CN104254981A - 毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法 - Google Patents

毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104254981A
CN104254981A CN201380017215.8A CN201380017215A CN104254981A CN 104254981 A CN104254981 A CN 104254981A CN 201380017215 A CN201380017215 A CN 201380017215A CN 104254981 A CN104254981 A CN 104254981A
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel bandwidth
entire channel
restriction
spectrum part
beamforming processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380017215.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104254981B (zh
Inventor
A·梅尔特瑟弗
A·S·萨德瑞
V·瑟奇耶夫
A·普德耶夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN104254981A publication Critical patent/CN104254981A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104254981B publication Critical patent/CN104254981B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power
    • H04W52/34—TPC management, i.e. sharing limited amount of power among users or channels or data types, e.g. cell loading
    • H04W52/346—TPC management, i.e. sharing limited amount of power among users or channels or data types, e.g. cell loading distributing total power among users or channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H04W52/42—TPC being performed in particular situations in systems with time, space, frequency or polarisation diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0037—Inter-user or inter-terminal allocation
    • H04L5/0041—Frequency-non-contiguous

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

本文一般地描述了毫米波(mmW)通信设备和用于智能控制发射功率和功率密度的方法的实施例。在一些实施例中，mmW基站包括波束成形处理器，该波束成形处理器配置大孔径阵列天线用于以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输。所述波束成形处理器可以为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分，所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽，并且执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向UE以用于根据发射功率分配在UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。

