CN102598531A - 用于无线通信中的分层码本设计的方法和装置 - Google Patents

用于无线通信中的分层码本设计的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种用在多用户多输入多输出(MU-MIMO)系统中的方法，包括：产生包含至少一个码本集的码本族，码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及提供该码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。

Description

用于无线通信中的分层码本设计的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年11月2日提交的、名称为“METHOD ANDAPPARATUS FOR HIERARCHICAL CODEBOOK DESIGN USED INWIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”的美国临时专利申请序列No.61/257,420的权益。前述申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本公开内容一般地涉及通信，更具体地涉及用于在无线通信系统中产生并使用码本的技术。
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，例如语音、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。
通常，无线多址通信系统可以同时支持多个无线终端的通信。每个终端通过在前向和反向链路上的传输与一个或多个基站进行通信。前向链路(或下行链路)是指从基站到终端的通信链路，而反向链路(或下行链路)是指从终端到基站的通信链路。该通信链路可以通过单输入单输出、多输入单输出或多输入多输出(MIMO)系统来建立。
MIMO系统使用多个(NT)发射天线和多个(NR)接收天线用于数据传输。由NT个发射天线和NR个接收天线形成的MIMO信道可以分解成NS个独立的信道，其也被称为空间信道，其中NS≤min{NT，NR}。这NS个独立的信道中的每一个信道对应于一个维度。如果利用多个发射天线和接收天线所产生的额外的维度，则MIMO系统可以提供提高的性能(例如，较高的吞吐量和/或较高的可靠性)。
MIMO系统可以支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)系统。在TDD系统中，前向和反向链路传输是在同一频率区域上的，使得互易原理允许从反向链路信道估计前向链路信道。当多个天线在接入点处可用时，这使接入点能够在前向链路上提取发射波束成形增益。可以通过在传输之前对数据进行预编码来实现波束成形。可以使用来自码本的预编码矩阵在发射机处执行预编码。码本对发射机和预期的接收机是已知的。在某些操作条件下，不时地改变或更新用于传输的预编码矩阵可能是合乎需要的。为了便于选择适当的预编码矩阵，接收机可以提供关于信道状况的反馈。在具有多个发射天线和多个传输秩的系统(例如多用户MIMO(MU-MIMO)系统)中，在上行链路方向上的反馈可能需要比常规系统更宽的带宽。
需要用于在MIMO无线通信系统中产生码本并提供信道状况反馈的更好的方法。
发明内容
在本公开内容中提供的系统和方法满足了上面讨论的需要以及其它需要。简要地且一般地说，所公开的设计提供了用于根据传输秩产生分层码本并在多描述编码(MDC)反馈方案中使用分层码本的方法和装置。
在一个方面中，提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括：产生包含至少一个码本集的码本族，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。
在另一个方面中，提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括：用于产生包含至少一个码本集的码本族的模块，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及用于提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中的模块。
在又一个方面中，提供了一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品。所述计算机可读存储介质包括：用于使至少一个计算机产生包含至少一个码本集的码本族的指令，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及用于使所述至少一个计算机提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中的指令。
在再一个方面中，提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括处理器，其被配置用于：产生包含至少一个码本集的码本族，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。
在另一个方面中，提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括：根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告；以及根据所述多个信道质量报告确定传输参数。
在又一个方面中，提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括：用于根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告的模块；以及用于根据所述多个信道质量报告确定传输参数的模块。
在另一个方面中，提供了一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品。所述计算机可读存储介质包括：用于使至少一个计算机根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告的指令；以及用于使所述至少一个计算机根据所述多个信道质量报告确定传输参数的指令。
