CN103503390A

CN103503390A - 用于为多输入多输出无线通信变换预编码信号的方法

Info

Publication number: CN103503390A
Application number: CN201280021241.3A
Authority: CN
Inventors: T·胡; M·贝克尔
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS; Nokia UK Ltd
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2014-01-08
Also published as: JP5965033B2; WO2012151143A1; US20120281783A1; JP2016006973A; JP2014519242A; EP2705637A1; KR20130143124A; US8675762B2; JP5785323B2; KR101521103B1

Abstract

本发明提供一种在MIMO无线通信系统中用于变换通过空中接口传输的预编码信号的方法。本方法的实施例可包括在发射机侧在使用部署在第一天线配置中的多个天线传送信号之前，将变换矩阵和预编码矩阵应用到该信号。所述预编码矩阵是为部署在非散射环境中的第二天线配置定义的码本中选择的。所述变换矩阵是基于所述第一天线配置和与所述发射机相关联的散射环境来定义的。

Description

用于为多输入多输出无线通信变换预编码信号的方法

技术领域

本发明一般涉及通信系统，并且更具体地，涉及无线通信系统。

背景技术

无线通信系统通常使用射频信号来通过发射机和接收机之间的空中接口传输信息。例如，基站（或e节点B（eNodeB））可使用在基站和用户设备中实现的收发机与用户设备（UE）通信。最简单的收发机使用单个天线来传送和接收射频信号。然而，更先进的收发机可使用超过一个天线来用于传送和接收通过空中接口传送的信号。例如，基站可使用2、4、8或更多天线的阵列来用于传送和接收通过空中接口的射频信号。用户设备也可实现超过一个天线。在接收机侧和/或发射机侧使用多个天线的系统通常被称为多输入多输出（MIMO）通信系统。MIMO系统也可实现为单用户MIMO（SU-MIMO）系统或多用户MIMO（MU-MIMO）系统。

在MIMO系统中无线通信信道由信道矩阵定义，该信道矩阵将接收侧天线所接收的信号强度确定为由发射机侧天线所传送的信号强度的函数。因此，信道矩阵是发射机和接收机天线配置、以及发射机和接收机之间的散射环境的函数。信道矩阵的维度由发射机侧和接收机侧天线的数目确定。由信道矩阵的非对角元素所表示的交叉天线干扰在理论上可以通过对所传送的信号进行预编码以便使得信道矩阵对角化来移除。例如，为每个UE对角化下行链路信道矩阵的预编码矩阵可使用用于对称信道矩阵的信道矩阵的传统特征值/特征向量分解或用于非对称信道矩阵的信道矩阵的奇异值分解来确定。然而，为每个UE确定准确的预编码矩阵需要来自UE的足够的反馈以便准确地确定下行链路信道矩阵，以及足够的计算能力以便实时计算预编码。在实际中，上行链路信道的开销和收发机设计的限制使得这不可能。

因此，传统MIMO系统使用包括预定的量化的预编码矩阵集合的码本。码本中包括对角化为特定天线配置和非散射环境所定义的理想信道矩阵的预编码矩阵的集合。发射机然后可以基于从接收机接收到的反馈来选择所述预编码矩阵中的一个预编码矩阵。例如，UE可反馈信道状态信息，其中，信道状态信息可被用于选择预编码矩阵以便应用到通过下行链路发送到该UE的信号。示例性的信道状态信息（CSI）包括信道质量信息（CQI）、预编码矩阵指示符（PMI）、秩（rank）指示符、预编码类型指示（PTI）等等。CQI通常代表推荐的调制方案和应该用于下行链路传输的码率，RI提供关于信道秩的信息并可用于确定在空间复用系统中应该用于下行链路传输的最优层数，并且PMI指示使用哪个预编码矩阵，例如，在闭环空间复用系统中。预编码码本的维数由用于提供必须的反馈的控制信令的可用开销所限制。

对于一种假定的天线配置，例如交叉极化天线阵列或线性天线阵列，码本通常是标准的。例如，在下行链路，用于2、4和8个TX天线的线性阵列的码本已经针对版本-10LTE技术规范而被执行标准化，以便支持SU-MIMO和MU-MIMO。遵从标准运行的eNodeB和UE必须使用这些码本用于通过空中接口进行传输，而不管他们的实际天线配置如何。此外，用于DL MIMO的CSI反馈机制设计是基于标准的码本的，并且每个UE假定它已经接收到的信号是由实现假定天线配置的eNodeB所生成的。又例如，在上行链路上，针对UL SU或MU-MIMO的分配给UE的预编码向量是基于定义在由第三代合作伙伴计划（3GPP）所制定的技术规范中的用于2和4TX天线的码本的。eNodeB将从指定集合中给每个UE分配码本，而不管UE所使用的实际天线配置如何。

