CN112020832A - 用于长期波束成形的方法和设备 - Google Patents

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CN112020832A CN201880092451.9A CN201880092451A CN112020832A CN 112020832 A CN112020832 A CN 112020832A CN 201880092451 A CN201880092451 A CN 201880092451A CN 112020832 A CN112020832 A CN 112020832A
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Abstract

一种方法和设备，该方法包括：接收(S1)探测参考信号(SRS)信息或解调参考信号(DMRS)信息，根据该信息针对用户的集合确定(S2)信道的信道估计，根据该信息确定(S3)用户的集合的活动用户子集({1，...，K})，根据信道估计和活动用户子集({1，...，K})确定(S4)用于长期波束成形的权重(W(i))。

Description

用于长期波束成形的方法和设备
技术领域
各种示例涉及用于长期波束成形的方法和设备。
背景技术
在大规模MIMO***中，波束成形权重由远程无线电单元RRU用于长期波束成形。远程无线电单元从基带单元(BBU)的调度器接收这些波束成形权重。
发明内容
示例实施例涉及一种方法，该方法包括：接收探测参考信号信息或解调参考信号信息；根据该信息针对用户的集合确定信道的信道估计；根据该信息确定用户的集合的活动用户子集；根据信道估计和活动用户子集确定用于长期波束成形的权重。
该方法可以包括针对信道的子带，确定在时间实例处的针对用户的信道向量估计。
该方法可以包括通过以下来确定活动用户子集：将用户在活动用户子集中而没有执行探测参考信号或解调参考信号传输的时间与最大时间段进行比较，或者将活动用户子集中的用户的数目限制为用户的最大数目。
该方法可以包括将用户在活动用户子集中而没有执行探测参考信号或解调参考信号传输的时间与阈值进行比较，以确定最大时间段被超过，和/或通过有限大小或可配置大小的先进先出存储器将活动用户子集中的用户的数目限制为用户的最大数目。
该方法可以包括：针对多个子带中的子带，接收针对用户的信道估计和活动用户的子集；并且针对用户按子带确定递归
Figure BDA0002726933760000021
Figure BDA0002726933760000022
其中
i表示时间实例
k表示用户，
hk(i)表示该时间实例处的信道向量，
Figure BDA0002726933760000026
表示该时间实例处的估计(部分)协方差矩阵，
α表示用于时间平均的遗忘因子，特别是0.01，其中
βk -1(0)和
Figure BDA0002726933760000027
利用适当大小的零点被初始化，
[1：P]是用于从向量中选择前P个元素的下标。
该方法可以包括接收消息，该消息包括用户索引和多个子带中的子带的子带索引；配置或触发活动用户选择部件将特定用户添加到活动用户子集。这允许在没有SRS/DMRS被执行的情况下预先在上行链路中配置接收。
该方法可以包括针对用户、针对{1，...F}中的子带f确定多个信道向量，其中
Figure BDA0002726933760000023
Figure BDA0002726933760000024
该方法可以包括通过以下来对活动用户子集{1，...，K}中的用户确定加权和
Figure BDA0002726933760000025
该方法可以包括对活动用户子集中的所有用户确定加权和。
该方法可以包括通过估计协方差矩阵的施密特(Gram-Schmidt)正交归一化来确定权重W(i)。
该方法可以包括将权重W(i)确定为
Figure BDA0002726933760000031
其中
Figure BDA0002726933760000032
其中
x表示接收信号，并且
βk(i)＝tr(Rk(i))。
示例实施例涉及一种设备，该设备包括：信道估计部件，该信道估计部件被配置为接收探测参考信号信息或解调参考信号信息，并且根据该信息来针对用户的集合确定信道的信道估计；活动用户选择部件，该活动用户选择部件被配置为接收探测参考信号信息或解调参考信号信息，并且根据该信息确定用户的集合的活动用户子集；自适应波束网格部件，该自适应波束网格部件被配置为根据信道估计和活动用户子集确定用于长期波束成形的权重。
