CN102577151B - 一种用于在协作波束赋形传输模式下用信号通知预编码的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在网络中操作次站的方法，所述次站包括收发器，其适于同时接收来自控制第一小区的第一主站和控制第二小区的至少一个主站的传输，所述方法包括：(a)次站从用于第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于第一小区的第一预编码矩阵，(b)次站依据第一预编码矩阵从用于第二小区的预编码矩阵的子集的集合中选择用于至少一个第二小区的至少一个预编码矩阵的子集，(c)次站从用于第二小区的预编码矩阵的所选子集中选择用于至少一个第二小区的第二预编码矩阵，(d)次站发射表示第一预编码矩阵的第一指示符。

Description

一种用于在协作波束赋形传输模式下用信号通知预编码的方法

技术领域

本发明涉及在像移动通信系统（例如，UMTS、LTE或高级LTE）那样的通信系统中的通信方法。

更具体地，本发明涉及使用波束赋形并且在本发明的一些示例性实施例中使用协作的波束赋形（即，通过使用来自不同小区的主站天线获取的波束赋形）的通信方法。

背景技术

在蜂窝电信系统中，小区内的多个用户终端与主站进行通信。对于随后各代的蜂窝式系统，可达到的数据速率已经并且还在保持增长。在诸如 UMTS和LTE之类的高级系统中，支持各种描述为MIMO、预编码或波束赋形的多天线发射/接收技术以用于从单个小区到移动终端的传输。由于波束赋形模式的空间选择性，这样的传输模式已经实现可达到的数据速率和通信范围的重要增长，同时维持平均干扰级别。

为了实现波束赋形，具有天线阵列的典型发射站将一组复系数 (其形成预编码矩阵或预编码矢量)应用于从其相应天线发射的信号，以使得将传输流在空间上引向接收站。然而，这种波束赋形的传输的接收可能需要在发射站和接收站之间传递这组复系数。在这种系统的实施方式中，定义了预编码码本。这些预编码码本可视为这样的方法：其以紧凑方式描述信道系数或预编码权重的预编码矩阵(或预编码矢量)，从而减小了用于指示该预编码所需信令的量。这些码本还使得用户终端(在LTE中定义为用户设备或UE)能够以针对码本条目的索引的形式将针对下行链路传输的优选预编码器报告给网络。在此情况下，优选的预编码器是要应用于基站(在LTE中定义为eNodeB)的发射天线的一组复系数。类似地，预编码码本也可以由基站用来将用于传输的预编码用信号通知给用户终端。这使得用户终端能够从公共的引导符号(pilot symbol)得到合适的相位/幅度基准以用于每个下行链路传输的解调。

在LTE中，这种用信号通知的码本索引被称为PMI (预编码矩阵指示符)。典型地，一方面，同一码本可用于将通过基站在下行链路中实际应用的预编码矢量或矩阵用信号通知给用户终端，而另一方面，其可用于通过用户终端反馈优选的预编码矩阵以使得能够得到相位/幅度基准。可替换地，(一个或多个)基准可以由预编码的基准符号(即，专用的基准符号)提供。

最近已经提出使用协作的波束赋形，即使用来自多个小区或多个基站站点的天线的波束赋形(根据CoMP或协作多点传输的描述)。图1~3介绍了这种系统。在这种系统中，服务小区101a内的用户终端110以普通(即，单个小区)模式与主站100a进行通信。在普通的波束赋形模式下，主站100a将一组预编码权重应用于要从其发射天线104a发射的信号以创建被引向用户终端110的空间流105a。

在协作的波束赋形模式下，相邻小区101b中的第二主站100b使用其天线104b中的一些来以协作方式将与由主站100a发射的信号105a相同的信号105b发射到用户终端110。空间流现在包括两个分量105a和105b。如上面说明的，用户终端110需要基于对于所接收到的基准符号的测量来反馈信道状态估计。此示例中的这种估计是以码本索引的形式对优选预编码矩阵(或者如果只有一个传输流则为矢量)的指示。

如图1所示，可以为每个协作小区报告PMI，即用户终端信号将对于服务小区101a的第一优选预编码矩阵111a的指示发射给主站100a，并且将对于小区101b的第二优选预编码矩阵111b的指示发射给主站100b。由此，基站100a和100b可以使用不同的预编码以便具有传输束的精细调节。这意味着用户终端需要反馈与存在的协作小区一样多的PMI。这可能表示大量的信令和开销。

为了减少这种信令，如图2所图示，可能的是，用户终端110仅将一个PMI发射至协作小区基站100a和100b。在图2上，用户终端110借助对于基准符号的测量做出所接收的传输信道的估计，并且建立一个发射至基站100a和100b两者的PMI 112。这意味着基站100a和基站100b应用相同的预编码。由此，其缺点是灵活性的缺乏。此外，在超过两个协作小区的情况下，可能难以获得高效的波束赋形。

图3图示的另一个办法可以被描述为具有天线选择的SFN。这里，SFN是“单频网络”，其暗示从多于一个的小区发射相同的信号。用户终端110报告要由所有的协作小区101a和101b应用的预编码矩阵113a的值。另外，用户终端110在另一个信令消息113b中用信号通知是否应当关闭特定的天线。这意味着剩余的天线被“选择”。在这种技术对于每个小区4个发射天线的情况的典型实现方式中，每个小区可以关闭上至一个天线。然后用户终端需要在PMI和天线选择的可能组合中搜索将给出最高数据速率的那个组合。

