本公開涉及無線通信網絡，并且特別地涉及用于信道狀態(tài)信息(csi)準確度感知網絡處理的網絡節(jié)點和無線設備。

背景技術：

由于例如使用智能電話、平板電腦和其他數據業(yè)務重型設備，無線網絡中的移動數據業(yè)務正在增長。因此，運營方不斷努力增加網絡容量和數據吞吐量，以滿足對網絡吞吐量的正在增長的需求。

提高無線網絡中的容量或吞吐量的一種方法是增加系統(tǒng)的可用頻率帶寬。然而，可用頻譜正變得稀缺，需要一種滿足對數據速率和吞吐量的高要求的備選解決方案。

處理增加的數據業(yè)務的另一種方式是，不依賴于增加的頻率帶寬，而是部署更多的基站(bs)，即，使網絡密度增加。然而，這會增加無線網絡中的干擾，并且還會對網絡運營方的網絡部署成本和運營支出具有影響。

增加無線網絡中的數據速率的另一選擇是在bs處引入大的天線陣列。具有大量天線的bs繼而可以在相同時間/頻率資源上同時調度多個無線設備。大天線陣列的使用通常被稱為非常大的(vl)多用戶(mu)多輸入多輸出(mimo)或大規(guī)模mimo。

然而，對無線網絡中的增加的吞吐量的需求仍然存在，并且需要網絡容量的進一步提高。

技術實現要素：

本公開的目的是至少提供網絡節(jié)點、無線設備和方法，其尋求減輕、緩解或消除本領域中的一個或多個上述缺陷以及單獨的或以任何組合的缺點。

該目的通過在網絡節(jié)點中執(zhí)行的生成去往至少一個目標無線設備的無線電傳輸或來自至少一個目標無線設備的無線電接收的至少一個波束成型矢量的方法來獲得。該方法包括針對一個或多個無線設備獲得相應的信道狀態(tài)信息csi和csi準確度值。該方法還包括基于csi和對應的csi準確度值來生成至少一個波束成型矢量。在波束成型矢量的生成中，與高csi準確度值相關聯(lián)的csi在該生成時相比于與低于該高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)的csi被給予相等或較高的偏好。

因此，在部署有網絡節(jié)點的無線網絡中，至少在和吞吐量或容量方面的性能得到提高，即，增加了網絡中的網絡容量或吞吐量，而不需要部署附加基站(bs)或分配附加頻譜。此外，減少了在無線網絡中的來自干擾的至少一些有害影響。

根據一些方面，生成包括：在保護與低于csi準確度值的第一范圍的csi準確度值的范圍相關聯(lián)的無線設備免受無線電傳輸干擾之前，保護與第一范圍相關聯(lián)的無線設備免受無線電傳輸干擾。

因此，與足夠高的csi準確度相關聯(lián)的無線設備被給予免受干擾的提高的保護，而與不太準確的csi相關聯(lián)的其他無線設備不在相同的程度上被保護免受干擾。因此，提高了網絡節(jié)點的無線網絡的至少和吞吐量或容量方面的性能。

根據一些其他方面，生成包括：在接收目標無線設備與高csi準確度值相關聯(lián)時，提高接收目標無線設備的接收信號質量，并且在接收目標無線設備與低于高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)時，減小對其他無線設備的無線電傳輸干擾。

因此，歸因于準確的csi可用，當這種提高可行時，無線設備獲得提高的接收信號質量。另一方面，當csi準確度沒有足夠高到提供充分提高的接收信號質量時，網絡中的其他無線設備被保護免受干擾。因此，提高了網絡節(jié)點的無線網絡的至少和吞吐量或容量方面的性能。

根據一些一般方面，該方法還包括：定義用于去往兩個或更多目標無線設備的無線電傳輸的公共解調參考信號dmrs資源，以及使用公共dmrs資源上的dmrs來向與滿足一個或多個準確度準則的csi準確度值相關聯(lián)的無線設備傳輸相應的無線設備特定的數據。

因此，無線網絡中的通信資源得到節(jié)省，從而為無線通信系統(tǒng)中的數據傳輸釋放寶貴的時間/頻率資源。因此，提高了網絡節(jié)點的無線網絡的至少和吞吐量或容量方面的性能。

上述目的還通過一種在在無線設備中執(zhí)行的用于接收或傳輸無線電傳輸的方法來獲得，該無線電傳輸通過由網絡節(jié)點生成的波束成型矢量被波束成型。該方法包括確定csi準確度值，以及向網絡節(jié)點傳輸csi準確度值，以及利用基于所傳輸的csi準確度值生成的波束成型來接收或傳輸無線電傳輸。

因此，經由來自無線設備的反饋使得網絡節(jié)點感知無線設備的csi準確度值，基于此假定網絡節(jié)點可操作為基于無線設備的csi準確度值來生成波束成型矢量。因此，提高了網絡節(jié)點的無線網絡的至少和吞吐量或容量方面的性能。

還公開了被配置為執(zhí)行或實現相應的公開的方法的網絡節(jié)點和無線設備、以及包括計算機程序代碼的計算機程序和計算機程序產品，計算機程序代碼當在網絡節(jié)點或無線設備中被執(zhí)行時引起網絡節(jié)點或無線設備分別執(zhí)行根據本教導的方法。

