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CN106233684B - 无线通信网络节点中的信道估计 - Google Patents

无线通信网络节点中的信道估计 Download PDF

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CN106233684B CN201480078198.3A CN201480078198A CN106233684B CN 106233684 B CN106233684 B CN 106233684B CN 201480078198 A CN201480078198 A CN 201480078198A CN 106233684 B CN106233684 B CN 106233684B
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Abstract

无线网络节点(110)与其中的方法(400)，用于对用于与UE(120)的无线信号通信的信道进行信道估计。所述无线网络节点(110)包括配置用于波束成形、空间复用和MIMO传输的多天线阵列(210)。所述无线网络节点(110)还包括：接收器(510)，配置用于从所述UE(120)接收第一导频信号，并从干扰源(230)接收无线信号；还配置用于以确定的AoA从所述UE(120)接收由接收器预滤波器过滤的第二导频信号；和处理器(520)，配置用于对接收到的信号进行空间分析；并选择来自所述UE的导频信号；还配置用于确定选择的导频信号的AoA；进一步配置用于设计接收器预滤波器，以便隔离来自所述AoA的信号；并且还进一步配置用于基于接收到的第二导频信号估计信道。

Description

无线通信网络节点中的信道估计
技术领域
本文中所描述的实现方式通常涉及一种无线网络节点、一种无线网络节点中的方法、一种计算机程序产品和一种用于正交导频信号调度的多点协作方案。具体地，本文中描述了一种用于在包括大规模MIMO的无线通信系统中对用于用户设备和无线网络节点之间的无线信号通信的信道进行信道估计的机制。
背景技术
用户设备(UE)，也称为移动台、无线终端和/或移动终端，能够在无线通信网络中，有时也称为蜂窝无线系统中进行无线通信。通信可以通过无线接入网(RAN)并且有可能一个或多个核心网络在，例如，用户设备之间、用户设备与接线电话之间和/或用户设备与服务器之间进行。无线通信可以包括诸如语音、消息传递、分组数据、视频、广播等各种通信服务。
用户设备还可以称为移动电话、蜂窝电话、具有无线能力的平板电脑或笔记本电脑等。本文中的用户设备可以是，例如，便携式、口袋可存储式、手持式、包括计算机的或车载的移动设备，能够通过无线接入网与另一实体，例如，另一用户设备、固定实体或服务器传送语音和/或数据。
无线通信网络覆盖被分成小区区域的地理区域，其中每个小区区域由无线网络节点或基站服务，所述基站例如为，无线基站(RBS)或基站收发台(BTS)，取决于所使用的技术和/或术语，其在有些网络中可被称为“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”或“B node”。
有时，表述“小区”可用于表示无线网络节点本身。然而，小区在正常术语中也可以用于地理区域，其中无线覆盖由基站站点的无线网络节点提供。位于基站站点上的一个无线网络节点可服务一个或多个小区。无线网络节点可以在以无线电频率运行的空中接口上与各无线网络节点范围内的任何用户设备进行通信。
在一些无线接入网中，例如，在通用移动通信系统(UMTS)中，多个无线网络节点可以通过，例如，陆线或微波与无线网络控制器(RNC)连接。例如，在GSM中，RNC有时也称为基站控制器(BSC)，可以监督并协调与其连接的多个无线网络节点的各种活动。GSM是全球移动通信系统(原：群组专用移动)的缩写。
在第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)中，无线网络节点可以称为eNodeB或eNB，其可以与网关、例如，无线接入网关连接至一个或多个核心网络。LTE基于GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术，利用一个不同无线接口提高容量和速度并改进核心网络。
设置LTE-A，即LTE版本10和此后版本，以便以低成本方式提供更高的比特率，同时，完全实现国际电信联盟(ITU)为国际移动通信演进(IMT-A)，有时也称为4G(“第四代”的缩写)设置的要求。3G以后移动通信系统，例如，3GPP LTE，通过采用利用了多输入多输出(MIMO)的多天线系统在下行链路中提供高数据速率。
大规模MIMO是一种采用了具有各自收发器的大型天线阵列系统(AAS)的新技术，从而大幅度提高了无线通信系统的吞吐量。这些大型阵列的优点在于能够用非常高的分辨率对接收和发送信号进行空间解析和分离。将诸如噪声和干扰等典型的限制因素降低到这一程度，即，以前可以忽略的影响变得具有限制性。这些影响中最困难的一个是导频污染。由于丢失或缺乏小区之间的训练序列正交性造成导频污染。
有时将大规模MIMO宽泛地定义为包括，例如，100个或更多收发器的系统。这个群体中的各种调查说明大规模MIMO系统受益于几百个收发器。
启用大规模MIMO的无线网络节点通过将接收信号与用户设备发送的已知信号，即导频信号，相关联来估计来自用户设备的无线信道。使这些导频信号相互正交。这意味着，无线网络节点在训练期间所执行相关性的结果仅包含来自手机发送在相关性中所使用的导频所需链路的系统响应。
在本发明上下文中，下行链路、下游链路或前向链路等表述可用于从无线网络节点到用户设备的传输路径。上行链路、上游链路或反向链路等表述可用于相反方向上的传输路径，即，从用户设备到无线网络节点。
然而，只存在有限的可用正交导频信号集合。这意味着，必须重复使用同一导频信号，以便提供足够的训练时间和精确的信道估计。这将导致小区内的导频污染增加，从而使信号质量变差，进而也使无线通信系统内的信令吞吐量变差。
因此，为了使这种系统的使用变得可行，需要减少大规模MIMO系统中导频污染这一问题。