这在预编码的调节中允许更多一些的灵活性。然而，天线选择反馈需要一些数据。例如，在上面的示例中，一个小区的天线选择需要至少三个比特(四个不同的天线值以及没有天线被关闭的情况)。这意味着这引起开销，并且仍旧引起大量的信令。而且，对于一些基站，这可能导致不同天线之间潜在的功率不平衡。由此，这可以将总的可用功率降低至由剩余天线所提供的功率，并且这将会影响可达到的发射数据速率。

发明内容

本发明的目标在于提出一种用于操作缓解上述问题的电信系统的方法。

本发明的另一目的在于提出一种用于操作次站的方法，其在信令的量和预编码的灵活性之间给出良好折中。

为此目的，根据本发明的一方面，提出一种用于在网络中操作次站的方法，所述次站包括收发器，其适用于同时接收来自控制第一小区的第一主站和控制第二小区的至少一个主站的传输，所述方法包括：

（a） 次站从用于第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于第一小区的第一预编码矩阵，

（b） 次站依据根据预编码方案的第一预编码矩阵从用于第二小区的次预编码矩阵集合之中选择子集，该子集由用于第二小区的至少一个预编码矩阵组成，

（c） 次站从用于第二小区的预编码矩阵的所选子集之中选择用于该至少一个第二小区的第二预编码矩阵，

（d） 次站发射表示第一预编码矩阵的第一指示符。

根据本发明的第二方面，提出了一种次站，其包括收发器，该收发器适用于同时接收来自控制第一小区的主站和控制第二小区的至少一个主站的传输，所述次站进一步包括这样的控制装置：其用于从用于第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于该第一小区的第一预编码矩阵，用于依据第一预编码矩阵从用于第二小区的预编码矩阵的子集的集合中选择用于第二小区的预编码矩阵的子集，并且用于从用于第二小区的预编码矩阵的子集中选择用于第二小区的第二预编码矩阵，所述收发器被安排用于发射表示第一预编码矩阵的第一指示符和表示第二预编码矩阵的第二指示符。

结果，次站可以在选取用于第二预编码矩阵的预编码时用信号通知单个第一预编码矩阵指示符并且保持一定量的灵活性。对次站而言，还可以借助于表示第二预编码矩阵的第二指示符用信号通知关于第二预编码矩阵的信息。但是由于用于第二预编码矩阵的预编码的选取被限制于子集，因此减小了对于第二指示符所需要的数据的量。

而且，在本发明的实施例中，由第二指示符表示的第二预编码矩阵基于第一指示符的值，以使得用于发射第二指示符的数据的量小于用于发射第一指示符的数据的量。实际上，第二预编码矩阵的值根据第一预编码矩阵的值而受到限制。由此，这使得在数据比特方面能够使用小的或减少的第二指示符，因为第二指示符的可能值被限制于值的子集。这允许灵活性而在数据比特方面无需太多附加的信令。

根据本发明的该方面，在步骤（b），根据预编码方案选择预编码矩阵的子集。由此，可以首先选择对网络的特定状况和拓扑（例如，小区由单个主站服务还是由不同主站服务，或者来自两个小区的信号是否相同）而言方便的预编码方案，预先用信号通知所选择的预编码方案，然后应用该预编码方案，根据该预编码方案，用于第一小区的第一预编码矩阵的值导致用于第二小区的第二预编码矩阵的受限子集。由此，即使将灵活性限制于用于第二预编码矩阵的值的子集，但是这也确保了受限制的值适用于次站所经历的情形。

根据第一实施例的以上变体的变形，所选择的预编码方案是由所述次站基于由该次站记录的关于从用于第一小区的码本选择的预编码矩阵和从用于第二小区的码本选择的预编码矩阵的组合的统计而生成的。这样的预编码方案由此适用于并且适合于次站所经历的情形。它确保受限的灵活性避免将次站限制于不适合的预编码矩阵值。

本发明还涉及一种用于在网络中操作次站的方法，所述次站包括收发器，该收发器适用于同时接收来自控制第一小区的主站和控制第二小区的至少一个主站的传输，所述方法包括：次站用信号通知表示用于第一小区的第一预编码矩阵的第一预编码矩阵指示符和表示用于第二小区的第二预编码矩阵的第二预编码矩阵指示符，其中，用于第二指示符的数据的量小于用于第一指示符的数据的量。

根据本发明的第三方面，提出了一种用于在网络中操作主站的方法，所述主站被安排用于控制第一小区，所述主站包括第一收发器，该第一收发器适用于至少与专用于第二小区的主站的收发器协作地发射传输，所述方法包括：

