CN103959891A - 用于csi计算和报告的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在包括至少一个基站(eNodeB)和至少一个用户设备(UE)在内的多输入/多输出(MIMO)通信系统中测量信道状态信息(CSI)的方法，所述方法包括：在所述至少一个UE处，通过所述至少一个UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)；从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元(RE)；以及使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。

Description

用于CSI计算和报告的设备和方法

技术领域

本发明涉及测量多输入多输出(MIMO)通信系统中的信道状态信息(CSI)，且具体地涉及对测量CSI的改进。

背景技术

在现有的多输入多输出(MIMO)通信系统中，在发射机和接收机处使用多个天线来提高发射机和接收机之间的通信性能和峰值数据速率。在长期演进(LTE)通信系统中，例如，可以在基站(eNodeB)和用户设备(UE)处使用多个天线来提高eNodeB和UE之间的通信性能和峰值数据速率。在一个示例中，在进行接收的UE处估计UE和eNodeB之间的通信链路的信道状态信息(CSI)，并将其反馈到eNodeB以用于下行链路发送控制。在该情况下，CSI包括所估计的信道特性，例如散射、衰落和随着距离的功率衰退，这使得eNodeB可以基于当前的信道条件来控制下行链路发送。

例如，在图1中示出的高级LTE通信系统(例如，LTE版本10系统)中，已经存在与针对多用户MIMO(MU-MIMO)和协调多点(CoMP)通信系统的增强信道估计有关的广泛讨论。图1示出了MIMO通信系统的简化图，该MIMO通信系统示出了单个UE200和单个eNodeB300，其中，UE200和eNodeB300利用多个天线来发送和接收数据流。该讨论导致了支持针对多达比如8天线端口(AP)的单用户MIMO(SU-MIMO)和MU-MIMO的特定目标，此外其关于CoMP尽可能地是前瞻性的。主要的缺点在于：

1、CSI参考信号(CSI-RS)已被引入通信系统，以用于多蜂窝环境中的信道状态信息(CSI)的频率选择性估计。图1中示出的UE200包括CSI处理单元100，其被配置为估计多蜂窝环境中的CSI。此外，为了限制开销，CSI参考信号(RS)在频率上应当是稀疏的(例如，针对每个AP以及每个物理资源块(PRB)以及每个时间单位(例如，每5、10、20、40、80ms)仅一个资源单元(RE))。可以看到图2中示出了针对1、2、4、8个AP的典型CSI RS模式。

2、要通过频分复用(FDM)、码分复用(CDM)和时分复用(TDM)的组合来提供CSI-RS正交性。一个主要问题是所需的后向兼容性，例如，发现尚未用于其他目的的资源单元(RE)。图2还示出了大数目的已占用RE。

3、还在图2中示出的、对用于在其他小区中使用的携带CSI RS的RE的静默旨在用于改进多蜂窝环境中CSI RS的正交性。本领域技术人员将要意识到的是：静默意味着在特定的RE处关闭对Tx信号的任何发送。正在讨论的是对3到5重复使用的静默模式。除了增加针对RS的开销之外，LTE版本8UE将会因为其未意识到PRB内要求稍高的编码增益的该附加穿孔(puncturing)而遭受损失。另一方面，将会通过关于穿孔RE的信令来通知版本10UE，以使得改进解码成为可能。

4、CSI RS要允许针对3到5个协作小区的例如8个信道分量的显式估计。

在例如LTE版本10通信系统中引入CSI-RS使得CSI计算要由UE所执行，以反馈到eNodeB来用于下行链路发送控制。因此，在UE处需要改进CSI测量。

发明内容

根据一个方案，本发明提供了在包括至少一个基站(eNodeB)和至少一个用户设备(UE)在内的多输入/多输出(MIMO)通信系统中测量信道状态信息(CSI)的方法，所述方法包括：

