CN101779387A - 用于无线通信系统中的控制信息的波束成形的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

描述了用于在无线通信系统中发送业务数据和控制信息的技术。在一种设计中，发射机(例如，节点B或UE)可执行波束成形以根据预编码矩阵在M个层上发送业务数据，其中M可以是1或更大。发射机还可执行波束成形以根据用于业务数据的相同预编码矩阵在多达M个层上发送控制信息。发射机可在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据，并可在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息。发射机可使用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)来复用经波束成形的业务数据和经波束成形的控制信息。

Description

用于无线通信系统中的控制信息的波束成形的方法和装置
本申请要求2007年8月15日提交的、标题为“BEAMFORMING FORTDD IN LTE”的美国临时申请No.60/956,106的优先权，该申请已转让给本申请的受让人，并通过引用将其并入本文。
技术领域
概括地说，本公开涉及通信，具体而言，涉及用于在无线通信系统中发送控制信息的技术。
背景技术
广泛地部署了无线通信系统，以提供各种通信内容，诸如：语音、视频、分组数据、消息传送、广播等。这些无线系统可以是能够通过共享可用系统资源来支持多个用户的多址系统。此类多址系统的实例包括：码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA(OFDMA)系统和单载波FDMA(SC-FDMA)系统。
在无线通信系统中，节点B可在下行链路上将业务数据和/或控制信息发送到用户装置(UE)。在下行链路上发送的控制信息可传送下行链路分配、上行链路分配和/或用于UE的其它信息。UE也可在上行链路上将业务数据和/或控制信息发送到节点B。在上行链路上发送的控制信息可传送信道质量指示符(CQI)信息、在下行链路上发送的业务数据的确认(ACK)信息、和/或其它信息。在每个链路上发送的控制信息可能是有用的，但代表开销。有效和可靠地发送控制信息以便实现良好的性能是合乎需要的。
发明内容
本文公开了用于在无线通信系统中发送业务数据和控制信息的技术。在一个方面，发射机(例如，节点B或UE)可使用波束成形来发送业务数据，并且也可使用波束成形来发送控制信息，以便提高覆盖和/或获得其它利益。在一种设计中，发射机可执行波束成形以根据预编码矩阵发送业务数据。业务数据可在M个层上发送，其中M可以是1或更大。发射机还可执行波束成形以根据与用于业务数据的预编码矩阵相同的预编码矩阵在多达M个层上发送控制信息。发射机可在第一物理信道(例如，共享数据信道)上发送经过波束成形的业务数据，并可在第二物理信道(例如，共享控制信道)上发送经过波束成形的控制信息。发射机可使用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)来复用经过波束成形的业务数据和经过波束成形的控制信息。
下文进一步详细地描述本公开的不同方面和特征。
附图说明
图1示出无线通信系统。
图2示出在下行链路和上行链路上的示例性传输。
图3示出示例性传输结构。
图4示出具有对经过波束成形的控制信息和未经波束成形的控制信息进行时分复用的控制信道结构。
图5示出具有对经过波束成形的控制信息和未经波束成形的控制信息进行频分复用的控制信道结构。
图6示出用于发送业务数据和控制信息的过程。
图7示出用于发送业务数据和控制信息的装置。
图8示出用于接收业务数据和控制信息的过程。
图9示出用于接收业务数据和控制信息的装置。
图10示出节点B和UE的结构图。
具体实施方式
本文描述的技术可用于各种无线通信系统，诸如：CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其它系统。术语“系统”和“网络”常常可互换地使用。CDMA系统可实现诸如通用地面无线接入(UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其它变形。cdma2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可实现诸如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。OFDMA系统可实现无线电技术，诸如：演进UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-
Figure GPA00001027069800031
等。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTM)和LTE-Advanced(LTE-A)是使用E-UTRA的UMTS的新版本，其在下行链路上使用OFDMA而在上行链路使用SC-FDMA。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文件中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文件中描述了cdma2000和UMB。为了清楚起见，下面针对LTE描述了这些技术的某些方面，且在下面的很多描述中使用了LTE术语。