发明内容

本公开的主题目的是解决上述提出的问题中的一个或多个问题的影响。为提供本公开主题的一些方面的基本理解，以下给出本公开主题的简单总结。本总结不是本公开主题的详尽总结。其目的并不是为了指出本公开的主题的关键或重要要素或勾画出本公开主题的范围。它的唯一目的是以简化的形式给出一些概念作为随后论述的更详细描述的开端。

在一个实施例中，提供了一种用于在MIMO无线通信系统中变换用于通过空中接口传输的预编码信号的方法。所述方法的实施例可包括在使用部署在第一天线配置中的多个天线来传送信号之前，将变换矩阵和预编码矩阵应用（在发射机侧）到该信号。所述预编码矩阵是从为部署在非散射环境中的第二天线配置定义的码本中选择的。所述变换矩阵是基于所述第一天线配置和与所述发射机相关联的散射环境而定义的。

在另一实施例中，提供一种用于选择一种变换以应用于在MIMO无线通信系统中用于通过空中接口的传输的预编码信号的方法。所述方法的实施例可包括选择（在无线通信网络内的功能实体侧）与用户设备相关联的变换矩阵。所述变换矩阵和预编码矩阵在使用部署在第一天线配置中的多个天线传送信号之前被选择以便应用到该信号。所述预编码矩阵是从为部署在非散射环境的第二天线配置的码本中选择的。所述变换矩阵基于所述第一天线配置和与所述发射机相关联的散射环境而被定义。

在又一个实施例中，提供了一种为确定为应用到在MIMO无线通信系统中用于通过空中接口的传输的预编码信号的变换矩阵的方法。所述方法中的实施例包括基于第一天线配置、第二天线配置和与发射机相关联的散射环境来为发射机确定变换矩阵。所述变换矩阵和预编码矩阵被配置为在使用部署在所述第一天线配置中的多个天线传送所述信号之前应用到该信号。所述预编码矩阵是从为部署在非散射环境中的所述第二天线配置定义的码本中选择的。

附图说明

本公开的主题可参考结合附图的以下描述理解，其中相似的参考数字指示相似的元素，其中：

图1概念性地示出无线通信系统的第一示例性实施例；

图2概念性地示出无线通信系统的第二示例性实施例；

图3A概念性地示出从均匀圆阵到均匀线阵的变换；

图3B概念性地示出从具有第一方向的均匀线阵到具有第二方向的均匀线阵的变换，其中第二方向相对于第一方向以特定角度偏移；

图4示出由预编码用于通过8个天线端口传输的参考信号所生成的波形；

图5概念性地示出无线通信系统的第三示例性实施例；

图6概念性地示出无线通信系统的第四示例性实施例；

图7概念性地示出可用于提供根据用户特定变换矩阵的已被修改的参考信号的时序图；

图8概念性地示出一种用于变换用于通过空中接口的下行链路的传输的预编码信号的方法的第一示例性实施例；

图9概念性地示出一种用于变换用于通过空中接口的上行链路的传输的预编码信号的方法的第一示例性实施例；

图10概念性地示出一种用于确定变换矩阵的方法的一种示例性的实施例。

虽然本公开主题容易受到多种修改和替换形式，但是其具体实施例已通过示例的方式在附图中示出并详细地描述于此。然而，应该理解本文中的具体实施例的描述不是意在将本公开主题限制到公开的具体形式，而是相反地，其目的是涵盖在所附权利要求范围内的所有修改、等价和替换。

具体实施方式

以下描述示例性的实施例。为了清晰，在本说明书中并没有描述实际实施的所有特征。当然应该理解在任意这样的实际实施例的开发中，应当作出许多具体实施决定来实现开发者的特定目的，例如符合系统相关的和业务相关的限制，所述开发者的特定目的在一个实施到另一个实施之间会有变化。而且，应该理解这样的开发努力可能是复杂的和耗时的，但是对受益于本公开的本领域的普通技术人员来说是一项常规任务。

现参照附图来描述所公开的主题。仅为了说明的目的，并且以便不用本领域技术人员所众所周知的细节混淆本发明，多种结构、系统和装置在图中仅示例性地示出。然而，所述附图被包含以便描述和阐述本公开的主题的示例性实施例。本文中所用的词和短语应该被理解和解释为与由相关领域的那些技术人员对这些词和短语的理解具有相一致的含义。术语或短语的非特别定义，即不同于如本领域的技术人员所理解的普遍和习惯含义的定义，被预定为由本文的该术语和短语相一致的用法所暗示。在术语或短语被预定为具有特别含义（即不同于技术人员所理解的含义）的方面，这样的特别定义会在本说明书中以明确的方式清楚地给出，所述的定义的方式直接地并明确地为该术语和短语提供特别的定义。

