CN104641572B - 用于在无线通信系统中发送和接收信道状态信息的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种终端的发送信道状态信息的方法及装置。接收第一信道状态信息参考信号(CRI‑RS)和第二CSI‑RS。根据所述第一CRI‑RS和所述第二CRI‑RS两者来产生信道状态信息(CSI)。发送所述CSI。

Description

用于在无线通信系统中发送和接收信道状态信息的方法及 装置
技术领域
本发明一般涉及信道状态信息发送/接收方法及装置，更具体地，涉及用于在支持多个天线的无线通信系统中发送和接收信道状态信息的方法及装置。
背景技术
在无线移动通信系统中，参考信号(RS)用于测量在基站和用户之间的信道状态(或质量)(例如诸如，信号强度和畸变、干扰强度和高斯噪声)，以及用在解调和解码接收的数据码元中。参考信号也用于测量无线信道状态。接收器测量发送器以预定的发送功率发送的参考信号的强度以便确定在接收器和发送器之间的无线信道状态。根据所确定的无线信道状态，接收器向发送器发送对于数据速率的请求。
第三代演进移动通信标准(例如，诸如第三代伙伴项目高级长期演进(3GPP LTE-A)和电气电子工程师协会(IEEE)802.16m)采用多载波多址技术(诸如正交频分复用(多址)(OFDM(A)))。在基于多载波多址的无线移动通信系统中，信道估计和测量性能受到在时间频率资源网格上参考信号被映射到的码元的数量和载波的数量影响。信道估计和测量性能也受到为参考信号发送分配的功率影响。相应地，通过分配更多的无线资源(包括时间、频率和功率)，可以提高信道估计和测量性能，结果改善了接收信号码元解调和解码性能和信道状态测量精确度。
然而，在资源受限的移动通信系统中，如果为发送资源信号分配无线资源，则减少了用于数据信号传输的资源量。为此，通过考虑系统吞吐量来确定用于参考信号发送的资源量。特别是，在包括多个天线的多输入多输出(MIMO)系统中，关键问题是如何设计和测量参考信号。
发明内容
技术问题
已经做出本发明以解决至少上述问题和/或缺点，以及提供至少下述优点。相应地，本发明一方面提供用于有效率地发送/接收信道状态信息的方法及装置。
技术方案
本发明另一方面提供用于在使用多个天线时有效率地发送/接收信道状态信息的方法及装置。
根据本发明一个方面，提供一种终端的发送信道状态信息的方法。接收第一信道状态信息参考信号(CRI-RS)和第二CSI-RS。根据所述第一CRI-RS和所述第二CRI-RS两者来产生信道状态信息(CSI)。发送所述CSI。
根据本发明另一方面，提供一种用于发送信道状态信息的终端。所述终端包括用于接收第一CRI-RS和第二CSI-RS的接收器。所述终端还包括用于根据所述第一CRI-RS和所述第二CRI-RS两者来产生CSI的控制器。所述终端进一步包括用于发送所述CSI的发送器。
有益效果
本发明的信道状态信息反馈方法能够在使用多个天线的无线系统中有效率地发送/接收信道状态信息。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1是图示全维度MIMO(FD-MIMO)系统的图；
图2是图示在LTE/LTE-A系统中作为最小调度单元的下行链路子帧的单个资源块(RB)的时间-频率网格；
图3是图示根据本发明一实施例的在FD-MIMO系统中用于CSI-RS传输的机制的图；
图4是图示根据本发明一实施例的在反馈方法中根据两个CSI-RS发送秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和信道质量指示符(CQI)的机制的图；
图5是图示根据本发明一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图；
图6是图示根据本发明一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图；
图7是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图；
图8是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图；
图9是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图；
图10是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图；
图11是图示根据本发明一实施例的在FD-MIMO系统中配置用户设备(UE)的信道状态信息反馈的eNB的过程的流程图；
图12是图示根据本发明一实施例的在FD-MIMO系统中根据由演进节点B(eNB)指示的配置来发送信道状态信息的UE的过程的的流程图；
图13是图示根据本发明一实施例的eNB的配置的框图；和
图14是图示根据本发明一实施例的UE的配置的框图。
具体实施方式
参照附图详细描述本发明的实施例。虽然相同或相似的部件被图示在不同附图中，但是它们可以由相同或类似的附图标记来指示。另外，为了避免模糊本公开的主题，可能省略对在本领域中公知的结构或过程的详细描述。
下列术语是在考虑在本发明的实施例中的功能的情况下定义的，并且可以根据用户或操作者的意图、使用等变化。因此，所述定义是基于本发明的整个内容而做出的。
虽然本描述针对基于OFDM的无线通信系统，特别是3GPP演进通用陆地无线接入(EUTRA)，但本领域普通技术人员将会理解，本发明的实施例在进行稍微修改的情况下可应用于具有类似的技术背景和信道形式的其它通信系统，而不会脱离本发明的精神和范围。
本发明的实施例涉及无线移动通信系统，尤其是涉及用于在例如利用诸如正交频分多址(OFDMA)之类的多载波多址方案操作的无线移动通信系统中有效率地发送/接收信道状态信息的方法。