图1示出无线通信系统100，其可以是LTE系统。系统100可包括多个节点B 110和其它网络实体。节点B可以是固定站，其与UE进行通信并且也可称为演进节点B(eNB)、基站、接入点等。每个节点B 110为特定的地理区域提供通信覆盖。为了提高系统容量，节点B的总覆盖区域可被划分成多个(例如，三个)较小的区域。每个较小的区域可由相应的节点B子系统服务。在3GPP中，术语“小区”可指节点B的最小覆盖区域和/或为该覆盖区域服务的节点B子系统。在3GPP2中，术语“扇区”可指基站的最小覆盖区域和/或为该覆盖区域服务的基站子系统。为了清楚起见，在下文的描述中使用小区的3GPP概念。
UE 120可分散在整个系统中，且每个UE可以是静止或移动的。UE还可称为移动台、终端、接入终端、用户单元、站等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话等。UE可通过下行链路和上行链路与节点B进行通信。下行链路(或前向链路)指从节点B到UE的通信链路，而上行链路(或反向链路)指从UE到节点B的通信链路。
系统可支持下行链路的一组物理信道和上行链路的另一组物理信道。每个物理信道可传送业务数据、控制信息等。表1列出在LTE中用于下行链路和上行链路的一些物理信道。通常，系统可以为每个链路支持用于业务数据和控制信息的任意组物理信道。
表1
  信道   信道名称   描述
PDCCH   物理下行链路控制信道 在UE的下行链路上传送调度分配和其它控制信息
PDSCH   物理下行链路共享信道 在UE的下行链路上传送业务数据
PUCCH   物理上行链路控制信道   在上行链路上传送UE所发送的控制信息(例如ACK、CQI、PMI和秩信息)
PUSCH   物理上行链路共享信道 在上行链路上传送UE所发送的业务数据
图2示出节点B的示例性下行链路传输和UE的示例性上行链路传输。传输时间线可被划分成子帧的单元。每个子帧可具有预定的持续时间，例如1毫秒(ms)。UE可周期性地估计节点B的下行链路信道质量，并可在CQI信道上将CQI信息发送到节点B。节点B可使用CQI信息和/或其它信息来选择UE用于下行链路数据传输并为UE选择一个或多个调制和编码方案(MCS)。节点B可根据选定的MCS处理业务数据，并可在PDSCH上将业务数据发送到UE。节点B还可在PDCCH上将控制信息(例如，调度分配)发送到UE。UE可处理PDCCH以接收调度分配。UE可接着根据调度分配处理PDSCH以恢复发送到UE的业务数据。UE可根据对业务数据的解码结果产生ACK信息，并可在ACK信道上发送ACK信息。ACK和CQI信道可以是PUCCH的部分。如果从UE接收到否定确认(NAK)，则节点B可重发业务数据，而如果ACK被接收到则节点B可发送新的业务数据。
通常，节点B可在下行链路上将业务数据和/或控制信息发送到UE。UE也可在上行链路上将业务数据和/或控制信息发送到节点B。本文所述的技术可用于在下行链路或上行链路上发送控制信息。为了清楚起见，下文的很多描述针对在下行链路上发送控制信息。
节点B可配备有可用于数据发送和接收的多个(T个)天线。节点B可向配备有单个天线的UE发送多输入单输出(MISO)传输。节点B可向配备有多个天线的UE发送多输入多输出(MIMO)传输。节点B可使用波束成形来发送MISO和/或MIMO传输，以便提高性能。节点B可如下对业务数据执行波束成形：
x(k)＝Wd(k)，                      等式(1)
其中d(k)是在子载波k上发送的数据符号的Mx1矢量，
    W是TxM预编码矩阵，以及
    x(k)是子载波k的输出符号的Tx1矢量。
节点B可在M个层上将M个数据符号流发送到配备有R个天线的UE，其中通常R≥1且1≤M≤min{T，R}。节点B可执行波束成形以获得更高的吞吐量和/或对UE的更好的覆盖。UE(或可能节点B)可执行秩选择以确定要发送的数据符号流的数量(M)，并选择特定的预编码矩阵来用于波束成形。可根据(i)从节点B到UE的无线信道的估计和(ii)在UE处观察到的噪声和干扰的估计来执行秩选择。预编码矩阵W可包括将被同时发送的M个数据符号流的M列。如果M＝1，则预编码矩阵包括一列并可称为预编码矢量。UE还可根据选定的预编码矩阵、信道估计、以及噪声和干扰估计来确定表示M个层的所接收的信号质量的CQI信息。UE可将选定的预编码矩阵以及M个层的CQI信息发送到节点B。节点B可根据CQI信息来处理(例如，编码和调制)M个数据符号流，并可根据选定的预编码矩阵来对M个数据符号流执行波束成形。
根据在2008年8月11日提交的、标题为“EIGEN-BEAMFORMING FORWIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS”的共同转让的美国专利申请No.12/189,483中的描述，可执行波束成形。根据在2006年6月9日提交的、标题为“ROBUST RANK PREDICTION FOR A MIMO SYSTEM”的共同转让的美国专利申请No.11/449,893，可执行秩选择，以选择数据符号流的数量和预编码矩阵。
如图2所示，节点B可在PDCCH上发送控制信息并在PDSCH上发送业务数据到UE。节点B可对在PDSCH上发送的业务数据执行波束成形。发送控制信息以便它可由UE可靠地接收到是合乎需要的。节点B可对控制信息使用较强的调制和编码方案和/或可重复控制信息一次或多次，以便提高可靠性。然而，使用较强的调制和编码方案和/或重复来发送控制信息会使用更多无线资源。
