CN111917671A - 用于无线通信的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于无线通信的装置和方法,用于无线通信的装置包括:一个或多个处理器,被配置为:基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值,以用于无线通信中的数据收发处理。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信***中的装置和方法。
背景技术
目前在多天线无线通信***中,空间相关矩阵可以被用于接收端做多天线接收、多用户调度、发送预编码等,从而提高频谱利用率,增加***的吞吐量。由于空间相关系数是一个统计值,在传统空间相关矩阵估计的方法中,每两个天线元素之间的空间相关系数的估计都需要收集这两个天线元素对应的在时域上做多次信道实现的信道系数估计,从而造成被用于估计空间相关矩阵的导频开销、时频资源开销以及延时的问题。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述,以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分,也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
发明人通过研究发现,由于天线阵列中天线元素排列的规则性,相似天线对的数量可以用于增加空间相关系数的统计样本,从而有效地减少被用于估计空间相关矩阵的导频开销、时频资源开销以及延时。
根据本申请的一个方面,提供了一种用于无线通信的装置,包括:一个或多个处理器,被配置为:基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
根据本申请的一个方面,其中,所述一个或多个处理器还被配置为:基于所述Q个空间相关系数估计生成第一空间协方差矩阵的估计,所述第一空间协方差矩阵估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的第一空间协方差矩阵的估计值。
根据本申请的一个方面,其中,所述一个或多个处理器还被配置为将由在相同的极化方向上且之间的距离相等或近似的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中。
根据本申请的一个方面,其中,所述一个或多个处理器还被配置为:第一天线对集合是所述Q个天线对集合中的任一集合,所述第一天线对集合被用于生成第一空间相关系数估计,所述第一天线对集合包括N个天线对,所述N个天线对所对应的N对信道系数估计被分别用于生成用于得到所述第一空间相关系数估计值的N个样本值,所述N是自然数。
根据本申请的一个方面,其中,所述一个或多个处理器还被配置为:一个天线对中的一个天线元素对应的信道系数估计再乘以另一个天线元素所对应的信道系数的共轭得到一个所述样本值。
根据本申请的一个方面,其中,所述一个或多个处理器被配置为:基于所述第一空间协方差矩阵估计和采用所述第一天线阵列接收到的数据信号生成数据检测结果;或者,基于所述第一空间协方差矩阵估计处理待所述第一天线阵列发送的数据信号。
根据本申请的一个方面,其中,其中,所述一个或多个参考信号与所述数据信号在同一个子帧内。
根据本申请的一个方面,其中,所述第一天线阵列不是均匀线性阵列。
根据本申请的一个方面,其中,所述装置还包括收发单元,被配置为:接收参考信号;发送或者接收数据信号。
根据本申请的一个方面,提供了一种用于无线通信的方法,包括:基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,基于所述Q个空间相关系数估计生成第一空间协方差矩阵的估计,所述第一空间协方差矩阵估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的第一空间协方差矩阵的估计值。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,将由在相同的极化方向上且之间的距离相等或近似的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,第一天线对集合是所述Q个天线对集合中的任一集合,所述第一天线对集合被用于生成第一空间相关系数估计,所述第一天线对集合包括N个天线对,所述N个天线对所对应的N对信道系数估计被分别用于生成用于得到所述第一空间相关系数估计值的N个样本值,所述N是自然数。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,一个天线对中的一个天线元素对应的信道系数估计再乘以另一个天线元素所对应的信道系数的共轭得到一个所述样本值。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,基于所述第一空间协方差矩阵估计和采用所述第一天线阵列接收到的数据信号生成数据检测结果;或者,基于所述第一空间协方差矩阵估计处理待所述第一天线阵列发送的数据信号。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,所述一个或多个参考信号与所述数据信号在同一个子帧内。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,所述第一天线阵列不是均匀线性阵列。
在一个实施例中,上述方法的特征在于,所述装置还包括收发单元,被配置为:接收参考信号;发送或者接收数据信号。
根据本申请的用于无线通信的装置和方法可以利用在一个天线阵列中存在多个天线对对应的空间相关系数相同或相近的特点,实现通过一次信道估计获得对应一个空间相关系数的多个样本值,从而获得以下效果中的至少一个:降低用于空间相关系数估计的导频开销;降低用于得到较准确的空间相关系数估计值的时延;提高空间相关系数估计的准确度;装置和方法的实施不受限于天线阵列的形态。
通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明,本发明的上述以及其他优点将更加明显。
附图说明:
为了进一步阐述本发明的以上和其他优点和特征,下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参标信号表示。应当理解,这些附图仅描述本发明的典型示例,而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中:
