CN107431512A - 大规模mimo适配的***和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于提高大规模MIMO适配的效率的方法。一实施例中，用于在MIMO网络中运行网络组件的方法包括：由网络组件获取一个或多个网络参数；根据所述一个或多个网络参数，由网络组件确定大规模MIMO AP中用于在一个时间帧中进行传输的活动天线的数量，所选择的活动天线的数量小于大规模MIMO AP中可用天线的总数；以及使用确定数量的活动天线为一个或多个UE提供服务。其他实施例减少了根据网络参数使用的波束形成器的数量。另外的其他实施例中，减少了一个时间帧内由大规模MIMO AP发送的数据流的数量，以及对应的要被其服务的用户的数量。

Description

大规模MIMO适配的***和方法
交叉引用
本申请要求2015年3月31日提交的题为“大规模MIMO适配的***和方法”的美国专利申请序列号14/675,449的优先权，其内容通过完全引用方式纳入本文。
技术领域
本发明一般涉及用于无线通信的***和方法，并且在特定实施例中涉及用于大规模MIMO网络的***和方法。
背景技术
大规模多输入多输出技术MIMO是5G无线网络的候选技术。与传统MIMO***的基站相比，大规模MIMO***中的基站配备了更多的天线(例如，下一代***中的大约20到100个天线或更多天线)。在大规模MIMO中，使用多用户MIMO技术同时服务更大数量的用户。在大规模MIMO中，热噪声和快衰落消失。大规模MIMO还简化了多用户处理，减少了传输功率，并提供较高的总速率。
信道状态信息(CSI)是大规模MIMO***的重要参数。CSI在上行链路被用于通过接受接收波束成形以分离用户，并在下行链路通过传输波束成形以发送不同的数据到不同的用户。
大规模MIMO之前的工作经常采用时分双工(TDD)。由于信道互易性，前向链路信道和反向链路信道在TDD中是相同的。基站基于上行链路导频估计信道。由于信道互易性，不需要明确的信道状态信息(CSI)反馈。然而，上行链路信道估计可能被附近小区中的导频重用污染。进一步地，非理想的硬件和校准误差造成额外的信道估计误差。
尽管大规模MIMO之前的工作经常采用TDD模式，但是具有FDD模式优点的大规模MIMO是可取的。FDD是当前无线***中的一种常规的双工策略。因此，可能需要升级到基于FDD的大规模MIMO***。然而，在FDD模式中，由于上行链路(UL)和下行链路(DL)上的载波频率不同，信道互易性不再成立。用户需要DL训练以估计用于相干检测的下行链路CSI。进一步地，所有用户经常需要向基站发送下行链路的CSI，以进行通常称为反馈的预编码设计。然而，这种反馈消耗了宝贵的***资源。
发明内容
根据本发明一实施例，一种用于在大规模多输入多输出(MIMO)网络中运行网络组件的方法：由网络组件获取一个或多个网络参数；根据一个或多个网络参数，由网络组件确定大规模MIMO接入点(AP)中用于在一个时间帧中进行传输的活动(active)天线的数量，所选择的活动天线的数量小于大规模MIMO AP中可用天线的总数；以及使用确定数量的活动天线为一个或多个用户设备(UE)提供服务。
根据另一实施例，一种用于在大规模MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：由网络组件获取一个或多个网络参数；根据要被服务的用户的数量、从大规模MIMO AP到用户的信道的大规模衰落系数、大规模MIMO网络中的延迟以及UE的移动性中的至少一个，由网络组件确定预定的静态模拟波束形成器的数量，预定的静态模拟波束形成器用于在一个时间帧中从大规模MIMO AP进行传输，其中所选的波束形成器的数量小于可用的波束形成器的总数；以及通过大规模MIMO AP，使用确定数量的静态模拟波束形成器为要被服务的用户提供服务。
根据另一实施例，一种用于在大规模多输入多输出MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：由网络组件获取一个或多个网络参数；由网络组件确定一个时间帧内由大规模MIMO接入点(AP)发送的数据流的数量以及对应的要被其服务的用户的数量，所述数据流的数量小于可用数据流的总数量；以及使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。
根据另一实施例，一种大规模多输入多输出(MIMO)网络中的网络组件，包括：处理器；以及存储由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，编程包括指令，其用于：根据一个或多个网络参数，确定大规模MIMO接入点(AP)中用于在一个时间帧中进行传输的活动天线的数量，所选择的活动天线的数量小于可用天线的总数；以及使用所确定数量的活动天线为一个或多个用户设备(UE)提供服务。