在一个方面，节点B可以用与业务数据相同或相似的方式使用波束成形来发送控制信息。可选择预编码矩阵W为业务数据提供良好的性能。相同的预编码矩阵W可用于控制信息的波束成形。波束成形可提高控制信息的覆盖和/或提供其它优点。
在一种设计中，节点B可发送控制信息的一个符号流(或一个控制符号流)，而不考虑正被发送的数据符号流的数量。节点B可使用用于业务数据的预编码矩阵W的一列来发送所述一个控制符号流。节点B可如下对该控制符号流执行波束成形：
y(k)＝wc(k)，                   等式(2)
其中c(k)是在子载波k上发送的控制符号，
    w是控制信息的Tx1预编码矢量，以及
    y(k)是子载波k的输出符号的Tx1矢量。
预编码矢量w可以是用于业务数据的预编码矩阵W的一列。例如，预编码矢量w可以是在用于业务数据的M个层中的最佳层的W的列。最佳层可由M个层的CQI信息标识。
在另一设计中，节点B可发送M个控制符号流，M与数据控制流的数量匹配。节点B可使用预编码矩阵W的所有M列来发送M个控制符号流。节点B可如下对M个控制符号流执行波束成形：
y(k)＝Wc(k)，                  等式(3)
其中c(k)是在子载波k上发送的控制符号的Mx1矢量。
通常，节点B可使用用于业务数据的预编码矩阵W的任何数量的列来发送经过波束成形的任何数量的控制符号流。控制信息可具有比业务数据高的可靠性要求。节点B可使用较强的调制和编码方案、较高的传输功率等来获得对控制信息的期望可靠性。
在另一方面，可根据各种因素选择性地执行对控制信息的波束成形。在一种设计中，当对业务数据执行波束成形时，可对控制信息也执行波束成形。在另一设计中，可对某些类型的业务数据而不对其它类型的业务数据执行波束成形。在又一设计中，可对支持该特征的UE的控制信息而不对不支持该特征的UE的控制信息执行波束成形。例如，LET规范的较近的版本可支持控制信息的波束成形，且可对支持原始版本的LTE规范的旧式UE避免进行波束成形。也可根据其它因素选择性地执行控制信息的波束成形。
在又一方面，可划分控制信道(例如PDCCH)以支持对控制信息的波束成形和不对控制信息的进行波束成形两者。可用各种方式划分控制信道以获得波束成形部分和非波束成形部分。可在波束成形的部分中使用波束成形发送控制信息或在非波束成形部分中不使用波束成形来发送控制信息。可根据上述任何因素在波束成形部分或非波束成形部分中发送给定UE的控制信息。控制信道的划分可取决于可用于发送控制信息的资源的类型。
LTE利用下行链路上的正交频分复用(OFDM)和上行链路上的单载波频分复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将系统带宽划分成多个(K)正交子载波，其一般也可称为音调(tone)、频点(bin)等。每个子载波可使用数据被调制。通常，调制符号在频域中使用OFDM并在时域中使用SC-FDMA来发送。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，且子载波的总数量(K)可取决于系统带宽。例如，对于1.25、2.5、5、10或20MHz的系统带宽，K可分别等于128、256、512、1024或2048。
图3示出可用于下行链路或上行链路的传输结构300的设计。传输时间线可被划分成子帧的单元。每个子帧被划分成两个时隙-第一/左时隙和第二/右时隙。每个时隙可包括固定或可配置数量的符号周期，例如，对于扩展循环前缀是六个符号周期，或对于正常循环前缀是七个符号周期。
总数为K的子载波可被分组到资源块中。每个资源块在一个时隙中可包括N个子载波(例如，N＝12个子载波)。可用资源块可被分配给UE用于传输业务数据和控制信息。
图4示出具有对控制信息的波束成形部分和非波束成形部分进行时分复用(TDM)的控制信道结构400的设计。对于LTE中的正常循环前缀，左时隙包括七个符号周期0到6，而右时隙包括七个符号周期7到13。图4示出四个资源块，每个资源块包括在7个符号周期中的12个子载波。两个顶部资源块包括子载波k0到k11，而两个底部资源块包括子载波k12到k23。每个资源块包括84个资源元素。每个资源元素相应于一个符号周期中的一个子载波，并可用于发送一个调制符号。
左时隙的符号周期0、1和4中以及右时隙的符号周期7、8和11中的一些资源元素可用于发送导频符号。图4示出节点B在四个天线上发射的情况。天线0、1、2和3的导频符号被分别标为“Ant0”、“Ant1”、“Ant2”和“Ant3”。如图4所示，导频符号在每个时隙的第一和第五符号周期中从天线0和1发送并在每个时隙的第二符号周期中从天线2和3发送。对于每个天线，导频符号在由六个子载波进行分隔的子载波上被发送。在导频符号被发送的每个符号周期中，奇数编号的天线的导频符号与偶数编号的天线的导频符号交错。
左时隙的符号周期0中的一些资源块可用于发送物理控制格式指示符信道(PCFICH)，其可传送划分信息。划分信息可传送对于将资源块划分为用于PDSCH的第一段以及用于PDCCH的第二段。在一种设计中，划分信息可传送1、2或3个OFDM符号是否用于PDCCH。划分信息也可传送将用于PDCCH的第二段划分为波束成形部分和非波束成形部分。