Description

毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法
优先权请求
本申请要求25.04.2013提交的美国临时专利申请S/N：61/815,744的优先权的权益，该申请通过引用整体结合于此。
技术领域
实施例涉及无线通信。一些实施例涉及毫米波(mmW)通信和波束成形。一些实施例涉及使用毫米波频率来通信的无线个域网(WPAN)以及无线局域网(WLAN)。一些实施例涉及根据用于非常高的吞吐量的无线吉比特联盟(WiGig)规范和/或IEEE802.11ad规范操作的毫米波网络。一些实施例涉及根据3GPP LTE标准的蜂窝通信。
背景技术
许多无线通信网络服从于各种规则实体提供的规则。这样的规则可以包括对传输功率的限制和对功率密度的限制。在美国，联邦通信委员会(FCC)是提出这样的规则的规则实体之一。涉及无线通信网络的问题包括在满足这些对传输功率和功率密度的限制的同时，还要提供充足的吞吐量和覆盖范围以便以最小传输延迟同时服务大量的用户。
附图简述
图1是根据一些实施例的mmW基站的功能框图。
图2A示出了可以将完整信道带宽用于通信的用户装备(UE)的信号功率谱密度(PSD)和噪声PSD。
图2B示出了根据一些实施例的用于可以将少于完整信道带宽的信道带宽用于通信的信号PSD和噪声PSD。
图2C示出了根据一些实施例的可以通过减少的信号带宽来实现的在通信范围中的增加。
图3A示出了根据一些实施例的基于频分多址(FDMA)技术的非干扰谱部分的利用率。
图3B示出了根据一些实施例的对UE的多个天线波束的同时传输。
图3C示出了根据一些实施例的通过一些重叠的波束和不同的发射功率分配的对UE的多个天线波束的同时传输。
图4A示出了根据一些实施例的基于FDMA技术对在物理资源块(PRB)中的多个UE的同时传输。
图4B示出了根据一些实施例的以不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的同时传输。
图4C示出了根据一些实施例的以不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的多个天线波束的同时传输。
图5A示出根据传统的时分多址(TDMA)技术的对UE的非连续传输。
图5B示出根据一些实施例的基于FDMA技术的对UE的连续传输。
图6A示出了根据一些实施例的将UE的多用户多输入多输出(MU-MIMO)组分配给PRB。
图6B示出根据一些实施例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传输；以及
图6C示出根据一些实施例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传输，所述单独天线波束中的一些是重叠的。
详细描述
以下的描述和附图充分地示出了具体实施例以使本领域中的技术人员能够实施它们。其它的实施例可结合结构、逻辑、电、进程和其它改变。某些实施例的部分和特征可被包括在其它实施例的部分和特征中、或代替其它实施例的部分和特征。在权利要求中陈述的实施例包括这些权利要求的所有可用的等效技术方案。
图1是根据一些实施例的mmW基站102的功能框图。在一些实施例中，mmW基站102可以是增强的节点B(eNB)。在一些其它实施例中，mmW基站102可以是接入点。mmW基站102可以包括大孔径阵列天线104和波束成形(BF)处理器106以配置大孔径阵列天线104用于以mmW频率对多个UE的多波束传输。mmW基站102还可以包括用于生成传输的信号以及处理所接收的信号的物理层电路108。mmW基站102还可以包括执行在此所述的各种操作的处理电路112。
根据实施例，波束成形处理器106可以被安排为分配给每个UE一个完整信道带宽的非干扰谱部分，该非干扰谱部分大大少于完整信道带宽，确定每个UE的发射功率分配，以及执行多波束的波束成形以同时将多个天线波束指向UE。所述多个天线波束可以被配置用于根据所述发射功率分配将数据流同时传输给它们被分配的谱部分内的UE。
在一些实施例中，完整信道带宽的非干扰谱部分可以是大大小于完整信道带宽的小的非干扰谱部分。在一些实施例中，所述小的非干扰谱部分可以是大大小于完整信道带宽(例如不超过完整信道带宽的四分之一，但较佳地为小于完整信道带宽的1/10)。在一些使用2GHz的频带通信的WiGig的实施例中，非干扰谱部分可以大大小于(例如比其小50倍或100倍)完整信道带宽。
在一些实施例中，多波束传输可以是根据多用户(MU)多输入多输出(MIMO)(MU-MIMO)技术的空分多址(SDMA)传输。在一些实施例中，多波束传输还可以根据频分多址(FDMA)技术。这些实施例将在下面被更加详细地描述。
在一些实施例中，mmW基站102可以被安排为根据WiGig规范操作。在一些实施例中，mmW基站102可以被安排为根据IEEE 802.11ad规范操作。
在一些实施例中，波束成形处理器106被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部分来减少每个UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不会超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制或PSD限制。
在一些实施例中，大孔径阵列天线104可以具有至少是用于通信的mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。这可以允许非常窄的天线波束的生成以及多个天线波束的同时传输。
在一些实施例中，波束成形处理器被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部分来减少每个UE的信号带宽以为每个UE提供PSD的增加，而不会超出总的发射功率限制、信号功率密度限制和PSD限制。在这些实施例中，波束成形处理器还可以确定每个UE的发射功率分配，使得给UE的总的发射功率分配不超过整个信道带宽的总的发射功率限制。波束成形处理器还可以确定每个UE的发射功率分配，使得任意天线波束所传输的信号功率密度在所述信号功率密度限制之下。波束成形处理器还可以确定每个UE的发射功率分配，这样PSD遵循发送谱掩码。
在这些实施例中，总的发射功率限制可以是预定数目的毫瓦(mW)。可以依据在预定距离的每单位面积的功率来指定(例如每平放厘米的微瓦(uW/cm2))。所述信号功率密度是关于空间中的固定角度(solid angle)的功率密度。信号功率密度限制可以因以高功率生成的波束太窄而被违犯。具有多个波束的MU-MIMO的使用降低了给定方向的信号功率密度。PSD限制可以是关于频率的能量密度。如果窄的频带被分配有高发射功率则可以违犯PSD限制。
在一些实施例中，PSD限制可以基于可针对所发射的谱所指定的发射谱掩码。在一些实施例中，发射谱掩码可以定义相对于信号的最大谱密度的以dB为单位的发射谱。
在一些WiGig实施例中，发射谱，在该设备正在发送的信道内，在带宽不超过1.88GHz时可以具有0dBr(相对于信号的最大谱密度的dB)，在1.2GHz偏移时为-20dBr，在1.8GHz偏移时为-25dBr，和在2.2GHz偏移和之上时为-30dBr。在一些实施例中，分辨率带宽为1MHz，而发射掩码可以基于长度超过10微秒的不具有训练字段的数据分组。
在一些实施例中，mmW基站102可以被安排为在毫米波频率上传送正交频分复用(OFDM)信号。OFDM信号可以具有多个紧密间隔开的子载波，并且可以被配置有特定的调制和编码方案(MCS)。
图2A示出了可以将完整信道带宽212用于通信的UE的信号PSD和噪声PSD。由于信号能量跨该完整信道带宽212扩散，信号PSD可能并不比噪声PSD大许多。
图2B示出了根据一些实施例的用于可以将少于完整信道带宽的信道带宽用以通信的UE的信号PSD和噪声PSD。如图2B所示，通过分配少于信道带宽212的信道带宽212的非干扰谱部分202(即部分使用信道带宽)，UE的信号带宽被减少以提供UE的信号PSD的增加，而不会增加噪声PSD。由于信号能量是跨谱的较小部分(即谱部分202)扩散，信号PSD可能并不比噪声PSD大许多。
图2C示出了根据一些实施例的可以通过减少的信号带宽来实现的在通信范围中的增加。如图2C所示，当完整信号带宽212用于通信时可以实现最大范围220，然而，通过减少的信号带宽可以实现增加的最大范围222。
图3A示出了根据一些实施例的基于频分多址(FDMA)技术的非干扰谱部分的利用率。如图3A所示，每个UE可以被分配一个完整信道带宽312的非干扰谱部分302以用于FDMA通信。图3B示出了根据一些实施例的对UE 304的多个天线波束304的同时传输。图3C示出了根据一些实施例的通过一些重叠的波束350和不同的发射功率分配的对UE 304的多个天线波束的同时传输。
在图3A和3B中示出的实施例中，波束成形处理器106(图1)可以被安排为分配每个UE一个信道带宽312的非干扰谱部分302，该非干扰谱部分302大大少于信道带宽312。波束成形处理器106还可以执行多波束的波束成形以将多个MU-MIMO天线波束320同时指向UE 304以根据发射功率的分配将数据流同时传输给它们被分配的谱部分内的UE304。