移动通信系统现在已经演进成除了早期的面向语音的服务之外还提供数据和多媒体服务的高速高质量的无线分组数据通信系统。近来，各种移动通信标准(诸如在第三代伙伴项目(3GPP)中定义的高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、LTE、LTE-A、在第三代伙伴项目2(3GPP2)中定义的高速分组数据(HRPD)以及在IEEE中定义的802.16)已经发展成支持高速高质量的无线分组数据通信服务。
包括LTE、超移动宽带(UMB)和802.16m的现有第三代移动通信基于多载波多址方案操作，并且采用具有信道敏感调度(诸如波束形成和自适应调制和编码(AMC))的多输入多输出(MIMO)以提高发送效率。这些技术通过以集中多个发送天线的发送功率的这样的方式来改善发送效率、调节发送数据的量和选择性地向具有最佳信道质量的用户发送数据来提高系统吞吐量。由于这些技术的大多数根据在基站(eNB)和终端(UE或移动站(MS))之间的信道状态信息操作，所以eNB或UE必须测量在eNB和UE之间的信道状态。此时，用于信道状态测量的信号是信道状态指示参考信号(CSI-RS)。eNB是在下行链路中的发送器和在上行链路中的接收器。一个eNB可以管理多个小区以用于发送/接收。移动通信系统包括在地理上分布的多个eNB，并且每一eNB通过多个小区来执行发送/接收。
由LTE/LTE-A表示的现有的第三代和第四代移动通信系统采用具有多个发送和接收天线来空间分开地发送多个信息流的MIMO方案。空间分开地发送多个信息流的技术称为空间复用。一般，能够空间复用的信息流的数目依赖于发送器和接收器的天线的数目。可以空间复用的信息流的数目一般称为秩。在到LTE/LTE-A版本11的标准为止的MIMO方案的情况下，支持多达8×8个天线和多达秩8的空间复用。
应用在本发明的实施例中提出的技术的FD-MIMO系统已经从支持8个发送天线的LTE/LTE-AMIMO系统演进以便支持32个或更多个发送天线。然而，本发明的范围不限于此。
图1是图示FD-MIMO系统的图。FD-MIMO系统是能够利用几十个或更多个发送天线来发送数据的无线通信系统。
参照图1，基站发送器100通过几十个或更多个发送天线发送无线信号120和130。发送天线110被以彼此之间的最小距离来排列。最小距离可以是无线电信号的波长的一半(λ/2)。一般，当发送天线被以无线电信号的一半波长的距离来排列时，由各个发送天线发送的信号受到具有低相关性的无线电信道的干扰。假定2GHz的无线电信号频带，距离是7.5cm，并且当频带变得大于2GHz时距离缩短。
在图1中，在基站上排列的几十个或更多个发送天线110用于向由附图标记120和130表示的一个或多个终端发送信号。为了同时向多个终端发送信号，应用合适的预编码。一个终端可以接收多个信息流。一般，终端可以接收的信息流的数量根据终端的接收天线的数量、信道状态和终端的接收能力来确定。
为了有效地实现FD-MIMO系统，终端必须精确地测量信道状态和干扰大小以及有效地向基站发送信道状态信息。如果接收到信道状态信息，则基站确定用于下行链路传输的终端、下行链路数据速率和要应用的预编码。在利用大数量的发送天线的FD-MIMO系统的情况下，如果在没有修改的情况下应用传统LTE/LTE-A系统的信道状态信息传输方法，则在上行链路中要发送的控制信息的数量显著增加，结果导致上行链路开销。
移动通信系统例如在诸如时间、频率和发送功率之类的资源上受到限制。相应地，如果分配用于参考信号的资源增加，则分配用于数据业务信道传输的资源量减少，结果降低了数据传输量。虽然信道估计和测量性能得到改善，但是数据传输量减少，结果降低了整个系统的吞吐量。因而，需要有效地分配用于参考信号和业务信道传输的资源以便最大化整个系统吞吐量。
图2是图示在LTE/LTE-A系统中作为最小调度单元的下行链路子帧的单个RB的时间-频率网格。
如图2所示，无线电资源是在时域中的一个子帧和在频域中的一个RB。无线电资源在频域中由12个副载波组成，而在时域中由14个OFDM码元组成，即168个唯一的频率-时间位置。在LTE/LTE-A中，每个频率-时间位置称为资源单元(RE)。
如图2所示的无线电资源可以用于传输如下所述的不同类型的信号。
1.特定于小区的参考信号(CRS)：发送给在一个小区中的所有UE的参考信号；
2.调制参考信号(DRMS)：发送给特定UE的参考信号；
3.物理下行链路共享信道(PDSCH)：在eNB用来向UE发送数据的下行链路中发送的数据信道，并且映射到在图2的数据区域中未用于参考信号传输的RE；
4.信道状态信息参考信号(CSI-RS)：发送给一个小区中的UE并且用于信道状态测量的参考信号。在一个小区中可以发送多个CSI-RS；
5.物理混合-ARQ指示符信道(PHICH)，物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)：用于提供UE接收PDCCH和发送用于上行链路数据传输的HARQ操作的ACK/NACK所需的控制信道。
除了上述信号，在LTE-A系统中，可以配置零功率CSI-RS以便在相应小区中的UE接收由不同eNB发送的CSI-RS。零功率CSI-RS(静默)可以被映射到为CSI-RS指定的位置，并且通常UE接收跳过相应无线电资源的业务信号。在LTE-A系统中，零功率CSI-RS称为静默。零功率CSI-RS(静默)的特性在于映射到没有传输功率分配的CSI-RS位置。