一般来说，本申请描述在多输入多输出（MIMO）无线通信系统中解释不同天线配置和/或环境条件的变换预编码矩阵的技术的实施例。开销约束通常将传统预编码矩阵的数目限制到预定量化集合，所述集合定义用于一种选择的天线配置和一种非散射环境，即射频信号被假定为通过在发射天线和接收天线之间没有遇到任何障碍物的理想真空传导。因此，预定的码本不会准确地反映环境影响，例如在代表通过空中接口的通信信道的信道矩阵上的散射和/或衰落。而且，实际的天线配置可能不同于假定的标准配置。因此，在预定码本中的预编码矩阵为所有可能的部署减少交叉天线干扰不是最优的。传统的信道状态信息反馈（其用于选择预编码传送的信号的预编码矩阵）在假定接收到的信号是使用假定的天线配置而被传送的情况下被确定。因此，所述反馈可能不能准确地指示用于非标准天线配置和/或在散射环境中通过空中接口的实际信道。

为了至少部分解决在传统实践中的这些缺点，变换矩阵可被定义以便应用变换矩阵可将用于与发射机（例如，基站或用户设备）相关联的散射环境中的第一天线配置的信道矩阵转换成为非散射环境中的第二天线配置定义的信道矩阵。例如，变换矩阵可基于用于定义预编码矩阵的标准天线配置、部署的天线配置、和在部署系统的地理位置中的环境条件的仿真来计算。变换矩阵也可通过部署和测试该变换矩阵来校准。位于基站和/或用户设备中的发射机然后可以将一个或多个变换矩阵以及选择的预编码矩阵在通过空中接口传送信号之前应用到该信号。参考信号也可以通过使用标准的预编码矩阵和变换矩阵而被预编码，以便反馈信息可由接收机基于在非散射环境中为标准天线配置定义的标准信道矩阵而被准确地确定。

图1概念性地示出无线通信系统100的第一示例性实施例。在该示例性实施例中，无线通信系统100根据在一个或多个eNodeB或基站105和一个或多个移动单元或用户设备110之间通过空中接口支持MIMO传输的标准和/或协议运行。例如，所述基站105可使用包括用于传送和/或接收射频信号的4个天线115的阵列。所述天线115可被部署在多种配置中，所述配置包括线性阵列、交叉极化阵列、圆阵列等等。而且，受益于本公开的本领域的普通技术人员应该理解，所述天线115的阵列可包括任意数目的天线115。例如，2、4、8和12个天线的阵列通常被部署在多种配置中。用户设备110也可实现多个天线（在图1中未示出）来用于传送和/或接收射频信号。

在基站105和移动单元110之间交换的射频信号通常不是通过真空传导。在该示例性实施例中，所述射频信号可遇到多个障碍物和/或散射体，例如建筑物120和其它固定的和/或可变的实体例如山、树、车辆、人等等。而且，环境条件也可影响通过空中接口的射频信号的传播。这些障碍物和/或条件可统称为与所述基站105和/或所述用户设备110相关联的散射环境125。散射环境125取决于位置、时间和/或频率。散射环境125的位置、时间和/或频率依赖性可称为空间分集、时间分集和/或频率分集，以指示当射频信号在不同的位置之间、在不同的时间、和/或具有不同的频率传导时射频信号通过不同条件传播。虽然散射环境125在图1中被示出位于基站105和用户设备110之间，但是受益于本公开的本领域的普通技术人员应该理解所述基站105和/或所述用户设备110也可被放入和/或被包围在所述散射环境125中。

在基站105和用户设备110之间通过空中接口的通信信道可根据传统上称为信道矩阵H的矩阵定义。信道矩阵的维数由在基站115中实现的天线数目（M）和在用户设备110中实现的天线数目（N）所确定，因此信道矩阵H为MxN矩阵。信道矩阵的对角元素可代表对应于每个天线的空中接口信道，以及非对角线元素代表交叉天线干扰。通过空中接口传送的预编码信号可被用于使得MIMO信道矩阵对角化、并降低或减少交叉天线干扰。例如，预编码矩阵可被应用到所传送的信号以降低或减少所接收到的信号中的交叉天线干扰。

对于从基站105到用户设备110的下行链路，由基站105传送的参考信号也可被预编码，以便基站105能选择任意的用于传送至用户设备110的预编码矩阵。然而，在一些实施例中，用户设备110通过反馈从具有有限维数的量化的预编码矩阵集合（例如，码本）中选择的预编码矩阵的指示可协助预编码矩阵的选择。例如，用户设备110可反馈预编码矩阵指示符（PMI）和其它反馈，例如信道质量指示符（CQI）、秩指示符（RI）和/或预编码类型指示符（PTI）-由用户设备110提供的反馈信息可统一称作信道状态信息（CSI）。如本文中所述，预编码码本的维数可通过限制用于控制信令和反馈的可用开销来限制。因此，2、4和8TX天线码本已被标准化用于下行链路传输，例如，Rel-10LTE技术规范定义具体的天线码本以支持SU-MIMO和MU-MIMO。用于DL MIMO的CSI反馈机制设计是基于具体的码本。这些码本是针对应用到部署在非散射环境中的标准线性天线阵列配置的预编码矩阵所定义。