在图4所示的实例中，PDCCH占用左时隙的前三个符号周期0、1和2，而PDSCH占用左时隙和右时隙的其余的11个符号周期3到13。在图4所示的TDM设计中，PDCCH的非波束成形部分占用左时隙的前两个符号周期0和1，而PDCCH的波束成形部分占用左时隙的第三个符号周期2。通常，对于TDM设计，波束成形和非波束成形部分可包括不同的符号周期，且每个部分可包括任何数量的符号周期。
图5示出对控制信息的波束成形部分和非波束成形部分进行频分复用(FDM)的控制信道结构500的设计。用于导频符号和划分信息的资源元素在图5中示出并在上文对图4描述。在图5所示的实例中，PDCCH占用左时隙的前三个符号周期0、1和2，而PDSCH占用左时隙和右时隙的其余的11个符号周期3到13。在图5所示的FDM设计中，PDCCH的非波束成形部分包括15个子载波k0到k6，k8，k9，k11，k12，k13，k15，k18和k19。PDCCH的波束成形部分包括9个子载波k7，k10，k14，k16，k17和k20到k23。通常，对于FDM设计，波束成形部分和非波束成形部分包括不同的子载波，且每个部分可包括任何数量的子载波。
在另一设计中，PUCCH的资源元素可被划分成频带(strip)。每个频带在特定数量的符号周期(例如，三个符号周期)中可包括特定数量的子载波(例如，四个子载波)。每个频带可用于波束成形和非波束成形。
通常，任何复用方案可用于将控制信道划分成波束成形和非波束成形部分。例如，控制信道的每个资源元素可被分配到波束成形部分或非波束成形部分。控制信道到波束成形部分和非波束成形部分的更复杂的划分可与更多的划分信息一起被传送。
上文描述了用于在同一资源块中使用波束成形和不使用波束成形来发送控制信息的一些示例性设计。在另一设计中，每个资源块可用于使用波束成形和不使用波束成形来发送控制信息。该设计在资源块级执行对经过波束成形的控制信息和未经波束成形的控制信息的复用。还可以用其它方式执行对经过波束成形的控制信息和未经波束成形的控制信息的复用。
节点B可在下行链路上发送小区专用基准信号(其也可称为公共导频)和/或UE专用基准信号(其也可称为专用导频)。基准信号是发射机和接收机都先验地知晓的信号。基准信号也可称为导频、前同步码、训练信号等。节点B可在图4和5中标为“Ant0”到“Ant3”的资源元素中和/或其它资源元素中发送基准信号。节点B可例如在每个时隙的一个符号周期中不使用波束成形地周期性地发送在整个系统带宽中的小区专用基准信号。UE可使用小区专用基准信号用于信道估计、信道质量估计、信号强度测量等。节点B可在资源块中将业务数据发送到UE，并可在资源块中发送UE专用基准信号。节点B可发送具有或没有波束成形的UE专用基准信号。UE可使用UE专用基准信号用于业务数据的解调。
系统可利用频分双工(FDD)或时分双工(TDD)。对于FDD，可给下行链路和上行链路分配单独的信道，且对下行链路的信道响应可与上行链路的信道响应无关联。对于TDD，下行链路和上行链路可共享同一频道，且下行链路信道响应可与上行链路信道响应相关。
可用各种方式来确定用于波束成形的预编码矩阵。对于FDD，UE可根据节点B所发送的小区专用基准信号来估计下行链路信道响应以及下行链路噪声和干扰。UE可执行秩选择，并根据下行链路信道估计以及下行链路噪声和干扰估计来确定在下行链路上发送的数据符号流的数量(M)以及使用的特定预编码矩阵。UE可产生表示选定的预编码矩阵的预编码矩阵指示符(PMI)信息和秩M。UE还可产生表示M个数据符号流中的每个数据符号流的接收信号质量的CQI信息。UE可将PMI和CQI信息发送到节点B。节点B可根据所报告的CQI信息来编码和调制M个数据符号流，并可根据所报告的PMI信息对M个数据符号流执行波束成形。
对于TDD，UE可用与针对FDD相同的方式产生PMI和CQI信息，并可将PMI和CQI信息发送到节点B。可选地，UE可在上行链路上发送探测基准信号，并且还可发送CQI信息。节点B可根据UE所发送的探测基准信号来估计上行链路信道响应和上行链路噪声和干扰。节点B可通过假设与TDD的信道互逆，可使用上行链路信道响应的校准版本作为下行链路信道估计。节点B还可根据节点B所得到的上行链路噪声和干扰估计和/或从UE接收的CQI信息来估计下行链路噪声和干扰。节点B可执行秩选择，并根据下行链路信道估计以及下行链路噪声和干扰估计来确定在下行链路上发送的数据符号流的数量(M)以及使用的特定预编码矩阵。节点B还可根据选定的预编码矩阵、下行链路信道估计以及下行链路噪声和干扰估计来确定每个数据符号流的调制和编码方案。节点B可根据选定的调制和编码方案来编码和调制M个数据符号流，并可根据选定的预编码矩阵对M个数据符号流执行波束成形。
对于FDD和TDD，节点B可根据用于UE的业务数据的预编码矩阵对UE的控制信息执行波束成形。节点B可使用预编码矩阵的一列或多列将一个或多个控制符号流发送到UE，如上所述。节点B还可将UE专用基准信号发送到UE。节点B可例如使用用于控制信息的预编码矩阵的列对UE专用基准信号执行波束成形。
图6示出用于在无线通信系统中发送业务数据和控制信息的过程600的设计。过程600可由发射机执行，发射机可以是用于下行链路传输的节点B或用于上行链路传输的UE。
发射机可根据预编码矩阵对业务数据执行波束成形(方框612)。发射机还可根据用于业务数据的预编码矩阵对控制信息执行波束成形(方框614)。对于方框612，发射机可根据预编码矩阵的M个列执行波束成形以在M个层上发送业务数据，其中M可以是1或更大。在方框614的一种设计中，发射机可根据预编码矩阵的一列执行波束成形以在一层上发送控制信息。通常，发射机可根据预编码矩阵的一直到M个列执行波束成形以在多达M个层上发送控制信息。