根据另一实施例，一种用于自适应地提高大规模多输入多输出(MIMO)网络中效率的网络组件，包括：处理器；以及用于存储由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，编程包括指令，其用于：根据要被服务的用户的数量、从大规模MIMO AP到用户的信道的大规模衰落系数、MIMO网络中的延迟以及UE的移动性中的至少一个，确定用于在一个时间帧中通过模拟波束形成从大规模MIMO接入点(AP)进行传输的预定的静态模拟波束形成器的数量，其中所选的波束形成器的数量小于可用的波束形成器的总数；以及通过大规模MIMO AP，使用确定数量的静态模拟波束形成器，为要被服务的用户提供服务。
根据另一实施例，一种大规模多输入多输出(MIMO)网络中的网络组件，包括：处理器；以及用于存储由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，编程包括指令，其用于：确定一个时间帧内由大规模MIMO接入点(AP)发送的数据流的数量以及对应的要被其服务的用户的数量，其中数据流的数量小于可用数据流的总数量；以及使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下描述，其中：
图1示出了对于具有12个用户的每个小区，且其用户具有三种不同的速度的情况下，作为基站处天线数量的函数的平均DL可实现总速率的示意图；
图2示出了以相同速度移动的三种用户——其所在各小区的用户数量不同——的平均DL可实现总速率的示意图，其中所述总速率为基站处天线数量的函数；
图3示出了大规模MIMO无线网络的***的一个实施例；
图4为大规模MIMO无线网络一实施例的示意图；
图5为基站中用于大规模MIMO适配的方法一实施例的流程图；
图6为UE中用于向基站提供用于大规模MIMO适配信息的方法一实施例的流程图；
图7为基站中用于使用波束形成器的大规模MIMO适配的方法一实施例的流程图；以及
图8为可以用于实现本发明公开的装置和方法的处理***的框图。
具体实施方式
以下详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应当理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，其可以在各种各样的特定背景中得到体现。所讨论的具体实施例仅仅是制造和使用本发明的具体方式的说明，并不限制本发明的范围。
在FDD大规模MIMO***中，DL导频传输和DL CSI反馈的费用随着基站天线的数量变化，而不随用户的数量变化。获取下行链路CSI时使用更多资源经常可以得到更准确的CSI，并因此可在一个时隙内发送更多数据。然而，获取下行链路CSI时使用更多资源减少了为实际数据传输而分配的资源。因此，在用于实际数据传输的时隙数与一个时隙内可发送的数据量之间存在协调。根据理论结果，当为既定数量的用户提供服务时，一个时隙中的下行链路速率随着基站天线的数量(在基站处具有足够大的天线数量)而呈对数式增加。由于训练和反馈费用，用于实际数据传输的时隙数量随基站处天线的数量线性减少。这种协调在常规的FDD MIMO中不会出现，因为常规的FDD MIMO中的天线数量很少。
据观察，根据基站天线的数量、用户的移动性、每个小区中的用户数量、FDD大规模MIMO的性能发生变化。因此，本公开的观点为，由于开销变化，性能的改进可以通过调整基于***环境训练的活动天线的数量来实现。一实施例中，根据(1)需要被服务的用户的数量，(2)从基站到用户的信道的大规模衰落系数，以及(3)***中的延迟和移动性，选择活动天线的数量。所述大规模衰落系数可能与平均接收信号强度相关——例如，作为基站和用户之间传输距离的函数，还与诸如建筑或者小山的大物体的遮蔽相关。
虽然本公开的***和方法主要参照FDD***进行描述，但是本领域普通技术人员将会认识到所公开的方法和***也可以应用于时分双工(TDD)***。例如，如果TDD***不利用互易性，则可能需要下行链路训练，在这种情况下，用于减少活动天线或活动波束的数量的方法和***对于TDD***将是有益的。