在所述至少一个UE处，通过所述至少一个UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)；

从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元(RE)；以及

使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。

根据另一方案，本发明提供了在包括至少一个基站(eNodeB)和至少一个用户设备(UE)在内的多输入/多输出(MIMO)通信系统中测量信道状态信息(CSI)的UE，所述UE包括：

控制器，被配置为：

在所述UE处，通过所述UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)；以及

从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元(RE)；以及

CSI测量单元，被配置为使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。。

附图说明

现在将参考附图，仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是示出了现有技术无线通信系统的示意图；

图2是对针对1、2、4、8个CSI-RS端口的典型CSI参考信号(CSI RS)模式进行示出的资源单元(RE)块的图形描述；

图3是根据本发明实施例的包括用于测量信道状态信息(CSI)的用户设备(UE)在内的无线通信系统的示意图；

图4是示出了根据本发明实施例的测量CSI的方法的流程图；

图5是示出了图4的测量CSI的方法的另一流程图；

图6是根据本发明实施例的携带CSI-RS的LTE子帧的图形描述；

图7是根据本发明实施例的对估计发送天线端口0和1的噪声功率的方法进行示出的LTE子帧的图形描述；

图8是根据本发明实施例的对在来自在先子帧的小区特定参考信号不可用的情况下估计发送天线端口0和1的噪声功率的方法进行示出的LTE子帧的图形描述；以及

图9是根据本发明实施例的对估计发送天线端口2和3的噪声功率的方法进行示出的LTE子帧的图形描述。

具体实施方式

根据一个方案，本发明提供了在包括至少一个基站(eNodeB)和至少一个用户设备(UE)在内的多输入/多输出(MIMO)通信系统中测量信道状态信息(CSI)的方法，所述方法包括：

在所述至少一个UE处，通过所述至少一个UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)；

从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元(RE)；以及

使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。

在实施例中，在LTE版本10中引入CSI-RS应该要求在UE中实现CSI测量功能，以用于计算作为要在上行链路(UL)信道中向eNodeB报告的反馈的CSI(例如，信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵信息(PMI)、预编码类型指示符(PTI)和/或秩指示符(RI))。因此，与发射TX和接收RX天线(例如，TX和RX天线端口)的数目无关，实施例提供了如下能力：针对更大数目的TX和RX天线端口以及针对后续版本的LTE UE中的任何可能改变进行用于报告CSI的扩展，以最小的复杂度来实现更高下行链路吞吐量。

在实施例中，该方法还包括：在所述至少一个UE处通过所述下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述无线帧的子帧中携带的小区特定参考信号(CRS)；

从所述子帧中提取CRS资源单元(RE)；以及

使用所提取的CRS RE来进一步分别执行针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的下行链路信道估计，以进一步导出所述CSI。

在实施例中，考虑到信噪比(SNR)的工作范围上的信道的频率选择性和非频率选择性特性，使用CSI-RS来产生用于CSI报告的改进的信道估计。

在实施例中，该方法还包括：使用所述进一步的下行链路信道估计来分别执行针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的子频带噪声功率估计。

在实施例中，该方法还包括：分别使用针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的子频带噪声功率估计和下行链路信道估计，以执行子频带信号功率估计，以导出子频带信号对噪声(SNR)估计。

在实施例中，该方法还包括：使用所述下行链路信道估计来分别导出针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的子频带CSI-RS信道矩阵。

在实施例中，该方法还包括：使用所述子频带CSI-RS信道矩阵和所述子频带SNR估计来导出子频带信号对干扰噪声比(SINR)估计。

在实施例中，该方法还包括：使用所述子频带信号对干扰噪声比(SINR)估计来执行针对所有秩指示符(RI)和针对所有预编码类型指示符(PTI)的宽带预编码矩阵信息(PMI)计算和子频带预编码矩阵信息(PMI)计算。