图1是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图。
图2是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置的一种具体实现方式的结构框图。
图3是示出了根据本申请的一个实施例的簇状线性天线阵列的示意图;
图4是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图;
图5是示出了基站的示意性配置的第一示例的框图;
图6是示出了基站的示意性配置的第二示例的框图;
图7是示出了用户设备的第一应用示例的示意性配置的示例的框图:
图8是示出了用户设备的第二应用示例的示意性配置的示例的框图;以及
图9是其中可以实现根据本发明的实施例的方法和/或装置和/或***的通用个人计算机的示例性结构的框图。
具体实施方式:
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见,在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而,应该了解,在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定,以便实现开发人员的具体目标,例如,符合与***及业务相关的那些限制条件,并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外,还应该了解,虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的,但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说,这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此,还需要说明一点的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。
<第一实施例>
图1是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置100的结构框图,该装置100包括:一个或多个处理器101,被配置为:基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
在装置100所在的无线通信***中,接收端的通信设备安装了天线阵列,用于提高通信速率、增加通信吞吐量、提高通信的可靠性或者定位。空间相关系数指的是用于指示两个接收天线元素分别对应的信道之间的相关性的统计值。两个相同极化方向上的天线元素之间距离如果较近,则它们的空间相关系数不为0。空间相关系数可以用于生成空间协方差矩阵。空间协方差矩阵指的是由天线阵列中的各天线元素互相之间的空间相关系数、信道系数平均值及信道系数方差这些统计值形成的的二维矩阵。如果天线阵列由M个天线元素组成,则其对应的空间协方差矩阵的维度为M×M。对对应的空间协方差矩阵进行估计并利用其估计值有助于提高接收端检测性能、协助基站端进行多用户调度等。另外,在实际部署中,由于物理空间的限制等,天线阵列中天线元素的排列方式有多种可能,不限定为均匀线性阵列。因此,对不限定为均匀线性阵列的天线阵列所对应的空间协方差矩阵进行估计是多个基于空间协方差矩阵估计值的无线通信算法的基本需求。
在本实施例以及以下的实施例中,装置100可以被实现为基站。基站可以包括:被配置为控制无线通信的主体(也称为基站模组);以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。另外,各种类型的终端设备均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。此外,装置100也可以被实现为任何类型的服务器,诸如塔式服务器、机架式服务器以及刀片式服务器。装置100可以为安装在服务器上的控制模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块,以及***到刀片式服务器的槽中的卡或刀片(blade))。例如,装置100所在的通信***应用C-RAN技术,装置100可以被实现为核心网中或基带云端设置的服务器,装置100基于其管理范围内的RRH的第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。在以下的描述中,主要以装置100被实现为基站为例进行说明,可以理解,本申请公开的范围不限于此。
基站所服务的通信设备可以被实现为用户设备,用户设备例如是基站服务的移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)等,用户设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外,用户设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
此外,在一些可选例子中,基站所服务/管理的通信设备可以被实现为例如中继基站、小eNB等需要通过无线接口与基站通信并进行信道测量的基础设施。在以下的描述中,主要以用户设备为例进行说明,可以理解,本申请公开的范围不限于此。
处理器101例如可以为具有数据处理能力的中央处理单元(CPU)、微处理器、集成电路模块等。
此外,如图1中的虚线框所示,在装置100的一个示例中,当装置100为基站时,装置100还可以包括收发单元102,被配置为接收参考信号;发送或者接收数据信号。
相应地,图2是示出了装置100(在图2中标识为装置200)的一种具体实现方式的结构框图,并且在下文中将参照该框图对装置200的功能和结构进行详细描述。如图2所示,装置200包括:参数配置模块201,被配置为基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵;信道系数估计生成模块202,被配置为基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;信道统计值估计生成模块203,被配置为基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
在一个示例中,所述第一天线阵列不是均匀线性阵列。
在一个示例中,所述第一天线阵列是簇型平面阵列。
在一个示例中,所述第一天线阵列是球形阵列。