发明内容
因此，本发明目的在于，消除至少部分上述缺点，减少大规模MIMO中导频污染这一问题，并在无线通信系统对用于用户设备和无线网络节点之间的无线信号通信的信道提供信道估计。
这个以及其它目的通过所附独立权利要求的特征来实现。结合从属权利要求、说明书和附图，进一步的实现形式变得显而易见。
根据第一方面，提供一种无线网络节点，用于对在无线通信系统中的用于用户设备和所述无线网络节点之间的无线信号通信的信道进行信道估计。所述无线网络节点包括用于波束成形、空间复用和多输入多输出MIMO传输的多天线阵列。所述无线网络节点包括：接收器，配置用于从所述用户设备接收第一导频信号，并从干扰源接收无线信号。所述接收器还配置用于以确定的到达角从所述用户设备接收由接收器预滤波器过滤的第二导频信号。此外，所述无线网络节点包括：处理器，配置用于对接收到的信号进行空间分析。所述处理器还配置用于基于所述空间分析选择来自所述用户设备的导频信号。所述处理器还配置用于确定选择的导频信号的到达角。另外，所述处理器进一步配置用于设计接收器预滤波器，以便隔离从确定的到达角接收到的信号；并且还进一步配置用于基于接收到的第二导频信号估计信道。
因此，可以在小区内进行改进的信道估计，因为可以过滤掉来自用户设备的导频信号，并与干扰源发送的无线信号进行区别。因而，可以忽略或至少减少与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。
在根据第一方面所述无线网络节点的第一种可能的实现方式中，所述处理器还可以配置用于确定所选信号的到达可视性范围；并且还配置用于通过隔离从确定的到达可视性范围接收到的导频信号设计所述接收器预滤波器。
其优点包括进一步改进的信道估计，因为可以改进的精度过滤掉干扰源发送的干扰信号。
在根据第一方面或第一方面第一种可能的实现方式所述的无线网络节点的第二种可能的实现方式中，所述处理器也可以配置用于通过将接收信号强度与预定阈值进行比较对接收到的信号进行空间分析，并且还配置用于选择信号强度超过所述预定阈值的信号。
因此，可以用进一步改进的精度过滤掉并检测用户设备发送的上行信号。
在根据第一方面或第一方面前述任一种实现方式所述的无线网络节点的第三种可能的实现方式中，用户设备的第一导频信号可以包括在所述无线网络节点和相邻网络节点之间协作的正交导频信号集合中，并且所述第二导频信号不包括在所述无线网络节点和相邻网络节点之间协作的正交导频信号集合中。
根据这种实现方式的优点在于，数量有限的可用正交导频信号可以专用于第一导频信号，而任意的、并非正交导频信号可以用于第二导频信号。从而，在不需要额外数量的正交信号的情况下，避免了导频污染。从而可以重复使用导频信号，使得能够采用数量有限的可用正交导频信号。
在根据第一方面或第一方面前述任一种实现方式所述的无线网络节点的第四种可能的实现方式中，用户设备的第一导频信号为探测参考信号SRS，并且所述第一导频信号的调度可以在所述无线网络节点和所述相邻网络节点之间被协作。进一步地，所述用户设备的第二导频信号可以为解调参考信号(DMRS)或SRS，其不需要在所述无线网络节点和所述相邻网络节点之间被协作。
因此，可以进行改进的信道估计，因为忽略或至少减少了与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。
在根据第一方面或前述任一种实现方式所述的无线网络节点的第五种可能的实现方式中，所述接收器预滤波器的设计可以基于盲估计和/或统计。
使用盲估计/统计的优点在于，可以将任何接收到的信号用于预过滤，使得信道估计进一步改进并且导频污染减少。
在根据第一方面或前述任一种实现方式所述的无线网络节点的第六种可能的实现方式中，所述接收器预滤波器的设计可以是基于模型的，例如，基于对从所述用户设备接收到的所述第一导频信号进行的匹配滤波器信号强度测量。
采用针对诸如导频信号的已知参考信号调谐的匹配滤波器的优点在于，根据一些实施例，可以过滤掉干扰源。从而，可以实现改进从用户设备的上行链路中接收到的信号的信号质量。
在根据第一方面或前述任一种实现方式所述的无线网络节点的第七种可能的实现方式中，所述多天线阵列可以包括多个天线元件，彼此隔开一些距离安装使得至少部分所述天线元件能够从所述用户设备接收同一信号。
从而，提供了一种改进的信号过滤机制。
在根据第一方面或前述任一种实现方式所述的无线网络节点的第八种可能的实现方式中，所述无线网络节点可以包括演进型基站(eNodeB)；并且所述无线通信网络可以基于第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)。
因此，也可以在现有网络和网络元件中提供根据公开方法所述的大规模MIMO和信道估计，从而解决与导频污染相关的问题。
根据第二方面，提供一种用于无线网络节点中的方法。所述方法旨在用于对在无线通信系统中的用户设备和所述无线网络节点之间的无线信号通信的信道提供信道估计，所述无线网络节点包括用于波束成形、空间复用和MIMO传输的多天线阵列。所述方法包括：从所述用户设备接收第一导频信号，并从干扰源接收无线信号。进一步地，所述方法包括对接收到的信号进行空间分析。另外，所述方法包括：基于所述空间分析从所述用户设备选择导频信号。此外，所述方法包括：确定选择的导频信号的到达角。所述方法还包括：设计接收器预滤波器，以便隔离从确定的到达角接收到的信号。进一步地，所述方法还包括：以确定的到达角从所述用户设备接收由设计的接收器预滤波器过滤的第二导频信号；以及基于接收到的第二导频信号估计信道。
从而，可以在小区内进行改进的信道估计，因为可以过滤掉来自用户设备的导频信号，并与干扰源发送的无线信号进行区别。因而，可以忽略或至少减少与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。
在根据第二方面所述方法的第一种可能的实现方式中，所述方法还可以包括确定选择的导频信号的到达可视性范围；并且进一步设计所述接收器预滤波器以便隔离从确定的到达可视性范围接收到的导频信号。
其优点包括进一步改进的信道估计，因为干扰源发送的干扰信号可以用改进的精度过滤掉。
在根据第二方面或其第一种可能的实现方式所述方法的第二种可能的实现方式中，所述对接收到的信号进行空间分析包括将接收信号强度与预定阈值进行比较，选择信号强度超过所述预定阈值的信号。
因此，可以用进一步改进的精度过滤掉并检测用户设备发送的上行信号。
在根据第二方面或前述任一实现方式所述方法的第三种可能的实现方式中，所述用户设备的第一导频信号可以包括在所述无线网络节点和相邻网络节点之间协作的正交导频信号集合中，并且所述第二导频信号可以不包括在所述无线网络节点和相邻网络节点之间协作的正交导频信号集合中。
根据这种实现方式的优点在于，数量有限的可用正交导频信号可以专用于第一导频信号，而任意的、并非正交导频信号可以用于第二导频信号。从而，在不需要额外数量的正交信号的情况下，避免了导频污染。从而可以重复使用导频信号，使得能够采用数量有限的可用正交导频信号。
在根据第二方面或其前述任一实现方式所述方法的第四种可能的实现方式中，所述用户设备的第一导频信号可以为探测参考信号(SRS)，其中所述第一导频信号的调度可以在所述无线网络节点和所述相邻网络节点之间被协作。所述用户设备的第二导频信号可以为解调参考信号(DMRS)或SRS，所述第二导频信号不需要在所述无线网络节点和所述相邻网络节点之间被协作。
根据这种实现方式的优点包括，可以进行改进的信道估计，因为忽略或至少减少了与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。
在根据第二方面或其前述任一实现方式所述方法的第五种可能的实现方式中，所述接收器预滤波器的设计可以基于盲估计和/或统计。
使用盲估计/统计的优点在于，可以将任何接收到的信号用于预过滤，使得信道估计进一步改进并且导频污染减少。
在根据第二方面或其前述任一实现方式所述方法的第六种可能的实现方式中，所述接收器预滤波器的设计是基于模型的，例如，基于对从所述用户设备接收到的所述第一导频信号进行的匹配滤波器信号强度测量。
采用针对诸如导频信号等已知参考信号调谐的匹配滤波器的优点在于，根据一些实施例，可以过滤掉干扰源。从而，从用户设备的上行链路中接收到的信号的信号质量可以实现改进。
在根据第二方面或其前述任一实现方式所述方法的第七种可能的实现方式中，所述多天线阵列可以包括多个天线元件，彼此隔开一些距离安装使得至少部分所述天线元件能够从所述用户设备接收同一信号。
从而，提供了一种改进的信号过滤机制。
在根据第二方面或其前述任一实现方式所述方法的第八种可能的实现方式中，所述无线网络节点可以包括演进型基站(eNodeB)；并且所述无线通信网络可以基于第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)。
因此，也可以在现有网络和网络元件中提供根据公开方法所述的大规模MIMO和信道估计，从而解决与导频污染相关的问题。
根据另一方面，一种计算机程序，包括用于执行根据第二方面或第二方面任一实现方式所述无线网络节点中方法的程序代码，当计算机程序加载到根据第一方面或第一方面任意实现方式所述无线网络节点的处理器中时，用于对在无线通信系统中的用于用户设备和无线网络节点之间的无线信号通信的信道进行信道估计，所述无线网络节点包括配置用于波束成形、空间复用和MIMO传输的多天线阵列。
因此，可以在小区内进行改进的信道估计，因为可以过滤掉来自用户设备的导频信号，并与干扰源发送的无线信号进行区别。因而，可以忽略或至少减少与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。
根据又一方面，提供一种计算机程序产品，包括在其上存储有程序代码的计算机可读存储介质，由无线网络节点用于对在无线通信系统中的用于用户设备和所述无线网络节点之间的无线信号通信的信道进行信道估计。所述无线网络节点包括配置用于波束成形、空间复用和MIMO传输的多天线阵列，所述程序代码包括用于执行包括以下操作的方法的指令：从所述用户设备接收第一导频信号，并从干扰源接收无线信号；对接收到的信号进行空间分析。此外，所述方法包括：基于所述空间分析选择来自所述用户设备的导频信号。所述方法还包括：确定选择的导频信号的到达角。另外，所述方法进一步包括：设计接收器预滤波器，以便隔离从确定的到达角接收到的信号。所述方法还包括：以确定的到达角从所述用户设备接收由设计的接收器预滤波器过滤的第二导频信号；以及基于接收到的第二导频信号估计信道。
因此，可以在小区内进行改进的信道估计，因为可以过滤掉来自用户设备的导频信号，并与干扰源发送的无线信号进行区别。因而，可以忽略或至少减少与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。
根据又一方面，提供一种用于在无线通信系统中的多个相邻无线网络节点之间正交导频信号调度的多点协作方案。所述用于正交导频信号调度的多点协作方案包括：正交导频信号第一子集，由无线网络节点用于空间分析；和导频信号第二子集，由无线网络节点用于信道估计，其中所包括的各导频信号不同于所述正交导频信号第一子集中包括的任何导频信号。
因此，可以在小区内进行改进的信道估计，因为可以过滤掉来自用户设备的导频信号，并与干扰源发送的无线信号进行区别。因而，可以忽略或至少减少与大规模MIMO环境中导频污染相关的问题。从而在无线通信系统内提供改进的性能，同时减小网络侧的导频污染。
通过以下详细描述，所述各方面的其它目的、优点和新颖性特征变得显而易见。
附图说明
结合所附附图对各实施例进行更详细的描述，附图示出了实施例的各种示例，其中：
图1为示出了根据一些实施例的无线通信网络的框图。
图2为示出了根据一些实施例的无线通信网络的框图。
图3为示出了导频信号的示意图。
图4为示出了根据一实施例的无线网络节点中方法的流程图。
图5为示出了根据一实施例的无线网络节点的框图。
具体实施方式
本文中所描述的本发明实施例限定为无线网络节点、无线网络节点中的方法、计算机程序产品和用于正交导频信号调度的多点协作方案，其可以实施在下述实施例中。然而，这些实施例可以以许多不同形式来例示并实现，并且不限于本文中所阐述的示例；相反，实施例的这些说明性示例得以提供，使得使本公开变得彻底和完整。
结合附图进行考虑，其它目的和特征通过以下详细描述可以变得显而易见。然而，应理解，附图仅仅是出于说明的目的进行设计，而不应限定为对本文中所公开实施例的限制，对于此，请参考所附权利要求。此外，除非另有说明，附图不一定按比例进行绘制，它们仅仅用于概念性说明本文中所描述的结构和过程。