在另一个方面中，提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括处理器，其被配置用于：根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告；以及根据所述多个信道质量报告确定传输参数。
在又一个方面中，提供了一种无线通信方法。该方法包括：接收基于传输秩而组织的码本族；以及使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数。
在另一个方面中，提供了一种无线通信装置。该装置包括：用于接收基于传输秩而组织的码本族的模块；以及用于使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数的模块。
在另一个方面中，提供了一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品。所述计算机可读存储介质包括：用于使至少一个计算机接收基于传输秩而组织的码本族的指令；以及用于使所述至少一个计算机使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数的指令。
在又一个方面中，提供了一种无线通信装置。该装置包括处理器，其被配置用于：接收基于传输秩而组织的码本族；以及使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数。
附图说明
当结合附图理解时，根据下面给出的详细描述，本公开内容的特征、性质和优点将变得更加明显，在附图中相同的参考标号在全文中进行相应地标识，并且附图中：
图1示出了无线通信系统。
图2示出了示例性传输结构。
图3示出了用于无线通信的过程的流程图表示。
图4示出了用于无线通信的装置的一部分的方框图表示。
图5示出了用于无线通信的过程的流程图表示。
图6示出了用于无线通信的装置的一部分的方框图表示。
图7示出了用于无线通信的过程的流程图表示。
图8示出了用于无线通信的装置的一部分的方框图表示。
具体实施方式
现在参考附图描述各个方面。在下文的描述中，为了解释的目的，给出了很多具体的细节，以便提供对一个或多个方面的全面理解。然而，可以很明显，可以在没有这些具体细节的情况下实现各个方面。在其它实例中，公知的结构和设备以方框图形式示出，以便有助于描述这些方面。
本文所述的技术可以用于各种无线通信系统，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其它系统。术语“系统”和“网络”常常可以互换地使用。CDMA系统可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、cdma2000等的无线电技术。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系统可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。OFDMA网络可以实现诸如演进UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-
Figure BDA0000158100280000041
等的无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和高级LTE(LTE-A)是使用E-UTRA的UMTS新版本，其在下行链路上使用OFDMA而在上行链路上使用SC-FDMA。在来自于名为“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。在来自于名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文件中描述了cdma2000和UMB。本文所述的技术可以用于上述系统和无线电技术以及其它系统和无线电技术。为了清楚起见，下面针对LTE描述了这些技术的某些方面，并且在下面描述的很大部分中使用了LTE术语。
DL PHY信道可以包括物理下行链路共享信道(PDSCH)、物理广播信道(PBSH)、物理多播信道(PMCH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理混合自动重传请求指示符信道(PHICH)以及物理控制格式指示符信道(PCFICH)。
UL PHY信道可以包括物理随机接入信道(PRACH)、物理上行链路共享信道(PUSCH)和物理上行链路控制信道(PUCCH)。
简要地且一般地说，公开了用于在上行链路方向上提供信道质量反馈的技术。在一个方面中，使用分层设计产生码本族。在一些设计中，跨越传输秩嵌套所产生的码本。在一些设计中，所产生的码本相对于传输秩是分层的。在一个方面中，将码本提供给基站和用户设备(UE)用于在信道质量反馈期间使用。
简要地且一般地说，称为多描述编码(MDC)的技术用于允许信道状况的精细粒度表示。提供用于从UE到基站使用基于MDC的信道参数报告的调度。在一个方面中，分层或嵌套码本的使用有利地帮助了减少报告不同传输秩的信道参数的比特开销。下文进一步公开这些和其它方面。
图1示出了无线通信系统100，其可以是LTE系统或某种其它系统。系统100可以包括多个演进节点B(eNB)110和其它网络实体。eNB 110可以是与UE进行通信的实体，并且也可以被称为基站、节点B、接入点等。每个eNB 110可以提供对特定地理区域的通信覆盖，并且可以支持位于该覆盖区域内的UE的通信。为了提高容量，可以将eNB的总覆盖区域分成多个(例如，三个)更小的区域。每个更小的区域可以由相应的eNB子系统提供服务。在3GPP中，术语“小区”可以指eNB的最小覆盖区域和/或为这个覆盖区域提供服务的eNB子系统。
UE 120可以分散在整个系统中，并且每个UE 120可以是静止的或移动的。UE 120也可以被称为移动台、终端、接入终端、用户单元、站等。UE 120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、手持式设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、智能电话、笔记本、智能本等。