(a) 主站从用于第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于第一小区的第一预编码矩阵，

(b) 主站依据根据预编码方案的第一预编码矩阵从用于第二小区的次预编码矩阵集合之中选择子集，该子集由用于第二小区的至少一个预编码矩阵组成，

(c) 主站从用于第二小区的预编码矩阵的所选子集之中选择用于至少一个第二小区的第二预编码矩阵，

(d) 主站将表示第一预编码矩阵的第一指示符发射至次站。 

根据本发明的第四方面，提出了一种主站，其包括用于操作第一小区的收发器，所述收发器适用于至少与专用于第二小区的主站的收发器协作地发射传输，所述主站被安排用于：

从用于第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于第一小区的第一预编码矩阵，

依据第一预编码矩阵，从用于第二小区的预编码矩阵的子集的集合中选择用于至少一个第二小区的至少一个预编码矩阵的子集，

从用于第二小区的预编码矩阵的所选子集中选择用于至少一个第二小区的第二预编码矩阵，

以及，所述主站的收发器被安排用于将表示第一预编码矩阵的第一指示符发射至次站。

本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例将是明显的，并且将参考以下描述的实施例来加以阐明。

附图说明

现在将参照附图、通过示例的方式更加详细地描述本发明，其中：

- 已经描述的图1-3是3 GPP中已经讨论的架构的框图。

- 图4是根据本发明第一实施例的通信系统的框图。

- 图5是第一实施例中使用的预编码方案的示意性表示。

- 图6是根据本发明第二实施例的通信系统的框图。

- 图7是根据第二实施例的另一变体的通信系统的框图。

- 图8是根据第二实施例的又一变体的通信系统的框图。

- 图9是表示操作根据本发明第三实施例的系统的方法的流程图。

- 图10是表示设计根据本发明第一实施例的预编码方案的方法的流程图。

具体实施方式

本发明涉及包括多个小区的电信系统，其中每个小区由主站控制，所述主站能够与处于该小区内的各次站通信。将参照图4描绘的系统来详细说明这种系统。

如图4所示，包含在小区401a中的次站410与主站400a进行通信。在本发明的示例性实施例中，这种电信系统在UMTS规范或LTE规范下操作。相应地，主站400a可以是 eNodeB，而次站410是用户设备(UE)。图4表示了与小区401a相邻的第二小区401b。此小区401b由主站400b控制。在图4上，主站401a和401b被表示为两个不同的主站，然而应当注意，可能的是单个主站可以控制多个小区（ 在当前网络中通常为三个）。

为了清楚起见，仅表示出一个次站，然而多个次站可以处于小区内。

每个主站400a和400b包括分别具有多个天线的天线阵列404a和404b，在此示例中，每个小区四个天线。根据协作波束赋形模式，次站410可以接收来自其小区主站400a和来自相邻小区主站（在此示例中，来自主站400b）的信号。主站400a和400b通过使用每组相应预编码系数，将相应数据流4002a和4002b以及相应组的基准符号4001a和4001b发射至次站410。在此协作波束赋形模式中，各数据流是相同的。因此，可以将两个数据流4002a和4002b视为单个联合传输。在另一协作波束赋形模式中，各数据流可以是不同的。基准符号4001a和4001b可以由次站410用来对数据流4002a和4002b进行有效地解码。基于这些基准符号4001a和4001b，或者基于嵌入在由主站400a和400b发射的下行链路信道中的其他基准符号，次站410估计信道系数以便建立用于相应小区的优选预编码矩阵。

根据本发明的第一实施例，次站410基于信道系数的估计来选取对于小区401a的主码本中的第一优选预编码矩阵。次站410使用该主码本提取索引，然后可以借助信令消息411a将该索引用信号通知给第一小区401a。

进而，在此第一实施例中，次站可以从次预编码码本中选取用于第二小区401b的优选预编码矩阵。此次预编码码本在其包含预编码矩阵的子集的意义下是有限的码本，即有限数目的预编码矩阵(例如，1、2或更多，但是小于对于传统次码本的传统可用预编码矩阵集合的总数目)。此次码本取决于用于第一小区401a的优选预编码矩阵的值，或者取决于信令消息411a中要用信号通知的索引的值。可以在上行链路控制信道上(如LTE中的PUSCH或PUCCH)用信号通知信令消息。

如果次码本中包含的条目的数目大于1，则在信令消息411b中用信号通知针对次码本条目的索引。然而要注意的是，在此实施例的变形中，此第二小区预编码矩阵由第一小区预编码矩阵唯一地确定，而不需要用信号通知(例如，其可以具有相同的值)。在本发明的此第一实施例中，分别将信令消息411a和411b用信号通知给主站400a和400b。然而，在此实施例的变体中，将信令消息411a和411b两者用信号通知给主站400a和400b中的至少一个，例如服务小区的主站；因而为主站400a。然后，主站400a可以将信令消息重传至第二主站400b，或者为这两个主站计算预编码系数，并且将预编码系数转发到主站400b。另外，可以将计算出的预编码系数或关于该系数的信息转发到次站。这可以是明确信令的形式，或者借助于预编码的基准符号。

本发明的此实施例解决了现有技术的一些问题，这些问题是：用以将来自次站410的消息中的多个预编码矩阵索引(即，信令开销)发送至网络(即，至主站400a和/或400b)的比特数目、以及在次站处在用于每个小区的预编码矩阵索引的所有可能组合中搜索最高比特率的计算复杂度、或者搜索覆盖所有协作小区的单个大码本的计算复杂度。

其目标还在于，相比于如图2所示那样的系统，在选取码本条目时提供更多的灵活性，并且以合理的计算复杂度和信令开销提供潜在更好的性能。

本发明的此第一实施例基于这样的认识：从不同接入点/小区到给定次站的无线电信道有可能具有一些相关联的属性。借助给出主码本的值和次码本的预编码矩阵的子集之间的对应关系的预编码方案，建立这些相关联的属性。为使小区401a和401b的主站知道主码本和次码本之间的对应关系，次站借助信令消息411c预先用信号通知对应关系矩阵。可替换地，预编码方案可以被预先建立并从主站和次站两者提前知晓。在此第一实施例的优选示例中，信令消息411c是较高层信令消息，以使得其不影响物理层上行链路信令资源。此外，此预编码方案可能不需要太频繁地更新，除非次站已经移动了使得整个网络拓扑已经完全改变(根据次站的视点)那么多，。

图5中示意性地图示了主码本和次码本之间的对应关系。在此预编码方案中，主码本值51链接至次码本的三个值52的子集。在此示例中，子集中可能值的数目是恒定的，然而情况可能并非总是这样，一些主码本值51可以链接到次码本值 52的更小子集。