在图2中，根据发送CSI-RS的多个天线的数量，CSI-RS可以在标记为A、B、C、D、E、F、G、H、I和J的一些位置上发送。而且，零功率CSI-RS(静默)可以映射到位置A、B、C、D、E、F、G、H、I和J的一些上。根据用于传输的天线端口的数量，CSI-RS可以映射到2、4或8个RE。对于两个天线端口，特定图样的一半用于CSI-RS传输。对于四个天线端口，整个特定图样用于CSI-RS传输。对于八个天线端口，两个图样用于CSI-RS传输。总是通过图样来实现静默。具体地，虽然静默可以被应用于多个图样，但是如果静默位置与CSI-RS位置失配，则它不可能部分地应用于一个图样。
当发送两个天线端口的CSI-RS时，所述CSI-RS被映射到在时域中的两个连续的RE，并且彼此通过利用正交码来区分。当发送四个天线端口的CSI-RS时，以映射两个以上的CSI-RS到两个以上的连续RE相同的方式来映射CSI-RS。这被应用到发送八个天线端口的CSI-RS的情况。
在蜂窝系统中，对于下行链路信道状态测量，必须发送参考信号。在3GPP LTE-A系统的情况中，UE使用由eNB发送的CSI-RS来测量与eNB的信道状态。该信道状态是在考虑包括下行链路干扰的几个因素的情况下测量的。下行链路干扰包括由相邻eNB的天线导致的干扰和在确定下行链路信道状态时比较重要的热噪声。例如，当具有一个发送天线的eNB向具有一个接收天线的UE发送参考信号时，UE必须确定可在下行链路中接收的每个码元的能量和在接收相应码元的时段中可能接收的干扰量以从所接收的参考信号来计算Es/Io。所计算的Es/Io被报告给eNB以便eNB确定用于UE的下行链路数据速率。
在LTE-A系统中，UE反馈回关于用在eNB的下行链路调度中的下行链路信道状态的信息。具体地，UE测量在下行链路中由eNB发送的参考信号并且以在LTE/LTE-A标准中定义的格式向eNB反馈从参考信号中估计的信息。在LTE/LTE-A中，UE反馈信息包括下列三个指示符。
1.RI：在UE上经历的当前信道可以支持的空间层的数量；
2.PMI：在UE上经历的当前信道推荐的预编码矩阵；
3.CQI：UE可在当前信道状态中接收信号的最大可能数据速率。CQI可以由可以以与最大数据速率类似的方式使用的SINR、最大纠错码速率和调制方案或每一频率的数据效率来代替。
RI、PMI和CQI具有相关联的含义。例如，在LTE/LTE-A中支持的预编码矩阵按照秩不同地配置。相应地，对于RI被设置为1和RI被设置为2的情况不同地解释PMI值‘X’。而且，当确定CQI时，UE假定它已报告的PMI和RI被eNB所应用。具体地，如果UE报告RI_X、PMI_Y和CQI_Z；这表示在应用秩RI_X和预编码矩阵PMI_Y时，UE能够以与CQI_Z对应的数据速率接收信号。以这样的方式，UE在eNB选择的传输模式的假定下计算在实际传输利用来获得最佳性能的CQI。
通常，在利用多个发送天线的FD-MIMO中，CSI-RS的数目必须与发送天线的数目成比例地增加。对于使用8个发送天线的LTE/LTE-A，eNB必须发送8个端口的CSI-RS到UE以用于下行链路信道状态测量。为了发送8个端口的CSI-RS，在一个RB中必须分配8个RE以用于CSI-RS传输。例如，由A和B指示的RE可用于相应eNB的CSI-RS传输。当应用LTE/LTE-A的CSI-RS传输方案到FD-MIMO时，CSI-RS传输资源与发送天线的数目成比例地增加。具体地，在一个RB中，具有128个发送天线的eNB必须在128个RE上发送CSI-RS。这样的CSI-RS传输方案消耗了过度的无线电资源，并且因而，导致用于数据传输的资源的短缺。
对于具有多个发送天线的eNB，FD-MIMO可以在N个维度上发送CSI-RS以便UE在没有用于CSI-RS的过度资源分配的情况下执行对于多个发送天线的信道测量。如图1所述，其中eNB的发送天线110被按照二维排列，CSI-RS可以被分成二维来发送。一个CSI-RS用作用于获取水平方向信道信息的水平CSI-RS，而另一个CSI-RS用作用于获取垂直方向信道信息的垂直CSI-RS。
图3是图示根据本发明一实施例的在FD-MIMO系统中的CSI-RS传输的机制的图。
参考图3，以FD-MIMO模式运行的eNB总共有32个天线。天线的数量可以根据实施例变化。在图3中，通过A0、…、A3，B0、…、B3，C0、…、C3，D0、…、D3，E0、…、E3，F0、…、F3，G0、…、G3和H0、…、H3来表示32个天线300。通过所述32个天线来发送两个CSI-RS。与用在测量水平信道状态中的H-CSI-RS对应的天线端口由下列8个天线端口组成。
1.H-CSI-RS端口0：天线A0、A1、A2和A3的组
2.H-CSI-RS端口1：天线B0、B1、B2和B3的组
3.H-CSI-RS端口2：天线C0、C1、C2和C3的组
4.H-CSI-RS端口3：天线D0、D1、D2和D3的组
5.H-CSI-RS端口4：天线E0、E1、E2和E3的组
6.H-CSI-RS端口5：天线F0、F1、F2和F3的组
7.H-CSI-RS端口6：天线G0、G1、G2和G3的组
8.H-CSI-RS端口7：天线H0、H1、H2和H3的组
将多个天线分组到一个CSI-RS端口是称为天线虚拟化的概念。一般，通过线性组合多个天线来执行天线虚拟化。与用在测量垂直信道状态中的V-CSI-RS对应的天线端口由下面四个天线端口组成。
1.V-CSI-RS端口0：天线A0、B0、C0、D0、E0、F0、G0和H0的组
2.V-CSI-RS端口1：天线A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1和H1的组
3.V-CSI-RS端口2：天线A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2和H2的组
4.V-CSI-RS端口3：天线A3、B3、C3、D3、E3、F3、G3和H3的组