对于从用户设备110到基站105的上行链路，基站105（或网络100中的其它实体）可分配预编码向量给用户设备110。例如，根据第三代合作伙伴计划（3GPP）标准和/或协议运行的基站105可为上行链路SU或MU-MIMO分配基于在所述技术规范中所定义的2和4TX天线的码本所定义的预编码向量。定义在3GPP标准中的码本被优化用于具体的天线配置（例如，线性阵列天线）而不是被优化用于其它天线配置。如果码本不与天线配置匹配，那么交叉天线干扰可能增加并且预编码增益可能降低。而且，为每种可能的目前和未来的天线配置定义码本是不现实甚至不可能的，至少部分是因为试图设计和实现如此大数目的潜在码本将在用户设备110侧增加显著的复杂性，并增加用于实现和测试该码本的工作量。

因此基站105和/或用户设备110可使用变换矩阵来将为一种天线配置和/或散射环境定义的信道矩阵转换成为不同的一种天线配置和/或散射环境定义的信道矩阵。例如，变换矩阵可被定义为将来自任意随意天线配置所生成的MIMO信道转换成为标准预编码码本定义的标准MIMO信道。所述变换矩阵可被定义为：

H_{std}^{MxN} = T_{C}^{MxK} H_{C}^{KxN}

其中：

●

是从在标准规范中所定义的一种天线配置所生成的MxNMIMO信道。在3GPP LTE系统中，DL4x4和2x2码本是基于使用豪斯霍尔德（Householder）变换的酉向量所生成。DL8x8码本是基于酉向量从离散傅里叶变换（DFT）所导出的。

●

是来自任意部署的天线配置所生成的KxN MIMO信道。

●是将所述部署的天线配置转换成标准的MxN信道的MxK变换矩阵。

变换矩阵

可被设计为将任意具体天线配置的发射波形转换成由统一的线性阵列天线配置所生成的波形。在转换后，在接收机侧所见的所述具体天线配置的实际MIMO信道将表现出类似于来自线性阵列天线配置所生成的MIMO信道。因此，在标准中所定义的码本可被用于任意天线配置，而不必定义新的码本。

图2概念性地示出无线通信系统200的第二示例性实施例。在该示例性实施例中，基站205和用户设备210全部支持通过空中接口的MIMO通信。所述基站205包括使用天线225通过空中接口用于传送和接收信号的发射机215和接收机220。用户设备210包括使用天线240通过空中接口传送和接收信号的发射机230和接收机235。受益于本公开的本领域的普通技术人员应该理解天线225、240的数目和配置是用作示例的，并且基站205和/或用户设备210的替换实施例可使用不同数目和/或配置的天线。

基站205和用户设备210包括用于生成和/或存储预编码用于通过空中接口传送的信号的预编码矩阵的功能体245、250。在该示例性实施例中，功能体245、250可称为码本245、250。每个码本245、250是可被用于对所传送的信号进行预编码以降低或减少在基站205和用户设备210之间的MIMO信道的交叉天线干扰的量化的预编码矩阵集合（也称为码字）（或用于生成所述该集合的功能体）。例如，下行链路码本245可被设计为使得用户设备210能够反馈用于闭环空间分集的DL MIMO信道。再如，上行链路码本250可被设计成允许基站205为上行链路传输分配预编码向量以便获得最佳的MIMO性能。通常，标准的码本被设计为具有由预编码矩阵所定义的波束之间的最大的空间分离。如果实际部署的天线配置不同于设计用于码本的默认的天线配置，那么在码本中，所述的空间分离在预编码向量之间将不会被优化。而且，在散射环境中的变化可导致标准的预编码向量生成非最佳波束。

在一些实施例中，基站205还可向用户设备210指示来自码本的码字的子集。用户设备210可从所述子集中选择码字。例如，基站205可从其天线配置中导出所述子集。在一个实施例中，用户设备210包括存储器250，所述存储器250包括存储的反馈码字的预定码本，并且基站205可向用户设备210指示反馈码字的子集，从该反馈码字的子集中用户设备205可选择码字。因此，由用户设备210提供的反馈可包括从所述子集中所选择的码字。

变换矩阵255、260可被定义为补偿不同线性配置和/或散射环境的影响。变换矩阵255、260可用于改变传送到不同用户设备210的信号，例如目的地是特定用户设备210的数据流量，以及用于改变通过空中接口广播的各种参考信号。例如，变换矩阵255可被设计为适合应用于用于DLMIMO传输的CSI反馈，并且变换矩阵260可被定义为应用于用于ULMIMO传输的发射预编码器。对于下行链路，为了支持在用户设备210侧的CSI导出，变换矩阵255可应用于由基站205所使用的MIMO相关参考信号（RS）以便估计上行链路信道从而对来自用户设备210的上行链路传输进行解码。例如，由于CSI-RS是UE特定配置，变换矩阵255可应用于CSI-RS。所述CSI-RS被用作用于CSI测量和用于支持8层波束成形的传输模式9的反馈推导的参考信号。CSI-RS可为每个地理位置或垂直位置中的不同水平面被区别地配置，例如为处于不同高度的用户设备210被区别地配置。变换矩阵255不能应用于小区特定RS（CRS），这是因为CRS通常用作非波束成形DL传输模式并与无线链路监测（RLM）和无线资源管理（RRM）过程关联，对于所述CRS，假定了单天线端口。对于UL MIMO，CSI信息由基站205使用探测参考信号（SRS）来估计，SRS可包括周期的和非周期的SRS。因此，变换矩阵260可以基于天线配置和/或用户设备210的位置来应用于SRS。