在实施例中，该方法还包括：使用所述子频带信号对干扰噪声比(SINR)估计来执行宽带信道质量指示符(CQI)计算和子频带信道质量指示符(CQI)计算。

在实施例中，所述CSI包括所述宽带PMI和所述子频带PMI、所述宽带CQI和所述子频带CQI、所述RI以及所述PTI。

根据另一个方案，本发明提供了在包括至少一个基站(eNodeB)和至少一个用户设备(UE)在内的多输入/多输出(MIMO)通信系统中测量信道状态信息(CSI)的UE，所述UE包括：

控制器，被配置为：

在所述UE处，通过所述UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)；以及

从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元(RE)；以及

CSI测量单元，被配置为使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。

在实施例中，CSI测量单元测量和报告CSI，来以降低的复杂度在其下行链路吞吐量方面增强LTE版本10和后续版本LTE UE性能。

根据实施例，如图3所示，提供了无线通信系统10。通信系统10是多输入多输出(MIMO)通信系统，其包括基站(eNodeB)300和用户设备(UE)200。图3中示出的实施例具有版本10长期演进(LTE)通信系统，其引入了用于在UE200处作为执行信道状态信息(CSI)计算的参考来使用的信道状态信息参考信号(CSI-RS)，该CSI要被反馈回eNodeB300以用于下行链路数据通信控制。本领域技术人员将会意识到的是：CSI包括所估计的信道特性，如信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵信息(PMI)、预编码类型指示符(PTI)和/或秩指示符(RI)。

在实施例中，UE200包括用于向/从eNodeB300传递数据和用于测量系统10中的信道状态信息(CSI)的多个组件，包括控制器101、接收机信号处理器30和发射机信号处理器32。此外，eNodeB300包括用于通过下行链路(DL)24和上行链路(UL)26信道与UE200通信的多个组件，包括用于控制eNodeB天线22A到22N的发射机控制器TX12和接收机控制器RX14。此外，eNodeB300包括基带信号处理器16，基带信号处理器16包括AMC处理器18和预编码及波束成形处理器20。从图3可以看出，MIMO系统10的UE200还具有多个天线28A至28N，用于关于接收机信号处理器30和发射机信号处理器32进行操作，以向/从UE300接收和发送数据。还可以看出的是，接收机信号处理器30包括被配置为测量CSI的CSI测量单元400。在使用中，控制器101被配置为通过与eNodeB300之间的至少一个下行链路信道24从eNodeB300接收在通信系统10的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)，并从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元(RE)。CSI测量单元400被配置为使用提取出的CSI-RSRE来针对UE300的接收天线20A至28N与eNodeB300的发送天线22A至22N的活跃对执行下行链路信道估计，以导出CSI。

此外，控制器101还被配置为通过下行链路信道24从eNodeB300接收在无线帧的子帧中携带的小区特定参考信号(CRS)，并从子帧中提取CRS资源单元(RE)。CSI测量单元400还被进一步配置为使用提取出的CRS RE来针对UE300的接收天线20A至28N与eNodeB300的发送天线22A至22N的活跃对进一步执行下行链路信道估计，以进一步导出CSI。

此外，在示例中，特定的系统安装要求在eNodeB300处使用4个以上的发送(TX)天线，并且在本示例中，使用多达8个TX天线。为了支持4个以上的TX天线，系统10还使用了UE特定参考信号。在任何情况下，与小区特定参考信号(CRS)相反，使用与数据传输相同的预编码权重对UE特定参考信号进行预编码，且UE特定参考信号仅被接收所伴随的业务数据的UE200所使用。