在一些实施例中，波束成形处理器106还可以确定每个UE的发射功率分配，这样，总的发射功率分配不超过信道带宽的发射功率限制(Pmax)，并且用于由任意天线波束320传输的信号功率密度是在信号功率密度限制之下。对于重叠的天线波束(例如天线波束350(图3C))，可以确定UE的发射功率分配，以便由任意重叠的天线波束350传输的信号功率密度在信号功率密度限制之下。在一些实施例中，还可以确定每个UE 304的发射功率分配，以便总的发射功率分配不超过阵列天线104的可用发射功率(P0)。波束成形处理器106还可以确定每个UE的发射功率分配，这样PSD遵循发送谱掩码。
在一些实施例中，波束成形处理器106还可以确定每个UE的发射功率分配以最大化多个UE的总吞吐量。在一些实施例中，多个UE可以驻留在小区中，该小区由mmW基站102服务。在这些实施例中，波束成形处理器106可以确定每个UE的发射功率分配以最大化小区吞吐量。在一些实施例中，发射功率分配还可以包括用于与每个UE通信的发射功率设置。
在一些实施例中，发射功率限制是管辖的或规则主体，例如FCC，的发射功率限制。在一些实施例中，信号功率密度限制是FCC最大所允许的信号功率密度限制。
因此，通过几次减少信号带宽(即减少到小的非干扰谱部分302而不是整个信道带宽)以及通过以不同方向(即在不同的天线波束内)发射能量，可以实现在特定方向中的PSD的增加，而不会超出FCC发射功率限制或FCC信号功率密度限制。这可以提供在更大的距离上的改进的通信和在不利的信道条件下的改进的通信。在一些实施例中，FCC发射功率限制(Pmax)可以是500毫瓦(mw)，而FCC信号功率密度限制(Smax)可以是18uW/cm2，但是这并非一种要求，因为所述实施例可等同地应用于其它发射功率和信号功率密度限制。
在一些示例实施例中，所述非干扰谱部分302可以包括1到3个物理资源块(PRB)，而信道带宽包括至少50个PRB。每个PRB可以包括大约40MHz，但是所述实施例的范围并不局限于此。信道带宽可以包括上至2GHz。在一些实施例中，非干扰谱部分302可以包括许多OFDM子载波。例如，每个PRB可以包括预定数目的子载波。在一些实施例中，可以将1024点FFT用于OFDM信号的传输，所述OFDM信号可以包括大约每PRB 20个子载波。
在一些实施例中，mmW基站102的处理电路112(图1)可以生成告知每个UE它们被分配的非干扰谱部分302的指令。在这些实施例中，接收器，(即在UE处)，可以应用过滤来调整处理在减少的信号带宽内的从mmW基站102接收的下行链路信号的过滤带宽。这提供了在UE处的SNR中的增加。过滤带宽可以与减少的信号带宽(即小的非干扰谱部分302)相等。在一些LTE实施例中，下行链路信号可以是物理下行链路共享信道(PDSCH)，并且可以在物理下行链路控制信道(PDCCH)上的无线电资源控制(RRC)消息中发送所述指令。
在一些实施例中，波束成形处理器106可以被安排为配置阵列天线104来基于每个UE的当前方向将天线波束320之一指向每个UE(参见图3B)。重叠的天线波束350可以指向具有相同方向的UE。对于重叠的天线波束(例如图3C的天线波束350)，可以确定UE的发射功率分配，以便所述重叠的天线波束350所得到的信号功率密度在信号功率密度限制之下。如图3C所示，对于具有相同方向的UE 304，可以分配重叠的天线波束350，因为每个UE 304都被分配了允许根据FDMA技术来进行通信的非干扰谱部分302。例如，图3C的重叠的天线波束350可以为图3A所示的UE 4、5和6使用非干扰谱部分302。在图3B所示出的示例中，对于所有的UE(UE 1-6)的天线波束的功率分配可以是相同的。如图3C所示，UE#4、#5和#6可以相对于大孔径阵列天线104被定位在相同的大致方向上。在这个示例中，UE#4可以更近，而其天线可以被配置有比可以更远的UE#6更低的功率设置。在图3C中，天线波束350的大小被示出为反映了功率设置或传输功率(例如较大的天线波束对应于较大的传输功率等级)。
在一些实施例中，可以基于具有特定UE、在UE的方向中可实现的天线增益以及可用的发射功率的信道传送函数来确定发射功率分配，以最大化到UE的吞吐量。如上所述，可以确定每个UE的发射功率分配，以使得总的发射功率分配不超过信道带宽的发射功率限制，使得任意天线波束320所传输的信号功率密度在信号功率密度限制之下，以及使得PSD遵循发射谱掩码。
图4A示出了根据一些实施例的基于FDMA技术对在PRB中的多个UE的同时传输。在这些实施例中，由波束成形处理器106将多波束传输配置用于根据在其中一个或多个PRB 402被分配给每个UE的FDMA技术的传输。在这些实施例中，被分配给UE的信道带宽412的小的谱部分可以包括一个或多个PRB 402。每个PRB 402可以例如包括预定数目的OFDM子载波。在一些FDMA/OFDMA实施例中，PRB 402可以被分配给一组两个或更多的UE。
图4B示出了根据一些实施例的以不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的同时传输。在这些实施例中，UE的功率分配可以至少部分基于一个或多个下述项：路径损耗、干扰、到UE的距离以及所要求的或期望的数据流的服务质量(QoS)等级。例如，可以为单独的UE确定更高的功率分配以实现更高的QoS等级，以及为单独的UE确定更低的功率分配以实现更低的QoS等级。例如，可以为更远的单独UE确定更高的功率分配，所述更远的单独UE与可能更近的、具有更低路径损耗或可能经受更少干扰的UE相比具有更多的路径损耗或经受更大干扰。
图4C示出了根据一些实施例的以图4B的不同的发射功率分配对图4A的PRB内的UE的多个天线波束的同时传输。如图4B所示，可以为UE#1确定比UE#2更大的功率分配，可以为UEs#3–UEs#(k-1)确定更少的功率分配，而可以为UE#k确定另一个功率分配440。在图4C中示出了天线波束450的对应的功率设置。
图5A示出根据传统的TDMA技术的对UE的非连续传输。对不同的UE的传输通常以时间划分。对于大量用户(例如数百)，这样的TDMA技术导致对于任意单独用户而言的突发通信量和相当大延迟。如图5A所示，物理延迟501可以取决于用户数目。
图5B示出根据一些实施例的基于FDMA技术的对UE的连续传输。在这些实施例中，处理电路112(图1)可以被安排为通过物理层电路108根据FDMA技术同时调度在用于传输的信道带宽的非干扰谱部分502上的对多个UE的传输。在一些实施例中，处理电路112可以被安排为通过物理层电路108根据FDMA技术调度在用于传输的非干扰谱部分502上的对多个UE的连续传输。在不使用FDMA技术的情况下，对不同UE的传输将被以时间划分，如图5A所示。FDMA的使用通过在UE之间分布谱以使得每个UE可以以由发送或接收设备的物理层引入的最小延迟连续地接收数据来解决等待时间和延迟问题。虽然减少的带宽可能导致对特定UE的减少的吞吐量，但可以确定足以维持所期望的QoS等级的吞吐量。
图6A示出根据一些实施例的将UE的MU-MIMO组分配给PRB。图6B示出根据一些实施例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传输。图6C示出根据一些实施例对单独天线波束内的图6的MU-MIMO组的UE的同时传输，所述单独天线波束中的一些是重叠的。
在这些实施例中，可以由波束成形处理器106(图1)根据MU-MIMO技术来配置多波束传输。波束成形处理器106可以将UE的MU-MIMO组分配给PRB 602(参见图6A)并生成到每个MU-MIMO组的OFDMA传输。波束成形处理器106还可以配置大孔径阵列天线104来基于到UE的方向将天线波束620指向每个UE(如图6B和6C所示)。具有相同方向的UE可以被分配不同的PRB。
在图6A所示出的示例中，UE组#1(即UE 1、4和7)的UE可以被分配第一PRB，UE组#2(即UE 2、5和8)的UE可以被分配第二PRB，而UE组#3(即UE 3、6和9)的UE可以被分配第三PRB。如图6B所示，波束成形处理器106可以配置大孔径阵列天线104来将天线波束620指向每个UE。如图6C所示，UE 4、5和6可以被定位在相同方向并被分配不同的PRB以使得它们的天线波束650不在频率上干扰。
在这些实施例中，到UE的MU-MIMO组的OFDMA传输可以使用相同的OFDM子载波集并可以根据MU-MIMO技术被配置。换句话说，可以在OFDMA传输中将每个UE的数据流提供给共享PRB的MU-MIMO组的UE。MU-MIMO组的UE可以使用MU-MIMO处理来解码它们想要的数据流。
在图6B所示出的示例中，对于所有的UE(UE 1-9)的天线波束的功率设置可以是相同的。在图6C示出的示例中，一些UE(UE 1-3、5和7–9)的天线波束的功率设置可以是相同的，可以为UE#6确定更大的功率设置，而为UE#4确定更低的功率设置。
在这个示例中，UE#4被示为离大孔径阵列天线104更近，因此具有比UE#6更低的功率设置，然而，如上所述，各种因素可以被用于确定功率分配以及UE天线波束的功率设置。