一实施例中，一种用于在大规模MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：由网络组件获取一个或多个网络参数；以及根据一个或多个网络参数，由所述网络组件确定大规模MIMO AP中用于在一个时间帧内进行传输的活动天线中的数量，所选择的活动天线的数量小于大规模MIMO AP中可用的天线的总数。所述网络参数可能包括来自一个或多个UE的多普勒估计、要被MIMO AP服务的用户的数量、UE的移动性、大型MIMO网络中的延迟和/或从大规模MIMO AP到一个或多个UE的信道的大规模衰落系数。一实施例中，所述网络参数包括信道质量参数，所述方法还可包括基于信道质量参数，将多个UE中的UE分组成多个UE分组，确定每个分组的活动天线的数量；以及使用每个分组的确定数量的活动天线服务该UE分组。信道质量参数可从来自一个或多个UE的反馈中获取。该方法还可包括与UE共享用户分组描述；从UE中的一个UE接收应将UE中的该UE移动至不同的分组的指示；以及将UE中的该UE添加到不同的分组。一实施例中，所述方法包括：根据一个或多个更新的网络参数，确定大规模MIMO AP中用于在第二时间帧内进行传输的活动天线的第二数量，其中所确定的用于第二时间帧的活动天线的第二数量不同于用于所确定的用于一个时间帧的所述活动天线的数量。网络组件可以为大规模MIMO AP或者另一个与大规模MIMO AP通信的组件。
一实施例中，一种用于在大规模多输入多输出(MIMO)网络中运行网络组件的方法，包括：由网络组件获取一个或多个网络参数；根据要被服务的用户的数量、从大规模MIMO AP到用户的信道的大规模衰落系数、大规模MIMO网络中的延迟以及UE的移动性中的至少一个，由网络组件确定预定的静态模拟波束形成器的数量，预定的静态模拟波束形成器用于在一个时间帧中从大规模MIMO接入点(AP)进行传输，其中所选的波束形成器的数量小于可用的波束形成器的总数；以及通过大规模MIMO AP，使用确定数量的静态模拟波束形成器为要被服务的用户提供服务。
一实施例中，一种用于在大规模MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：由网络组件获取一个或多个网络参数；由网络组件确定一个时间帧内由大规模MIMO AP发送的数据流的数量以及对应的要被其服务的用户的数量，其中数据流的数量小于可用数据流的总量；以及使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。一实施例中，大规模MIMO AP中的所有天线都被用于使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。一实施例中，所述方法还包括使用固定的预编码器，以通过大规模MIMO AP中所有天线，对使用确定数量的数据流的确定数量的用户提供服务。
一实施例中，一种大规模MIMO网络中的网络组件，包括：处理器；以及存储由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，编程包括指令，其用于：根据一个或多个网络参数，确定大规模MIMO AP中用于在一个时间帧中进行传输的活动天线的数量，所选择的活动天线的数量小于大规模MIMO AP中可用天线的总数。所述网络参数可包括来自一个或多个UE的多普勒估计、要被大规模MIMO AP服务的用户的数量、UE的移动性、大规模MIMO网络中的延迟、以及从大规模MIMO AP到一个或多个UE的信道的大规模衰落系数。一实施例中，所述网络参数可包括信道质量参数，所述编程可包括指令，其用于：基于信道质量参数，把多个UE中的UE分组成多个UE分组，确定每个分组的活动天线的数量；以及使用每个分组的确定数量的活动天线服务该分组。信道质量参数可从来自多个UE中的一个或多个UE的反馈获取。编程还可包括指令，其用于：与UE共享用户分组描述；从UE中的一个UE接收应将UE中的该UE移动至不同的分组的指示；以及将UE中的该UE添加到不同的分组。编程还可包括指令，其用于：根据一个或多个更新的网络参数，确定大规模MIMO AP中用于在第二时间帧内进行传输的活动天线的第二数量，其中所确定的用于第二时间帧的活动天线的第二数量不同于所确定的用于一个时间帧的所述活动天线的数量。
一实施例中，一种用于MIMO网络的网络组件，包括：处理器以及存储由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，编程包括指令，其用于：根据要被服务的用户的数量、从大规模MIMO AP到用户的信道的大规模衰落系数、MIMO网络中的延迟以及UE的移动性中的至少一个，确定用于在一个时间帧中通过模拟波束形成从大规模MIMO AP进行传输的预定的静态模拟波束形成器的数量，其中所选的波束形成器的数量小于可用的波束形成器的总数；以及通过大规模MIMO AP，使用确定数量的静态模拟波束形成器，为要被服务的用户提供服务。
一实施例中，一种大规模MIMO网络中的网络组件，包括：处理器以及用于存储由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，编程包括指令，其用于：确定一个时间帧内由大规模MIMO接入点(AP)发送的数据流的数量以及对应的要被其服务的用户的数量，其中数据流的数量小于可用数据流的总数量；以及使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。一实施例中，大规模MIMO AP中的所有天线都被用于使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。一实施例中，编程进一步包括指令，其用于：使用固定的预编码器，以通过大规模MIMO AP中的所有天线使用确定数量的数据流服务确定数量的用户。
