專利名稱：在通信系統(tǒng)中選擇波束組和波束子集的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
在通信系統(tǒng)中選擇波束組和波束子集的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品
相關(guān)申請(qǐng)
本發(fā)明要求2010年6月I日向SIPO提交的標(biāo)題為“Apparatus and Method for Selection of Beam Groups and Subset of Beams in a Communication System，，的 PCT 申請(qǐng)PCT/CN2010/073411(代理人案號(hào)EIE100124PCT)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并于此。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般地涉及通信系統(tǒng)，并且具體地，涉及用于在通信系統(tǒng)中選擇波束組和波束子集的裝置、方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
第三代合作伙伴計(jì)劃(“3GPP”)的長(zhǎng)期演進(jìn)(“LTE”)(還被稱為3GPP LTE)指涉及3GPP LTE版本8及其以后版本的研究和開發(fā)，這是通常在行業(yè)中用于描述旨在標(biāo)識(shí)可以改善諸如通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(“UMTS”)這樣的系統(tǒng)的技術(shù)和能力的、正在進(jìn)行的努力的名稱。標(biāo)記“LTE-A”通常在行業(yè)中用于指LTE的進(jìn)一步發(fā)展。該基礎(chǔ)廣泛的計(jì)劃的目標(biāo)包括改善通信效率、降低成本、改善服務(wù)、使用新的頻譜資源以及實(shí)現(xiàn)與其他開放標(biāo)準(zhǔn)的更好整合。
3GPP中的演進(jìn)的通用陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(“E-UTRAN”)包括朝向諸如蜂窩電話這樣的無線通信設(shè)備提供用戶平面(包括分組數(shù)據(jù)聚合協(xié)議/無線電鏈路控制/媒體接入控制/物理(“PDCP/RLC/MAC/PHY”)子層)和控制平面(包括無線電資源控制(“RRC”) 子層)協(xié)議終止的基站。無線通信設(shè)備或終端通常被稱為用戶設(shè)備(還稱為“UE”)?；臼峭ǔ１环Q為NodeB或NB的通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)體。具體地，在E-UTRAN中，“演進(jìn)的”基站被稱為eNodeB或eNB。關(guān)于E-UTRAN總體架構(gòu)的細(xì)節(jié)，參見通過引用合并于此的 3GPP技術(shù)規(guī)范(“TS”)36. 300 v8. 7. O (2008-12) ο對(duì)于無線電資源控制管理的細(xì)節(jié)，參見通過引用合并于此的 3GPP TS 25.331 V. 9.1. 0(2009-12)以及 3GPP TS 36.331 V. 9.1. 0(2009-12)
隨著諸如蜂窩電話、衛(wèi)星和微波通信系統(tǒng)這樣的無線通信系統(tǒng)變得被廣泛部署并且繼續(xù)吸引持續(xù)增長(zhǎng)的數(shù)目的用戶，迫切需要適應(yīng)在固定的頻譜分配和有線的傳送功率內(nèi)傳送越來越大的數(shù)據(jù)量的、大的和可變數(shù)目的通信設(shè)備。增加的數(shù)據(jù)量是無線通信設(shè)備傳送視頻信息并且沖浪因特網(wǎng)以及執(zhí)行普通語(yǔ)音通信的結(jié)果。為了解決這些持續(xù)的需要，在 3GPP中當(dāng)前一般感興趣的主題是空間復(fù)用的蜂窩傳輸?shù)挠行褂?。空間復(fù)用的傳輸?shù)挠行褂每梢灾С忠杂邢薜膫魉凸β仕皆诿繋捄掌?“Hz”)下傳送更高的數(shù)據(jù)速率，從而使得無線通信設(shè)備能夠在較短的時(shí)間段中傳送更大量的數(shù)據(jù)，或者等同地，適應(yīng)更大量無線通信設(shè)備的基本上同時(shí)的操作。
為了滿足峰值頻譜效率要求(高達(dá)30比特/Hz)，在下行鏈路(“DL”)中對(duì)多達(dá)8 個(gè)發(fā)射(“Tx”)天線的支持將在3GPP LTE版本10中得到標(biāo)準(zhǔn)化，使得能夠利用多達(dá)8個(gè)空間層來進(jìn)行下行鏈路空間復(fù)用傳輸?，F(xiàn)在同意8-發(fā)射下行鏈路多輸入/多輸出(“ΜΙΜ0”) 和增強(qiáng)的多用戶多輸入/多輸出(“MU-MM0”)二者作為與增強(qiáng)的下行鏈路MMO傳輸有關(guān)的版本10工作項(xiàng)目的一部分。這樣的過程將使得能夠在每帶寬赫茲下以有限的發(fā)射機(jī)功率水平來傳送較高的數(shù)據(jù)速率。
然而，使得無線通信設(shè)備能夠向基站傳送回信道狀態(tài)和其他相關(guān)信息而使得基站可以有效地執(zhí)行在下行鏈路中的空間復(fù)用傳輸?shù)倪^程引入了很多挑戰(zhàn)。多個(gè)問題中的一個(gè)在于如何在沒有信道狀態(tài)信息報(bào)告的情況下解決與下行鏈路天線波束成形(還被稱為發(fā)射預(yù)編碼)相關(guān)聯(lián)的增加的自由度和通信信道維度，該信道狀態(tài)信息報(bào)告加重了用于無線通信設(shè)備的上行鏈路通信信道的負(fù)擔(dān)。另一個(gè)問題是在發(fā)射天線陣列處在無線通信信道中具有大的方位角擴(kuò)展的情況下，實(shí)現(xiàn)改善的單用戶多輸入/多輸出(“SU-MM0”)性能。通常認(rèn)為，在當(dāng)前的配置下，用于位于天線波束空間中的波束交叉處的無線通信設(shè)備的覆蓋可能是較差的。
鑒于諸如蜂窩通信系統(tǒng)這樣的通信系統(tǒng)的持續(xù)增長(zhǎng)的部署以及這些未解決的問題，有益的是，采用改進(jìn)的碼本格式來使得無線通信設(shè)備能夠有效地確定信道狀態(tài)和天線波束特性，并且將該信道狀態(tài)和天線波束特性傳遞到基站，這避免了當(dāng)前通信系統(tǒng)的缺陷。發(fā)明內(nèi)容
這些和其他問題通常由本發(fā)明的實(shí)施例來解決或避免，并且通常由本發(fā)明的實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例包括用于在通信系統(tǒng)中選擇波束組和波束子集的裝置、方法和系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，一種裝置包括處理器 和包括計(jì)算機(jī)程序代碼的存儲(chǔ)器。 存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼被配置為，通過處理器來使得裝置測(cè)量關(guān)于來自基站的下行鏈路的信道狀態(tài)信息，并且根據(jù)信道狀態(tài)信息的寬帶屬性來識(shí)別來自波束組集合的被選擇的波束組。波束組集合的特性取決于傳輸秩。存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼進(jìn)一步被配置成，通過處理器來使得裝置根據(jù)至少一個(gè)子帶在所選擇的波束組中識(shí)別被選擇的波束子集。所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于傳輸秩。
為了可以更好地理解下面的本發(fā)明的詳細(xì)描述，前述內(nèi)容已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。在下文中將描述形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題的本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，所公開的概念和特定實(shí)施例可以容易地用作用于修改或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其他結(jié)構(gòu)或過程的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這樣的等價(jià)結(jié)構(gòu)并不背離如所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖來參考下面的詳細(xì)描述，在附圖中