可以看出，图3提供了使用多个发送天线22A至22N向UE200发送一个或多个数据流的无线通信系统10的简化图。在示例实施例中，eNodeB收发机12和14包括射频(RF)发射机电路的RF接收机电路，以及基带信号处理器16包括基带信号处理电路。基带信号处理电路包括自适应调制和编码(AMC)处理单元18和预编码处理单元20，自适应调制和编码(AMC)处理单元18将从UE发送的反馈信息作为用于确定要应用到发送数据流的最优编码和调制方案的信息之一，预编码处理单元20也将从UE发送的反馈信息作为用于确定用来对发送到特定UE的数据进行映射的数据流最优数目、预编码矩阵和频率RB的信息。从基站(eNodeB300)发送的信号通过传播信道行进到移动终端(用户设备200)，该移动终端包括移动收发机和多个接收天线28A至28N。移动收发机包括控制器101以及发送信号处理单元32和接收机信号处理单元30。如上所述，接收机信号处理单元30包括CSI测量单元400。本领域技术人员将意识到：本文中所述的术语“处理单元”或“处理器”将一般性地指代可以使用一个设备或若干设备来实现的、并可根据需要利用适当的程序代码来配置以执行包括例如上述的CQI、PMI、PTI和RI估计技术在内的反馈计算的任何功能单元。

原则上，可以根据以下分析方法来测量CSI：

在使用与秩R相关联的子码本的预编码器索引P_R的预编码MIMO系统的具有时域索引为t以及频域索引为i的RE处的接收信号：

$y_{\mathrm{ti}{P}_R}=H_{\mathrm{ti}}{V_P}_R{x}_{\mathrm{ti}}+n_{\mathrm{ti}}$

是FFT块的输出处的N_rx×1接收信号矢量，

H_ti，针对RE的信道路径的频率响应的N_rx×N_tx信道矩阵，

x_ti，来自层映射块的输出的R×1发送矢量，

n_ti，N_rx×1噪声矢量，

N_tx×R预编码器矩阵。

为了将系统转换为RSISO AWGN信道，可以使用大小为R×N_rx的均衡器

${\hat{x}}_{\mathrm{ti}{P}_R}=G_{\mathrm{ti}{P}_R}{y}_{\mathrm{ti}{P}_R}=G_{\mathrm{ti}{P}_R}{H}_{\mathrm{ti}}{V_P}_R{x}_{\mathrm{ti}}+G_{\mathrm{ti}{P}_R}{n}_{\mathrm{ti}}$

对于MMSE均衡器，

$G_{\mathrm{ti}{P}_R}={[{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ti}}^{-1}{I}_R+V_{P_R}^H{H}_{\mathrm{ti}}^H{V_P}_R]}^{-1}{V}_{P_R}^H{H}_{\mathrm{ti}}^H$

其中，I_R是RxR单位矩阵，则

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{ti}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ti}}}{{[{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ti}}^{-1}{I}_R+V_{P_R}^H{H}_{\mathrm{ti}}^H{H}_{\mathrm{ti}}{V_P}_R]}_{\mathrm{ll}}^{-1}}-1$

表示矩阵[]^-1的第(l，l)个对角元素，[]^-1是矩阵[]的逆。

参考图5，应根据以下步骤来实现CSI测量方法：

步骤1：

对于经由较高层信令被要求执行CSI测量的设备，较高层应该提供控制器-101CSI-RS配置，该配置包括但不限于下面的参数：

·CSI-RS端口的数目。

·CSI RS子帧配置I_CSI-RS。

·子帧配置周期T_CSI-RS。

·子帧偏移Δ_CSI-RS。

·关于CSI反馈的参考PDSCH发送功率的UE假设P_C。P_C是当UE导出CSI反馈时假设的PDSCH EPRE与CSI-RS EPRE的比率，并在具有1dB步长的范围[-8，15]dB内取值。

·CSI报告模式。

利用CSI-RS配置，控制器101应该能够确定哪个无线帧携带CSI-RS子帧以及该无线帧中的哪个(些)子帧携带CSI-RS。

步骤2：

在图6中示出的具有CSI-RS子帧的无线帧中，在CSI-RS子帧之前的子帧期间，控制器101应该配置“CRS RE&CSI-RS RE提取”单元103来执行以下步骤中的任一步骤：

1.1.1如果在CSI-RS子帧之前的子帧是非MBFSN(多播/广播单频网)子帧，提取从FFT单元102输出的携带CRS的最后一个OFDM符号上的CRS RE。以及在CSI-RS子帧中提取CRS RE和CSI-RS RE。图4中示出了携带CRS的最后一个OFDM符号。