假定多个天线被如上所述二维地排列。所述多个天线被正交排列，在垂直方向上形成M行，而在水平方向上形成N列。UE能够使用N个H-CSI-RS端口和M个V-CSI-RS端口来测量FD-MIMO信道。如上所述，如果使用两个CSI-RS，则可以通过使用M×N个发送天线的M+N个CSI-RS端口来获取信道状态信息。由于使用相对小数量的CSI-RS端口来获取相对大数量的发送天线的信道状态，所以优点在于减少了CSI-RS开销。虽然本发明的实施例针对利用两个CSI-RS的FD-MIMO发送天线的信道信息，但是该方法也可以应用于使用两个或更多个CSI-RS的情形。
在图3中，32个发送天线的RS被映射到8个H-CSI-RS端口和4个V-CSI-RS端口，并且UE使用FD-MIMO系统的CSI-RS来测量无线信道。H-CSI-RS可用于估计由附图标记310表示的在UE和eNB发送天线之间的水平角，同时V-CSI-RS可用于估计由附图标记320表示的在UE和eNB发送天线之间的垂直角。
贯穿本说明书，使用下列缩写。
RIH：基于用于到eNB的反馈的H-CSI-RS产生的RI
RIV：基于用于到eNB的反馈的V-CSI-RS产生的RI
RIHV：基于用于到eNB的反馈的H-CSI-RS和V-CSI-RS产生的RI
PMIH：基于用于到eNB的反馈的H-CSI-RS产生的PMI
PMIV：基于用于到eNB的反馈的V-CSI-RS产生的PMI
CQIH：在仅应用水平方向预编码矩阵的假设下产生的UE推荐的数据速率
CQIV：在仅应用垂直方向预编码矩阵的假设下产生的UE推荐的数据速率
CQIHV：在应用水平和垂直方向预编码矩阵两者的假设下产生的UE推荐的数据速率
下面描述针对使用水平方向信道状态信息和垂直方向信道状态信息的情形，然而，当eNB利用两个或更多个CSI-RS来操作时，其它类型的信道状态信息也可以应用于水平和垂直方向信道状态信息。在本发明的其中使用映射到从第一视角开始的天线端口的CSI-RS(第一CSI-RS)和映射到从第二视角开始的天线端口的CSI-RS(第二CSI-RS)的实施例中，UE能够根据两个相应CSI-RS获取信道状态信息(第一和第二信道状态信息)以及基于两个CSI-RS获取信道状态信息(第三信道状态信息)。在下面描述中描述的配置可以以类似方式应用于各种实施例。下列描述针对本发明的使用H-CSI-RS和V-CSI-RS的实施例。
在下面描述中，与垂直方向CSI-RS对应的信道状态信息称为垂直方向信道状态信息。垂直方向信道状态信息包括根据垂直方向CSI-RS获取的RI、PMI和CQI中的至少一个。
在下面描述中，与水平方向CSI-RS对应的信道状态信息称为水平方向信道状态信息。水平方向信道状态信息包括根据水平方向CSI-RS获取的RI、PMI和CQI中的至少一个。
当eNB向UE发送两个或更多个CSI-RS时，UE能够发送对应于各个CSI-RS的信道状态信息。信道状态信息的每一个包括RI、PMI和CQI中的至少一个。然而，在本发明实施例中，UE可以根据两个或更多个CSI-RS来获取信道状态信息。下面更加详细地描述信道状态信息的获取。
图4是图示根据本公开一实施例的在反馈方法中根据两个CSI-RS发送RI、PMI和CQI的机制的图。UE通过发送各自CSI-RS的RI、PMI和CQI来向eNB报告FD-MIMO的无线信道状态信息。
在图4中，箭头指示某一类型的信道状态信息如何与其它类型的信道状态信息相关。从RIv 400开始到PMIv 410结束的箭头指示根据RIv 400的值不同地解释PMIv 410。具体地，该箭头表示UE使用RIv 400的值来解释CQIv 420。同样，UE使用RIH 430的值来解释PMIH440。
在图4中，在由“反馈1”指示的方法中，UE测量V-CSI-RS并且发送该信道状态信息。同时，在由“反馈2”指示的方法中，UE测量H-CSI-RS并且发送该信道状态信息。这里，以彼此相关联的状态发送RI、PMI和CQI。在“反馈1”的情况下，RIV400通知由PMIV410指示的预编码矩阵的秩。而且，CQIV420指示当在由RIV400指示的秩上执行传输时在应用由PMIV410指示的相应秩的预编码矩阵的情况下UE可以以其接收数据或相应值的数据速率。在“反馈2”的情况下，和“反馈1”的情况相同，可以以彼此相关联的状态发送RI 430、PMI 440和CQI 450。
如图4所示，信道状态信息报告方法之一可以对于FD-MIMO eNB的多个发送天线配置多个反馈，并且使得UE向eNB报告信道状态信息。该方法的优势在于：UE能够在没有额外实施的情况下产生和报告FD-MIMO的信道状态信息。
然而，在图4的信道状态信息报告方法中，难以获得足够的FD-MIMO系统的吞吐量。这是由于虽然UE配置用于向eNB报告信道状态信息的多个反馈，但是在应用FD-MIMO时在不假设预编码的情形下产生CQI造成的。
当如图3所示二维地排列FD-MIMO系统的多个发送天线110时，垂直方向预编码矩阵和水平方向预编码矩阵两者被应用于由UE发送的信号。具体地，UE接收被应用与PMIH440和PMIV410对应的预编码矩阵的信号，而不是被应用PMIH440和PMIV410之一的信号。
如果仅仅与由相应的PMIH440和PMIV410指示的预编码对应的CQIH450和CQIV420被报告给eNB，则在不接收这样的CQI的情况下eNB必须确定被应用垂直和水平方向预编码矩阵两者的CQI。如果eNB确定被任意应用垂直和水平方向预编码矩阵两者的CQI，则这可能导致系统性能的下降。
如上所述，减少用于在FD-MIMO系统中的CSI-RS传输的无线电资源的使用的方法之一是使得UE测量能够有效率地估计多个发送天线的多个CSI-RS。每一个CSI-RS可被UE用于测量多个维度之一的信道状态以用于测量一个无线信道。与分配用于各个发送天线的唯一CSI-RS端口的方法相比，该方法需要相对小数量的用于CSI-RS传输的无线资源。例如，当对于被以矩形的形式排列的FD-MIMO的发送天线使用在垂直和水平方向上的两个CSI-RS时，UE能够有效率地测量信道状态。本发明的实施例提出了在包括多个发送天线的FD-MIMO系统中能够允许UE测量多个CSI-RS和有效率地报告信道状态信息的创新技术和装置。
