CN103782522A

CN103782522A - 无线通信系统中的方法

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Publication number: CN103782522A
Application number: CN201180069876.6A
Authority: CN
Inventors: 刘江华; 罗伯特·阿娜伊德·萨法维
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: WO2012129810A1; US20140029689A1; CN103782522B; EP2692069A4; EP2692069A1; EP2692069B1; US9008209B2

Abstract

本发明涉及一种多天线无线通信系统中的方法，所述无线通信系统包括至少一个发射节点和至少一个接受节点，所述方法包括以下步骤：接收节点发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，R是发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于第一传输秩r；发射节点确定第二传输秩r'用于从发射节点传输数据到接收节点，其中1≤r'≤R，以及包括以下步骤：为至少一个第一传输秩r中的至少一个定义至少两个预编码矩阵子集；根据发射节点和接收节点之间的无线信道的信道质量估计，选择至少两个预编码矩阵子集中的一个；以及发送所选的一个预编码矩阵子集，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与至少一个第一传输秩r对应的至少一个预定义的预编码矩阵。此外，本发明还涉及一种接收节点中的方法、一种接收节点设备、一种发射节点中的方法、一种发射节点设备、一种计算机程序以及一种计算机程序产品。

Description

无线通信系统中的方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统中的方法，更具体而言，涉及一种根据权利要求1的前序所述的方法。此外，本发明还涉及一种接收节点中的方法、一种接收节点设备、一种发射节点中的方法、一种发射节点设备、一种计算机程序以及一种计算机程序产品。

背景技术

众所周知，在无线通信系统中，当使用多天线时，在发射器侧利用线性预编码可以显著提高性能。此种线性预编码已经按IEEE802.16-2005标准以及3GPP Rel.8/9/10长期演进技术（LTE）标准执行。

为了在下行链路（DL）中的发射器侧支持预编码，接收器（也称为用户设备（UE））反馈关于发射器天线和接收器天线之间所经过的无线信道的信道状态信息（CSI）。所述CSI包括：

信道质量指示（CQI）—接收器根据接收到的参考信号测量信号干扰噪声比（SNIR）形式的信道质量。为了减少报告SINR实际值的开销，定义一套调制编码方案（MCS）并且将测得的SINR映射到一种MCS。因此，只将所选的表示信道质量的MCS的索引报告给接收器。SINR和所选MCS之间的关系为，假设传输信道质量为测得的SINR，此种MCS执行的传输块的误块率（BLER）不超过10%。

一种由UE根据对多天线信道的测量而确定的优选的预编码向量或矩阵。

所建议的秩，表示UE根据DL信道测量值而确定出的传输层或数据流的数目。

为了减少预编码向量/矩阵相关的反馈开销，要求量化，从而以有限数量的比特表示CSI。例如，假如有4个天线端口，则3GPP LTE Rel.8标准针对不同的秩使用由64个矩阵组成的预编码矩阵码本，且UE使用6个信息比特而不使用实际信道报告来反馈优选的预编码矩阵。

另外，同样报告基于所选预编码矩阵的对应的传输秩和CQI。在接收报告的预编码矩阵、秩以及CQI后，eNB将为UE执行用于DL传输的调度。应注意的是，从UE报告的预编码矩阵只是一个建议，eNB可以覆盖报告的预编码矩阵，使用不同于所报告的预编码矩阵的其他预编码矩阵。

同样的预编码操作的原理也适用于LTE Rel-10上行链路（UL）。针对UL预编码，eNB首先利用从UE传输来的探测参考信号（SRS）来估计UL信道。测量了UL信道后，eNB可以估计与UL信道对应的SINR并将SINR映射到MCS，作为用于链路自适应的DL CQI。测量了UL信道后，假如有4个天线端口，eNB从53个矩阵的预定义码本中选择秩和相应的最合适的预编码矩阵，UL信道同样表示测量的信道。最后，将所选预编码矩阵发送到UE进行UL预编码。DL预编码的区别在于UE必须利用来自eNB的通知秩和预编码矩阵。

