射频信号接收装置和信号处理装置的制作方法

本发明涉及在一个或多个射频(radiofrequency，rf)信号接收装置从一个或多个用户通信装置接收射频信号，并且涉及一个或多个射频信号接收装置对接收的射频信号的处理。另外，本发明涉及信号处理装置对射频信号接收装置的输出信号的进一步处理。

背景技术：

大带宽上的大规模多入多出(massivemultipleinputmultipleoutput，m-mimo)系统操作被认为是下一代蜂窝系统中提高频谱效率的最具前景的技术之一。该技术的基站实现具有挑战性，为此已经提出了许多架构。

m-mimo基站最常见的实现依赖于分布式架构，其中，基站基带(baseband，bb)处理和无线处理由独立单元、基带单元(basebandunit，bbu)、以及一个或多个无线资源单元(radioresourceunit，rru)执行，这些单元一般设置较远。因此，例如，在上行链路，无线资源单元应用射频处理和模数转换处理(analogtodigitalprocessing，adc)操作以获得接收的信号的数字化版本，而基带单元负责无线资源单元获得的同相/正交(in-phaseandquadrature，i/q)样本的基带处理功能，例如频域功能(例如，快速傅里叶逆变换(inversefastfouriertransformation，ifft)、正交频分复用(orthogonalfrequency-divisionmultiplexing，ofdm)波形的循环前缀添加等)、接收滤波、和/或位级解码。多个远程无线资源单元中的任一个均由例如一个或多个天线的块组成。一个或多个远程无线资源单元通过专用前传(fronthaul，fh)链路连接到基带单元，基带单元在单元之间传输i/q样本。该布置在图1中示例性示出。

图1中，示例性地示出了n个无线资源单元110_1,…,110_n,…,110_n，其中，n为正整数，n为小于或等于n的正整数。n个无线资源单元110_1,…,110_n,…,110_n中的任一个均包括一个或多个天线111，经由对应天线111接收射频信号，并且执行射频处理和模数转换操作以获得接收的射频信号的数字化版本。n个无线资源单元110_1,…,110_n,…,110_n中的任一个均经由前传(fh)链路130与基带单元120连接。基带单元120从无线资源单元110_1,…,110_n,…,110_n接收上述接收的射频信号的数字化版本，并对接收的射频信号的数字化版本执行相应处理操作。图1中，基带单元120示例性地包括执行每天线111的数字基带处理的一个或多个基带处理实体121、执行接收的射频信号的接收的数字化版本的波束成形的一个或多个波束成形实体122、以及按用户对接收的射频信号的数字化版本执行解码、映射、和/或其他功能的一个或多个其他处理实体123。由于大量的天线111和系统的带宽，在无线资源单元节点110_1,…,110_n,…,110_n和中央基带单元120之间通信的i/q样本量变得非常高。在前传130上进行传输之前的通用分组无线接口(commonpacketradiointerface，cpri)压缩技术很关键，该技术被应用以降低前传130需求。另外，当必须将额外的天线111添加到系统时，使用专用前传链路130连接集中式mimo接收器中的每个无线资源单元110_1,…,110_n,…,110_n会造成硬件限制。

已经提出了链式mimo(chainedmimo，c-mimo)架构(如图2所示)以克服这些限制，在链式mimo结构中，天线111按具有无线资源单元功能的接收节点210_1,210_2,…,210_n分组，这些接收节点在共享公共总线或前传链路的链(或网)中级联，该公共总线或前传链路将无线资源单元节点210_1,210_2,…,210_n分别与具有基带单元功能的集中式单元220或基带单元220连接(如图2的箭头130所示)。这显著地降低了前传130的需求，并提供了模块性，以在需要时将额外的天线111块或无线资源单元210_1,210_2,…,210_n添加到系统。另外，在c-mimo中，诸如频率功能的一些基带单元功能被移至无线资源单元节点210_1,210_2,…,210_n，并且大部分处理直接在频域进行。

在c-mimo架构中，如图2示例性所示，通常以集中式方式(即，在基带单元120、220处)执行的波束成形滤波也可以以分布式方式(即，在一个或多个无线资源单元210_1,210_2,…,210_n处)执行。这可以取决于信道状态信息(channelstateinformation，csi)和延迟需求。

尽管c-mimo中降低了前传130的需求，但要在公共前传130上传输的数据量依然很大，需要i/q的压缩。

在c-mimo接收器中的集中式mimo架构的一些标准通用公共无线接口(commonpublicradiointerface，cpri)压缩方案中，无线资源单元210_1,210_2,…,210_n中的任一个均具有用于将其压缩比特发送到基带单元220的可用的一小部分cpri比特，并且无线资源单元210_1,210_2,…,210_n中的任一个均独立于其他无线资源单元210_1,210_2,…,210_n接收的信号而压缩其接收信号。虽然该方案具有低延迟和复杂性，但它具有严重的局限性。主要地，由于从无线资源单元210_1,210_2,…,210_n到基带单元220的cpri链路130是共享的，所以链中的无线资源单元210_1,210_2,…,210_n越多，对cpri吞吐量的需求就越高。

因此，需要将数据从一个或多个无线资源单元有效地传输到资源单元220的进一步的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是改进使用诸如无线资源单元(radioresourceunit，rru)的一个或多个射频(radiofrequency，rf)信号接收节点以及诸如基带单元(basebandunit，bbu)的中央节点的通信网络中的上行传输，即，改进从用户通信装置到通信网络的数据传输。特别地，考虑到上述情况，期望改进从一个或多个接收节点(例如，无线资源单元)到中央节点(例如，基带单元)的数据传输。