計算機程序、計算機程序產品、網絡節(jié)點和無線設備顯示了與已經關于方法描述的優(yōu)點相對應的優(yōu)點。

附圖說明

本公開的其它目的、特征和優(yōu)點將從以下詳細描述中顯現，其中將參照附圖更詳細地描述本公開的一些方面，在附圖中：

圖1是根據本教導的各方面的無線通信系統(tǒng)的示意性概況圖。

圖2是示出y軸上的平均接收信噪比(snr)與x軸上的信道相關性的曲線圖。

圖3是示出在網絡節(jié)點中執(zhí)行的方法的各方面的流程圖。

圖4是示出在網絡節(jié)點中執(zhí)行的方法的另外的方面的流程圖。

圖5是示出在包括網絡節(jié)點的無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行的方法的各方面的流程圖。

圖6是示出在無線設備中執(zhí)行的方法的各方面的流程圖。

圖7是示出y軸上的和吞吐量與x軸上的信道相關性的曲線圖。

圖8是示出y軸上的和吞吐量與x軸上的信道相關性的曲線圖。

圖9是示意性地示出網絡節(jié)點的各方面的框圖。

圖10是示意性地示出無線設備的各方面的框圖。

圖11是示意性地示出網絡節(jié)點的各方面的框圖。

圖12是示意性地示出無線設備的各方面的框圖。

具體實施方式

本教導涉及一種用于生成用于去往至少一個目標無線設備的無線電傳輸或者用于來自至少一個目標無線設備的無線電接收的至少一個波束成型矢量的技術，其在生成至少一個波束成型矢量時考慮無線設備的可用信道狀態(tài)信息(csi)的準確度。通過考慮csi準確度獲得很多優(yōu)點，這從下面的描述中將會很清楚。

通常基于無線設備的csi(諸如描述發(fā)射機天線元件和至少一個接收機天線元件之間的復信道增益的信道系數矢量h)來生成用于去往一個或多個目標無線設備或者來自一個或多個目標無線設備的無線電傳輸的波束成型矢量。然而，可用于在波束成型中使用的csi可以具有變化的準確度，即，csi的某些元素可能過時或與大的測量誤差相關聯(lián)，而其他元件是高度準確的。

如下所示，可以通過以下方式來提高例如總吞吐量或容量方面的網絡性能：考慮與不同無線設備相關的csi具有變化的準確度這一事實，并且允許具有高準確度的csi相比于與較低準確程度相關聯(lián)的csi對于波束成型具有更大的影響。

現在將參考附圖更全面地描述本公開的各方面。然而，本文中公開的裝置、計算機程序、計算機程序產品和方法可以以很多不同的形式實施，并且不應當被解釋為限于本文中所闡述的各方面。附圖中的相同數字表示相同的元素。

本文中使用的術語僅用于描述本公開的具體方面，而非意圖限制本發(fā)明。如本文中所使用的，單數形式的“一個”、“一”和“該”也旨在包括復數形式，除非上下文另有明確指示。

圖1是根據本教導的各方面的無線通信系統(tǒng)100的示意性概況圖。圖1中示出了兩個網絡節(jié)點110a、110b。網絡節(jié)點中的一個網絡節(jié)點110a，稱其為第一網絡節(jié)點110a，被配置為向一個或多個無線設備120、121、122傳輸無線電信號并且從一個或多個無線設備120、121、122接收無線電信號。為此，第一網絡節(jié)點110a配置有包括n個天線元件的天線布置115，n個天線元件支持向無線通信系統(tǒng)100中的一個或多個無線設備120、121、122傳輸和/或從無線通信系統(tǒng)100中的一個或多個無線設備120、121、122接收波束成型的無線電信號。

因此，天線布置115根據一些方面被布置成從一個或多個無線設備120、121、122接收無線電傳輸，并且根據其他方面被布置成生成去往一個或多個無線設備的無線電傳輸。

下面將結合圖9到圖12進一步討論網絡節(jié)點110a、110b以及無線設備120、121、122的示例實現。

網絡節(jié)點110a的示例包括無線電基站(rbs)、節(jié)點b(nb)、演進節(jié)點b(enb)、無線局域網(wlan)接入點、或者用于無線地訪問通信網絡130的任何其他裝置。網絡節(jié)點110b是被布置為提供計算能力和計算資源以促進經由第一網絡節(jié)點110a的通信的節(jié)點。

無線設備120、121、122的示例包括用戶設備(ue)、移動電話、智能電話、pda(個人數字助理)、便攜式計算機(例如膝上型計算機、平板電腦)、傳感器、調制解調器、機器類型(mtc)設備/機器到機器(m2m)設備、膝上型嵌入式設備(lee)、膝上型計算機安裝設備(lme)、usb加密狗、設備到設備能力設備、或者可以提供無線通信的另一設備，如汽車、冰箱、鞋子或襯衫。

因此，術語無線設備和網絡節(jié)點在文本中給出廣泛的解釋。

在本文中，經由第一網絡節(jié)點110a的天線布置115的無線電傳輸和接收被稱為通過一個或多個波束成型矢量被波束成型。與給定波束成型矢量相關聯(lián)的無線設備在本文中被稱為目標無線設備。根據各方面，波束成型矢量描述了被包括在天線布置115中以被應用于傳輸或接收的信號的每個天線元件的相位和幅度，以便在給定的方向和給定的寬度上生成多個天線波束或波瓣。這里的方向包括波束的方位角和高度二者。

根據一些方面，波束成型矢量，即復權重的矢量，在傳輸或接收無線電信號期間被用于波束成型之前，在第一網絡節(jié)點110a處被生成。然而，根據一些其他方面，在第二網絡節(jié)點110b中生成波束成型矢量，并且將其被傳送到第一網絡節(jié)點110a，在第一網絡節(jié)點110a中它被用于實際的無線電傳輸或接收。