图5是图示根据本发明一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图。
在图5中，如图4的实施例，报告与两个CSI-RS对应的信道状态信息。如图4的实施例中，信道状态信息传输方法由“反馈1”来指示。具体地，UE测量V-CSI-RS来向eNB报告RIV500、PMIV510和CQIV520。图5的实施例与图4的实施例的不同之处在于利用“反馈2”指示的过程。UE向eNB报告其中在垂直和水平方向两者中应用预编码的情况的CQI(即CQIHV550)。具体地，UE向eNB报告在由“反馈1”指示的过程中产生的最新的PMIV510以及在其中由PMI540指示的预编码根据H-CSI-RS测量来优化地确定的情况下产生的CQIHV550。
在图5的实施例中，UE测量V-CSI-RS以产生报告给eNB的RIV500。当应用由PMIV510指示的预编码时，UE对于相应秩500最佳地确定PMIV510并且报告CQIV520。UE测量H-CSI-RS以产生报告给eNB的RI 530。UE向eNB报告通过应用由对于相应秩530最佳的PMI540指示的预编码和由先前发送的PMIV510指示的预编码而产生的CQIHV550。
如图5所示，为了UE向eNB报告对于其中同时分配由PMIH540指示的预编码矩阵和由PMIV510指示的预编码矩阵的情况的CQI值，需要下列操作。
首先，需要定义用于确定是否考虑两个PMI以确定两个CQI的至少一个的功能。具体地，在配置到UE的多个反馈中，eNB向UE通知反馈信息的相关性，并且UE基于此产生CQI。在图5的情况中，必须从eNB向UE发送一控制消息，用于指示通过一起应用第一PMI(即PMIV510)和第二PMI(即PMIH540)来计算第二CQI(即CQIHV550)。
其次，需要定义在应用多个预编码的情况下如何确定CQI。当在仅仅应用一个预编码时计算CQI时，UE在假设在下行链路中应用其已经报告的由RI和PMI指示的预编码的情况下计算CQI。然而，在CQIHV550的情况下，UE在下行链路中同时应用两个预编码的假设下计算CQI。UE可以将应用两个预编码解释为Kronecker积。利用两个矩阵来定义Kronecker积，如下列公式(1)所示。
在公式(1)中，A和B表示矩阵，而a11到amn表示矩阵A的元素，aij表示在第i行第j列的元素。
在公式(1)中，UE能够获取对于其中通过将A和B替换成由PMIH540和PMIV510指示的预编码矩阵来同时应用两个预编码矩阵的情形的预编码矩阵。当计算CQIHV550时，UE在通过将公式(1)应用于由PMIH540和PMIV510指示的预编码矩阵而获得的预编码矩阵被应用在下行链路中的假设下计算CQIHV550。
为了获取对于其中通过使用公式(1)的Kronecker积来应用两个预编码矩阵的情况的预编码矩阵，需要UE和eNB根据由UE报告的秩不同地操作。出于此目的，提出了三个实施例。
与秩相关的实施例1：
eNB总是利用秩1来配置RIV500和RIH530之一。例如，如果连同RIH530一起向eNB报告CQIHV550，则RIV500被限制为总是被设置为1。根据RIH530来确定在其中同时应用两个预编码矩阵的情况中支持的秩。具体地，当RIH530被设置为1时，UE能够支持秩1；而当RIH530被设置为2时，UE能够支持秩2。UE和eNB在这样的假设下的FD-MIMO系统中运行。虽然在本发明的实施例中假定两个CSI-RS，但是如果CSI-RS的数目是3或更大，则RI必须被设置为1，除开对应于一个CSI-RS的RI的例外。
与秩相关的实施例2：
当同时应用垂直和水平方向预编码矩阵时，UE和eNB通过UE使用如下给出的公式(2)来确定可支持的秩。
rankHV＝rank(RIH)×rank(RIV)(2)
具体地，UE和eNB在对于其中同时应用垂直和水平方向预编码矩阵的情形的秩是在各个方向中可支持的两个秩的乘积的假设下交换信道状态信息。例如，如果UE向eNB报告被设置为2的RIH和被设置为3的RIV，则UE和eNB假定对于其中应用所有预编码矩阵的情形的秩是6。
在LTE/LTE-A中，如果UE向eNB报告与秩2或更大的秩对应的RI，则向eNB报告两个CQI值。这是由于eNB向UE发送两个码字，并且因而UE必须分开报告与各个码字对应的CQI的事实造成的。
当公式(2)的方法应用于图5的实施例时，如果尽管RIH530被设置为1但是对于其中通过公式(2)获得预编码的情况的秩是2或更大，则UE以CQIHV550的形式发送两个CQI。而且，如果对于其中通过公式(2)来获取所有预编码的情形的秩是2或更大，则eNB在它们以CQIHV550的形式来发送的假设下接收两个CQI。
在在UE上测量与两个CSI-RS对应的水平和垂直方向信道状态信息并且向eNB报告信道状态信息的方法中，如图4和5中所示，“反馈1”和“反馈2”的发送可能导致冲突。术语“冲突”是指其中同时需要“反馈1”和“反馈2”的发送的情况。如果预期到任何冲突，则UE可以报告“反馈1”和“反馈2”之一的信道状态信息。如图4或5所示的利用多个反馈的配置的FD-MIMO操作可能导致部分地丢失信道状态信息。
图6是图示根据本发明一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图。
虽然UE报告与两个CSI-RS对应的信道状态信息，但是图6的反馈方法与图4的反馈方法的不同之处在于：仅仅在一个反馈过程中完成反馈。参照图6，UE发送RIHV以报告水平和垂直方向的秩。表1示出了水平和垂直方向的秩(第一和第二秩)。