在一个示例中,参数配置模块201被配置为接收关于所述第一天线阵列中天线元素的排列方式的消息。
在一个示例中,参数配置模块201被配置为将由在相同的极化方向上且之间的距离相等或近似的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中。
在一个示例中,参数配置模块201被配置为将由在正交的极化方向上或者之间的距离大于一定距离的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中,且该天线对集合对应的空间相关系数估计被置为0。
在一个示例中,信道系数估计生成模块202被配置为基于上行参考信号生成信道系数估计。
在一个示例中,信道系数估计生成模块202被配置为基于探测参考信号(SoundingReference Signal,SRS)生成信道系数估计。
在一个示例中,信道系数估计生成模块202被配置为基于解调参考信号(Demodulation Reference Signal,DMRS)生成信道系数估计。
在一个示例中,信道系数估计生成模块202被配置为采用最小方差信道估计算法(Least Square Channel Estimation)生成信道系数估计。
在一个示例中,信道统计值估计生成模块203被配置为:基于所述Q个空间相关系数估计生成第一空间协方差矩阵的估计,所述第一空间协方差矩阵估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的第一空间协方差矩阵的估计值。
在一个示例中,信道统计值估计生成模块203被配置为:第一天线对集合是所述Q个天线对集合中的任一集合,所述第一天线对集合被用于生成第一空间相关系数估计,所述第一天线对集合包括N个天线对,所述N个天线对所对应的N对信道系数估计被分别用于生成用于得到所述第一空间相关系数估计值的N个样本值,所述N是自然数。
在一个示例中,信道统计值估计生成模块203被配置为:一个天线对中的一个天线元素对应的信道系数估计再乘以另一个天线元素所对应的信道系数的共轭得到一个所述样本值。
在一个示例中,所述第一空间相关系数估计值通过所述N个样本值叠加后再做平均得到。
在一个示例中,不存在一个天线对同时属于所述Q个天线对集合中的两个集合。
在一个示例中,所述第一天线阵列由M个天线元素组成,所述Q个天线对集合一共包括M(M-1)/2天线对组合。
在一个示例中,所述第一天线对阵列由M个天线元素组成,所述Q个天线对集合一共包括K个天线对组合,另外M(M-1)/2-K个天线对被视为由空间上不相关或低相关的天线元素组成的天线对。
在一个示例中,所述第一空间相关矩阵估计用于描述用于接收的所述第一天线阵列中的天线元素与单个发射天线元素之间的信道统计特性的估计值。
在一个示例中,所述第一空间相关矩阵估计用于描述用于接收的所述第一天线阵列中的天线元素与多个发射天线元素之间的信道统计特性的估计值。
在一个示例中,装置200还可以包括数据处理模块204,被配置为基于所述第一空间协方差矩阵估计和采用所述第一天线阵列接收到的数据信号生成数据检测结果。
在一个示例中,数据处理模块204被配置为基于所述第一空间协方差矩阵估计对接收的数据进行解调。
在一个示例中,数据处理模块204被配置为基于所述第一空间协方差矩阵估计采用最小均方差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)均衡算法进行数据接收。
在一个示例中,装置200还可以包括数据处理模块204,被配置为基于所述第一空间协方差矩阵估计处理待所述第一天线阵列发送的数据信号。
在一个示例中,数据处理模块204被配置为基于协方差矩阵估计对应的特征向量选取特征向量较为正交的用户进行多用户调度。
在一个示例中,所述一个或多个参考信号和基于所述第一空间协方差矩阵估计进行的处理的数据信号在一个子帧中。
在一个示例中,所述一个或多个参考信号和基于所述第一空间协方差矩阵估计进行的处理的数据信号在一个正交频分复用调制(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)符号中。
在一个示例中,所述一个或多个参考信号和基于所述第一空间协方差矩阵估计进行的处理的数据信号在一个不可分的时间单元中。
在一个示例中,装置200还可以包括收发模块205,被配置为接收参考信号;发送数据信号。
在一个示例中,装置200还可以包括收发模块205,被配置为接收参考信号;接收数据信号。
综上所述,装置100和200可以基于接收天线阵列中天线元素的排列增加用于估计信道相关系数的样本,从而降低用于空间协方差矩阵估计的导频开销;降低用于得到较准确的空间协方差矩阵估计值的时延;提高空间协方差矩阵估计的准确度;装置和方法的实施不受限于天线阵列的形态。
<第二实施例>
在该实施例中,参考信号为探测参考信号(SRS)。
参数配置模块201被配置为:接收关于所述第一天线阵列中天线元素的排列方式的消息,例如所述第一天线阵列中所包括天线元素的数量,天线元素之间的间距等,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵;所述第一天线阵列由M个天线元素组成,则所述M个天线元素两两组成M(M-1)/2个天线对;将由在正交的极化方向上或者之间的距离大于一定距离的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中,且该天线对集合对应的天线信道相关系数估计被置为0,如果不存在符合前述条件的天线对,则该天线对集合不存在;将其余由在相同的极化方向上且之间的距离相等或近似的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中;将M(M-1)/2个天线对如前所述划分为分别用于生成Q个空间相关系数估计的Q个天线对集合。
信道系数估计生成模块202被配置为基于探测参考信号(SRS)生成信道系数估计;最小方差信道估计法被用于生成信道系数估计。
对于所述第一天线阵列来说,将M个接收天线元素0,…,M-1与发送天线元素k对应的第l次信道实现的信道系数分别标识为h0,k(l),h1,k(l),…,hM-1,k(l),其对应的信道系数估计分别标识为h1,k(l),…,hM-1,k(l)。假设用于估计第l次信道实现对应的信道系数hm,k(l)的探测参考信号为sm,k(l),0≤m≤M-1,对应的接收信号采用最小方差估计信道系数,则信道系数hm,k(l)的估计为
