銷和非常小的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集的體積一起促成了極低的總信道反饋開銷。
      [0052]本發(fā)明的某些方面涉及多天線移動(dòng)用戶和基站間的無節(jié)點(diǎn)式MIMO (gridlessMM0,G-MM0)通訊鏈。如果某一移動(dòng)用戶配置了大量數(shù)目的天線,且單一波束不足以支持該移動(dòng)用戶的最大數(shù)據(jù)流量,無節(jié)點(diǎn)式MMO的優(yōu)點(diǎn)就顯得更加突出。圖5描述了基于參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案的MIMO通訊鏈的若干例子。在圖5中,基站112發(fā)送8個(gè)基于參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)的波束,該8個(gè)波束一起覆蓋了一個(gè)扇區(qū)。移動(dòng)用戶502具有8個(gè)天線?;?12可以通過在整個(gè)扇區(qū)發(fā)送8個(gè)天線的數(shù)據(jù)信號(hào)的方式建立移動(dòng)用戶502與基站間的無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈。基站112也可以通過如下的方式建立移動(dòng)用戶502和基站之間的無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈:首先獲取移動(dòng)用戶502的位置信息,然后定向地向移動(dòng)用戶502發(fā)送一個(gè)具有8個(gè)天線的數(shù)據(jù)信號(hào)波束(data-signal beam, DS-beam) 512。
      [0053]移動(dòng)用戶的位置信息可以通過由移動(dòng)用戶發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)的波束功率分布信息來估計(jì)。波束功率分布中的支配波束提供了一個(gè)移動(dòng)用戶位置的估計(jì)。網(wǎng)絡(luò)也可以通過測(cè)量移動(dòng)用戶信號(hào)的抵達(dá)角度(angle of arrival,AoA)和/或抵達(dá)時(shí)間(time of arrival, ToA)來估計(jì)移動(dòng)用戶的位置。網(wǎng)絡(luò)還可以使用諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)等定位服務(wù)來確定移動(dòng)用戶的位置。
      [0054]本發(fā)明的一些進(jìn)一步的方面涉及多個(gè)無節(jié)點(diǎn)式MIMO鏈。如果基站具有足夠數(shù)目的物理天線,該基站和處于空間不同位置的移動(dòng)用戶可以同時(shí)建立多個(gè)無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈。圖5描述了一多個(gè)無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈的例子。在圖5中,移動(dòng)用戶504也具有8個(gè)天線,并處于和移動(dòng)用戶502不同的空間位置。如果基站112具有16個(gè)或更多的物理天線,那么它可以與波束512同時(shí)向移動(dòng)用戶504發(fā)送一具有8個(gè)天線的數(shù)據(jù)信號(hào)波束514。
      [0055]圖6描述了構(gòu)建通訊鏈的一個(gè)示范性框圖。波束功率測(cè)量裝置602借助波束專用參考信號(hào)來測(cè)量波束功率。波束功率分布信息裝置604根據(jù)波束功率測(cè)量裝置602的輸出來生成波束功率分布信息。通訊鏈控制器606借助波束功率分布信息和其它相關(guān)信息來建立基站與移動(dòng)用戶之間的通訊鏈。
      [0056]圖7描述了通訊鏈構(gòu)建控制的一個(gè)示范性流程圖,該流程圖可被圖6中的通訊鏈控制器606所采用。步驟702接收包括波束功率分布信息在內(nèi)的輸入信息并判斷是否存在對(duì)無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈的請(qǐng)求。如果存在對(duì)無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈的請(qǐng)求,則采用步驟704以建立基站與移動(dòng)用戶之間的無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈。如果不存在對(duì)無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈的請(qǐng)求,則采用步驟706以判斷是否只存在一個(gè)支配波束。如果只存在一個(gè)支配波束,則采用步驟708以建立基站與移動(dòng)用戶之間的主波束通訊鏈,并將該支配波束作為主波束。如果支配波束多于一個(gè),則采用步驟710以確定協(xié)作多點(diǎn)傳輸集。步驟712用來建立協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中基站與移動(dòng)用戶之間的協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈。