例如，這些方面出現在實現中央計算節(jié)點并且實際傳輸和接收站點處的復雜度受到限制的無線網絡中。

如上所述，通常基于與無線設備相關聯(lián)的信道狀態(tài)信息(csi)(諸如描述第一網絡節(jié)點110a處的天線元件和無線設備120、121、122的至少一個天線元件之間的復信道增益的信道系數矢量)來生成用于去往一個或多個目標無線設備的無線電傳輸或者來自一個或多個目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量。在天線布置115具有n個天線元件并且無線設備每個具有1個天線的情況下，波束成型矢量將是復權重的n乘1矢量，或者備選地是幅度和相位調整值的n乘1矢量。在無線設備也配備有天線陣列(例如m個元件的陣列)的情況下，波束成型矢量的大小仍然為n乘1，但是第一網絡節(jié)點110a和無線設備之間的信道通過n乘m大小的信道矩陣來建模。

在預編碼器的設計中常常被忽略的問題，即生成用于在被配置為執(zhí)行波束成型的預編碼單元或模塊中使用的波束成型矢量的問題，是csi的準確度可能隨著時間和/或頻率改變，并且因此這在設計預編碼器時必須被考慮到在內。這可以通過以自適應方式使用現有的預編碼器解決方案來在一定程度上減輕。也就是說，通過基于給定csi有多準確來自適應地選擇預編碼器，可以對抗csi準確度變化的問題。然而，在具有相同時頻資源中的多用戶調度的情況下，對于不同的無線設備，csi的準確度可能不同。根據一些方面，這歸因于用戶具有不同信道特性這一事實，例如歸因于csi報告的速度不同或周期不同。換言之，csi的質量或準確度在很多情況下是用戶相關的，即在無線設備之間變化。

為了得到對不準確的csi如何影響無線網絡的吞吐量性能的定量的理解，執(zhí)行了計算機仿真實驗?？紤]具有n＝100個輸入天線的多輸入單輸出(miso)系統(tǒng)，并且假定最大比率傳輸(mrt)。在數學上，這可以表示為

其中y表示接收信號樣本，p是傳輸功率，h表示復信道增益的n×1信道矢量，w是1×n預編碼或波束成型矢量，q是單位能量傳輸符號，并且e是方差為σ²的零均值加性高斯白噪聲。在理想情況下，mrt預編碼器是這導致以n擴展的平均接收信噪比(snr)。

在整個本文檔中，矢量或矩陣的共軛轉置(也稱為hermitian轉置)用上角標*表示。在數學上，對于m×n矩陣a，a^*是具有的n×m矩陣。此外，a^t表示矩陣a的轉置，并且a⁺表示被定義為a⁺＝a^*(aa^*)^-1的矩陣a的偽逆。

在實踐中，如上所述，從發(fā)射機到接收機的信道可以從測量h變?yōu)閷嶋H傳輸。這通過假定測量時刻和傳輸時刻之間的信道相關性由1-ρ給出來在統(tǒng)計上建模，其中ρ＝0表示信道保持相同，ρ＝1表示信道在測量h和經由信道的實際傳輸之間不相關。

該實驗的結果在圖2中繪制，圖2示出了三種情況下的在y軸的以db為單位的平均接收信噪比(snr)以及在x軸上的以上討論的信道相關性ρ；理論上、經驗上和理想上。在該圖中，傳輸的snr被設置為1，即并且假定是如下快速瑞利衰落場景，其中h的元素是均值為0并且方差為1的圓對稱高斯隨機變量。可見，對于ρ＝0.15，與理想情況相比，接收的snr(經驗上的)減少了一半，這說明了mrt關于csi的準確度有多敏感。對于基于迫零準則的預編碼器，觀察到類似的結論。

因此，使用去往目標無線設備的mrt傳輸的效率以ρ快速地降低。因此，如下面更詳細地討論的，當目標無線設備的csi準確度值減小時，mrt傳輸丟失其訴求。

根據該實驗，還推斷，在具有空間復用的場景中，借助于相同的時間/頻率資源中的很多無線設備的大天線陣列，在設計用于在無線電傳輸和接收時使用的預編碼器或波束成型矢量時，應當考慮每個無線設備的csi的年齡或準確度。

因此，我們提出了在生成一個或多個波束成型矢量時將一個或多個無線設備的csi準確度考慮在內的技術。本文中公開的一個思想是為每個用戶找到預編碼器或波束成型矢量，使得由去往其他用戶的傳輸引起的干擾與相應用戶的csi的準確度成比例。例如，波束成型矢量可以被設計成使得它僅對我們具有準確的csi的用戶造成最小的干擾，即，我們不保護我們具有不準確的csi的用戶，因為這些用戶的信道的確切方向不夠準確。

本文中進一步提出增加系統(tǒng)吞吐量、特別是無線網絡的和吞吐量的方案。與使用迫零(zf)預編碼相比，一些所提出的方案施加很少附加的計算復雜度或沒有附加的計算復雜度。可以調整一些所提出的方案，使得僅使用最大比率傳輸(mrt)或zf，因此具有mrt和zf作為特殊用例。應當理解，我們提出的技術的一個預期的應用是非常大的(vl)多用戶(mu)多輸入多輸出(mimo)或大規(guī)模mimo系統(tǒng)，但是該技術絕不限于該示例系統(tǒng)。