通过所附独立权利要求中提供的解决方案实现本发明的目的。各个从属权利要求、说明书、和/或附图进一步阐明了本发明的有利实施方式。

特别地，在此描述的发明涉及通过前传(fronthaul，fh)链路连接的诸如无线资源单元和基带单元的分布式节点上的云通信领域，并且能够降低诸如无线资源单元的级联接收(多天线)节点链之间的、对于在最后一个接收节点、中央单元、或基带单元以一定的质量重构节点接收的信号(或该信号的函数)的通信需求。

通过在每个接收节点(例如，无线资源单元)的联合压缩块之前包括解压块，如本文所述，本发明通过利用在先前节点接收的信号之间的关联，允许降低接收节点和中央单元之间的通信速率需求，而不损害在多个发射器和多天线链式多入多出(multipleinputmultipleoutput，mimo)接收器之间的中央单元处重构的接收信号的质量。另外，对于给定的可用前传吞吐量，本发明允许提高在多个发射器和多天线链式mimo接收器之间的中央单元处重构的接收信号的质量。该处理在每个节点处的解压块和联合压缩块完成。另外，该处理依赖于可用的信道状态信息和系统的延迟需求来完成。

本发明使用诸如无线资源单元的接收节点的布置的链式结构(例如，在链式mimo架构中实现)，并且使用诸如无线资源单元的接收节点，以减少诸如无线资源单元的接收节点和诸如基带单元的中央单元之间的通信。

另外，根据本发明，提出了一种i/q压缩方案，该方案为c-mimo系统设计，以显著降低前传吞吐量需求，同时保证发送的用户信号和在目的单元处重构的用户信号之间的低失真(evm)。所提方案基于在每个诸如无线资源单元节点的接收节点的联合重压缩之前增加解压步骤，使得来自诸如无线资源单元节点的先前接收节点的信号之间的关联能够被用来降低前传需求。根据信道状态信息和延迟方面的不同需求，解压操作和联合压缩操作的执行方式不同。相对于已知的标准cpri压缩技术，所提出的发明显示了显著的压缩增益。

根据第一方面，提出了一种射频信号接收装置，该射频信号接收装置用于从k个用户通信装置接收射频信号，其中，k为正整数，并且该射频信号接收装置包括：解压实体，用于通过解压从n个射频信号接收装置的布置中的n-1个其他射频信号接收装置接收的n-1个压缩输出信号，生成n-1个解压信号，其中，n为正整数，n为小于或等于n-1的正整数；压缩实体，用于通过对n-1个解压信号和该射频信号接收装置接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。

在根据第一方面的第一可能实现方式中，射频信号接收装置包括一个或多个天线，该一个多或多个天线用于从k个用户通信装置接收射频信号。

在根据第一方面或根据第一方面的第一可能方式的第二可能实现方式中，压缩实体用于通过使用向量编码方法执行信号压缩。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第三可能实现方式中，射频信号接收装置还包括处理实体，该处理实体用于在压缩实体压缩n-1个解压信号和接收的射频信号之前，对n-1个解压信号和接收的射频信号执行信号处理。

在根据第一方面的第三实现方式的第四可能实现方式中：处理实体执行的信号处理包括通过对n-1个解压信号和接收的射频信号执行新息计算，生成新息信号；并且压缩实体用于通过压缩新息信号执行信号压缩，并输出压缩的新息信号作为压缩的输出信号。

在根据第一方面的第三实现方式的第五可能实现方式中：处理实体执行的信号处理包括生成在n个射频信号接收装置处接收的n个射频信号的关于n-1个解压信号和接收的射频信号的函数估计的估计信号；以及压缩实体用于通过压缩估计信号执行信号压缩，以及输出压缩的估计信号作为压缩的输出信号。

在根据第一方面的第五实现方式的第六可能实现方式中，估计信号为分布式波束成形估计信号，并且生成估计信号包括通过对n-1个解压信号和接收的射频信号执行波束成形估计，生成分布式波束成形估计信号，或生成分布式波束成形估计的部分估计函数作为分布式波束成形估计信号。

在根据第一方面的第六实现方式的第七可能实现方式中，对波束成形的接收的射频信号执行波束成形估计，并且其中，n-1个解压信号中的任一个均为波束成形信号。

在根据第一方面的第六或第七实现方式的第八可能实现方式中，射频信号接收装置包括波束成形实体，波束成形实体用于对接收的射频信号执行波束成形。

在根据第一方面的第八实现方式的第九可能实现方式中，通过使用分布式波束成形滤波器执行波束成形。

在根据第一方面的第九实现方式的第十可能实现方式中，分布式波束成形滤波器由射频信号接收装置确定，或者，待使用的分布式波束成形滤波器的信息由射频信号接收装置从信号处理装置接收。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第十一可能实现方式中，射频信号接收装置用于输出压缩的输出信号。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第十二可能实现方式中，射频信号接收装置用于向n个射频信号接收装置的布置中的至少一个其他射频信号接收装置或者向信号处理装置提供压缩的输出信号。

在根据第一方面的第十二实现方式的第十三可能实现方式中，射频信号接收装置用于经由射频信号接收装置和n个射频信号接收装置的布置中的至少一个其他射频信号接收装置之间的前传连接，或经由射频信号接收装置和信号处理装置之间的前传连接，向n个射频信号接收装置的布置中的至少一个其他射频信号接收装置或者向信号处理装置提供压缩的输出信号。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第十四可能实现方式中，射频信号接收装置为无线资源单元。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第十五可能实现方式中，n个射频信号接收装置的布置中的每一个射频信号接收装置均为根据前述权利要求中的任一项的射频信号接收装置。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第十六可能实现方式中，n个射频的布置中的n个射频信号接收装置布置成链。