图1为无线通信网络100的示意图，其包括无线网络节点110、相邻无线网络节点130、用户设备120、和位于相邻无线网络节点130的相邻小区中的干扰230。用户设备120可以由无线网络节点110服务，从而与无线通信网络100连接。
无线通信网络100至少可以部分基于无线接入技术，例如，3GPP LTE、LTE演进、演进通用陆地无线接入网(E-UTRAN)、通用移动通信系统(UMTS)、全球移动通信系统(原：群组专用移动)(GSM)/增强型数据速率GSM演进技术(GSM/EDGE)、宽带码分多址(WCDMA)、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、单载波FDMA(SC-FDMA)网络、全球微波互联接入(WiMax)或超级移动宽带(UMB)、高速分组接入(HSPA)演进通用陆地无线接入(E-UTRA)、通用陆地无线接入(UTRA)、GSM EDGE无线接入网(GERAN)、3GPP2 CDMA技术，例如，CDMA2000 1×RTT和高速分组数据(HRPD)，仅举一些少数选项。“无线通信网络”、“无线通信系统”和/或“蜂窝通信系统”等表述在本公开的技术范围内有时可互换使用。
根据不同实施例，无线通信网络100可以配置成根据时分双工(TDD)和/或频分双工(FDD)原理运行。
TDD是时分多路复用的应用，用以及时将上行和下行信号分离开来，有可能具有位于上、下行信令之间的时域中的保护时段(GP)。FDD意味着发送器和接收器以不同载波频率运行。
图1所示图示的目的在于提供无线通信网络100和所涉及的方法与节点，例如，本文中所描述的无线网络节点110、相邻网络节点130、用户设备120和干扰源230，以及所涉及功能性的简要、总体概况。所述方法、无线网络节点110，130、用户设备120和干扰源230随后将作为非限制性示例在3GPP LTE/LTE演进环境中进行描述。然而，所公开的实施例可以基于另一接入技术，例如，上述所列任一种，在无线通信网络100中运行。因此，虽然本发明实施例基于并采用3GPP LTE系统的术语进行描述，但是并不限于3GPP LTE。此外，无线网络节点、网络节点、基站和小区等术语可以在下文中互换使用。
为了与用户设备120进行无线通信，所示出的包含在无线通信网络100中的无线网络节点110可以发送并接收无线信号。
无线网络节点110例如通过经由X2连接或其它类似的有线或无线网间节点通信接口与相邻网络节点130进行通信，可以知道相邻网络节点130以及相邻网络节点130的发送DRS信号或其它参考信号、导频信号或同步信号的时频特性，比如：周期性。
为了估计无线网络节点110和用户设备120之间信道的质量，用户设备120可以在上行链路中发送导频信号，由无线网络节点110接收。
应注意，图1中所示一个无线网络节点110实例、一个相邻网络节点130实例、一个用户设备120和一个干扰源230的网络设置被认为仅仅是实施例的非限制性示例。无线通信网络100可以包括所讨论的无线网络节点110，130、用户设备120和/或干扰源230的任意其它数量和/或组合。多个用户设备120和/或干扰源230、和/或无线网络节点110、130的另一配置可因此涉及在本公开发明的一些实施例中。当本文中提及“相邻网络节点130”时，根据一些实施例，至少一个相邻网络节点130可以包括多个相邻网络节点的集合。
因此，每当本文中提及“一个”或“一/一种”无线网络节点110、相邻网络节点130、用户设备120和/或干扰源230时，根据一些实施例，可以涉及多个无线网络节点110、相邻网络节点130、用户设备120和/或干扰源230。
此外，根据一些实施例，无线网络节点110和相邻网络节点130可以配置用于下行链路发送和上行链路接收，并且可以分别称为：例如，基站、NodeB、演进型NodeB(eNB或eNodeB)、基站收发信台、接入点基站、基站路由器、无线基站(RBS)、微基站、微微基站(picobase station)、毫微微基站(femto base station)、家庭基站(home eNodeB)、传感器、信标设备、中继节点、中继器或用于与用户设备120通过无线接口通信的任何其它网络节点，这取决于，例如，所使用的无线接入技术和/或术语。
根据不同实施例和不同词汇，用户设备120和/或干扰源230可以相应地由以下组件来表示，例如，无线通信终端、移动蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线平台、用户设备、平板电脑、便携式通信设备、笔记本电脑、计算机、充当中继的无线终端、中继节点、移动中继、用户驻地设备(CPE)、固定无线接入(FWA)节点或用于与无线网络节点110和/或相邻网络节点130进行无线通信的任何其它类型设备。
本发明的一些实施例可以限定模块化实现方法，并使得能够重复利用诸如标准、算法、实现方式、组件和产品等遗留系统。
在无线网络节点110和用户设备120之间的无线通信中，特别是非视距通信期间，可能发生散射和衰落。衰落是影响发送信号的衰减的偏差。衰落可能会随时间、地理位置和/或无线电频率而变化。
衰落可能是由于多径传播，有时也称为多径引起的衰落，或由于影响波传播的障碍物的阴影，有时称为阴影衰落。
此外，衰落可以分成大尺度衰落和小尺度衰落，也分别称为慢衰落和快衰落。
在大尺度衰落中，信道所引起的幅度和相位变化在一段时间内可以认为是大致恒定的。在小尺度衰落中，信道所引起的幅度和相位变化在一段时间内可以有很大的变化。
根据一些实施例，引入了有限导频信号集合的稀疏协作调度。从而确保了同一导频信号决不会在有用链路和无用链路的同一时频槽上发送，所述有用链路即来自自身小区的用户设备120中的上行信号，所述无用链路即来自位于相邻小区的干扰源230的上行信号。
不可避免地，这意味着训练时间可能太短而不能准确估计所有需要链路的小尺度衰落。然而，训练时间足以准确估计大尺度衰落。小尺度衰落基本与场景的几何形状相关，所述几何形状即散射、发送和接收环境中的对象的角度和距离。
为了给小尺度衰落提供足够的训练时间，一些实施例包括广泛地重复使用训练序列。无用信号的区别以及由此导频污染的消除基于其大尺度参数、实质上是采用正交分配所获得的到达角进行。从而，用户设备120和干扰源230决不会在同一时频槽上发送同一导频信号。
在一些实施例中，可以采用LTE标准，并且利用探测参考信号(SRS)可以获得大尺度衰落。调度可以是灵活的，并且在一些实施例中，可以非常稀疏地进行。多点协作方案可以包括在不同的相邻无线网络节点110，130之间协作许多参数。在一些实施例中，为了确保不同的相邻无线网络节点110，130之间的正交SRS调度，可以协作SRS配置。为了准确估计小尺度衰落，在没有导频污染风险的情况下，可以在相邻小区110，130之间高度重复使用解调参考信号(DMRS)。
图2公开了包括无线网络节点110和用户设备120的无线通信网络100的实施例。无线网络节点110包括，或者连接至多天线阵列210；或者也可称为天线阵列，其可被配置用于大规模MIMO。多天线阵列210包括多个天线元件，仅举例来说，例如，100个天线元件。无线网络节点110还包括预滤波器220，用于将一些信号的重要集群映射到逻辑天线。逻辑天线的数量可以比多天线阵列210中包括的天线元件数量更少或少得多。可以从用户设备120或者从干扰源230接收上行链路中接收到的信号。干扰源230可以包括另一用户设备，或配置用于发送无线信号的任意其它备。
可以将无线网络节点110在上行链路中从用户设备120并有可能从一个或多个干扰源230接收的信号划分成多个集群，所述集群正在产生或散射无线信号。根据先前进行的有关大尺度衰落的讨论，当集群不移动时，可以认为集群位置不随频率和时间发生变化。当集群移动时，可以认为其至少在一个或一些传输时间间隔(TTI)内静止，根据不同标准和/或协议，所述传输时间间隔可以大约为，例如，1、2、10、20、40或80毫秒；或者包括子集的某个其它类似的时间段、或分别为所枚举时间段中的任一个或多个。
作为示意性示例，可以估计到即使用户设备120相对于无线网络节点110以300米/秒(1080公里/小时)相当快的速度行进，用户设备120在一个TTI(LTE中为1毫秒)内大约移动较小的30厘米。因而可以认为用户设备120至少在该TTI内是静止的，即使以这样极高的速度行进。
波束成形和/或空间复用可以通过这些检测到和选择的集群，有时也称为链路的列队M基于无线网络节点110和用户设备120之间的正交传播路径。列队M通常可以比多天线阵列210中包括的天线元件N的数量更小或者小得多。列队M可以是，例如，约8、16或类似的。在一些实施例中，多天线阵列210可以包括比无线通信网络100的列队M多至少十倍的天线元件N；即，在一些实施例中，可以包括，例如，100或更多的天线元件。在一些实施例中，集群可携带所需信号和干扰的任意组合。因此，无线通信网络100的列队M还可以包括干扰源230。
一些实施例可以利用多天线阵列210的相邻元件上的接收信号是相关的这一事实。这种相关性揭示出了到达阵列的每个单独传播路径的到达角(AoA)。所述AoA有时也可以称为接收到的上行信号的到达方向(DOA)，或仅仅称为“方向”。
AoA测量是一种用于确定入射到多天线阵列210的射频波的传播方向的方法。AoA可以通过测量到多天线阵列210的各个元件的到达时间差(TDOA)来进行确定；并且，基于这些延迟可以计算AoA。通常，这种TDOA测量可以包括测量多天线阵列210中每个元件的接收相位差。这可能被认为是反向波束成形。在下行链路波束成形中，来自各元件的信号被延迟一定权重以控制天线阵列相对于特定用户设备120的增益。在AoA中，可以直接测量每个元件的到达延迟，并将其转换成AoA测量。
传播路径的数量与无线通信网络100的列队M有关，而无线通信网络100的角分辨率由天线元件N的数量及其间隔进行限定。可以进行空间分析并选择显著AoA，即，具有显著传播路径的角度，并建立逻辑天线到所选显著AoA的映射。如前所述，由于AoA在时间和频率上基本恒定，至少在短时间内，AoA集合也可用于下行链路传输中的下行离开角(AoD)，尤其是FDD模式下的。
此外，在一些实施例中，可以确定到达可视性范围(VRoA)。到达可视性范围判断多天线阵列210中哪些天线元件实际接收了上行信号。由于阴影效应等，接收信号可以仅在多天线阵列210中包括的天线元件的子集上进行接收。
因此，在一些实施例中，可以利用所确定的AoA和/或VRoA差来从空间上分离入射信号。
相比仅使用AoA，利用VRoA使得上行信号的分离得以改进。然而，另一优点在于，可以抑制用于用户设备120的下行信号传输。从而可以避免信号白白从为用户设备120遮蔽的天线元件中发送，从而节省了能量，并减少了对小区内其它用户设备的下行链路干扰。
预滤波器设计的目的是可被重复使用于上行链路接收和下行链路发送，而不管方向是否由时间(TDMA下的TDD)、频率(FDMA下的FDD)、编码(CDMA)或空间分离，在不同实施例中视情况而定。
图3示出了示例中接收到的导频信号的示意图，例如，在一实施例中，由无线网络节点110接收。
在图2所示任意示例中，无线网络节点110直接从用户设备120接收第一上行链路信号，间接从用户设备120接收第二上行链路信号，并从干扰源230接收上行链路信号。
根据一些实施例，无线网络节点110中的预滤波器220可以被配置用于阻挡从干扰源230接收的上行链路信号。从而，可以选择来自用户设备120的导频信号。
因此，由于一些实施例所述的公开方法，针对大规模导频污染判别的稀疏协作正交导频调度，即，可用导频资源第一子集，采用上述空间预滤波器。此外，针对小规模衰落估计的密集非协作非正交调度，即，可用导频资源第二子集，不与可用导频资源第一子集重叠。
图4为示出了无线网络节点110中使用的方法400的实施例的流程图，用于对在无线通信系统100中用于用户设备120和无线网络节点110之间的无线信号通信的信道进行信道估计。无线网络节点110包括配置用于波束成形、空间复用和MIMO传输的多天线阵列210。
多天线阵列210可以包括多个天线元件，彼此隔开一些距离安装使得至少部分所述天线元件能够从用户设备120接收同一信号。
用户设备120可以由异构无线通信系统100中的无线网络节点110服务，所述异构无线通信系统100包括无线网络节点110和至少一个相邻网络节点130。
无线通信系统100可以基于3GPP LTE。此外，无线通信系统100在不同实施例中可以基于FDD或TDD。根据一些实施例，无线网络节点110和/或相邻网络节点130可以包括演进型基站(eNodeB)。
为了执行信道估计，所述方法400可以包括多个动作401-408。然而，应注意，根据不同的实施例，所述动作401-408中的任意、部分或所有动作可以以稍微不同于所示枚举的时间顺序执行，可以同时执行或者甚至以完全相反的顺序执行。此外，一些动作仅可以在一些可选实施例中执行，例如，动作405。进一步地，应注意，根据不同的实施例，某些动作可以以多种可选方式来执行，而这些可选方式可以仅在部分、而不一定是所有实施例中执行。方法400可以包括以下动作：
动作401
从用户设备120接收第一导频信号，并从干扰源230接收无线信号。
可以通过多天线阵列210从用户设备120接收第一导频信号。因而，无线信号可以是上行链路信号，直接从用户设备120接收，或者可以通过漫反射间接从用户设备120接收。此外，可以从干扰源230即，在范围内却在另一小区内的其它用户设备、和/或由其它干扰源230/用户设备发送的信号中的反射接收接收到的无线信号。
用户设备120的第一导频信号可以包括在无线网络节点110和相邻网络节点130之间协作的正交导频信号集合中。
用户设备120的第一导频信号可以是探测参考信号(SRS)，并且第一导频信号的调度可以在无线网络节点110和相邻网络节点130之间协作。
动作402
对接收401到的信号进行空间分析。
对接收401到的信号进行空间分析可以包括将接收信号强度/质量与预定阈值进行比较，或在一些实施例中与预定数量的方向比较。
动作403
基于所述空间分析402，选择从用户设备120接收401到的导频信号。
在一些实施例中，可以选择信号强度/质量超过预定阈值的信号。
动作404
确定选择403的导频信号的到达角。
根据一些实施例，可以通过测量多天线阵列210的各个天线元件上的到达时间差(TDOA)确定AoA。
动作405
可以在所述方法400的一些但不一定是所有实施例中执行该动作。
可以确定选择403的导频信号的到达可视性范围。从而，可以确定哪些天线元件正在接收上行链路信号。
根据一些实施例，可以确定多天线阵列210中的哪些天线元件，即，多天线阵列210中包括的多个天线元件的子集，正在接收信号强度/质量超过预定阈值的上行链路信号。
动作406
设计接收器预滤波器，以便隔离从确定404的到达角接收401到的信号。
在一些实施例中，进一步设计接收器预过滤器以便隔离从确定405的到达可视性范围接收401到的导频信号。
空间预滤波可以视为对传输信道的控制。所述信道可以视为无线信道、天线特性、发送器特性(模拟与数字)以及空间预滤波器的组合。此外，可以连续地，或以预定时间间隔，例如，每隔TTI，例如，大约每隔1、2、10、20、40或80毫秒或者一些其它类似的时间段重新计算预滤波器。可以对所接收的信号进行快速傅立叶变换(FFT)。
然后，可以进行空间分布的获取及区分。获取可以是盲目的，根据不同的实施例，基于接收到的信号，或基于模型，例如，针对已知参考信号调谐的匹配滤波器。
显式或隐式调度信息用于预滤波器数据库的寻址，例如，将接收信号流与发送信号流配对。另外，可以进行过滤用以滤除弱信号。因此，可以过滤掉信号强度低于阈值的接收信号。然后，可以确定剩余所选信号的AoA，并且可以确定接收器预滤波器，以便隔离从确定的AoA接收到的信号。可以丢弃其它信号/AoA。此外，可以在离开角AoD上映射M个天线流，在一些实施例中有可能针对FDD距离进行调整。
在一些实施例中，接收器预滤波器的设计可以基于盲估计和/或统计。
采用盲估计/统计的优点可以在于，可以利用任何接收到的信号进行预过滤。
接收器预过滤器的设计可以是基于模型的，例如，基于对从用户设备120接收401到的第一导频信号进行的匹配滤波器信号强度测量。
根据一些实施例，采用针对诸如导频信号等已知参考信号调谐的匹配滤波器的优点在于，可以过滤掉干扰源230。从而，可以实现改进从用户设备120的上行链路中接收到的信号的信号质量。
动作407
以确定404的到达角从用户设备120接收由设计406的接收器预过滤器过滤的第二导频信号。
所述第二导频信号可以不包括在无线网络节点110和相邻网络节点130之间协作的正交导频信号集合中。
用户设备120的第二导频信号可以是解调参考信号(DMRS)或SRS，其不需要在无线网络节点110和相邻网络节点130之间被协作。
动作408
基于接收405到的第二导频信号估计信道。
图5示出了无线网络节点110的实施例，用于对无线通信系统100中的用于用户设备120和无线网络节点110之间的无线信号通信的信道进行信道估计。
无线网络节点110包括用于波束成形、空间复用和多输入多输出(MIMO)传输的多天线阵列210。所述多天线阵列210可以包括多个天线元件，彼此隔开一些距离安装使得至少一些所述天线元件能够从用户设备120接收同一信号。
无线网络节点110进一步配置用于无线通信系统100中的无线通信。无线网络节点110还配置用于执行根据至少一些前述动作401-408所述的方法400，用于对无线通信系统100中的用于用户设备120和无线网络节点110之间的无线信号通信的信道进行信道估计。
用户设备120可以由异构无线通信系统100中的无线网络节点110服务，所述异构无线通信系统100包括无线网络节点110和有可能至少一个其它相邻网络节点130。
无线通信网络100可以基于3GPP LTE。此外，无线通信系统100在不同实施例中可以基于FDD或TDD。根据一些实施例，无线网络节点110和/或其它相邻网络节点130可以包括演进型基站(eNodeB)。
为了更加清楚起见，可以从图5中省略对于理解本文中所述实施例并不是完全必不可少的无线网络节点110的任何内部电子或其它组件。
无线网络节点110包括接收器510，配置用于从用户设备120接收第一导频信号，并从干扰源230接收无线信号。接收器510还配置用于以确定的到达角从用户设备120接收由接收器预过滤器过滤的第二导频信号。