图1示出了每个小区中具有不同速度的12个用户的平均DL可实现总速率的示意图100——其中所述总速率为基站处天线数量的函数。天线的数量为用于UL CSI估计、DL CSI估计、DL CSI反馈和DL数据传输的天线数量。从图100中可以看出，所使用的天线数量和最大平均DL可实现总速率之间存在关系。进一步地，可以看出，取得最大平均DL可实现总速率时的天线数量随小区中用户的速度而变化。例如，当小区中用户的速度为30千米(km)/小时(h)时，产生最大平均DL可实现总速率的天线数量在50个到100个之间。相比之下，当用户的速度为15km/h时，最大平均DL可实现总速率在大约150个天线时实现。因此，用于产生最大平均DL可实现总速率的活动天线的数量随着用户的速度变化。帧中不工作的天线可被关闭。应当注意，在一帧中关闭的天线可以在另一帧中被接通，在一帧中接通的天线可在另一帧中被关闭。
图2示出了以相同速度移动的三种用户——其所在各小区的用户数量不同——的平均DL可实现总速率的示意图200，其中所述总速率为基站处天线数量的函数。从图200中可以看出，产生最大平均DL可实现总速率的天线数量随每个小区内的用户数量变化。例如，对于每个小区内12个用户的情况，产生最大平均DL可实现总速率的天线数量为大约150个，而对于每个小区内20个用户的情况，产生最大平均DL可实现总速率的天线数量为大约100个。因此，用于产生最大平均DL可实现总速率的天线数量随着每个小区内的用户数量变化。
本文公开了用于大规模MIMO的***和方法，该***和方法基于多种网络参数，例如分组内的用户数量、分组内用户的平均速度以及来自用户的其他反馈，对基站处用于获取DL CSI的天线数量进行调整。一实施例中，基站处的部分天线被关闭或禁用。另一实施例中，所有基站天线都被启用并被使用，但是会基于网络条件改变分组内的用户数，使得部分天线服务于一个分组而其他天线服务于其他分组。另一实施例中，部分天线被禁用，而剩余的活动天线被用于适当分组的用户，使得部分天线服务一个分组，而其他天线服务其他分组。
图3示出了用于大规模MIMO无线网络的***300的一个实施例。***300包括大规模MIMO接入点(AP)302，其使用无线链路306与多个用户设备(UE)304进行通信。如同在本文中使用的，术语AP也可以被称为传输点(TP)或者基站，且这三个术语可以在本公开中互换使用。无线链路306可以使用一对载波频率。用于支持AP 302的部分网络元件，例如回程网络，管理实体等没有在***300中示出。从大规模MIMO AP 302到UE304的传输被称为下行链路(DL)传输，从UE 304到大规模MIMO AP 302的传输被称为上行链路(UL)传输。大型MIMOAP 302包括多个天线308。一实施例中，大型MIMO AP 302处的天线308的数量在20到100之间，但在其他实施例中可能更多。
大型MIMO AP 302可包括能够通过，尤其是与UE 304建立上行链路和/或下行链路连接而提供无线接入的任何组件，例如基站收发器(BST)、基站(BS)、演进节点B(eNB)、毫微微小区或其他具有无线功能的设备。UE 304可以是能够与大规模MIMO AP 302建立无线连接的任何设备。UE 304可以为智能手机，平板电脑，便携式计算机等。回程网络(未示出)可以为允许在大规模MIMO AP 302与远程端(未示出)之间交换数据的任何组件或组件集合。在一些实施例中，***300可包括各种其他无线设备。
为了提升网络性能，对大规模MIMO AP 302处总的可用天线中用于下行链路传输的大规模MIMO AP 302天线的数量进行自适应地调整，以实现高吞吐量。用于调整用于DLCSI的天线数量的信息可包括例如，一个或多个UE 304的多普勒扩展或相干时间估计，需要被服务的UE 304的数量，和/或***300中的延迟估计。活动天线308的数量可能在不同的帧上发生变化。一实施例中，UE 304被分组到不同的级别，所述不同级别中可能具有不同数量的活动天线308，该数量为活动天线308最佳数量。网络可以根据不同的调度策略在不同的UE级别之间交替。公开的***和方法的一个优点为：提高了大规模MIMO AP 302处分配用于获取下行链路CSI的资源与分配给数据传输的资源之间的协调性。