1.1.2如果在CSI-RS子帧之前的子帧是MBSFN子帧，忽略CSI-RS子帧之前的整个子帧。以及在CSI-RS子帧中提取CRS RE和CSI-RS RE。

步骤3：

步骤2中描述的所提取的CRS RE应被用作“CRS RE处的CRS信道估计”单元104的输入，以执行LS信道估计。

步骤4：

在步骤4中，来自单元104的LS估计应被用于“子频带(K)噪声功率估计”单元105的子频带噪声功率估计。

“子频带(K)噪声功率估计”单元105应该根据以下方式确定针对每对活跃接收天线和发送天线的子频带噪声功率()：

1、确定每个子频带中的资源块(RB)的数目：N_RB(K)。

2、在1中的所选子频带(K)内，以及在携带CRS的两个连续OFDM符号之间的间隔中，选择应该计算噪声功率的交叉点，

3、针对所选子频带中的所有确定的交叉点执行噪声功率计算，

4、对所选子频带中的所有确定的交叉点的噪声功率求平均，以得到针对每对活跃接收天线(a)和发送天线(b)的子频带噪声 $({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{est}\_\mathrm{scl}}^2(a,b,n,K)$

假设端口0和1上有2个发送天线，在正常CP子帧结构的情况下，在图7和图8中可以示出子频带噪声功率估计的示例实现。

当在CSI-RS子帧的噪声功率估计中使用了CSI-RS子帧之前的子帧的CRS的情况下，在可以进行噪声功率计算之前，应该对CSI-RS子帧之前的子帧的CRS进行AGC和定时调整，以如相位一样，在幅度上与CSI-RS子帧的CRS对齐。

假设端口0、1、2和3上有4个发送天线，在正常CP子帧结构的情况下，在图9中可以示出附加的两个天线端口2和3的子频带噪声功率估计的示例实现。

步骤5：

与以上步骤3中描述的CRS信道估计处理并发地，还应该将步骤2中产生的所提取的CSI-RS RE用作“CSI-RS RE处的CSI-RS信道估计”单元107的输入，以用于执行CSI-RS信道估计。

该CSI-RS信道估计的目的在于计算以下各项：

1、在针对所有活跃对RX-TX的CSI-RS RE位置处的LS信道估计，以及

2、在针对所有活跃对RX-TX的CSI-RS RE位置处的干净(clean)信道估计。

可以根据以下方式进行示例实现：

设Y(a，b，n，r，k)和Y(a，b，n，r+1，k)是接收到的CSI-RS信号，以及R(a，b，n，r，k)和R(a，b，n，r+1，k)是对应的CSI-RS模式。通过对接收到的CSI-RS符号应用码分解复用来计算LS估计H_CSI(a，b，n，k)

其中

·b＝15，16，...，15+N_tx-1表示CSI-RS端口

·a＝1，...，N_rx-1表示接收天线

·n表示CSI-RS子帧编号

·k表示CSI-RS子帧位置

接下来，将LS估计H_CSI入栈(stack)到长度为的列向量Z中，从而发现

${\hat{h}}_m=g_m\×z,$

$m=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}}-1,$

其中，g_m是矩阵G的第m行，矩阵G被定义为：

$G=B\×{[B+\frac{1}{\mathrm{SNR}}I]}^{-1}$

·B是参考RE处的信道之间的相关矩阵，B的大小是N_RB行N_RB列，B的第(m，n)元素被给出为：

$B_{m,n}=E\left\{h_m{h}_n^{*}\right\}=r_f(m-n)$

其中， $r_f(m-n)=\frac{1}{1+j2\mathrm{\π}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rms}}|m-n|\mathrm{\Δf}}.$