在一些实施例中，用户设备120的第一导频信号可以包括在无线网络节点110和相邻网络节点130之间协作的正交导频信号集合中。第二导频信号可以不包括在无线网络节点110和相邻网络节点130之间协作的正交导频信号集合中。在一些实施例中，用户设备120的第二导频信号可以是解调参考信号DMRS或SRS，其不需要在无线网络节点110和相邻网络节点130之间被协作。
在一些进一步的实施例中，用户设备120的第一导频信号可以是探测参考信号(SRS)，并且所述第一导频信号的调度可以在无线网络节点110和相邻网络节点130之间被协作。
此外，无线网络节点110包括处理器520，配置用于对接收到的信号进行空间分析；并配置用于基于所述空间分析选择来自用户设备120的导频信号。所述处理器520还配置用于确定选择的导频信号的到达角。进一步地，所述处理器还配置用于设计接收器预过滤器以便隔离从确定的到达角接收到的信号。所述处理器520还进一步配置用于基于接收到的第二导频信号估计信道。
处理器520还可以配置用于确定所选信号的到达可视性范围。另外，所述处理器520可以配置用于通过隔离从确定的到达可视性范围接收到的导频信号设计接收器预过滤器。接收器预滤波器的设计可以基于盲估计和/或统计。进一步地，接收器预滤波器的设计在一些实施例中可以是基于模型的，例如，基于对从用户设备120接收到的第一导频信号进行的匹配滤波器信号强度测量。
此外，所述处理器520还可以配置用于通过将接收信号强度与预定阈值进行比较对接收到的信号进行空间分析，并且还可以进一步配置用于选择信号强度超过所述预定阈值的信号。
这种处理器520可以包括处理电路的一个或多个实例，即，中央处理器(CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(ASIC)、微处理器或其它可以解释并执行指令的处理逻辑。因此，本文中所用的表述“处理器”可以表示包括多个处理电路，例如，上文列举的任意、部分或所有处理电路的处理电路。
此外，根据一些实施例，无线网络节点110还可以包括至少一个存储器525。可选的存储器525可以包括用于临时或永久存储数据或程序，即，指令序列，的物理设备。根据一些实施例，存储器525可以包括包含硅基晶体管的集成电路。此外，存储器525可以是易失性的或非易失性的。
在无线网络节点110中执行的上述动作401-408的部分或全部可以通过无线网络节点110中的一个或多个处理器520以及用于执行所述动作401-408的至少部分功能的计算机程序产品来实现。因此，包括程序代码的计算机程序可以执行根据动作401-408的任意、至少部分或所有功能所述的方法400，用于对无线通信系统100中的用于用户设备120和无线网络节点110之间的无线信号通信的信道进行信道估计，其中所述无线网络节点110包括用于波束成形、空间复用和多输入多输出(MIMO)传输的多天线阵列210。所述程序代码包括用于执行方法400的指令，所述方法400包括：从用户设备120接收401第一导频信号，并从干扰源230接收无线信号。所述方法400还可以包括：对接收401到的信号进行空间分析402。另外，所述方法400包括：基于所述空间分析402从用户设备120选择403导频信号。此外，所述方法400包括：确定404选择403的导频信号的到达角。所述方法400进一步包括：设计406接收器预滤波器以便隔离从确定404的到达角接收401到的信号。另外，所述方法400还包括：以确定404的到达角从用户设备120接收407由设计406的接收器预滤波器过滤的第二导频信号。所述方法400还包括：基于接收407到的第二导频信号估计408信道。当程序代码加载到无线网络节点110中的处理器520时，可以执行所述方法400。
当计算机程序代码加载到处理器520时，例如，可以以数据载体携带用于执行根据一些实施例的至少部分所述动作401-408的计算机程序代码的形式提供上述计算机程序产品。所述数据载体可以是，例如，硬盘、CD ROM盘、记忆棒、光学存储设备、磁存储设备或任何其它适当的介质，比如：可以以非暂时性方式保持机器可读数据的磁盘或磁带。计算机程序产品可以进一步提供为服务器上的计算机程序代码，并且可以远程下载到第一网络节点110，例如，通过互联网或内联网连接。
此外，在一些实施例中，提供了一种在无线通信系统100中用于在多个相邻无线网络节点110，130之间正交导频信号调度的多点协作方案。所述用于正交导频信号调度的多点协作方案可以包括正交导频信号的第一子集，由无线网络节点110，130用于空间分析。此外，所述用于正交导频信号调度的多点协作方案可以包括导频信号的第二子集，由无线网络节点110，130用于信道估计，其中所包括的各导频信号不同于所述正交导频信号第一子集中包括的任何导频信号。
附图中所示实施例的描述中所使用的术语并不用于限定所述方法400、无线网络节点110和/或用户设备120。在不脱离所附权利要求所限定的本发明的前提下，可以做出各种改变、替换和/或修改。
如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和所有组合。此外，单数形式的“一”、“一种”和“所述”应理解为“至少一个”，因此也有可能包括相同种类的多个实体，除非另有说明。可以进一步理解，术语“包含”、“包括”、“包含”和/或“包括”指定了所示特征、动作、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、动作、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或增加。诸如处理器等单个单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。特定措施记载在相互不同的从属权利要求中这一起码事实并不表示这些措施的组合不能有利进行使用。计算机程序可以存储/分布在适当的介质上，比如：光学存储介质或与其它硬件的一部分一起提供或作为其它硬件的一部分的固态介质，但是也可以以其它形式分布，例如，通过因特网或其它有线或无线通信系统。

Claims (11)

1.一种无线网络节点(110)，用于对在无线通信系统(100)中的用于用户设备(120)和所述无线网络节点(110)之间的无线信号通信的信道进行信道估计，所述无线网络节点(110)包括配置用于波束成形、空间复用和多输入多输出MIMO传输的多天线阵列(210)，其中，所述无线网络节点(110)还包括：