发射机可在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据(方框616)。发射机在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息(方框618)。在一种设计中，发射机可在资源块的第一段中发送经过波束成形的业务数据，并可在资源块的第二段中发送经过波束成形的控制信息，例如，如图4和5所示。第一段可被分配给第一物理信道，而第二段可被分配给第二物理信道。对于下行链路传输，第一物理信道可包括PDSCH，而第二物理信道可包括PDCCH。对于上行链路传输，第一物理信道可包括PUSCH，而第二物理信道可包括PUCCH。
在一种设计中，发射机可在资源块的第一部分中发送未经波束成形的控制信息，并可在资源块的第二部分中发送经过波束成形的控制信息。第一部分和第二部分可以是时分复用的并包括不同的符号周期，例如，如图4所示。第一部分和第二部分可以是频分复用的并包括不同的子载波，例如，如图5所示。
对于下行链路传输，发射机可以是在方框612到618中将业务数据和控制信息发送到第一UE的节点B。控制信息可包括对第一UE的调度分配。节点B可根据调度分配来处理(例如，编码和调制)并发送业务数据。节点B可根据第二预编码矩阵对用于第二UE的业务数据和控制信息执行波束成形。节点B可在第一物理信道上发送用于第二UE的经过波束成形的业务数据，并可在第二物理信道上发送用于第二UE的经过波束成形的控制信息。对于FDD或TDD，节点B可从第一UE接收预编码矩阵，并可从第二UE接收第二预编码矩阵。对于TDD，节点B可根据从第一UE接收的第一基准信号来得到预编码矩阵，并可根据从第二UE接收的第二基准信号来得到第二预编码矩阵。第一基准信号和第二基准信号可以是探测基准信号或一些其它基准信号。
图7示出用于在无线通信系统中发送业务数据和控制信息的装置700的设计。装置700包括：根据预编码矩阵对业务数据执行波束成形的模块712、根据用于业务数据的预编码矩阵对控制信息执行波束成形的模块714、在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据的模块716、以及在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息的模块718。
图8示出用于在无线通信系统中接收业务数据和控制信息的过程800的设计。过程800可由接收机执行，接收机可以是用于下行链路传输的UE或用于上行链路传输的节点B。
接收机可根据预编码矩阵接收在第一物理信道上发送的经过波束成形的业务数据(方框812)。接收机还可根据用于业务数据的预编码矩阵接收在第二物理信道上发送的经过波束成形的控制信息(方框814)。接收机可根据预编码矩阵的M个列接收在M个层上发送的经过波束成形的业务数据，其中M可以是1或更大。接收机可根据预编码矩阵的多达M个列接收在多达M个层上发送的经过波束成形的控制信息。接收机可在资源块的第一段中接收经过波束成形的业务数据，并可在资源块的第二段中接收经过波束成形的控制信息。第一段可被分配给第一物理信道，而第二段可被分配给第二物理信道。经过波束成形的控制信息也可与资源块中的未经波束成形的控制信息进行时分复用或频分复用。
接收机可执行对经过波束成形的控制信息的检测以恢复控制信息(方框816)。接收机可执行对经过波束成形的业务数据的检测以恢复业务数据(方框818)。接收机可根据最小均方误差(MMSE)、迫零均衡、使用连续的干扰抵消的MMSE或某种其它检测技术来执行检测。接收机可使用控制信息来确定用于发送业务数据和/或处理(例如，解调和解码)业务数据的资源。
图9示出用于在无线通信系统中接收业务数据和控制信息的装置900的设计。装置900包括：根据预编码矩阵接收在第一物理信道上发送的经过波束成形的业务数据的模块912、根据用于业务数据的预编码矩阵接收在第二物理信道上发送的经过波束成形的控制信息的模块914、执行对经波束成形的控制信息的检测以恢复控制信息的模块916、以及执行对经波束成形的业务数据的检测以恢复业务数据的模块918。
图7和9中的模块可包括处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器等、或其任何组合。
图10示出节点B和UE 120的设计的结构图，节点B和UE 120可以是在图1中的节点B之一和UE之一。节点B 110配备有T个天线1034a到1034t，而UE 120配备有R个天线1052a到1052r，其中T＞1且R≥1。
在节点B 110，发送处理器1020可从数据源1012接收一个或多个UE的业务数据，根据一个或多个调制和编码方案处理(例如，编码和调制)每个UE的业务数据，并为所有UE提供数据符号。发送处理器1020还可以产生用于UE的控制信息的控制符号。发送处理器1020可进一步产生一个或多个基准信号例如小区专用基准信号、UE专用基准信号等的导频符号。发送处理器1020可复用数据符号、控制符号和导频符号，例如，如上所述。MIMO处理器1030可根据为每个UE选择的预编码矩阵对该UE的数据符号和控制符号执行波束成形。MIMO处理器1030可向T个调制器(MOD)1032a到1032t提供T个输出符号流。每个调制器1032可处理其输出符号流(例如，对于OFDM)以获得输出样本流。每个调制器1032可进一步调节(例如，转换到模拟、滤波、放大和上变频)其输出样本流，并产生下行链路信号。来自于调制器1032a到1032t的T个下行链路信号可分别通过天线1034a到1034t被发送。