表1
RIHV 水平方向的秩 垂直方向的秩
000 1 1
001 2 1
010 3 1
011 4 1
100 1 2
101 2 2
110 3 2
111 4 2
eNB可以从由UE发送的RIHV600获取水平和垂直方向的秩。UE根据两个CSI-RS(即H-CSI-RS和V-CSI-RS)来确定RIHV600的值。eNB根据与H-CSI-RS和V-CSI-RS对应的PMI 610和630以及CQI 620和640来检查关于水平和垂直方向预编码以及UE可支持的数据速率的信息。由于在一个反馈过程交替地发送水平和垂直方向PMI和CQI，所以可以避免在图4和5的实施例中可能发生的反馈传输的冲突。在图6中，根据由UE报告的RIHV600的值，水平和垂直方向的秩可以具有不同值。具体地，由PMIH 610指示的预编码矩阵根据由RIHV 610的值指示的水平方向PMI来确定。UE也发送在其中应用RIH 610指示的预编码矩阵的情形的假设下获得的CQI，即CQIH 620。为了确定PMIH 610和CQIH 620的值，UE测量H-CSI-RS。同样，由PMIV630指示的预编码矩阵根据由RIHV 600指示的垂直方向的秩来确定。UE也发送在其中应用RMIV 630指示的预编码矩阵的情形的假设下获得的CQI，即CQIV 640。为了确定PMIV 630和CQIV 640的值，UE测量V-CSI-RS。
参照图6，UE交替地发送水平信道状态信息610和620以及垂直信道状态信息630和640。也可以在同一时间间隔中交替地发送水平和垂直信道状态信息。
然而，在实际系统中，这样的方法可能不是合适的。具体地，从系统吞吐量优化的角度来看，其优势可能在于UE以比其它方向的信道状态信息的间隔短的间隔来报告特定方向的信道状态信息。为了使UE以不同间隔向eNB报告与多个CSI-RS对应的信道状态信息，对于eNB优选的是对其执行配置。具体地，在UE在一个反馈过程中向eNB报告不同方向的信道状态信息的情况下，eNB可以向UE通知下列的对于其的配置的信息。
●水平方向信道状态信息(CQIH和PMIH)的反馈间隔和帧偏移，即第一信道状态信息
●垂直方向信道状态信息(CQIV和PMIV)的反馈间隔和帧偏移，即第二信道状态信息
子帧偏移值是确定在一时间段中用于实际发送的子帧位置的值。例如，如果该时间段是10毫秒(msec)并且子帧偏移是5，则这表示相应信号在10毫秒的时间段中的第5子帧发送。
在图6中，可根据不同的秩限制来确定从UE向eNB报告的水平和垂直方向的秩。在UE测量RS以确定秩时，该秩限制将把最大值限制为由eNB预先配置的值。在移动通信系统中，如果允许eNB限制用于UE的秩的最大值，则其可被解释为以eNB优选的方式控制系统的优化过程的一部分。为了向各个水平和垂直方向的秩应用秩限制，eNB可以通过高层信令或者以其它方法向UE通知下列信息。
1.水平方向秩的最大值
2.垂直方向秩的最大值
图7是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图。在图7的实施例中，如图6的实施例中一样，UE在一个反馈过程中向eNB报告信道状态信息。然而，图7的实施例与图6的实施例的不同之处在于：分开利用RIH700和RIV730来报告水平和垂直方向的秩，而不是利用RIHV 600。
参照图7，RIH 700被报告，并且基于此接着报告PMIH 710和CQIH 720。而且，RIV730被报告，并且基于此接着报告PMIV740和CQIV750。虽然分开报告RIH700和RIV730，但是可以不同地配置水平和垂直信道状态信息的间隔和秩，如在图6的实施例中一样。
图8是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图。
当如在图6和7中的实施例一样，UE在信号反馈过程中报告与多个CSI-RS对应的信道状态信息时，对于其中同时应用水平和垂直方向预编码的情形，没有CQI可能导致系统性能下降，如上所述。
参照图8，UE向eNB发送RIHV800。eNB可以根据RIHV800来获取或识别出水平和垂直方向的秩。UE发送包括PMIH810和CQIH820的水平方向信道状态信息。UE还发送PMIV830作为水平方向信道状态信息，并且然后通过同时考虑水平和垂直方向预编码以及PMIV830两者来获取CQI(即CQIHV840)。CQIHV840是对于其中应用水平和垂直方向预编码的情况获得的CQI。相应地，秩也被确定为水平和垂直方向秩的函数。UE采用两个预编码矩阵的Kronecker积(如公式(1)所示)作为用于产生CQIHV840的预编码。
在应用水平和垂直方向预编码的假设下，在信号反馈过程从UE向eNB发送水平和垂直方向信道状态信息和CQIHV840的方法(如图8所示)使得可以发送CQIHV840的值。然而，该方法具有缺点：在仅应用水平方向预编码的假设下产生的CQIH 820具有低利用度(degree of utilization)。在图8中，发送CQIH820的原因是因为采用水平和垂直方向预编码发送CQI需要关于PMIH 810和PMIV 830的信息，但是在发送CQIH 820时可以仅报告一个PMI。
图9是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图。
