CN102918776B - 用于具有结构化频率选择性的有效信道的预编码器码本 - Google Patents

Abstract

用于将无线接收器连接到无线发射器的有效信道的预编码器包括预编码器报告和预编码器更新报告，有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器。确定有效信道的结构化频率选择性，结构化频率选择性由有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起。基于结构化频率选择性来生成预编码器更新报告。预编码器更新报告包括考虑结构化频率选择性的频率相关的相位补偿。基于确定的有效信道的信道状态信息来生成有效信道的预编码器报告。向无线发射器发射预编码器报告和预编码器更新报告。发射器基于预编码器报告和预编码器更新报告来确定传输操作，并且根据传输操作来向无线接收器发射数据。

Description

用于具有结构化频率选择性的有效信道的预编码器码本

优先权要求

本申请要求于2010年4月1日提交的美国临时专利申请61/320,164的优先权，通过引用将所述临时申请全文结合于本文。

技术领域

本文中描述的实施例一般涉及无线通信系统和多天线传输，并且尤其涉及传输预编码。

背景技术

在发射器和/或接收器处多天线的使用可以显著地提升无线系统的性能是众所周知的。这样的多输入多输出（MIMO）天线配置具有提高数据率和增加分集的潜力。预编码是一种用于通过变换携带发射矢量的信息以使矢量更好地配合信道条件来提高MIMO系统的性能的多天线技术。这可以基于信道信息或完全没有信道信息或其某一组合来实现。经常，预编码被实现为在传输之前对携带矢量的信息执行线性变换。这样的线性变换通常用矩阵表示。预编码是LTE（3GPP长期演进）以及WCDMA（宽带码分多址）和WiMax（全球微波接入互操作性）的组成部分。

有两种基本类型的预编码：基于码本的和非基于码本的。基于码本的预编码涉及从可数的且通常有限的候选矩阵集合中选择实现线性变换的预编码矩阵。候选矩阵集合构成码本。另一方面，非基于码本的预编码不涉及任何量化。预编码元素从而可以例如是信道矩阵的连续函数。

波束成形是更一般的预编码概念的特殊情况以及涉及将携带符号流的单个信息与信道相关的矢量相乘，信道相关的矢量调节每个发射天线上的信号的相位，以使在接收器侧获得发射信号的相干叠加。这提供分集而且提高SNR。可能需要借助于前向链路中选出的预编码器元素的信令和/或反馈信令来用信号发送预编码器矩阵。反馈信令可以被视为接收器向发射器提供信道信息的一种方式。

已知用于实现这样的前向链路信令的若干种不同方法。对于基于码本的预编码，在前向链路中显式地用信号发送预编码器元素索引是可能的。还可以使用预编码的导引信号/参考符号（RS）来隐式地用信号发送预编码器，可以在接收器处使用预编码的导引信号/参考符号（RS）连同非预编码的参考符号来确定使用的预编码器元素。另一种可能性是将预编码的参考符号也用于数据的解调，这是所谓的专用RS或备选地解调RS或UE特定的RS，以及从接收器的角度将预编码器元素吸收（absorb）到有效信道中。

如以上所述，可以利用发射器和接收器之间的传播信道的不同级别的信息来确定/选择预编码器。不依赖于信道状态的预编码器选择经常被称为开环预编码以及在信道状态快速改变的情形下特别有用但是不可能以足够的精度跟踪。在更稳定的情形下，闭环预编码表现好得多，这是因为预编码器被自适应性地选择以匹配信道的状态并由此使性能最大化。

闭环预编码依赖于必须从接收器通过反馈机制来提供的在发射器处的信道状态信息的可用性。这样的反馈可以是以反向链路中的探测信号形式的相似物或可以在反向链路上数字地用信号发送。例如，接收器可以从预编码器码本选择或推荐预编码器（或多个预编码器）并且将相应的码本索引反馈到发射器，例如像在LTE的版本8中一样，以及这在一些上下文中被称为隐式反馈。因为通常一组信道实现映射到某一预编码元素，所以预编码器推荐可以被看作一种形式的信道量化。

为了使闭环预编码有效，预编码器必须与有效信道的状态良好匹配，有效信道的状态包括发射和接收滤波器、实际传播信道和天线电缆的信道响应。这在信道可以随频带改变（即，频率选择性信道）的宽带系统中造成问题。为了匹配信道，随频带自适应性地改变预编码器（频率选择性预编码）可能是必要的，这增加对信道状态信息的反馈的频率分辨率的要求。例如，可能必须为每个子带推荐单独的预编码器，其中子带是预编码器被认为与信道足够良好地匹配的频段。这样做通常导致大得多的反馈/信令开销。