此外，图5示出将会在信令消息411a和411b中用信号通知的索引。在此示例中，主码本 51的索引511是完整的PMI，对于图5中所示的码本大小，其可以用3个比特表示。然后，为了用信号通知次码本索引，需要在信令消息411b中用信号通知更小的码字521(由于预编码矩阵的子集可能具有三个值，因而这里为两个比特)。由此，用于发射第二指示符521的数据的量小于用于发射主码本值511的数据的量。在此实施例的变形中，可以将主码本的索引和次码本的索引作为组合的索引联合发射，这例如在主码本和/或次码本中的条目的数目不是2的幂或者次码本中的条目的数目依据主码本中的条目而改变的情况下可能是更加有效的。

次站410也可以将优选的传输秩（rank）(即，要用于传输的空间信道的数目，其等于天线端口的数目)和关于信道质量的指示报告给网络。信道质量典型地由信道质量指示符(CQI)指示。这典型地指示可以按预先确定的出错概率接收分组传输的数据速率。

根据第一实施例的示例，次站对在潜在协作的小区上进行信道测量，并且从次码本的预编码矩阵的第二集合(以下为‘第二集合’)中识别出合适的子集，用于与主码本的预编码矩阵的第一集合(以下‘第一集合’)中的码本条目相关联，以便建立图5的预编码方案。在与图5的预编码方案不同的另一示例中，次站410的目标在于从要与来自第一集合的给定码本条目相关联的第二集合中寻找两个最好的码本条目。用信号通知来自第二集合的两个条目中的一个将仅需要1个附加的比特。

图10表示用于寻找好的码本内容的可能方法之一：

o 在含有适当的基准符号的每个子帧中，在步骤S1001处，寻找来自第一集合以及来自第二集合的码本条目的每个组合(即，对应于码本预编码矩阵的组合)的数据速率。

o 然后，在步骤S1002处，收集对于来自第一集合和来自第二集合的码本条目的每个组合的数据速率的统计(例如，平均数据速率)。

o 以及，在步骤S1003处，对于来自第一集合的每个码本条目，识别从第二集合中选择的给出最高平均数据速率的2个码本条目。

由此，这允许基于一些统计获取适用于次站所经历的情形的预编码方案。

另一方法可以是如下这样的，

o 在含有适当基准符号的每个子帧中，寻找将给出最高比特速率的来自第一集合和第二集合的码本条目的组合。

o 对于从第一集合中选择的每个码本条目，收集从第二集合中选择的码本条目的每个的统计（例如，对于来自第一集合的给定码本条目，记录从第二集合中选择给定的码本条目的次数）。

o 对于来自第一集合的每个码本条目，识别来自第二集合的最频繁选择的一个或多个码本条目。

对于二者中任一方法，在步骤S1004处，将所得到的建议码本内容总结在用信号通知给网络的预编码方案中，优选地作为较高层信令。然后，在步骤S1005处，网络确认所建议的预编码方案和对应码本(优选地经由物理层信令)或者用信号通知新的一个(优选地经由较高层信令)。如果网络没有指示预编码方案或码本，则使用固定的(或预先确定的)预编码方案。

在此实施例的变形中，次站可以用信号通知仅针对部分预编码方案的推荐。然后，网络可以决定预编码方案的剩余部分和对应码本，或者剩余部分可以是固定的或者预先确定的。例如，网络可以用信号通知部分码本的内容并且剩余部分是固定的或者预先确定的，然后，次站使用上述方法来针对码本的非固定部分建立其推荐的预编码方案。

根据此第一实施例，次站对协作小区进行信道测量，并且识别来自第二集合的适当子集以用于与第一集合中的码本条目相关联。然后将所得到的码本设计用信号通知给网络。

在网络需要改变由UE作出的推荐的情况下，网络可以用信号通知UE码本的确认，或者用信号通知不同一个的内容。

相同的原理可以用于来自第二码本的子集中具有超过2个条目的码本并且用于超过两个协作小区。然而，要注意的是，如果次站位置改变，则需要更新码本。可以配置次站以使得在检测到大的位置变化（通过接收功率的改变或者借助于嵌入的GPS或其他地理定位（geolocalisation）监视器）时，则其触发新预编码方案的建立。

根据图6图示的本发明的第二实施例，预编码方案可以基于关于网络拓扑以及小区内次站的情形的陈述。在图6中，次站 610处于服务小区601a内，并且与主站 600进行通信。在本发明的此第二实施例的示例中，这种电信系统在UMTS规范或LTE规范下操作。相应地，主站 600可以是eNodeB，而次站 610是用户设备（U）。图6表示了与小区601a相邻的第二小区601b。此小区601b由同一个主站600控制。

为了清楚起见，仅表示了一个次站，然而多个次站可以处于小区内。

主站 600包括天线阵列，该天线阵列被分割成两个分别专用于每个相应小区的子阵列604a和604b，在该示例中每个小区四个天线。根据协作波束赋形模式，次站 610可以从专用于小区601a和601b的天线604a和604b接收信号。