在根据第一方面或根据第一方面的前述可能方式中的任一种的第十七可能实现方式中，n-1个压缩输出信号的解压根据第一链路的参数、条件、和/或特征执行，n-1个压缩输出信号经由第一链路被接收；信号压缩根据第二链路的参数、条件、和/或特征执行，压缩的输出信号将被输出至第二链路；和/或上述参数、条件、和/或特征包括相应链路的容量、信道状态信息、延迟需求、和/或通用公共无线接口(commonpublicradiointerface，cpri)、带宽。

根据第二方面，提供了一种方法，该方法被安排由射频信号接收装置执行，该射频信号接收装置用于从k个用户通信装置接收射频信号，其中，k为正整数，并且所述方法包括步骤：通过解压从n个射频信号接收装置的布置中的n-1个其他射频信号接收装置接收的n-1个压缩输出信号，生成n-1个解压信号，其中，n为正整数，n为小于或等于n-1的正整数；通过对n-1个解压信号和射频信号接收装置接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。该方法由如上介绍的和/或如下更详细描述的射频信号接收装置执行。因此，该方法包括由射频信号接收装置执行的任一个步骤。

根据第三方面，提供了一种n个射频信号接收装置的布置，其中，n为正整数，并且其中，n个射频信号接收装置的布置中的每个射频信号接收装置均为如上介绍的和/或如下更详细描述的射频信号接收装置。

根据第四方面，提供了一种信号处理装置，其中，该信号处理装置包括：接收实体，用于从n个射频信号接收装置的布置中的射频信号接收装置接收压缩输出信号，其中，n个射频信号接收装置的布置中的每个射频信号接收装置均为如上介绍的和/或如下更详细描述的射频信号接收装置，并且n为正整数；以及信号重构实体，用于通过使用接收的压缩输出信号执行信号重构。

在根据第四方面的第一可能实施方式中，信号重构产生重构射频信号，该重构射频信号在n个射频信号接收装置的布置中的n个射频信号接收装置处被接收。

在根据第四方面或根据第四方面的第一可能实现方式的第二可能实现方式中，信号重构实体用于通过如下执行信号重构：计算集中式波束成形滤波器；以及生成在n个射频信号接收装置的布置中的n个射频信号接收装置处接收的射频信号的函数估计，其中，通过将集中式波束成形滤波器应用于接收的压缩输出信号执行估计。

在根据第四方面或根据第四方面的第一可能实现方式的第三可能实现方式中，信号重构实体用于通过如下执行信号重构：解压接收的压缩输出信号；以及对通过解压接收的压缩输出信号接收的解压信号执行信号重构。

在根据第四方面或根据第四方面的任一种前述可能实现方式的第四可能实现方式中，接收实体用于经由射频信号接收装置和信号处理装置直接的前传连接从射频信号接收装置接收压缩的输出信号。

在根据第四方面或根据第四方面的任一种前述可能实现方式的第五可能实现方式中，信号处理装置为基带单元。

根据第五方面，提供了一种信号处理方法，该信号处理方法包括步骤：从n个射频信号接收装置的布置中的射频信号接收装置接收压缩的输出信号，其中，n个射频信号接收装置的布置中的每个射频信号接收装置均为如上介绍的和/或如下更详细描述的射频信号接收装置，并且n为正整数；以及通过使用接收的压缩输出信号执行信号重构。

根据第六方面，提供了一种系统，该系统包括一个或多个射频信号接收装置以及如上介绍的和/或如下更详细描述的信号处理装置，其中，射频信号接收装置中的任一个均为如上介绍的和/或如下更详细描述的射频信号接收装置。

根据第七方面，提供了一种基站(basestation，bs)接收器，该基站接收器包括一个或多个射频信号接收装置以及如上介绍的和/或如下更详细描述的信号处理装置，其中，射频信号接收装置中的任一个均为如上介绍的和/或如下更详细描述的射频信号接收装置。

在根据第七方面的第一可能实施方式中，该基站接收器为链式mimo基站接收器。

附图说明

本发明的上述方面和实现方式将在以下结合附图的具体实施例的描述中解释，其中：

图1示出了传统的集中式mimo架构。

图2示出了传统的链式mimo架构。

图3示出了根据本发明实施例的系统的示例性布置，本发明在该系统中实现。

图4示出了根据本发明实施例的在n个射频信号接收装置或n个无线资源单元的布置中的消息传输。

图5示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元的示例性布置。

图6示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元的另一示例性布置。

图7示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元的另一示例性布置。

图8示出了根据本发明实施例的由射频信号接收装置或无线资源单元执行的步骤。

图9示出了根据本发明实施例的由射频信号接收装置或无线资源单元执行的步骤。

图10示出了根据本发明实施例的信号处理装置或基带单元的示例性布置。

图11示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元的示例性布置。

图12示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元的示例性布置。

具体实施方式

通常，必须注意的是，本申请中描述的所有布置、装置、模块、部件、模型、元件、单元、实体、和方法等可以通过软件或硬件元件或其任意种类的组合来实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及描述为由各种实体执行的功能旨在表示相应实体适用于或被配置为执行相应的步骤和功能。即使在以下对特定实施例的描述中，由一般实体执行的特定功能或步骤未反映在执行特定步骤或功能的实体的特定详细元素的描述中，但是应该清楚的是本领域技术人员可以在相应的硬件或软件元件或其任何种类的组合中实现这些方法和功能。此外，本发明的方法及其各个步骤体现在各种描述的装置元件的功能中。