一个特别的问题是何时有效信道的频率选择性比基础无线电传播信道中的高得多，这可能例如由以下造成：非校准的天线阵列；和从每个站点到接收器（或发射器）的传播距离显著不同的分布式天线系统。在这样的情况下，应该在比基础传播环境严格要求的高得多的频率密度上来执行常规的预编码器选择/推荐。这在具有相关性的传播信道的常见情况中特别明显，对于这样的情况，单个宽带预编码器可以同样在频率选择性信道中是足够的，这是因为可以调整预编码器来匹配传播信道的统计特性，这在比传播信道的相干带宽宽得多的带宽上可以是有效的。然而，如果天线和发射无线电链例如是非校准的，则在有效信道中没有保留传播信道的相关性。有效信道的统计特性反而随频率变化，从而要求频率选择性预编码器反馈。备选地，天线必须被校准，带来相关联的系统成本增加。

对于具有非校准的天线的系统，令H _RP （f）表示无线电传播信道的频率响应。然后可以将有效信道建模为                                               其中H _Rx （f）、其中H _Tx （f）分别是接收器和发射器的频率响应。通常，接收天线和滤波器引起的频率选择性H _Rx （f）可以作为接收处理的一部分来考虑，这是因为在接收器处的信道知识一般比在发射器处的好得多。此外，H _Tx （f）一般不随频率衰落（即，增益不改变），而是引起相位旋转，此外相位旋转随时间相当稳定。

然而，不匹配的发射天线和滤波器更有问题，这是因为不匹配造成H _Tx （f）的快速变化，这对于信道相关的闭环预编码是有问题的，其中接收的信号y（f）可以被建模为，x（f）是携带符号的调制的信息。为了使预编码匹配有效信道，预编码器的频率选择性必须与有效信道的频率选择性匹配。

对每个发射（TX）天线的发射延迟建模的发射器的脉冲响应的常见模型由对应于频率响应的给出。也就是，与校准的阵列相比，使，如下式给出的有效信道是有关的：

　　　　（1）

因此，TX天线之间的相对相位随频率而旋转。例如，天线m和n之间的相对相位旋转相位。如果带宽B大于数量级或与数量级相同，其中，则在带内存在显著的相位旋转。也就是，如果子带中容许的最大相对相位旋转是x弧度，则子带带宽B _SB 的上界为：

　　　　　　　　　　　　　　　　（2）

相应地，对于常规的预编码/波束成形，根据公式（2）来确定其中预编码器有效的子带带宽的上界。这对于与信道的统计特性匹配的宽带预编码特别限制。众所周知的是，无线电传播信道的统计特性被良好地近似为在带宽上恒定，以及有效信道的发射协方差矩阵的频率选择性由此或多或少是完全由发射滤波器和天线的频率响应H _Tx （f）引起的。换言之，使用完全校准的天线，调整到信道统计特性的预编码器/波束成形器在整个带宽上是有效的，这在相关信道环境中非常有用。对于非校准的天线，预编码器仅在如公式2给出的受限制的带宽的子带上有效。

对于具有多站点相干联合传输的系统，在终端和不同的站点之间的传播时间差可以是基本上不同的。这样的传播时间差可以以与非校准的天线阵列影响频率选择性大致相同的方式对其中预编码器有效的子带大小具有严重不利的影响。令H _k （τ）是不包括传播延迟的对第k站点的有效信道脉冲响应，以及令τ _k 是传播延迟。则可以将包括传播延迟的复合信道脉冲响应写为。易于获得频率响应为：

　　　　　（3）

而且观察到其中预编码器对复合信道操作的子带再次受到公式（2）的限制。

发明内容

在一个或多个实施例中，第一设备计算/选择预编码器报告并向第二设备用信号发送预编码器报告。通过频率相关的预编码器频率更新报告来加强预编码器报告。预编码器频率更新报告是预编码器报告的组成部分，因为频率更新报告用于根据预编码报告来确定报告的预编码操作。预编码器频率更新报告将在无线电硬件、部署和/或传播信道中的长期/持续的参数引起的结构化频率选择性作为目标。因为这样的结构化频率选择性的特征，所以可以保持低的预编码器频率更新报告的开销。如本说明书中使用的术语“预编码器报告”应该从例如可以是推荐的、请求的、选择的或配置的预编码操作的预编码器消息的一般意义上来解释。从而，该报告不一定仅是提供信息的。

根据在网络节点中生成用于将无线接收器连接到无线发射器的有效信道的预编码器的方法的实施例，该方法包括确定有效信道的结构化频率选择性，有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器。有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起结构化频率选择性。该方法还包括基于结构化频率选择性来生成预编码器更新报告，预编码器更新报告包括考虑结构化频率选择性的频率相关的相位补偿，基于确定的有效信道的信道状态信息来生成有效信道的预编码器报告，以及向无线发射器发射预编码器报告和预编码器更新报告。

