[发明专利]使用相控阵列天线系统来与多个通信装置进行通信的方法

说明书

一种用于使用包括天线元件阵列的相控阵列天线系统来与多个通信装置即多个UE进行通信的方法，所述方法包括：接收多个端口信号流，其中，所述多个端口信号流是通过对多个数据流进行预编码而获得的，所述多个数据流中的各数据流旨在用于相应的不同UE；以及在所述相控阵列天线系统内，处理所述多个端口信号流以(1)撤销对所述多个数据流进行的预编码、以及(2)经由所述天线元件阵列来生成多个发送波束，其中，各发送波束指向所述多个UE中的相应的不同UE、并且携载从所述多个数据流中的旨在用于所述UE的数据流专门导出的相应发送信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月15日提交的美国临时申请62/558,971的权益，其全部通过引用而并入于此。

技术领域

这里描述的实施例涉及无线通信系统，更特别地涉及使用现有的基于码本的反馈设计在有源天线系统(AAS)中实现到多个用户设备(UE)终端的数据流的空间复用/多用户-多输入多输出(MU-MIMO)。

背景技术

通信系统包括用于将信号从诸如基站(BS)等的发送点传送至用户设备(UE)的下行链路、以及用于将信号从UE传送至BS的上行链路。

在蜂窝无线通信中使用有源天线阵列或有源天线系统(AAS)的情况下，AAS可以通过调整其多个天线元件处的发送信号和接收信号的幅度和相移来对下行链路中的射频(RF)能量以及上行链路中的接收灵敏度进行成形或聚焦。在蜂窝系统中，下行链路是指AAS的发送(TX)操作，并且上行链路是指接收(RX)操作。

用于UE反馈的现有码本设计不适合利用能够产生窄带的有源天线系统的操作。另外，这种码本的设计考虑到了点到点MIMO(也称为单用户MIMO(SU-MIMO))，但对于在同一时间向多个UE进行发送(称为多用户MIMO)的可能性具有非常有限的支持。这里描述的概念的一个目的是使用现有码本设计来实现利用有源天线系统向UE进行MU-MIMO发送。

发明内容

本发明提供了用于对信号进行预编码/组合以供在高级通信系统中使用的方法和设备。根据这里描述的各种实施例，规避了宽波束无源天线系统中的基于码本的MU-MIMO性能的问题。这里描述的概念可以灵活地应用于基带单元(BBU)或有源天线系统远程无线电头(AAS RRH)，这取决于系统工程师的实现便利性。

在第一实施例中，方法包括由基站经由天线阵列同时向多个UE发送多个信号。方法还包括在发送之前对该多个信号应用预编码。预编码器是通过对信号进行适当的线性组合来设计的。方法将天线端口预编码到波束(TXRU)上，以利用有源天线系统实现基于码本的MU-MIMO操作。AAS RRH可以以软件可再配置的方式生成指向不同空间方向的正交波束，并且在这里描述的实施例中利用了这种能力。由于波束足够窄并且指向相互正交的方向，因此可以在空间上对多个用户进行复用，在各波束内使用现有的且广泛部署的基于码本的闭环发送模式(诸如LTE中的发送模式4和5等)以最小的干扰而用于一个用户。用于“端口到波束”预编码的方法保证各波束中的各UE恒定地向BBU反馈相同的PMI。另外，用于“端口到波束”预编码的方法抵消或撤销BBU作为对UE所反馈的恒定PMI的响应而选择的“层到端口”预编码器的作用，并且沿着不同波束分将旨在用于不同UE的数据层离开，各波束中存在一个层。

在第二实施例中，提供了用于灵活实现端口到波束预编码的设备。包含对来自天线端口的调制符号的线性组合的矩阵运算可被实现为RRH内部的单独数字模块，或者可以通过设置发送波束系数以反映这种线性组合而等效地在模拟域中实现。

本发明的第三实施例涉及用于将天线端口信号的任意复杂线性组合映射到有源天线阵列系统的给定空间方向的设备。