在一些实施例中，大孔径阵列天线104可以包括多个天线模块。每个模块可以包括子阵列且可以包括耦合到波束成形处理器106的RF波束成形单元。在这些实施例中，大孔径阵列天线104可以是非常大的孔径的模块化阵列天线(MAA)。在这些实施例中，波束成形单元106配置RF波束成形单元生成多个如在此所述的天线波束。天线阵列的物理大小可以是与允许同时生成非常窄的波束和/或多个窄的波束的波长相比而言非常得大(即>10x)。
在一些WiGig实施例中，mmW基站102可以是可配置在60GHz频带内与使用完整的信道带宽的单独的UE通信。在这些实施例中，完整的信道带宽可以是2GHz宽的带宽。在这些实施例中，mmW基站被安排为在将完整信道带宽的非干扰的谱部分分配给UE时指令UE抑制使用完整的2GHz信道带宽并在该减少的信号带宽内与UE通信。
在这些实施例中，在预定距离处的总的发射功率限制和最大信号功率密度可以对应于FCC要求(例如对于59.05到64GHz的毫米波带，在离开天线三米处所测量的500mW最大值和18uW/cm2)。在一些实施例中，mmW基站102所使用的与UE进行通信的毫米波频率可以是在60GHz频带(V-频带)，但可以在从30GHz一直到70GHz或更高的范围内。
在一些实施例中，PHY层电路108(图1)可以从基带处理器接收基带信号109。基带信号可以表示每个UE的数据流。所发送的数据流可以包括单独定址的数据分组。
在一些LTE实施例中，PRB在频域x0.5ms时域中可以包括12个子载波。PRB可以(在时域中)成对分配。在这些实施例中，PRB可以包括多个资源元素(RE)。RE可以包括一个子载波x一个码元。
在一些实施例中，可以提供智能MU-MIMO波束功率控制技术以优化配备有大孔径天线阵列的站的MU-MIMO吞吐量性能，所述大孔径天线阵列受到在发射的总的发射功率和峰值功率密度上的规则(例如FCC)限制。在这些实施例中，空分(SDMA或MU-MIMO)和频分(FDMA或OFDMA)技术的联合使用创建了用于毫米波带通信的非常灵活和强大的***。所述实施例包括几种利用频分维度(除了MU-MIMO或SDMA之外)来改进各种***性能特性，例如聚合吞吐量、覆盖范围、由接入点或基站同时服务的用户数目等。例如，由mmW基站102同时服务的用户数目可以达到几百或更多，而每个UE可以接收具有1毫秒之下延迟的10+Mbps的吞吐量。这可以在基站发射的总的发射功率和信号功率密度上的FCC限制内实现。
如上所述，一些实施例可以在mmW频带上联合使用SDMA(MU-MIMO)和FDMA技术。在这些FDMA实施例中，信号谱被分为多个部分，且不同部分可以被分配给相同或不同的用户。在一些实施例中，谱被划分成几个具有相等带宽的部分。例如，通过OFDM调制，整个OFDM子载波集可以被拆分成相等大小的几个子集，并且所述子集可以被分配给相同或不同的UE。可以被分配给一个用户的最小的子载波子集可以是一个PRB。
在一些FDMA和OFDMA实施例中，可以仅在谱的部分中服务单个UE。可以以许多方式来有效地使用这种属性；一种方式是与非常远的用户通信，不然的话，该远程用户将由于在基站的整体发射功率或信号功率密度上的限制而落到基站覆盖范围之外。在没有干扰的情况下，在两个站之间的连接性可以通过一个站在其它站的接收器处创建在阈值(其取决于站用于通信的调制和编码方案(MCS))之上的SNR的能力来确定。所接收的SNR继而取决于所发射的功率、路径损耗(信号功率随距离的减少)以及接收器处的噪声功率。另一种观察是接收器的噪声功率与站用于通信的信号的频率带宽成比例。因此，通过成倍减少信号带宽并保持总的发射功率，可以在无需改变发射功率或由于所接收的噪声功率的减少单独改变波束成形设置的情况下实现在接收器处的SNR的类似增加。
这也可以依据PSD(PSD)来解释，所述PSD是信号(噪声)功率与信号(噪声)的频率带宽的比率。由于接收器应用信号过滤，过滤带宽与信号带宽相等(或滤出所有位于有用的信号频带之外的不想要的信号)，SNR可以被视作信号的PSD与噪声的PSD的比率。对于OFDM和OFDMA***，为一个子载波测量的该值也可以被称为每子载波SNR。例如，如果整个2GHz谱被用于仅与一个用户通信，通过最大允许功率确定信号的最大允许PSD，接着通过总发射功率限制或信号功率密度限制确定最大允许功率(在图2A中示出)。通过部分使用谱，可以在***的整体发射功率下实现更大的PSD(在图2B中示出)。因此，在接收器(例如UE)处的滤波器可以调整为处理减少的信号带宽内的信号。SNR(即等于信号PSD对噪声PSD的比率)也增加，并且因此，可以在没有FCC要求的妨碍的情况下在更大的距离上建立通信(在图2C中所示)。
如已经提及的，FDMA或OFDMA技术允许基站102将信号谱的不同部分分配给不同的用户(在图3A中示出)。在一些实施例中，不同的BF设置可以被应用于信号谱的不同部分。例如，通过模块化天线阵列，可以由波束成形处理器106应用不同的精细波束成形设置。可以在不同的方向上创建几个波束，并同时服务多个用户，即使所述波束成形处理器不支持MU-MIMO(在图3B中示出)。
当多个波束如刚才所述的那样被创建时，由天线发射的能量在比如果将整个带宽分配给单个用户(即跨整个谱具有一个BF设置)时它将扩散的角度更大的角度上被扩散。如此，传输方案可以减少功率密度，并且因此，允许mmW基站102更多空间来增加服务FCC的信号功率密度内的用户的功率，总的发射功率限制可被满足。因此，在FCC要求的限制(例如Pmax＝500mW以及Smax＝18uW/cm2)内可由mmW基站102实现更大的范围或更大的吞吐量。在其它情形中，不同的频率部分中发送的波束中的一些可以被指向相同的方向以同时服务基本上位于相对于mmW基站102来说在相同方向中的几个用户(在图3C中示出)。这不在对不同的用户的传输之间创建干扰，因为它们在频域中被分开(正交)。
还注意，不同的用户可以接收频域中的不同的功率分配(例如以补偿在它们和mmW基站102之间的不同的路径损耗)。这在图4A、4B和4C中示出。
一些毫米波通信***可以立刻使用许多谱来以非常高的吞吐量进行通信。例如，WiGig链路的单个信道的带宽可以是宽如2GHz，具有实现7Gbps的数据率。然而，对于实际应用(包括标准经压缩的视频流传送)而言，这个吞吐量通常是不需要的，并且可以被mmW基站102用于同时服务几个用户。如果根据一些实施例不使用FDMA，对不同用户的传输必须在用于TDMA模式通信的时域中划分。对于大量用户(例如数百)，使用TDMA模式导致对于每个单独用户的通信而言的突发通信量和相当大延迟。在此所公开的FDMA实施例通过在用户之间分布以使得每个用户获得减少的吞吐量(虽然还是足以维持所要求的QoS等级)但连续接收具有由无线通信***的物理层所引入的最小延迟的数据来解决这些问题。利用和不利用FDMA的情况下的通信***的延迟性能在图5A和5B中示出。
FDMA和/或OFDMA技术可以用于与SDMA(MU-MIMO)相结合以显著增加mmW基站102所同时服务的用户数目。这可以通过将用户组分配给不同的PRB，每个组以MU-MIMO模式(即通过多个波束)被服务。例如，如果阵列天线104可以创建的MU-MIMO波束的数目为3，且信号可以被划分到3个PRB，mmW基站102所服务的总的用户数目可以为9，如在图6A、6B和6C中所示。在一些实施例中，PRB的数目和MU-MIMO波束的数目可以多得多(例如在类似LTE的***中为50个PRB和16个MU-MIMO波束)；因此，同时被服务的用户的数目可以高达800或更高。应该注意，在不同的PRB中创建的MU-MIMO可以如在图6B所示指向不同的方向，或可以具有如图6C所示重叠的至少一些波束。在这种方案中，在不同的PRB中发送的波束(例如波束4、5、6)的重叠不在对应于用户的传输之间产生干扰，因为它们在频域中被分隔开。例如，波束4、5和6可以指向相同方向，同时服务不同的用户而没有波束间干扰问题。
在一些实施例中，UE可以是移动站或便携无线通信设备，诸如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携计算机、网络平板、无线电话、智能电话、无线耳机、寻呼机、即时通信设备、数码相机、接入点、电视机、医疗设备(例如，心率监视器、血压监视器等)或可无线地接收和/或发射信息的其它设备。在一些实施例中，UE可以包括下述一个或多个项：键盘、显示器、非易失存储器端口、多个天线、图形处理器、应用处理器、扬声器以及其它移动设备元件。显示器可以是包括触摸屏的LCD屏幕。
尽管mmW基站102被示为具有数个分离的功能元件，但所述功能元件中的一个或多个可被组合，并可由诸如包括数字信号处理器(DSP)的处理元件等软件配置元件和/或其它硬件元件的组合来实现。例如，某些元件可包括一个或多个微处理器、DSP、场编程门阵列(FPGAs)、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFICs)以及用于执行至少本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，mmW基站102的功能元件可涉及在一个或多个处理元件上运行的一个或多个进程。