根据网络节点的实施例，网络节点包括信号质量估计器电路、预编码生成器电路和收发器电路。信号质量估计器电路可操作来确定将无线接收器连接到无线发射器的有效信道的信道状态信息，有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器。信号质量估计器电路还可操作来确定有效信道的结构化频率选择性。结构化频率选择性由有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起。预编码生成器电路可操作来基于信道状态信息来生成有效信道的预编码器报告，以及基于结构化频率选择性来生成预编码器更新报告。预编码器更新报告包括考虑结构化频率选择性的频率相关的相位补偿。收发器电路可操作来向无线发射器发射预编码器报告和预编码器更新报告。

根据另一实施例，无线发射器经由有效信道连接到无线接收器，有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器。无线发射器包括收发器电路和预编码处理器电路。收发器电路可操作来接收有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告。预编码器报告基于有效信道的信道状态信息以及预编码器更新报告基于由有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起的有效信道的结构化频率选择性。预编码器更新报告包括考虑结构化频率选择性的频率相关的相位补偿。预编码处理器电路可操作来基于预编码器报告和预编码器更新报告来确定传输操作，以及根据传输操作来向无线接收器发射数据。

根据在无线发射器中通过有效信道向无线接收器发射数据的方法的实施例，有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器，该方法包括接收有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告。预编码器报告基于有效信道的信道状态信息以及预编码器更新报告基于由有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起的有效信道的结构化频率选择性。预编码器更新报告包括考虑结构化频率选择性的频率相关的相位补偿。该方法还包括基于预编码器报告和预编码器更新报告来确定传输操作并且根据传输操作来向无线接收器发射数据。

本文中描述的预编码器频率更新报告减少例如由非校准的天线阵列和多站点联合传输强加的有效信道中的结构化频率选择性造成的预编码器性能降级。因为预编码器频率更新报告是作为预编码报告的一部分而被包括以及例如不被认为是独立的量，所以自动地命令网络节点当确定预编码器反馈时考虑结构化频率选择性补偿。从而，即使网络节点经历例如在时移上具有大差异的信道，预编码器反馈也可以保持有效。

当然，本文中描述的实施例不限于上面概述的特征和上下文，以及，熟悉预编码技术的技术人员在阅读以下详细的说明和查看附图时会意识到额外的特征和上下文。

附图说明

附图中的部件不一定是按比例绘出，而是将重点放在示出本文中描述的实施例的原理。此外，在附图中，类似的参考标记标明相应的部分。在附图中：

图1示出生成有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告的网络节点的实施例。

图2示出用于生成有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告的方法的实施例。

图3示出将有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告应用到通过有效信道发送到无线接收器的传输上的无线发射器的实施例。

图4示出用于将有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告应用到通过有效信道发送到无线接收器的传输上的方法的实施例。

图5示出无线通信网络的实施例。

具体实施方式

虽然本说明书将LTE网络和术语用于示范性的上下文，但是本文中描述的实施例可同等地适用于其它系统，包括但不限于WCDMA、CDMA、WiMax、UMB（超移动宽带）等。

诸如非校准的发射天线和/或多站点联合传输的许多因素和部署情形可以引起有效信道中的结构化频率选择性。本文中描述的实施例经由小的或中等的反馈开销来考虑这样的频率选择性。

图1示出通过包括实际传播信道、发射滤波器和接收滤波器的有效信道来与网络的另一节点通信的网络节点100的实施例。例如，网络节点100可以是无线接收器或在网络中耦合在无线发射器和无线接收器之间的中间节点。网络节点100包括用于接收和发射信号的收发器电路110。输出的信号传输的一部分包括网络节点100生成的有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告。

接下来参照图2更详细地描述网络节点100的操作。图2中示出的步骤不应该暗示特定的顺序。也就是，一个或多个较早标识的步骤可以在过程中稍后执行以及一个或多个较晚标识的步骤可以早点儿执行。网络节点100包括信号质量/信道估计电路120，信号质量/信道估计电路120例如通过将有效信道建模为来确定有效信道的信道状态信息（步骤200），其中H _Rx （f）和H _Tx （f）分别是无线接收器和无线发射器的频率响应。信号质量/信道估计电路120还确定有效信道的结构化频率选择性（步骤210）。结构化频率选择性由有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起。

网络节点100还包括预编码反馈生成电路130，预编码反馈生成电路130基于结构化频率选择性来生成预编码器更新报告（步骤220）和基于信道状态信息来生成有效信道的预编码器报告（步骤230）。预编码器更新报告包括考虑有效信道的结构化频率选择性的频率相关的相位补偿。收发器电路110向无线发射器发射预编码器报告和预编码器更新报告（步骤240）。

在一个实施例中，针对宽带预编码的报告而为OFDM系统生成预编码器报告和预编码器更新报告。常规上对于所有的子载波，报告的预编码器是静态的，以及子载波k的报告的预编码器W _k 只是由下式给出：