圖3是示出在其中實施上述討論的至少一些原理的網絡節(jié)點中執(zhí)行的方法的各個方面的流程圖。具體地，圖3示出了在網絡節(jié)點110a、110b中執(zhí)行的生成用于去往至少一個目標無線設備120的無線電傳輸或者來自至少一個目標無線設備120的無線電接收的至少一個波束成型矢量的方法。該方法包括針對一個或多個無線設備120、121、122獲得n1相應的信道狀態(tài)信息csi和csi準確度值。

根據不同的方面，csi包括與生成波束成型矢量有關的信息，即用以設計用于去往至少一個目標無線設備的無線電傳輸或者來自至少一個目標無線設備的無線電接收的預編碼器。csi的示例是上面討論的信道系數矢量。csi準確度值是量化對應的csi有多準確的值，并且將在下面進一步討論。由于很多原因，csi可能不正確，其中一些原因包括噪聲信道估計和陳舊或過時的信道估計。

除了獲得n1之外，該方法還包括基于csi和對應的csi準確度值來生成n5至少一個波束成型矢量。這里，與高csi準確度值相關聯(lián)的csi在該生成中相比于低于該高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)的csi被給予相等或較高的偏好。

換言之，考慮到具有多用戶調度的場景，其中很多用戶或無線設備在相同的時間/頻率資源中被同時調度，并且其中各個csi的準確度對于不同的無線設備是不同的。在這種情況下，由于一些無線設備的信道無法被正確地知道，所以沒有對于設計對那些用戶不造成干擾的預編碼器的迫切的需求，因為仍然會因為csi的不準確性而導致干擾。

因此，根據獲得的csi準確度值的狀態(tài)或準確度級別，生成不同的波束成型矢量。本教導背后的理由是，波束成型不應該被不準確的csi過度影響，因為這種波束成型可能將不會用于抑制干擾或提高接收信號質量的預期目的。下面將通過所公開方法的一些不同方面來進一步闡明這一理由。

根據一些這樣的方面，生成n5包括：在保護與低于csi準確度值的第一范圍的csi準確度值的范圍相關聯(lián)的無線設備免受無線電傳輸干擾之前，保護與該第一范圍相關聯(lián)的無線設備免受該無線電傳輸干擾。

因此，根據csi準確度值，無線設備將有意地被給予不同級別的干擾保護。作為示例，假定網絡節(jié)點110a、110b對于給定無線設備沒有擁有任何精確的csi，即，給定無線設備的相應csi準確度值指示不準確的csi，則網絡節(jié)點由于缺乏準確的csi而很可能無法有效地生成抑制對無線設備的干擾的波束成型矢量，即使這樣做已經被優(yōu)選。相反，生成波束成型矢量，重點是抑制對干擾抑制可行的(即實際上可實現的)的無線設備的干擾。

根據其他這些方面，生成n5包括：在接收目標無線設備與高csi準確度值相關聯(lián)時，提高接收目標無線設備的接收信號質量，并且在接收目標無線設備與低于該高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)時，減小對其他無線設備的無線電傳輸干擾。

再次，根據csi準確度值，無線設備將被給予提高的接收信號質量或者有意地不給予提高的接收信號質量。這個思想背后的理由類似于上面討論的，即如果無線設備與低csi準確度值相關聯(lián)，那么網絡節(jié)點由于不準確的csi而很可能無法根據波束成型非常多地提高接收信號質量，相反，網絡節(jié)點也可能生成以減少其他無線設備處干擾為目標的波束成型矢量。

可以以多種不同的方式獲得csi，并且也可以以各種方式獲得關于每個無線設備的csi的準確度的信息，其中一些在下面描述。然而，應當理解，本文中公開的技術不限于獲得csi和csi準確度值的特定公開示例，而是更廣泛地能夠應用于獲得csi和csi準確度值的任何方法。

根據一些這樣的方面，每個無線設備經由逆反饋鏈路將csi準確度信息傳輸到網絡節(jié)點110a、110b。

因此，根據一些方面，獲得n1包括：從一個或多個無線設備120、121、122中的每個接收n10相應的csi準確度值。

根據其他方面，獲得n1包括：從一個或多個無線設備中的每個接收n11csi準確度相關的信息。然后可以使用該csi相關的信息來確定用于在波束成型中使用的csi準確度值。

換言之，根據一些方面，獲得n1還包括：針對一個或多個無線設備中的每個無線設備，基于所接收的csi準確度相關的信息來確定n111對應的csi準確度值。

確定csi準確度值的一些方法與無線設備的信道估計的估計的自相關函數有關。

根據一些這樣的方面，根據無線設備的相應信道估計的估計的自相關函數rk(l)來獲得csi準確度信息。更精確地，令表示在時間t的無線設備k的信道矢量估計。給定的是我們使用n個信道估計樣本來估計rk(l)，則對于l＝0，...，(n-1)，第k個無線設備的信道估計的自相關函數由下式給出

根據該等式，自相關函數rk(l)是時間離散的，但是可以被內插以獲得自相關函數rk(t)的時間連續(xù)估計。最終可以通過下式來計算相關值ρ

其中t是信道估計與實際傳輸或者備選地波束成型矢量的生成之間的時間。此外，csi的準確度受到信道估計誤差的影響，信道估計的噪聲功率可以用于確定csi的準確度。

因此，根據一個方面，csi準確度值由上面討論的信道相關值ρ給出。

根據其他方面，包括那些包括上面討論的自相關函數的各方面，從估計信道到其在波束成型中的使用的流逝的時間、以及無線設備的速度起著重要的作用。這是因為信道估計隨著時間經過變得陳舊或甚至過時，這取決于無線設備的速度以及信道和傳播環(huán)境的動態(tài)性而對csi準確度具有衰減的影響。主要具有固定散射體或無線電反射對象的穩(wěn)定的傳播環(huán)境提供更穩(wěn)定的csi，而對于很小的流逝時間意味著csi的較大變化的較動態(tài)的傳播環(huán)境則是相反的。