信道估计部件可以被配置为针对信道的子带确定在时间实例处的针对用户的信道向量估计。
活动用户选择部件可以被配置为通过以下来确定活动用户子集：将用户在活动用户子集中而没有执行探测参考信号或解调参考信号传输的时间与最大时间段进行比较，或者将活动用户子集中的用户的数目限制为用户的最大数目。
用户在活动用户子集中而没有执行探测参考信号或解调参考信号传输的时间可以与阈值被进行比较，以确定最大时间段被超过，和/或其中活动用户子集中用户的数目可以通过有限大小或可配置大小的先进先出存储器被限制为用户的最大数目。
自适应波束网格部件可以被配置为针对多个子带的子带接收用户的信道估计和活动的用户子集，并且针对用户按子带确定递归
Figure BDA0002726933760000041
Figure BDA0002726933760000042
其中
i表示时间实例
k表示用户，
hk(i)表示该时间实例处的信道向量，
Figure BDA0002726933760000046
表示该时间实例处的估计(部分)协方差矩阵，
α表示用于时间平均的遗忘因子，特别是0.01，其中
βk -1(0)和
Figure BDA0002726933760000047
利用适当大小的零点被初始化，
[1：P]是用于从向量中选择前P个元素的下标。
活动用户选择部件可以可配置或可触发以根据接收消息将特定用户添加到活动用户子集，接收消息包括用户索引和多个子带中的子带的子带索引。这允许预先配置上行链路
信道估计部件可以被配置为针对用户、针对{1，...F}中的子带f确定多个信道向量，其中
Figure BDA0002726933760000043
Figure BDA0002726933760000044
自适应波束网格部件可以被配置为通过以下来对活动用户子集{1，...，K}中的用户确定加权和
Figure BDA0002726933760000045
加权和可以是对活动用户子集中的所有用户确定的。
自适应波束网格部件可以被配置为通过估计协方差矩阵的施密特正交归一化来确定权重W(i)。
权重W(i)可以被确定为
Figure BDA0002726933760000051
其中
Figure BDA0002726933760000052
其中
x表示接收信号，并且
βk(i)＝tr(Rk(i))。
附图说明
图1示出了根据本文中描述的主题的设备的示例，
图2示出了根据本文中描述的主题的方法的示例，
图3示出了根据本文中描述的主题的实现的示例。
具体实施方式
参考图1，下面使用远程无线电单元RRU中的上行链路的示例来描述用于长期波束成形的设备101。下行链路中的长期波束成形可以类似地被应用。对上行链路、上行链路信道等的任何引用是指下行链路、下行链路信道，或更一般地是指信道。
图1示意性地描绘了包括RRU和基带单元BBU 102的无线通信网络的一部分。RRU控制图1中未被描述的用于长期波束成形的天线。
RRU包括上行链路信道估计部件10，该上行链路信道估计部件10被配置为接收探测参考信号SRS信息或解调参考信号DMRS信息。
SRS可以由用户设备(UE)传输以用于在可配置的带宽上确定信道状态信息。解调参考信号DMRS可以提供针对其中PUSCH或PUCCH正在被传输的频率区域的信道状态信息。
上行链路信道估计部件10被配置为根据该信息针对用户的集合确定上行链路信道估计。
RRU包括活动用户选择部件20，该活动用户选择部件20被配置为接收探测参考信号SRS信息或解调参考信号DMRS信息，并且根据该信息确定用户的集合中的活动用户子集，
RRU包括自适应波束网格部件30，自适应波束网格部件置30被配置为根据上行链路信道估计和活动用户子集来确定用于长期波束成形的权重W(i)。
上行链路信道估计部件10被配置为针对上行链路信道的子带确定在时间实例i处的针对用户k的信道向量估计Hk(i)。
活动用户选择部件20被配置为通过以下来确定活动用户子集{1，...，K}：将用户(k)在活动用户子集{1，...，K}中而没有执行探测参考信号SRS或解调参考信号DMRS传输的时间与最大时间段进行比较，或者将活动用户子集{1，...，K}中的用户的数目限制为用户的最大数目。
例如，用户k在活动用户子集{1，...，K}中而没有执行探测参考信号SRS或解调参考信号DMRS传输的时间与阈值被进行比较以确定最大时间段被超过，和/或其中活动用户子集{1，...，K}中的用户的数目通过有限大小或可配置大小的先进先出存储器被限制为用户的最大数目。