　　　　　　　　　　　　　　　（4）

其中W ^（W）是报告的宽带预编码器，通常属于预编码器码本即枚举的有限的预编码器矩阵集合。根据一个实施例，网络节点100利用频率相关的预编码器更新报告来加强宽带预编码器，其中n _us 表示频率更新子带的索引。

然后通过结合宽带预编码器和预编码器频率更新报告来导出每个子载波的预编码器。在另外的实施例中，如由下式给出的通过结合宽带预编码器和频率更新报告来获得子载波k的报告的预编码器：

　　　　　　　　　　　　（5）

其中n _us （k）表示子载波k所属的频率更新子带。

在另外的实施例中，预编码器频率更新报告由以下对角矩阵给出：

　　　　　　　　　（6）

以及由ω ₁、K、来参数化。也就是，所有频率更新子带的频率更新报告完全由ω ₁、K、来确定。每个子载波的报告的预编码器从而完全由ω ₁、K、和W ^（W）来确定。

然后，通过设置下式，所有子载波的报告的预编码器可以与例如非校准的发射（TX）天线阵列的有效信道（例如基于公式（1））匹配：

　　　　　　　　　　　　　　（7）

其中Δ _f 是频率更新子带的带宽（用Hz表示）。利用这种设置，非校准的阵列引起的随频率的相位旋转得以减少。类似地，可以考虑例如基于公式（3）的多站点相干传输中的传播延迟差。通过将频率更新子带的带宽设置成对应于子载波间隔，网络节点100可以用信号发送完全补偿传播延迟差的预编码器报告。相应地，频率更新子带的更大带宽意味着补偿后仍然存在残余的校准误差，尽管它们比没有补偿的小。

所有TX天线的常见的随频率线性增加的相位旋转不影响性能，除非旋转大得使无线接收器的同步功能性不能处理相位旋转。因此，可以将公式（7）中的τ _m 选择为相对于共同参考的时间差，例如相对于平均时间差，或相对于参考天线m的延迟，在该情况下ω _m =0。参考可以是相对于第一天线，从而ω ₁=0总是适用，意味着该值不需要在报告中用信号发送。这样的相对相位补偿一般可适用于本文中描述的各种实施例。相应地，相位不需要是绝对的，而是可以相对于某一参考天线。而且，预编码器频率更新报告可以被视为具有特殊结构的随频率的预编码器的差分编码。

在一个实施例中，频率更新子带m+1的预编码器与频率更新子带m的预编码器有关，如由下式给出：

　　　　　　（8）

也就是，预编码器频率更新可以被视为差分编码，其中将相同的更新应用于所有的子带。此外，在时域中频率更新报告可以作为滤波器来应用。具体而言，如果使用OFDM，则滤波器可以使用循环卷积来实现。在最简单的情况下，滤波器简化成时间上的循环移位。

在另外的实施例中，每个子载波ω _m 的预编码器在预先确定的或配置的范围中被均匀地量化，或者备选地从例如允许非均匀量化的码本中选择。例如，在具有粗略天线校准的系统中，可以通过在ω=0附近具有更高的量化分辨率来改进性能（或开销）。量化的频率更新报告与从码本中选择的量化的宽带预编码器一起构成预编码报告。

还可以针对基于频率选择性子带的预编码而为OFDM系统生成预编码器报告和预编码器更新报告。常规上，通过报告可能被差分编码的每个预编码器子带的单独的预编码器来实施基于子带的预编码，以及子载波k的报告的预编码器W _k 由下式给出：

　　　　　　　　　　　　　　（9）

其中是子带n _ps 的预编码器报告以及n _ps （k）表示子载波k所属的子带。类似地，关于宽带预编码器报告，可以通过频率相关的预编码器更新报告来加强基于子带的预编码，而且在该实施例中，改为获得如由下式给出的子载波k的报告的预编码器W _k ：

　　　　　　　　　　　　　（10）

频率更新子带的带宽通常但不是一定小于预编码器的子带的带宽。每个子带的预编码器与预编码器频率更新报告一起构成预编码器报告。

在一些实施例中，预编码器频率更新报告可以具有有限的字符集。为通过避免高精度算术需要的浮点运算来简化预编码的实现，有限的补偿字符集可以是所期望的。在一个实施例中，如果相位补偿限于集合，则预编码器频率更新矩阵可以设置为：

　　　　　　　　（11）

其中[φ] _I 表示考虑模2π算术时在I中最接近φ的元素。也就是，，其中是区间的模2π包裹（wrapping）。

在另一个实施例中，字符集可以随频率变化，例如通过随频率差分编码线性增加的相位。更详细地，天线n的相位函数由给出。相位函数可以用于形成如由下式给出的预编码器频率更新矩阵：