在此，使用CRS，基于频率斜率估计来确定_rms。

·通过计算CSI-RS宽带噪声功率(n)和宽带信号功率S_{est_CSI-RS}(n)，基于CSI-RS LS估计(H_CSI)来估计宽带SNR(信噪比)。

以及，如下计算宽带CSI-RS SNR：

$\mathrm{SNR}={\mathrm{SNR}}_{\mathrm{CSI}-\mathrm{RS}}\left(n\right)=\frac{S_{\mathrm{est}\_\mathrm{CSI}-\mathrm{RS}}\left(n\right)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{est}\_\mathrm{CSI}-\mathrm{RS}}^2\left(n\right)}$

步骡6：

在步骤6中，子频带(K)信号功率估计单元108应该使用

1、从处理单元105产生的子频带噪声功率估计

2、CSI-RS的LS估计，以及107

以计算子频带信号功率S_{est_scl}(a，b，n，K)。

备选地，如果将CRS用于CSI计算，替代CSI-RS的LS，可以将来自单元104的CRS的LS估计用于信号功率估计。

使用CSI-RS的子频带信号功率估计如下示例实现。通过对两个相邻资源块上的CSI-RS位置处的LS估计求平均来执行信号功率估计。如果在子频带中存在奇数个资源块，忽略最后一个资源块。

步骤7：

在步骤7中，利用来自控制器单元101的CSI配置，子频带SNR估计单元110应该针对最后N_{CQI_S}个子帧采用子频带信号功率估计和子频带噪声估计，以计算子频带SNR(K)。

子频带SNR(K)的示例实现包括对最后N_{CQI_S}个子帧上的子频带噪声功率估计和子频带信号功率估计求平均；以及

S_{est_ave}(a，b,K)=r_d2pS_{est_scl}(a，b，c，K)

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{est}\_\mathrm{ave}}^2(a,b,K)=\left(\frac{1}{N_{\mathrm{CQI}\_I}}\right)\underset{c=n-N_{\mathrm{CQI}\_I}+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{est}\_\mathrm{scl}}^2(a,b,c,K)$

在所有活跃的发送天线和接收天线上求平均，然后采用该比率来找到每个子频带的接收SNR。

$\mathrm{SNR}\left(K\right)=\left(\frac{N_{\mathrm{tx}}}{N_{\mathrm{CRS}}}\right)\×\frac{\underset{b=0}{\overset{N_{\mathrm{CRS}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{a=0}{\overset{N_{\mathrm{rx}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{\mathrm{est}\_\mathrm{ave}}(a,b,K)}{\underset{b=0}{\overset{N_{\mathrm{tx}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{a=0}{\overset{N_{\mathrm{rx}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{est}\_\mathrm{ave}}^2(a,b,K)}$

步骡8：

与步骤8中的子频带SNR估计同时地，还在步骤8中建立子频带CSI-RS信道矩阵，作为步骤9中的SINR估计的准备。

子频带CSI-RS信道矩阵构建单元109应该采用处理单元107产生的干净CSI-RS信道估计，以在每个采样子载波fK处产生子频带信道矩阵H(f_K)。

步骤9：

如上所述，CSI计算的关键概念是实现适当的SINR(信道对干扰和噪声比)。在步骤9中，子频带SINR估计单元112应该通过采用来自处理单元109和110的子频带CSI-RS信道矩阵和子频带SNR估计作为输入来计算“子频带SINR”。根据以下公式来表示针对所有RI(秩指示符)R＝1，2、针对与RI相关联的所有PMI(预编码矩阵指示符)P_R∈Ω_R、以及针对所有的层l＝1，...，R的SINR(P_R，l，f_K，K)的示例实现：

$\mathrm{SINR}(P_R,l,f_K,K)=\frac{\mathrm{SNR}\left(K\right)}{{[\mathrm{SNR}{\left(K\right)}^{-1}{I}_R+V_{P_R}^{H}H{\left(f_K\right)}^{H}H\left(f_K\right){V_P}_R]}_{\mathrm{ll}}^{-1}}-1$

$f_K\∈F_K:\{12({\mathrm{KN}}_{\mathrm{RB}}+i)+i_0,i=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RB}}\left(K\right)-1,N_{\mathrm{RB}}=\underset{K}{\max }{N}_{\mathrm{RB}}\left(K\right)\}$