自适应波束网格30部件可以被配置为接收针对用户k的上行链路信道估计UL-CSI和活动用户的子集{1，...，K}，并且针对用户确定递归
Figure BDA0002726933760000061
Figure BDA0002726933760000062
其中
i表示时间实例
k表示用户，
hk(i)表示该时间实例处的信道向量，
Figure BDA0002726933760000076
表示该时间实例处的估计(部分)协方差矩阵，
α表示用于时间平均的遗忘因子，特别是0.01，其中
βk -1(0)和
Figure BDA0002726933760000077
利用适当大小的零点被初始化，
[1：P]是用于从向量中选择前P个元素的下标。
上行链路信道估计部件10可以被配置为针对用户(k)、针对{1，...F}中的子带f确定多个信道向量，其中
Figure BDA0002726933760000071
Figure BDA0002726933760000072
自适应波束网格30部件可以被配置为通过以下来对活动用户子集{1，...，K}中的用户确定加权和
Figure BDA0002726933760000073
加权和可以是对活动用户子集{1，...，K}中的所有用户确定的。
自适应波束网格30部件可以被配置为通过估计协方差矩阵的施密特正交归一化来确定权重W(i)。
自适应波束网格30部件可以被配置为将权重W(i)确定为
Figure BDA0002726933760000074
其中
Figure BDA0002726933760000075
其中
x表示接收信号，并且
βk(i)＝tr(Rk(i))。
BBU例如在下行链路用户平面中提供编码部件40、调制部件50、层映射部件60和预编码部件70。BBU与RRU之间的链路80被提供作为预编码部件与波束成形部件90之间的接口。
下面参考图2描述用于本申请的主题的示例性方法、特别是用于在RRU处确定用于长期波束成形的权重W(i)的示例性方法。该方法可以在多个子频带中的每子频带被应用。特别地，该方法可以分别并行地被应用于各个子带。
该方法包括步骤S1：在RRU处，接收探测参考信号SRS信息或解调参考信号DMRS信息。
该方法包括步骤S2：在RRU处，根据该信息针对用户的集合确定上行链路信道估计。
该方法包括步骤S3：在RRU处，根据该信息确定用户的集合的活动用户子集。
该方法包括步骤S4：在RRU处，根据上行链路信道估计和活动用户子集来确定用于长期波束成形的权重W(i)。
RRU可以在时间实例i处根据下行链路***模型使用用于长期波束成形的权重
x(i)＝HHWPd(i)+z(i)
其中
x表示接收信号，并且
H表示上行链路信道矩阵H＝[h1，...，hi]，
P表示端口的数目，
d表示用户数据，
z表示加性扰动。
该方法可以包括针对上行链路信道的子带确定在时间实例i处的针对用户k的信道向量估计Hk(i)。
该方法可以包括通过以下来确定活动用户子集{1，...，K}：将用户k在活动用户子集{1，...，K}中而没有执行探测参考信号SRS或解调参考信号DMRS传输的时间与最大时间段进行比较，或者将活动用户子集{1，...，K}中的用户的数目限制为用户的最大数目。
该方法可以包括将用户k在活动用户子集{1，...，K}中而没有执行探测参考信号SRS或解调参考信号DMRS传输的时间与阈值进行比较以确定最大时间段被超过，和/或通过有限大小或可配置大小的先进先出存储器将活动用户子集({1，...，K})中的用户的数目限制为用户的最大数目。
该方法可以包括接收针对用户k的上行链路信道估计UL-CSI和活动用户的子集{1，...，K}，并且针对用户k确定递归
Figure BDA0002726933760000091
Figure BDA0002726933760000092
其中
i表示时间实例
k表示用户，
hk(i)表示该时间实例处的信道向量，
Figure BDA0002726933760000094
表示该时间实例处的估计协方差矩阵，
α表示用于时间平均的遗忘因子，特别是0.01，其中
βk -1(0)和
Figure BDA0002726933760000095
利用适当大小的零点被初始化，
[1：P]是用于从向量中选择前P个元素的下标。