圖1和圖2圖示了提供用于本發(fā)明原理的應(yīng)用環(huán)境的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖，該通信系統(tǒng)包括基站和無線通信設(shè)備；
圖3和圖4圖示了提供用于本發(fā)明原理的應(yīng)用環(huán)境的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖，該通信系統(tǒng)包括無線通信系統(tǒng)；
圖5圖示了用于本發(fā)明原理的應(yīng)用的通信系統(tǒng)的通信單元的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示
圖6A、圖6B、圖7A和圖7B圖示了根據(jù)本發(fā)明原理來形成波束組的實(shí)施例的圖形表不;
圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明原理的波束組的實(shí)施例的圖形表示；以及
圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行操作的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下詳細(xì)討論當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例的形成和使用。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明提供了可以在大范圍的特定背景中實(shí)現(xiàn)的很多可應(yīng)用的發(fā)明概念。所討論的特定實(shí)施例僅說明了用于做出和使用本發(fā)明的特定方式，并且不限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)前述內(nèi)容，將參照在通信系統(tǒng)中用于確定信道狀態(tài)和天線波束特性并且將信道狀態(tài)和天線波束特性從諸如用戶設(shè)備的無線通信設(shè)備傳遞到基站的裝置、方法和系統(tǒng)的特定背景中的示例性實(shí)施例來描述本發(fā)明。裝置、方法和系統(tǒng)適用于但不限于包括現(xiàn)有和未來3GPP技術(shù)的任何通信系統(tǒng)(SP， UMTS, LTE及其未來變化，諸如第四代(“4G” )通信系統(tǒng))。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，圖示了提供用于本發(fā)明原理的應(yīng)用環(huán)境的、包括基站115和無線通信設(shè)備(例如，用戶設(shè)備)135、140、145的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖?；?15耦合到公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(未示出)?；?15配置有多個(gè)天線，用于在多個(gè)扇區(qū)中發(fā)射和接收信號(hào)，所述多個(gè)扇區(qū)包括第一扇區(qū)120、第二扇區(qū)125以及第三扇區(qū)130，其中的每一個(gè)扇區(qū)通?？缭?20度。雖然圖1在每個(gè)扇區(qū)(例如，第一扇區(qū)120)中圖示了一個(gè)無線通信設(shè)備(例如，無線通信設(shè)備140)，但扇區(qū)(例如，第一扇區(qū)120)通常可以包含多個(gè)無線通信設(shè)備。在替代實(shí)施例中，基站115可以僅由一個(gè)扇區(qū)(例如，第一扇區(qū)120)形成，并且多個(gè)基站可以被構(gòu)建為根據(jù)協(xié)作(co-operative)多輸入/多輸出(“C-MIM0”)操作等來進(jìn)行傳送?！?br> 通過對(duì)來自基站天線的輻射信號(hào)進(jìn)行聚焦和相位調(diào)整來形成扇區(qū)(例如，第一扇區(qū)120)，并且每扇區(qū)(例如，第一扇區(qū)120)可以采用分立的天線。多個(gè)扇區(qū)120、125、130 可以通過減少對(duì)基站天線進(jìn)行聚焦和相位調(diào)整而得到的干擾來增加能夠與基站115同時(shí)進(jìn)行通信的訂戶站(例如，無線通信設(shè)備135、140、145)的數(shù)目，而不需要增加所利用的帶寬。雖然無線通信設(shè)備135、140、145是主通信系統(tǒng)的一部分，但無線通信設(shè)備135、140、145 和諸如機(jī)器(未示出)的其他設(shè)備可以是輔通信系統(tǒng)的一部分以參與，但不限于，設(shè)備對(duì)設(shè)備以及機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信或其他通信。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，圖示了提供用于本發(fā)明原理的應(yīng)用環(huán)境的、包括基站210和無線通信設(shè)備(例如，用戶設(shè)備)260、270的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖。通信系統(tǒng)包括通過通信路徑或鏈路220(例如，通過光纖通信路徑)耦合到諸如公共交換電話網(wǎng)絡(luò) (“PSTN”)230這樣的核心電信網(wǎng)絡(luò)的基站210?；?10通過無線通信路徑或鏈路240、 250分別耦合到處于其蜂窩區(qū)域290內(nèi)的無線通信設(shè)備260、270。
在圖2中圖示的通信系統(tǒng)的操作中，基站210分別在通信路徑240、250上通過基站210分配的控制和數(shù)據(jù)通信資源來與每個(gè)無線通信設(shè)備260、270進(jìn)行通信。在頻分雙工 (“FDD”)和/或時(shí)分雙工(“TDD”)通信模式下，控制和數(shù)據(jù)通信資源可以包括頻率和時(shí)隙通信資源。雖然無線通信設(shè)備260、270是主通信系統(tǒng)的一部分，但無線通信設(shè)備260、270和諸如機(jī)器(未示出)的其他設(shè)備可以是輔通信系統(tǒng)的一部分以參與，但不限于，設(shè)備對(duì)設(shè)備以及機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信或其他通信。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，圖示了提供用于本發(fā)明原理的應(yīng)用環(huán)境的、包括無線通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖。無線通信系統(tǒng)可以被配置為提供演進(jìn)的UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(“E-UTRAN”)通用移動(dòng)電信服務(wù)。移動(dòng)管理實(shí)體/系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)網(wǎng)關(guān)(“MME/ SAE GW”，其中的一個(gè)用310指示)經(jīng)由SI通信鏈路(其中一些用“SI鏈路”指示)來提供用于E-UTRAN節(jié)點(diǎn)B (被指示為“eNB”、“演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)B”，還被稱為“基站”，其中的一個(gè)用 320指示)的控制功能?；?20經(jīng)由X2通信鏈路(其中的一些用“X2鏈路”指示)來進(jìn)行通信。各種通信鏈路通常是光纖、微波或其他高頻金屬通信路徑，諸如同軸鏈路、或其組入口 ο