在UE 120，R个天线1052a到1052r可从节点B 110接收T个下行链路信号，且每个天线1052可向相关联的解调器(DEMOD)1054提供所接收的信号。每个解调器1054可调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)其接收到的信号以获得样本，并可进一步处理样本(例如，对于OFDM)以获得所接收的符号。每个解调器1054可向MISO/MIMO检测器1060提供所接收的数据符号和所接收的控制符号，并可向信道处理器1094提供所接收的导频符号。信道处理器1094可根据所接收的导频符号估计从节点B110到UE 120的下行链路信道，并可向检测器1060提供下行链路信道估计。检测器1060可根据下行链路信道估计执行对所接收的数据符号和所接收的控制符号的检测，并提供符号估计，其可以是所发送的符号的估计。接收处理器1070可处理(例如，解调和解码)符号估计、向数据宿1072提供经解码的业务数据，并向控制器/处理器1090提供经解码的控制信息。
UE 120可估计下行链路信道质量并产生可包括PMI信息、CQI信息等的控制信息。控制信息、来自于数据源1078的业务数据以及一个或多个基准信号(例如，探测基准信号、解调基准信号等)可由发送处理器1080处理(例如，编码和调制)、由MIMO处理器1082(如果可适用)波束成形、并进一步由调制器1054a到1054r处理以产生可通过R个天线1052a到1052r发送的R个上行链路信号。在节点B 110，来自于UE 120的R个上行链路信号可由天线1034a到1034t接收并由解调器1032a到1032t处理。信道处理器1044可估计从UE 120到节点B 110的上行链路信道，并可向单输入多输出(SIMO)/MIMO检测器1036提供上行链路信道估计。检测器1036可根据上行链路信道估计来执行检测并提供符号估计。接收处理器1038可处理符号估计，向数据宿1039提供经解码的业务数据，并向控制器/处理器1040提供经解码的控制信息。控制器/处理器1040可根据从UE 120接收的控制信息控制到UE 120的数据传输。
控制器/处理器1040和1090可分别指导节点B 110和UE 120处的操作。控制器/处理器1040和1090每个可执行或指导图6中的用于数据传输的过程600、用于数据检测的过程800和/或本文描述的技术的其它过程。存储器1042和1092可分别储存节点B 110和UE 120的数据和程序代码。调度器1046可根据从UE接收的控制信息选择UE 120和/或其它UE，用于在下行链路和/或上行链路上的数据传输。调度器1046还可将业务数据和控制信息的资源分配给被调度的UE。
本领域技术人员应理解，信息和信号可使用各种不同的技术和工艺中的任何一个来表示。例如，可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示上文描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片。
技术人员还将进一步认识到，在本文中结合本公开描述的各种示例性逻辑块、模块、电流和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的这种可互换性，通常按照其功能对上文所述的各种示例性组件、块、模块、电路和步骤进行描述。将这种功能实现为硬件还是软件取决于对整个系统的特定应用和设计限制。本领域的技术人员可以针对每个特定应用，以变化的方式来实现所述功能，但此类实现决策不应解释为引起对本公开的范围的偏离。
可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程的逻辑设备、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或设计为执行本文所述功能的其任何组合来实现或执行本文结合本公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但可选地，处理器可以是现有处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器、多个微处理器、一个或多个微处理器和DSP内核、或任何其它此类配置的组合。
本文结合本公开所述的方法或算法的步骤可直接实现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中。软件模块可存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息，并将信息写到存储介质。可选地，存储介质可集成到处理器。处理器和存储介质可存在于ASIC中。ASIC可存在于用户终端中。可选地，处理器和存储介质可作为分立的组件存在于用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中来实现。如果在软件中实现，则功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，通信介质包括便于计算机程序从一个地方转移到另一地方的任何介质。存储介质可以是可由通用或专用计算机访问的任何可用介质。