      [0057]本發(fā)明的一些其它方面涉及利用參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案來減少對(duì)小型異構(gòu)小區(qū)的需求。圖8描述了小型異構(gòu)小區(qū)的兩個(gè)例子。在圖8 (a)中,小型異構(gòu)小區(qū)802和804被置于基站112所服務(wù)的扇區(qū)中的兩個(gè)“無線熱點(diǎn)”處。無線熱點(diǎn)為小區(qū)或扇區(qū)中移動(dòng)用戶高度集中的區(qū)域。在圖8 (b)中,基站112通過波束專用參考信號(hào)方案產(chǎn)生了波束的分布形狀,使得每一無線熱點(diǎn)位于某一波束的中心部分,因此該無線熱點(diǎn)處的移動(dòng)用戶可以使用該波束作為主波束。這使得小型異構(gòu)小區(qū)802和804不再必要。相應(yīng)地,小型異構(gòu)小區(qū)所產(chǎn)生的干擾和對(duì)主干回路的需求也得以避免。
      [0058]需要強(qiáng)調(diào)的是,波束專用參考信號(hào)的波束形狀并不限于圖5和圖8中的徑向模式。如果矩陣處的物理天線可以同時(shí)在水平方向和垂直方向排列,那么波束模式在徑向可以有多個(gè)波束。圖9描述了在徑向上具有兩個(gè)波束的波束模式的例子。圖9 (a)描述了在給定徑向上具有兩個(gè)波束的一個(gè)示范性例子。圖9(b)描述了一波束專用參考信號(hào)的波束模式,該模式在扇區(qū)中的任一徑向具有兩個(gè)波束。
      [0059]值得指出和強(qiáng)調(diào)的是,主波束鏈、協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈、以及無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈,在空間上相隔的條件下,可以同時(shí)共存。圖10描述了無節(jié)點(diǎn)式MMO與主波束共存的通訊鏈的一個(gè)例子。在圖10中,波束512構(gòu)成了基站112與移動(dòng)用戶502之間的無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈。由于移動(dòng)用戶1002和移動(dòng)用戶502處于空間的不同位置,采用波束BS-RS4作為主波束的移動(dòng)用戶1002可以和移動(dòng)用戶502同時(shí)接收信號(hào)。
      [0060]還需要指出和強(qiáng)調(diào)的是,主波束鏈、協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈、以及無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈,如果每一通訊鏈?zhǔn)褂貌煌馁Y源,即使在同一位置上也可以同時(shí)共存。例如,在LTE網(wǎng)絡(luò)中,如果主波束鏈、協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈、以及無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈被分配在不同的子載波上,那么它們可以在同時(shí)同地共存而不互相干擾。
      [0061]結(jié)論,派生結(jié)果與范圍
      [0062]通過上面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述可以看出,參考信號(hào)波束節(jié)點(diǎn)方案顯著地減少了協(xié)作多點(diǎn)傳輸中的反饋開銷,使得配置不同天線數(shù)目的移動(dòng)用戶都可以達(dá)到其最大數(shù)據(jù)量,降低了對(duì)小型異構(gòu)小區(qū)的需求,并充分實(shí)現(xiàn)了 MU-MMO的效益。
      [0063]需要指出和注意的是,本發(fā)明主旨的原理既適用于LTE無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),也適用于其它無線網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng),如無線局部網(wǎng)(WLAN)。在無線局部網(wǎng)中,無線接入點(diǎn)(access point,AP)起著與無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的基站相同的作用。無線局部網(wǎng)中的非接入點(diǎn)設(shè)備對(duì)應(yīng)于無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)用戶。
      [0064]上文對(duì)本發(fā)明的各個(gè)方面和/或體現(xiàn)給出了解說性的描述。需要強(qiáng)調(diào)的是,對(duì)于熟悉相關(guān)背景的專業(yè)人士來說,本發(fā)明的各個(gè)方面和/或體現(xiàn)的范圍為本發(fā)明中的權(quán)利要求所定義,在不偏離該范圍的條件下,存在著許許多多的可能的變動(dòng)和修改。另外,除特別說明外,本發(fā)明的任一方面和/或體現(xiàn)的全部或一部分可以與本發(fā)明的其它任一方面和/或體現(xiàn)的全部或一部分進(jìn)行組合。因此,所有這樣的修改、變動(dòng)、以及組合,只要它們落入所公開的發(fā)明主旨的精神實(shí)質(zhì)和范圍,均為本發(fā)明中的權(quán)利要求所包括。
      【權(quán)利要求】