基站320與諸如用戶設(shè)備(“UE”，其中的一些用330指示)的無線通信設(shè)備進(jìn)行通信，用戶設(shè)備通常是用戶攜帶的移動(dòng)收發(fā)器。因此，將基站320耦合到用戶設(shè)備330的通信鏈路(用“Uu”通信鏈路指示，其中的一些用“Uu鏈路”指示)是采用諸如，例如正交頻分復(fù)用(“0FDM”)信號(hào)這樣的無線通信信號(hào)的空中鏈路。雖然無線通信設(shè)備330是主通信系統(tǒng)的一部分，但用戶設(shè)備330和諸如機(jī)器(未示出)的其他設(shè)備可以是輔通信系統(tǒng)的一部分以參與，但不限于設(shè)備對(duì)設(shè)備以及機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信或其他通信。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，圖示了提供用于本發(fā)明原理的應(yīng)用環(huán)境的、包括無線通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖。無線通信系統(tǒng)提供E-UTRAN架構(gòu)，包括向諸如用戶設(shè)備 420這樣的無線通信設(shè)備和諸如機(jī)器425 (例如，電器、電視、儀表等)這樣的其他設(shè)備提供 E-UTRAN用戶平面(分組數(shù)據(jù)聚合協(xié)議/無線電鏈路控制/媒體接入控制/物理)和控制平面(無線電資源控制)協(xié)議終止的基站(其中的一個(gè)用410指示)?；?10與X2接口或通信鏈路(用“X2”指示)互連?；?10還通過SI接口或通信鏈路(用“SI”指示) 連接到包括移動(dòng)管理實(shí)體/系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)網(wǎng)關(guān)(“MME/SAE GW”，其中的一個(gè)用430指示) 的演進(jìn)分組核心(“EPC”)。SI接口支持在移動(dòng)管理實(shí)體/系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)網(wǎng)關(guān)430和基站 410之間的多實(shí)體關(guān)系。對(duì)于支持公共 地面移動(dòng)裝置間切換的應(yīng)用，由經(jīng)由SI接口的移動(dòng)管理實(shí)體/系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)網(wǎng)關(guān)430重定位來支持eNB間活動(dòng)模式移動(dòng)性。
基站410可以主控諸如無線電資源管理這樣的功能。例如，基站410可以執(zhí)行各種功能，諸如因特網(wǎng)協(xié)議(“IP”)報(bào)頭壓縮和用戶數(shù)據(jù)流的加密、用戶數(shù)據(jù)流的譯碼、無線電承載控制、無線電準(zhǔn)入控制、連接移動(dòng)性控制、在上行鏈路和下行鏈路中對(duì)用戶設(shè)備的通信資源的動(dòng)態(tài)分配、在用戶設(shè)備附著時(shí)對(duì)移動(dòng)性管理實(shí)體的選擇、對(duì)朝向用戶平面實(shí)體的用戶平面數(shù)據(jù)的路由、(從移動(dòng)性管理實(shí)體源發(fā)的)尋呼消息的調(diào)度和傳輸、(從移動(dòng)性管理實(shí)體或操作和維護(hù)源發(fā)的)廣播信息的調(diào)度和傳輸、以及對(duì)于移動(dòng)性和調(diào)度的測(cè)量和報(bào)告配置。移動(dòng)管理實(shí)體/系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)網(wǎng)關(guān)430可以主控各種功能，諸如對(duì)基站410的尋呼消息的分發(fā)、安全控制、用于尋呼原因的U平面分組的終止、用于對(duì)用戶設(shè)備移動(dòng)性的支持的U平面的切換、空閑狀態(tài)移動(dòng)性控制、以及系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)承載控制。用戶設(shè)備420和機(jī)器425從基站410接收信息塊組的分配。
此外，基站410中的一些是耦合的歸屬基站440 (設(shè)備)，其耦合到用于輔通信系統(tǒng)的諸如用戶設(shè)備450和/或機(jī)器(未示出)的設(shè)備?；?10可以直接向用戶設(shè)備420 和機(jī)器425或者向歸屬基站440分配輔通信系統(tǒng)資源，以在輔通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行通信(例如，本地通信)。為了更好地理解歸屬基站(用“HeNB”指示)，參見通過引用合并于此的3GPP TS 32.871 V. 9. 1.0(2010-03)。雖然用戶設(shè)備420、機(jī)器425是主通信系統(tǒng)的一部分，但用戶設(shè)備420、機(jī)器425和歸屬基站440 (與其他用戶設(shè)備450和機(jī)器(未示出)進(jìn)行通信) 可以是輔通信系統(tǒng)的一部分以參與，但不限于設(shè)備對(duì)設(shè)備以及機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信或其他通 目。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，圖示了用于本發(fā)明原理的應(yīng)用的通信系統(tǒng)的通信單元510的實(shí)施例的系統(tǒng)級(jí)示圖。通信單元或設(shè)備510可以表示但不限于基站、無線通信設(shè)備(例如，訂戶站、終端、移動(dòng)站、用戶設(shè)備、機(jī)器)、網(wǎng)絡(luò)控制單元、通信節(jié)點(diǎn)等。通信單元510至少包括處理器520、存儲(chǔ)臨時(shí)或更持久屬性的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器550、天線560以及耦合到天線560 和處理器520的射頻收發(fā)器570以進(jìn)行雙向無線通信。通信單元510可以提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和/ 或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信服務(wù)。
諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的基站這樣的通信單元510可以耦合到通信網(wǎng)絡(luò)單元，諸如公共交換電信網(wǎng)絡(luò)(“PSTN”)的網(wǎng)絡(luò)控制單元580。網(wǎng)絡(luò)控制單元580可以進(jìn)而由處理器、存儲(chǔ)器和其他電子元件(未示出)形成。網(wǎng)絡(luò)控制單元580通常提供對(duì)諸如PSTN這樣的電信網(wǎng)絡(luò)的接入。可以使用光纖、同軸、雙絞線、微波通信或者耦合到適當(dāng)鏈路終止單元的類似鏈路來提供接入。形成為無線通信設(shè)備的通信單元510通常是將由最終用戶攜帶的自包含設(shè)備。
可以利用一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)的通信單元510中的處理器520執(zhí)行與其操作相關(guān)聯(lián)的功能，包括但不限于天線增益/相位參數(shù)的預(yù)編碼(預(yù)編碼器521)、形成通信消息的各個(gè)比特的編碼和解碼(編碼器/解碼器523)、信息的格式化以及通信單元的整體控制(控制器525)，包括與通信資源的管理相關(guān)的過程(資源管理器528)。與通信資源的管理相關(guān)的示例性功能包括但不限于硬件安裝、業(yè)務(wù)管理、性能數(shù)據(jù)分析、最終用戶和設(shè)備的跟蹤、配置管理、最終用戶管理、無線通信設(shè)備的管理、收費(fèi)管理、訂閱、安全、計(jì)費(fèi)等。例如， 根據(jù)存儲(chǔ)器550，資源管理器528被配置成分配主和輔通信資源(例如，時(shí)間和頻率通信資源)，以向/從通信單元510傳送語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)，并且因此在主和輔通信系統(tǒng)中對(duì)包括通信資源的消息進(jìn)行格式化。
可以在與通信單元510分離和/或耦合的設(shè)備中進(jìn)行與通信資源的管理相關(guān)的具體功能或過程的全部或部分的執(zhí)行，并且關(guān)于該執(zhí)行向通信單元510傳送這樣的功能或過程的結(jié)果。通信單元510的處理器520可以是適用于本地應(yīng)用環(huán)境的任何類型，并且作為非限制性示例，可以包括通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(“FPGA”)、專用集成電路(“ASIC”)以及基于多核處理器架構(gòu)的處理器中的一個(gè)或多個(gè)。
通信單元510的收發(fā)器570將信息調(diào)制到載波波形上，以由通信單元510經(jīng)由天線560傳送到另一通信單元。收發(fā)器570對(duì)經(jīng)由天線560接收到的信息進(jìn)行解調(diào)以進(jìn)一步由其他通信單元進(jìn)行處理。收發(fā)器570能夠支持通信單元510的雙工操作。