根据此实施例，单个主站 600服务于具有在同一方向上对准的天线阵列的两个协作小区，传输束的大体方向对于图6上表示的具有角度α的两个天线而言是相同的。

作为用于更好理解此第二实施例的简单示例，让我们考虑从相同基站站点600支持的小区601a和601b(在相同的频率处)正使用统一的线性天线阵列，在自由空间/视线信道(LOS)中具有秩1传输。在此情况下，最优的预编码系数主要取决于相对于天线阵列的角度α，并且码本可以基于DFT系数(即，对于给定的空间签名，在此情况下，相对于天线阵列的唯一方向，可以经由离散傅里叶变换获取对应的预编码系数)。对于有可能受益于CoMP (协作多点传输)的次站 610，即在由两个小区所服务的区域中，相对于两个天线阵列的角度有可能是类似的。因此，如果次站从针对服务/第一小区的码本选择最优的预编码系数，则针对另一/第二小区的最优系数的集合有可能对应于类似的角度，并且因此，可以根据针对服务小区选择的码本条目来确定针对第二小区的码本中的最可能候选项。例如，如果根据角度对码本条目排序，则依据特定的几何布置(例如，在天线阵列604a和604b指向不同方向的情况下)，针对第二小区的最可能的码本条目可以是与针对第一小区的码本条目相同或者与针对第一小区的码本条目相邻，或者在码本中的镜像位置。在此情况下，针对第二小区的码本条目中的至少一个应当与针对第一小区的对应码本条目相同。

由此，基于由同一主站站点控制两个小区 601a和601b的陈述，可以容易地建立预编码方案。可以在天线阵列604a和604b服务同一小区的这种略微不同的实施例中应用相同的办法。这将允许在具有8个天线的小区中使用针对4个天线设计的码本。

对于给出的示例，在第一小区601a的码本索引(例如，4比特)和指示第二小区601b的码本索引的偏移量方面(例如，1或2比特)，可以将次站优选的预编码码本条目用信号通知给主站。

对于完全的码本搜索，次站可以利用来自第一码本的每个码本条目结合第二码本的每个偏移量(如， 4 + 2 = 6比特或64种组合)来估计可达到的数据速率。

此第二实施例的两个主要优点是相比于每个码本的完全比特数降低的用于用信号通知码本索引的比特数，以及由于搜索更少数目的码本组合而降低的计算复杂度。此外，相比于第一实施例，在此实施例中无需基于统计计算预编码方案，由此降低了次站中的计算要求。

可以为网络的其他配置选取类似的方法。如图7所示，次站 710处于服务小区701a内，并且与操作服务小区701a的主站 700a进行通信。主站 700可以是eNodeB，而次站 710可以是用户设备(UE)。图7表示了与小区701a相邻的第二小区701b，此小区701b由第二主站 700b控制。

为了清楚起见，只表示了一个次站，然而多个次站可以处于小区内。

基于具有基准的束的角度α1和α2彼此相关的认识，可以根据网络的拓扑建立预编码方案。

让我们考虑从两个基站站点700a和700b支持的小区701a和701b(在相同频率处)正在使用统一的线性天线阵列，在自由空间/视线通道(LOS)上具有秩1传输。在此情况下，最优的预编码系数主要取决于相对于天线阵列的角度α1和α2，并且码本可以基于DFT系数。对于有可能受益于CoMP的次站710，即在两个小区之间的边界上，相对于两个天线阵列的角度有可能相关(即，具有相反或镜像的值)。如果基准是将两个基站站点链接的轴，则在考虑小区具有相同大小的情况下，角度α1近似等于-α2。因此，如果次站从针对服务/第一小区701a的码本选择最优的预编码系数，则针对另一/第二小区701b的最优系数的集合有可能对应于相反的角度，因此可以根据针对服务小区选择出的码本条目来确定在针对第二小区的码本中的最可能的候选项。例如，如果根据角度对码本条目排序，那么取决于此特定的几何配置，针对第二小区的最有可能的码本条目可能处于码本中的镜像位置。由此，其可以通过偏移量减去第一码本索引的值给出。

对于导致第二小区中的相同或相邻的码本条目的位置中的次站，如图6中那样，可以将这种预编码方案的示例表示如下：

来自第一码本的码本条目（用于第一小区）	来自第二集合的第一相关联条目（用于第二小区）	来自第二集合的第二相关联条目（用于第二小区）
			1	1	2
2	2	3
			3	3	4
4	4	5
			5	5	6
6	6	7
			7	7	8
8	8	6

这意味着，例如如果针对第一小区选取码本条目5(可以通过3个比特用信号通知该第一小区)，那么码本条目5或6可以用于第二小区(可以通过1个比特用信号通知该第二小区)。

对于导致第二小区中的镜像码本条目的位置中的次站，如图7中那样，可以将这种码本的示例表示如下：

来自第一码本的码本条目（用于第一小区）	来自第二集合的第一相关联条目（用于第二小区）	来自第二集合的第二相关联条目（用于第二小区）
			1	8	7
2	7	6
			3	6	5
4	5	4
			5	4	3
6	3	2
			7	2	1
8	1	3

要注意的是，这同样适用于超过两个的协作小区。如图8所示，次站 810从三个小区801a、801b或801c接收协作传输，其中每一个小区均受控于相应主站800a、800b或800c。

如图7的情况下那样，角度α1、α2和α3彼此相关。因此，可以预先确定预编码方案以将其考虑在内。作为第一近似，次码本的码本条目和第三码本的码本条目可以偏移一常量以将这些关系考虑在内。

然后，根据第二实施例，以与第一实施例中类似的方式用信号通知第一预编码矩阵的值，其出于经济的原因而没有被重复。再者，在存在多于一个与第一预编码矩阵值对应的次码本条目的情况下，可以如第一实施例中那样用信号通知第二预编码矩阵的值。如果没有，则由于主站将会知道第二预编码矩阵方案，因此可以省略信令。