实施例可在硬件、固件和软件中的一者或组合中实现。实施例还可被实现为存储在计算机可读存储设备上的指令，其可由至少一个处理器读取和执行以执行本文所述的操作。一种计算机可读存储设备可包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任意非暂时性机构。例如，计算机可读存储设备可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备以及其它存储设备和介质。在一些实施例中，mmW基站102可以包括一个或更多处理器，并且可以被配置有存储在计算机可读存储设备上的指令。
在一个示例中，毫米波(mmW)基站包括波束成形处理器，该波束成形处理器配置用于以mmW频率多波束传输到多个用户装备(UE)的大孔径阵列天线，其中所述波束成形处理器被安排成为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分，该非干扰谱部分大大小于所述完整信道带宽，确定每个UE的发射功率分配并执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向UE以根据所述发射功率分配在UE所分配的非干扰谱部分内对所述UE同时传输数据流。
在另一个示例中，mmW基站是可配置为根据无线吉比特联盟(WiGig)规范操作，在该规范中，在60GHz频带内利用完整信道带宽与每个UE发生通信，所述完整信道带宽是2GHz宽的带宽，并且其中mmW基站被安排为指令UE在所分配的非干扰谱部分时抑制利用所述完整的信道带宽，并且在取代完整信道带宽的被分配的非干扰谱部分内与UE进行通信。
在另一示例中，波束成形处理器被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部分来减少每个UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不会超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制，并且其中大孔径阵列天线具有至少是mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。
在另一个示例中，波束成形处理器还可以被安排为确定每个UE的发射功率分配，这样，总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在信号功率密度限制之下，而PSD遵循发射谱掩码。
在另一个示例中，波束成形处理器还被安排为确定每个UE的发射功率分配以最大化多个UE的总吞吐量。
在另一个示例中，发射功率限制是由联邦通信委员会(FCC)所设定的发射功率限制，其中所述信号功率密度限制是由FCC设定的最大允许的信号功率密度限制，并且其中PSD遵循设定了最大谱密度的发射谱掩码。
在另一个示例中，非干扰谱部分包括1到3个物理资源块(PRB)，并且完整信道带宽包括至少50个PRB，每个PRB包括相同数目的正交频分多址(OFDM)子载波。
在另一个示例中，处理电路可以生成告知每个UE已经分配了完整信道带宽的哪个非干扰谱部分的指令，所述指令被安排用于在无线电资源控制(RRC)消息中传输。
在另一个示例中，波束成形处理器被安排为基于当前每个UE的方向使得阵列天线将MU-MIMO天线波束之一指向每个UE，并且其中重叠的天线波束被指向具有相同方向的UE。
在另一个示例中，由波束成形处理器根据频分多址(FDMA)技术来配置多波束传输，在其中，一个或多个非干扰物理资源块(PRB)被分配给每个UE。
在另一示例中，波束成形处理器还被安排为将UE的MU-MIMO组分配给物理资源块(PRB)，生成对UE的每个MU-MIMO组的OFDMA传输，以及配置大孔径阵列天线基于到UE的方向将一个天线波束指向每个UE，其中具有相同方向的UE被分配了不同的PRB。
在另一个示例中，每个UE的发射功率分配是至少部分基于下述一个或多个项：路径损耗、干扰、到UE的距离以及服务质量(QoS)等级。
在另一个示例中，用于由毫米波(mmW)基站所执行的多用户多输入多输出(MU-MIMO)的方法包括：配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)多波束传输，为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分，所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽，以及执行多波束波束成形以同时将多个MU-MIMO天线波束指向UE以用于根据发射功率分配在UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
在另一个示例中，mmW基站被安排为在分配非干扰谱部分时指令UE抑制使用完整信道带宽，并在取代完整信道带宽的被分配的非干扰谱部分内与UE通信。
在另一示例中，波束成形处理器被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部分来减少每个UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不会超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制，并且其中大孔径阵列天线具有至少是mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。
在另一个示例中，所述方法包括确定每个UE的发射功率分配，这样，总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在信号功率密度限制之下，而PSD遵循发射谱掩码。
在另一个示例中，毫米波(mmW)基站包括大孔径阵列天线以及配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)多波束传输的波束成形处理器，其中，所述波束成形处理器为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分，所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽，在分配的非干扰谱部分时指令UE抑制使用完整信道带宽，确定每个UE的发射功率分配，并执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向UE以用于根据发射功率分配在UE被分配的非干扰谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
在另一个示例中，mmW基站是可配置为根据无线吉比特联盟(WiGig)规范操作，在该规范中，在60GHz频带内利用完整信道带宽与每个UE发生通信，所述完整信道带宽是2GHz宽的带宽，并且其中mmW基站被安排为在取代完整信道带宽的被分配的非干扰谱部分内与UE进行通信。
在另一个示例中，波束成形处理器被安排为分配完整信道带宽的非干扰谱部分以减少每个UE的信号带宽来提供每个UE的功率谱密度(PSD)中的增加，而不超过总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制，并确定每个UE的发射功率分配，这样，总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在信号功率密度限制之下，而PSD遵循发射谱掩码。
在另一个示例中，提供了存储用于由一个或多个处理器执行以执行多用户多输入多输出(MU-MIMO)波束成形的操作的指令的非瞬态计算机可读存储介质。
所述操作包括：配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)多波束传输，为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分，所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽，以及配置大孔径阵列天线执行多波束波束成形以同时将多个MU-MIMO天线波束指向UE以用于根据发射功率分配在UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
在另一个示例中，所述操作还包括分配完整信道带宽的非干扰谱部分以减少每个UE的信号带宽来提供每个UE的功率谱密度(PSD)中的增加，而不超过总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制，并确定每个UE的发射功率分配，这样，总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在信号功率密度限制之下，而PSD遵循发射谱掩码。
遵照要求使读者能够确定技术公开的特性和要点的摘要的37C.F.R.部分1.72(b)提供了摘要。其主张这样的理解：它将不用于限制或解释权利要求的范围或含义。所附的权利要求被包括到具体实施方式中，每一个权利要求本身也作为单独的实施例。