从上述过程可以看出由接收器选择所述预编码矩阵，然后将预编码矩阵报告或发送到发射器进行预编码。这种预编码操作被定义为闭环预编码，即信道相关预编码。

值得注意的是，针对闭环预编码，由于信道测量所需的处理时间，预编码矩阵的选择，以及报告预编码矩阵或进行通知所需要的传播时间，基于在时间t的信道，所选预编码矩阵将用于在时间T（T>t）进行预编码。由于信道随时间而改变，所选预编码矩阵在时间t可能过时，并且当信道在时间内高速变化时，比如在高速移动的情况下，与在时间T的信道无法匹配。因此，与报告的预编码矩阵对应的CQI所确定的MCS在时间t可能不适合在时间T进行传输，这样会导致性能下降。因此，为了获得闭环预编码增益，信道应随时间缓慢变化，即移动缓慢。

如上所阐述，闭环预编码适合于低移动性。在高移动性中，所报告的或发送的预编码矩阵会因为信道变化与无线传输信道不匹配，因而由于选定的预编码向量不匹配导致性能下降。然而，高移动性是现实生活中的常见场景，如在火车、汽车等中的通信，必须对其予以考虑。

在LTE Rel-8中，针对高移动性场景定义了开环预编码方案（DL传输模式3）。闭环方案和开环方案之间的主要区别在于：开环方案中使用的预编码矩阵是预定义的，并且没有预编码矩阵（PMI）选择。因为eNB和UE都能识别预定义的预编码矩阵，所以UE只将平均CQI和所选秩作为CSI信息进行反馈。在开环预编码中，该CQI对应于平均CQI。信道上的平均CQI是通过计算已知的同在UE和eNB侧的预定义预编码器集合的CQI平均值来得到的。更精确地说，当传输秩为1时，Rel-8的开环预编码使用发射分集方案（TxD），否则使用大时延CDD（循环时延分集）预编码。

针对大时延CDD，预编码由下式定义：

[\begin{matrix} z^{(0)} (i) \\ z^{(1)} (i) \\ . \\ . \\ . \\ z^{(P - 1)} (i) \end{matrix}] = W (i) D (i) U [\begin{matrix} x^{(0)} (i) \\ x^{(1)} (i) \\ . \\ . \\ . \\ x^{(v - 1)} (i) \end{matrix}]

其中P表示天线端口的数目，v表示传输秩或层，[x⁽⁰⁾(i)x⁽¹⁾(i)…x^(v-1)(i)]^T表示具有多层的数据向量块以及[z⁽⁰⁾(i)z⁽¹⁾(i)…z^(P-1)(i)]^T为映射在每个天线端口的资源上的向量块。预编码矩阵W的大小是P×v并且i=0,1,…,M，其中M是每层调制符号的数目。矩阵D(i)支持循环时延分集，且矩阵U的大小是v×v。这些矩阵被指定和赋予了不同的层数v。

假如有4个天线端口，UE假设eNB在物理下行链路共享信道（PDSCH）上将不同的预编码器循环分配给不同的向量，即[x⁽⁰⁾(i)x⁽¹⁾(i)…x^(v-1)(i)]^T。每v个向量使用一个不同的预编码器。从说明书中给定的表格里选择不同的预编码器。由于预编码器循环，若干个预编码矩阵在一个资源块（RB）中使用。

预编码循环可以获得4条不同信道上的平均CQI，因为4个预编码矩阵表示4条不同的信道。平均CQI对信道变化比闭环预编码要更鲁棒。

此种方案的缺点在于每个秩只定义了一个包括4个预编码矩阵的集合，其中每个秩不能适配实际系统中的不同场景。例如，包括均匀线性阵列（ULA）和交叉极化在内的不同天线装配被部署在实践当中，其要求不同的预编码矩阵来匹配天线的配置结构。此外，由于手握住而阻挡，在上行链路中不论有/没有天线增益不平衡的情况，都需要不同的预编码矩阵。此外，具有预编码循环的大时延CDD不能保留单载波属性，因而不适合LTE UL的情况。

另一现有技术与联合多点（CoMP）传输有关。针对CoMP，存在多个站点并且每个站点都部署了大量的天线。针对DL传输，若干个或所有的站点联合起来将PDSCH传输到某个UE。PDSCH通过预编码方式，经由所有可用的天线从联合站点进行传输。每个站点和某个UE之间的距离是不同的，所以路径损耗就不同，并且预定义了对应于不同路径损耗的预编码矩阵子集。