信道统计值估计生成模块203被配置为:对于发射天线k,将所述Q个天线对集合P0,P1,…,PQ-1基于预估的信道相关程度排列为分别对应Q个信道相关系数值ρ0,k,ρ1,k,…,ρQ-1,k,如果ρq,k不是0或者不被视为0的话,以如下方式生成空间相关系数ρq,k的估计值
所述第一空间协方差矩阵是一个用于描述M个接收天线元素与发送天线元素k构成的无线信道之间的统计特性的M×M的二维矩阵,所述第一空间协方差矩阵估计是针对所述第一空间协方差矩阵生成的估计,标识为由标识为的矩阵元素构成,其中,在中的坐标为(i,j)。信道统计值估计生成模块203以如下方式生成所述第一空间协方差矩阵估计,
在一个示例中,所述Q个空间相关系数估计在一次信道实现中生成。
在一个示例中,所述一个或多个参考信号在一个子帧中。
在一个示例中,所述第一天线阵列是如图3所示的由M个天线元素组成的簇型线性阵列,其中的每一个簇由两个在正交极化方向的天线元素组成,天线元素0,2,…,M-2在一个极化方向上,天线元素1,3,…,M-1在另一个极化方向上。在正交极化方向上的两个天线元素对应的空间相关系数被认为是0。λ用于表示波长。在相同极化方向上,之间距离大于4λ的两个天线元素对应的空间相关系数也被认为是0。天线阵列的物理长度为nλ,且n为大于4的自然数。天线簇间距d0为
天线对集合的数量Q为
Q个天线对集合P0,P1,…,PQ-1按照如下规则产生:当两个天线元素是在正交极化方向上,或者两者在相同极化方向上但距离超过4λ的,这两个天线元素组成的天线对被放入天线对集合P0中,对应的空间相关系数为0,因而置其对应的空间相关系数估计为0。两个相同极化方向上且距离为dq的天线元素被归入天线对集合Pq,
在一个示例中,所述一个或多个参考信号和基于所述第一空间协方差矩阵估计进行的处理的数据信号在一个子帧中。
在一个示例中,所述一个或多个参考信号和基于所述第一空间协方差矩阵估计进行的处理的数据信号在一个正交频分复用调制(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)符号中。
在一个示例中,所述一个或多个参考信号和基于所述第一空间协方差矩阵估计进行的处理的数据信号在一个不可分的时间单元中。
根据该实施例的装置100(或200)在现有均方差矩阵估计算法的基础上实现了利用天线阵列的天线元素排列的规则性,增加了用于进行信道相关系数估计的统计样本,从而降低了获得准确信道相关系数估计的时延和导频开销,提高了***的性能,并能适用于多种天线元素规则排列的天线阵列。
<第三实施例>
在上文的实施方式中描述用于无线通信的装置的过程中,显然还公开了一些处理或方法。下文中,在不重复上文中以讨论的一些细节的情况下给出这些方法的概要,但是应当注意,虽然这些方法在描述用于无线通信的装置的过程中公开,但是这些方法不一定采用所描述的那些部件或不一定由那些部件执行。例如,用于无线通信的装置的实施方式可以部分地或完全地使用硬件和/或固件来实现,而下面讨论的用于无线通信的方法可以完全由计算机可执行的程序来实现,尽管这些方法也可以采用用于无线通信的装置的硬件和/或固件。
图4示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图,该方法包括:基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合(S11),所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计(S13);基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计(S14),所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
在步骤S11中,可以将由在相同的极化方向上且之间的距离相等或近似的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中。
在步骤S11中,还可以所述第一天线阵列不是均匀线性阵列。
在步骤S14中,可以第一天线对集合是所述Q个天线对集合中的任一集合,所述第一天线对集合被用于生成第一空间相关系数估计,所述第一天线对集合包括N个天线对,所述N个天线对所对应的N对信道系数估计被分别用于生成用于得到所述第一空间相关系数估计值的N个样本值,所述N是自然数。
在步骤S14中,还可以一个天线对中的一个天线元素对应的信道系数估计再乘以另一个天线元素所对应的信道系数的共轭得到一个所述样本值。
在一个示例中,还包括虚线框所示的接收所述一个或多个参考信号(S12)。
在一个示例中,还包括虚线框所示的基于所述Q个空间相关系数估计生成第一空间协方差矩阵的估计(S15),所述第一空间协方差矩阵估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的第一空间协方差矩阵的估计值。
在一个示例中,还包括虚线框所示的基于所述第一空间协方差矩阵估计和采用所述第一天线阵列接收到的数据信号生成数据检测结果;或者,基于所述第一空间协方差矩阵估计处理待所述第一天线阵列发送的数据信号(S16)。
在一个示例中,还包括虚线框所示的接收或发送处理后的数据(S17)。
注意,上述各个方法可以结合或单独使用,其细节在第一和第二实施例中已经进行了详细叙述,在此不再重复。
<第四实施例>
在该实施例中将给出应用本公开的技术的基站的示例。
(第一应用示例)
图5是示出可以应用本公开内容的技术的基站的示意性配置的第一示例的框图。基站800包括一个或多个天线810以及基站模组820。基站模组820和每个天线810可以经由RF线缆彼此链接。
天线810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件),并且用于基站模组820发送和接收无线信号。如图5所示,基站800包括多个天线810。例如,多个天线810可以与基站800使用的多个频带兼容。虽然图5示出其中基站800包括多个天线810的示例,但是基站800也可以包括单个天线810。
基站模组820包括控制器821、存储器822、网络接口823以及无线通信接口825。