Claims (21)

1.配置基站的大孔径阵列天线以毫米波(mmW)频率对多个用户装备(UE)的多波束传输的波束成形处理器，所述波束成形处理器被配置为：
为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分；
为每个UE确定发射功率分配；以及
执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向所述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的非干扰谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
2.如权利要求1所述的波束成形处理器，其特征在于，所述基站可配置为根据无线吉比特联盟(WiGig)规范操作，在所述规范中，在60GHz频带内利用所述完整信道带宽与每个UE发生通信，所述完整信道带宽是2GHz宽的带宽，以及
其中所述基站被安排为：
指令所述UE在被分配的非干扰谱部分时抑制使用所述完整信道带宽；以及
在取代所述完整信道带宽的所述被分配的非干扰谱部分内与所述UE通信。
3.如权利要求1所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器被安排为分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制，以及
其中所述大孔径阵列天线具有至少是mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。
4.如权利要求3所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器还被安排为确定每个UE的所述发射功率分配，这样：
总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，
用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且
PSD遵循发射谱掩码。
5.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器还被安排为确定每个UE的发射功率分配以最大化所述多个UE的总吞吐量。
6.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，其中所述发射功率限制是由联邦通信委员会(FCC)所设定的发射功率限制，
其中所述信号功率密度限制是由所述FCC设定的最大允许的信号功率密度限制，以及
其中所述PSD遵循设定了最大谱密度的发射谱掩码。
7.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述非干扰谱部分包括1到3个物理资源块(PRB)，并且完整信道带宽包括至少50个PRB，每个PRB包括相同数目的正交频分多址(OFDM)子载波。
8.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，还包括处理电路，所述处理电路生成告知每个所述UE已经分配了所述完整信道带宽的哪个非干扰谱部分的指令，所述指令被安排用于在无线电资源控制(RRC)消息中传输。
9.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器被安排为基于当前每个UE的方向使得所述阵列天线将所述MU-MIMO天线波束之一指向每个UE，以及
其中重叠的天线波束被指向具有相同方向的UE.
10.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，由所述波束成形处理器根据频分多址(FDMA)技术来配置所述多波束传输，在其中，一个或多个非干扰物理资源块(PRB)被分配给每个UE。
11.如权利要求4所述的波束成形处理器，其特征在于，所述波束成形处理器还被安排为：
将UE的MU-MIMO组分配给物理资源块(PRB)；
生成对UE的每个MU-MIMO组的OFDMA传输；以及
配置所述大孔径阵列天线基于到所述UE的方向将一个天线波束指向每个所述UE，
具有相同方向的UE可以被分配不同的PRB。
12.如权利要求5所述的波束成形处理器，其特征在于，其中每个UE的发射功率分配是至少部分基于下述一个或多个项：路径损耗、干扰、到所述UE的距离以及服务质量(QoS)等级。
13.一种用于由毫米波(mmW)基站所执行的多用户多输入多输出(MU-MIMO)的方法，所述方法包括：
配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输；
为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分,所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽；以及
执行多波束波束成形以同时将多个MU-MIMO天线波束指向所述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
14.如权利要求13所述的方法。其特征在于，所述mmW基站被安排为：
指令所述UE在分配非干扰谱部分时抑制使用所述完整信道带宽；以及
在取代所述完整信道带宽的所述被分配的非干扰谱部分内与所述UE通信。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制，以及
其中所述大孔径阵列天线具有至少是mmW频率的波长的十倍的宽度和长度尺寸。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括确定每个UE的发射功率分配，这样
总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，
用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且
PSD遵循发射谱掩码。
17.一种毫米波(mmW)基站，包括：
大孔径阵列天线；以及
配置所述大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输的波束成形处理器，
其中所述波束成形处理器被安排为：
为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分,所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽；
指令所述UE在被分配非干扰谱部分时抑制使用所述完整信道带宽；以及
为每个UE确定发射功率分配；以及
执行多波束波束成形以同时将多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)天线波束指向所述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的非干扰谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
18.如权利要求17所述的mmW基站，其特征在于，所述mmW基站可配置为根据无线吉比特联盟(WiGig)规范操作，在所述规范中，在60GHz频带内利用所述完整信道带宽与每个UE发生通信，所述完整信道带宽是2GHz宽的带宽，以及
其中所述mmW基站被安排为在取代所述完整信道带宽的所述被分配的非干扰谱部分内与所述UE通信。
19.如权利要求18所述的mmW基站，其特征在于，其中所述波束成形处理器被安排为：
分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制；以及
为每个UE确定所述发射功率分配，这样：
总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，
用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且
PSD遵循发射谱掩码。
20.存储用于由一个或多个处理器执行以执行多用户多输入多输出(MU-MIMO)波束成形的操作的指令的非瞬态计算机可读存储介质，所述操作包括：
配置大孔径阵列天线以mmW频率对多个用户装备(UE)的多波束传输；
为每个UE分配完整信道带宽的一个非干扰谱部分,所述非干扰谱部分大大少于所述完整信道带宽；以及
配置所述大孔径阵列天线执行多波束波束成形以同时将多个MU-MIMO天线波束指向所述UE以用于根据发射功率分配在所述UE被分配的谱部分内对所述UE的数据流的同时传输。
21.如权利要求20所述的非瞬态计算机可读存储介质，其特征在于，所述操作还包括：
分配所述完整信道带宽的所述非干扰谱部分来减少每个所述UE的信号带宽以为每个UE提供功率谱密度(PSD)的增加，而不超出总的发射功率(Pmax)限制、信号功率密度(Smax)限制和PSD限制；以及
为每个UE确定所述发射功率分配，这样：
总的发射功率分配不超过完整信道带宽的总的发射功率限制，
用于由任意天线波束传输的信号功率密度是在所述信号功率密度限制之下，并且
PSD遵循发射谱掩码。
CN201380017215.8A 2013-04-25 2013-09-25 毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法 Expired - Fee Related CN104254981B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361815744P 2013-04-25 2013-04-25
US61/815,744 2013-04-25
PCT/US2013/061558 WO2014175918A1 (en) 2013-04-25 2013-09-25 Millimeter-wave communication device and method for intelligent control of transmit power and power density