根据UE测量的路径损耗，eNB将选择用于联合传输的站点，并从所选联合站点中确定一个用于预编码操作的预编码矩阵子集。选择之后，将所确定的站点和预编码矩阵子集都发送给UE。然后，UE遵循上述闭环过程，即从已发送的子集中选择优选的预编码矩阵并报告给eNB。

可见，这种现有技术的预编码过程差不多与闭环预编码类似，不适合于高移动性场景。此外，预定义的预编码矩阵子集，根据所选联合集合的个数用于不同数量的发射天线。针对无需CoMP的正常传输，只存在一个站点，并且路径损耗对于部署在站点里的天线几乎相同，因而定义多个预编码矩阵子集对应于不同的路径损耗和不同数目的天线是没有用的。

又一现有技术涉及开环预编码循环MIMO通信。根据该现有技术，存在多个为开环MIMO定义的预编码矩阵子集；每个秩只定义了一个预编码矩阵子集。当确定了用于数据传输的传输秩时，在所定义子集中针对该秩的所有预编码矩阵均将用来执行预编码循环。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决和/或缓和现有技术的缺点的方法。具体而言，本发明的目的在于提供一种在高移动性中提高预编码性能的方法，所述方法用于无线通信系统的上行链路和下行链路。

根据本发明的一个方面，所述目的通过一种多天线无线通信系统中的方法实现，其中所述无线通信系统包括至少一个发射节点和至少一个接收节点，所述方法包括以下步骤：

接收节点发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，R是发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于第一传输秩r；

发射节点确定第二传输秩r'用于从发射节点传输数据到接收节点，其中1≤r'≤R，并且包括以下步骤：

为至少一个第一传输秩r中的至少一个定义至少两个预编码矩阵子集；

根据发射节点和接收节点之间的无线信道的信道质量估计，选择至少两个预编码矩阵子集中的一个；以及

发送所选的一个预编码矩阵子集，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与至少一个第一传输秩r对应的至少一个预定义的预编码矩阵。

上述方法的不同实施例在所附独立权利要求2-22中披露。

根据本发明的另一方面，所述目的还通过一种用于多天线无线通信系统的接收节点中的方法实现，其中所述方法包括以下步骤：

发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，R是发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，以及至少一个预定义的预编码矩阵对应于第一传输秩r；还包括以下步骤：

发送所选的一个预编码矩阵子集到发射节点，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与至少一个第一传输秩r对应的至少一个预定义的预编码矩阵。

根据本发明的又一方面，所述目的还通过一种用于多天线无线通信系统的发射节点中的方法实现，其中所述方法包括以下步骤：

接收至少一个从接收节点发送的第一传输秩r，其中1≤r≤R，R是发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于第一传输秩r；

发射节点确定第二传输秩r'用于从发射节点传输数据到接收节点，其中1≤r'≤R，还包括以下步骤：

发送所选的一个预编码矩阵子集到接收节点，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与至少一个第一传输秩r对应的至少一个预定义的预编码矩阵。

此外，本发明还涉及一种接收节点设备、一种发射节点设备、一种计算机程序以及一种计算机程序产品。

本发明提供一种非常适合于LTE系统等无线通信系统中的高移动性场景的方案。已经指出，本发明相对于如闭环预编码等现有技术性能更优，这是因为根据本发明，存在至少两个预编码矩阵子集用于不同的秩，这样使其灵活支持如天线装配、天线增益不平衡等不同场景的可靠传输。进一步地，发送所选预编码矩阵子集可以重新使用目前存在的控制信道格式并简化控制信道设计。

本发明的其他应用和优势将在下文详细的描述中清楚显示。。

附图说明

附图旨在阐明和解释本发明的各个实施例和方面，其中：

图1示出了不同的天线配置；

图2示出了预编码循环的一项示例；

图3示出了本发明与闭环预编码相比较的模拟结果；

图4示出了本发明与闭环预编码相比较的相对增益。。

具体实施方式

为了实现上述目标，本发明涉及一种多天线无线通信系统中的方法。

所述方法包括如下步骤：接收节点发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，且R是发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩。进一步，至少一个预定义预编码矩阵对应至少一个第一传输秩r，这意味着发射节点和接收节点对用于第一传输秩r数据传输的至少一个预编码矩阵集合都有相同的假设。