一种在水平域中可将8TX天线均匀圆阵（UCA）转换成8TX均匀线阵（ULA）的固定2-D变换矩阵

的示例为：

T_{C, UCA - ULA}^{8 x 8} = [w_{- 3}, w_{- 2}, w_{- 1}, w_{0}, w_{1}, w_{2}, w_{3}, w_{4}]

其中

w_{m} = \frac{{- j}^{| m |}}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{- j \frac{2 πm}{8}} \\ e^{- j \frac{2 πm \times 2}{8}} \\ e^{- j \frac{2 πm \times 3}{8}} \\ e^{- j \frac{2 πm \times 4}{8}} \\ e^{- j \frac{2 πm \times 5}{8}} \\ e^{- j \frac{2 πm \times 6}{8}} \\ e^{- j \frac{2 πm \times 7}{8}} \end{matrix}]

图3A概念性地示出从均匀圆阵305到均匀线阵310的变换300。变换300的一个实施例可对应于所述固定2-D变换矩阵

然而，受益于本公开的本领域的普通技术人员应该理解其它变换矩阵可被用于在其它类型的天线阵列之间执行转换。例如，图3B概念性地示出从具有第一方向的均匀线阵320到具有第二方向的均匀线阵325的变换315，其中第二方向相对于第一方向以特定角度偏移。在其它类型的天线配置之间的其它转换也可使用不同的变换矩阵来实现。

图4示出由预编码用于通过8天线端口传输的参考信号所生成的波形400。在该示例性实施例中，垂直坐标轴代表以dB测量的虚拟天线增益，并且水平坐标轴代表相对于参考角度0的角度（度）。预编码波形400假定了非散射环境。用户设备可在预编码CSI-RS中使用生成的波形400来导出在下行链路中的CSI反馈。在该示例性实施例中，端口1和7的虚拟天线增益用三角形指示，端口2和6用正方形指示，端口3和5用圆形指示，端口4用菱形指示，端口8用倒三角形指示。每个端口的虚拟天线增益相对于由粗虚线所指示的理想全向虚拟天线增益被确定。

图5概念性地示出无线通信系统500的第三示例性实施例。在该示例性实施例中，无线连接由包括提供无线连接给小区510的主天线505和一组远程射频头（RRH）515的集成系统提供，其中每个RRH在小区或热点520内部提供无线连接。因此，用户设备525可接收来自主天线505和/或一个或多个RRH515的不同组合的无线连接。例如，移动单元525（1）可接收来自主天线505和RRH515（1-2）的无线连接，移动单元525（2）可只接收来自RRH515（3）的无线连接，移动单元525（3）可只接收来自主天线505的无线连接，并且移动单元525（4）可接收来自主天线505和RRH515（4）的无线连接。

因此，代表天线505、515和不同移动单元525之间通过空中接口的信道的信道矩阵可能差别很大，并且相关联的预编码矩阵可能远远背离为预定和/或标准天线配置定义的标准码本。因此在该示例性实施例中，变换矩阵可以是不同的用户设备位置特定的，以便支持不同的天线配置和/或在不同地理区域的传播条件。例如，变换矩阵集合可基于天线配置和由主天线505和RRH515的部署所定义的相应的覆盖区域来确定。一个或多个变换矩阵然后可以基于每个用户设备525的坐标和天线505、515的覆盖区域来选择，该天线505、515组成在用户设备525的位置提供无线连接的天线配置。依赖于用户设备525的位置，示例性的天线配置可以仅包括中心天线505、仅包括一个或多个RRH515、或者包括中心天线505和一个或多个RRH515的组合。

图6概念性地示出无线通信系统600的第四示例性实施例。在该示例性实施例中，无线连接由提供无线连接至小区610的主天线605提供。建筑物615位于小区610内，并且用户设备620可位于地面或多种不同高度，例如，在建筑物615内。因此，代表天线605和处于不同高度的移动单元620之间通过空中接口的信道的信道矩阵可能差别很大，并且相关联的预编码矩阵可能远远背离定义用作预定和/或标准天线配置的标准码本。因此在该示例性实施例中，3-D变换矩阵可被定义为将移动单元620高度的变化考虑在内。例如，变换矩阵的一个集合可被用于将标准的非散射矩阵转换成适宜在小区610的散射环境中与地面移动单元620（1）通信的矩阵。变换矩阵的另一个集合可被用于将建筑物615（1）中的移动单元620（2）的高度625（1）考虑在内。变换矩阵再一个集合可被用于将建筑物615（2）中的移动单元620（3）的高度625（2）考虑在内。在一个实施例中，变换矩阵的不同集合可被定义用于特定范围的垂直位移和/或角度。