关于第二实施例中预编码方案的信令，可以如第一实施例中那样执行类似的信令。然后，在第二实施例的变形中，也可以用信号通知次站正在经历的情形，即，关于网络拓扑和关于该网络中次站的情形的陈述。此外，由于主站获知网络的拓扑，主站可以将推荐或默认的预编码方案用信号通知给次站。这允许避免在开销或信令方面可能很大的完整预编码方案的信令。

针对第一小区的码本条目的第一集合和针对第一小区的子集的集合之间的最优关联有可能取决于部署配置和传播环境。期望的是，如第二实施例中那样识别此关联。通常，这可以通过对UE处的每个(潜在地)协作小区进行信道测量并且将它们报告给网络来完成。然而，这有可能导致相当大量的信令开销。

此实施例中的变型可能如下：

- 在选择PMI时，UE考虑如向每个小区应用的PMI中的第一系数可能被选择为具有零值。对于三个小区，这需要上至三个比特的信令以指示针对3个小区的零值系数的所选组合。在又一个变形中，不允许所有的第一PMI系数都为0的情况。在又一个变形中，不允许所有的第一PMI系数都非零的情况。

在选择PMI时，UE针对每个小区考虑下列7种可能性，其将会需要上至9个比特的信令以指示针对3个小区的所选组合。一些组合可能是不允许的(例如，在所有3个小区上都没有传输，对于服务小区仅允许空间信道和码字之间的一个映射)：

o 空间信道1上的码字1和空间信道2上的码字2的秩2传输

o 空间信道2上的码字1和空间信道1上的码字2的秩2传输

o 空间信道1上的码字1的秩1传输

o 空间信道1上的码字2的秩1传输

o 空间信道2上的码字1的秩1传输

o 空间信道2上的码字2的秩1传输

o 没有传输

- 在选择PMI时，UE假设仅由服务小区执行秩2传输。其他的小区仅以秩1(即，一个空间信道和一个码字)发射。如果UE根据一些标准优选秩2传输，则UE假设服务小区根据所选PMI的值以秩2发射两个码本。对于其他小区的一些选项是：

o UE假设其他的小区仅发射第一空间信道。这意味着对于来自服务小区的秩1或秩2传输而言，可能性是相同的：要么来自每个协作小区的秩1传输，要么没有来自每个协作小区的传输。可以使用4比特指示这些选项。

o UE选择优选地应当由其他小区中的哪个来发射哪个空间信道和哪个码字。可以以6比特来用信号通知各种可能性(包括来自服务小区的秩1或秩2传输)。

□ 空间信道1上的码字1的秩1传输

□ 空间信道1上的码字2的秩1传输

□ 空间信道2上的码字1的秩1传输

□ 空间信道2上的码字2的秩1传输

□ 没有传输

- UE根据以下变形之一选择第一小区的PMI以及其他小区中PMI的可能修改：

o 待应用于PMI所指示的矩阵/矢量以获取针对其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量的循环移位。

o待应用以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量的相位旋转。

o待应用以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量的累积相位旋转。这将会跨矩阵/矢量应用相位斜率，其等同于所得到的束图案中的角度移位。

o天线的组合，针对该天线的组合预编码系数的相位被旋转以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量。相位旋转可以是固定的，优选地在180度（即，反转）。可以用信号通知相位旋转量。

在这些上述第一和第二实施例的变形中，次索引可以替换为：

- 待应用于诸如主预编码矩阵之类的预编码矩阵以获取第二预编码矩阵的循环移位；

- 待应用于诸如主预编码矩阵之类的预编码矩阵以获取第二预编码矩阵的相位旋转；

- 用于根据天线数目计算待应用于给定天线的预编码系数的相位旋转以根据预编码矩阵（例如根据主预编码矩阵）获取第二预编码矩阵的函数的参数；

天线的组合，针对该天线的组合预编码系数的相位被旋转以根据诸如主预编码矩阵之类的预编码矩阵获取第二预编码矩阵。

根据本发明，并且如图9中所表示的，在像LTE这样的示例性系统中呈现了在eNB处每个单元有四个发射天线并且在UE处有两个接收天线的方法。

在步骤S901处，UE以与UMTS版本8类似的方式估计针对服务小区的PMI，即，将会给出最高数据速率的PMI。在步骤S902处，如果UE考虑根据一些标准应当包括一个或多个协作小区，那么对于服务小区和上至两个附加的协作小区，在步骤S903处提供进一步的信息。此附加的信息包括：优选协作小区的身份（如果有的话）、优选的传输秩（其还确定码字的数目）以及修改如何针对每个协作小区解释PMI的附加信息。对于秩1传输，PMI是矢量并且在步骤S904处将会发射一个码字。信令是经由PUCCH或PUSCH的物理层信令。对于更高的秩，PMI是矩阵。在此示例中，最大秩为2，其暗示在下行链路中通过eNB发射两个码字。在步骤S904处，UE也可以基于网络根据PMI和附加信息进行发射的假设来报告CQI。

典型地，像LTE这样的系统的规范利用术语“天线端口”，其有效地是可以与单个物理天线对应的、或者可以通过来自超过一个物理天线的信号的线性组合得到的虚拟天线。为了方便起见，我们使用术语“天线”，但是这也可以理解为“天线端口”。

在非DFT 码本(例如，对于非LOS信道)的情况下，未必是第二小区的适当条目与针对第一小区选择出的条目相邻的情况。在一些情况下，可能可以如第二实施例中那样经分析确定适当的条目。否则，它们可以如第一实施例中那样经验性地（例如，通过以仿真或以测量的方式观察所选的码本条目）加以确定，或者可以使用一些码本设计办法(例如，针对好码本的强力（brute-force）搜索或遗传算法)。

