[发明专利]使用无线有源天线的无线通信

说明书

本发明提出一种无线智能天线设备(WSA)，包括基站侧无线电单元(BSSRU)和用户装置侧无线电单元(UESRU)，其中，如果在基站(BS)的覆盖范围内分布BSSRU，则BSSRU使用第一频带(F1)与一个或多个(BS)通信，并且使用第二频带(F2)同时与一个或多个UESRU通信，或者如果BS中集成了BSSRU，则BSSRU通过电路与BS基带通信，并且使用第二频带(F2)与一个或多个UESRU通信，其中UESRU使用第二频带(F2)与一个或多个分布的或集成的BSSRU进行通信，并且使用第一频带(F1)同时与一个或多个用户装置(UE)通信，其中一个或多个WSA在与其覆盖范围中分布的UE的F1频带中启用多用户多输入多输出空间复用。

本申请主张2016年7月11日提交的美国临时申请No.62/360,476的优先权。

技术领域

本发明主要涉及无线通信，尤其涉及使用无线有源天线来改进无线通信系统的性能。

背景技术

为满足移动数据的持续快速增长的需求，无线工业需要一种方案，能够以合理的成本在覆盖范围内同时对多个用户提供非常高的数据速率，包括在小区边缘。目前，无线电信工业聚焦于密集采用小小区——所谓的密集网络，来增加无线频谱的空间服用，作为满足增长的移动数据需求的方案。密集采用小小区需要大量回传，并产生了极其复杂的小区间干扰。对于干扰问题的一个解决方案是要求精细的无线电频率(RF)测量、规划以及小区间协调，这显著地增加了应用的成本并降低了频谱效率。另一个解决方案是自组织网络(SON)技术，其探测RF环境，通过干扰以及发送管理、协调传输以及切换来相应地构筑小小区。SON降低了精细RF测量以及规划的需求，代价是增加了管理开销以及降低了频谱效率。支持大量小小区的回传网络开展起来很昂贵。在2016年4月13日，脸书宣布了地面立体测图仪以及ARIES(用于频谱中的效率的天线无线电整合)计划作为陆地连接系统，如[1]中所述。地面立体测图仪是代替光线的60GHz、多节点无线系统，以对密集的城市区域带来告诉因特网连接。分布节点是60GHZ的中继器，其提供回传链路，用于将数字数据发送至Wi-Fi(无线-保真)或以太网接入点、小小区、或其他分布节点，或者从其发送。这从根本上区别于无线有源天线，后者在两个或多个频带中使用多层空间复用波束成形，上移或下移载波频率。

另一个用于增加无线频谱的空间复用的方法多输入多输出(MIMO)，尤其是多用户MIMO(MU-MIMO)。在无线通信系统中，具有多个天线的无线节点、网络接入点或基站(此后都提及为BS)或用户装置(UE)可以在下行链路(DL)或上行链路(UL)中使用波束成形来增加与其他无线节点的链路的信噪比(SNR)或信号与干扰及噪声比(SINR)，因此增加数据速率。MU-MIMO能够在频率和时间块，例如，资源块(RB)中同时对多个UE进行波束成形，即，使用空间复用来提供容量增加而无需增加带宽。在大规模MIMO或大型MIMO系统中，BS可能配备有几十到几百个天线来进一步增加从MIMO的增益，以及空间复用的数据流的数量。虽然具有大量天线的MIMO BS可以通过波束成形来拓展其DL覆盖范围，UE的SINR会随着BS和UE之间的距离增加而迅速衰退，因为由于大规模衰退、阴影以及其他因素，远离BS的UE比靠近BS的UE具有显著的低SINR。此外，UL范围，以及因此UL信道估计精度受限于UE的发送功率。在BS知道UE的信道之前，其不能执行波束成形。