另外，除非明确地排除了某种组合，否则本文描述的任何实施例以及任何实施例的特征可彼此组合。

图3示出了根据本发明实施例的系统的示例性布置，本发明在该系统中实现。图3的系统为上行(uplink，ul)无线系统，用于通过基站(basestation，bs)接收器300服务k个用户通信装置350(例如，每子载波)，其中，k为正整数。根据本实施例，基站接收器300为链式多入多出(multipleinputmultipleoutput，mimo)基站接收器。链式mimo基站接收器300包括n个射频信号接收装置或无线资源单元节点310_1,310_2,…,310_n的布置340，其中，n为正整数。在下文中，术语“射频信号接收装置”和“无线资源单元”将同义使用。无线资源单元节点310_1,310_2,…,310_n中的任一个均包括一个或多个天线，其中第n个射频信号接收装置或第n个无线资源单元节点310_1,310_2,…,310_n的天线的数量被示例性地表示为ln。另外，链式mimo基站接收器300包括信号处理装置320，信号处理装置也被称为具有基带单元功能的目的中央单元(centralunit，cu)或基带单元(basebandunit，bbu)。在下文中，术语“信号处理装置”、“具有基带单元功能的中央单元”、和“基带单元”将同义使用。例如，上行无线系统是宽带单小区无线系统。该系统使用例如类正交频分复用(orthogonalfrequency-divisionmultiplexing，ofdm)波形以服务k个用户通信装置350。用户通信装置350包括例如固定和/或移动用户通信装置350。本发明不限制用户通信装置350的任何特定种类。用户通信装置350包括例如一个或多个单天线用户设备。k个用户通信装置350将射频信号发送到链式mimo基站接收器300。特别地，k个用户通信装置350将射频信号发送到n个射频信号接收装置或无线资源单元节点310_1,310_2,…,310_n的布置340。n个射频信号接收装置或无线资源单元节点310_1,310_2,…,310_n的布置340分别经由它们的天线111接收上述射频信号。

布置340的射频信号接收装置或无线资源单元310_1,310_2,…,310_n被布置成链340。即，射频信号接收装置或无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链340分别具有第一射频信号接收装置或无线资源单元310_1并分别具有最后一个射频信号接收装置或无线资源单元310_n。链340的第一射频信号接收装置或无线资源单元310_1处理第一无线资源单元310_1经由第一无线资源单元310_1的一个或多个天线111从一个或多个用户通信装置350接收的射频信号，并将其输出信号提供给链340的下一射频信号接收装置或无线资源单元310_2。链340的最后一个射频信号接收装置或无线资源单元310_n处理最后一个无线资源单元310_n经由最后一个无线资源单元310_n的一个或多个天线从一个或多个用户通信装置350接收的射频信号、以及链340的先前射频信号处理装置或无线资源单元310_1,310_2,…,310_n-1的输出信号，并将其自身的输出信号提供给基带单元320。链340的任一个射频信号接收装置或无线资源单元310_n(1<n<n)(不是第一射频信号接收装置或无线资源单元310_1，并且不是最后一个射频信号接收装置或无线资源单元310_n)处理无线资源单元310_n经由无线资源单元310_n的一个或多个天线111从一个或多个用户通信装置350接收的射频信号、以及链340的先前射频信号接收装置或无线资源单元310_1,...,310_n-1的输出信号，并将其自身的输出信号提供给链340的下一射频信号接收装置或无线资源单元310_n+1,...,310_n。先前射频信号接收装置或无线资源单元310_1,...,310_n-1的输出信号由链340的第n个无线资源单元310_n接收，这些输出信号包含在来自链340的先前无线资源单元310_n-1的一个消息或信号内。另外，当第n个无线资源单元310_n是链340的最后一个无线资源单元310_n时，第n个无线资源单元310_n将先前射频信号接收装置或无线资源单元310_1,...,310_n-1的输出信号和它自身的输出信号在一个消息或信号内提供给后续无线资源单元310_n+1或基带单元320。

n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的布置或链340内的消息的传输在图4中直观示出。当第n个无线资源单元310_n是链340的最后一个无线资源单元310_n时，第n个无线资源单元310_n将消息mn提供给后续或下一无线资源单元rru310_n+1或提供给基带单元320。另外，链340的第n个无线资源单元310_n(除了第一个无线资源单元310_1)从先前无线资源单元310_n-1接收消息mn-1。任何一个消息mn都包括无线资源单元310_1到310_n的输出信号。

根据本实施例，如图3所示，无线资源单元310_1,310_2,…,310_n通过容量为c1,…,cn的前传链路(fh)130在链340中级联或连接。连接两个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的任一个前传链路130具有相应的容量c1,…,cn-1。链340的最后一个无线资源单元310_n连接到基带单元320。链340的最后一个无线资源单元310_n和基带单元320之间的连接(即，前传130)具有容量cn。因此，消息m1,…,mn的任一个均经由前传链路传输，该前传链路具有其特定的需求、条件、和/或参数，例如容量c1,…,cn。

中央单元或基带单元320用于重构k个用户通信装置350按子载波发送的信号，这些信号随后被馈送至中央单元或基带单元320中的解码器(未示出)，以恢复射频信号的k个发送的消息。为了在中央单元或基带单元320处重构射频信号，n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n中的任一个均经由n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链340将其接收的射频信号的表示转发到中央单元或基带单元320。

当k个用户通信装置350中的第k个用户通信装置想要以传输速率rk将消息wk传输到中央单元或基带单元320处进行解码时，第k个用户通信装置映射消息wk，并且将消息映射到长度为l的信道输入序列xk∈r^1×l。我们如下表示k个用户通信装置在子载波的信道输入：

xk∈r^1×l

k个用户通信装置350中的每一个都生成其时域信号并在信道上进行转发。平均功率约束为e[|xk|²]＝p。

图5示出了根据本发明实施例的第n个射频信号接收装置或无线资源单元310_n的示例性布置。无线资源单元310_n代表无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链或布置340的射频信号接收装置或无线资源单元的任一个。