因此，根據一些方面，獲得n1還包括：針對一個或多個無線設備中的每個無線設備，接收n112csi的時間戳，并且基于從時間戳到生成n5的時刻流逝的持續(xù)時間來確定n113對應的csi準確度值。

根據一些其他方面，獲得n1還包括：針對一個或多個無線設備中的每個無線設備，接收n114無線設備的速度值，并且基于無線設備的速度來確定n115對應的csi準確度值。

根據另一方面，基于在信道估計的時刻，即在測量csi準確度相關的值的時刻，由一個或多個無線設備經歷的信噪比(snr)來確定csi準確度值。

根據另一方面，將csi準確度值確定為在信道估計的時刻和/或波束成型的無線電傳輸或接收的時刻與無線設備相關聯(lián)的速度或多普勒擴頻值。

圖4是示出在網絡節(jié)點中執(zhí)行的方法的進一步細節(jié)和方面的流程圖。具體地，圖4示出了生成n5的各方面。

設計適合于在多個無線設備上具有變化的csi準確度的給定場景的預編碼器或波束成型矢量的問題可以在數學上公式化。更準確地說，對于無線設備k，我們可以公式化以下波束成型優(yōu)化問題：

使最大化以使得：

1.

2.||w_k||＝1。

其中可以基于無線設備i的csi的準確度來選擇csi準確度值τi。這個問題可以通過改變不等式的等式約束來解決，這使得問題凸顯并因此容易解決，或者可以通過標準線性編程技術來解決。應當理解，通過將所有影響因子τi設置為無窮大，獲得等同于從mrt準則導出的波束成型矢量的波束成型矢量，并且利用將其設置為零，獲得等同于從zf準則導出的波束成型矢量的波束成型矢量。

因此，根據各方面，生成n5還包括：針對一個或多個無線設備中與csi準確度值ti相關聯(lián)并且不同于與信道系數矢量h′相關聯(lián)的第一目標無線設備的每個無線設備，獲得相應的信道系數矢量hi，其由i＝1，...，n索引，并且將用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量w生成n512為以上定義的波束成型優(yōu)化問題的解，即：

使|w^*h′|在w上最大化，以使得：

|w^*hi|＜ti，i＝1，...，n

||w||＝1

其中a*表示矢量a的復共軛，||表示絕對值，并且表示歐幾里得矢量范數。

至少部分地受到上面討論的驅動，至少有兩種實現本教導的方法，現在將描述其中的一些。

第一種方法的思想(令人想起迫零但是基于迫零改進)是試圖消除來自無線電傳輸的僅對如下無線設備的干擾，我們針對這些無線設備具有準確的csi可用于生成波束成型矢量。也就是說，如果csi是準確的，則設置τi＝0，如果csi不夠準確，則設置τi＝∞。在這種情況下，我們可以為預編碼問題找到一個封閉形式的解。

根據一方面，利用閾值來量化csi的準確度，該閾值對于很多無線設備是公共的，或是針對各個無線設備專門設置的。閾值可以是預定的并且固定的，或者可以動態(tài)地調整。在上面討論中，具有高于該閾值的csi準確度值的無線設備被認為具有足夠準確以用于在波束成型中使用或被允許對波束成型有給定影響的csi。

為了更詳細地闡述這個思想，更詳細地考慮zf預編碼器。在數學上，對于每個無線設備k，計算波束成型矢量wk，使得：

·wk位于的零空間中，并且

·滿足上述條件后，目標無線設備k的接收功率被最大化。

使用奇異值分解(svd)這里v的個最左列(用表示)形成零空間的基礎，因此是滿足上述第一個條件的良好的候選。為了最大化接收功率，我們現在找到svd并且選擇其中是對應于最大奇異值的奇異矢量，并且γk是被使用以使得預編碼矢量具有范數1的標量。可以使用h的偽逆并且選擇wk＝γk<[h^t]⁺>k來簡化上述過程。

因此，根據一些方面，生成n5還包括：針對一個或多個無線設備中與等于或高于閾值的csi準確度值相關聯(lián)并且不同于第一目標無線設備的每個無線設備，獲得n531相應的信道系數矢量hi，以及將用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量生成n532為具有由所述信道系數矢量hi給出的列的轉置矩陣h^～的零空間中的矢量。

以上提出了一種用以處理準確的csi僅可用于無線設備子集的情況的簡單的方法。更準確地說，對于每個無線設備k，首先根據一些準則(例如，一個或多個上面討論的準確度準則)來移除csi不準確的所有j＝1，...，k-1，k+1，...，k的列hj。例如，可以使用測量時間與傳輸時間的信道之間的相關性以及每個無線設備k的閾值∈k來量化準確度。也就是說，我們定義：

并且ρj＜∈j。

則，其中

換言之，根據一些方面，生成n532還包括：將波束成型矢量生成n533為其中<z⁺>1表示矩陣的偽逆的第一列，h′表示第一目標無線設備的信道系數矢量。

本教導的第二種方法、實現或實施例中的思想是以使總體系統(tǒng)吞吐量增加的方式組合兩個線性預編碼器，即mrt和zf。更準確地說，對于每個無線設備，我們使用以下表達式來組合mrt和zf預編碼器：

wprop＝[wmrtdmrt+wzfdzf]