如上所述，通信單元510的存儲(chǔ)器550可以是一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器，并且具有適用于本地應(yīng)用環(huán)境的任何類型，并且可以使用任何適當(dāng)?shù)囊资曰蚍且资詳?shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，諸如基于半導(dǎo)體的存儲(chǔ)器設(shè)備、磁存儲(chǔ)器設(shè)備和系統(tǒng)、光學(xué)存儲(chǔ)器設(shè)備和系統(tǒng)、固定存儲(chǔ)器和可移除存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器550中的程序可以包括程序指令或計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)其由關(guān)聯(lián)處理器執(zhí)行時(shí)，使得通信單元510能夠執(zhí)行這里所描述的任務(wù)。當(dāng)然，存儲(chǔ)器 550可以形成用于傳送到通信單元510或從通信單元510傳送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存器。這里所描述的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和模塊的示例性實(shí)施例可以至少部分地通過可由例如無線通信設(shè)備和基站的處理器或者由硬件或其組合執(zhí)行的計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)。如將變得更明顯的，如這里圖示和描述的，系統(tǒng)、子系統(tǒng)和模塊可以在通信單元510中實(shí)現(xiàn)。
3GPP中的討論最近集中于對(duì)于8個(gè)基站發(fā)射天線和相關(guān)發(fā)射預(yù)編碼的碼本設(shè)計(jì)， 這是新的LTE版本10標(biāo)準(zhǔn)中所沒有的。在RANl No. 59會(huì)議中，已經(jīng)同意將版本8隱式反饋框架擴(kuò)展到LTE版本10。這是基于模塊化(或多粒度)的設(shè)計(jì)，組合了來自表示信道狀態(tài)信息的不同特性的獨(dú)立碼本的兩個(gè)反饋分量。一個(gè)反饋分量針對(duì)寬帶通信信道屬性(還被稱為寬帶屬性)和/或長(zhǎng)期通信信道屬性(還被稱為長(zhǎng)期屬性)，而另一個(gè)針對(duì)頻率選擇性通信信道屬性(還被稱為頻率選擇性屬性)和/或短期通信信道屬性(還被稱為短期屬性)。長(zhǎng)期屬性的示例是最優(yōu)發(fā)射波束的方向結(jié)構(gòu)。例如，用戶設(shè)備的位置不會(huì)迅速改變， 并且因此，其方位角方向可能基本上是固定的。因此，可以用恰巧具有寬帶性質(zhì)的長(zhǎng)期屬性來表示發(fā)射波束的方向結(jié)構(gòu)，特別是在發(fā)射天線陣列處存在強(qiáng)空間相關(guān)性時(shí)，這非?？赡茉诰o密間隔的天線單元(例如，間隔了半個(gè)波長(zhǎng))的假設(shè)下被觀察到。短期屬性的示例是通過空中的通信路徑中的快速幅度和相位波動(dòng)?？梢杂猛ǔ＞哂蓄l率選擇性質(zhì)(即，根據(jù)頻率子帶而變化)的短期屬性來表示這種快速波動(dòng)。
該通信信道反饋結(jié)構(gòu)在這里還被稱為雙碼本結(jié)構(gòu)。盡管缺失的LTE版本10標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與具有8個(gè)發(fā)射天線配置的基站中的8層傳輸中的一個(gè)相關(guān)，雙碼本結(jié)構(gòu)的原理仍可以被推廣到任意數(shù)目的發(fā)射天線。如這里所述，針對(duì)不限于LTE版本10及其以后版本中的應(yīng)用來描述支持下行鏈路SU-/MU-MIM0操作的、用于基于雙碼本的信道狀態(tài)信息(“CSI”) 反饋的新碼本設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。
3GPP LTE下行鏈路MMO操作是在LTE版本10的考慮下的若干工作項(xiàng)目中的一個(gè)。對(duì)下行鏈路MMO的LTE版本8/9的兩個(gè)新改進(jìn)正被考慮。一個(gè)改進(jìn)在于MU-MMO操作的優(yōu)化，其受益于采用預(yù)編碼的用戶設(shè)備特定的參考符號(hào)(在3GPP組織中被稱為UE-RS， 或者“專用參考符號(hào)“DM-RS””)和周期信道狀態(tài)信息參考符號(hào)(“CS1-RS”)的新的參考符號(hào)(“RS”)設(shè)計(jì)包。第二改進(jìn)是將下行鏈路傳送操作擴(kuò)展至8層下行鏈路SU-MM0。
這些改進(jìn)用作對(duì)于遵循來自LTE版本8的隱式反饋原理的增強(qiáng)的用戶設(shè)備反饋模式的支持。準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息反饋對(duì)于可靠的、無干擾(或基本上無干擾)通信、特別是對(duì)于MU-MMO起著重要的作用。此外，由于其中增加的自由度和通信信道維度而使得當(dāng)考慮針對(duì)8發(fā)射SU/MU-MM0操作的擴(kuò)展時(shí)，信令方面和碼本大小是很重要的。
與LTE版本8類似，LTE版本10的用戶設(shè)備反饋設(shè)計(jì)建立在隱式反饋原理(信道質(zhì)量指示符/預(yù)編碼矩陣指示符/秩指示符)之上，但具有以下不同即，使用了雙碼本格式而不是單個(gè)碼本格式。然而，單個(gè)碼本反饋仍然可以被視作將碼本條目中的一個(gè)設(shè)置為單位矩陣的特殊情況。關(guān)于版本10設(shè)計(jì)的決定追溯到3GPP工作組RANl No. 59，其中在通過引用被合并于此的標(biāo)題為“Way Forward for Rel-10 Feedback Framework”的3GPP文獻(xiàn) Rl-101683中表示的幻燈片展示中描述了由屬于不同碼本的兩個(gè)矩陣組成用于子帶的預(yù)編碼器。一個(gè)碼本針對(duì)寬帶通信信道屬性和/或長(zhǎng)期屬性，因此這里矩陣被表示為“W/’。另一個(gè)碼本針對(duì)頻率選擇性和/或短期屬性，因此這里矩陣被表示為‘％”。所得到的用于每個(gè)子帶的預(yù)編碼器可以例如被構(gòu)造為兩個(gè)矩陣的矩陣相乘。
在最近的3GPP RANl會(huì)議中，提出了利用長(zhǎng)期/短期屬性的方式和若干碼本設(shè)計(jì)提議。在這些提議中包括了若干關(guān)鍵的設(shè)計(jì)方面反饋概念被設(shè)想為通過交叉極化(“XP”) 和均勻線性陣列(“ULA”)的陣列類型的基站天線設(shè)置來進(jìn)行操作，并且因此，必須相應(yīng)地設(shè)計(jì)和優(yōu)化碼本?？梢砸韵嗤虿煌臅r(shí)間周期對(duì)長(zhǎng)期和短期屬性進(jìn)行采樣并且相應(yīng)地進(jìn)行報(bào)告(在相同或不同時(shí)刻)。在考慮到相對(duì)固定的總反饋速率預(yù)算(即，在給定時(shí)間間隔中固定的總比特?cái)?shù)目)的同時(shí)，可以嘗試找到在以長(zhǎng)期屬性和短期屬性為特征的碼本之間投入反饋比特的最佳平衡。最終的預(yù)編碼器是長(zhǎng)期預(yù)編碼器和短期預(yù)編碼器之間的運(yùn)算 (例如，矩陣乘法)的輸出。
在這樣的乘積中，寬帶/長(zhǎng)期預(yù)編碼器矩陣W1和短期預(yù)編碼器矩陣W2的階可以進(jìn)一步區(qū)分該概念。如果寬帶/長(zhǎng)期屬性在通信信道之后進(jìn)行處理(即，信道矩陣“H” 被右乘為WW1),則可以看作操縱主天線波束朝向用戶設(shè)備信號(hào)空間，而進(jìn)一步的微調(diào) (refinement)可以在子帶級(jí)別上增強(qiáng)波束/預(yù)編碼器間的共相位(傳輸秩_1)或正交性 (傳輸秩> I)。這可以被視作1*12矩陣乘法運(yùn)算。另一方面，可以針對(duì)矩陣W1創(chuàng)建較大的波束空間，其可以通過左乘矩陣W2被微調(diào)。最終的預(yù)編碼器矩陣W是WdW1矩陣乘法的輸出?？烧撟C，這兩種形成兩個(gè)碼本的乘積的方式幾乎是相同的。主要不同在于如何定義矩陣W2和W1的波束和微調(diào)。共同特性(denominator)是使用(過采 樣的)離散傅里葉變換(“DFT”)向量或矩陣對(duì)矩陣W1進(jìn)行構(gòu)建。
從復(fù)雜度的角度來看，在通信信道的用戶設(shè)備處選擇矩陣W2和W1的方法也是重要的，并且這可能影響方案本身的性能。例如，在寬帶/長(zhǎng)期和短期預(yù)編碼器(矩陣W2和 W1)的所有可能的組合中的窮盡搜索的假設(shè)下，一個(gè)反饋提議可以最佳地執(zhí)行，而在更實(shí)際并且不太復(fù)雜的預(yù)編碼器選擇下劣化。當(dāng)考慮達(dá)8個(gè)空間層(或流)時(shí)，主要對(duì)于較低的傳輸秩，即傳輸秩1-2并且也可能對(duì)于傳輸秩3-4來說，雙碼本概念是吸引人的，而更高的傳輸秩可能僅依賴于單個(gè)反饋分量(例如，大小為Nt乘以R的矩陣W2，其中Nt和R分別是基站處的發(fā)射天線的數(shù)目和傳輸秩)來進(jìn)行操作，而其他分量在理論上被設(shè)置為單位矩陣 (例如，大小為Nt乘以Nt的矩陣W1 = I)。