根据本实施例，无线资源单元310_n包括解压实体510，解压实体510用于通过解压n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链或布置340的n-1个先前无线资源单元310_1到310_n-1的n-1个压缩输出信号，生成n-1个解压信号。如上所述，该n-1个压缩输出信号从无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的布置或链340的先前无线资源单元310_n-1的消息mn-1中接收。信号解压通常是已知的。因此，在此可以使用适合信号解压的任一种已知方法。

另外，根据本实施例，无线资源单元310_n包括压缩实体502，压缩实体502用于通过对n-1个解压信号和无线资源单元310_n经由无线资源单元310_n的一个或多个天线111接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。根据本实施例，压缩实体502用于通过使用向量编码方法执行信号压缩。当由压缩实体502用来进行信号压缩时，n-1个解压信号和射频信号的表示组成一个向量，对该向量执行向量编码方法。向量编码方法和信号压缩通常是已知的。因此，在此可以使用适合信号压缩的任一种已知方法。特别地，压缩实体502执行联合信号压缩。

假如无线资源单元310_n是无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链340中的第一个无线资源单元，无线资源单元310_n将不会操作解压实体510，并且只有压缩实体502会通过对无线资源单元310_n经由其一个或多个天线111接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。

根据本实施例，基于诸如可用前传容量c1,…,cn、延迟需求、和/或信道状态信息(channelstateinformation，csi)需求的不同参数值执行信号压缩和解压。信号解压将通过考虑无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链340中的无线资源单元310_n和先前无线资源单元310_n-1之间的连接(例如，前传连接)的参数、条件、和/或特性来执行，该连接用于接收消息mn-1中的n-1个压缩输出信号。信号压缩为联合信号压缩，将通过考虑无线资源单元310_1,…,310_n的链或布置340中的无线资源单元310_n和下一或后续无线资源单元310_n+1之间的连接(例如，前传连接)的参数、条件、和/或特性来执行，或者如果无线资源单元310_n是无线资源单元310_1,…,310_n的链或布置340中的最后一个无线资源单元310_n，则通过考虑无线资源单元310_n和基带单元320之间的连接(例如，前传连接)的参数、条件、和/或特性来执行。执行信号解压和/或联合信号压缩考虑的参数、条件、和/或特征包括例如容量c1,…,cn、信道状态信息需求、延迟需求、和/或cpri带宽。

图6示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元310_n的另一示例性布置。图6的实施例基于图5的实施例，并补充了图5的无线资源单元310_n的布置。

根据图6，无线资源单元310_n另外包括处理实体601，处理实体601用于在压缩实体502压缩n-1个解压信号和接收的射频信号之前，对n-1个解压信号和接收的射频信号执行信号处理。因此，压缩实体502通过对处理实体601处理的n-1个解压信号和接收的射频信号执行信号压缩(特别地，联合信号压缩)生成压缩的输出信号。特别地，压缩实体502对处理实体601的处理结果执行信号压缩。根据本实施例，处理实体601处理n-1个解压信号中的任一个。

根据实施例，以下更详细地解释，处理实体601执行的信号处理包括通过对n-1个解压信号和接收的射频信号执行新息计算，生成新息信号。根据本实施例，处理实体601对n-1个解压信号中的任一个执行新息计算。新息计算的结果为新息信号。新息计算通常是已知的。因此处理实体601可以使用任何一种合适的已知新息计算方法。压缩实体502随后通过压缩新息计算的结果，即通过压缩新息信号，执行信号压缩。压缩实体502输出压缩的信息信号作为无线资源单元310_n的压缩的输出信号。

根据另一实施例，以下更详细地解释，处理实体601执行的信号处理包括生成对n-1个解压信号和接收的射频信号执行的、在n个射频信号接收装置310_1,310_2,…,310_n接收的n个射频信号的函数估计的估计信号。压缩实体502随后用于通过压缩估计信号执行信号压缩、以及输出压缩的估计信号作为压缩的输出信号。例如，n个射频信号的函数估计可以指对n个射频信号使用的波束成形估计函数。

根据另一实施例，例如，估计信号是分布式波束成形估计信号，并且生成估计信号包括通过对n-1个解压信号和接收的射频信号执行波束成形估计，生成分布式波束成形估计信号。例如，对n-1个解压信号中的任一个执行波束成形估计。例如，对波束成形的接收的射频信号执行波束成形估计，并且n-1个解压信号中的任一个均为波束成形的信号。如下所示，无线资源单元310_n为此包括波束成形实体，该波束成形实体用于对接收的射频信号执行波束成形。例如，通过使用分布式波束成形滤波器执行波束成形。

根据另一实施例，分布式波束成形滤波器由无线资源单元310_n确定，并且处理实体610通过使用无线资源单元310_n确定的分布式波束成形滤波器执行波束成形。根据可选的实施例，无线资源单元310_n从基带单元320接收待被无线资源单元310_n的处理实体610使用的分布式波束成形滤波器的信息。

图7示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元310_n的另一示例性布置。图7的实施例基于图5的实施例和/或图6的实施例，并且补充了图5或图6的无线资源单元310_n的布置。

特别地，图7示例性地示出了响应于用户通信装置350向链式mimo基站接收器300发送的射频信号[x1,…,xk]的而在第n个无线资源单元310_n执行的处理。首先，k个用户通信装置发送的射频信号[x1,…,xk]在第n个无线资源单元310_n的ln个天线111处被接收作为射频信号并且由无线资源单元310_n的模数转换(analog-to-digitalconversion，adc)单元701采样和处理，该采样和处理提供了ln维的数字时域信号。