　　　　　　　　（12）

通过选择相对于先前的频率更新子带的相位的相位偏移来跟踪线性增加的相位。该实施例的进一步的改良包括使偏移集合适应跟踪相位变化的良好程度。只要为两个接连的频率更新子带选择了集合中最负或最正的偏移元素，就可以增大偏移的间隔。如果以交替的方式选择了两个具有最小绝对值的偏移，则可以减小间隔。

在另一个实施例中，预编码器频率更新报告局限于天线A的子集。在一个这样的实施例中，预编码器频率更新报告由对角矩阵给出，具有由下式给出的对角元素：

　　　　　　　　　　　　（13）

在这种情况下，仅报告ω _m 的预编码器频率更新报告，。这在例如当仅天线的子集是非校准的或显示出随频率显著的相位旋转时是有利的。

在一种特殊情况中，A仅包括单个天线索引，对应于该天线和精选的任何其它天线之间的健壮的相对频率旋转。这在消除频率旋转对最差校准的天线的影响方面可以是有用的。集合A可以是预编码器报告的一部分，从而可以被动态地选择，或由网络中的终端或某一其它节点持续地或半静态地配置。

还可以为多站点联合传输环境生成预编码器报告和预编码器更新报告。在单独校准每个站点的各个阵列的情况下，匹配预编码器频率更新报告以考虑站点的不同传播延迟是足够的。在一个实施例中，预编码器频率更新报告利用以下结构：

　　　　　　　　（14）

其中N _sites 是参与站点的数量以及是具有对应于站点m处的发射（TX）天线的数量的大小的单位矩阵。该结构消除了公式（3）中描述的频率旋转，但是与每天线一个参数不同的是，仅使用每大小单个参数。

在又一个实施例中，将预编码器频率更新报告与多粒度预编码器报告结合。多粒度码本利用信道的宽带相关结构来在预编码器报告中达到更好的分辨率。通过按因子来分解预编码器，可以利用不同的粒度来随频率更新每个因子，不同的粒度与每个因子作为目标的信道特性的频率选择性匹配。因此，几乎没有显示出频率选择性的宽带特征可以用非常粗的粒度来报告。

然而，为了使多粒度设计有效，在有效信道中必须有宽带特征。多粒度码本因而特别适合通过预编码器频率更新来加强。具有预编码器频率更新的预编码的信道可以表示为：

　　　　　　　　（15）

其中H _k 是子载波k的有效信道以及是来自多粒度预编码器码本的预编码器。相应地，这就好像多粒度预编码器与其中已经吸收预编码器频率更新的总信道匹配。那是其中由例如非校准的阵列引起的结构化频率选择性已经被消除的总信道。这使得多粒度码本能够适应于无线电传播信道的宽带统计特性。等同的解释是将预编码器频率更新报告视为具有本文中之前描述的特殊结构的多粒度码本的因子之一。

如果在无线发射器处实现预编码器报告和预编码器频率更新报告，则利用预编码器频率更新报告加强的预编码器报告可以与信道质量指示符（CQI）报告结合以用信号发送最大的传送格式，即，信道可以支持的调制和信息比特的数量。从而，在计算CQI时考虑预编码器频率更新报告，这示出补偿作为到无线发射器的预编码器反馈的一部分的结构化频率选择性的好处。以这种方式除去结构化频率选择性的降级影响使得网络节点100能够向无线发射器推荐更高的传输格式。

在一个实施例中，网络节点100的预编码反馈生成电路130搜索码本以找到考虑预编码器更新报告并最接近匹配有效信道的信道响应的预编码器，该信道响应考虑预编码器更新报告。网络节点100的信号质量/信道估计电路120计算有效信道的信道质量矩阵并基于信道质量矩阵和预编码器来确定新的信道质量估计。网络节点100的收发器电路110向无线发射器发送新的信道质量估计。

图3示出与网络节点100通信的诸如基站的网络节点300的实施例。网络节点300包括用于接收和发射信号的收发器电路。例如，网络节点300经由有效信道连接到诸如无线接收器的网络节点100。

接下来参照图4来描述网络节点300的操作。网络节点300的收发器电路310接收来自网络节点100的有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告（步骤400）。如本文中之前描述的，预编码器报告是基于有效信道的信道状态信息以及预编码器更新报告是基于有效信道的结构化频率选择性。网络节点300的预编码处理器/TX控制电路320基于预编码器报告和预编码器更新报告来确定传输操作（步骤410）并根据传输操作来向无线接收器发射数据（步骤420）。这样，基于预编码器报告和预编码器更新报告的新的预编码器可以用于传输。

在一个实施例中，网络节点300的收发器电路310接收有效信道的信道质量信息（CQI）。如果在网络节点300处实现预编码器报告和预编码器更新报告，则CQI指示有效信道可支持的最大传送格式。网络节点300的预编码处理器/TX控制电路320实现CQI指示的传送格式以用于发送到无线接收器的传输。