总结起来，根据本发明实施例的CoMP 码本包括用于第一小区的预编码矩阵的第一集合。对于第二小区，存在第二集合预编码矩阵的子集，所述子集与来自预编码矩阵的第一集合的每个矩阵相关联。每个子集可能具有不同的成员。第二集合可能具有与第一集合相同的成员。根据需要，对于的第三和进一步附加的小区而言以此类推。在秩1传输的情况下，矩阵可以是矢量。

根据第三实施例，预编码方案也(或仅)可以由参与协作波束赋形的主站使用。以与之前所述的实施例类似的方式，主站选择第一预编码矩阵来用信号通知在第一主站（例如，该主站自身或参与协作波束赋形的另一主站）的天线上应用的预编码。然后，可以将第二主站的预编码限制于预编码矩阵的子集（例如，1、2、3矩阵，但是少于用于第二小区的可用预编码矩阵的整个集合）。然后，可以在预编码矩阵的有限集合中选取第二小区的预编码，并且将第二小区的预编码应用于参与协作波束赋形的主站。第一主站可以用信号通知第一预编码矩阵(通过使用预编码矩阵索引)和可能地关于第二预编码矩阵的信息。

本发明不应当仅被解释为上述实施例，并且对于本领域技术人员而言清楚的是，在本发明的各种实现方式中可以调适下面的变体和示例。下面所述的以上实施例的一些示例性扩展或替换是可能的。对于一些码本，每个条目的矩阵/矢量中的第一系数具有相同的值(例如，1)。由于此系数的最优值对于每个协作小区不太可能相同，因此在第二小区的子集中，可以总是将这个元素选择为“关闭”。这可能经历这样的状况：在针对第一小区的第一码本条目中，第一系数不是“关闭”。这降低了对于用信号通知天线选择信息所需要的比特的数目。

在秩2传输(或更高秩)的情况下，可能难以根据来自所有合作小区的两个空间信道匹配所需的预编码。因此，可以应用一些限制或选项：

o 秩2传输只由服务小区执行。其他的小区只发射一个空间信道。一些选项是：UE假设其他的小区只发射第一空间信道，或者UE用信号通知哪个空间信道和哪个码字应当由哪个小区发射。

o 对于每个小区，次站从下列可能性之中用信号通知：

□ 秩2传输 

□ 一个空间信道上码字1的秩1传输

□ 一个空间信道上码字2的秩1传输

□ 另一个空间信道上码字1的秩1传输

□ 另一个空间信道上码字2的秩1传输

□ 没有传输

要注意的是，在接收所得到的下行链路传输的过程中，次站将会在DRS和码字之间假设适当的关联性。

代替用信号通知PMI以及在每个小区中被切换为“关闭”的天线的组合，可以在大多情况下以类似的比特数用信号通知下列的可能性：

o UE可以用信号通知针对第一单元的PMI和待应用于PMI所指示的矩阵/矢量以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量的循环移位。

o UE可以用信号通知针对第一单元的PMI和待应用以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量的相位旋转。

o UE可以用信号通知针对第一单元的PMI和待应用以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量的累积相位旋转。这将会跨矩阵/矢量应用相位斜率，其等同于所得到的束图案中的角度移位。

o UE可以用信号通知针对第一单元的PMI和天线的组合，针对该天线的组合将预编码系数的相位旋转以获取其他小区中每一个的预编码矩阵/矢量。相位旋转可以是180度(即，反转)。这种修改可以基于下述来提出：如果给定天线对所接收信号的贡献对于性能有害（即导致破坏性的干扰）则其将会在AS-SFN中被切换为“关闭”。然而，如这里所提出的，反转相位并且将破坏性干扰转换为建设性干扰可能更好。可以用信号通知相位旋转的量。 

要注意的是，在所有之前的实施例中，可以如在秩1传输的情况下那样将预编码矩阵理解为预编码矢量。

本发明适用于在可能包括高级LTE的各小区之间使用协作波束赋形的系统。小区可以位于单个基站站点或者不同的站点上，例如，通过光纤无线电技术实现的家庭基站（femto-cell）。

在本说明书和权利要求书中，元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。进一步地，词语“包括”不排除存在所列出那些以外的其他元件或步骤。

权利要求书中括号内包括的附图标记旨在帮助理解，而并非旨在限制。

通过阅读本公开，其他修改对于本领域技术人员而言是明显的。这样的修改可以涉及无线电通信领域中已知的其他特征。

Claims (14)

1.一种用于在网络中操作次站 （410, 610, 710, 810）的方法，所述次站包括收发器，其适用于同时接收来自控制第一小区（401a, 601a, 701a, 801a）的第一主站 （400a, 600a, 700a, 800a）的传输（4002a, 4002b）和来自控制第二小区（401b, 600b, 701b, 801b）的至少一个第二主站（400b, 600b, 700b, 800b）的传输，所述方法包括：

（a） 所述次站从用于所述第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于所述第一小区的第一预编码矩阵，