在图9的信道状态信息发送方法中，和图8的实施例不一样，在应用水平和垂直方向预编码的假设下产生从UE向eNB报告的所有CQI值。在图9中，在已采用由PMIV 900和PMIH920指示的水平和垂直预编码矩阵的假设下UE产生CQIHV 930。具体地，在已应用作为最新发送的垂直方向预编码相关的信息的由PMIV 900指示的预编码矩阵以及由PMIH 920指示的预编码矩阵两者的假设下，UE产生与PMIH 920一起发送的CQIHV 930。同样，在已应用作为最新发送的水平方向预编码相关的信息的由PMIH 920指示的预编码矩阵以及由PMIV 940指示的预编码矩阵两者的假设下，UE产生与PMIV 940一起发送的CQIHV 950。参考先前发送的PMIH或PMIV的原因是防止多个PMI在一个持续时间期间发送。
为了在每个CQI发送时机发送CQIHV，如图9中所示，需要限制在特定方向的秩。为了同时改变水平和垂直方向的秩，水平和垂直方向预编码还不得不根据改变的秩值来更新。仅在已更新两个预编码后才可以发送CQIHV。通过关注于此，在图9的实施例中，总是假定垂直方向秩被固定为1。由于垂直方向秩总是为1，所以不改变垂直方向的秩，由此，UE能够假定同时应用由先前发送的PMIV指示的预编码矩阵和由PMIV指示的预编码矩阵。虽然该描述针对其中垂直方向的秩被固定为1的情形，但是本发明也可以以下述方式来体现，其中，将水平方向的秩固定为1。当水平方向的秩被固定为1时，UE在每个RI发送时机报告RIV而不是RIH。
在图9中，可以根据系统环境来不同地配置RI、水平方向信道状态信息920和930、垂直方向信道状态信息940和950的发送间隔。
图10是图示根据本发明另一实施例的用于发送信道状态信息的机制的图。
在图10中，如图9中一样，UE在每一CQI发送时机应用水平和垂直方向预编码的假设下发送CQIHV。然而，在图10的实施例中，发送额外的RIV 1000以改变垂直方向的秩。具体地，UE利用RIV 1000向eNB通知到eNB的垂直方向的秩，并且基于此报告PMIV 1010。在应用由最新发送的RI和PMI指示的预编码矩阵和由PMIV 1010指示的预编码矩阵的假设下产生与PMIV 1010一起发送的CQIHV 1020。当利用RIH 1030更新水平方向的秩时，UE基于此更新PMIH1040并且在同时应用由PMIV 1010指示的预编码和由PMIH 1040指示的预编码的假设下产生CQIHV 1050。
在图10中，UE可以分开更新水平和垂直方向的秩。相应地，UE计算将被采用来利用公式(2)产生信道状态信息CQIHV 1020和1050的秩。如果由RIV 1000和RIH 1030指示的秩的积被采用作为用于产生CQIHV 1050的秩。相应地，如果在发送CQIHV 1050时由RIV 1000和RIH1030指示的秩的积是1，则UE发送一个CQI。如果该积等于或大于2，则UE发送两个CQI。
图11是图示根据本发明一实施例的在FD-MIMO系统中配置UE的信道状态信息反馈的eNB过程的流程图。
在图11中，在步骤1100，eNB检查FD-MIMO发送器的发送天线的数目和二维排列状态。在步骤1110，eNB确定如何配置在测量FD-MIMO信道状态信息中使用的水平和垂直CSI-RS。虽然在本发明的实施例中配置CSI-RSH和CSI-RSV，但是本发明也可以以配置其他格式的第一类型的CSI-RS和第二CSI-RS这样的方式来体现。在步骤1120，关于CSI-RSH和CSI-RSV的配置通过高层信令或以其他方法通知给UE。在步骤1130，eNB向UE通知UE发送与CSI-RSH和CSI-RSV对应的信道状态信息的反馈方案。最后，在步骤1140，eNB接收由UE发送的CSI-RSH和CSI-RSV。eNB根据所接收的信道状态信息控制包括调度的系统操作。
图12是图示根据本公开一实施例的在FD-MIMO系统中根据由演进节点B(eNB)指示的配置来发送信道状态信息的UE的过程的的流程图。
在步骤1200，UE从eNB接收关于如何接收水平和垂直方向CSI-RS(即CSI-RSH和CSI-RSV)的信息。虽然在本发明一实施例中配置CSI-RSH和CSI-RSV，但是本发明也可以以配置其他格式的第一类型的CSI-RS和第二CSI-RS这样的方式来体现。在步骤1210，UE接收关于如何测量CSI-RSH和CSI-RSV的CSI反馈配置信息，并且报告所述信道状态信息。在步骤1220，UE测量CSI-RSH和CSI-RSV，并且根据CSI反馈配置信息发送信道状态信息。如参照图5至10所述产生和发送信道状态信息。
虽然图11和12的实施例针对其中eNB显式地发送CSI-RS和信道状态信息反馈配置的实施例，但是本发明也可以以eNB向UE通知eNB的CSI-RS发送位置、CSI-RS的数目和每个CSI-RS的端口数中的至少一个以及UE根据基于所接收信息预先确定的反馈配置来发送信道状态信息的方式来体现。eNB足以向UE提供确定信道状态信息产生和传输方法所需的信息。
图13是图示根据本发明一实施例的eNB的配置的框图。
如图13所示，eNB包括控制器1300、发送器1310和接收器1320。控制器1300确定关于多个CSI-RS的配置。控制器1300可以确定CSI-RS传输方案和对应的信道状态信息产生和反馈方案。发送器1310向UE发送确定结果。发送器1310向UE发送多个CSI-RS。接收器1320从UE接收与所述多个CSI-RS对应的信道状态信息。
图14是图示根据本发明一实施例的UE的配置的框图。
接收器1420接收关于多个CSI-RS的配置信息、信道状态信息产生和反馈方案。控制器1400控制接收器1420接收由eNB发送的多个CSI-RS。控制器1400根据所述多个CSI-RS产生信道状态信息。控制器1400控制发送器1410向eNB发送信道状态信息。