然后，该数字时域信号例如由第n个无线资源单元310_n的数字基带块702处理。例如，数字基带块702应用频率处理(例如，快速傅里叶变换(fastfouriertransformation，fft)和循环前缀(cyclicprefix，cp)移除功能)。在数字基带块702中的频域处理之后，无线资源单元310_n获得频域信号频域信号yn由下式给出：

yn＝hnx+zn，n＝1,2,…,n

其中，信道矩阵定义为hl,k＝[hn,k,1,…,hn,k,m]^t，并且表示在第n个无线资源单元310_n处的第ln个接收天线和第k个用户通信装置之间的信道系数；并且zn是长度l的在ln天线处经历的独立同分布(independentandidenticallydistributed，i.i.d)零均值加性噪声向量序列其中，cz＝σ²i。

频域信号yn表示经由无线资源单元310_n的天线111接收并被如上述或如下更详细解释地处理的射频信号。无线资源单元310_n使用射频信号yn生成待转发到下一无线资源单元310_n+1的速率为cn的消息mn。

当考虑图5的实施例时，无线资源单元310_n的压缩实体502将接收的射频信号yn和解压的n-1个输出信号(该解压的n-1个输出信号从先前无线资源单元310_n-1的消息mn-1接收，并被解压实体501解压)作为输入，并且通过对接收的射频信号yn和解压的n-1个输出信号执行联合压缩，生成压缩的输出信号。然后，无线资源单元310_n(例如，无线资源单元310_n的解压实体501)输出包括该压缩的输出信号的消息mn。第n个无线资源单元310_n将消息mn转发到下一(即，第n+1个)无线资源单元310_n+1，或者如果第n个无线资源单元310_n是n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链或布置340中的最后一个无线资源单元310_n，则将消息mn转发到基带单元320。在此需要注意的是，如果第n个无线资源单元310_n是n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链或布置340中的第一个无线资源单元310_1，那么第一个无线资源单元310_1的解压实体501将不会运行，并且压缩实体501将通过仅对接收的射频信号yn执行信号压缩来生成压缩的输出信号。

当考虑图6的实施例时，接收的射频信号yn和解压的n-1个输出信号(该解压的n-1个输出信号从先前无线资源单元310_n-1的消息mn-1接收，并被解压实体501解压)首先由无线资源单元310_n的处理实体601处理。接着，无线资源单元310_n的压缩实体502将处理实体610的处理结果(即，输出)作为输入，并对该处理结果执行信号压缩，以生成压缩的输出信号。接着，无线资源单元310_n(例如，无线资源单元310_n的解压实体501)输出包括该压缩的输出信号的消息mn。第n个无线资源单元310_n将消息mn转发到下一(即，第n+1个)无线资源单元310_n+1，或者如果第n个无线资源单元310_n是n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链或布置340中的最后一个无线资源单元310_n，则将消息mn转发到基带单元320。同样需要注意的是，如果第n个无线资源单元310_n是n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的链或布置340中的第一个无线资源单元310_1，那么第一个无线资源单元310_1的解压实体501将不会运行。相反，处理实体601将只处理接收的射频信号y1，并且压缩实体501将通过仅对处理实体601的处理结果(即，处理实体601的输出)执行信号压缩来生成压缩的输出信号。

图8示出了根据本发明实施例的由第n个射频信号接收装置或无线资源单元310_n执行的步骤。特别地，该步骤反映了图5的实施例。

步骤801中，通过解压从n-1个其他(即，先前)射频信号接收装置或无线资源单元310_1,310_2,…,310_n-1接收的n-1个压缩输出信号，生成n-1个解压信号。步骤801如本文总体上关于无线资源单元310_n的解压实体501和关于无线资源单元310_1,310_2,…,310_n所描述的那样执行。

步骤802中，通过对n-1个解压信号和射频信号接收装置或无线资源单元rru310_n接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。步骤802如本文总体上关于无线资源单元310_n的压缩实体502和关于无线资源单元310_1,310_2,…,310_n所描述的那样执行。

图9示出了根据本发明实施例的由射频信号接收装置或无线资源单元执行的步骤。特别地，该步骤反映了图6的实施例。图9的实施例的第一个步骤是以上已描述的步骤801。

步骤901中，对n-1个解压信号和接收的射频信号执行信号处理。步骤901如本文总体上关于无线资源单元310_n的处理实体601和关于无线资源单元310_1,310_2,…,310_n所描述的那样执行。

步骤902类似于步骤802，通过对n-1个解压信号和射频信号接收装置或无线资源单元310_n接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。然而，步骤902中，使用信号处理901的结果生成压缩的输出信号。步骤902如本文总体上关于无线资源单元310_n的压缩实体502和关于无线资源单元310_1,310_2,…,310_n所描述的那样执行。

图10示出了根据本发明实施例的信号处理装置或基带单元320的示例性布置。如上所述，基带单元320从n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的布置或链340的最后一个无线资源单元310_n接收消息mn。消息mn包括所有n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的压缩输出信号。根据本实施例，基带单元320包括接收实体1001，接收实体1001用于接收消息mn，并且特别用于从n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的布置或链340的最后一个无线资源单元310_n接收压缩的输出信号。

另外，基带单元320包括信号重构实体1002，信号重构实体1002用于通过使用消息mn，特别地，通过使用来自最后一个无线资源单元310_n的压缩的输出信号，执行信号重构。

本发明允许信号解压801和信号压缩802、902(特别地，联合压缩802、902)的不同执行。解压801和压缩802、902的执行方式取决于在一个或多个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n上可用的信道状态信息(channelstateinformation,csi)的总量以及系统的延迟需求。因此，例如，在没有信道状态信息的情况下，执行集中式波束成形，其中，例如执行每个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n接收的射频信号的新息部。在具有全局信道状态信息的情况下，执行分布式波束成形，其中，例如执行用每个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n接收的射频信号和解压信号计算的函数。以下将更详细地讨论这两种情况。