如以上所述的各點(diǎn)，雙碼本概念可以被降低到對(duì)波束和波束選擇/組合作為兩個(gè)碼本的部分的向量或預(yù)編碼器的限定。因?yàn)榫仃嘩1的構(gòu)建可以采用過采樣的離散傅里葉變換矩陣/向量，該設(shè)計(jì)有效地建立在公知的波束柵格概念的某些形式之上，其中，用戶設(shè)備有效地選擇提供最佳傳輸性能的一個(gè)波束(離散傅里葉變換矩陣的一列)。
版本10反饋概念應(yīng)當(dāng)支持SU-MMO和MU-MM0，其中，對(duì)于具有較高的通信信道方位角(角度)擴(kuò)展的不太相關(guān)的情形，SU-MMO是典型的并且提供大多數(shù)性能增益，而對(duì)于具有小方位角擴(kuò)展的高度相關(guān)的情形，MU-MMO是典型的并且提供大多數(shù)性能增益。在較高方位角擴(kuò)展和SU-MMO操作的情況下，如在常規(guī)波束柵格中的那樣，對(duì)于整個(gè)頻帶僅選擇一個(gè)波束(或者在傳輸秩> I的情況下的多個(gè)波束)通常不足以達(dá)到良好的通信性能， 因?yàn)樵谧訋Ъ?jí)別的頻率選擇性預(yù)編碼和波束選擇在該情況下執(zhí)行得最好是已知的。另一方面，對(duì)于非常低的方位角擴(kuò)展和MU-MMO操作，已知波束柵格執(zhí)行得很好，因?yàn)樵谠撉闆r下寬帶和頻率選擇性預(yù)編碼實(shí)現(xiàn)非常接近相同的性能，并且寬帶預(yù)編碼由于低得多的關(guān)聯(lián)信道狀態(tài)信息反饋開銷而更加吸引人。如這里所述，傳統(tǒng)的波束柵格概念被改進(jìn)，使得仍然很好地支持低方位角擴(kuò)展情形，而在具有高方位角擴(kuò)展的情形中改善SU-/MU-MM0操作的性倉(cāng)泛。
在2010年5月10-14日在加拿大的蒙特利爾的RANl No. 61會(huì)議期間介紹了主要碼本結(jié)構(gòu)。然而，部分概念甚至更陳舊。在標(biāo)題為“Refinements of Feedback and Codebook Design”(蒙特利爾，加拿大，2010 年 5 月 10-14)的 3GPP TSG-RAN WG1#61 文獻(xiàn) R1-102630 中描述了一種碼本結(jié)構(gòu)，其通過引用合并于此。
在用于碼本結(jié)構(gòu)的第一提議中，主要在寬帶意義上處理預(yù)編碼器矩陣W1，在空間維度中壓縮通信信道，使得得到的等價(jià)通信信道矩陣WW1具有比物理傳輸通信信道矩陣 H(例如，具有Nr乘Nt的大小，其中Nt和Nr分別是發(fā)射天線和接收天線的數(shù)目)更低的維度。通過矩陣W2來處理兩個(gè)其余維度(或波束)(對(duì)于交叉極化的天線)的進(jìn)一步組合 (共相位)或流之間的正交化，這適用于在子帶級(jí)別的頻率選擇性方式。預(yù)編碼器矩陣W1 是塊對(duì)角矩陣，其中，每個(gè)塊包括過采樣的離散傅里葉變換矩陣的列。兩個(gè)矩陣義和巧的仔細(xì)設(shè)計(jì)可以允許支持利用相同碼本的交叉極化和均勻線性陣列天線配置。這通過對(duì)矩陣 W1使用4個(gè)比特并且對(duì)矩陣W2使用兩個(gè)比特來實(shí)現(xiàn)。在四天線發(fā)射的情況下(例如，與四個(gè)發(fā)射均勻線性陣列配置相對(duì)應(yīng)或者在假定交叉極化的8發(fā)射天線配置的情況下與四個(gè)共極化發(fā)射天線單元的每個(gè)塊相對(duì)應(yīng))，用于矩陣W1的4個(gè)比特本質(zhì)上轉(zhuǎn)換成用于四個(gè)離散傅里葉變換矩陣的過采樣系數(shù)。用于矩陣W2的碼本中的條目包括版本8的2個(gè)發(fā)射天線碼本，同時(shí)該概念還解決版本10中的傳輸秩1-2的操作。在W1矩陣結(jié)構(gòu)已經(jīng)適用于通信信道之后，預(yù)編碼器矩陣W2的目的在于處理交叉極化組合(共相位和正交化)，并且還提供對(duì)于均勻線性陣列操作的支持，所有基于W2矩陣的操作在子帶級(jí)別以頻率選擇性方式來完成。
此外/替代地，在非常低的關(guān)聯(lián)反饋開銷的約束下，可以設(shè)計(jì)一些用戶設(shè)備反饋報(bào)告模式(例如，在物理上 行鏈路控制信道(“PUCCH”)上)。在后一種情況下，有意義的是，例如考慮以寬帶方式進(jìn)行W2和W1矩陣選擇和報(bào)告兩者。與常規(guī)的波束柵格相比的主要不同之處在于，反饋基于雙碼本格式或結(jié)構(gòu)，其中，該格式用于利用相同反饋提供用于均勻線性陣列和交叉極化類型的陣列的類似波束柵格的操作。利用該方案的問題恰好是前述內(nèi)容所提到的那個(gè)(即，當(dāng)方位角擴(kuò)展較高時(shí)，該方案不支持改善的SU-MIMO性能)。
在第二提議中，預(yù)編碼器矩陣W1從過采樣的離散傅里葉變換矩陣中選擇列向量的集合。對(duì)于交叉極化天線的情況，根據(jù)極性創(chuàng)建四個(gè)天線波束，而對(duì)于均勻線性陣列使用8 個(gè)波束。對(duì)于矩陣W1信令使用I個(gè)比特，碼本將碼字(波束)空間分成兩個(gè)不重疊的部分， 并且選擇其中的一個(gè)來進(jìn)一步用于經(jīng)由預(yù)編碼器矩陣W2在子帶級(jí)別上的微調(diào)或適當(dāng)?shù)牟ㄊ{(diào)整。注意，在一個(gè)比特選擇空間中，預(yù)定義波束以用于進(jìn)一步處理；因此，在8個(gè)發(fā)射天線的情況下，因?yàn)榇嬖谟梢粋€(gè)W1矩陣限定的8個(gè)波束，矩陣W1的大小是8 X 16的矩陣。在標(biāo)題為 “8Tx Codebook Design”(蒙特利爾，加拿大，2010 年 5 月 10-14)的 3GPP TSG-RAN WG1#61文獻(xiàn)R1-102823中描述了碼本結(jié)構(gòu)，其通過引用合并于此。
還注意，與先前的提議的主要不同之處在于，利用矩陣W1在空間維度中壓縮通信信道。允許利用矩陣W2在子帶級(jí)別上進(jìn)一步處理較大的空間(即，具有全通信信道維度) 可以被視作概念中的一個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，特別是在具有較大方位角擴(kuò)展和較高傳輸秩的SU-MIMO 傳輸?shù)那樾沃小Ｍㄟ^四個(gè)比特用信號(hào)發(fā)送預(yù)編碼器矩陣W2,并且關(guān)聯(lián)的碼本包括組合器和波束選擇器。
特別是在上述SU-MMO情況下，由于由矩陣W1操作的主要分割而導(dǎo)致每子帶中選擇多個(gè)波束的自由可以被視作優(yōu)點(diǎn)。然而，因?yàn)橛梢粋€(gè)矩陣W1所限定的波束空間非常大而導(dǎo)致矩陣W1無法很好地單獨(dú)使用，所以該靈活性帶來了其自身的缺點(diǎn)。此外，由于利用矩陣W1創(chuàng)建的兩個(gè)空間而導(dǎo)致對(duì)于位于空間的交叉處的用戶設(shè)備存在較差的覆蓋范圍。
在第三提議中，通過矩陣W1，對(duì)于每子帶支持多個(gè)波束。第二預(yù)編碼器矩陣W2通過左乘來重新限定W1 (B卩，WdW1),從而執(zhí)行初始波束的旋轉(zhuǎn)。第一碼本(B卩，與矩陣巧相關(guān)聯(lián)的碼本)還包含沿主要波束的組合器，并且具有總共32個(gè)波束的較大大小，而第二碼本(即，與W2相關(guān)聯(lián)的碼本)可以僅具有2-3個(gè)比特，包括若干旋轉(zhuǎn)矩陣。實(shí)際上，僅存在兩個(gè)極間組合器可用于交叉極化的操作，這可以被視作缺點(diǎn)。用于矩陣1的碼本子集限制也是可能的。在標(biāo)題為“Views on the Feedback Framework for Rel. 10”(蒙特利爾，加拿大，2010年5月10-14)的3GPP TSG-RAN WG1#61文獻(xiàn)R1-103026中描述了碼本結(jié)構(gòu)，其通過引用合并于此。
以下在表I中說明了主要提出的概念的概述
提議波束的數(shù)目組合器的數(shù)目W1W2I1644比特波束2比特相位284I比特波束2比特波束+ 2比特相位
33223比特波束+ I比特相2比特相位 位
表I
考慮對(duì)于矩陣WjPW2的相同時(shí)間的報(bào)告(這影響物理上行鏈路共享信道 (“PUSCH”)的利用)以及具有矩陣W2的6個(gè)PRB粒度和10毫秒(“ms”)周期用于報(bào)告的50個(gè)物理資源塊(“PRB”)，以下的表2說明了主要提出的概念的反饋速率。