举例而言且非限制地，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、或可用于携带或存储指令或数据结构形式的并可由通用或专用计算机或通用或专用处理器访问的期望程序代码模块的任何其它介质。此外，可以适当地将任何连接称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数据用户线(DSL)、或诸如红外、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电和微波的无线技术包括在介质的定义中。本文使用的磁盘和盘片包括光盘(CD)、激光盘、光学盘、数字多用途盘(DVD)、软盘或蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而盘片使用激光光学地再现数据。上面各项的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。
前文提供了本公开的描述以使本领域的技术人员能够实现或使用本公开。本领域的技术人员将清楚对本公开的各种修改，且本文所定义的一般原理可应用于其它变形，而不偏离本公开的精神或范围。因此，本公开不旨在受限于本文描述的实例和设计，而是应给予与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (30)

1.一种在无线通信系统中发送业务数据和控制信息的方法，包括：
根据预编码矩阵对业务数据执行波束成形；
根据所述预编码矩阵对控制信息执行波束成形；
在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据；以及
在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述对业务数据执行波束成形包括：根据所述预编码矩阵的M个列来执行波束成形以在M个层上发送所述业务数据，其中M是1或更大。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述对控制信息执行波束成形包括：根据所述预编码矩阵的一列来执行波束成形以在一层上发送所述控制信息。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述对控制信息执行波束成形包括：根据所述预编码矩阵的多达M个列来执行波束成形以在多达M个层上发送所述控制信息。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
在资源块的第一部分中发送未经波束成形的控制信息，以及
其中，所述发送经过波束成形的控制信息包括：在所述资源块的第二部分中发送经过波束成形的控制信息。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述资源块的所述第一部分和第二部分是经时分复用的并包括不同的符号周期。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述资源块的所述第一部分和第二部分是经频分复用的并包括不同的子载波。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述发送经过波束成形的业务数据包括：在资源块的第一段中发送经过波束成形的业务数据，所述第一段被分配给所述第一物理信道，且其中，所述发送经过波束成形的控制信息包括：在所述资源块的第二段中发送经过波束成形的控制信息，所述第二段被分配给所述第二物理信道。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述业务数据、所述控制信息和所述预编码矩阵用于第一用户装置(UE)，所述方法还包括：
根据第二预编码矩阵对用于第二UE的业务数据执行波束成形；
根据所述第二预编码矩阵对用于所述第二UE的控制信息执行波束成形；
在所述第一物理信道上发送用于所述第二UE的经过波束成形的业务数据；以及
在所述第二物理信道上发送用于所述第二UE的经过波束成形的控制信息。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
从所述第一UE接收所述预编码矩阵；以及
从所述第二UE接收所述第二预编码矩阵。
11.如权利要求9所述的方法，还包括：
根据从所述第一UE接收的第一基准信号来得到所述预编码矩阵；以及
根据从所述第二UE接收的第二基准信号来得到所述第二预编码矩阵。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制信息包括对用户装置(UE)的调度分配，且其中所述业务数据根据所述调度分配被发送。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一物理信道包括物理下行链路共享信道(PDSCH)或物理上行链路共享信道(PUSCH)，且其中所述第二物理信道包括物理下行链路控制信道(PDCCH)或物理上行链路控制信道(PUCCH)。
14.一种用于无线通信的装置，包括：
至少一个处理器，其用于：根据预编码矩阵对业务数据执行波束成形，根据所述预编码矩阵对控制信息执行波束成形，在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据，并在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：根据所述预编码矩阵的M个列来执行波束成形以在M个层上发送所述业务数据，其中M是1或更大，并根据所述预编码矩阵的一列来执行波束成形以在一层上发送所述控制信息。