图7概念性地示出可用于提供根据用户特定变换矩阵已被修改的参考信号的时序图700。在该示例性实施例中，可在一个或多个时隙705（图7中通过数字只示出一个时隙）中传送参考信号。通过应用不同的变换矩阵而被修改的参考信号可以时隙705的不同序列中传送。例如，通过应用第一组变换矩阵而被修改的参考信号可由箭头710所示的时隙传送。所述第一变换矩阵可与具体的天线配置、主天线和/或RRH集合、具体的垂直或高度位移等等相关联。通过应用第二变换矩阵集合而被修改的参考信号可在由箭头715所示的时隙传送，并且通过应用第三变换矩阵集合而被修改的参考信号可在由箭头720所示的时隙传送。用户设备可被指示为监视合适的时隙705集合以便他们接收通过分配的UE特定变换矩阵而被修改的参考信号。

图8概念性地示出一种用于变换用于通过空中接口的下行链路传输的预编码信号的方法800的第一示例性实施例。在该示例性实施例中，所述方法800可在基站和eNodeB中实现。受益于本公开的本领域的普通技术人员应该理解图8示出的方法800为以特定顺序执行的特定操作集合。然而，所述方法800的替换实施例可以不同的顺序执行这些操作和/或可与其它操作同时执行一些操作。在该示例性实施例中，基站访问（在805）指示一个或多个用户设备位置的信息。所述信息可包括全球定位系统（GPS）信息、由用户设备或网络提供的信息、范围信息等等。然后可基于用户设备的位置来选择一个或多个变换矩阵。

也可从码本中选择预编码矩阵（在815），例如包括标准预定预编码矩阵集合的码本。在一个实施例中，从一个或多个用户设备接收到的反馈可被用于选择（在815）预编码矩阵。所述变换矩阵和所述预编码矩阵可用于（在820）信号以便在从基站通过空中接口传送该信号前修改该信号。然后通过空中接口传送修改后的信号（在825）。在一个实施例中，基站等待以便接收（在830）来自用户设备的反馈。接收的反馈可由用户设备基于所传送的信号（例如参考信号）生成。在该示例性实施例中，基站确定（在835）用户设备是否已经移动到新的位置。该确定可基于修改的位置信息和/或从用户设备接收到（830）的反馈。如果用户设备还保持在相同的位置，那么可能不需要选择（在810）新的变换矩阵，并且所述方法800可继续选择（在815）用于随后的传输的预编码矩阵。如果用户设备已经移动，那么新的变换矩阵在继续确定（在815）预编码矩阵前可被选择（在810）用于新的位置。只要有信息通过空中接口传送，所述方法800就可以按照这种方式进行。

图9概念性地示出一种用于变换用于通过空中接口的上行链路传输的方法的预编码信号的方法900的第一示例性实施例。在该示例性实施例中，所述方法900的一部分可在基站、eNodeB、移动单元或用户设备中实现。受益于本公开的本领域的普通技术人员应该理解图9示出的方法900为以特定顺序执行的特定操作集合。然而，所述方法900的替换实施例可以不按照同的顺序执行这些操作或其它操作和/或可与其它操作同时执行一些操作。在该示例性实施例中，基站或用户设备访问（在905）指示用户设备位置的信息。所述信息可包括全球定位系统（GPS）信息、由用户设备或网络提供的信息、范围信息等等。一个或多个变换矩阵然后可基于用户设备的位置来选择（在910）。在实施例中基站选择（在910）变换矩阵，所选择的矩阵的指示可传递（在915）到所述用户设备。该信息可包括真实的变换矩阵或用户设备应该使用的特定的由用户设备存储或生成的变换矩阵的指示。

所述用户设备从码本中选择（在920）预编码矩阵，例如包括标准预定预编码矩阵集合的码本。所述用户设备可将所述变换矩阵和所述预编码矩阵应用（在925）到信号以便在通过上行链路传送信号前修改该信号。修改的信号然后通过空中接口的上行链路传送（在935）。在一个实施例中，所述用户设备可接收（在935）来自所述基站的下行链路传输，并且在一些场景下可基于所接收的下行链路传输提供反馈。所述基站或所述用户设备可确定（在940）用户设备是否已移动到新的位置，例如使用修改的位置信息和/或反馈。如果所述用户设备还保持在相同的位置，那么可能不需要选择（在910）新的变换矩阵，并且所述方法900可通过选择（在920）用于随后传输的预编码矩阵进行下去。如果所述用户设备已经移动，那么新的变换矩阵在方法继续进行前可被选择（在910）。只要有信息通过上行链路传送，所述方法900就可以按照这种方式继续进行下去。