该方法可以包括针对用户k、针对{1，...F}中的子带f确定多个信道向量，其中
Figure BDA0002726933760000093
Figure BDA0002726933760000101
该方法可以包括通过以下来对活动用户子集{1，...，K}中的用户确定加权和
Figure BDA0002726933760000102
该方法可以包括对活动用户子集{1，...，K}中所有用户确定加权和。
该方法可以包括通过估计协方差矩阵的施密特正交归一化来确定权重W(i)。
该方法可以包括将权重W(i)确定为
Figure BDA0002726933760000103
其中
Figure BDA0002726933760000104
其中
x表示接收信号，并且
βk(i)＝tr(Rk(i))。
在示例中，RRU仅需要SRS或DMRS信息即可独立于BBU而确定长期权重。权重的应用也独立于BBU。
附加地，消息可以被使用，该消息包括用户索引和上述多个子带中的子带的子带索引。该消息可以从BBU被发送给RRU以配置或触发活动用户选择部件303将特定用户k添加到活动用户子集{1，...，K}。这对于上行链路中的接收非常有用，在上行链路中，SRS/DMRS没有预先被执行。利用来自BBU的这个附加消息，RRU可以在实际上行链路传输发生之前在上行链路中针对用户调节长期波束成形权重。
所提出的(递归)方法的结构如图3中所描绘。
根据该示例的设备300包括用于在当前传输时间间隔TTI中接收SRS/DMRS信息的公用公共无线电接口CPRI 301。TTI被称为时间实例。特别是，CPRI是适合于根据不断发展的增强型公用公共无线电接口eCPRI标准版本1.0及更高版本来连接到不支持L1-High/L1-Low(L1高/L1低)拆分的BBU的时域CPRI，其中短期预编码/解码在L1-High中被实现，而长期波束成形在L1-Low中被实现。
CPRI可以例如根据规范CPRI 7.0或更早版本来实现。
CPRI 301向设备300的上行链路信道估计部件302提供时间实例i处的SRS/DMRS信息。
上行链路信道估计部件302被配置为根据该信息确定时间实例i处的信道向量h_k(i)。
CPRI 301向设备300的活动用户选择部件303提供时间实例i处的SRS/DMRS信息。活动用户选择部件303被配置为根据该信息确定用户的集合{1，...，K}的活动用户子集{1，...，K}。
设备300的自适应波束网格部件304被配置为接收时间实例i处的信道向量h_k(i)和活动用户子集{1，...，K}。自适应波束网格部件304被配置为根据上行链路信道估计h_k(i)和活动用户子集{1，...，K}来确定用于长期波束成形的权重W(i)。自适应波束网格部件304例如被配置为根据上述方法确定权重W(i)。这在图3中被示意性地描绘为在自适应波束网格部件304右侧的放大图。
因此，在该示例中，在每用户k完成的任务与形成一组长期波束成形权重W(i)的任务之间进行区分。
该组长期波束成形权重W(i)相应地被应用于P个天线端口的波束成形。
以上描述的部件可以被实现为具有存储装置的处理器，诸如微处理器或微控制器等。存储装置可以包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由处理器执行时执行上述方法的步骤。对处理器的任何引用可以是指现场可编程门阵列FPGA、专用集成电路ASIC、片上***SoC等。
指令特别地包括用于时分双工TDD***的自包含长期波束成形算法，该***使用显式信道状态信息。
描述和附图仅示出示例实施例的原理。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出尽管未在本文中明确描述或示出但实施本发明的原理并且被包括在其精神和范围内的各种布置。此外，本文中列举的所有示例主要旨在明确地仅用于教学目的，以帮助读者理解示例实施例的原理以及发明人为进一步发展本领域所做出的构思，并且应当解释为没有对这些具体叙述的示例和条件的限制。此外，本文中引用原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述旨在涵盖其等同形式。
本领域技术人员应当理解，本文中的任何框图表示实施示例实施例的说明性电路的概念图。类似地，应当理解，任何流程图、流程图表、状态转变图、伪代码等表示各种过程，这些过程可以实质上在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行，而无论这种计算机或处理器是否明确示出。