16.如权利要求14所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：在资源块的第一部分中发送未经波束成形的控制信息，并在所述资源块的第二部分中发送经过波束成形的控制信息，所述资源块的所述第一部分和第二部分是经时分复用的或频分复用的。
17.如权利要求14所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：在资源块的第一段中发送经过波束成形的业务数据，并在所述资源块的第二段中发送经过波束成形的控制信息，所述第一段被分配给所述第一物理信道，以及所述第二段被分配给所述第二物理信道。
18.一种用于无线通信系统的装置，包括：
用于根据预编码矩阵对业务数据执行波束成形的模块；
用于根据所述预编码矩阵对控制信息执行波束成形的模块；
用于在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据的模块；以及
用于在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息的模块。
19.如权利要求18所述的装置，其中，所述用于对业务数据执行波束成形的模块包括用于根据所述预编码矩阵的M个列来执行波束成形以在M个层上发送所述业务数据的模块，其中M是1或更大，且其中所述用于对控制信息执行波束成形的模块包括用于根据所述预编码矩阵的一列来执行波束成形以在一层上发送所述控制信息的模块。
20.如权利要求18所述的装置，还包括：
用于在资源块的第一部分中发送未经波束成形的控制信息的模块，且其中所述用于发送经过波束成形的控制信息的模块包括用于在所述资源块的第二部分中发送经过波束成形的控制信息的模块，所述资源块的所述第一部分和第二部分是经时分复用的或频分复用的。
21.如权利要求18所述的装置，其中，所述用于发送经过波束成形的业务数据的模块包括用于在资源块的第一段中发送经过波束成形的业务数据的模块，所述第一段被分配给所述第一物理信道，且其中所述用于发送经过波束成形的控制信息的模块包括用于在所述资源块的第二段中发送经过波束成形的控制信息的装置，所述第二段被分配给所述第二物理信道。
22.一种计算机程序产品，包括：
计算机可读介质，其包括：
用于使至少一个计算机根据预编码矩阵对业务数据执行波束成形的代码；
用于使所述至少一个计算机根据所述预编码矩阵对控制信息执行波束成形的代码；
用于使所述至少一个计算机在第一物理信道上发送经过波束成形的业务数据的代码；以及
用于使所述至少一个计算机在第二物理信道上发送经过波束成形的控制信息的代码。
23.一种用于在无线通信系统中接收业务数据和控制信息的方法，包括：
根据预编码矩阵接收在第一物理信道上发送的经过波束成形的业务数据；
根据所述预编码矩阵接收在第二物理信道上发送的经过波束成形的控制信息；
执行对经过波束成形的控制信息的检测以恢复所述控制信息；以及
执行对经过波束成形的业务数据的检测以恢复所述业务数据。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述接收经过波束成形的业务数据包括：根据所述预编码矩阵的至少一列来接收在至少一层上发送的经过波束成形的业务数据，且其中所述接收经过波束成形的控制信息包括：根据所述预编码矩阵的一列来接收在一层上发送的经过波束成形的控制信息。
25.如权利要求23所述的方法，其中，未经波束成形的控制信息在资源块的第一部分中被发送，且其中经过波束成形的控制信息在所述资源块的第二部分中被发送，所述第一部分和第二部分是经时分复用的或频分复用的。
26.如权利要求23所述的方法，其中，所述接收经过波束成形的业务数据包括：在资源块的第一段中接收经过波束成形的业务数据，所述第一段被分配给所述第一物理信道，且其中所述接收经过波束成形的控制信息包括：在所述资源块的第二段中接收经过波束成形的控制信息，所述第二段被分配给所述第二物理信道。
27.一种用于无线通信的装置，包括：
至少一个处理器，其用于：根据预编码矩阵接收在第一物理信道上发送的经过波束成形的业务数据，根据所述预编码矩阵接收在第二物理信道上发送的经过波束成形的控制信息，执行对经过波束成形的控制信息的检测以恢复所述控制信息，并执行对经过波束成形的业务数据的检测以恢复所述业务数据。
28.如权利要求27所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：根据所述预编码矩阵的至少一列来接收在至少一层上发送的经过波束成形的业务数据，并根据所述预编码矩阵的一列来接收在一层上发送的经过波束成形的控制信息。
29.如权利要求27所述的装置，其中，未经波束成形的控制信息在资源块的第一部分中被发送，且其中经过波束成形的控制信息在所述资源块的第二部分中被发送，所述第一部分和第二部分是经时分复用的或频分复用的。
30.如权利要求27所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：在资源块的第一段中接收经过波束成形的业务数据，在所述资源块的第二段中接收经过波束成形的控制信息，所述第一段被分配给所述第一物理信道，所述第二段被分配给所述第二物理信道。
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