提議W1 (比特?cái)?shù)目)W2 (比特?cái)?shù)目)在整個(gè)帶中用于W2的比特?cái)?shù)目一個(gè)報(bào)告中的比特?cái)?shù)目預(yù)編碼器比特速率I4218222200 bps2I436373700 bps34327313100 bps
表 II
如這里所述，描述了提供對(duì)于具有低空間相關(guān)性/高方位角擴(kuò)展的情形的改進(jìn)的支持的碼本結(jié)構(gòu)，其中，對(duì)于良好性能需要改進(jìn)的頻率選擇性反饋。碼本格式或結(jié)構(gòu)還對(duì)于較高傳輸秩提供改進(jìn)的支持，特別是對(duì)于均勻線性陣列的情況。
如前所述，碼本結(jié)構(gòu)基于與在第二提議中類似的波束成組(即，反饋信號(hào)的第一部分執(zhí)行波束組選擇，并且反饋信號(hào)的第二部分執(zhí)行來自所選擇的波束組的波束選擇)。反饋的第一部分適用于整個(gè)頻帶或?qū)拵傩?，而反饋的第二部分是特定于子帶的。作為特殊情況，反饋的第二部分也可以以寬帶方式來應(yīng)用。在該特殊情況下，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于信道狀態(tài)信息反饋存在單個(gè)子帶，其中寬度等于寬帶系統(tǒng)帶寬。為了支持利用雙碼本格式或結(jié)構(gòu)的波束組選擇和來自所選擇的波束組的波束選擇，存在包含例如基于離散傅里葉變換的子矩陣的預(yù)編碼器矩陣W1以及包含列選擇向量和相位移動(dòng)的預(yù)編碼器矩陣W2,使得通過下述形式的矩陣乘法來確定波束組中的實(shí)際波束
W = W1=KW20
如這里所述，波束組可以重疊。重疊波束組意在覆蓋具有較高方位角擴(kuò)展的情況， 其中，增強(qiáng)的寬帶/長(zhǎng)期傳送方向處于“邊緣”或者換言之在兩個(gè)波束組的邊界處。在這樣的情況下不存在波束組重疊，利用預(yù)編碼可能不能捕捉到方位角擴(kuò)展的一部分，因?yàn)槠渎淙胂噜彶ㄊM中。重疊通常指波束組所跨的總的角度域(或角度域)是重疊的。角度域可以指從波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍，或者等同地，在波束組內(nèi)的任何兩個(gè)波束之間的最大陣列增益的方向方面的最大可能角度范圍。這樣的波束組重疊的一個(gè)特殊情況是波束組部分地包含相同的波束。在該情況下，可以根據(jù)相同的列向量部分地構(gòu)建不同的矩陣W1。
其次，波束組的數(shù)目和/或波束組大小(該組中的波束的數(shù)目)和/或波束組總角度域(波束組所跨的角度范圍)取決于傳輸秩。通常8發(fā)射天線陣列具有在物理上間隔非常近的天線。因?yàn)檩^高的傳輸秩采用相當(dāng)不相關(guān)的通信信道，所以通信信道方位角擴(kuò)展必須很大以支持較高秩的傳輸。在雙碼本格式或結(jié)構(gòu)的情況下，如果波束組大小和總的角度域大得足以使得其覆蓋大范圍的方位角角度，則可以適當(dāng)?shù)夭蹲竭@樣的高方位角擴(kuò)展。因此，對(duì)于較高傳輸秩，應(yīng)當(dāng)使得波束組大小和總的角度域較大。因此，所介紹的兩個(gè)方面可以被組合。構(gòu)建重疊的波束組，其中重疊的波束組的大小、數(shù)目和角度域可以根據(jù)傳輸秩而變化。
如這里在示例性實(shí)施例中所介紹的，在從波束組集合中選擇的波束組和來自所選擇的波束組的波束子集選擇以及可能的重疊波束組方面提供該說明。這在矩陣/向量描述和碼本格式或結(jié)構(gòu)方面可以等同地轉(zhuǎn)換。特定于傳輸秩的波束組集合轉(zhuǎn)換成特定于以碼本為目標(biāo)的寬帶和/或長(zhǎng)期屬性下的傳輸秩或與以碼本為目標(biāo)的寬帶和/或長(zhǎng)期屬性下的傳輸秩相關(guān)聯(lián)的W1矩陣的集合。波束組集合內(nèi)的波束組的數(shù)目取決于傳輸秩指與給定秩相關(guān)聯(lián)的矩陣集合中的W1矩陣的數(shù)目取決于秩本身。給定波束組內(nèi)的波束轉(zhuǎn)換成與波束組相關(guān)聯(lián)的W1矩陣內(nèi)的特定列向量或者等同地，所得到的預(yù)編碼器矩陣W = W1W2的特定列。 因此，波束組內(nèi)的波束的數(shù)目轉(zhuǎn)換成關(guān)聯(lián)預(yù)編碼器內(nèi)的列的數(shù)目。波束組集合內(nèi)的波束組的重疊可以被描述為與具有與波束組集合內(nèi)的其他波束組相關(guān)聯(lián)的其他預(yù)編碼器(例如， 其他W1矩陣或多個(gè)矩陣)中找到的列向量的子集的波束組相關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼器(例如，WjE陣)。從所選擇的波束組選擇波束子集例如轉(zhuǎn)換成從與所選擇的波束組相關(guān)聯(lián)的矩陣(例如，W1矩陣)中選擇列子集的列選擇向量/矩陣(例如，W2矩陣)。此外，可以利用其他向量或矩陣預(yù)編碼器分量來處理子帶級(jí)別上的波束共相位或正交化(例如，除了列選擇元素之外，W2包括移相器)。
因此，采用用戶設(shè)備反饋，其中，用戶設(shè)備首先測(cè)量信道狀態(tài)信息，并且然后根據(jù)寬帶或長(zhǎng)期信道狀態(tài)信息從波束組集合中選擇波束組，其中，每個(gè)波束組的大小(即，波束組集合的每個(gè)波束組中的波束的數(shù)目)和/或波束組的數(shù)目(即，波束組的集合中的波束組的數(shù)目)和/或由每個(gè)波束組所跨的總的角度域(即，在波束組集合中的每個(gè)波束組中從第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向所跨的總的角度域)取決于傳輸秩，并且/或者其中不同的波束組重疊。換言之，波束組集合的特性至少包括下述之一波束組集合的每個(gè)波束組中的波束的數(shù)目、波束組集合中的波束組的數(shù)目以及在波束組集合中的每個(gè)波束組中從第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向所跨的總的角度域。對(duì)于每個(gè)子帶，用戶設(shè)備在所選擇的波束組中選擇波束子集，其中所述子集的大小等于傳輸秩。此外，所選擇的波束子集可以包括彼此正交的波束。用戶設(shè)備將反饋信息編碼成采用矩陣W1和W2的雙碼本或預(yù)編碼器格式，以在上行鏈路通信信道上進(jìn)行傳輸，并且向基站傳送雙碼本格式。
基站接收在上行鏈路通信信道上傳送的反饋，對(duì)反饋信息進(jìn)行解碼，并且將其轉(zhuǎn)換成雙碼本或預(yù)編碼器格式或結(jié)構(gòu)(即，轉(zhuǎn)換成矩陣W1和W2)。基站例如通過如下矩陣乘法，基于矩陣W1和W2按頻率子帶來計(jì)算要用于針對(duì)用戶設(shè)備的傳輸?shù)淖罱K預(yù)編碼器(即， 天線權(quán)重)
W = W1=KW20
當(dāng)向用戶設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，基站根據(jù)矩陣W中的權(quán)重對(duì)調(diào)度的子帶進(jìn)行天線加權(quán)。
為了計(jì)算對(duì)基站的反饋，用戶設(shè)備首先測(cè)量信道狀態(tài)信息。在基于LTE的通信系統(tǒng)的情況下，可以使用參考信號(hào)來進(jìn)行該測(cè)量，參考信號(hào)例如8個(gè)發(fā)射天線情況下的 CS1-RS或者4個(gè)發(fā)射天線(或更少)的情況下的CS1-RS。然后，用戶設(shè)備獲得用于整個(gè)系統(tǒng)帶寬的信道狀態(tài)信息。
—旦用戶設(shè)備已經(jīng)獲得了信道狀態(tài)信息，就可以計(jì)算反饋(即，用戶設(shè)備確定波束組并且選擇用于每個(gè)子帶 的波束)。在雙碼本格式或結(jié)構(gòu)的情況下，用戶設(shè)備選擇寬帶/ 長(zhǎng)期預(yù)編碼器矩陣W1,并且在所選擇的預(yù)編碼器矩陣W1的條件下，選擇用于每個(gè)子帶的預(yù)編碼器矩陣W2。在一個(gè)方面，利用矩陣W1來選擇波束組，而預(yù)編碼器矩陣W1和W2在每個(gè)波束組內(nèi)一起形成最終波束(預(yù)編碼器)。然后，采用矩陣乘法來構(gòu)建最終預(yù)編碼器
W = W1=KW20