在此：

·I_R是R行R列的单位矩阵；

表示矩阵[]^-1的第(l，l)个对角元素，[]^-1是矩阵[]的逆。

是秩为R的子码本中的第P个预编码器。

步骤10：

在知道UL PhCH发送可用性以及还知道报告模式可应用性的情况下，控制器101应配置RI宽带PMI计算单元113或子频带PMI计算单元115来执行宽带PMI或子频带PMI计算。

在步骤10中，利用子频带SINR作为输入，RI和宽带PMI处理单元113应该选择RI和宽带PMI(后者用于PUSCH模式3-1和2-2)，以使得其相关联的码本中的优选预编码器根据以下公式提供最高的最大容量和：

$\begin{array}{c}\hat{R},{\hat{P}}_w=\underset{R\∈\left\{\mathrm{1,2}\right\}}{\arg \max }\underset{P_R\∈{\mathrm{\Ω}}_R}{\max }\underset{K=0}{\overset{N_S-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{f_K\∈F_K}{\mathrm{\Σ}}\underset{l=1}{\overset{R}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\mathrm{SINR}(P_R,l,f_{K,}K))\\ =\underset{R\∈\left\{\mathrm{1,2}\right\}}{\arg \max }\underset{P_R\∈{\mathrm{\Ω}}_R}{\max }\underset{K=0}{\overset{N_S-1}{\mathrm{\Π}}}\underset{f_K\∈F_K}{\mathrm{\Π}}\underset{l=1}{\overset{R}{\mathrm{\Π}}}(1+\mathrm{SINR}(P_R,l,f_K,K))\end{array}$

在此，N_S表示子频带的总数目。

在步骤10中，利用子频带SINR作为输入，子频带PMI处理单元115应该选择子频带PMI(PUSCH模式1-2)来根据以下公式提供最大容量和：

$\begin{array}{c}{\hat{P}}_S\left(K\right)=\underset{P_{\hat{R}}\∈{\mathrm{\Ω}}_{\hat{R}}}{\arg \max }\underset{f_K\∈F_K}{\mathrm{\Σ}}\underset{l=1}{\overset{\hat{R}}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\mathrm{SINR}(P_{\hat{R}},l,f_K,K))\\ =\underset{P_{\hat{R}}\∈{\mathrm{\Ω}}_{\hat{R}}}{\arg \max }\underset{f_K\∈F_K}{\mathrm{\Π}}\underset{l=1}{\overset{\hat{R}}{\mathrm{\Π}}}(1+\mathrm{SINR}(P_{\hat{R}},l,f_K,K))\end{array}$

在基于最后报告的RI计算PMI的情况下，针对PUCCH模式的计算是类似的。

步骤11：CQI(信道质量指示符)

在知道用于发送的UL物理信道可用性以及还知道报告模式可应用性的情况下，控制器101应配置宽带CQI计算单元114或子频带CQI计算单元116来执行宽带CQI或子频带CQI计算。

在步骤11中，利用计算出的宽带PMI作为输入，宽带CQI计算单元114应该根据以下公式来计算C_wPMI-wCQI(l)，

然后，根据以下公式计算SINR_wPMI-wCQI(l)，

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{wPMI}-\mathrm{wCQI}}\left(l\right)=2^{C_{\mathrm{wPMI}-\mathrm{wCQI}}\left(l\right)}-1$

同样在步骤11中，利用计算出的子频带PMI作为输入，在被配置时，

子频带CQI计算单元116应该根据以下公式来计算C_sPMI-wCQI(l)，

然后，根据以下公式计算SINR_sPMI-wCQI(l)，

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{wPMI}-\mathrm{wCQI}}\left(l\right)=2^{C_{\mathrm{wPMI}-\mathrm{wCQI}}\left(l\right)}-1$