首先，使用图11，考虑没有可用的信道状态信息的情况。

图11示出了根据本发明实施例的射频信号接收装置或无线资源单元310_n的示例性布置。射频信号接收装置或无线资源单元310_n一般如以上所讨论的那样布置，其中，图11示出了射频信号接收装置或无线资源单元310_n的进一步的布置。

如图11所示，第n个无线资源单元310_n从先前无线资源单元310_n-1接收消息mn-1作为输入。消息mn-1包括前置的无线资源单元310_1,…,310_n-1的n-1个压缩输出信号b1,...,bn-1，这些压缩输出信号被提供到解压实体501。解压实体501将压缩输出信号b1,...,bn-1作为输入信号并将它们解压。特别地，根据本实施例，解压实体501使用连接先前无线资源单元310_n-1和无线资源单元310_n的前传链路的参数、条件、和/或需求执行解压。例如，参数、条件、和/或需求包括信道状态信息的总量和/或延迟需求。通过解压，解压实体501生成n-1个解压信号从解压实体501将该n-1个解压信号提供到处理实体601。

除了n-1个解压信号之外，处理实体601还接收上述接收的射频信号yn并处理该接收的信号。根据本实施例，处理实体601执行新息计算，新息计算包括生成给出时的yn的新息部的估计，其中，yn的新息部的估计被称为新息信号，记作rn。

根据本实施例，处理实体601通过计算从估计的yl的误差来计算新息序列或信号rn，例如通过计算线性最小均方误差(linearminimummeansquareerror，lmmse)来计算rn：

其中，是由和以下相关矩阵给出的lmmse滤波器：

和

新息序列的协方差矩阵由lmmse误差给出，其中

在生成新息信号rn之后，压缩实体502生成新息信号rn的压缩版本。根据本实施例，压缩实体502包括两个单元——压缩单元1101和多路复用器1102。新息信号rn的压缩版本用表示。压缩实体502的压缩单元1101以满足b1+…+bn＝cn并由消息描述的速率bn分别压缩新息或新息信号rn，其中，b1,…,bn-1是用于先前传输相应消息m1,…,mn-1的速率。

压缩实体502的压缩单元1101通过使用向量压缩方法(例如，变换编码方法)分别压缩新息或新息信号rn，以使用协方差矩阵生成速率为bn的压缩消息如下所述。向量传输方法(例如，变换编码方法)一般是已知的，并且在此可以使用任何适合的向量传输方法(例如，变换编码方法)。例如，a.e.gamal和y.-h.kim：“networkinformationtheory”,cambridgeuniversitypress,2011描述了可以根据本实施例使用的变换编码方法。

的奇异值分解(singularvaluedecomposition，svd)计算为并且新息信号被投影为然后的ln个分量中的每一个都在处量化，ln＝1,…,ln，这样，通过以下反向注水问题获得

使得

其中，其中，λn,i是的第ln个特征值，并且θ的选择可以满足约束。例如，在a.e.gamal和y.-h.kim：“networkinformationtheory”,cambridgeuniversitypress,2011中描述了反向注水问题。接着，消息被转发到下一单元。

关于对无线资源单元310_n接收的消息mn-1中的的解压，其中，为了在解压实体501处进行以上解压，首先通过重构的量化分量(用表示)以及通过反转投影获得压缩的新息序列i＝1,…,n-1。压缩的序列的特征在于：

其中，量化噪声qn具有协方差矩阵：

接着，序列被相继重构为：

对i＝1,…,n-1

关于在没有可用的信道状态信息的情况下的信号处理装置或基带单元320的布置，参考图10。

在没有可用的信道状态信息的情况下，基带单元320将来自最后一个无线资源单元310_n的消息mn作为输入。例如，经由连接最后一个无线资源单元310_n和基带单元320的前传130，基带单元320的接收实体1001接收消息mn。然后，基带单元320的信号重构实体1002重构在n个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n处接收的射频信号接着，基带单元320的信号重构实体1002计算集中式波束成形滤波器w并生成传输符号的估计：

在执行如上所述的重构之前，信号重构实体还用于解压消息mn的n个压缩输出信号。为此，首先通过如上关于无线资源单元310_n所描述的那样解压解压n个压缩输出信号然后，用集中式波束成形滤波器w估计信道输入符号为其中，w是最小均方差(minimummeansquareerror，mmse)滤波器并且

其中，h＝[h1,…hn]^t，并且

以下将更详细考虑具有全局信道状态信息的情况。如上所述，在这种情况下，可以执行分布式波束成形，其中，例如，执行用在每个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n处的接收的射频信号和解压信号计算的函数。

图12示出了根据本发明实施例的第n个射频信号接收装置或无线资源单元310_n的示例性布置。射频信号接收装置或无线资源单元310_n一般如以上所讨论的那样布置，其中，图12展示了关于存在全局信道状态信息的情况下的射频信号接收装置或无线资源单元310_n的进一步的布置。

根据本实施例，第n个无线资源单元310_n的解压实体501将来自先前无线资源单元310_n-1的消息mn-1作为输入。根据本实施例，解压实体501同样使用例如信道状态信息的总量和第n个无线资源单元310_n与先前无线资源单元310_n-1之间的连接(例如，前传130)的延迟需求，以解压来自先前无线资源单元310_1,…,310_n-1的n-1个信号，用表示。

对于后续的联合压缩，根据本实施例，使用解压实体501处的解压信号接收的射频信号yn、信道状态信息总量和延迟需求、以及到下一无线资源单元310_n+1的可用的回传cn作为输入。接着，用于生成消息mn的联合压缩执行如下。

根据本实施例，在第n个无线资源单元310_n中提供波束成形实体1201。例如，波束成形实体1201将分布式波束成形滤波器(用wl表示)应用于接收的射频信号yn，以生成波束成形序列或信号sn＝wnyn。