本领域技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可以由编程的计算机执行和/或控制。本文中，一些实施例还旨在涵盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，程序存储设备是机器或计算机可读的并且对指令的机器可执行或计算机可执行程序进行编码，其中上述指令执行上述方法的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。实施例还旨在涵盖被编程为执行上述方法的上述步骤的计算机。

Claims (22)

1.一种方法，包括
接收(S1)探测参考信号(SRS)信息或解调参考信号(DMRS)信息，
根据所述信息针对用户的集合确定(S2)信道的信道估计，
根据所述信息确定(S3)用户的所述集合的活动用户子集({1，...，K})，
根据所述信道估计和所述活动用户子集({1，...，K})确定(S4)用于长期波束成形的权重(W(i))。
2.根据权利要求1所述的方法，包括
针对所述信道的子带，确定在时间实例(i)处的针对用户(k)的信道向量估计(Hk(i))。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括
通过以下来确定活动用户的所述子集({1，...，K})：将用户(k)在所述活动用户子集({1，...，K})中而没有执行探测参考信号(SRS)或解调参考信号(DMRS)传输的时间与最大时间段进行比较，或者将所述活动用户子集({1，...，K})中的用户的数目限制为用户的最大数目。
4.根据权利要求3所述的方法，包括
将所述用户(k)在所述活动用户子集({1，...，K})中而没有执行探测参考信号(SRS)或解调参考信号(DMRS)传输的所述时间与阈值进行比较，以确定所述最大时间段被超过，和/或通过有限大小或可配置大小的先进先出存储器将所述活动用户子集({1，...，K})中的用户的所述数目限制为用户的所述最大数目。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括：
针对多个子带({1，...F})中的子带({1，...F}中的f)，接收针对用户(k)的信道估计(UL-CSI)和活动用户的所述子集({1，...，K})，并且针对所述用户(k)按子带确定递归：
Figure FDA0002726933750000021
Figure FDA0002726933750000022
其中
i表示时间实例，
k表示用户，
hk(i)表示所述时间实例处的信道向量，
Figure FDA0002726933750000023
表示所述时间实例处的估计协方差矩阵，
α表示用于时间平均的遗忘因子，特别是0.01，其中
βk -1(0)和
Figure FDA0002726933750000024
利用适当大小的零点被初始化，
[1：P]是用于从向量中选择前P个元素的下标。
6.根据权利要求5所述的方法，包括接收消息，所述消息包括用户索引(k)和所述多个子带中的子带的子带索引；配置或触发活动用户选择部件(303)将特定用户(k)添加到所述活动用户子集({1，...，K})。
7.根据权利要求5或6所述的方法，包括针对用户(k)、针对{1，...F}中的子带f确定多个信道向量，其中
Figure FDA0002726933750000025
Figure FDA0002726933750000026
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，包括通过以下来对所述活动用户子集{1，...，K}中的用户确定加权和：
Figure FDA0002726933750000027
9.根据权利要求8所述的方法，包括对所述活动用户子集({1，...，K})中的所有用户确定所述加权和。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，包括通过所述估计协方差矩阵的施密特正交归一化来确定所述权重(W(i))。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括将所述权重W(i)确定为
Figure FDA0002726933750000031