最后，然后通过将SINR转换为dB标度来将SINR映射到CQI索引，然后基于一组SINR阈值来对其进行量化。这些阈值是通过调节(tuning)过程发现的，凭借该调节过程，对于针对每个CQI索引应用的调制方案和编码速率，每个阈值对应于10％的块错误率。

参考回图4，示出了在包括至少一个基站(eNodeB)和至少一个用户设备(UE)在内的多输入/多输出(MIMO)通信系统中测量信道状态信息(CSI)的方法34的概要。该方法包括：在UE处通过UE与eNodeB之间的至少一个下行链路信道从eNodeB接收36通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号(CSI-RS)，从CSI-RS子帧中提取38CSI-RS资源单元(RE)，以及使用40所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。

要理解的是：在不脱离本发明的范围的情况下，可以对先前描述的各部分进行各种变更、添加和/或修改，以及根据以上教导，可以通过软件、固件和/或硬件以本领域技术人员将会理解的各种方式实现本发明。

仅出于提供本发明上下文的目的将对文档、法案、材料、设备、条款等的讨论包括在本申请中。没有暗示或表示这些内容中的任意内容或所有内容形成现有技术基础的一部分，或者是在本申请的每个权利要求的优先权日之前存在的、与本发明相关的领域中的公知常识。

在本申请的整个说明书和权利要求中，用词“comprise”及该词的变型(例如“comprising”和“comprises”)不意在排除其他添加物、组件、整体或步骤。

本申请基于2011年12月31提交的澳大利亚临时专利申请No.2011904521并要求其优先权的权益，将该专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。

Claims (10)

1.一种在包括至少一个基站“eNodeB”和至少一个用户设备“UE”在内的多输入/多输出“MIMO”通信系统中测量信道状态信息“CSI”的方法，所述方法包括：

在所述至少一个UE处，通过所述至少一个UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号“CSI-RS”；

从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元“RE”；以及

使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述至少一个UE处通过所述下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述无线帧的子帧中携带的小区特定参考信号“CRS”；

从所述子帧中提取CRS资源单元“RE”；以及

使用所提取的CSI RE来进一步分别执行针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的下行链路信道估计，以进一步导出所述CSI。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

使用所述进一步的下行链路信道估计来分别执行针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的子频带噪声功率估计。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

使用分别针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的子频带噪声功率估计和下行链路信道估计，执行子频带信号功率估计，以导出子频带信号对噪声“SNR”估计。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

使用所述下行链路信道估计来分别导出针对UE和eNodeB的所述接收天线和所述发送天线的所述活跃对的子频带CSI-RS信道矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

使用所述子频带CSI-RS信道矩阵和所述子频带SNR估计来导出子频带信号对干扰噪声比“SINR”估计。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

使用所述子频带信号对干扰噪声比“SINR”估计来执行针对所有秩指示符“RI”和针对所有预编码类型指示符“PTI”的宽带预编码矩阵信息“PMI”计算和子频带预编码矩阵“PMI”计算。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

使用所述子频带信号对干扰噪声比“SINR”估计来执行宽带信道质量指示符“CQI”计算和子频带信道质量指示符“CQI”计算。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述CSI包括所述宽带PMI和所述子频带PMI、所述宽带CQI和所述子频带CQI、所述RI以及所述PTI。

10.一种用户设备“UE”，用于在包括至少一个基站“eNodeB”和至少一个所述UE在内的多输入/多输出“MIMO”通信系统中测量信道状态信息“CSI”，所述UE包括：

控制器，被配置为：

在所述UE处，通过所述UE与所述至少一个eNodeB之间的至少一个下行链路信道从所述至少一个eNodeB接收所述通信系统的无线帧的子帧中携带的信道状态信息参考信号“CSI-RS”；以及

从CSI-RS子帧中提取CSI-RS资源单元“RE”；以及

CSI测量单元，被配置为使用所提取的CSI-RS RE来分别执行针对UE和eNodeB的接收天线和发送天线的活跃对的下行链路信道估计，以导出所述CSI。