发射节点确定第二传输秩r'用于从发射节点传输数据到接收节点，其中1≤r'≤R。第二传输秩r'是用于节点之间数据传输的实际秩值，即发射节点将传输r'层数据到接收节点。

为至少一个第一传输秩r中的至少一个定义至少两个预编码矩阵子集，以及根据发射节点和接收节点之间的无线信道的信道质量估计，选择至少两个预编码矩阵子集中的一个。最后，发送所选的一个预编码矩阵子集，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与至少一个第一传输秩r对应的至少一个预定义的预编码矩阵。

根据本发明的实施例，第二传输秩r'总是等于至少一个第一传输秩，这意味着发射节点必须使用接收到的从接收节点发送来的第一传输秩r来进行数据传输。

根据另一实施例，第二传输秩r'等于或不同于至少一个第一传输秩r。该实施例意味着发射节点能够覆盖从接收节点接收到的第一传输秩r。当发射节点认为第一接收到传输秩r适合于数据传输时，发射节点将传输大量r层的数据到接收节点，否则将大量的r'（r'≠r）层的数据传输到接收节点。另外，发射节点将使用为第二传输秩r'定义的预编码矩阵集合。

如上所述，根据信道质量估计选择至少两个子集中的一个预编码矩阵子集。优选地，根据本发明又一实施例，信道质量估计是发射节点和接收节点之间的无线信道的CQI或SINR。

优先选择所述子集，以便所选的一个子集的平均CQI或SINR高于其他定义的子集/预编码矩阵子集的平均CQI或SINR。例如，根据本发明的实施例，如果定义了多个子集，所选的预编码矩阵子集就是具有最高的平均CQI或SINR的子集。

发明人进一步实现了可根据群组里的一个或多个标准确定不同的预编码矩阵子集，所述群组包括发射节点处的天线装配、天线增益不平衡以及矩阵距离度量。

码本中的预编码矩阵用于表示多天线信道，所以应该根据与天线部署有关的信道属性优先设计所述码本。众所周知，存在两个典型的天线配置：ULA和交叉极化，如图1所示。

假设ULA和交叉极化具有同样数目的天线，ULA相比于交叉极化需要更多的空间来部署天线。由于实际系统中eNB或UE侧的空间有限，需要缩小如图1所示的天线间隔d，这样导致高天线相关性。此种情况下，基于离散傅立叶转换（DFT）的预编码矩阵通常适用于获得预编码增益。例如，LTE Rel-8系统中4TX秩1的前8个预编码向量是DFT或旋转的DFT矩阵。

针对交叉极化天线配置，具有相同极化的天线像ULA那样具有相关性，但是来自不同极化的天线相对独立。根据此种属性，预编码向量/矩阵可以由两部分组成，其中每个部分是针对一个极化进行优化的，且与两个极化对应的两部分是同相位的以实现有益合并。此种原理适用于在LTERel-10中设计8TX预编码矩阵。

因此，可见，不同的天线部署需要不同种类的预编码矩阵。天线部署在标准中不是特定的并且取决于eNB或UE的实施方式，所以不能仅设计用于ULA或交叉极化的码本。

因此，所述码本根据实施例应不仅包括用于ULA的预编码矩阵而且包括用于交叉极化的预编码矩阵。在实际系统中，接收节点利用参考信号来测量信道以标识如ULA或交叉极化等信道属性以及选择码本中相应的预编码矩阵。

因此可以根据本发明将包括两种天线极化的现有码本集合划分成至少两个预编码矩阵子集；一个子集包含ULA码本，另一个子集包含交叉极化码本。因而，基于所部署的场景，可在合适的子集中测量得到平均CQI值。

除了天线的部署以外，同样还存在一些其他可以影响预编码矩阵设计的因素。例如，天线增益不平衡可能由于手握阻挡而发生在UL传输当中。这意味着来自一些天线的传输被手阻挡并存在严重的衰减。因此，可以不必分配功率给这些天线，从而节省能源。为了实现此点，预编码矩阵中对应于这些天线的码元应设置为零。用于天线增益不平衡的这种预编码矩阵分别适用于Rel-102TX以及4TX上行预编码，如下表1所示。