图10概念性地示出一种用于确定变换矩阵方法1000的一种示例性的实施例。在该示例性实施例中，一个或多个变换矩阵

（其中，j=1,2,…,i为每个矩阵的指示）可基于用于定义标准码本的标准天线配置、部署的天线配置和关于散射环境的信息来计算。所述计算可使用基于理论关系、经验关系或其它关系或信息的仿真离线执行，例如，在小区规划期间执行。在一个实施例中，每个变换矩阵

与其特定的天线配置或天线配置子集的覆盖范围、地理位置信息（例如地理共位或分离天线分配）、和/或垂直覆盖信息（例如不同变换矩阵的不同角度扩展）相关联。在该示例性实施例中，第一信道矩阵基于第一天线配置在假定没有散射的情况下生成。例如，第一信道矩阵可被定义（在1005）用于标准天线配置。

然后可生成散射环境的模型（在1010）。在一个实施例中，所述模型使用关于部署的天线阵列的地理位置的信息来生成。所述信息可根据理论、根据经验、手动地、和/或使用其它技术或技术组合导出。第二信道矩阵然后可基于所述的部署的天线配置和所述的散射环境模型来生成（在1015）。例如，诸如射线跟踪技术之类的技术可被用于定义用于所述部署的天线配置和所述的散射环境的第二信道矩阵。变换矩阵可使用第一和第二信道矩阵来定义（在1020）。例如，所述变换矩阵可被定义为：

T_{C, i}^{MxK} = {(H_{C, i}^{KxN})}^{- 1} H_{std}^{MxN}

然而，在替换实施例中，其它技术可被用于根据第一和第二信道矩阵来定义（在1020）变换矩阵。

在一个实施例中，作为部署的一部分，变换矩阵

的集合可被校准到不同天线配置或子集、不同地理位置、波束的不同垂直扩散角度等等。对于DL MIMO，变换矩阵可使用反馈到基站的UE测量来校准。校准过程可用于测试预先计算的变换矩阵，并基于相应的天线配置的覆盖范围内的用户设备的位置来调整这些矩阵的参数以便在用户设备侧获得最高的接收信噪比。对于UL MIMO，可在校准过程中将若干个个变换矩阵下载到测试UE。因为每个UE制造商为每种UE模型实现不同的天线设计，因此变换矩阵将针对每种模型而被测试。在一个实施例中，基站可测量接收的信号质量并为每个UE天线配置和地理位置确定最佳的变换矩阵。

在一些实施例中，覆盖区域和天线配置子集可被记录到由三维地理坐标索引的数据库中。对应于每个3-D坐标的条目可包括天线配置的子集和由上行链路信号所确定的UE位置的估计，例如上行链路接收信号强度的范围和对应于每个位置的到达角度。该日志可被基站用于确定用户设备的位置和下行链路天线的配置。例如，基站可测量接收信号强度和到达角度并使用该信息来确定在对应于所述接收信号强度和到达角度的位置上的用户设备是否由中心天线、一个或多个RRH、或及其组合所覆盖。测试过程可在一致性测试阶段、互操作测试（IoT）阶段、射频（RF）优化阶段、或在一个或多个基站的部署或天线配置时或之后的任意其它阶段完成。

一旦被定义并校准，可基于用户设备的位置和用于提供无线连接至用户设备的关联天线配置来选择合适的变换矩阵。选择的变换矩阵然后可应用于（或结合）预编码码本。对于下行链路和上行链路MIMO，变换矩阵可基于用于提供无线连接至用户设备位置的指定的天线配置来应用于所述码本。在多个替换实施例中，基站可使用上行链路接收的信号（例如DMRS、SRS、PUCCH、PUSCH等等）来估计用户设备的位置。每个UE的接收信号强度和到达角度可使用上行链路接收的信号来估计。UE的位置及其关联的天线配置然后可基于在部署时收集的日志中的3-D坐标来确定。

与不同用户设备相关联的参考信号也可使用变换矩阵来修改。在一个实施例中，每个变换矩阵可应用于配置的参考信号的子集。参考信号配置可以是UE特定的。例如，一种CSI-RS配置的子集可以基于UE地理位置（如RRH覆盖区域、垂直波束位置等等）而与一种天线配置相关联。对于DL MIMO，变换矩阵可应用于CSI-RS，这是因为它是UE特定配置。每个CSI-RS子集基于地理覆盖区域与一个变换矩阵相关联。例如，不同的变换矩阵可与接收来自只在中心站的天线配置、具有中心站和RRH的天线配置的无线连接的覆盖区域相关联。再如，在高层建筑或公寓大楼中，不同的变换矩阵可用于不同的垂直覆盖区域。对于UL MIMO，当多个SRS为特定UE被配置应用于UL MIMO时，变换矩阵可应用于SRS，SRS包括周期性的或非周期性的SRS。每个预编码SRS可被设计以便涵盖由不同用户设备所见的不同的天线配置。对于DL和UL MIMO，响应于与该用户设备相关联的天线配置的改变，可以将RRC重配置消息从基站发送到用户设备。例如，当由用户设备所见的下行链路天线的数目/配置改变时，重配置消息可从中心天线发送至该中心天线和一个或多个RRH。用户设备可将新的变换矩阵应用到用于PUSCH的UL码本和用于UL MIMO的SRS。UE也可基于新的预编码CSI-RS配置来反馈CSI。