LTE在下行链路上利用正交频分复用(OFDM)，而在上行链路上利用单载波频分复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将频率范围划分成多个(K)正交子载波，其通常也被称为音调(tone)、频段(bin)等。可以用数据调制每个子载波。通常，使用OFDM在频域中发送调制符号，使用SC-FDM在时域中发送调制符号。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，并且子载波的总数(K)可以取决于系统带宽。例如，针对1.25、2.5、5、10或20兆赫兹(MHz)的系统带宽，K可以分别等于128、256、512、1024或2048。系统带宽可以与K个总子载波的子集对应。
图2示出了示例性基站/eNB 110和UE 120的设计的方框图，其可以是图1中的eNB中的一个和UE中的一个，可以在适当时在该设计中实现上面公开的各个过程。UE 120可以配备有T个天线1234a到1234t，而基站110可以配备有R个天线1252a到1252r，其中通常T≥1并且R≥1。
在UE 120处，发射处理器1220可以接收来自数据源1212的数据和来自控制器/处理器1240的控制信息。发射处理器1220可以分别对该数据和控制信息进行处理(例如，编码、交织和符号映射)，并可以分别提供数据符号和控制符号。发射处理器1220还可以根据分配给UE 120的一个或多个RS序列为多个非邻近的集群产生一个或多个解调参考符号，并可以提供参考符号。如果需要，则发射(TX)多输入多输出(MIMO)处理器1230可以对来自发射处理器1220的数据符号、控制符号和/或参考符号执行空间处理(例如，预编码)，并且可以将T个输出符号流提供给T个调制器(MOD)1232a到1232t。每个调制器1232可以(例如，针对SC-FDMA、OFDM等)处理相应的输出符号流以获得输出采样流。每个调制器1232可以进一步处理(例如，转换到模拟、放大、滤波和上变频)输出采样流以获得上行链路信号。来自调制器1232a到1232t的T个上行链路信号可以分别通过T个天线1234a到1234t来发送。
在基站110处，天线1252a到1252t可以从UE 120接收上行链路信号，并将所接收的信号分别提供给解调器(DEMOD)1254a到1254r。每个解调器1254可以调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)相应的所接收的信号以获得接收采样。每个解调器1254可以进一步处理接收采样以获得接收符号。信道处理器/MIMO检测器1256可以从所有的R个解调器1254a到1254r获得接收符号。信道处理器1256可以根据从UE 120接收的解调参考信号导出从UE 120到基站110的无线信道的信道估计。MIMO检测器1256可以根据信道估计对接收符号执行MIMO检测/解调，并可以提供检测符号。接收处理器1258可以处理(例如，符号解映射、解交织和解码)检测符号，将解码数据提供给数据宿1260，并将解码控制信息提供给控制器/处理器1280。
在下行链路上，在基站110处，来自数据源1262的数据和来自控制器/处理器1280的控制信息可以由发射处理器1264处理、如果需要则由TXMIMO处理器预编码、由调制器1254a到1254r调节，并发送到UE 120。在UE 120处，来自基站110的下行链路信号可以由天线1234接收、由解调器1232调节、由信道估计器/MIMO检测器1236处理、并由接收处理器1238进一步处理以获得发送到UE 120的数据和控制信息。处理器1238可以将解码数据提供给数据宿1239并将解码控制信息提供给控制器/处理器1240。
控制器/处理器1240和1280可以分别指导UE 120处和基站110处的操作。在UE 120处的处理器1220、处理器1240和/或其它处理器和模块可以执行或指导用于本文描述的技术的过程(例如，图7的过程700)。在基站110处的处理器1256、处理器1280和/或其它处理器和模块可以执行或指导用于本文描述的技术的过程(例如，图3的过程300和图5的过程500)。存储器1242和1282可以分别为UE 120和基站110存储数据和程序代码。调度器1284可以调度UE进行下行链路和/或上行链路传输，并且可以为所调度的UE提供资源分配(例如，分配多个非邻近集群、解调参考信号的RS序列等)。
在LTE-A的下一版本中正在考虑不同的增强，以提高用户体验和系统性能。一些示例性增强区域包括引入空间处理技术(例如使用高达8层传输的SU-MIMO)、使用多用户MIMO(MU-MIMO)配置以及使用协同式多点传输(CoMP)来协调无线网络中的多个节点的传输。
为了以高效的方式支持不同的空间处理技术，本文公开了新的反馈机制、控制信令和参考信号。在一些设计中，新的反馈机制将关于信道的空间结构和信道质量的信息以及秩(CQI/RI)提供给调度器(例如，eNB 110)。由接收机(例如，UE 120)传递回发射机(例如，eNB 110)的信息在本文称为“信道结构”或“信道参数”。应当理解的是，术语“信道结构”或“信道参数”是指由接收机(例如，UE 120)提供给发射机(例如，eNB 110)以有助于从发射机到接收机的优化传输的反馈。
例如，在一些设计中，信道参数可以包括信道质量指数(CQI)、传输的估计秩等。eNB 110可以使用所接收的信道结构信息(或信道参数)来“优化”从eNB 110到UE 120的传输。术语“优化”可以指传输改进，例如使用用于波束成形的特定预编码矩阵，或选择传输的特定秩或者通过使用纠错码或增加噪声容限来提高传输的可靠性等。
在一些设计中，可以通过根据接收信号来估计信道矩阵并通过将信道矩阵估计量化到码本中最接近的项，从而在从接收机到发射机的反馈中指示信道空间结构。一个或多个码本可能对接收机和发射机都是已知的。因此，接收机可以向发射机简单地指示使用哪个码本项进行随后的传输。信道矩阵估计可以包括连续可变的参数(即，具有大量可能的值)，但码本项的可用数量可能是有限的。因此，接收机可能必须决定如何使用可用的码本项来表示计算的信道矩阵。换句话说，接收机可以在向发射机提供反馈时“量化”信道参数。
在一些设计中，可以不时地改变或更新接收机和发射机所使用的码本。例如，在LTE网络中，eNB 110可以在起动时间或在运行时间期间通过较高层消息来更新UE 120所使用的码本。此外，在eNB 110处存储并使用的码本也可以由无线网络运营商不时地更新，以提高系统性能。
实际计算值和所报告的量化信道参数之间的差异可能影响系统性能。为了最小化这样的量化误差，可以利用各种技术来使用有限数量的码本项表示信道参数。例如，在一些设计中，可以执行信道矩阵的元素的标量量化。在标量量化技术中，可以在逐个参数的基础上从码本中的相应可用值选择所报告的值。