表1：天线增益不平衡的预编码矩阵

针对2TX，当第二天线具有相当大的损耗时，使用第一预编码向量。否则，使用第二预编码向量。针对4TX，当第二和第四天线太差时，使用预编码向量1～4，或者当第一和第三天线有严重衰退时，使用其余的4个预编码向量。这样可节省一半的传输功率。然而，这些预编码矩阵不适合于无天线增益不平衡的情况。换句话说，当eNB根据探测参考信号测量到存在天线增益不平衡时，eNB将选择上述的预编码矩阵。否则，eNB将使用码本中其余的预编码矩阵。此种情况下，可将预编码向量的集合划分成两个不同的子集。第一子集包含不存在天线增益不平衡的预编码器，而第二子集包含具有天线增益不平衡的预编码器。

更精确地说，针对开环预编码，本发明为至少一个第一传输秩r定义了M（M>1）个子集，其中每个子集具有至少一个预编码矩阵并且至少一个子集具有一个以上的预编码矩阵。包括一个以上预编码矩阵的子集，被用于在高速移动中获得鲁棒的CQI值，所述CQI值是子集中多个预编码矩阵的平均值。多个子集定义的创建，是为了在不同场景下进行优化的测量。

接收节点测量发射节点和接收节点之间的信道，然后基于信道测量选择一个子集，如选定子集来提供最高的平均CQI，如上所述。根据本发明的实施例，报告或发送所选的子集到发射节点，和发射节点将使用在此子集中定义的所有预编码矩阵或向量用来传输。

或者，发射节点可直接确定所选的预编码矩阵子集并将所确定和所选子集发送到接收节点使用（如，在DL中，eNB了解天线配置并选择优选的子集对天线配置进行优化），或接收节点报告信道测量信息到发射节点，以及发射节点根据从接收节点报告的信道信息选择一个子集并发送所选子集到其接收节点。

预定义的M个子集适合于不同的场景，比如ULA，交叉极化，或天线增益不平衡与无天线增益不平衡等等。这样，开环的预编码对于移动当中以及其它场景来说，将更加鲁棒。在移动中的情况下，在子集中的开环预编码更鲁棒，因为可以获得信道中的合适的平均CQI。

针对Rel-10上行2TX秩-1码本，存在6个用于闭环预编码的预编码向量，包括在表2中。

表2：2TX秩-1预编码向量

针对开环预编码，定义了6个预编码向量子集并且每个子集中的元素来自表2。表3示出了具有子集索引的预定义的6个子集。

表3：6个预编码向量子集

表3中的子集5和6用于不同情况的天线增益不平衡，而剩余的4个子集对应于没有天线增益不平衡的情况。针对子集1～4，每个子集中有3个预编码向量，而每个子集中第二和第三预编码向量与第一预编码向量具有高相关性。此种子集生成原理可概括如下。

实际上，可假定即使信道处在高移动性中，在时间t（测量定时）的信道仍然与在时间T（传输定时）的信道具有相关性，并保持接近于在时间t的信道。因此，当在时间t选择一个子集中的第一预编码向量时，由于信道相关性，在时间T的可能预编码向量将会变成此子集中的第二或第三预编码向量。为了实现鲁棒的CQI值，所述3个预编码向量可以同时用于获得适合的平均CQI。

值得一提的是，已经选定每个定义的子集中的第一预编码器作为在测量时间t最大化容量或吞吐量或SINR的预编码器。

同样的原理可适用于更高秩的传输。针对更高的秩，可将弦距离用作度量标准等，以将预编码矩阵分组到每个子集中。弦距离的定义如下：

d_{Chordal} = \frac{1}{\sqrt{2}} {| | W_{i} W_{i}^{H} - W_{j} W_{j}^{H} | |}_{F}

其中W_i表示一个预编码矩阵以及||·||_F表示弗罗宾尼斯范数（frobeniusnorm）。

例如，Rel-104TX秩-2存在16个预编码矩阵，如表4所示。所述16个预编码矩阵可分组成4个子集且每个子集有4个矩阵。而且，每个子集中的任何两个元素的弦距离都是相同的。