本文中描述的预编码器频率更新报告减少例如由非校准的天线阵列和多站点联合传输强加的有效信道中的结构化频率选择性造成的预编码器性能降级。因为预编码器频率更新报告是作为预编码报告的一部分而被包括以及例如不被认为是独立的量，所以自动地命令网络节点100当确定预编码器反馈时考虑结构化频率选择性补偿。从而，即使网络节点100经历例如在时移上具有大差异的信道，预编码器反馈也可以保持有效。

类似地，例如CQI的取决于报告的预编码器的其它反馈信号可以考虑时移补偿，由此提高其它反馈信号的效率。此外，如本文中之前描述的，有对反馈生成设备特定的补偿的支持，而同时确保设备在反馈报告的其它相关部分中考虑该补偿。

因为即使结构化频率选择性已经使有效信道中的宽带特征模糊，利用预编码器频率更新报告加强的宽带预编码器报告也与无线电传播信道的基础宽带统计特性匹配，所以对于宽带预编码，好处特别明显。而且，结构化频率选择性可以在基础无线电传播信道的相干带宽内强加随频率的显著的相位旋转。通过利用频率更新报告来加强预编码器报告，其中预编码器报告相干地匹配有效信道的带宽可以扩展到基础无线电传播信道的相干带宽。

类似于之前针对宽带预编码所描述的，利用预编码器频率更新报告来加强预编码器报告可以扩展其中报告的子带预编码器能够相干地匹配有效信道的子带带宽。可以理想地扩展子带带宽以匹配基础无线电传播信道的相干带宽。因此，可以使用更少的子带来覆盖相同的带宽。这导致减少的开销或备选地导致每个子带的增加的预编码器分辨率。减少开销的报告导致使用更少的开销比特的预编码器频率更新，而仍然允许消除使降级最严重的结构化频率选择性。

在本文中描述的实施例中的不同的实施例可以与显式使用基础无线电传播信道中的特征的多粒度预编码器码本结合使用。如果存在结构化频率选择性，则在有效信道中使无线电传播信道的基础特征模糊。预编码器频率更新报告消除结构化频率选择性，使得多粒度码本在结构化频率选择性出现时能够有效地操作。

本文中之前描述的实施例中的一个或多个实施例可以在第一和第二装置中实现，例如（as where）第一无线通信装置向第二无线通信装置发射预编码的信号。根据本文中提出的教导，这样的预编码至少部分基于来自第二无线通信装置的预编码反馈。也就是，在至少一个实施例中，第二无线通信装置提供频率相关的预编码器更新报告。

作为非限制性的示例，第一无线通信装置包括LTE网络中的eNB（演进的节点B），以及第二无线通信装置包括兼容的LTE手持送受话器或其它便携通信设备。然而，如前所述，本文中提出的教导不限于LTE/先进的LTE上下文。在图3中示出第一无线通信装置的示例图。本领域的那些普通技术人员将理解，示范性第一装置很可能包括图3的图示中未示出的元件，例如，诸如用于与其它对等和/或更高级别的装置通信的额外的通信接口。本领域的那些普通技术人员还将理解，可以使用固定的或可编程的电路来实现该装置。在一个实施例中，该装置包括一个或多个微处理器、数字信号处理器或其它数字处理电路连同相关联的程序和数据存储器。

例如，在图3的图示中，该装置包括被配置为实现如本文中教导的传输预编码的一个或多个处理电路，以及可以使用可编程数字处理电路来至少部分实现例如包括示出的预编码处理器/TX控制电路320的控制和处理电路的那些一个或多个处理电路。在特定的示例中，该装置的处理电路被配置为基于存储的计算机程序指令的执行来实现本文中教导的发射预编码控制方法。在那方面，将理解的是，这些处理电路特别适用于或要不就被配置为实施本文中公开的处理，不管它们是否包括固定的或可编程的电路或其任何混合。

在图1中示出第二装置的非限制性的示例。第二装置被配置为根据本文中的教导来发送预编码反馈。本领域的那些普通技术人员将理解，示例的第二装置很可能包括图1的图示中未示出的元件，例如用于外围设备、用户接口电路等的额外的通信接口。本领域的那些普通技术人员还将理解，可以使用固定的或可编程的电路来实现该装置。在一个实施例中，该装置包括一个或多个微处理器、数字信号处理器或其它数字处理电路连同相关联的程序和数据存储器。

例如，在图1的图示中，该装置包括被配置为实现如本文中教导的预编码反馈的一个或多个处理电路，以及可以使用可编程数字处理电路来至少部分实现那些一个或多个处理电路。在特定的示例中，该装置的处理电路包括信号质量/信道估计电路120，用于估计接收的信号质量和/或信道条件。处理电路还可以包括预编码反馈生成电路130，例如，被配置为生成/发送包括频率相关的预编码器更新报告的预编码反馈的处理逻辑。当然，这些电路可以基于存储的计算机程序指令的执行来这样配置。在那方面，将理解的是，这些处理电路特别适用于或要不就被配置为实施本文中公开的处理，不管它们是否包括固定的或可编程的电路或其任何混合。