在一些设计中，可以执行向量量化。在向量量化技术中，可以基于预定的度量(例如弦距离)或容量计算，从码本选择“最近的”向量项来反馈信道参数向量(例如，用于波束成形的本征向量)，从而用于报告回发射机。
在一些设计中，具有不同大小的码本结构可以用于减少量化误差。所使用的码本的大小(即，可能项的数量)可以通过允许以更细的粒度表示计算的信道参数值来帮助提高反馈的精确度。
在一些设计中，从接收机向发射机(例如，从UE 120向eNB 110)报告信道参数所需要的带宽的量可以通过使用各种反馈编码和压缩技术来降低。例如，在某些设计中，可以从UE 120向eNB 110只反馈关于信道的单个主本征分量(或某前几个主本征分量)的反馈信息。在一些设计中，UE 120可以计算信道协方差矩阵的本征方向，并且只报告某些预定数量的(例如，一个或两个)主本征方向。根据eNB 110和UE 120同意的不同标准和过程，在反馈的本征方向的数量上可以具有硬限制和软限制。例如，在一些设计中，可以使用本征向量的数量上的最大上限。在一些设计中，UE 120可以报告沿着特定的波束方向提供较好的容量的本征向量，等等。
在一些设计中，在UE 120处关于要报告哪些本征方向的决策过程也可以考虑不仅针对UE 120的服务小区而且也针对邻近小区的本征方向。在实现LTE-A的协同式多点传输(CoMP)配置的网络中，这样的方案可能是有用的，以避免到/来自不同的eNB 110的传输之间的干扰。
可以通过将实际信道矩阵值转换或投影到另一空间来实现额外减少传递信道参数和/或降低报告中的量化误差所需要的上行链路带宽的量。例如，在一些设计中，可以向发射机传递针对实际信道的白化信道版本计算的本征向量。在一些设计中，可以关于从非协同小区的传输观测到的干扰来执行白化。在一些设计中，可以使用信道的长期协方差结构来白化信道。UE120可以例如在几百子帧上计算长期协方差结构。在发射天线被紧密地间隔的配置中或在具有小的角展度的传播情况下，在长期观测窗口上进行白化可能特别有用。在一些设计中，可以根据在特定方向上的投影来计算本征向量，该特定方向假定特定的接收机波束成形向量。
称为反馈编码的另一种技术也可以用于减少将信道参数从UE 120报告给eNB 110所需要的上行链路带宽。在反馈编码设计中，可以基于时间/频率/空间维度中的信道相关性将数据压缩用于减少报告信道状况的传输开销。可替换地，信道相关性可以用于在给定数量的上游带宽中提高调度器(例如，eNB 120)处的信道知识的精确度。
多描述编码(MDC)是可以用于在从UE 120向eNB 110报告信道参数反馈过程中减少量化误差的又一技术。可以将每个MDC报告视为从UE的有利位置提供信道的“外观”。该外观可以例如与时间段和/或频带相关联。广泛地说，在MDC方案中，UE 120可以给eNB 110提供关于信道在一段时间和一段频率上的各种外观的信息。相应地，eNB 110可以组合所接收的不同外观以导出报告的信道状况的较好估计。组合不同的报告(或“外观”)可以提高eNB 110处的信道知识的精确度。换句话说，使用MDC，UE 120可能能够提高报告信道状况的粒度(即，降低量化误差)。当然，因为每个信道反馈可能接近于UE 120处实际计算的值，所以eNB 110可以自由地组合或不组合所接收的信道反馈。在MDC方案中，码本结构可以用于提供信道在在不同的时刻和/或频带处的不同外观。基于这些码本来组合报告可以减少量化误差。下面进一步描述使用码本MDC编码的这个方面以及其它方面。
为了说明MDC编码方案，假定由UE 120使用的码本只包括整数信道参数值。在这种情况下，为了反馈信道参数值“2.5”，在常规系统中，UE 120可能必须进行关于如下的决策：是使用项“2”还是使用项“3”来发送期望的信道参数值“2.5”。然而，在MDC方案中，UE 120可以在值“2”和“3”之间(来回)交替。在eNB 110处，可以对接收的值“2”和“3”进行平均或低通滤波以到达UE 120预期的值“2.5”。将会清楚的是，通过调整所报告的码本值在报告时段上的占空比，由UE 120报告大量的中间信道参数值也是可能的。相应地，eNB 110可以通过在给定的MDC报告时段上进行平均来恢复这些中间值。
当与信道参数反馈的时刻相比，操作状况使得eNB 110和UE 120之间的通信信道缓慢变化时，可以使用可用码本值的长模式来实现所发送的信道参数值的更细粒度。例如，当信道是宽带LTE信道时，与5到10个子帧的典型反馈时段相比，信道的频域属性可能不会快速改变。在这样的情况下，可以对十个连续的信道参数报告进行平均，以报告精确到小数点第一位的信道参数值(假定整数码本项)。
在一些设计中，MDC码本可以具有传输的相关联预定调度。例如上面描述的，MDC调度可以有助于信道参数的精细粒度报告。MDC调度可以包括例如关于信道参数的传输序列、使用来自码本集中的哪些码本、以及如何执行参数平均的信息。下面提供MDC调度和码本集的进一步细节。
在一些设计中，多个码本集可以由接收机使用。例如，对于先前描述的与使用可用码本项“2”和“3”来发送信道参数值“2.5”相关的例子，在某些设计中，UE 120可以具有两个可用的码本集。第一码本可以允许报告信道参数值{1，2，3...}，而第二码本可以允许报告半整数值{0.5，1.5，2.5，...}。在这样的情况下，为了发送信道参数2.5，UE 120可以选择如前所述地交替发送来自第一码本的“2”和“3”，或可以直接发送来自第二码本的“2.5”。UE使用哪个码本的选择可以取决于与反馈相关联的调度方案。应当强调的是，包括整数和半整数值的示例性码本仅仅是为了说明的目的。本文描述的MDC技术可应用于任何类型的码本项，包括有理数值或无理数值。
在一些设计中，可以将码本设计为有助于使用低上行链路带宽和/或减少的量化误差的信道参数报告。在一些设计中，可以先验地执行码本设计，并且可以将所设计的码本存储在eNB 110处和UE 120处。可以在计算机(其可以或可以不位于eNB 110处)处执行码本的设计和产生，然后可以将码本传递到eNB 110和/或UE 120以供未来使用。在一些设计中，可以根据观测到的信道状况或传输配置(例如，在eNB 110处的天线配置)来产生新的码本。在一些设计中，可以通过高级信令将新的码本提供到UE 120。
在一些设计中，可以使用嵌套结构产生码本。在一些嵌套结构设计中，可以跨越传输秩嵌套码本。这个属性可以指，可以扩展用于较低传输秩的码本以获得较高传输秩的码本。例如，在嵌套结构中，秩1码本中的秩1向量是存在于秩2码本中的秩2矩阵的子集的列。