可以理解为：流程图图解和/或方块图中的每个方块以及流程图图解和/或方块图中的方块组合可通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可提供给通用计算机、专用计算机的处理器或其它可编程数据处理设备以制造机器，以使得通过计算机处理器或其它可编程数据处理设备执行的指令是实现流程图和/或方块图或方块所指定的功能/动作的装置。这些计算机程序指令也可存储在计算机可读存储器中，以特定的方式指导计算机或其它可编程数据处理设备实现功能，以使得在计算机可读存储器中所存储的指令制造包含能实现流程图和/或方块图或方块所指定的功能和/或动作的指令手段的产品。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上以引起在计算机或其它可编程设备上执行的一系列操作步骤，从而产生计算机可执行过程，以使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供实现流程图和/或方块图或方块所指定的功能和/或动作的步骤。
而且，各个方块图可图解模块、分段或代码的部分，包含执行(多个)特定逻辑功能的至少一个或多个可执行指令。然而，应该注意：方块的功能在若干修改中可以以不同顺序来执行。例如，两个连续方块实质上可以同时执行，或者根据它们的功能以相反的顺序执行。
根据本发明示范实施例，术语“模块”是指但不限于软件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、执行特定任务的专用集成电路(ASIC)。有利地，模块可被配置为驻留在可寻址的存储介质上，并且可被配置为在一个或多个处理器上执行。因此，模块可包括(通过举例方式)组件，诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件、过程、功能、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。组件和模块中所提供的功能可合并为更少的组件和模块或者进一步分成另外的组件和模块。另外，组件和模块可被如此实现以便它们在设备或安全多媒体卡中运行一个或多个CPU。
虽然参考其特定示范实施例对本发明进行了展示和描述，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求及其等效内容所定义的本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上对其做各种变化。

Claims (12)

1.一种终端的发送信道状态信息的方法，所述方法包括步骤：
从基站接收第一信道状态信息参考信号CRI-RS的第一配置信息和第二CSI-RS的第二配置信息；
从基站接收用于报告信道状态信息CSI的第三配置信息，所述第三配置信息被与所述第一CRI-RS和所述第二CRI-RS相关联地配置；
基于所述第一配置信息和第二配置信息从基站接收所述第一CRI-RS和所述第二CSI-RS；
基于所述第三配置信息、所述第一CRI-RS和所述第二CRI-RS产生CSI；并且
向基站报告所述CSI。
2.如权利要求1所述的方法，其中，产生CSI包括：
获取与所述第一CSI-RS对应的第一预编码矩阵指示符PMI和与所述第二CSI-RS对应的第二PMI；并且
基于所述第一PMI和所述第二PMI获取信道质量指示符CQI。
3.如权利要求1所述的方法，其中，产生CSI-RS包括：
获取与所述第一CSI-RS对应的第一秩指示符RI和与所述第二CSI-RS对应的第二RI；并且
基于所述第一RI和所述第二RI产生第三RI。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一CSI-RS的特性与所述第二CSI-RS的特性不同。
5.如权利要求2所述的方法，还包括：
在第一时刻发送所述第一PMI；并且
在第二时刻发送所述第二PMI，
其中，发送所述CSI包括同时发送所述CQI和所述第二PMI。
6.如权利要求1所述的方法，其中，产生所述CSI包括：
接收指示在产生CSI的过程中是否考虑所述第一CSI-RS和所述第二CSI-RS两者的指示符；并且
如果所述指示符指示考虑所述第一CSI-RS和所述第二CSI-RS两者，则基于所述第一CSI-RS和所述第二CSI-RS产生所述CSI。
7.一种用于发送信道状态信息的终端，所述终端包括：
接收器，用于从基站接收第一信道状态信息参考信号CRI-RS的第一配置信息和第二CSI-RS的第二配置信息，
从基站接收用于报告信道状态信息CSI的第三配置信息，所述第三配置信息被与所述第一CRI-RS和所述第二CRI-RS相关联地配置，并且基于所述第一配置信息和第二配置信息接收所述第一CRI-RS和所述第二CSI-RS；
控制器，用于基于所述第三配置信息，第一CRI-RS和第二CRI-RS产生CSI；和
发送器，用于向基站报告所述CSI。
8.如权利要求7所述的终端，其中，所述控制器获取与所述第一CSI-RS对应的第一预编码矩阵指示符PMI和与所述第二CSI-RS对应的第二PMI，并且基于所述第一PMI和所述第二PMI获取信道质量指示符CQI。
9.如权利要求8所述的终端，其中，所述控制器获取与所述第一CSI-RS对应的第一秩指示符RI和与所述第二CSI-RS对应的第二RI，并且基于所述第一RI和所述第二RI产生第三RI。
10.如权利要求8所述的终端，其中，所述第一CSI-RS的特性与所述第二CSI-RS的特性不同。
11.如权利要求9所述的终端，其中，所述发送器在第一时刻发送所述第一PMI，以及在第二时刻同时发送所述第二PMI和所述CQI。
12.如权利要求7所述的终端，其中，所述接收器接收指示在产生CSI的过程中是否考虑所述第一CSI-RS和所述第二CSI-RS两者的指示符，以及如果所述指示符指示考虑所述第一CSI-RS和所述第二CSI-RS两者，则基于所述第一CSI-RS和所述第二CSI-RS产生所述CSI。
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