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104254981A true CN104254981A (zh) 2014-12-31
CN104254981B CN104254981B (zh) 2017-09-22

Family

ID=51792285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380017215.8A Expired - Fee Related CN104254981B (zh) 2013-04-25 2013-09-25 毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9391678B2 (zh)
EP (1) EP2989725A4 (zh)
JP (1) JP5960351B2 (zh)
KR (1) KR101717003B1 (zh)
CN (1) CN104254981B (zh)
AU (1) AU2013381337B2 (zh)
RU (1) RU2608755C1 (zh)
WO (1) WO2014175918A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9391678B2 (en) 2013-04-25 2016-07-12 Intel Corporation Millimeter-wave communication device and method for intelligent control of transmit power and power density
CN107079484A (zh) * 2014-12-29 2017-08-18 联发科技股份有限公司 两个通信装置之间透过多层信令实体而实施无线通信的方法以及网络控制装置
CN108702192A (zh) * 2016-02-22 2018-10-23 高通股份有限公司 毫米波多输入/多输出***中的多层波束成形
CN109076371A (zh) * 2016-06-01 2018-12-21 英特尔Ip公司 用于灵活传输模式切换的cqi上报
CN109792341A (zh) * 2016-07-05 2019-05-21 Gogo有限责任公司 无线多载波通信***中的子载波功率分配
CN109891926A (zh) * 2016-08-10 2019-06-14 瑞典爱立信有限公司 用于无线电接入网络中的数据传输的技术
CN110650525A (zh) * 2019-08-12 2020-01-03 浙江工业大学 一种多波束分配功率mac协议通信方法
CN111345098A (zh) * 2018-10-19 2020-06-26 联发科技股份有限公司 用于用户设备节能的自适应架构
CN112602270A (zh) * 2018-08-29 2021-04-02 高通股份有限公司 无线***中的高度限制波束成形
CN112616189A (zh) * 2020-12-10 2021-04-06 北京邮电大学 一种静态和动态相结合的毫米波波束资源分配与优化方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104539334A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 西安交通大学 一种基于swipt下支持多用户对高速通信的波束形成方法
US9742608B2 (en) * 2015-05-29 2017-08-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Low PAPR waveform for mmW
RU2609586C2 (ru) * 2015-07-28 2017-02-02 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Способ распределения мощности бортовых передатчиков между сигналами в прямых каналах спутниковой системы доступа к информационным ресурсам с неоднократным использованием полос частот
US10263805B2 (en) * 2015-09-28 2019-04-16 Commscope Technologies Llc Directional wireless drop systems for broadband networks and related methods
CN107852202B (zh) * 2015-10-20 2021-03-30 松下电器（美国）知识产权公司 通信装置及通信方法
CA3015253A1 (en) * 2016-01-18 2017-07-27 Viavi Solutions Inc. Method and apparatus for the detection of distortion or corruption of cellular communication signals
WO2017155138A1 (ko) * 2016-03-09 2017-09-14 엘지전자 주식회사 밀리미터웨이브를 지원하는 무선접속 시스템에서 자원할당 방법 및 장치
US9954600B2 (en) 2016-07-05 2018-04-24 Gogo Llc Servicing cell selection in air to ground communication systems
US20180020451A1 (en) * 2016-07-16 2018-01-18 Phazr, Inc. High Capacity Layered Wireless Communications System
EP3280106A1 (en) * 2016-08-05 2018-02-07 Ntt Docomo, Inc. Method and apparatus for transmitting a signal and method and apparatus for receiving a signal
US10863474B2 (en) 2016-10-21 2020-12-08 Qualcomm Incorporated Millimeter-wavelength network map for use in a beamforming procedure
US9743258B1 (en) * 2016-11-30 2017-08-22 Qualcomm Incorporated Multi-user multiple-input multiple-output group management
CN106998222A (zh) * 2017-03-08 2017-08-01 南京航空航天大学 一种分布式天线***中高能效的功率分配方法
US11122566B2 (en) * 2017-07-20 2021-09-14 Qualcomm Incorporated Waveform design based on power spectral density (PSD) parameters
EP3668234B1 (en) * 2017-08-07 2023-06-28 LG Electronics Inc. Method for transmitting/receiving signal between terminal and base station in wireless communication system for supporting unlicensed band, and devices for supporting same
WO2020073191A1 (en) * 2018-10-09 2020-04-16 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for power control
KR102243033B1 (ko) * 2018-10-26 2021-04-21 인제대학교 산학협력단 밀리미터파 초고밀도 네트워크를 위한 사용자 연계 및 전력 할당 방법
US11070279B2 (en) * 2018-12-14 2021-07-20 Qualcomm Incorporated Flexible beamforming techniques for wireless devices
WO2020153881A1 (en) * 2019-01-22 2020-07-30 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and devices for communication utilizing beamforming
JP7198373B2 (ja) * 2019-05-16 2022-12-28 テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル） 端末装置のグループへのビームフォーミングされた送信
US11038639B1 (en) * 2019-10-18 2021-06-15 T-Mobile Innovations Llc Performing MU-MIMO based on bandwidth parts
CN110856260B (zh) * 2019-11-14 2022-07-08 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种毫米波通信***多波束多用户资源分配方法
US11076372B1 (en) * 2020-02-24 2021-07-27 Gogo Business Aviation Llc Systems and methods for accessing an air-to-ground network
US11622378B2 (en) * 2020-07-02 2023-04-04 Qualcomm Incorporated Management of frequency resource interference
KR20220015124A (ko) * 2020-07-30 2022-02-08 삼성전자주식회사 다중 빔 송신을 위한 송신 전력 제어 방법 및 전자 장치
US11616565B2 (en) 2021-06-30 2023-03-28 Gogo Business Aviation Llc Beam pointing fine tuning for vehicle-based antennas
US11644522B2 (en) * 2022-08-08 2023-05-09 Ultralogic 6G, Llc Triangular beam configurations for rapid beam alignment in 5G and 6G
CN115642940A (zh) * 2022-09-07 2023-01-24 河南工业大学 一种多用户宽带毫米波波束分配方法、***及可存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080075033A1 (en) * 2000-11-22 2008-03-27 Shattil Steve J Cooperative beam-forming in wireless networks
US20100056061A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Qualcomm Incorporated Power spectrum density control for wireless communications
CN202261664U (zh) * 2011-08-15 2012-05-30 长沙思信网络科技有限公司 一种广播双向传输功率调节***
US20120140615A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Gong Michelle X Method, station and computer readable medium for downlink multi-user multiple access category medium access and error recovery
CN102696193A (zh) * 2010-01-07 2012-09-26 Lg电子株式会社 在无线通信***中生成参考信号序列的方法和装置
WO2013022321A2 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for mixed analog/digital beamforming

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3472430B2 (ja) * 1997-03-21 2003-12-02 シャープ株式会社 アンテナ一体化高周波回路
ATE262757T1 (de) * 1997-09-15 2004-04-15 Kathrein Werke Kg Praktisches raum-zeit-funkübertragungsverfahren zur verbesserung der cdma-übertragungskapazität
JP2000091844A (ja) * 1998-09-08 2000-03-31 Nec Corp 多重無線通信装置
US7020110B2 (en) * 2002-01-08 2006-03-28 Qualcomm Incorporated Resource allocation for MIMO-OFDM communication systems
US6862271B2 (en) * 2002-02-26 2005-03-01 Qualcomm Incorporated Multiple-input, multiple-output (MIMO) systems with multiple transmission modes
US7865132B2 (en) * 2004-07-20 2011-01-04 Rockwell Collins, Inc. Method and apparatus for interacting with a communications system using radiated power adjusted according to an estimation of link-loss
US8098632B2 (en) * 2005-01-21 2012-01-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for downlink scheduling in a SDMA-enabled OFDMA wireless network
KR100896686B1 (ko) * 2006-06-05 2009-05-14 삼성전자주식회사 비압축 등시성 데이터 전송을 위한 채널 할당 관리 방법,비압축 등시성 데이터 전송 방법 및 상기 방법을 이용하는장치
KR101277260B1 (ko) * 2006-06-08 2013-07-30 삼성전자주식회사 링크 최적화 매카니즘에 이용되는 전송 패킷의 구조 및이를 이용한 송수신 장치 및 방법
KR101330633B1 (ko) * 2006-06-08 2013-11-18 삼성전자주식회사 무선 통신 방법 및 장치
JPWO2008013173A1 (ja) * 2006-07-24 2009-12-17 パナソニック株式会社 受信装置、送信装置及び通信方法
US8391196B2 (en) * 2006-10-26 2013-03-05 Qualcomm Incorporated Dynamic power amplifier backoff using headroom information
US8553795B2 (en) * 2006-10-31 2013-10-08 Qualcomm Incorporated Unified design and centralized scheduling for dynamic SIMO, SU-MIMO and MU-MIMO operation for RL transmissions
KR101086604B1 (ko) * 2006-11-01 2011-11-23 콸콤 인코포레이티드 간섭 관리를 위한 셀간 전력 제어
US7830312B2 (en) * 2008-03-11 2010-11-09 Intel Corporation Wireless antenna array system architecture and methods to achieve 3D beam coverage
US8326341B2 (en) 2008-06-23 2012-12-04 Nokia Corporation Method, apparatus and computer program for downlink MU-MIMO power settings and control
IN2012DN00990A (zh) * 2009-08-13 2015-04-10 Sony Corp
US8743838B2 (en) * 2009-09-15 2014-06-03 Intel Corporation Millimeter-wave communication station and method for scheduling association beamforming training with collision avoidance
WO2011041555A2 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Interdigital Patent Holdings, Inc. Power control for devices having multiple antennas
US20110228730A1 (en) * 2009-10-30 2011-09-22 Qualcomm Incorporated Scheduling simultaneous transmissions in wireless network
EP3633886A1 (en) * 2009-11-13 2020-04-08 InterDigital Patent Holdings, Inc. Control signaling in wireless communications
US10244579B2 (en) * 2010-01-28 2019-03-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Techniques for millimeter wave mobile communication
US8923219B2 (en) * 2010-02-17 2014-12-30 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for supporting adaptive channel state information feedback rate in multi-user communication systems
WO2011138777A2 (en) * 2010-05-04 2011-11-10 Celeno Communications Ltd. System and method for channel state related feedback in multi-user multiple-input-multiple-output systems
RU2411662C1 (ru) * 2010-05-31 2011-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Способ направленной транспортировки свч электромагнитного излучения
US8934466B2 (en) * 2010-12-16 2015-01-13 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for supporting modulation-coding scheme set in very high throughput wireless systems
KR101839808B1 (ko) * 2011-08-24 2018-04-26 삼성전자주식회사 이동 단말기 및 그 통신방법, 기지국 컨트롤 장치 및 그 컨트롤 방법, 및 그것을 이용하는 다중 협력 송수신 시스템 및 그 방법
CN103797725B (zh) * 2011-09-14 2018-07-06 李尔登公司 在无线***中利用同调性区域的***及方法
WO2013089679A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-20 Intel Corporation Beamforming based on information from platform sensors
US9526091B2 (en) * 2012-03-16 2016-12-20 Intel Corporation Method and apparatus for coordination of self-optimization functions in a wireless network
US20140153500A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-05 Qualcomm Incorporated Methods, systems, and devices for configuring maximum transmit power
WO2014175918A1 (en) 2013-04-25 2014-10-30 Intel Corporation Millimeter-wave communication device and method for intelligent control of transmit power and power density
US20150003343A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Network assisted interference mitigation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080075033A1 (en) * 2000-11-22 2008-03-27 Shattil Steve J Cooperative beam-forming in wireless networks
US20100056061A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Qualcomm Incorporated Power spectrum density control for wireless communications
CN102696193A (zh) * 2010-01-07 2012-09-26 Lg电子株式会社 在无线通信***中生成参考信号序列的方法和装置
US20120140615A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Gong Michelle X Method, station and computer readable medium for downlink multi-user multiple access category medium access and error recovery
WO2013022321A2 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for mixed analog/digital beamforming
CN202261664U (zh) * 2011-08-15 2012-05-30 长沙思信网络科技有限公司 一种广播双向传输功率调节***