在一些设计中，可以针对不同的秩来设计码本结构，以与上述MDC技术兼容。换句话说，码本可以都是秩嵌套的，并且能够使用MDC调度给报告提供低量化误差。将会清楚的是，这种码本在UE 120处的可用性有助于MDC反馈方案，其包括由UE 120选择秩。
在一些设计中，可以为MDC所使用的码本集中的每个码本提供嵌套结构。换句话说，可以按如下定义嵌套码本集的族：
F＝{S1，S2，....，Sk}；                            式(1)
其中k是在族F中的码本集的数量。可以按如下方式划分族F。每个Si可以是嵌套的码本集，其包含秩1到期望的秩比如秩ri的码本。换句话说，可以按如下方式表示每个Si：
Si＝{C1，i，C2，i，.....，Cri，i}；                式(2)
其中Cj，i是集i中的秩j码本。变量i、j和ri是整数。在每个时间/频率实例处，可以选择码本集Si中的一个码本集，并且在该集内，针对不同的秩(例如j)，可以使用Cj，i进行报告。
在一些设计中，可以将码本设计为具有跨越传输秩的分层结构。例如，可以根据特定的标准(例如内积度量)为秩1定义N1个码本的族，每个码本具有M1个比特(N1和M1都是整数)。令该码本族由下式表示：
F1＝{C1，1，...C1，N1}                             式(3)
其中每个C1，j大小为2M1。
可以将N1个码本的族F1划分成较少数量的族，比如N2族，即，F2＝{C2，1，...C2，N2}。可以通过特定的标准(例如弦距离、正交分量)选择每族中秩1向量的集合的子集，并将其扩展到秩2矩阵。在这种情况下，用于秩1UE 120(即，传输信道具有秩1的UE 120)的MDC可以使用N1个码本的族F1(每个码本大小为M1比特)。类似地，对于秩2UE而言，可以使用N2个码本的族F2。如果选择了每族中的所有秩1向量，则族F2的码本中的每个码本的大小是M1+log2(N1/N2)。将清楚的是，如上定义的码本也具有嵌套结构。可以通过重复嵌套过程将该方法扩展到更高的秩。
在一些设计中，可以通过从较高秩传输的码本族开始的自上而下过程来获得码本族的嵌套结构。令针对较高秩传输构造的码本族为F2＝{C2，1，...C2，N2}，C2，j是该族中的第j个码本。在这种情况下，可以首先从F2(针对较高秩的传输构造的码本族)中选择码本的子集。令码本的这个子集被表示为G＝{C2，i1，...C2，ik}。对于G(所选择的码本子集)中的每个码本，通过选择该码本中的矩阵的子集并将它们划分成多个二次采样的码本来产生多个二次采样的码本。二次采样的码本中的每个码本可以用作较低秩传输的MDC码本的实例。将会清楚的是，如上定义的码本也具有嵌套结构。可以通过重复嵌套过程而将该方法扩展到更高的秩。
通常，用于不同秩的码本的大小可以不同。在一些设计中，可以为较低的秩提供较精细粒度的码本(因为在一般操作情况下，较低秩的信道参数可能使用得更频繁，并可以应用于所有的情况)。相应地，可以将较高秩的码本设计成具有比较低秩的码本更小的大小。
在一些设计中，码本设计可以是可配置的，并且可以定义不同的码本，并可以针对反馈计算将不同的码本半静态地分配给不同的UE 120。给每个UE 120分配的码本的选择可以基于不同的参数，例如UE信道状况(例如多普勒、角展度)或网络配置(例如Tx天线配置、UE的数量和主操作模式(SU、MU或CoMP))。此外，所分配的码本也可以取决于在eNB 110处的传输天线配置。例如，当eNB 110具有线性间隔的天线时，传输模式可以是类似FFT的，并且使用矩阵的旋转产生的码本集可以被使用。
在一些设计中，可以半静态地选择所使用的码本族，以用在UE 120和eNB 110之间。该选择(和对选定的族的改变)可以由eNB 110通过较高层消息传递。在如下意义上讲将该选择称为半静态：所使用的码本族的选择可以在几十个子帧的持续时间上(例如，在10或100或1000个子帧上)保持不变。
在一些设计中，可以以分层的方式使用上述MDC反馈方案。在分层方案中，例如，可以使用常规反馈方案发送信道参数。除了常规反馈方案以外，MDC报告可以用于通知eNB 110关于对前面报告的信道参数的偏差，其中先前报告的信道参数是使用常规反馈方案报告的。如前所述，MDC技术有助于高粒度值(即，较低的量化误差)的报告。因此，在一个方面中，分层技术可以允许所报告的信道参数的“精细调节”。例如，当从eNB 110发送的波束的角展度很小(例如，10度或更低)时，那么用于波束成形的本征向量方向可能不会(例如，在逐个子帧的基础上)快速改变。例如，当eNB 110上的发射天线相对于发射波长紧密地间隔时，可以实现小的波束成形角度。分层反馈方案可以用在这样的配置中。
图3是示出了MU-MIMO系统中的无线通信的过程300的流程图。在方框302处，产生包括至少一个码本集的码本族，该码本集包括基于传输秩而组织的多个码本。该码本集包括多个分层码本。可以如上面关于式(1)和式(3)所描述的来产生码本。在方框304处，提供该码本族，以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。如前所述，可以根据传输秩分层地或以嵌套的方式组织该码本族。可以在通信地耦合到eNB 110的计算机处执行码本产生。
在一些设计中，提供MDC调度以与MDC反馈方案一起使用。本文已经讨论了MDC调度的各种可能性，例如使用MDC进行精细粒度细化。此外，MDC调度的产生可以包括根据eNB 110和/或UE 120的传输配置以及操作状况(例如信道质量)来产生MDC调度。
在一些设计中，可以根据传输秩将码本族划分成多个子族，其中，大于一的传输秩的码本是通过根据一标准扩展秩1码本而产生的。如前所述，用于从秩1码本扩展到较高秩码本的传输标准可以包括弦距离或者可以是基于正交分量方法的。
在一些设计中，如前面关于式(1)所讨论的，可以将码本族划分成多个子族，每个子族包括多个传输秩的码本。
在一些设计中，如前所述，可以将随机矩阵、高斯矩阵或酉矩阵用作起始点，来产生码本族。在一些设计中，可以基于发射机配置(例如天线的数量、天线的放置等)来产生码本族。
图4是无线通信装置400的一部分的方框图表示，无线通信装置400包括：模块402，用于产生包括至少一个码本集的码本族，该码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及模块404，用于提供该码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。可以先验地或在运行时间期间通过将较高层消息从eNB 110发送到UE 120，来向eNB 110和UE 120提供码本族。无线通信设备400可以是例如耦合到eNB 110的计算机。包括模块402和404的通信装置400可以进一步实现前面讨论的码本生成技术中的一种或多种，以用于降低反馈带宽和/或降低量化误差。