其中dmrt和dzf是可以根據每個無線設備csi的準確度進一步優(yōu)化的k×k(優(yōu)選對角線)矩陣。注意，遵循具有單位范數預編碼器的原理，我們需要對wprop進行歸一化，使得其每列具有單位功率范數。

因此，根據一些方面，一個或多個無線設備構成接收目標無線設備，并且生成n5還包括：將用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量確定n55為最大比率傳輸mrt準則和迫零zf準則波束成型矢量的由接收目標無線設備的csi準確度值t加權的和。波束成型矢量由下式給出

w＝t*wmrt+(1-t)*wzf

其中t假定為0和1之間的值，wmrt表示根據mrt準則導出的波束成型矢量，wzf表示根據zf準則導出的波束成型矢量。

對于上面討論的第一種方法，第二種方法可以通過將mrt和zf波束成型準則的貢獻動態(tài)地擴展到所生成的波束成型矢量來執(zhí)行，并且其還可以以更硬的方式通過對于上面每個w指配0或1的權重來執(zhí)行，即針對每個生成的波束成型矢量使用純mrt或純zf。

使用這樣的觀點，即當csi不夠準確時，mrt預編碼器由于信道方向未被準確已知而無效，因此公開了以下用以找到dmrt和dzf的簡化規(guī)則：

dmrt＝diag(x)，并且dzf＝diag(1-x)

其中

根據這種方法，當測量時間與某些無線設備的傳輸的時間的信道之間的相關性下降到(預定的或動態(tài)調整的)某一閾值以下時，mrt傳輸不被用于該無線設備。因此，根據該算法，針對具有準確csi的用戶的數據傳輸會對其他用戶造成干擾。然而，該方案適用于如下噪聲受限的情況，其中性能受到熱噪聲(而不是來自其他ue的干擾)的限制。另一方面，在具有高傳輸功率的場景中，其中zf通常優(yōu)于mrt，預期第一種方法與第二種方案相比具有更好的性能。

因此，根據一些方面，一個或多個無線設備構成接收目標無線設備，并且生成n5還包括：如果接收目標無線設備與高于閾值的csi準確度值相關聯(lián)，則根據最大比率傳輸mrt準則來確定n571用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量；以及在該目標無線設備與低于閾值的csi準確度值相關聯(lián)的情況下，根據迫零zf準則來確定n572波束成型矢量。

根據各方面，根據標準定義導出實際的mrt和zf波束成型矢量，在本文中采用該標準定義來表示根據mrt準則來將波束成型矢量確定n591為hk表示接收目標設備的信道系數矢量，a*表示矢量a的復共軛，并且表示歐幾里得矢量范數，并且根據zf準則來將波束成型矢量確定n592為<a>k表示矩陣a的第k列，[h^t]⁺表示具有由一個或多個無線設備的所述信道系數矢量hi給出的列的轉置矩陣h的偽逆，并且表示歐幾里得矢量范數，其中h的第k列<h>k對應于接收目標無線設備的信道系數矢量。

圖5是示出在包括網絡節(jié)點的無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行的方法的各方面的流程圖。

部署mu-mimo的系統(tǒng)的另一重要方面是所傳輸數據的相干解調和檢測所必需的導頻的傳輸。這些導頻通常被稱為解調參考信號(dmrs)，并且消耗否則會用于有效載荷數據的信道時間/頻率資源的一些部分。注意，dmrs不同于用于使得無線設備能夠測量然后經由反向鏈路被報告回網絡節(jié)點110a、110b的信道的csi參考信號(csi-rs)或公共參考信號(crs)。如上所述，dmrs用于所傳輸的符號的相干解調，因此在每個ue的有效載荷數據之間進行交織。也就是說，與csi-rs和crs相對，dmrs僅在每個ue的有效載荷傳輸期間被傳輸，并且因此使用用于有效載荷傳輸的預編碼器矩陣進行預編碼。事實上，最近的研究已經指出，使用csi-rs和crs在能源消耗方面并不高效，至少不如當今在lte和高級lte中一樣地頻繁。

為了使得無線設備能夠估計信道，每個無線設備的dmrs傳輸必須與其他無線設備的dmrs傳輸正交。因此，在實踐中，我們需要k個正交dmrs傳輸來復用k個無線設備，因此需要k個信道資源。然而，使用本文檔中提出的思想，我們能夠大大減少這個數字。該思想是定義兩組參考信號：(i)包括k個無線設備特定的正交參考信號的一個集合，以及(ii)包括單個參考信號的公共集合。使用根據上述第一種方法的預編碼方案，我們可以將公共dmrs用于我們具有準確csi的所有無線設備，并且將無線設備特定的dmrs用于我們沒有準確csi的無線設備。這是因為根據所提出的預編碼方案的傳輸對于具有準確csi的無線設備沒有造成干擾。這表示，在針對所有無線設備都具有準確的csi的情況下，只需要一個dmrs傳輸。注意，此過程需要某個控制信令，以向無線設備通知使用哪個dmrs設置。

換言之，本教導包括一種方法，其包括定義n6用于去往兩個或更多目標無線設備的無線電傳輸的公共解調參考信號dmrs資源，以及使用公共dmrs資源上的dmrs向與滿足一個或多個準確度準則的csi準確度值相關聯(lián)的無線設備傳輸n9相應的無線設備特定的數據。