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6A和圖6B，圖示了根據(jù)本發(fā)明原理形成波束組的實(shí)施例的圖形表示。 應(yīng)當(dāng)理解，特定發(fā)射波束的方位角增益特性并不平坦并且精確地限制在如在附圖中表示的角度域中。在圖6A中，圖示了對(duì)于傳輸秩1-2的情況的4個(gè)波束組，每個(gè)波束組包括例如 4個(gè)波束。如圖6B中對(duì)于傳輸秩3-4所示的,存在兩個(gè)波束組,但是具有較大的波束組角度(方位角)域，每個(gè)組包括例如8個(gè)波束。波束組的大小和/或波束組的數(shù)目和/或波束組所跨的總的角度域取決于傳輸秩。以下提出了用于支持該格式或結(jié)構(gòu)的預(yù)編碼器矩陣W1^ W2的示例性碼本條目。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7A和圖7B，圖示了根據(jù)本發(fā)明原理形成波束組的實(shí)施例的圖形表示。 在圖示的實(shí)施例中，波束組重疊。注意，波束組的數(shù)目、大小和每個(gè)波束組所跨的角度域是取決于傳輸秩的。以下提出了用于這樣的格式或結(jié)構(gòu)的示例性碼本條目。
基站和用戶設(shè)備二者知道使用這些原理構(gòu)建的碼本。用戶設(shè)備可以使用例如下面的示例性矩陣選擇方案來選擇碼本條目。首先，用戶設(shè)備計(jì)算寬帶通信信道空間協(xié)方差矩陣R:
R = E {HhH},
其中，E是期望算子，并且上標(biāo)運(yùn)算符“H”表示Hermitian運(yùn)算符(即，對(duì)相應(yīng)矩陣進(jìn)行共軛和轉(zhuǎn)置)。再一次，(非上標(biāo))H表示通信信道矩陣。然后，用戶設(shè)備利用，例如但不限于，下面的方式中的一個(gè)來選擇矩陣I。
在示例性方法中，用戶設(shè)備通過在對(duì)于矩陣WJPW2的所有可能的選擇 中進(jìn)行掃描 (搜索)來形成所有的矩陣組合，
W = W1=KW2
該搜索可以在用于矩陣W2的寬帶(即，在整個(gè)系統(tǒng)帶寬)上完成，以限制計(jì)算復(fù)雜度。然后，用戶設(shè)備找到減少(例如，最小化)相對(duì)V的弦、富比尼-施圖、或者投影雙范數(shù)(projection two-norm)距離的預(yù)編碼器矩陣W,其中矩陣S,
R = USVh
是矩陣R的奇異值分解。矩陣U和V是與將矩陣R轉(zhuǎn)換成對(duì)角矩陣S相關(guān)聯(lián)的定制酉矩陣。預(yù)編碼器矩陣W1被選擇為與增強(qiáng)(例如，最優(yōu))w相對(duì)應(yīng)的一個(gè)。
在另一示例性方法中，用戶設(shè)備通過對(duì)矩陣W1和W2的所有可能的選擇進(jìn)行掃描 (例如，在寬帶意義上)來形成矩陣的所有組合。
W = W1=KW20
然后，用戶設(shè)備找到增強(qiáng)(例如，最大化)能力(例如，最大化下述表達(dá)式)的預(yù)編碼器矩陣W
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括 處理器；以及 存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括計(jì)算機(jī)程序代碼； 所述存儲(chǔ)器和所述計(jì)算機(jī)程序代碼被配置為，利用所述處理器來使得所述裝置至少執(zhí)行 測(cè)量關(guān)于來自基站的下行鏈路的信道狀態(tài)信息， 根據(jù)所述信道狀態(tài)信息的寬帶屬性來識(shí)別來自波束組集合的被選擇的波束組，其中，所述波束組集合的特性取決于傳輸秩，以及 根據(jù)至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中識(shí)別被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述存儲(chǔ)器和所述計(jì)算機(jī)程序代碼進(jìn)一步被配置為，利用所述處理器來使得所述裝置至少執(zhí)行 以雙碼本格式生成編碼反饋信息，所述編碼反饋信息用于識(shí)別所述被選擇的波束組和用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集，以及 向所述基站傳送所述編碼反饋信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述雙碼本格式包括表示所述被選擇的波束組的第一矩陣和表示用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集的第二矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，采用從過采樣的離散傅里葉變換(DFT)矩陣中獲取的列集合來形成所述第一矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述波束組集合的所述特性至少包括下述之一所述波束組集合的每個(gè)波束組中的波束的數(shù)目、所述波束組集合中的波束組的數(shù)目、和在所述波束組集合的每個(gè)波束組中從第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向所跨的總的角度域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，從所述被選擇的波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍在角度域中與從相鄰波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍重疊。
7.—種設(shè)備,包括 用于測(cè)量關(guān)于來自基站的下行鏈路的信道狀態(tài)信息的裝置， 用于根據(jù)所述信道狀態(tài)信息的寬帶屬性來識(shí)別來自波束組集合的被選擇的波束組的裝置，其中，所述波束組集合的特性取決于傳輸秩，以及 用于根據(jù)至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中識(shí)別被選擇的波束子集的裝置，其中，所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括 用于以雙碼本格式來生成編碼反饋信息的裝置，所述編碼反饋信息用于識(shí)別所述被選擇的波束組和用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集；以及 用于向所述基站傳送所述編碼反饋信息的裝置。
9.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的程序代碼，所述程序代碼被配置成測(cè)量關(guān)于來自基站的下行鏈路的信道狀態(tài)信息； 根據(jù)所述信道狀態(tài)信息的寬帶屬性來識(shí)別來自波束組集合的被選擇的波束組，其中，所述波束組集合的特性取決于傳輸秩；以及 根據(jù)至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中識(shí)別被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的所述程序代碼被配置成 以雙碼本格式生成編碼反饋信息，所述編碼反饋信息識(shí)別所述被選擇的波束組和用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集；以及 向所述基站傳送所述編碼反饋信息。
11.一種方法，包括 測(cè)量關(guān)于來自基站的下行鏈路的信道狀態(tài)信息； 根據(jù)所述信道狀態(tài)信息的寬帶屬性來識(shí)別來自波束組集合的被選擇的波束組，其中，所述波束組集合的特性取決于傳輸秩；以及 根據(jù)至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中識(shí)別被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括 以雙碼本格式生成編碼反饋信息，所述編碼反饋信息用于識(shí)別所述被選擇的波束組和用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集；以及 向所述基站傳送所述編碼反饋信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述雙碼本格式包括表示所述被選擇的波束組的第一矩陣和表示用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集的第二矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述波束組集合的所述特性至少包括下述之一所述波束組集合的每個(gè)波束組中的波束的數(shù)目、所述波束組集合中的波束組的數(shù)目、和在所述波束組集合的每個(gè)波束組中從第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向所跨的總的角度域。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，從所述被選擇的波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍在角度域中與從相鄰波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍重疊。