图5是用在无线通信系统中的方法的过程500的流程图表示。例如，可以在eNB 110处实现过程500。在方框502处，根据多描述编码(MDC)调度从UE 120接收第一组多个信道质量报告。在方框504处，根据该第一组多个信道质量报告来确定传输参数。在一些设计中，来自该第一组多个信道质量报告的每个信道质量报告包括码本项的指示。
在一些设计中，接收没有根据MDC调度进行调度的第二组多个信道质量报告。该第二组多个信道质量报告可以例如用于确定传输参数。在一些设计中，使用该第一组多个信道质量报告来计算第一值，以调整使用该第二组多个信道质量报告计算的第二值。
图6是无线通信装置600的一部分的方框图表示，无线通信装置600包括：模块602，用于根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收第一组多个信道质量报告；以及模块604，用于根据该第一组多个信道质量包告确定传输参数。无线通信装置600可以是例如eNB 110。装置600和模块602、604可以进一步使用如本文公开的分层码本实现用于降低反馈带宽和/或量化误差的技术中的一种或多种技术。
图7是无线通信的过程700的流程图表示。例如，可以在UE 120处实现过程700。在方框702处，接收根据传输秩组织的码本族。在方框704处，使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自该码本族的码本项的信道质量参数。在一些设计中，该信道质量参数可以包括期望的传输秩。所接收的码本族可以是根据传输秩而被分层地组织的。可以根据期望的传输秩来选择在方框704中报告的码本项。在一些设计中，该码本族可以根据传输秩被嵌套。例如，所接收的码本族可以是如关于上面的式(1)到式(3)所讨论的。
图8是无线通信装置800的一部分的方框图表示，无线通信装置800包括：模块802，用于接收根据传输秩而组织的码本族；以及模块804，用于使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自该码本族的码本项的信道质量参数。包括模块802和804的通信装置800可以进一步实现前面讨论的码本生成技术中的一种或多种，以用于降低反馈带宽和/或降低量化误差。
在一些设计中，信道质量参数包括：当eNB 110与UE 120进行通信时应当使用的期望的传输秩。
在一些设计中，所接收的码本族是根据传输秩被分层地组织的，并且UE 120选择与期望的传输秩对应的码本项，并将选择的码本项报告给eNB110。
将会清楚的是，在前面的描述中，提供了用于减小与从接收机向发射机提供信道反馈相关联的量化误差和/或带宽开销的几种技术。已经公开了用于产生码本的技术。在一个方面中，可以根据期望的传输秩将码本组织成码本族。在一个方面中，在使用多描述编码(MDC)反馈方案来提供信道反馈的过程中，码本可能是特别有用的。
将进一步清楚的是，公开了产生根据传输秩分层地组织的码本族的技术。在一个方面中，分层布置可以包括N1个秩1码本的族。可以通过使用特定的标准(例如最小化所产生的矩阵之间的弦距离)扩展秩1码本或者通过沿着特定的正交分量扩展秩1矩阵等来产生较高秩(例如秩2)的码本。
将进一步清楚的是，公开了通过根据传输秩进行嵌套来组织码本族的技术。在一个方面中，码本族可以包括嵌套的码本集，每个码本集包括秩1到秩r1的码本(其中r1是大于1的整数)。
将进一步清楚的是，码本族可以用于使用MDC方案的信道参数反馈。将清楚的是，MDC和根据传输秩嵌套的码本的组合提供了以前没有得到的上行链路带宽开销的节约和/或量化误差的降低，同时仍然允许UE 120根据从eNB 110到UE 120的传输的期望传输秩来提供反馈。
本领域技术人员将理解，信息和信号可以使用各种不同的技术和方法中的任和一个来表示。例如，可以贯穿上面的描述提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁例子、光场或光粒子或者其任意组合来表示。
技术人员将进一步清楚，结合本文公开内容描述的各种示例性逻辑方框、模块、电路和过程步骤可以实现为电子硬件、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，上文已经对各种示例性组件、方框、模块、电路和步骤围绕其功能进行一般描述。至于这种功能是实现为硬件还是软件取决于特定的应用和强加在整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式来实现所述功能，但此类实现决策不应被解释为导致背离本公开内容的范围。
可以使用被设计为执行本文所述功能的通用处理器、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器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或其任何组合来实现或执行结合本文公开内容所描述的各种示例性逻辑方框、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但可替换地，处理器可以是任何常规处理器、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和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合或者任何其它此类配置。
结合本文公开内容所描述的方法或算法的步骤可以直接实现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中。软件模块可以位于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，使得处理器可以从存储介质读取信息，并将信息写到存储介质。可替换地，存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。ASIC可以位于用户终端中。可替换地，处理器和存储介质可以作为分立的组件位于用户终端中。
