[发明专利]MIMO系统的帧结构感知压缩

说明书

本发明涉及一种用于压缩和解压缩频域数字信号的MIMO通信系统的多天线装置，其中通过无线帧结构映射(π)确定频域数字信号的每个频域数字子信号的数据信道类型。多天线装置包括与每个数据信道类型相关联的相应压缩器和相应解压缩器。对于频域数字信号的每个频域数字子信号，多天线装置在第一模块处使用与频域数字子信号的数据信道类型相关联的压缩器压缩频域数字子信号，并且对于每个压缩的频域数字子信号，在经由FH链路与第一模块通信的第二模块处，使用与压缩的频域数字子信号的数据信道类型相关联的解压缩器解压缩压缩的频域数字子信号。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及通过前传链路连接的分布式节点上的云端通信领域。

背景技术

在大带宽上运行的大规模多输入多输出(massive multi-input multi-output，M-MIMO)系统被视为提高下一代蜂窝系统中的频谱效率的最有前景的技术之一。M-MIMO站的实施最常用的是分布式架构，其中基站(base station，BS)基带(base band，BB)处理(例如，波束成形和波形产生)和无线处理(例如，射频(radio frequency，RF)处理和模数转换(analog-to-digital conversion，ADC)或数模转换(digital-to-analog conversion，DAC))由分离开的单元分别执行，例如，一边为基带单元(base band unit，BBU)，另一边为位置通常较远的远程无线单元(remote radio unit，RRU)，又称为无线资源单元(radioresource unit，RRU)。一个或多个RRU均由例如天线块组成，可以通过相应的前传(fronthaul，FH)链路(例如，光纤)连接到BBU，其中，如图1的MIMO系统100中示意性所示，前向链路发送RRU与BBU之间的同相和正交(in-phase and quadrature，IQ)样本。作为发射机的用户设备(user equipment，UE)装置经由频率选择性信道向MIMO接收器发送相应的消息，且MIMO接收器经由FH链路从RRU朝向BBU内部发送上行链路IQ样本。另一方面，MIMO发射机在内部经由FH链路从RRU向BBU发送下行链路IQ样本，且在外部经由频率选择性信道向作为接收器的UE装置发送相应的消息。RRU可靠近天线安装，而BBU可位于建筑物的底部或远程位置处，进而减少成本且增加BS部署的灵活性。在下行链路中，例如，BBU单元负责基带处理功能性，例如，用户消息到IQ符号样本的位电平编码、用户信号的预编码和频域功能性(例如，用于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)波形的快速逆傅里叶变换(inverse fast Fourier transform，IFFT)和循环前缀(cyclicprefix，CP)加法)，以便产生传输信号。这些IQ样本被转发给RRU，所述RRU简单地进行DAC操作并发送信号。

就BBU和RRU之间的IQ样本通信而言，在带宽高和天线数量大的情况下，FH链路的吞吐量要求容易变得过高。因此，文献(如K.F.Nieman和B.L.Evans的《云无线接入网复杂基带长期演进(long-term evolution，LTE)信号的时域压缩》，IEEE全球信号与信息处理会议(Global-SIP)，第1198-1201页，2013年12月)中已将许多通用公共无线接口(commonpublicradio interface，CPRI)压缩算法纳入考虑，目的是在不显著影响端到端(end-to-end，E2E)性能的情况下减少BBU和RRU之间的通信数据量。为了说明，图2示出了图1的MIMO系统100中的一个典型MIMO发射机200的详细视图。典型MIMO发射机200包括：在BBU处的位电平处理块、线性接收滤波块(由“P_i”描绘)、用于就OFDM波形的示范性而言执行IFFT和CP加法的频率处理块(由“IFFT+CP”描绘)，以及压缩算法块。典型MIMO发射机200在RRU处包括解压缩算法块和若干DAC装置。