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9391678B2 (en) 2013-04-25 2016-07-12 Intel Corporation Millimeter-wave communication device and method for intelligent control of transmit power and power density
CN107079484A (zh) * 2014-12-29 2017-08-18 联发科技股份有限公司 两个通信装置之间透过多层信令实体而实施无线通信的方法以及网络控制装置
US11196462B2 (en) 2016-02-22 2021-12-07 Qualcomm Incorporated Multi-layer beamforming in millimeter-wave multiple-input/multiple-output systems
CN108702192A (zh) * 2016-02-22 2018-10-23 高通股份有限公司 毫米波多输入/多输出***中的多层波束成形
CN108702192B (zh) * 2016-02-22 2021-09-28 高通股份有限公司 毫米波多输入/多输出***中的多层波束成形
CN109076371A (zh) * 2016-06-01 2018-12-21 英特尔Ip公司 用于灵活传输模式切换的cqi上报
CN109076371B (zh) * 2016-06-01 2023-03-24 苹果公司 用于灵活传输模式切换的cqi上报
CN109792341A (zh) * 2016-07-05 2019-05-21 Gogo有限责任公司 无线多载波通信***中的子载波功率分配
CN109792341B (zh) * 2016-07-05 2021-08-13 高高商务航空有限责任公司 无线多载波通信***中的子载波功率分配
CN109891926A (zh) * 2016-08-10 2019-06-14 瑞典爱立信有限公司 用于无线电接入网络中的数据传输的技术
CN112602270A (zh) * 2018-08-29 2021-04-02 高通股份有限公司 无线***中的高度限制波束成形
CN111345098A (zh) * 2018-10-19 2020-06-26 联发科技股份有限公司 用于用户设备节能的自适应架构
CN110650525A (zh) * 2019-08-12 2020-01-03 浙江工业大学 一种多波束分配功率mac协议通信方法
CN112616189B (zh) * 2020-12-10 2022-09-09 北京邮电大学 一种静态和动态相结合的毫米波波束资源分配与优化方法
CN112616189A (zh) * 2020-12-10 2021-04-06 北京邮电大学 一种静态和动态相结合的毫米波波束资源分配与优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013381337A1 (en) 2014-11-13
US20150085761A1 (en) 2015-03-26
AU2013381337B2 (en) 2016-02-25
WO2014175918A1 (en) 2014-10-30
JP2015523004A (ja) 2015-08-06
CN104254981B (zh) 2017-09-22
US9391678B2 (en) 2016-07-12
EP2989725A1 (en) 2016-03-02
RU2608755C1 (ru) 2017-01-24
KR101717003B1 (ko) 2017-03-27
EP2989725A4 (en) 2017-01-18
JP5960351B2 (ja) 2016-08-02
KR20150121184A (ko) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104254981B (zh) 毫米波通信设备以及用于发射功率和功率密度的智能控制的方法
US8849353B2 (en) Method of grouping users to reduce interference in MIMO-based wireless network
US9768843B2 (en) Massive MIMO (M-MIMO) support for heterogeneous networks (HetNets)
CN102098784B (zh) 一种资源配置方法和设备
CN109462465A (zh) 使用重叠的候选参数配置集配置载波的***和方法
CN102349253B (zh) 无线通信***、无线发送装置和无线发送方法
EP2521390A1 (en) Method for carrier aggregation and method for dynamic spectrum allocation
US11601247B2 (en) Sounding reference signal switching
Cirik et al. A subcarrier and power allocation algorithm for OFDMA full-duplex systems
CN106656217A (zh) 一种多射频单元基站***的全双工传输方法
KR102667404B1 (ko) 능동적으로 사용되는 스펙트럼 내에서의 간섭을 완화시키기 위한 시스템 및 방법
US11290139B1 (en) Method and system for controlling interference by dynamically adjusting quantity of antennas
US20210068104A1 (en) Resource unit (ru) allocation for eht for power spectral density limitations
US20220231710A1 (en) Fast srs antenna port switching for frequency-division duplexing
US20220166474A1 (en) Systems and methods for mitigating interference within actively used spectrum
CN112243251B (zh) 一种基于scma的认知mimo***能效优化方法
US20230188180A1 (en) Grouping in Series-Connected Radios
Sahoo et al. Medium access strategies for integrated access and backhaul at mmWaves unlicensed spectrum
EP2854301B1 (en) A method of operating a wireless communications system, a corresponding antenna controller, and radio access node
Li et al. A suboptimal STDMA scheduling for concurrent transmissions in mmWave wireless networks
Liu et al. Spectrum Efficient Coexistence Between 5G NR Unlicensed and WiGig in 60 GHz Band
Peterson et al. Radio Transmission

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170922

Termination date: 20190925

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee