上行MIMO系统的子带压缩域处理
专利汇可以提供上行MIMO系统的子带压缩域处理专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及在上行MIMO通信系统(400)内的一种多天线接收器(400B)，所述多天线接收器(400B)包括通过前传(fronthaul，FH)链路互相通信的至少一个RRU(400B-RRU)和至少一个BBU(400B-BBU)。所提出的多天线接收器(400B)在保证从用户(400A)向RRU(400B-RRU)发送的时域 信号 和在BBU(400B-BBU)处重构和恢复的信号之间的低EVM的同时，使得前传(fronthaul，FH)吞吐量需求显著减少。通过将获得的频域信号投影至更低维数(N’)的信号空间且将其压缩在所获得的经投影的信号子空间中，具有 频率 处理功能的RRU(400B-RRU)在维数N的空间中处理所获得的频域信号。在恢复所发送的时域信号前，频域信号在BBU(400B-BBU)处，在经投影的信号子空间上进行解压缩和重构。，下面是上行MIMO系统的子带压缩域处理专利的具体信息内容。
1.一种在上行多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)通信系统内的装置(RRU)，其特征在于，所述装置(RRU)用于：
从N个天线中接收各自的数字时域信号，每一个所接收的数字时域信号携带同样具有Nsc个子载波的集合，所述子载波中的每个子载波都同样具有Nss个符号；
将每个所接收的数字时域信号转换为各自的转换后的数字频域信号(Yi)，所述数字频域信号(Yi)具有Nsc个子载波和每个子载波的Nss个符号；
对每个转换后的数字频域信号(Yi)的每个子载波的所述Nss个符号进行分组，以便在所g
述Nsc个子载波的每一个子载波中获取N×Nss个符号的各自的分组后的数字频域信号(Y)；
将每个分组后的数字频域信号(Yg)的每个子载波的所述N×Nss个符号组合为N’×Nss个符号，其中N’小于N，以便在所述Nsc个子载波中的每一个子载波中获取N’×Nss个符号中的各自的组合后的数字频域信号
在每个子载波中量化所述组合后的数字频域信号 的所述N’×Nss个符号，以便在每个子载波中获取量化比特的各自的量化后的数字频域信号。
2.根据权利要求1所述的装置(RRU)，其特征在于，根据一个模式将所述子载波分组到资源块(resource block，RB)中，每个资源块(resource block，RB)具有一定数量(NsRB)的子载波。
3.根据以上权利要求中任一项所述的装置(RRU)，其特征在于，所述装置(RRU)用于：
g
估计所述分组后的数字频域信号(Y)中的每一个数字频域信号的统计信息。
4.根据权利要求3所述的装置(RRU)，其特征在于，利用所述分组后的数字频域信号(Yg)中的每一个数字频域信号的协方差矩阵(Cg)，估计所述分组后的数字频域信号(Yg)中的每一个数字频域信号的统计信息。
5.根据权利要求4所述的装置(RRU)，其特征在于，将每个分组后的数字频域信号(Yg)的所述N×Nss个符号在每个子载波中通过滤波组合成N’×Nss个符号。
6.根据权利要求5所述的装置(RRU)，其特征在于，所述滤波是利用投影矩阵(Wi)进行的。
7.根据权利要求6所述的装置(RRU)，其特征在于，所述投影矩阵(Wi)，所述数量N’和所述量化比特的数量是利用所述统计信息确定的。
8.根据权利要求7所述的装置(RRU)，其特征在于，所述装置(RRU)用于：
发送开销参数的集合，
其中所述开销参数的集合包括所述数量N’的值、每个量化比特的值(B1，…，BN’)和每个协方差矩阵(Cg)的特征值(λ1，λ2，…，λN’)。
9.根据以上权利要求中任一项所述的装置(RRU)，其特征在于，所述装置(RRU)用于：
通过发送所述各自的量化后的数字频域信号，发送所述每个子载波的量化比特。
10.一种在上行多输入多输处(multi-input multi-output，MIMO)通信系统内的装置(BBU)，其特征在于，所述装置(BBU)用于：
在根据权利要求1所述的Nsc个子载波中的每一个处接收根据权利要求9所述的各自的量化后的数字频域信号；
接收根据权利要求8所述的开销参数的集合；
利用所述开销参数的集合对每个量化后的数字频域信号进行解压缩，以便在所述Nsc个子载波中的每一个中获取N’×Nss个符号的各自的解压缩后的数字频域信号；
对N’×Nss个符号的每个解压缩后的数字频域信号进行解组，以便获取N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信号；
基于所述开销参数的集合、N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信号和量化噪声(Q)，估计各自的信道状态信息(channel state information，CSI)，以便获取各自的估计后的CSI；
利用基于所述各自的估计后的CSI和所述量化噪声(Q)计算出来的各自的滤波因子(Pi)，对N’×Nss个符号的每个解组后的数字频域信号进行滤波，以便获取L×Nss个符号的各自的滤波后的数字频域信号，其中L等于发射机(UE)的数量；
对每个滤波后的数字频域信号进行解码，以便获取各自的解码后的信号。
11.一种在上行多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)通信系统内的多天线接收器(Rx)，其特征在于，所述多天线接收器(Rx)包括：
根据权利要求1-9中任一项所述的至少一个装置(RRU)；
根据权利要求10所述的至少一个装置(BBU)；
前传(fronthaul，FH)链路。
12.根据权利要求11所述的多天线接收器(Rx)，其特征在于，包括：
根据权利要求1所述N个天线，其中每个天线用于接收模拟时域信号，以便获取各自的所接收的模拟时域信号；
N个模/数(analog-to-digital，ADC)设备，其中每个ADC设备用于将其各自的所接收的模拟时域信号转换为根据权利要求1所述的各自的数字时域信号。
13.根据权利要求11或12所述的多天线接收器(Rx)，其特征在于，通过所述FH链路，从所述至少一个RRU向所述至少一个BBU发送根据权利要求9所述的各自的量化后的数字频域信号和根据权利要求8所述的开销参数的集合。
14.一种上行多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)通信系统，其特征在于，包括：
根据权利要求11-13中任一项单独所述的至少一个多天线接收器(Rx)；
根据权利要求10所述的L个发射机(UE)，所述L个发射机(Tx，UE)中的每一个发射机用于利用每个子载波的至少Nss个符号(Xl,i)，通过频率选择性信道向所述至少一个多天线接收器(Rx)发送各自的消息(ml)，其中根据权利要求12所述的模拟时域信号利用每个子载波的至少Nss个符号(Xl,i)，来源于所述消息(ml)。
15.根据权利要求14所述的上行MIMO通信系统，其特征在于，L×Nss个符号的每个滤波后的数字频域信号给出所述至少Nss个符号(Xl,i)的估计，其中所述至少Nss个符号(Xl,i)是由所述L个发送机(UE)中的每一个发送机通过发送其各自的消息(ml)而发送。
16.根据权利要求14或15所述的上行MIMO通信系统，其特征在于，根据权利要求10所述的每个解码后的信号是所述的各自的消息(ml)。
17.一种在上行多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)通信系统内的方法，其特征在于，包括：
从N个天线中接收各自的数字时域信号，其中每个所接收的数字时域信号携带同样具有Nsc个子载波的集合，所述子载波中的每个子载波同样具有Nss个符号；
将每个所接收的数字时域信号转换为各自的转换后的数字频域信号(Yi)，其中所述转换后的数字频域信号(Yi)具有Nsc个子载波和每个子载波的Nss个符号；
对每个转换后的数字频域信号(Yi)的每个子载波的所述Nss个符号进行分组，以便在所述Nsc个子载波中的每一个中获取N×Nss个符号的各自的分组后的数字频域信号(Yg)；
将每个分组后的数字频域信号(Yg)中的每个子载波的所述N×Nss个符号组合为N’×Nss个符号，其中N’小于N，以便在所述Nsc个子载波中的每一个中获取N’×Nss个符号的各自的组合后的数字频域信号
在每个子载波中量化所述组合后的数字频域信号 中的所述N’×Nsc个符号，以便在每个子载波中获取量化比特的各自的量化后的数字频域信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，包括：
发送开销参数的集合，
其中所述开销参数的集合包括所述数量N’的值、每个量化比特的值(B1，…，BN’)和所述分组后的数字频域信号(Yg)中的每一个数字频域信号的每个协方差矩阵(Cg)的特征值(λ1，λ2，…，λN’)。
19.根据权利要求17和18中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
通过发送所述的各自的量化后的数字频域信号，发送所述每个子载波的量化比特。
20.一种在上行多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)通信系统内的方法，其特征在于，所述方法包括：
在根据权利要求17所述的Nsc个子载波中的每一个处接收根据权利要求19所述的各自的量化后的数字频域信号；
接收根据权利要求18所述的开销参数的集合；
利用所述开销参数的集合对每个量化后的数字频域信号进行解压缩，以便在所述Nsc个子载波中的每一个中获取N’×Nss个符号的各自的解压缩后的数字频域信号；
对N’×Nss个符号中的每个解压缩后的数字频域信号进行解组，以便获取N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信号；
基于所述开销参数的集合、N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信号和量化噪声(Q)，估计各自的信道状态信息(channel state information，CSI)，以便获取各自的估计后的CSI；
利用基于所述各自的估计后的CSI和所述量化噪声(Q)计算出来的各自的滤波因子(Pi)，对N’×Nss个符号的每个解组后的数字频域信号进行滤波，以便获取L×Nss个符号的各自的滤波后的数字频域信号，其中L等于发射机(UE)的数量；
对每个滤波后的数字频域信号进行解码，以便获取各自的解码信号。
21.一种计算机程序，其特征在于，包括程序代码，当所述程序代码在计算机上执行时，用于执行根据权利要求17-20中任一项所述的方法。
上行MIMO系统的子带压缩域处理
技术领域
背景技术
MIMO站点最普遍的实施方式依赖于分布式架构，在所述分布式架构中，一方面通过单独的
单元如基带单元(base band unit，BBU)，另一方面通过通常位于远端的射频拉远单元
(remote radio unit，RRU)，也称为无线资源单元(radio resource unit，RRU)，分别执行
基站(base station，BS)基带(baseband，BB)处理(例如，波束成形和波形生成)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))。一个或多个RRU，其中每一个都，
例如，由天线块构成。如图1中的典型MIMO接收器100所描绘，所述一个或多个RRU可以通过
各自的前传(fronthaul，FH)链路(例如，光纤)连接至BBU，所述前传(fronthaul，FH)链路在
一个或多个RRU和BBU之间传输同相和正交(in-phase and quadrature，IQ)样本。RRU可以
安装在天线附近，而BBU可以安置在建筑物的底部或远端位置，进而缩减开销，使BS的部署
更加灵活。在一个上行链路中，举例来说，为了获得所接收信号的数字化版本，RRU能够应用
RF处理和ADC操作，而BBU单元负责来自RRU的IQ样本的BB处理功能，如频域功能(例如，正交
频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)波形的快速傅立叶反变
换(inverse fast Fourier transform，IFFT)和循环前缀(cyclic prefix，CP)增加)、接收
滤波和位级解码。
之间通信的数据量，文献(例如，2013年12月IEEE信号与信息处理国际会议(Global
Conference on Signal and Information Processing(Global-SIP))会刊第1198-1201
页，K.F.Nieman和B.L.Evans所著的《云无线接入网的复基带LTE信号的时域压缩》)中考虑
了许多通用公共无线接口(common public radio interface，CPRI)压缩算法。出于说明性
目的，图2示出了典型的MIMO系统200，在其中，用户设备(user equipment，UE)装置通过频
率选择性信道向多天线接收器发送消息，所述多天线接收器通过FH链路，按顺序向在BBU中
的解压缩算法块发送来自RRU中的压缩算法块的上行I/Q样本，以及向在RRU中的解压缩算
法块发送来自BBU中的压缩算法块的下行I/Q样本。这些压缩算法可以直接应用于基于每个
天线的MIMO基站(base station，BS)，大部分压缩算法被设计用于单天线设备并且未能采
用多天线BB信号的具体特征，所述多天线BB信号不仅与时间样本相关，还与空间相关，即，
在天线之间。此外，接收或发送的波束(即，波束成形数据流)的数量比BS中的天线的数量少
得多。举例来说，在上行链路中，这意味着来源于用户，如一个用户设备(user equipment，
UE)发送的信号的相关信息处于所接收信号所在的子空间。可以采用维数中的这种稀疏性
来改进除时间和空间相关性外的信号压缩。
的原始域，即，时域或频域中，重构压缩信号。但是，从信息理论观点上来说这并不是必需
的，因此只要以任何其他合适的表示格式或基础的方式将信号的相关信息提供给BBU，在从
UE发送的信号和其在目标单位(即，接收器的BBU)的重构之间具有低失真或低矢量幅度误
差(error vector magnitude，EVM)的端到端目的就能够实现。通过频率选择性信道对从UE
发送的信号的重构过程在图3中示出。图3是典型的MIMO系统300的详细视图。所述典型的
MIMO系统300包括在接收器处的模/数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，在RRU
和BBU处运行于时域中的压缩和解压缩算法块，分别用于执行快速傅里叶变换(fast
Fourier transform，FFT)和除去来自CP的时域冗余的频率处理块和循环前缀(cyclic
prefix，CP)去除，由Pi表示的线性接收滤波以及位级处理块。
发明内容
理节点(BBU)之间，所述信号从一个或多个UE装置被发送至多天线接收器且在所述基带处
理节点(BBU)处进行重构和复原。
号，每个所接收的数字时域信号携带同样具有Nsc个子载波的集合，所述子载波中的每个子
载波都同样具有Nss个符号；用于将每个所接收的数字时域信号转换为每个子载波各自的转
换后的数字频域信号(Yi)，所述数字频域信号(Yi)具有Nsc个子载波和Nss个符号；用于对每
个子载波的每个转换后的数字频域信号(Yi)的所述Nss个符号进行分组，以便在所述Nsc个子
载波中的每一个中获取N×Nss个符号的各自的分组后的数字频域信号(Yg)；用于将每个子
载波的每个分组后的数字频域信号(Yg)中的所述N×Nss个符号组合为N’×Nss个符号，其中
N’小于N，以便在所述Nsc个子载波中的每一个中获取N’×Nss个符号的各自的组合后的数字
频域信号 并用于在每个子载波中量化(即，压缩)所述组合后的数字频域信号
的所述N’×Nss个符号，以便在每个子载波中获取量化比特的各自的量化后的(即，被压缩
的)数字频域信号。
域信号之间的相关性，相对于一个通信BBU装置缩减通信速率需求。此外，通过压缩经投影
的空间，只有相关的信号被压缩且被发送至所述BBU。再者，通过在所述经投影的空间中直
接处理压缩并不需要转发数据(开销)，所述数据(开销)涉及需要倒置所述投影的变换。
载波。
被分配到一定数量的资源块。
一个实施例中，举例来说，可以通过被事先发送至所述RRU和/或所述BBU预定义所述模式。
在另一个实施例中，举例来说，经由所述前传(fronthaul，FH)链路，通过被有规律地发送至
所述RRU和/或所述BBU，可以对所述模式进行动态变更和更新。
信号(Y)中的每一个数字频域信号的统计信息。
的特征值(λ1，λ2，…，λN’)。
的每一个处接收根据第一方面的另一实施形式所述的各自的量化后的数字频域信号；用于
接收第一方面的另一实施形式所述的开销参数的集合；用于利用所述开销参数的集合解压
缩每个量化后的数字频域信号，以便在所述Nsc个子载波中的每一个中获取N’×Nss个符号
的各自的解压缩后的数字频域信号；用于对N’×Nss个符号中的每个解压缩后的数字频域信
号进行解组，以便获取N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信号；用于基于所述开销
参数的集合、所述N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信号和量化噪声(Q)，估计各自
的信道状态信息(channel state information，CSI)，以便获取各自的估计后的CSI；用于
利用基于所述各自的估计后的CSI和所述量化噪声(Q)计算的各自的滤波因子(Pi)，对N’×
Nss个符号中的每个解组后的数字频域信号进行滤波，以便获取L×Nss个符号的各自的滤波
后的数字频域信号，其中L等于发射机(UE)的数量；以及用于对每个滤波后的数字频域信号
进行解码，以便获取各自的解码信号。
被解压缩和重构的信号的质量可以不受损。此外，由于经投影的空间的维数N’低于原先接
收到的信号的维数N，基带处理和信道状态信息(channel state information，CSI)估计需
求的复杂性还可以缩减。
面的其他实施形式中的任一实施方式所述的至少一种装置(RRU)、第二方面所述的至少一
种装置(BBU)和前传(fronthaul，FH)链路。
个模/数(analog-to-digital，ADC)设备，每个ADC设备用于将其各自的所接收的模拟时域
信号转换为第一方面所述的各自的数字时域信号。
路从所述至少一个RRU被发送至所述至少一个BBU。
单独所述的至少一个多天线接收器(Rx)和第二方面所述的L个发射机(UE)，其中所述L个发
射机(Tx，UE)中的每一个发射机用于利用每个子载波的至少Nss个符号(Xl,i)，通过频率选择
性信道，向所述至少一个多天线接收器(Rx)发送各自的消息(ml)，其中根据第三方面的另
一实施形式所述的模拟时域信号利用每个子载波的至少Nss个符号(Xl,i)，来源于所述消息
(ml)。
的子载波的子集发送其各自的消息。
(Xl,i)的估计。
每个所接收的数字时域信号承载同样具有Nsc个子载波的集合，所述子载波中的每个子载波
同样具有Nss个符号；将每个所接收的数字时域信号转换为各自的转换后的数字频域信号
(Yi)的步骤，其中所述转换后的数字频域信号(Yi)具有Nsc个子载波和每个子载波的Nss个符
号；对每个转换后的数字频域信号(Yi)的每个子载波的所述Nss个符号进行分组的步骤，以
便在Nsc个子载波中的每一个子载波中获取N×Nss个符号的各自的分组后的数字频域信号
(Yg)；将每个分组后的数字频域信号(Yg)的每个子载波的所述N×Nss个符号组合成N’×Nss
个符号的步骤，其中N’小于N，以便在所述Nsc个子载波中的每一个子载波中获取N’×Nss个
符号的各自的组合后的数字频域信号 以及在每个子载波中量化所述组合后的数字
频域信号 的N’×Nss个符号的步骤，以便在每个子载波中获取量化比特的各自的量化
后的数字频域信号。
频域信号(Yg)中的每一个数字频域信号的每个协方差矩阵(Cg)的特征值(λ1，λ2，…，λN’)。
载波处接收根据第五方面的另一实施形式所述的各自的量化后的数字频域信号的步骤；接
收根据第五方面的另一实施形式所述的开销参数的集合的步骤；利用所述开销参数的集合
对每个量化后的数字频域信号进行解压缩的步骤，以便在所述Nsc个子载波中的每一个子载
波中获取N’×Nss个符号的各自的解压缩后的数字频域信号；对N’×Nss个符号的解压缩后
的数字频域信号进行解组的步骤，以便获取N’×Nss个符号的各自的解组后的数字频域信
号；基于所述开销参数的集合、N’×Nss个符号的所述的各自的解组后的数字频域信号和量
化噪声(Q)，对各自的信道状态信息(channel state information，CSI)进行估计的步骤，
以便获取各自的估计后的CSI；利用各自的滤波因子(Pi)对N’×Nss个符号的每个解组后的
数字频域信号进行滤波的步骤，以便获取L×Nss个符号的各自的滤波后的数字频域信号，其
中所述各自的滤波因子(Pi)是基于所述各自的估计后的CSI和所述量化噪声(Q)计算出来
的，L等于发射机(UE)的数量；以及对每个滤波后的数字频域信号进行解码的步骤，以便获
取各自的解码信号。
实施形式和/或根据第六方面所述的方法。
网络如因特网上下载的信号处理设备或芯片，实现上述所有装置。
附图说明
的压缩算法块向在RRU中的解压算法块发送下行I/Q样本；
行；
对比表；
对比表。
具体实施方式
道，向一个或多个多天线接收器400B发送各自的消息(ml)，进而发送来源于所述各自的消
息(ml)的各自的模拟时域信号。
一个更普遍的实施例中，多天线接收器400B可包括一个或多个无线资源单元(radio
resourceunit，RRU)和一个或多个基带单元(baseband unit，BBU)，其中RRUs和BBUs通过各
自的FH链路互相通信。此外，多天线接收器400B配备有N个天线(也表示为N个接收天线)，且
将通过N个各自的RF链的进行的每个射频(radio frequency，RF)处理和通过N个各自的模/
数转换器(analog-to-digital converter，ADC)的每个模数转换应用于每个天线。在另一
个示例性实施例中，RF链和ADC可以是RRU的一部分。
frequency division multiple access，SC-FDMA)波形。Nsc个子载波随后可被分组到具有
一定数量(例如，NsRB)的子载波中的每一个子载波的资源块(resource block，RB)，使得单
独的资源块RBg(其中g＝1，…，G)对应于各自的分组g(其中g＝1，…，G)。在长期演进(long-
term evolution，LTE)标准中，资源块(resource block，RB)可以被定义为能够被分配给用
户的资源的最小单元，其中每个用户在二维(即，频率和时间)栅格中分配到一定数量的资
源块。在一个传输时间间隔(transmission time interval，TTI)或一个子帧期间，发送每
个子载波的Nss个符号，这些Nss个符号中的每一个符号由Nc个数据符号和CP的Ng个样本构
成，使得资源块(resource block，RB)具有以符号为单位的子载波的大小。
行MIMO通信系统400的操作。在另一个示例性实施例中，L个独立的发射机400A可以是多天
线发射机，而不是单天线发射机。
(quadrature amplitude modulation，QAM)，将消息ml映射至一个长度为n＝Nss·NsRB的信
道输入序列 每个发射机400A将n个符号映射至NsRB×Nss个子载波，因此
是在第i个子载波中发送的Nss个符号。在一个实施例中，假设平
2
均发射功率限制E[|xl|]等于P。在另一个示例性实施例中，发射机400A的每个发射机(即，
用户)可具有不同的发射功率。然后，每个发射机400A利用具有逆FFT(IFFT)和CP增加的类
似OFDM的调制，生成各自的模拟时域信号，且通过频率选择性信道向多天线接收器400B转
发其各自的模拟时域信号。
和采样，以便获取携带有同样具有Nsc个子载波的集合的各自的数字时域信号。
的第i个子载波处接收的信号 通过一下关系式得出：
Yi＝HiXi+Zi，i＝1，2，...，NsRB (1)
其中信道矩阵Hi被定义为 hi，k＝[hi，k，1，...，hi，k，L]T中
hi，k，l表示在RBg中第i个子载波处的第k个接收天线和第l个UE装置之间的信道系数，T表示
矩阵转置操作， 是在Cz＝σ2I条件下的N个天线处体验的独立同分布(i.i.d.)且
长度为Nss的零均值加性噪声矢量序列，其中Cz表示加性噪声的协方差矩阵，σ表示噪声差
异，即，k＝k′和j＝j′时，E[Zi，k，jZi，k′，j′]＝σ2，且k≠k′和j≠j′时，E[Zi，k，jZi，k′，j′]＝0，其中I表示具有对角线元素等于1的单位矩阵，否则单位矩阵的其他元素等于0。
其中G(d)是含有第d个抽头的矩阵，所述d个抽头与信道的(D-1)有限脉冲响应(finite
impulse response，FIR)的天线和UE装置之间的增益对应。
频域信号(Yg)。在一实施例中，子载波可根据一个模式被分组到资源块(resource block，
RB)，每个资源块(RBg)具有相应数量(NsRBg)的子载波。例如，子载波可根据相同的RB和相同
的传输时间间隔(transmission time interval，TTI)，或根据多个RB和多个TTI，被分组到
G分组(也表示为子带)，进而形成和RB一样多的分组。可以通过例如事先被发送至RRU和/或
BBU预定义所述模式。或者，可以通过例如经由前传(fronthaul，FH)链路有规律地被发送至
RRU和/或BBU，对所述模式进行动态变更和更新。
可以被定义为：
Yg＝[Y1，Y2...，YsRB] (3)
×Nss个符号的各自的组合后的数字频域信号 所述组合可以被视为每个分组后的数
字频域信号(Yg)到维数N’的空间的投影，N’相对于N缩减。每个分组后的数字频域信号(Yg)
的组合或投影可以通过滤波在每个子载波上进行，所述滤波利用例如，各自的有限脉冲响
应(finite impulse response，FIR)滤波或各自的线性滤波。所述线性滤波可以使用一个
投影矩阵 其中N’是经投影的空间的维数，因而通过以下关系式得到N’×Nss个
符号中的组合后的数字频域信号
43。
化或压缩)的接头。所述估计是通过利用一种估测器如所述分组后的数字频域信号(Yg)中
的每一个数字频域信号的协方差矩阵Cg实现的，所述分组后的数字频域信号(Yg)可以由以
下关系式定义：
的统计)，可以改进所述估计。
字频域信号。量化比特的数量可以通过利用模块45的所估计的统计信息的模块46确定，且
随后被发送至模块44。在一实施例中，在每个分量的每个样本中的Bt(其中，t＝1，...，N′)
个比特处，可以独立地实现N’维矢量序列 的分量中的每一个分量的量化。
例如，能够通过一个具有 层级的逐个样本的均匀量化器执行此操作。在其他实施例中，
的N′个分量可以联合地或使用任何其他压缩算法被压缩。但无论哪种方式，每个分量
(B1，...，BN′)的比特数量和维度N’都由模块46确定。
后的数字频域信号 的N’×Nss个符号。
所述变换编码原理可在例如2011年剑桥大学出版社出版的由A.E.Gamal和Y.-H.Kim所著的
《网络信息理论》中查找。如以上所述，模块46确定投影矩阵Wi、所述经投影的空间的维数N’
和被指派到每个经投影的分量(B1....，BN，)的比特，其中所述每个经投影的分量(B1....，
BN′)需要生成n(B1+…+BN′)＝nB比特的压缩消息m，B是可从前传链路获得的每个样本的全部
比特的数量。
特征值相关的N’个本征向量给出的，即，Wi＝U1：N′，随后经投影的分量Bt(其中t＝1，...，N′)的每个分量的维数N’和量化比特的数量是通过以下逆注水凸问题获取的：
其中dt＝min{λt，θ}，λt是Cg的第t个本征值，且θ是为了能够满足限制条件而选择的。
FH链路转发至BBU，即，转发至多天线接收器400B的后端部件400B-BBU。开销参数的集合可
包括维数N’的值、每个量化比特的值(B1，…，BN’)和所述分组后的数字频域信号(Yg)中的每
一个数字频域信号的每个协方差矩阵(Cg)的特征值(λ1，λ2，…，λN’)。
的N’×Nss个符号的量化(或压缩)的n(B1+…+BN′)个比特，以及开销参数的集合，其中
所述开销参数的集合包括维数N’的值、每个量化比特的值(B1，...，BN′)和所述分组后的数
字频域信号(Yg)中的每一个频域数字信号的每个协方差矩阵(Cg)的特征值(λ1，λ2，…，λN’)。
号 所述各自的解压缩后的数字频域信号 可以由以下关系式定义：
其中Q～N(0，∑Q)是具有协方差矩阵的量化噪声，所述协方差矩阵通过∑Q表示。在一
实施例中，可以通过高斯独立同分布(i.i.d.)假设所述量化噪声Q，且协方差矩阵∑Q可表
达为： 在另一实施例中，所述量化噪声Q可以以不同方式被
定义或具有以不同方式定义的协方差矩阵。
缩后的数字频域信号映射至所接收信号的原始格式上。具体地，分组后的数字频域信号
(Yg)中的每一个数字频域信号被映射至RB的原始帧结构中的相应的子载波和OFDM符号位
置。在RBg的第i个子载波中的解组后的数字频域信号 可被表达为如下：
其中 是在投影(或组合)后的有效信道， 是具有由∑Q表示的协
方差矩阵的经投影的(或组合后的)信号的经投影的噪声。可以通过高斯独立同分布
(i .i .d .)假设经投影的噪声 且所述协方差矩阵∑Q可以被定义为：
信道 的各自的信道状态信息(channel state information，CSI),所述信道状态信息
(channel state information，CSI)由 表示，在所述有效信道下观测所发送的用户符号。
应注意，所述有效信道 在比原始信道Hi所在维度更低的维度中，且所述有效信道的估计
进而需要更少的导频。所述信道可以在具有如一个线性最小均方差(minimum mean square
error，MMSE)估测器的导频中进行估计。但是，此线性滤波估计仍说明量化噪声Q～N(0，
∑Q)的效果。在一实施例中，有效信道系数可以使用任何其他方法进行估计，所述方法说明
经投影的信号的量化误差的统计数据。
CSI和量化噪声Q～N(0，∑Q)在模块51处计算出来的，以便获取L×Nss个符号的各自的滤波
后的数字频域信号 其中L等于发射机(例如，UE，用户)的数量，验证以下关系式：
号。
的压缩技术的性能已经通过数字仿真进行了比较。
-信道模型：LTE 20MHz模型具有100个资源块(resource blocks，RB)和每个RB的12个
子载波。信道矩阵H遵循一种涵盖所有子载波的不相关的瑞利衰落信道模型；
-发射机模型：每个RB的L＝{8，16}个UE发送具有相同的各自的功率P的i.i.d.高斯码
字；
-RRU节点：N＝64个天线；
-BBU模型：MMSE滤波。
所接收的信号进行了压缩且随后在频域中的BBU处进行了重构(即，解压缩)。
均二次误差已经在所有具有有用信息的载体上进行了平均化，且EVM已经由以下关系式定
义：
样本的比特(吞吐量)，若采用部分处理/压缩，Bmethod具有需要实现相同EVM的比特(吞吐
量)。
的对比图表分别在图7和图8中示出。
在图例中的频率CPRI表示)和所提出的压缩方法(由在图例中的所提议的方法表示)提供平
均EVM。
对EVM的基本下限，所述理论边界对于底层的MU-MIMO系统来说是可实现的。
-用以实现相同程度的EVM的FH吞吐量需求可减小，或相同压缩比(compression
ratio，CR)(即，比特率)的EVM能够改进。出于说明性目的，当L＝8个UE和L＝16个UE时，在标
准CPRI方法、频域CPRI方法和所提出的压缩方法中，表I比较了EVM＝-40dB(即，EVM＝1％)
条件下得到的CR值；
表I：在EVM＝1％条件下的CR值
在EVM＝1％条件下的CR 标准CPRI 频率CPRI 所提出的方法
L＝8 7：1 28：1 47：1
L＝16 7：1 16：1 22：1
-经投影的空间的平均维数N’可以比天线的数量N小(例如，L＝8个UE时，E[N’]＝10，L
＝16个UE时，E[N’]＝20)。因此，基带处理和CSI需求可大幅度缩减；
-可以以较低的复杂性实施所提出的压缩方案，每组的压缩参数的设计也导致了复杂
性的缩减；
-所提出的压缩方案可以通过逐个样本压缩的方式实施，因而导致低时延。
RRU)和至少一个BBU(400B-BBU)。在保证从用户(400A)发送到RRU(400B-RRU)的时域信号和
在BBU(400B-BBU)处重构和恢复的信号之间的低EVM的同时，所提出的多天线接收器(400B)
使得前传(fronthaul，FH)吞吐量需求显著减少。RRU(400B-RRU)设置有频率处理功能，通过
将得到的频域信号投影至一个更小维数(N’)的信号空间并将其压缩在所得的经投影的信
号子空间中，可以处理在维数N的空间中得到的频域信号。在BBU(400B-BBU)处，在频域信号
恢复所发送的时域信号前，频域信号在经投影的信号子空间上进行解压缩和重构。因此，当
FH吞吐量缩减时，在BBU(400B-BBU)处进行解压缩和重构的信号的质量可以不受损。此外，
通过采用所接收信号的空间相关性以及直接将解压缩后的信号处理成比原始接收到的信
号维数更小的经投影的信号域，上行MIMO通信系统(400)可以缩减前传(fronthaul，FH)需
求和复杂性。通过这种方式，可以改进RRU(400B-RRU)和BBU(400B-BBU)之间的FH吞吐量需
求。
阅读本公开后，本公开的其他修改将显而易见。此类修改可以包括此项技术中已知的其他
特征，且可以使用所述特征替代或补充本文所述的特征。
中，词语包括摂不排除其它元素或步骤，不定冠词一摂不排除多个。单个处理器或其它单元
可满足权利要求中描述的几项的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求
书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能被有效地使用。计算机程序可存储或
分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或
者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。
简单地看待成由所附权利要求书定义的本发明的图示，且涵盖任一和所有在本发明的范围
内的修改、变体、组合或等效物。
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