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实现。如果在软件中实现，则功能可以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，通信介质包括有助于计算机程序从一个地方转移到另一地方的任何介质。存储介质可以是可以由通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而不是限制，此类计算机可读介质可以包括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、或者可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码模块并可以由通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。本文使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光盘、光学盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘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。
前文提供了本公开内容的描述，以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本公开内容。本公开内容的各种修改对于本领域的技术人员而言都将是显而易见的，并且本文所定义的一般原理可以应用于其它变形，而不偏离本公开内容的精神或范围。因此，本公开内容并不旨在限于本文描述的实例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖特征的最宽范围相一致。
鉴于上述示例性系统，参考几个流程图描述了可以根据所公开的主题实现的方法。虽然为了解释的简单的目的，将这些方法示出并描述为一系列方框，但是应当理解和清楚的是，所要求保护的主题并不受方框顺序限制，这是因为一些方框可以与本文示出并描述的顺序不同的顺序出现和/或与其它方框同时出现。而且，为了实现本文描述的方法，可能并不需要所有示出的方框。此外，应当进一步清楚，本文所公开的方法能够存储在制品上以便于将此类方法传送和转移到计算机。如本文使用的术语“制品”旨在包括可以从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。
应当清楚的是，被陈述通过引用方式并入本文的任何专利、出版物或其它公开材料仅仅是以如下程度整个或部分并入本文的：所并入的材料不与现有定义、陈述或本公开内容中给出的其它公开材料相冲突。因此，并且在必要的程度上，如本文明确地给出的公开内容取代通过引用方式并入本文的冲突材料。被陈述通过引用方式并入本文、但与现有定义、陈述或本文给出的其它公开材料相冲突的任何材料或其一部分，将只在如下程度内并入：所并入的材料和现有的公开材料之间没有冲突。

Claims (50)

1.一种用于无线通信的方法，包括：
产生包含至少一个码本集的码本族，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及
提供所述码本族，以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个码本是基于所述传输秩而分层组织的。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
对码本族中的码本进行二次采样；以及
基于所述传输秩将二次采样的码本划分成多个子族，其中，大于一的传输秩的码本是通过根据一标准扩展秩1码本来产生的。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述扩展是基于弦距离和正交分量方法中的一个的。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个码本是基于所述传输秩而嵌套的。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
将所述码本族划分成多个子族，每个子族包括多个传输秩的码本。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述多个码本的基于传输秩的嵌套结构是通过下列操作获得的：
从第一传输秩的码本族中的矩阵选择一组子矩阵；
选择所选择的子矩阵的子集；以及
将子矩阵的所选择的子集划分成用于第二传输秩的多个码本；其中所述第二传输秩小于所述第一传输秩。
8.如权利要求5所述的方法，还包括：
产生最大可能秩的第一码本族；
选择所述第一族中的码本的子集；以及
通过对所述第一族中的码本的所选择的子集的矩阵进行二次采样来产生较低秩的传输的多个码本。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
为所述MDC信道反馈方案提供调度。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述产生码本族的步骤包括：
通过使用随机矩阵、高斯矩阵和酉矩阵中的一个来产生所述码本族。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述产生码本族的步骤包括：
根据给定码本以及所述给定码本上的不同酉变换来产生所述码本族。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述产生码本族的步骤包括：
基于发射机配置来产生所述码本族。
13.一种用于无线通信的装置，包括：
用于产生包含至少一个码本集的码本族的模块，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及
用于提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中的模块。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述多个码本是基于所述传输秩而分层组织的。
15.如权利要求14所述的装置，还包括：
用于对码本族中的码本进行二次采样的模块；以及
用于基于所述传输秩将二次采样的码本划分成多个子族的模块，其中，大于一的传输秩的码本是通过根据一标准扩展秩1码本而产生的。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述扩展是基于弦距离和正交分量方法中的一个的。
17.如权利要求13所述的装置，其中，所述多个码本是基于所述传输秩而嵌套的。