如果使用用户分组，大规模MIMO AP 302以从上行链路信号(例如，多普勒估计)直接获取，或者通过从UE 304得到反馈(例如，以信道质量指数(CQI)或平均接收信号功率(RSRP)表征的信噪比(SNR)报道)的方式周期性获取信道质量参数。具有相似信道特性的UE304可以被分组在一起。可以基于典型的信道质量参数集来预定义有限数量的可能的用户组。UE分组可因部分用户信道质量参数可能发生的变化而周期性进行。或者，可以响应于事件或触发程序来执行UE分组。在其他实施例中，可以不使用UE分组。
大规模MIMO AP 302对要在特定帧内被服务的用户组中的UE304进行调度。如果使用UE分组，大规模MIMO AP 302选择要在特定帧内被服务的特定用户的级别。一个帧内未使用的天线被关闭。每个帧中，仅有一个用户组被大规模MIMO AP 302服务。
大规模MIMO AP 302从调度的UE 304获取用于适配的信息。该信息可以是来自UE304的多普勒或相干时间估计、***300中的延迟估计和/或大规模MIMO AP 302和调度的UE 304之间的信道的大规模衰落系数或平均路径损耗。此信息可从上行链路信号直接获取或者从调度的UE 304的反馈获取。基于被调度用户的总数、相应的适配信息和/或UE 304的信道特征，大规模MIMO AP 302确定特定帧中用于服务所调度的UE 304的有源天线的最优数量。大规模MIMO AP 302可随机或者根据预定义的选择策略选择对应的活动天线。大规模MIMO AP 302还为所选数量的活动天线选择适当的下行链路训练序列集或者导频，并传输所述导频到调度的UE 304。AP 302接收从调度的UE 304发送回来的DL CSI信息。基于由大规模MIMO AP 302从被调度的UE 304接收的DL CSI信息，大规模MIMO AP 302设计相应的预编码器，并传输数据到所调度的UE 304。如果在特定的帧中调度UE 304，其基于下行链路导频，例如使用MMSE估计法或者最小二乘法，估计DL CSI。只有在特定帧内调度的UE 304才能在该特定帧期间估计DL CSI。所述UE 304通过使用模拟反馈或其他反馈技术，例如基于量化的CSI反馈(也称为有限反馈)，将估计的DL CSI发送回大规模MIMO AP 302。周期性的信道质量参数被发送回大规模MIMO AP 302，以协助大规模MIMO AP 302进行用户分组和/或调度。如果使用用户分组，预定义的用户组描述可在大规模MIMO AP 302和UE 304之间共享。在使用用户分组的一实施例中，UE 304自身可确定何时其应被移动至新的用户组中，其后该UE 304将用户分组索引，而非一整套信道质量参数发送给大规模MIMO AP 302。
一实施例中，大规模MIMO AP 302关闭或者禁用未用于DL CSI的天线，从而改变用于DL或者UL的活动传输天线的数量。一替代实施例中，在仍然使用MIMO AP 302的所有物理天线的同时，使用固定预编码器(不依赖于信道)来改变数据流的数量和对应被服务的用户的数量。固定预编码器是具有数据流(虚拟天线)到物理天线的固定映射的预编码器。由于该固定的映射，不需要开环反馈，且不需要信道状态信息。以这种方式，所有的天线都可以被用于服务数据流的子集，而不需要关闭部分传输天线。同一天线集合被用于UL CSI估计、DL CSI估计、DL CSI反馈以及DL数据传输。然而，可使用不同的天线集合用于UL数据传输。例如，大规模MIMO AP 302通知特定用户组(具有相似的信道特征)其可在一个帧内被服务。基于获取的关于组内用户的网络参数，AP 302确定被实际调度为在此帧内被服务的该特定分组中用户的最佳数量。所调度的用户可被随机选择或根据该组预定义的选择策略进行选择。其后，大规模MIMO AP 302设计它的预编码器，以将数据流仅发送到实际调度的用户。该组内的其他用户不会在该帧内被服务。
一实施例中，特定帧中使用的天线可随机或根据与性能相关的标准来确定。
另一实施例中，***包括模拟波束形成硬件。每个流并不直接与一个或者更多天线连接，而是与一个或多个波束形成器连接。可以根据例如(1)需被服务的用户数量，(2)从基站到用户的信道的大规模衰落系数，以及(3)***中的延迟和移动性，来调整一帧内使用的波束数量。因此，一帧内使用的波束数量可能减少，但使用的天线数量可能不一定减少。
图4为大规模MIMO无线网络的网络400一实施例的示意图。网络400包括多个小区402。每个小区402包括一个大规模MIMO基站(BS)404和多个UE 406。每个大规模MIMO BS404包括多个天线。一在实施例中，每个大规模MIMO BS 404的天线的数量可以为数十个或者数百个。每个大规模MIMO BS 404以与上述大规模MIMO AP 302类似的方式运行。