控制器821可以为例如CPU或DSP,并且操作基站模组820的较高层的各种功能。例如,控制器821根据由无线通信接口825处理的信号中的数据来生成数据分组,并经由网络接口823来传递所生成的分组。控制器821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组,并传递所生成的捆绑分组。控制器821可以具有知性如下控制的逻辑功能:该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的基站或核心网节点来执行。存储器822包括RAM和ROM,并且存储由控制器821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口823为用于将基站模组820连接至核心网824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823而与核心网节点或另外的基站进行通信。在此情况下,基站800与核心网节点或其他基站可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口823为无线通信接口,则与由无线通信接口825使用的频带相比,网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。
无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE),LTE-先进和5G),并且经由天线810来提供到位于基站800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口825通常可以包括例如基带(BB)处理器826和RF电路827。BB处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用,并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器821,BB处理器826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器826可以为存储通信控制程序的存储器,或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器826的功能改变。该模块可以为***到基站模组820的槽中的卡或刀片。可替代地,该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时,RF电路827可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并经由天线810来传送和接收无线信号。
如图5所示,无线通信接口825可以包括多个BB处理器826。例如,多个BB处理器826可以与基站800使用的多个频带兼容。如图5所示,无线通信接口825可以包括多个RF电路827.例如,多个RF电路827可以与多个天线元件兼容。虽然图5示出其中无线通信接口826包括多个BB处理器826和多个RF电路827的示例,但是无线通信接口825也可以包括单个BB处理器826或单个RF电路827。
(第二应用示例)
图6是示出可以应用本公开内容的技术的基站的示意性配置的第二示例的框图。基站830包括一个或多个天线840、基站模组850和RRH 860。RRH 860和每个天线840可以经由RF线缆而彼此链接。基站模组850和RRH 860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
天线840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 860发送和接收无线信号。如图6所示,基站830可以包括多个天线840.例如,多个天线840可以与基站830使用的多个频带兼容。虽然图6示出其中基站830包括多个天线840的示例,但是基站830也可以包括单个天线840。
基站模组850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855以及连接接口857。控制器851、存储器852和网络接口853与参照图5描述的控制器821、存储器822和网络接口823相同。
无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE),LTE-先进和5G),并且经由RRH860和天线840来提供到位于与RRH 860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口855通常可以包括例如BB处理器856。除了BB处理器856经由连接接口857连接到RRH 860的RF电路864之外,BB处理器856与参照图5描述的BB处理器826相同。如图6所示,无线通信接口855可以包括多个BB处理器856。例如,多个BB处理器可以与基站830使用的多个频带兼容。虽然图6示出其中无线通信接口855包括多个BB处理器856的示例,但是无线通信接口855也可以包括单个BB处理器856。
连接接口857为用于将基站模组850(无线通信接口855)连接至RRH 860的接口。连接接口857还可以为用于将基站模组850(无线通信接口855)连接至RRH 860的上述高速线路中的通信的通信模块。
RRH 860包括连接接口861和无线通信接口863。
连接接口861和为用于将RRH 860(无线通信接口863)连接至基站模组850的接口。连接接口861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口863经由天线840来传送和接收无线信号。无线通信接口863通常可以包括例如RF电路864。RF电路864可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线840来传送和接收无线信号。如图6所示,无线通信接口863可以包括多个RF电路864。例如,多个RF电路864可以支持多个天线元件。虽然图6示出其中无线通信接口863包括多个RF电路864的示例,但是无线通信接口863也可以包括单个RF电路864。
在图5和图6所示的基站800和基站830中,例如图1和2所描述的收发单元、收发模块可以有无线通信接口825以及无线通信接口855和/或无线通信接口863实现。功能的至少一部分也可以由控制器821和控制器851实现。例如,控制器821和控制器851可以通过执行参数配置模块201、信道系数估计模块202、信道统计值估计生成模块203、数据处理模块204的功能来执行生成Q个天线对集合、生成信道系数估计、生成Q个空间相关系数估计、生成空间协方差矩阵的估计以及基于空间协方差矩阵的估计处理待接收或发送的数据信号。
<第五实施例>
在该实施例中将给出应用本公开的技术的用户设备的示例。
(第一应用示例)
