[發明專利]使用相控陣列天線系統來與多個通信裝置進行通信的方法

有效

• 申請號: 201880059991.7
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN111108696B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: D·貝薩納博特拉;C·T·K·吳;M·巴努
• 申請（專利權）人: 藍色多瑙河系統有限公司
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/0452;H04B7/06;H04W88/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種用于使用包括天線元件陣列的相控陣列天線系統來與多個通信裝置即多個UE進行通信的方法，所述方法包括：接收多個端口信號流，其中，所述多個端口信號流是通過對多個數據流進行預編碼而獲得的，所述多個數據流中的各數據流旨在用于相應的不同UE；以及在所述相控陣列天線系統內，處理所述多個端口信號流以(1)撤銷對所述多個數據流進行的預編碼、以及(2)經由所述天線元件陣列來生成多個發送波束，其中，各發送波束指向所述多個UE中的相應的不同UE、并且攜載從所述多個數據流中的旨在用于所述UE的數據流專門導出的相應發送信號。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年9月15日提交的美國臨時申請62/558,971的權益，其全部通過引用而并入于此。

技術領域

這里描述的實施例涉及無線通信系統，更特別地涉及使用現有的基于碼本的反饋設計在有源天線系統(AAS)中實現到多個用戶設備(UE)終端的數據流的空間復用/多用戶-多輸入多輸出(MU-MIMO)。

背景技術

通信系統包括用于將信號從諸如基站(BS)等的發送點傳送至用戶設備(UE)的下行鏈路、以及用于將信號從UE傳送至BS的上行鏈路。

在蜂窩無線通信中使用有源天線陣列或有源天線系統(AAS)的情況下，AAS可以通過調整其多個天線元件處的發送信號和接收信號的幅度和相移來對下行鏈路中的射頻(RF)能量以及上行鏈路中的接收靈敏度進行成形或聚焦。在蜂窩系統中，下行鏈路是指AAS的發送(TX)操作，并且上行鏈路是指接收(RX)操作。

用于UE反饋的現有碼本設計不適合利用能夠產生窄帶的有源天線系統的操作。另外，這種碼本的設計考慮到了點到點MIMO(也稱為單用戶MIMO(SU-MIMO))，但對于在同一時間向多個UE進行發送(稱為多用戶MIMO)的可能性具有非常有限的支持。這里描述的概念的一個目的是使用現有碼本設計來實現利用有源天線系統向UE進行MU-MIMO發送。

發明內容

本發明提供了用于對信號進行預編碼/組合以供在高級通信系統中使用的方法和設備。根據這里描述的各種實施例，規避了寬波束無源天線系統中的基于碼本的MU-MIMO性能的問題。這里描述的概念可以靈活地應用于基帶單元(BBU)或有源天線系統遠程無線電頭(AAS RRH)，這取決于系統工程師的實現便利性。

在第一實施例中，方法包括由基站經由天線陣列同時向多個UE發送多個信號。方法還包括在發送之前對該多個信號應用預編碼。預編碼器是通過對信號進行適當的線性組合來設計的。方法將天線端口預編碼到波束(TXRU)上，以利用有源天線系統實現基于碼本的MU-MIMO操作。AAS RRH可以以軟件可再配置的方式生成指向不同空間方向的正交波束，并且在這里描述的實施例中利用了這種能力。由于波束足夠窄并且指向相互正交的方向，因此可以在空間上對多個用戶進行復用，在各波束內使用現有的且廣泛部署的基于碼本的閉環發送模式(諸如LTE中的發送模式4和5等)以最小的干擾而用于一個用戶。用于“端口到波束”預編碼的方法保證各波束中的各UE恒定地向BBU反饋相同的PMI。另外，用于“端口到波束”預編碼的方法抵消或撤銷BBU作為對UE所反饋的恒定PMI的響應而選擇的“層到端口”預編碼器的作用，并且沿著不同波束分將旨在用于不同UE的數據層離開，各波束中存在一個層。

在第二實施例中，提供了用于靈活實現端口到波束預編碼的設備。包含對來自天線端口的調制符號的線性組合的矩陣運算可被實現為RRH內部的單獨數字模塊，或者可以通過設置發送波束系數以反映這種線性組合而等效地在模擬域中實現。

本發明的第三實施例涉及用于將天線端口信號的任意復雜線性組合映射到有源天線陣列系統的給定空間方向的設備。