图5为大规模MIMO基站中用于大规模MIMO适配的方法500一实施例的的流程图。方法500开始于块502，在块502处大规模MIMO基站获取信道质量参数。在块504处，大规模MIMO基站将具有相似信道特性的用户分组在一起。在块506处，大规模MIMO基站对要在特定帧内被服务的用户分组中的用户进行调度，在块508处，大规模MIMO基站获取被调度用户的适配信息。在块510处，大规模MIMO基站确定该帧内用于服务所调度用户的活动天线的最佳数量。在块512处，大规模MIMO基站选择用于服务所调度用户的活动天线。在块514处，大规模MIMO基站选择DL训练序列或者导频，并使用所选天线将所述训练序列或者导频发送到被调度的用户。在块516处，大规模MIMO基站从被调度的用户接收下行链路CSI信息，根据所述CSI信息设计相应的预编码器，并使用所述预编码器和选择的天线发送数据到被调度的用户，在这之后，方法500结束。
图6是UE中用于为大规模MIMO基站提供用于大规模MIMO适配信息的方法600一实施的流程图。方法600开始于块602，在块602处UE估计DL CSI。在块604处，UE发送估计的DLCSI到大规模MIMO基站。在块606处，UE周期性地或者偶尔地向大规模MIMO基站发送信道质量参数，以协助进行分组和/或调度。在块608处，UE确定其是否应被移动至新的分组。一实施例中，如上所述，UE需基于诸如多普勒估计和/或大规模衰落系数的一个或多个***参数来知晓用户分组的定义方式。UE可以根据DL信号估计那些参数的值，并将其自身分类到适当的用户分组。如果在块608处，UE确定其应被移动到新的分组，则方法600由块610继续进行，在块610处，UE发送新的用户分组索引到大规模MIMO基站，其后方法600结束。若在块608处，UE确定其应保留在当前的分组中，则方法600结束。
一实施例中，大规模MIMO基站确定何时将UE移动到另一分组，方法600在块606之后结束。
图7为大规模MIMO基站中使用波束形成器进行大规模MIMO适配的方法700的一实施例的流程图。方法700开始于块702，在块702处大规模MIMO基站获取信道质量参数。在块704处，大规模MIMO基站将具有相似信道特征的用户分组在一起。在块706处，大规模MIMO基站对要在特定帧内被服务的每个用户分组的用户进行调度。在块708处，大规模MIMO基站获取被调度用户的适配信息。在块710处，大规模MIMO基站确定该帧中用于服务被调度的用户的预定静态模拟波束形成器的最佳数量。在块712处，大规模MIMO基站选择静态模拟波束形成器以服务被调度的用户。在块714处，大规模MIMO基站选择DL训练序列或者导频，并使用所选的静态模拟波束形成器生成的波束将所述训练序列或者导频传输到被调度的用户。在块716处，大规模MIMO基站从被调度的用户接收下行链路CSI信息，根据所述CSI信息设计相应的预编码器，并使用预编码器和所选的波束形成器生成的波束将数据传输到被调度的用户，在这之后，方法700结束。一实施例中，导频和数据通过模拟波束成形传输。
图8为可以用于实现本文公开的装置和方法的处理***800的框图。特定设备可使用全部示出的组件，或者仅使用示出组件的一个子集，且不同设备的集成的程度不同。进一步地，设备可包含组件的多个实例，如多个处理单元、处理器、存储器、发射器或接收器。处理***800可包括配备有一个或多个输入/输出设备(如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、打字键盘、打印机、显示器等)的处理单元801。处理单元801可以包括连接到总线840的中央处理单元(CPU)810、存储器820、大容量存储设备830、网络接口850、I/O接口860和天线电路870。处理单元801还包括连接到天线电路的天线元件875。
总线840可以是包括存储器总线或存储器控制器、***总线、视频总线等的任何类型的几种总线架构中的一种或多种。CPU 810可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器820可包括任何类型的***存储器，如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)及其组合。一实施例中，存储器820可包括开机时使用的ROM，以及执行程序时使用的用于程序和数据存储的DRAM。
大容量规模存储设备830可包括任何被配置为存储数据、程序和其他信息，并通过总线840使得这些数据、程序和其他信息可被访问的任何类型的存储设备。大容量存储设备830可以包括，例如，固态驱动器、硬盘驱动、磁盘驱动、光盘驱动等的一种或多种。
I/O接口860可以提供将外部输入和输出设备耦接到处理单元801的接口。I/O接口860可包括视频适配器。输入和输出设备的示例可包括耦接到视频适配器的显示器和耦合到I/O接口的鼠标/打字键盘/打印机。其他设备可以耦接到处理单元801，且可能使用额外的或者更少的接口卡。例如，诸如通用串行总线(USB，未示出)的串行接口可以用于为打印机提供接口。