表4：4TX秩-2预编码矩阵

表5：4个预编码矩阵子集

应注意的是，在此实施例中，将所有的预编码向量/矩阵都分配给若干个子集，但是并不限于只使用码本中的部分预编码向量/矩阵来形成子集。由于发射节点和接收节点之间的传输会根据信道，即秩自适应，进行适应性的变更，所以传输秩可以是1和R之间的任何值，其中R是发射节点和接收节点之间的最大可用传输秩。同样应注意的是，并不限于只为部分传输秩定义至少2个子集，如，为秩-1定义6个子集，以及2个天线时只有一个秩-2的子集。

值得一提的是，其他类型的标准，比如其他类型的距离或投影，可用作度量标准来创建两范数（two-norm）距离或富比尼研究（Fubini-Study）距离等子集，或者为相同天线装配设计的预编码矩阵可以分组在一个子集内。

本发明的信号发送方面

根据本发明的实施例，所选预编码矩阵子集应发送或报告到发射节点用于预编码操作。以半静态或动态的方式优先执行子集的发送。

例如，假设ULA和交叉极化分别存在两个子集，针对DL传输，一旦标识了小区里的天线配置，所选子集直到移动到一个新小区前不会发生变化。此种情况下，如通过无线资源控制（RRC）信令，优先以半静态的方式配置所述子集以减少信令开销。当配置某个子集时，接收节点只需要报告传输秩和/或CQI（或MCS）到发射节点，并且也减少了选择子集的计算复杂度。一旦发射节点接收到传输秩，就可以知道使用该传输轶进行传输的是哪个预编码矩阵集合。

另外，当发射器是UE时，可在如物理下行链路控制信道上以动态的方式发送所选子集，或当发射器是eNB时，在物理上行链路控制信道上发送。针对动态信令，可以通过大量的信息/信令比特以显示的方式发送子集索引或通过所选的预编码矩阵索引（PMI）以隐式的方式发送子集索引。

在LTE Rel-10上行链路中，共同编码PMI和传输秩并通过3比特（2TX）和6比特（4TX）在PDCCH上进行发送。因此，可以重新使用此种信令格式来指示所选的子集。每个子集中存在至少一个预编码矩阵/向量，所以可通过其中一个属于子集的预编码向量/矩阵来表示子集。例如，表3中有6个预编码矩阵子集，每个子集中的第一预编码向量是唯一的且可以表示所述子集，这意味着第一预编码向量与具体的子集相关联。当发送与某个预编码向量对应的PMI到PDCCH上的UE时，UE将查找第一预编码向量，它的子集与已发送的子集相同，然后决定所述子集。

参照表5，在又一实施例中，存在4个子集并且每个预编码矩阵只属于一个子集。因此，子集中的任何预编码矩阵都可以表示此种具体的子集。当选择了一个子集，可在PDCCH上发送与子集中任何一个预编码矩阵对应的PMI，如在Rel-10中一样。区别仅在于UE需要将PMI关联于子集而不关联于一个特定的预编码矩阵。

在不损失一般性的情况下，如上所述的显示或隐式子集信令方案可适用于DL传输，如eNB以半静态的方式发送所确定的子集到UE，且UE将基于所确定子集中的预编码计算CQI，或UE报告子集信息到PUCCH上的eNB，或eNB在使用共用参考信号的情况下发送用于在PDCCH上传输的子集。

通过子集预编码矩阵的循环过程

根据本发明的实施例，在发射节点获取子集信息之后，发射节点需要利用子集中的所有预编码向量/矩阵来获取平均CQI。一种方式为通过一个子集中的预定义的预编码器使用具有预编码循环的大时延CDD，即在LTE-Rel8中的情况。另一方案为只在发送的所选子集中重复循环所有的预编码矩阵，并且循环粒度可以为每N1（N1>=1）个资源单元/符号/时隙。针对需要单载波属性的上行链路传输，理想情况为每隔N1个符号或时隙就循环预编码矩阵。例如，表3中的子集2（预编码向量包括w1、w2和w3）用在一个子帧中。一个子帧中有两个时隙，且每个时隙由7个符号组成。每个时隙中的中间符号用于解调参考信号，而其余6个符号用于数据。图2所示为使用预编码循环的传输。