图7是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话900的示意性配置的示例的框图。智能电话900包括处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入装置909、显示装置910、扬声器911、无线通信接口912、一个或多个天线开关915、一个或多个天线916、总线917、电池918以及辅助控制器919。
处理器901可以为例如CPU或片上***(SoC),并且控制智能电话900的应用层和另外层的功能。存储器902包括RAM和ROM,并且存储数据和由处理器901执行的程序。存储装置903可以包括存储介质,诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口904为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话900的接口。
摄像装置906包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)),并且生成捕获图像。传感器907可以包括一组传感器,诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风908将输入到智能电话900的声音转换为音频信号。输入装置909包括例如被配置为检测显示装置910的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关,并且接受从用户输入的操作或信息。显示装置910包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器),并且显示智能电话900的输出图像。扬声器911将从智能电话900输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口912支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE、LTE先进和5G),并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括例如BB处理器913和RF电路914。BB处理器913可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解服用,并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时,RF电路915可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线916来传送和接收无线信号。无线通信接口912可以为其上集成有BB处理器913和RF电路914的一个芯片模块。如图7所示,无线通信接口912可以包括多个BB处理器913和多个RF电路914。虽然图7示出其中无线通信接口912包括多个BB处理器913和多个RF电路914的示例,但是无线通信接口912也可以包括单个BB处理器913或单个RF电路914。
此外,除了蜂窝通信方案之外,无线通信接口912可以支持另外类型的无线通信方案,诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下,无线通信接口912可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器913和RF电路914。
天线开关915中的每一个在包括在无线通信接口912中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的连接目的地。
天线916中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件),并且用于无线通信接口912传送和接收无线信号。如图7所示,智能电话900可以包括多个天线916。虽然图7示出其中智能电话900包括多个天线916的示例,但是智能电话900也可以包括单个天线916。
此外,智能电话900可以包括针对每种无线通信方案的天线916。在此情况下,天线开关915可以从智能电话900的配置中省略。
总线917将处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入装置909、显示装置901、扬声器911、无线通信接口912以及辅助控制器919彼此连接。电池918经由馈线向图7所示的智能电话900的各个块提供电力,馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器919例如在睡眠模式下操作智能电话900的最小必需功能。
在图7所示的智能电话900中,例如图1和2所描述的收发单元、收发模块可以有无线通信接口912实现。功能的至少一部分也可以由处理器901或辅助控制器919实现。例如,处理器901或辅助控制器919可以通过执行参数配置模块201、信道系数估计模块202、信道统计值估计生成模块203、数据处理模块204的功能来执行生成Q个天线对集合、生成信道系数估计、生成Q个空间相关系数估计、生成空间协方差矩阵的估计以及基于空间协方差矩阵的估计处理待接收或发送的数据信号。
(第二应用示例)
图8是示出了可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备920包括处理器921、存储器922、全球定位***(GPS)模块924、传感器925、数据接口926、内容播放器927、存储介质接口928、输入装置929、显示装置930、扬声器931、无线通信接口933、一个或多个天线开关936、一个或多个天线937以及电池938。
处理器921可以为例如CPU或片上***(SoC),并且控制汽车导航设备920的导航功能和另外的功能。存储器922包括RAM和ROM,并且存储数据和由处理器921执行的程序。