（b） 所述次站依据根据预编码方案的第一预编码矩阵从用于所述第二小区的次预编码矩阵集合之中选择子集，该子集由用于所述第二小区的至少一个预编码矩阵组成，

（c） 所述次站从用于所述第二小区的预编码矩阵的所选子集之中选择用于所述第二小区的第二预编码矩阵，

（d） 所述次站发射表示所述第一预编码矩阵的第一指示符（411a）,

（e） 所述次站发射表示所述第二预编码矩阵的第二指示符（411b），

其中由所述第二指示符表示的第二预编码矩阵基于所述第一指示符的值，以使得用于发射所述第二指示符的数据的量小于用于发射所述第一指示符的数据的量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，将所述第一指示符和第二指示符中的至少一个被发射至所述第一主站或所述第二主站。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一主站控制服务小区，并且其中，所述第二主站控制相邻的小区。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中，依据小区的拓扑，从预编码方案的集合中选择所述预编码方案。

5.如权利要求4所述的方法，其中，依据所述第一小区和所述第二小区是否由单个主站控制来选择所述预编码方案。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中，预编码矩阵的所选子集是包括与所述第一预编码矩阵相同的预编码矩阵的子集。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中，预编码矩阵的所选子集是包括由通过从常量中减去表示所述第一预编码矩阵的指示符而获取的值所指示的预编码矩阵的子集。

8.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述预编码方案是由所述次站基于由所述次站记录的关于从用于第一小区的码本选择的预编码矩阵和从用于第二小区的码本选择的预编码矩阵的组合的统计而生成的。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二指示符表示下述的至少之一：

- 待应用于第三预编码矩阵以获取所述第二预编码矩阵的循环移位；

- 待应用于第三预编码矩阵以获取所述第二预编码矩阵的相位旋转；

- 用于根据天线数目计算待应用于给定天线的预编码系数的相位旋转以根据第三预编码矩阵获取所述第二预编码矩阵的函数的参数；

- 天线组合，针对该天线组合，所述预编码系数的相位被旋转以根据第三预编码矩阵获取所述第二预编码矩阵的，其中，所述第三预编码矩阵是以下之一：

- 所述第一预编码矩阵，

- 根据所述第一预编码矩阵确定的矩阵。

10.如权利要求1或2所述的方法，其中，来自所述第一小区和所述第二小区的传输是阶-1传输，并且其中预编码矩阵是预编码矢量。

11.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一和第二小区由单个主站控制。

12.一种次站（410, 610, 710, 810），其包括收发器，该收发器适用于同时接收来自控制第一小区（401a, 601a, 701a, 801a）的第一主站（400a, 600a, 700a, 800a）的传输（4002a, 4002b）和来自控制第二小区（401b, 601b, 701b, 801b）的至少一个第二主站（400b, 600, 700b, 800b）的传输，所述次站被安排用于从用于所述第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于所述第一小区的第一预编码矩阵；用于依据根据预编码方案的所述第一预编码矩阵从用于所述第二小区的次预编码矩阵集合中选择子集，该子集由用于所述第二小区的至少一个预编码矩阵组成；并且用于从用于所述第二小区的预编码矩阵的所选子集中选择用于所述第二小区的第二预编码矩阵，所述收发器被安排用于发射表示所述第一预编码矩阵的第一指示符（411a）并用于发射表示所述第二预编码矩阵的第二指示符（411b），

其中由所述第二指示符表示的所述第二预编码矩阵基于所述第一指示符的值，以使得用于发射所述第二指示符的数据的量小于用于发射所述第一指示符的数据的量。

13.一种在网络中操作主站 （400a, 600a, 700a, 800a）的方法，所述主站被安排用于控制第一小区（401a, 601a, 701a, 801a），所述主站包括第一收发器，该第一收发器适用于与控制第二小区（401b, 601b, 701b, 801b）的又一个主站（400b, 600, 700b, 800b）的至少一个收发器协作地向次站 （410, 610, 710, 810）发射传输，所述方法包括：

（a） 所述主站从用于所述第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于所述第一小区的第一预编码矩阵，

（b） 所述主站依据根据预编码方案的所述第一预编码矩阵从用于所述第二小区的次预编码矩阵集合之中选择子集，该子集由用于所述第二小区的至少一个预编码矩阵组成，

（c） 所述主站从用于所述第二小区的预编码矩阵的所选子集之中选择用于所述第二小区的第二预编码矩阵，

（d） 所述主站将表示所述第一预编码矩阵的第一指示符发射至所述次站，

（e） 所述主站将表示所述第二预编码矩阵的第二指示符发射至所述次站，

其中由所述第二指示符表示的第二预编码矩阵基于所述第一指示符的值，以使得用于发射所述第二指示符的数据的量小于用于发射所述第一指示符的数据的量。

14.一种主站（400a, 600a, 700a, 800a），其包括用于操作第一小区（401a, 601a, 701a, 801a）的收发器，所述收发器适用于至少与专用于第二小区（401b, 601b, 701b, 801b）的又一个主站（400b, 600b, 700b, 800b）的收发器协作地向次站（410, 610, 710, 810）发射传输，所述主站被安排用于：

从用于所述第一小区的主预编码矩阵集合中选择用于所述第一小区的第一预编码矩阵，

依据根据预编码方案的第一预编码矩阵，从用于所述第二小区的次预编码矩阵集合中选择子集，所述子集由用于所述第二小区的至少一个预编码矩阵组成，

从用于所述第二小区的预编码矩阵的所选子集中选择用于所述至少一个第二小区的第二预编码矩阵，

以及，所述主站的收发器被安排用于将表示所述第一预编码矩阵的第一指示符发射至所述次站并用于将表示所述第二预编码矩阵的第二指示符发射至所述次站，

其中由所述第二指示符表示的第二预编码矩阵基于所述第一指示符的值，以使得用于发射所述第二指示符的数据的量小于用于发射所述第一指示符的数据的量。