性能结果

使用表3的预编码矩阵，对上行2TX-2RX秩1的性能进行评估，并且与表2所示的2TX秩1闭环预编码在时速60公里时进行比较。从表3中的6个预定义子集来看，只有前4个子集表示已经模拟了不存在天线增益不平衡的情况。已经考虑到它们之间具有零相关性的交叉极化的天线。

在评估中，已经使用图2所示的不同符号上的预编码循环。图3示出了评估结果，而图4示出了相对于闭环预编码的相对增益。闭环预编码模拟结果是基于只提供瞬时SINR和只选择一个预编码矩阵这样的事实。可以发现本发明相对于闭环预编码的这种场景可以提供多达10%的增益。

此外，本发明还涉及一种接收节点中的方法以及一种用于多天线无线通信系统的发射节点中的方法。

接收节点中的方法包括以下步骤。发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，R是发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，以及至少一个预定义的预编码矩阵对应于第一传输秩r。

为至少一个第一传输秩r中的至少一个定义至少两个预编码矩阵子集。根据发射节点和接收节点之间的无线信道的信道质量估计，选择至少两个预编码矩阵子集中的一个。发送所选的一个预编码矩阵子集到接收节点，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与至少一个第一传输秩r对应的至少一个预定义的预编码矩阵。

根据本发明实施例，在UL传输的情况下，发射节点中的方法可以被例如eNB采用。针对UL传输，接收节点（即eNB）确定传输秩，基于UL信道测量从探测参考信号中选择与传输秩对应的一个预编码矩阵子集，以及之后发送传输秩和所选预编码子集到发射节点（即UE）。发射节点将通过eNB的建议执行UL传输。

发射节点中的方法包括以下步骤。接收从接收节点发送来的至少一个第一传输秩r，其中1≤r≤R，R是发射节点和接收节点之间的最大可用传输秩，以及至少一个预定义的预编码矩阵对应于第一传输秩r。发射节点确定第二传输秩r'用于从发射节点传输数据到接收节点，其中1≤r'≤R。

根据本发明实施例，在DL传输的情况下，发射节点中的方法可以被例如eNB采用。针对DL传输，发射节点（即eNB）接收接收节点（即UE）发送的传输秩。然而，应注意的是，接收到的传输秩r仅是用于DL传输的一种建议，且eNB可以覆盖接收到的传输秩r，并使用传输秩r'进行DL传输。另外，发射节点根据接收节点报告的DL信道测量信息确定用于不同传输秩的预编码矩阵子集，以及发送所确定的子集到接收节点。

根据本发明接收节点和发射节点中的方法还可根据本发明公开的无线通信系统中的方法的相关实施例加以变更。

此外，所属领域的技术人员理解到，根据本发明的一种方法也可以在计算机程序中实施，所述计算机程序具有代码方法，这种代码方法在计算机中运行时，致使计算机执行所述方法的步骤。计算机程序包含于计算机程序产品的计算机可读媒质中。计算机可读媒质本质上上可由任何存储器组成，例如ROM（只读存储器）、PROM（可编程只读存储器）、EPROM（可擦除PROM）、闪存存储器、EEPROM（电可擦PROM）或硬盘驱动器。

本发明还涉及一种对应于上述方法的接收节点设备和发射节点设备。应注意的是，接收节点设备和发射节点设备可根据上述接收节点和发射节点中的方法的不同实施例进行必要的修改。

最后，应了解，本发明并不局限于上述实施例，而是同时涉及且并入所附独立权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种多天线无线通信系统中的方法，所述无线通信系统包括至少一个发射节点和至少一个接收节点，所述方法包括以下步骤：

发射节点确定第二传输秩r'用于从发射节点传输数据到接收节点，其中1≤r'≤R，

所述方法的特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

使用所述选择的一个预编码矩阵子集对所述数据进行预编码；以及

将所述预编码的数据从所述发射节点传输到所述接收节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述预编码步骤还包括：

使用预编码循环对所述数据进行预编码。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预编码步骤还包括：

使用预编码循环和层排列对所述数据进行预编码。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述预编码步骤还包括：