GPS模块924使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备920的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器925可以包括一组传感器,诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口926经由未示出的终端而连接到例如车载网络941,并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器927再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容,该存储介质被***到存储介质接口928中。输入装置929包括例如被配置为检测显示装置930的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关,并且接受从用户输入的操作或信息。显示装置930包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕,并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器931输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口933支持任何任何蜂窝通信方案(诸如LTE、LTE先进和5G),并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括例如BB处理器934和RF电路935。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解服用,并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时,RF电路935可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线937来传送和接收无线信号。无线通信接口933可以为其上集成有BB处理器934和RF电路935的一个芯片模块。如图8所示,无线通信接口933可以包括多个BB处理器934和多个RF电路935。虽然图8示出其中无线通信接口933包括多个BB处理器934和多个RF电路935的示例,但是无线通信接口933也可以包括单个BB处理器934或单个RF电路935。
此外,除了蜂窝通信方案之外,无线通信接口933可以支持另外类型的无线通信方案,诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下,无线通信接口933可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器934和RF电路935。
天线开关936中的每一个在包括在无线通信接口933中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线937的连接目的地。
天线937中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件),并且用于无线通信接口933传送和接收无线信号。如图8所示,汽车导航设备920可以包括多个天线937.虽然图8示出其中智能电话920包括多个天线937的示例,但是智能电话920也可以包括单个天线937。
此外,汽车导航设备920可以包括针对每种无线通信方案的天线937。在此情况下,天线开关936可以从汽车导航设备920的配置中省略。
电池938经由馈线向图8所示的汽车导航设备920的各个块提供电力,馈线在图中被部分地示为虚线。电池938累计从车辆提供的电力。
在图8所示的汽车导航设备920中,例如图1和2所描述的收发单元、收发模块可以有无线通信接口933实现。功能的至少一部分也可以由处理器921实现。例如,处理器921可以通过执行参数配置模块201、信道系数估计模块202、信道统计值估计生成模块203、数据处理模块204的功能来执行生成Q个天线对集合、生成信道系数估计、生成Q个空间相关系数估计、生成空间协方差矩阵的估计以及基于空间协方差矩阵的估计处理待接收或发送的数据信号。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备920、车载网络941以及车辆模块942中的一个或多个块的车载***(或车辆)940。车辆模块942生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息),并且将所生成的数据输出至车载网络941。
以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理,但是,需要指出的是,对本领域的技术人员而言,能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或部件,可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中,以硬件、固件、软件或者其组合的形式实现,这是本领域的技术人员在阅读了本发明的描述的情况下利用其基本电路设计知识或者编程技能就能实现的。
而且,本发明还提出了一种存储由机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时,可执行上述根据本发明实施例的方法。
相应地,用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时,可执行上述根据本发明实施例的方法。
相应地,用于承载上述存储有机器可读取指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等。
在通过软件或固件实现本发明的情况下,从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图9所示的通用计算1900)安装构成该软件的程序,该计算机在安装有各种程序时,能够执行各种功能等。
在图9中,中央处理单元(CPU)1901根据只读存储器(ROM)1902中存储的程序或从存储部分1908加载到随机存取存储器(RAM)1903的程序执行各种处理。在RAM 1903中,也根据需要存储当CPU 1901执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1901、ROM 1902和RAM 1903经由总线1904彼此连接。输入/输出接口1905也连接到总线1904。