天线电路870和天线元件875可以允许处理单元801经由网络与远程单元通信。一实施例中，天线电路870和天线元件875提供对无线广域网(WAN)和/或诸如长期演进(LTE)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)和全球移动通信***(GSM)网络的无线网络的访问。一些实施例中，天线电路870和天线元件875还可以向其他设备提供蓝牙和/或WiFi连接。
处理单元801还可以包括一个或多个网络接口850，其可以包括诸如以太网电缆等的有线链路，和/或到接入节点或不同网络的无线链路。网络接口801允许处理单元801经由网络880与远程单元通信。例如，网络接口850可以经由一个或多个发射器/发射天线和一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。一实施例中，处理单元801耦接到局域网或广域网，用于与远程设备，如其他处理单元、因特网、远程存储设施等进行数据处理和通信。
虽然已经参照说明性实施例描述了本发明，但是本说明书并不意图解释为限制性的。参照说明书，对于本领域技术人员来说，说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合将是显而易见的。因此，所附权利要求包括任何这样的修改或实施例。

Claims (30)

1.一种用于在大规模多输入多输出MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：
由所述网络组件获取一个或多个网络参数；
根据所述一个或多个网络参数，由所述网络组件确定大规模MIMO接入点AP中用于在一个时间帧中进行传输的活动天线的数量，所选择的活动天线的数量小于大规模MIMO AP中可用天线的总数；以及
使用所述确定数量的活动天线为一个或多个用户设备UE提供服务。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括来自所述一个或多个UE的多普勒估计。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括要被所述大规模MIMO AP服务的用户的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括所述一个或多个UE的移动性。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括所述大规模MIMO网络中的延迟。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括从所述大规模MIMO AP到所述一个或多个UE的信道的大规模衰落系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括信道质量参数，且进一步包括：
基于所述信道质量参数，将所述一个或多个UE中的UE分组成多个UE分组；
确定每个分组的活动天线的数量；以及
使用每个分组的所述确定数量的活动天线服务该分组。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述信道质量参数从来自所述一个或多个UE的反馈中获取。
9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：
与所述一个或多个UE共享用户分组描述；
从所述UE中的一个UE接收应将所述UE中的该UE移动至不同的分组的指示；以及
将所述UE中的该UE添加到所述不同的分组。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：根据一个或多个更新的网络参数，确定所述大规模MIMO AP中用于在第二时间帧内进行传输的活动天线的第二数量，其中所确定的用于所述第二时间帧的所述活动天线的第二数量不同于所确定的用于所述一个时间帧的所述活动天线的数量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述网路组件为所述大规模MIMO AP。
12.一种用于在大规模多输入多输出MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：
由所述网络组件获取一个或多个网络参数；
根据要被服务的用户的数量、从所述大规模MIMO AP到所述用户的信道的大规模衰落系数、所述大规模MIMO网络中的延迟以及UE的移动性中的至少一个，由所述网络组件确定预定的静态模拟波束形成器的数量，所述预定的静态模拟波束形成器用于在一个时间帧中从大规模MIMO接入点AP进行传输，其中所选的波束形成器的数量小于可用的波束形成器的总数；以及
通过所述大规模MIMO AP，使用所述确定数量的静态模拟波束形成器为要被服务的用户提供服务。
13.一种用于在大规模多输入多输出MIMO网络中运行网络组件的方法，包括：
由所述网络组件获取一个或多个网络参数；
由所述网络组件确定一个时间帧内由大规模MIMO接入点AP发送的数据流的数量以及对应的要被其服务的用户的数量，其中所述数据流的数量小于可用数据流的总量；以及
使用所述确定数量的数据流服务所述确定数量的用户。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述大规模MIMO AP中的所有所述天线都被用于使用所述确定数量的数据流服务所述确定数量的用户。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：使用固定的预编码器，以通过所述大规模MIMO AP中所有天线，对使用所述确定数量的数据流的所述确定数量的用户提供服务。
16.一种大规模多输入多输出MIMO网络中的网络组件，包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，所述编程包括指令，其用于：
根据一个或多个网络参数，确定大规模MIMO接入点AP中用于在一个时间帧中进行传输的活动天线的数量，所选择的活动天线的数量小于可用天线的总数；以及
使用所述确定数量的活动天线为一个或多个用户设备UE提供服务。
17.根据权利要求16的所述网络组件，其中所述网络参数包括来自所述一个或多个UE的多普勒估计。
18.根据权利要求16的所述网络组件，其中所述网络参数包括要被所述大规模MIMO AP服务的用户的数量。
19.根据权利要求16的所述网络组件，其中所述网络参数包括所述一个或多个UE的移动性。
20.根据权利要求16的所述网络组件，其中所述网络参数包括所述大规模MIMO网络中的延迟。
21.根据权利要求16的所述网络组件，其中所述网络参数包括从所述大规模MIMO AP到所述一个或多个UE的信道的大规模衰落系数。
22.根据权利要求16的所述网络组件，其中所述网络参数包括信道质量参数，且其中所述编程进一步包括指令，其用于：
基于所述信道质量参数，将所述一个或多个UE中的UE分组为多个UE分组；
确定每个分组的活动天线的数量；以及
使用每个分组的所述确定数量的活动天线服务该分组。
23.根据权利要求22的所述网络组件，其中所述信道质量参数从来自所述一个或多个UE的反馈中获取。
24.根据权利要求22的所述网络组件，其中所述编程进一步包括指令，其用于：
与所述一个或多个UE共享用户分组描述；
从所述UE中的一个UE接收应将所述UE中的该UE移动至不同的分组的指示；以及
将所述UE中的该UE添加到所述不同的分组。
25.根据权利要求16的所述网路组件，其中所述编程进一步包括指令，其用于：根据一个或多个更新的网络参数，确定大规模MIMO AP中用于在第二时间帧内进行传输的活动天线的第二数量，其中所确定的用于所述第二时间帧的所述活动天线的第二数量不同于所确定的用于所述一个时间帧的所述活动天线的数量。
26.根据权利要求16的所述网路组件，其中所述网络组件为多规模MIMO AP。
27.一种用于自适应地提高大规模多输入多输出MIMO网络中效率的网络组件，包括：
处理器；以及
用于存储由所述处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，所述编程包括指令，其用于：
根据要被服务的用户的数量、从所述大规模MIMO AP到所述用户的信道的大规模衰落系数、所述MIMO网络中的延迟以及UE的移动性中的至少一个，确定用于在一个时间帧中通过模拟波束形成从大规模MIMO接入点AP进行传输的预定的静态模拟波束形成器的数量，其中所选的波束形成器的数量小于可用的波束形成器的总数；以及
通过所述大规模MIMO AP，使用所述确定数量的静态模拟波束形成器，为要被服务的用户提供服务。
28.一种大规模多输入多输出MIMO网络中的网络组件，包括：
处理器；以及
用于存储由所述处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，所述编程包括指令，其用于：
确定一个时间帧内由大规模MIMO接入点AP发送的数据流的数量以及对应的要被其服务的用户的数量，其中所述数据流的数量小于可用数据流的总数量；以及
使用所述确定数量的数据流服务所述确定数量的用户。
29.根据权利要求28中的所述网络组件，其中所述大规模MIMO AP中的所有所述天线都被用于使用所述确定数量的数据流服务所述确定数量的用户。
30.根据权利要求29所述的网络组件，其中所述编程进一步包括指令，其用于：使用固定的预编码器，以通过所述大规模MIMO AP中的所有所述天线使用所述确定数量的数据流服务所述确定数量的用户。
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