18.如权利要求17所述的装置，还包括：
用于将所述码本族划分成多个子族的模块，每个子族包括多个传输秩的码本。
19.如权利要求17所述的装置，其中，所述多个码本的基于传输秩的嵌套结构是通过下列模块来获得的：
用于从第一传输秩的码本族中的矩阵选择一组子矩阵的模块；
用于选择所选择的子矩阵的子集的模块；以及
用于将子矩阵的所选择的子集划分成用于第二传输秩的多个码本的模块；其中所述第二传输秩小于所述第一传输秩。
20.如权利要求17所述的装置，还包括：
用于产生最大可能秩的第一码本族的模块；
用于选择所述第一族中的码本的子集的模块；以及
用于通过对所述第一族中的码本的所选择的子集的矩阵进行二次采样来产生较低秩的传输的多个码本的模块。
21.如权利要求13所述的装置，还包括：
用于为所述MDC信道反馈方案提供调度的模块。
22.如权利要求13所述的装置，其中，所述用于产生码本族的模块包括：用于通过使用随机矩阵、高斯矩阵和酉矩阵中的一个来产生所述码本族的模块。
23.如权利要求13所述的装置，其中，所述用于产生码本族的模块包括：用于根据给定码本和所述给定码本上的不同酉变换来产生所述码本族的模块。
24.如权利要求13所述的装置，其中，所述用于产生码本族的模块包括：用于基于发射机配置来产生所述码本族的模块。
25.一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质包括：
用于使至少一个计算机产生包含至少一个码本集的码本族的指令，所述码本集包括基于传输秩而组织的多个码本；以及
用于使所述至少一个计算机提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中的指令。
26.如权利要求25所述的计算机程序产品，其中，所述多个码本是基于所述传输秩而分层组织的。
27.一种用于无线通信的装置，包括：
处理器，被配置用于：
产生包含至少一个码本集的码本族，所述码本集包括基于传输秩而
组织的多个码本；以及
提供所述码本族以用在多描述编码(MDC)信道反馈方案中。
28.如权利要求27所述的装置，其中，所述多个码本是基于所述传输秩而分层组织的。
29.一种用于无线通信的方法，包括：
根据多描述编码(MDC)调度，从用户设备(UE)接收多个信道质量报告；以及
基于所述多个信道质量报告确定传输参数。
30.如权利要求29所述的方法，其中，来自所述多个信道质量报告的每个信道质量报告包括码本项的指示。
31.如权利要求29所述的方法，还包括：
接收没有根据MDC调度进行调度的另外的多个信道质量报告。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所述确定传输参数的步骤包括：
使用第一值调整第二值，其中所述第一值是使用所述多个信道质量报告计算出来的，所述第二值是使用所述另外的多个信道质量报告计算出来的。
33.一种用于无线通信的装置，包括：
用于根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告的模块；以及
用于基于所述多个信道质量报告确定传输参数的模块。
34.如权利要求33所述的装置，其中，来自所述多个信道质量报告的每个信道质量报告包括码本项的指示。
35.如权利要求34所述的装置，还包括：
用于接收没有根据MDC调度进行调度的另外的多个信道质量报告的模块。
36.如权利要求35所述的装置，其中，所述用于确定传输参数的模块包括：
用于使用第一值调整第二值的模块，其中所述第一值是使用所述多个信道质量报告计算出来的，所述第二值是使用所述另外的多个信道质量报告计算出来的。
37.一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质包括：
用于使至少一个计算机根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告的指令；以及
用于使所述至少一个计算机基于所述多个信道质量报告确定传输参数的指令。
38.一种用于无线通信的装置，包括：
处理器，被配置用于：
根据多描述编码(MDC)调度从用户设备(UE)接收多个信道质量报告；以及
基于所述多个信道质量报告确定传输参数。
39.一种无线通信方法，包括：
接收基于传输秩而组织的码本族；以及
使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数。
40.如权利要求39所述的方法，其中，所述信道质量参数包括期望的传输秩。
41.如权利要求40所述的方法，其中，所述码本族是根据传输秩而分层组织的，并且所述码本项是基于所述期望的传输秩来选择的。
42.如权利要求40所述的方法，其中，所述码本族是根据传输秩而嵌套的，并且所述码本项是基于所述期望的传输秩来选择的。
43.一种无线通信装置，包括：
用于接收基于传输秩而组织的码本族的模块；以及
用于使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数的模块。
44.如权利要求43所述的装置，其中，所述信道质量参数包括期望的传输秩。
45.如权利要求44所述的装置，其中，所述码本族是根据传输秩而分层组织的，并且所述码本项是基于所述期望的传输秩来选择的。
46.如权利要求44所述的装置，其中，所述码本族是根据传输秩而嵌套的，并且所述码本项是基于所述期望的传输秩来选择的。
47.一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质包括：
用于使至少一个计算机接收基于传输秩而组织的码本族的指令；以及
用于使所述至少一个计算机使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数的指令。
48.如权利要求47所述的计算机程序产品，其中，所述信道质量参数包括期望的传输秩；
其中，所述码本族是根据传输秩而分层组织以及根据传输秩而嵌套中的一个；
其中，所述码本项是基于所述期望的传输秩来选择的。
49.一种无线通信装置，包括：
处理器，被配置用于：
接收基于传输秩而组织的码本族；以及
使用多描述编码(MDC)方案来报告使用来自所述码本族的码本项的信道质量参数。
50.如权利要求49所述的装置，其中，所述信道质量参数包括期望的传输秩；
其中，所述码本族是根据传输秩而分层组织以及根据传输秩而嵌套中的一个；
其中，所述码本项是基于所述期望的传输秩来选择的。
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