下述部件连接到输入/输出接口1905:输入部分1906(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1907(包括显示器,比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等,和扬声器等)、存储部分1908(包括硬盘等)、通信部分1909(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1909经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要,驱动器1910也可连接到输入/输出接口1905。可移除介质1911比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1910上,使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1908中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下,从网络比如因特网或存储介质,比如可移除介质1911安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解,这种存储介质不局限于图9所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可移除介质1911。可移除介质1911的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM))和数字通用盘(DVD)、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者,存储介质可以是ROM 1902、存储部分1908中包含的硬盘等等,其中存有程序,并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
还需要指出的是,在本发明的装置、方法和***中,各部件或个步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且,执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行,但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他辩题意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一些列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外,在没有更多限制的情况下,由词句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例,但是应当明白,上面所描述的实施方式只是用于说明本发明,而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说,可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此,本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。
Claims (10)
1.一种用于无线通信的装置,包括:
一个或多个处理器,被配置为
基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;
基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;
基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述一个或多个处理器还被配置为
基于所述Q个空间相关系数估计生成第一空间协方差矩阵的估计,所述第一空间协方差矩阵估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的第一空间协方差矩阵的估计值。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述一个或多个处理器还被配置为
将由在相同的极化方向上且之间的距离相等或近似的两个天线元素组成的天线对放入同一个天线对集合中。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的装置,其中,所述一个或多个处理器还被配置为
第一天线对集合是所述Q个天线对集合中的任一集合,所述第一天线对集合被用于生成第一空间相关系数估计,所述第一天线对集合包括N个天线对,所述N个天线对所对应的N对信道系数估计被分别用于生成用于得到所述第一空间相关系数估计值的N个样本值,所述N是自然数。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述一个或多个处理器还被配置为
一个天线对中的一个天线元素对应的信道系数估计再乘以另一个天线元素所对应的信道系数的共轭得到一个所述样本值。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的装置,其中,所述一个或多个处理器被配置为
基于所述第一空间协方差矩阵估计和采用所述第一天线阵列接收到的数据信号生成数据检测结果;
或者,基于所述第一空间协方差矩阵估计处理待所述第一天线阵列发送的数据信号。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的装置,其中,所述一个或多个参考信号与所述数据信号在同一个子帧内。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的装置,其中,所述第一天线阵列不是均匀线性阵列。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的装置,其中,所述装置还包括收发单元,被配置为:接收参考信号;发送或者接收数据信号。
10.一种用于无线通信的方法,包括
基于第一天线阵列中天线元素的排列方式生成Q个天线对集合,所述第一天线阵列不限定为均匀线性阵列;
基于采用所述第一天线阵列接收到的一个或多个参考信号生成信道系数估计;
基于所述Q个天线对集合分别生成Q个空间相关系数估计,所述Q个空间相关系数估计的值不相同,所述Q是一个自然数,所述Q个空间相关系数估计是所述一个或多个参考信号所经历的无线信道所对应的Q个空间相关系数值的估计值。
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2020
- 2020-08-07 CN CN202010793032.7A patent/CN111917671B/zh active Active
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