接收器(510)，配置用于从所述用户设备(120)接收第一导频信号，并从干扰源(230)接收无线信号；还配置用于以确定的到达角从所述用户设备(120)接收由接收器预滤波器过滤的第二导频信号；以及
处理器(520)，配置用于对接收到的信号进行空间分析；并配置用于基于所述空间分析选择来自所述用户设备(120)的导频信号；还配置用于确定选择的导频信号的到达角；进一步配置用于设计接收器预滤波器，以便隔离从确定的到达角接收到的信号；并且还进一步配置用于基于接收到的第二导频信号估计信道；
其中，所述用户设备(120)的第一导频信号包括在所述无线网络节点(110)和相邻网络节点(130)之间协作的正交导频信号集合中，并且所述第二导频信号不包括在所述无线网络节点(110)和相邻网络节点(130)之间协作的正交导频信号集合中。
2.根据权利要求1所述的无线网络节点(110)，其中，所述处理器(520)还配置用于确定所选信号的到达可视性范围；并且还配置用于通过隔离从确定的到达可视性范围接收到的导频信号设计所述接收器预滤波器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的无线网络节点(110)，其中，所述处理器(520)还配置用于通过将接收信号强度与预定阈值进行比较对接收到的信号进行空间分析，并且还配置用于选择信号强度超过所述预定阈值的信号。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的无线网络节点(110)，其中，所述用户设备(120)的第一导频信号为探测参考信号SRS，并且所述第一导频信号的调度在所述无线网络节点(110)和所述相邻网络节点(130)之间被协作；并且其中所述用户设备(120)的第二导频信号为解调参考信号DMRS或SRS，其不需要在所述无线网络节点(110)和所述相邻网络节点(130)之间被协作。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的无线网络节点(110)，其中，所述接收器预滤波器的设计基于盲估计和/或统计。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的无线网络节点(110)，其中，所述接收器预滤波器的设计是基于模型的，所述基于模型具体为，基于对从所述用户设备(120)接收到的所述第一导频信号进行的匹配滤波器信号强度测量。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的无线网络节点(110)，其中，所述多天线阵列(210)包括多个天线元件，彼此隔开一些距离安装使得至少部分所述天线元件能够从所述用户设备(120)接收同一信号。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的无线网络节点(110)，其中，所述无线网络节点(110)包括演进型基站eNodeB；并且所述无线通信系统(100)基于第三代合作伙伴计划长期演进3GPP LTE。
9.一种无线网络节点(110)中的方法(400)，用于对在无线通信系统(100)中的用于用户设备(120)和所述无线网络节点(110)之间的无线信号通信的信道进行信道估计，所述无线网络节点(110)包括配置用于波束成形、空间复用和多输入多输出MIMO传输的多天线阵列(210)，所述方法(400)包括：
从所述用户设备(120)接收(401)第一导频信号，并从干扰源(230)接收无线信号；
对接收(401)到的信号进行空间分析(402)；
基于所述空间分析(402)从所述用户设备(120)选择(403)导频信号；
确定(404)选择(403)的导频信号的到达角；
设计(406)接收器预滤波器，以便隔离从确定(404)的到达角接收(401)到的信号；
以确定(404)的到达角从所述用户设备(120)接收(407)由设计(406)的接收器预滤波器过滤的第二导频信号；以及
基于接收(407)到的第二导频信号估计(408)信道；
其中，所述用户设备(120)的第一导频信号包括在所述无线网络节点(110)和相邻网络节点(130)之间协作的正交导频信号集合中，并且所述第二导频信号不包括在所述无线网络节点(110)和相邻网络节点(130)之间协作的正交导频信号集合中。
10.根据权利要求9所述的方法(400)，还包括：
确定(405)选择(403)的导频信号的到达可视性范围；并且，其中进一步设计(406)所述接收器预滤波器以便隔离从确定(405)的到达可视性范围接收(401)到的导频信号。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序代码，由无线网络节点(110)用于对在无线通信系统(100)中的用于用户设备(120)和所述无线网络节点(110)之间的无线信号通信的信道进行信道估计，所述无线网络节点(110)包括配置用于波束成形、空间复用和多输入多输出MIMO传输的多天线阵列(210)，所述程序代码包括用于执行包括以下操作的方法(400)的指令：
从所述用户设备(120)接收(401)第一导频信号，并从干扰源(230)接收无线信号；
对接收(401)到的信号进行空间分析(402)；
基于所述空间分析(402)选择(403)来自所述用户设备(120)的导频信号；
确定(404)选择(403)的导频信号的到达角；
设计(406)接收器预滤波器，以便隔离从确定(404)的到达角接收(401)到的信号；
以确定(404)的到达角从所述用户设备(120)接收(407)由设计(406)的接收器预滤波器过滤的第二导频信号；以及
基于接收(407)到的第二导频信号估计(408)信道；
其中，所述用户设备(120)的第一导频信号包括在所述无线网络节点(110)和相邻网络节点(130)之间协作的正交导频信号集合中，并且所述第二导频信号不包括在所述无线网络节点(110)和相邻网络节点(130)之间协作的正交导频信号集合中。
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