應當理解，該方法本身能夠應用，即它不一定需要上述方法的各方面。

根據一些方面，該方法還包括：如果無線設備的相應csi準確度值高于csi準確度值閾值，則將無線設備分類n8為第一類別無線設備。

根據一些其他方面，該方法還包括：使用公共dmrs資源上的dmrs向被分類為第一類別無線設備的無線設備傳輸n91無線設備特定的數據。

根據一些其它方面，該方法還包括：定義n7一個或多個正交dmrs資源以用于去往一個或多個相應的目標無線設備的無線電傳輸，以及使用正交dmrs資源之一上的dmrs向未被分類為第一類別無線設備的無線設備傳輸n92無線設備特定的數據。

圖6是示出在無線設備中執(zhí)行的方法的各個方面的流程圖。具體地，示出了在無線設備120、121、122中執(zhí)行的用于接收無線電傳輸的方法。這里假定無線電傳輸通過由網絡節(jié)點110a、110b生成的波束成型矢量被波束成型，如上所述。該方法包括：確定d1csi準確度值，向網絡節(jié)點110a、110b傳輸d3csi準確度值；以及利用基于所傳輸的csi準確度值生成的波束成型來接收d5無線電傳輸。

為了說明所提出的方案的潛力，并且為了驗證上述一些陳述，已經使用計算機模擬進行了研究。這些計算機模擬的結果在圖7和圖8中示出，圖7示出了在y軸上的和吞吐量與在x軸上的信道相關性的圖，圖8示出了在y軸上的和吞吐量與在x軸上的信道相關性的圖。

在這些研究中，我們已經假定第一個網絡節(jié)點110a為具有k＝20個用戶和n＝50個天線的系統(tǒng)提供服務。在這里，我們已經假定無線設備3到20的信道不改變(即ρk＝0，k＝3，...，20)，并且對于ρ的不同值，通過如1-ρ給定的信道相關性如上所述地對用戶1和2的信道老化進行建模。我們還對于所有用戶假定∈k＝0.2。圖7和圖8分別示出了具有-3和10db的傳輸sn的系統(tǒng)的和吞吐量。為了比較，我們還已經利用完美的信道知識(無信道老化)以及不完美的信道知識(考慮信道老化)，繪制了理想mrt和zf預編碼器的曲線。從所提出的結果可以看出，所提出的方案優(yōu)于相應的常規(guī)方案。也就是說，有利的是，第一種方法比純zf具有更好的性能，而方法二比純mrt預編碼具有更好的性能。關于用于實現本文中的教導的兩種說明性方法的比較，如所預期的，我們看到第一種方法在高傳輸功率下勝過第二種方法，反之亦然。

圖9是示意性地示出網絡節(jié)點110c的各方面的框圖。網絡節(jié)點是上面結合網絡節(jié)點110a和110b討論的各方面的實現。網絡節(jié)點110c包括連接到用于存儲數據和計算機程序的存儲器設備230的處理裝置210。網絡節(jié)點110c還包括用于與諸如無線設備或其他網絡節(jié)點等外部網絡元件進行通信的通信接口220。

圖9因此示出了網絡節(jié)點110c，其被配置為生成用于去往至少一個目標無線設備120的無線電傳輸或者來自至少一個目標無線設備120的無線電接收的至少一個波束成型矢量。網絡節(jié)點110c包括被配置為針對一個或多個無線設備120、121、122獲得相應的信道狀態(tài)信息csi和csi準確度值的處理裝置210。

此外，處理裝置210被配置為基于csi和相應的csi準確度值來生成至少一個波束成型矢量。這里，與高csi準確度值相關聯(lián)的csi在生成時相比于與低于該高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)的csi被給予相等或較高的偏好。

根據各方面，處理裝置210還被配置為生成至少一個波束成型矢量，用以在保護與低于csi準確度值的第一范圍的csi準確度值的范圍相關聯(lián)的無線設備免受無線電傳輸干擾之前，保護與第一范圍相關聯(lián)的無線設備免受該無線電傳輸干擾。

根據各方面，處理裝置210還被配置為：生成至少一個波束成型矢量，用以在接收目標無線設備與高csi準確度值相關聯(lián)時提高接收目標無線設備的接收信號質量，并且在接收目標無線設備與低于高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)時減小對其他無線設備的無線電傳輸干擾。

根據各方面，處理裝置210還被配置為從一個或多個無線設備120、121、122中的每個無線設備接收相應的csi準確度值。

根據各方面，處理裝置210還被配置為從一個或多個無線設備中的每個無線設備接收csi準確度相關的信息。

根據各方面，處理裝置210還被配置為針對一個或多個無線設備中的每個無線設備，基于所接收的csi準確度相關的信息來確定對應的csi準確度值。

根據各方面，處理裝置210還被配置為針對一個或多個無線設備中與csi準確度值ti相關聯(lián)并且不同于與信道系數矢量h′相關聯(lián)的第一目標無線設備的每個無線設備，獲得相應信道系數矢量hi，其由i＝1，...，n索引；以及將用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量w生成為對于通過如下給出的約束優(yōu)化問題的解：

使|w^*h′|在w上最大化，以使得：

|w^*hi|＜ti，i＝1，...，n

||w||＝1

其中a*表示矢量a的復共軛，||表示絕對值，并且表示歐幾里得矢量范數。

根據各方面，處理裝置210還被配置為針對一個或多個無線設備中與等于或高于閾值的csi準確度值相關聯(lián)并且不同于第一目標無線設備的每個無線設備，獲得相應的信道系數矢量hi；以及將用于去往第一無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量生成為具有由所述信道系數矢量hi給出的列的轉置矩陣的零空間中的矢量。