图5示出示例的无线通信网络500。该图示描述由无线电接入网络（RAN）520支持的以及又由核心网络（CN）530支持的用户设备（UE）510。例如，UE 510生成包括频率相关的预编码器更新报告的预编码器反馈，这些频率相关的预编码器更新报告例如在支持网络收发器处使用。在一个示例中，支持网络收发器是LTE或先进的LTE eNB。

诸如“第一”、“第二”等的术语用于描述各种元件、区域、部分等，而且也不打算是限制性的。在整个说明书中，类似的术语指代类似的元件。

如本文中使用的，术语“具有”、“包含”、“包括”以及诸如此类是开放式术语，指示作过说明的元件或特征的存在，但是不排除另外的元件或特征。冠词“一”以及“该”旨在包括复数以及单数，除非上下文有清楚的其它指示。

考虑到上述变化和应用的范围，应该理解的是，本文中描述的实施例不限于前面的描述，它们也不限于附图。代替地，本文中描述的实施例仅受限于以下权利要求和它们的法律等同物。

Claims (31)

1.一种在网络节点中生成用于将无线接收器连接到无线发射器的有效信道的预编码器的方法，所述有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器，所述方法包括：

确定所述有效信道的结构化频率选择性，所述结构化频率选择性由所述有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起（210）；

基于所述结构化频率选择性来生成预编码器更新报告，所述预编码器更新报告包括考虑所述结构化频率选择性的频率相关的相位补偿（220）；

基于确定的所述有效信道的信道状态信息来生成所述有效信道的预编码器报告（200，230）；以及

向所述无线发射器发射所述预编码器报告和所述预编码器更新报告（240）。

2.根据权利要求1的方法，包括：

确定所述有效信道的子载波的预编码器矩阵；以及

利用所述频率相关的相位补偿来加强所述预编码器矩阵。

3.根据权利要求2的方法，包括利用包括作为主对角线的项的所述频率相关的相位补偿的对角矩阵来加强所述预编码器矩阵。

4.根据前面任何一项权利要求的方法，其中，所述无线发射器是多天线无线发射器，以及所述频率相关的相位补偿是所述多天线无线发射器的每个天线的随频率线性改变的相位旋转。

5.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，将多个子载波分组成第一多个子带，以及在所述多个子带中的每个子带上，所述预编码器更新报告表示静态的相位补偿。

6.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，所述无线发射器是具有多个发射天线的多天线无线发射器，以及基于所述多个发射天线之间的相对相移来确定所述频率相关的相位补偿。

7.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，所述预编码器报告包括多个预编码器，每个预编码器与由多个子载波组成的子带相关联，以及其中，通过所述预编码器更新报告的频率相关的相位补偿来加强子带的每个预编码器。

8.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，所述频率相关的相位补偿限于有限的字符集。

9.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，所述无线发射器是具有多个发射天线的多天线无线发射器，以及生成所述多个发射天线的子集的预编码器更新报告。

10.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，多个站点的校准的发射天线耦合到所述无线发射器，以及确定所述多个站点的校准的发射天线的频率相关的相位补偿。

11.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，包括：

确定所述有效信道的信道响应，所述信道响应考虑所述预编码器更新报告；

根据多粒度码本来确定所述预编码器报告的预编码器；以及

使所述预编码器与所述信道响应匹配。

12.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，还包括：

如果在所述无线发射器处利用所述预编码器报告和所述预编码器更新报告，则部分基于所述预编码器报告和所述预编码器更新报告来确定信道质量信息以使所述信道质量信息指示所述有效信道可支持的最大传送格式；以及

向所述无线发射器发送所述信道质量信息。

13.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，包括：

计算所述有效信道的信道响应；

搜索码本以找到考虑所述预编码器更新报告和最接近匹配所述信道响应的预编码器；

基于所述信道响应和所述预编码器来确定新的信道质量估计；以及

向所述无线发射器发送所述新的信道质量估计。

14.根据权利要求1-3中任何一项权利要求的方法，其中，所述网络节点是通过所述有效信道耦合到所述无线发射器的所述无线接收器。

15.一种网络节点（100），包括：

信号质量估计器电路（120），可操作来确定将无线接收器连接到无线发射器的有效信道的信道状态信息，所述有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器，所述信号质量估计器电路还可操作来确定所述有效信道的结构化频率选择性，所述结构化频率选择性由所述有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起；

预编码生成器电路（130），可操作来基于所述信道状态信息来生成所述有效信道的预编码器报告，以及基于所述结构化频率选择性来生成预编码器更新报告，所述预编码器更新报告包括考虑所述结构化频率选择性的频率相关的相位补偿；以及