其中
Figure FDA0002726933750000032
其中
x表示接收信号，并且
βk(i)＝tr(Rk(i))。
12.一种设备(101，300)，包括
信道估计部件(10，302)，被配置为接收探测参考信号(SRS)信息或解调参考信号(DMRS)信息，并且根据所述信息针对用户的集合确定信道的信道估计，
活动用户选择部件(20，303)，被配置为接收所述探测参考信号(SRS)信息或所述解调参考信号(DMRS)信息，并且根据所述信息确定用户的所述集合的活动用户子集({1，...，K})，
自适应波束网格部件(30，304)，被配置为根据所述信道估计和所述活动用户子集({1，...，K})确定用于长期波束成形的权重(W(i))。
13.根据权利要求12所述的设备(101)，其中
所述信道估计部件(10，302)被配置为针对所述信道的子带确定在时间实例(i)处的针对用户(k)的信道向量估计(Hk(i))。
14.根据权利要求12或13所述的设备(101)，其中
所述活动用户选择部件(20，303)被配置为通过以下来确定活动用户的所述子集({1，...，K})：将用户(k)在所述活动用户子集({1，...，K})中而没有执行探测参考信号(SRS)或解调参考信号(DMRS)传输的时间与最大时间段进行比较，或者将所述活动用户子集({1，...，K})中的用户的数目限制为用户的最大数目。
15.根据权利要求14所述的设备(101)，其中用户(k)在所述活动用户子集({1，...，K})中而没有执行探测参考信号(SRS)或解调参考信号(DMRS)传输的所述时间与阈值被进行比较，以确定所述最大时间段被超过，并且/或者其中所述活动用户子集({1，...，K})中的用户的所述数目通过有限大小或可配置大小的先进先出存储器被限制为用户的所述最大数目。
16.根据权利要求12至54中任一项所述的设备(101)，其中所述自适应波束网格(30，304)部件被配置为针对多个子带({1，...F})接收针对用户(k)的信道估计(UL-CSI)和活动用户的所述子集({1，...，K})，并且针对所述用户按子带确定递归：
Figure FDA0002726933750000041
Figure FDA0002726933750000042
其中
i表示时间实例，
k表示用户，
hk(i)表示所述时间实例处的信道向量，
Figure FDA0002726933750000043
表示所述时间实例处的估计协方差矩阵，
α表示用于时间平均的遗忘因子，特别是0.01，其中
βk -1(0)和
Figure FDA0002726933750000044
利用适当大小的零点被初始化，
[1∶P]是用于从向量中选择前P个元素的下标。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述活动用户选择部件(303)可配置或可触发以根据接收消息将特定用户(k)添加到所述活动用户子集({1，...，K})，所述接收消息包括用户索引(k)和所述多个子带中的子带的子带索引。
18.根据权利要求16所述的设备(101)，其中所述信道估计部件(10，302)被配置为针对用户(k)、针对{1，...F}中的子带f确定多个信道向量，其中
Figure FDA0002726933750000051
Figure FDA0002726933750000052
19.根据权利要求16至18所述的设备(101)，其中所述自适应波束网格(30，304)部件被配置为通过以下来对所述活动用户子集{1，...，K}中的用户确定加权和：
Figure FDA0002726933750000053
20.根据权利要求19所述的设备(101)，其中所述加权和是对所述活动用户子集({1，...，K})中的所有用户确定的。
21.根据权利要求16至18中任一项所述的设备(101)，其中所述自适应波束网格(30，304)部件被配置为通过所述估计协方差矩阵的施密特正交归一化来确定所述权重(W(i))。
22.根据权利要求12至15中任一项所述的设备(101)，其中所述权重W(i)被确定为
Figure FDA0002726933750000054
其中
Figure FDA0002726933750000055
其中
x表示接收信号，并且
βk(i)＝tr(Rk(i))。
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