所公开的主题的部分及其相应的详细描述以计算机内存内的软件、或算法和操作在数据比特上的符号表示的方式来呈现。通过这些描述和表示本领域的这些普通技术人员可以有效地将他们工作的本质传递到本领域的其它普通技术人员。算法，如本文所用的术语，以及如通用的术语，被认为是通向期望结果的自身一致的一系列步骤。所述步骤需要对物理量进行物理控制。通常，虽然不是必须，这些物理量表现为能被存储、转移、结合、比较和其它控制的光、电、或磁信号的形式。主要是由于常用的原因，有时将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、术语、数字、或等等有时已经证明是方便的。

然而，应该记住所有的这些和类似的术语是与合适的物理量相关联的，并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非另外特别指出，或如从讨论中显而易见的，术语例如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”或等等指计算机系统或类似电子计算装置的动作和处理，计算机系统或类似电子计算装置操作在计算机系统的寄存器和内存内的表现为物理、电子量的数据并将其转换为在计算机系统的内存和寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示装置内的类似地表现为物理、电子量的其它数据。

也请注意软件实现的本公开主题的方面通常编码在某种形式的程序存储媒质上或通过某种类型的传输媒质实现。所述程序存储介质可以是磁性介质（例如软盘或硬盘）或光介质（例如光盘只读存储器，或“CD ROM”），以及只读介质或随机访问介质。类似的，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或本领域所知的一些其它适合的传输介质。本公开主题不由任意一个给出实现的这些方面所限定。

上述本公开的具体实施例仅是示例性的，这是因为所公开的主题显而易见地可由受益于本启示的本领域的那些技术人员以不同但是等价的方式来修改和实践。而且，没有限制是用于本文示出的结构或设计的细节的，而非如以下权利要求所描述的。因此，明显的，上述公开的具体实施例可被改变或修改并且所有这样的变化被认为是在所公开的主题的范围内的。因此，本文寻求的保护由如以下权利要求给出。

Claims

1.一种方法，该方法包括：

在发射机处，在使用部署在第一天线配置中的多个天线来传送信号之前，将变换矩阵和预编码矩阵应用到所述信号，其中所述预编码矩阵是从为第二天线配置定义的码本中选择的，并且其中所述变换矩阵是从至少所述第一天线配置得到的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预编码矩阵是从为线性天线阵列或交叉极化天线阵列中的至少一者定义的码本中选择的，并且其中所述发射机在基站中实现，且其中应用所述变换矩阵包括：基于位置信息为用户设备选择变换矩阵、以及将所选择的变换矩阵应用到通过下行链路向所述用户设备传送的信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射机在用户设备中实现，并且其中应用变换矩阵包括应用从基站接收到的变换矩阵，且其中所述变换矩阵基于所述用户设备的位置或由所述基站对由所述用户设备进行的参考信号传输所做出的测量中的至少一者来确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预编码矩阵是从在假定非散射环境的情况下为第二天线配置定义的码本中选择的，并且其中所述变换矩阵是基于指示散射环境的信息来确定的。

5.根据权利要求1所述的方法，该方法包括：在通过应用所述变换矩阵和所述预编码矩阵来修改所述信号之后，经由部署在所述第一天线配置中的多个天线来传送所述信号。

6.一种方法，该方法包括：

在无线通信网络内的功能实体处，选择与用户设备相关联的变换矩阵，其中所述变换矩阵和预编码矩阵在使用部署在第一天线配置中的多个天线来传送信号之前被选择以便应用到所述信号，其中所述预编码矩阵是从为第二天线配置定义的码本中选择的，并且其中所述变换矩阵是基于所述第一天线配置来定义的。

7.根据权利要求7所述的方法，其中选择所述变换矩阵包括选择应用到通过从基站至所述用户设备的下行链路传送的信号中或通过从所述用户设备到至少一个基站的上行链路传送的信号中的至少一个信号的变换矩阵，并且包括将指示所选择的变换矩阵的信息提供给所述至少一个基站以便传输至所述用户设备。

8.一种方法，该方法包括：

基于第一天线配置和第二天线配置为发射机确定变换矩阵，其中所述变换矩阵和预编码矩阵被配置为在使用部署在所述第一天线配置中的多个天线来传送信号之前应用到所述信号，其中所述预编码矩阵是从为所述第二天线配置定义的码本中选择的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述变换矩阵包括通过仿真在与所述发射机相关联的散射环境中传播射频信号来确定所述变换矩阵。

10.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述变换矩阵包括确定应用到从用户设备传送到基站的上行链路信号的变换矩阵，并且包括通过将多个变换矩阵提供给所述用户设备来校准所述变换矩阵、以及基于从所述用户设备接收到的信号的测量质量来选择提供的变换矩阵中的至少一个变换矩阵。