使用大时延循环时延分集（CDD）对所述数据进行预编码。

6.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述信道质量估计是针对所述信道的信道质量指示（CQI）或信号干扰噪声比（SINR）。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述选择步骤还包括：

选择一个子集，使得所选的一个预编码矩阵子集的平均信道质量指示（CQI）或信号干扰噪声比（SINR）高于其他预编码矩阵子集的平均信道质量指示（CQI）或信号干扰噪声比（SINR）。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个预编码矩阵子集中的至少一个包括至少两个预编码矩阵。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少两个预编码矩阵子集中的其他子集包括至少一个预编码矩阵。

10.根据权利要求1所述的方法，其中基于群组中的一个或多个标准确定所述至少两个预编码矩阵子集包括：所述发射节点侧的天线装配、天线增益不平衡以及矩阵距离度量。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述发送以半静态的方式进行。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述发送以动态的方式进行。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述发送通过使用信令比特以显示的方式进行。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述发送通过指示一个关联于所选的一个预编码矩阵子集的预编码矩阵以隐示的方式进行。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述指示的预编码矩阵是一个属于所选的一个预编码矩阵子集的预编码矩阵。

16.根据权利要求11-15中任一权利要求所述的方法，其中所述发送在下行链路中进行。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述发送在物理下行链路控制信号（PDCCH）上进行。

18.根据权利要求11-15中任一权利要求所述的方法，其中所述发送在上行链路中进行。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述发送在物理上行链路控制信号（PDCCH）上进行。

20.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二传输秩r'总是等同于所述至少一个第一传输秩r。

21.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二传输秩r'等同于或不同于所述至少一个第一传输秩r。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统为长期演进（LTE）系统，且所述发射和接收节点为任意eNB或UE。

23.一种用于多天线无线通信系统的接收节点中的方法，所述方法包括以下步骤：

发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，R是所述发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于所述第一传输秩r；

所述方法的特征在于，包括以下步骤：

为所述至少一个第一传输秩r中的至少一个定义至少两个预编码矩阵子集；

根据所述发射节点和所述接收节点之间的无线信道的信道质量估计，选择所述至少两个预编码矩阵子集中的一个；以及

发送所选的一个预编码矩阵子集到所述发射节点，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与所述至少一个第一传输秩r对应的所述至少一个预定义的预编码矩阵。

24.一种用于多天线无线通信系统的发射节点中的方法，所述方法包括以下步骤：

—接收至少一个从接收节点发送的第一传输秩r，其中1≤r≤R，R是所述发射节点和接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于所述第一传输秩r；

所述发射节点确定第二传输秩r'用于从所述发射节点传输数据到所述接收节点，其中1≤r'≤R，

所述方法的特征在于，包括以下步骤：

发送所选的一个预编码矩阵子集到所述接收节点，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与所述至少一个第一传输秩r对应的所述至少一个预定义的预编码矩阵。

25.一种计算机程序，其特征在于代码构件，所述代码构件在计算机中运行时致使所述计算机执行权利要求23～24中任一权利要求所述的方法。

26.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读媒质以及根据权利要求25所述的计算机程序，其中所述计算机程序包含于所述计算机可读媒质中。

27.一种多天线无线通信系统的接收节点设备，所述接收节点设备用于：

发送至少一个第一传输秩r到发射节点，其中1≤r≤R，R是所述发射节点和所述接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于所述第一传输秩r；

所述设备的特征在于，还用于：

28.一种多天线无线通信系统的发射节点设备，所述发射节点设备用于：

接收至少一个从接收节点设备发送的第一传输秩r，其中1≤r≤R，R是所述发射节点和所述接收节点之间的传输的最大可用秩，且至少一个预定义的预编码矩阵对应于所述第一传输秩r；

所述发射节点确定第二传输秩r'用于从所述发射节点设备传输数据到所述接收节点，其中1≤r'≤R，

所述设备的特征在于，还用于：

发送所选的一个预编码矩阵子集到所述接收节点设备，其中所选的一个预编码矩阵子集关联于与所述至少一个第一传输秩r对应的所述至少一个预定义的预编码矩阵。