      1.一種網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,所述的網(wǎng)絡(luò)包含至少一個(gè)小區(qū),所述的小區(qū)包含至少一個(gè)基站,其特征在于,該方法包括: (a)確定所述的小區(qū)中的波束分布形狀; (b)根據(jù)所述的波束分布形狀,發(fā)送若干信號(hào)波束,所述的每一個(gè)信號(hào)波束包含至少一個(gè)波束專用參考信號(hào); (c)通過測(cè)量所述的波束專用參考信號(hào)的功率來測(cè)量所述的波束的功率; Cd)生成波束功率分布信息; Ce)如果一多天線移動(dòng)用戶請(qǐng)求建立無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈,則建立所述的基站與所述的多天線移動(dòng)用戶之間的無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈; (f)在協(xié)作多點(diǎn)傳輸集中,建立協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈,該協(xié)作多點(diǎn)傳輸集包含若干協(xié)作多點(diǎn)傳輸基站和若干協(xié)作多點(diǎn)傳輸移動(dòng)用戶;以及 (g)如果一移動(dòng)用戶所得到的波束功率分布信息中只有一個(gè)支配波束,則建立所述的基站與所述的移動(dòng)用戶之間的主波束鏈,所述的支配波束為所述的主波束鏈的主波束。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,建立所述的無節(jié)點(diǎn)式MIMO鏈進(jìn)一步包括: (al)獲取所述的多天線移動(dòng)用戶的位置信息;以及 (bl)向所述的多天線 移動(dòng)用戶發(fā)送一數(shù)據(jù)信號(hào)波束。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,所述的位置信息由下列方式之一導(dǎo)出: (a2)所述的波束功率分布信息; (b2)測(cè)量抵達(dá)角度; (c2)測(cè)量抵達(dá)時(shí)間; (d2)定位服務(wù),如全球定位系統(tǒng);以及 (e2)所述的方式(a2)至(d2)的任意組合。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,所述的數(shù)據(jù)信號(hào)波束為一多天線數(shù)據(jù)信號(hào)波束。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,建立所述的協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈進(jìn)一步包括:根據(jù)所述的波束功率分布信息和/或下行信道信息來確定所述的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集,所述的下行信道信息由若干候選移動(dòng)用戶反饋至所述的網(wǎng)絡(luò)。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,如果所述的候選移動(dòng)用戶的天線數(shù)目不小于所述的支配波束中的天線數(shù)目,則建立所述的基站與所述的候選移動(dòng)用戶之間的主波束鏈;支配波束通過所述的候選移動(dòng)用戶的功率測(cè)量而確定;,且所述的候選移動(dòng)用戶不被所述的協(xié)作多點(diǎn)傳輸集所包含。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,建立所述的協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈進(jìn)一步包括:通過若干協(xié)作多點(diǎn)傳輸集的候選移動(dòng)用戶和/或通過若干協(xié)作多點(diǎn)傳輸移動(dòng)用戶反饋下行信道信息。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,反饋下行信道信息采用時(shí)域參數(shù)提取方法。
      9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,反饋下行信道信息采用簡(jiǎn)化式信道反饋。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,所述的簡(jiǎn)化式信道反饋為基于線性組合的簡(jiǎn)化式信道反饋。
      11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,建立主波束鏈進(jìn)一步包括使用相同的波束形狀來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和所述的波束專用參考信號(hào)。
      12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,如果若干包括無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈、協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈、以及主波束鏈的通訊鏈在空間上是相隔的,則同時(shí)運(yùn)行所述的通訊鏈。
      13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,如果若干包括無節(jié)點(diǎn)式MMO鏈、協(xié)作多點(diǎn)傳輸鏈、以及主波束鏈的通訊鏈?zhǔn)褂貌煌馁Y源進(jìn)行傳輸,則同時(shí)運(yùn)行所述的通訊鏈。
      14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)中的無線通訊方法,其特征在于,確定所述的波束分布形狀進(jìn)一步包括將無線熱點(diǎn)置于所述的信號(hào)波束的中央部分,且所述的無線熱點(diǎn)處無小型異構(gòu)小區(qū)。
      【文檔編號(hào)】H04B7/06GK104079332SQ201410110045
      【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月31日
      【發(fā)明者】王曉安 申請(qǐng)人:王曉安
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