通过对解压序列和从波束成形实体1201接收的波束成形信号sn进行滤波，处理实体601将先前无线资源单元310_1,…,310_n-1的波束成形信号的总和(或任何其他函数)的估计(用表示)确定为估计信号。

接着，压缩实体502生成压缩的输出信号，该压缩的输出信号作为波束成形序列rn的总和的压缩版本，表示为速率为cn的并且由消息mn描述。

特别地，根据本实施例，波束成形实体1201用波束成形滤波器wn计算波束成形序列sn为sn＝wnyn。接着，用lmmse滤波器估计先前波束成形信号rn的总和为：

其中，为lmmse滤波器，该lmmse滤波器由给出，相关矩阵为：

以及

总和序列rn的协方差矩阵由lmmse误差给出：

其中，

使用转换编码算法压缩总和序列rn，以使用上述协方差矩阵生成速率为cn的压缩消息mn。消息mn被转发到下一无线资源单元310_n+1，并且消息mn-1被丢弃。

关于对第n个无线资源单元310_n接收的消息mn-1中的的解压，根据本实施例，解压实体501通过重构的量化分量(表示为)以及通过倒置投影为执行该解压。根据本实施例，压缩序列的特征为：

其中，量化噪声qn具有协方差矩阵

关于在有全局信道状态信息的情况下的信号处理装置或基带单元320的布置，参考图10。

在有全局信道状态信息的情况下，基带单元320将来自最后一个无线资源单元310_n的消息mn作为输入。例如，经由连接最后一个无线资源单元310_n和基带单元320的前传130，基带单元320的接收实体1001接收消息mn。然后，基带单元320的信号重构实体1002通过解压重构波束成形信号s1+…+sn的总和的信号。接着，信号重构实体1002将传输符号重构为

在重构传输符号之前，如上关于第n个无线资源单元310_n所解释的那样从消息mn解压信号

通过本发明，如上所述，实现了用户通信装置350的k个传输信道输入和目的单元处的k个重构的信道输入之间的误差向量幅度(errorvectormagnitude，evm)的最小化。特别地，对于给定的可用前传容量，假设满足系统的延迟和信道状态信息需求，最小化误差向量幅度是可以实现的。

误差向量幅度测量由k个用户通信装置350传输的符号x和在目的单元处的符号x的重构(为重构符号)之间的平均二次误差。误差向量幅度定义为：

为了比较前传需求，配置压缩比，其中，压缩比定义为：不考虑处理/压缩时在无线资源单元310_1,310_2,…,310_n和目的单元(例如，基带单元320)之间传输n个向量所需要的比特(吞吐量)bno-comp与使用了部分处理/压缩时为实现相同的误差向量幅度所需要的比特(吞吐量)bmethod之间的比值，即，

在另一方面，在链式的mimo架构中，频域功能从基带单元或中央单元320移至无线资源单元310_1,310_2,…,310_n(例如，ofdm的快速傅里叶变换和循环前缀移除)，使得处理在频域进行。诸如基带波束成形处理的额外的基带单元功能也可以被移至无线资源单元310_1,310_2,…,310_n，基带波束成形处理可以集中式或分布式执行。

在集中式波束成形中，在每个无线资源单元310_n接收的信号被转发到基带单元320，基带单元320将集中式波束成形滤波器应用在可用的接收的信号上，以在基带单元320处重构由用户通信装置350传输的符号。

在分布式波束成形中，在无线资源单元310_n应用本地波束成形，并且生成的处理信号被转发到基带单元320，以重构由用户通信装置350传输的符号。

在分布式波束成形中，接收波束成形滤波器的设计需要知道全局信道状态信息，全局信道状态信息通常只在基带单元320处可用。如果延迟约束不严格，那么可以在基带单元320以集中式进行该设计，并将该设计转发到无线资源单元310_1,310_2,…,310_n。这造成系统中很大的延迟并且需要无线资源单元310_1,310_2,…,310_n和基带单元320之间的一定的反馈性能。然而，如果系统的延迟很严格，则只能应用集中式波束成形，因为集中式波束成形由于不需要无线资源单元310_1,310_2,…,310_n的信道状态信息，故几乎没有延迟。这已经通过以上没有信道状态信息的情形指出，而对于分布式的情形，由于基带单元320将所有需要的信道状态信息(或需要的波束成形滤波器)转发到无线资源单元310_1,310_2,…,310_n，这已经通过以上具有信道状态信息的情形指出。

因此，本发明为c-mimo系统提供了有效的i/q压缩方案，该方案包括在每个无线资源单元310_1,310_2,…,310_n,…,310_n的联合压缩实体502之前增加解压实体501，以显著地降低前传吞吐量需求，同时保证用户通信装置发送的信号和这些信号在基带单元320的重构之间的低失真(evm)。根据信道状态信息和系统的延迟需求，适当地选择在解压实体501和联合压缩实体502处的处理。

出于通信目的，根据本发明可以使用不同的已知的通信标准和/或协议。

此外，本发明可以以模块化方式实现。因此，上述实施例可以以几种方式彼此组合。

因此，如上所示，本发明涉及n个射频信号接收装置从一个或多个用户通信装置接收射频信号，其中n为正整数，并且涉及由一个或多个射频信号接收装置处理接收的射频信号。射频信号接收装置解压从n个射频信号接收装置中的一个或多个射频信号接收装置接收的压缩输出信号，并通过对解压信号和该射频信号接收装置接收的射频信号执行信号压缩，生成压缩的输出信号。另外，本发明涉及信号处理装置对n个射频信号接收装置中的射频信号接收装置的输出信号的进一步处理。

已经结合本文的各种实施例描述了本发明。然而，通过研究附图、公开内容、和所附权利要求，本领域技术人员和实践所要求保护的发明的人员可以理解和实现所附实施例的其他变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示不能使用这些措施的组合获益。