16.一種裝置,包括 處理器；以及 存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括計(jì)算機(jī)程序代碼； 所述存儲(chǔ)器和所述計(jì)算機(jī)程序代碼被配置為，利用所述處理器來使得所述裝置至少執(zhí)行 從用戶設(shè)備接收具有雙碼本格式的編碼反饋信息，所述編碼反饋信息識(shí)別被選擇的波束組和用于至少一個(gè)子帶的被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束組表示波束組集合中與由所述用戶設(shè)備測(cè)量的信道狀態(tài)信息的寬帶屬性相符的一個(gè)波束組，并且所述波束組集合的特性基于傳輸秩，并且其中，根據(jù)所述至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中選擇所述被選擇的波束子集，并且所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩；以及 使用所述雙碼本格式來形成用于向所述用戶設(shè)備傳送信號(hào)的預(yù)編碼器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述雙碼本格式包括表示所述被選擇的波束組的第一矩陣和表示用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集的第二矩陣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，采用從過采樣的離散傅里葉變換(DFT)矩陣中獲取的列集合來形成所述第一矩陣。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述波束組集合的所述特性至少包括下述之一所述波束組集合的每個(gè)波束組中的波束的數(shù)目、所述波束組集合中的波束組的數(shù)目、和在所述波束組集合的每個(gè)波束組中從第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向所跨的總的角度域。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，從所述被選擇的波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍在角度域中與從相鄰波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍重疊。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述被選擇的波束組的特征在于8個(gè)發(fā)射天線。
22.—種設(shè)備,包括 用于從用戶設(shè)備接收具有雙碼本格式的編碼反饋信息的裝置，所述編碼反饋信息識(shí)別被選擇的波束組和用于至少一個(gè)子帶的被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束組表示波束組集合中與由所述用戶設(shè)備測(cè)量的信道狀態(tài)信息的寬帶屬性相符的一個(gè)波束組，并且所述波束組集合的特性基于傳輸秩，并且其中，根據(jù)所述至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中選擇所述被選擇的波束子集，并且所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩；以及 用于使用所述雙碼本格式來形成用于向所述用戶設(shè)備傳送信號(hào)的預(yù)編碼器的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述雙碼本格式包括表示所述被選擇的波束組的第一矩陣和表示用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集的第二矩陣。
24.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的程序代碼，所述程序代碼被配置成 從用戶設(shè)備接收具有雙碼本格式的編碼反饋信息，所述編碼反饋信息識(shí)別被選擇的波束組和用于至少一個(gè)子帶的被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束組表示波束組集合中與由所述用戶設(shè)備測(cè)量的信道狀態(tài)信息的寬帶屬性相符的一個(gè)波束組，并且所述波束組集合的特性基于傳輸秩，并且其中，根據(jù)所述至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中選擇所述被選擇的波束子集，并且所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩；以及 使用所述雙碼本格式來形成用于向所述用戶設(shè)備傳送信號(hào)的預(yù)編碼器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述雙碼本格式包括表示所述被選擇的波束組的第一矩陣和表示用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集的第二矩陣。
26.—種方法,包括從用戶設(shè)備接收具有雙碼本格式的編碼反饋信息，所述編碼反饋信息識(shí)別被選擇的波束組和用于至少一個(gè)子帶的被選擇的波束子集，其中，所述被選擇的波束組表示波束組集合中與由所述用戶設(shè)備測(cè)量的信道狀態(tài)信息的寬帶屬性相符的一個(gè)波束組，并且所述波束組集合的特性基于傳輸秩，并且其中，根據(jù)所述至少一個(gè)子帶在所述被選擇的波束組中選擇所述被選擇的波束子集，并且所述被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于所述傳輸秩；以及 使用所述雙碼本格式來形成用于向所述用戶設(shè)備傳送信號(hào)的預(yù)編碼器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述雙碼本格式包括表示所述被選擇的波束組的第一矩陣和表示用于每個(gè)子帶的所述被選擇的波束子集的第二矩陣。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，采用從過采樣的離散傅里葉變換(DFT)矩陣中獲取的列集合來形成所述第一矩陣。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述波束組集合的所述特性至少包括下述之一所述波束組集合的每個(gè)波束組中的波束的數(shù)目、所述波束組集合中的波束組的數(shù)目和在所述波束組集合的每個(gè)波束組中從第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向所跨的總的角度域。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，從所述被選擇的波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍在角度域中與從相鄰波束組中的第一波束的最大陣列增益的方向到最后一個(gè)波束的最大陣列增益的方向的角度范圍重疊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在通信系統(tǒng)中選擇波束組和波束子集的裝置和方法。該方法包括測(cè)量關(guān)于來自基站的下行鏈路的信道狀態(tài)信息(CSI)(920)；根據(jù)CSI的寬帶屬性來識(shí)別來自波束組集合的被選擇的波束組(930)；根據(jù)至少一個(gè)子帶在被選擇的波束組中識(shí)別被選擇的波束子集(940)。其中，波束組集合的特性取決于傳輸秩，并且被選擇的波束子集中的波束的數(shù)目等于傳輸秩。該方法進(jìn)一步包括以雙碼本格式生成識(shí)別被選擇的波束組和用于每個(gè)子帶的被選擇的波束子集的編碼反饋信息(950)，向基站傳送編碼反饋信息。還公開了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括配置為使得裝置實(shí)現(xiàn)以上操作的程序代碼。
文檔編號(hào)H04L25/03GK103004160SQ201080068111
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者T·科伊維斯托, T·羅曼, M·厄內(nèi)斯屈, 譚爽, H-L·瑪塔南 申請(qǐng)人:諾基亞公司