收发器电路（110），可操作来向所述发射器发射所述预编码器报告和所述预编码器更新报告。

16.根据权利要求15的网络节点，其中，所述预编码生成器电路可操作来确定所述有效信道的子载波的预编码器矩阵以及利用所述频率相关的相位补偿来加强所述预编码器矩阵。

17.根据权利要求16所述的网络节点，其中，所述预编码生成器电路可操作来利用包括作为主对角线的项的所述频率相关的相位补偿的对角矩阵来加强所述预编码器矩阵。

18.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，所述无线发射器是多天线无线发射器，以及所述预编码生成器电路可操作来基于所述多天线无线发射器的多个发射天线之间的相对相移来确定所述频率相关的相位补偿。

19.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，所述预编码生成器电路可操作来确定所述有效信道的每个子带的单独的预编码器并利用为相应的子带确定的频率相关的相位补偿来加强每个单独的预编码器。

20.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，所述无线发射器是具有多个发射天线的多天线无线发射器，以及所述预编码生成器电路可操作来确定所述多个发射天线的子集的预编码器更新报告。

21.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，多个站点的校准的发射天线耦合到所述无线发射器，以及所述预编码生成器电路可操作来确定所述多个站点的校准的发射天线的频率相关的相位补偿。

22.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，所述信号质量估计器电路可操作来确定所述有效信道的考虑所述预编码器更新报告的信道响应，以及其中，所述预编码生成器电路可操作来根据多粒度码本来确定所述预编码器报告的预编码器并使所述预编码器与所述信道响应匹配。

23.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中所述信号质量估计器电路可操作来当在所述无线发射器处利用所述预编码器报告和所述预编码器更新报告时，部分基于所述预编码器报告和所述预编码器更新报告来确定信道质量信息以使所述信道质量信息指示所述有效信道可支持的最大传送格式，以及其中，所述收发器电路可操作来向所述无线发射器发送所述信道质量信息。

24.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，所述预编码生成器电路可操作来搜索码本以找到考虑所述预编码器更新报告和最接近匹配所述有效信道的信道响应的预编码器，其中，所述信号质量估计器电路可操作来确定所述有效信道的所述信道响应并基于所述信道响应和所述预编码器来确定新的信道质量估计，以及其中，所述收发器电路可操作来向所述无线发射器发送所述新的信道质量估计。

25.根据权利要求15-17中任何一项权利要求的网络节点，其中，所述网络节点是通过所述有效信道耦合到所述无线发射器的所述无线接收器。

26.一种经由有效信道连接到无线接收器的网络节点（300），所述有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器，所述网络节点包括：

收发器电路（310），可操作来接收所述有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告，所述预编码器报告基于所述有效信道的信道状态信息，所述预编码器更新报告基于由所述有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起的所述有效信道的结构化频率选择性，所述预编码器更新报告包括考虑所述结构化频率选择性的频率相关的相位补偿；以及

预编码处理器电路（320），可操作来基于所述预编码器报告和所述预编码器更新报告来确定传输操作并且根据所述传输操作来向所述无线接收器发射数据。

27.根据权利要求26的网络节点，其中，所述收发器电路可操作来接收所述有效信道的信道质量信息，如果在所述网络节点处应用所述预编码器报告和所述预编码器更新报告，则所述信道质量信息指示所述有效信道可支持的最大传送格式，以及其中，所述预编码处理器电路可操作来实现所述信道质量信息指示的传送格式。

28.根据权利要求26或27的网络节点，其中所述预编码器报告和所述预编码器更新报告包括利用所述频率相关的相位补偿来加强的所述有效信道的子载波的预编码器矩阵。

29.一种在网络节点中通过有效信道向无线接收器发射数据的方法，所述有效信道包括传播信道、发射滤波器和接收滤波器，所述方法包括：

接收所述有效信道的预编码器报告和预编码器更新报告，所述预编码器报告基于所述有效信道的信道状态信息，所述预编码器更新报告基于由所述有效信道的一个或多个长期和/或持续的参数引起的所述有效信道的结构化频率选择性，所述预编码器更新报告包括考虑所述结构化频率选择性的频率相关的相位补偿（400）；

基于所述预编码器报告和所述预编码器更新报告来确定传输操作（410）；以及

根据所述传输操作来向所述无线接收器发射数据（420）。

30.根据权利要求29的方法，包括：

接收所述有效信道的信道质量信息，如果在所述网络节点处应用所述预编码器报告和所述预编码器更新报告，则所述信道质量信息指示所述有效信道可支持的最大传送格式；以及

实现所述信道质量信息指示的传送格式。

31.根据权利要求29或30的方法，其中，所述预编码器报告和所述预编码器更新报告包括利用所述频率相关的相位补偿来加强的所述有效信道的子载波的预编码器矩阵。