根據各方面，處理裝置210還被配置為將波束成型矢量生成為<z⁺>1表示矩陣的偽逆的第一列，并且h′表示第一目標無線設備的信道系數矢量。

根據各方面，一個或多個無線設備構成接收目標無線設備，并且處理設備210還被配置為將用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量作確定為最大比率傳輸mrt準則波束成型矢量和迫零zf準則波束成型矢量的由接收目標無線設備的csi準確度值t加權的和。波束成型矢量由下式給出：

w＝t*wmrt+(1-t)*wzf

其中t假定為0和1之間的值，wmrt表示根據mrt準則導出的波束成型矢量，并且wzf表示根據zf準則導出的波束成型矢量。

根據各方面，一個或多個無線設備構成接收目標無線設備，并且處理裝置210還被配置為：如果接收目標無線設備與高于閾值的csi準確度值相關聯(lián)，則根據最大比率傳輸mrt準則來確定用于去往第一目標無線設備的無線電傳輸或者來自第一目標無線設備的無線電接收的波束成型矢量；以及在目標無線設備與低于閾值的csi準確度值相關聯(lián)的情況下，根據迫零zf準則來確定波束成型矢量。

根據各方面，處理裝置210還被配置為根據mrt準則來將波束成型矢量確定為hk表示接收目標設備的信道系數矢量，a*表示矢量a的復共軛，并且表示歐幾里得矢量范數。

根據各方面，處理裝置210還被配置為根據zf準則來將波束成型矢量確定為<a>k表示矩陣a的第k列，[h^t]⁺表示具有由一個或多個無線設備的所述信道系數矢量hi給出的列的轉置矩陣h的偽逆，并且表示歐幾里得矢量范數，其中h的第k列<h>k對應于接收目標無線設備的信道系數矢量。

根據各方面，處理裝置210還被配置為定義用于去往兩個或更多目標無線設備的無線電傳輸的公共解調參考信號dmrs資源，并且使用公共dmrs資源上的dmrs向與滿足一個或多個準確度準則的csi準確度值相關聯(lián)的無線設備傳輸相應的無線設備特定的數據。

圖10是示意性地示出無線設備120b的各方面的框圖。無線設備120b是上面結合無線設備120、121和122討論的各方面的實現或實施。無線設備120b包括連接到用于存儲數據和計算機程序的存儲器設備330的處理裝置310。無線設備120b還包括用于與諸如其他無線設備或網絡節(jié)點等外部網絡元件進行通信的通信接口320。

因此，圖10示出了被配置為接收通過由網絡節(jié)點110c生成的波束成型矢量被波束成型的無線電傳輸的無線設備120b。無線設備120b包括處理裝置310，處理裝置310被配置為確定csi準確度值，向網絡節(jié)點110a傳輸csi準確度值，110b，以及利用基于所傳輸的csi準確度值生成的波束成型來接收無線電傳輸。

返回參考圖1，本文中還公開了一種包括根據上述討論的網絡節(jié)點110a、110b、110c以及如本文中所討論的一個或多個無線設備120、120b，121、122的無線通信系統(tǒng)100。

圖11是示意性地示出被配置為結合網絡節(jié)點110a、110b、110c來實現或實施本文中所討論的方法中的至少一些方法的網絡節(jié)點110d的各方面的框圖。具體地，示出了網絡節(jié)點110d，其被配置為生成用于去往至少一個目標無線設備120的無線電傳輸或者來自至少一個目標無線設備120的無線電接收的至少一個波束成型矢量，網絡節(jié)點110d包括獲得模塊nx1，獲得模塊nx1被配置為針對一個或多個無線設備120、121、122獲得相應的信道狀態(tài)信息csi和csi準確度值。網絡節(jié)點還包括生成模塊nx5，生成模塊nx5被配置為基于csi和相應的csi準確度值來生成至少一個波束成型矢量，其中與高csi準確度值相關聯(lián)的csi在生成時相比于與低于該高csi準確度值的csi準確度值相關聯(lián)的csi被給予相等或較高的偏好。

圖12是示意性地示出被配置為結合無線設備120a、120b實現或實施本文中所討論的方法中的至少一些方法的無線設備120c的各方面的框圖。特別地，存在無線設備120c，其被配置為接收通過由網絡節(jié)點110d生成的波束成型矢量被波束成型的無線電傳輸。無線設備120c包括被配置為確定csi準確度值的確定模塊dx1、被配置為向網絡節(jié)點110d傳輸所述csi準確度值的傳輸模塊dx3、以及被配置為利用基于所傳輸的csi準確度值生成的波束成型來接收無線電傳輸的接收模塊dx5。

本文中描述的方法的各個方面在方法步驟或過程的一般上下文中描述，其在一方面可以由計算機程序產品實現，該計算機程序產品在計算機可讀介質中實施，計算機可讀介質包括由網絡環(huán)境中的計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令，諸如程序代碼。計算機可讀介質可以包括可移除和不可移除的存儲設備，包括但不限于只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)、光盤(cd)、數字通用盤(dvd)等。通常，程序模塊可以包括執(zhí)行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構等。計算機可執(zhí)行指令、相關聯(lián)的數據結構和程序模塊表示用于執(zhí)行本文中公開的方法的步驟的程序代碼的示例。這種可執(zhí)行指令或相關聯(lián)的數據結構的特定順序表示用于實現在這些步驟或過程中描述的功能的相應動作的示例。