CN104782065A - 用于减轻下行链路干扰的方法和无线终端 - Google Patents

Abstract

无线装置(UE1)向传输点(TP1)发射下行链路干扰相关信息。无线装置(UE1)通过侦听(604)与第一参考信号资源(TP1)以及与第二参考信号资源(TP2)相关联的参考信号，产生该信息。无线装置(UE1)使用这些参考信号来估计与第一参考信号资源有关的第一信道矩阵以及与第二参考信号资源有关的第二信道矩阵。使用估计的第一信道矩阵和第二信道矩阵，无线装置(UE1)得出(605)一对预编码矩阵。表示预编码矩阵对的预编码矩阵指示符被发送(606)给传输点(TP1)。

Description

用于减轻下行链路干扰的方法和无线终端

技术领域

本申请一般地涉及无线通信，更具体地涉及减轻无线通信系统中的下行链路干扰。

背景技术

在某些蜂窝网络中，在平均小区数据吞吐量之间可能有大的差异。例如，已经观察到，某些长期演进(LTE)网络在小区平均吞吐量与小区边缘吞吐量之间具有10:1的比率。这种差异可能导致不同用户在服务质量(QoS)的差异中体验到显著差异。

附图说明

根据以上所述，现在将描述用于减轻下行链路干扰的方法和设备。通过下述附图，在以下描述中本发明的各种方案、特征和优点将变得更加充分地显而易见。为了清楚起见，可将附图简化，并且附图不一定按比例绘制。

图1是根据可能实施例的通信系统的示例图示；

图2是根据可能实施例的用于充当TP的计算系统的配置的示例图示；

图3是根据可能实施例的用户装备框图的示例图示；

图4示出根据可能实施例的示例子帧结构的时频图；以及

图5示出根据本发明实施例的各种CoMP场景。

图6是示出根据本发明实施例的通信处理的流程图。

具体实施方式

所描述的本发明实施例包括用于无线网络(例如，LTE蜂窝网络)的反馈机制，其中无线装置(例如，LTE UE)向第一传输点(TP)(例如，服务UE的LTE eNB)发射下行链路干扰数据。无线装置通过侦听从第一TP以及从第二TP(例如，被来自服务eNB的信号干扰的eNB)接收的参考信号(例如，信道状态信息参考信号(CSI-RS))来产生该信息。无线装置使用这些参考信号来估计与第一TP有关的第一信道矩阵(例如，与UE天线与eNB天线之间通过的信号有关的信道响应矩阵H11)以及与第二TP有关的第二信道矩阵。使用估计的第一和第二信道矩阵，无线装置得出一对预编码矩阵。无线装置尝试选择预编码矩阵的秩和特定对，以便使互信息或总比率(例如，跨越不同传输层或流的互信息的总和)最大化。一旦它为了适当的秩选择预编码矩阵的适当对，无线装置就将该信息发射给第一TP(例如，连同信道状态信息(CSI)反馈报告中的信道质量指示符(CQI)一起发射秩指示符(RI)和预编码矩阵指示符(PMI)中的信息)。网络可以使用该信息来调节各种TP的传输(例如，LTE网络可以在一个或多个eNB处调节波束方向或预编码，以便将总的网络吞吐量或者某些其他网络效用(诸如，比例公平(PF)度量、最大最小比率度量等等)最大化)。为了采集实现这种调节的信息，网络可以从网络中的多个TP收集数据。可以有一个集中式控制器，用于网络中TP的子集(即，包括协同区的TP)，因此协同传输成为可能。协同传输包括协同资源分配、协同预编码和空间复用(包括联合传输(JT)、动态点选择(DPS)、动态点留空(DPB)、协同波束形成(DPB)等等)、协同功率控制，其中通过协同区中的各个TP(即，协同TP下的小区控制集中式控制器)与集中式控制器之间CSI的交换，按照协同的方式作出每个这些决定。

在本发明的其他实施例中，第一TP(例如，LTE eNB)配置无线终端(例如，LTE UE)报告信道状态信息反馈。第一TP从UE接收与一对预编码矩阵有关的信息，其中，所述一对预编码矩阵的第一预编码矩阵可应用于第二TP并表示从第二TP发射的期望信号的假设。所述一对预编码矩阵的第二预编码矩阵可应用于第三TP并表示对来自第三TP的干扰信号的假设。网络控制器(其可以驻留在第一TP、第二TP中或者网络中的其他地方)基于第一预编码矩阵和第二预编码矩阵确定预编码加权矩阵，用于来自第二TP的信息的传输。第二TP基于预编码加权矩阵，从它的天线端口将编码信息比特发射给无线终端。

虽然频繁地在LTE蜂窝系统的背景下描述各种实施例，但是应当理解，本发明的范围不限于LTE并且可以在其他类型的无线网络(IEEE802.11,802.16等等)中实现。

在进入关于本发明各种实施例的进一步细节之前，现在将讨论一些一般概念。应当理解，讨论这些概念并非意在限制本发明的范围，而是要帮助描述某些实施例。

现在将介绍根据本发明实施例的概念“波束形成”。波束形成是一般的信号处理技术，用于控制发射器或接收器阵列上信号的接收或传输的方向性。波束形成利用以下特性：阵列中的发射器或接收器在实体上可以位于单个装置上，或可以分布在多个装置上。使用波束形成，装置可以在特定角度方向上从一组发射器(诸如，射频天线)指引其信号能量的大部分。类似地，装置可以使用波束形成，使得它接收来自特定角度方向的信号。当多个发射器位于彼此附近并发出信号时，会出现这样的天线增益模式，其中信号破坏性地组合。然而，如果按照适当的方式选择各种发射器中信号的延迟和/或相位，就可以创建有益的天线增益模式，其中至少在一个角度方向上来自各个发射器的信号建设性地组合。接收情况按照相同的方式运行，除了信号是被接收而不是被发射之外。

现在将介绍根据本发明实施例的概念“预编码”。预编码基于发射波束形成概念，假设允许多个波束在多输入多输出(MIMO)系统中同时发射。例如，LTE规范定义了复数值加权矩阵的集合，用于使用各种天线配置在传输之前将传输层组合。所有加权矩阵的集合称为“码本”，并且一般而言，码本的每个元素(加权矩阵)是预编码矩阵或预编码矢量。在从其选择的元素的数量有限的意义上，码本可以是“有限”的。例如，LTE中的码本具有有限数量的元素(例如，4个发射天线码本有16个元素，其中每个元素可以用4个比特表示)。

现在将介绍根据本发明实施例的概念“预编码矩阵”。如果发射器(例如，TP)要通过N个天线向接收器(例如，一个或多个UE)发送S流，则发射器可以使用s上的线性变换P，以获得N×1信号矢量x，形式为：

x＝Ps，

其中P是N×S复数值矩阵，而s是S×1信号矢量。

s的每个元素对应于发射器要发射的S流中的一个。P的元素是P[n,s]，其中P[n,s]是P的第n行和第s列的元素，该元素描述与第n个天线上第s个流相关联的加权系数。例如，如果S＝1且N＝2，则P[1,1]对应于与第一天线上发射的(单个)流相关联的加权系数(或波束形成因子)，而P[2,1]对应于与第二天线上的流相关联的加权系数。发射器可以选择P[1,1]和P[2,1]，从而将接收器的某个方向上发射的信号功率最大化。线性变换P称为“预编码器”或“预编码矩阵”。在基于闭环反馈利用传输的无线系统中，P属于预编码矩阵C的有限集合，也称为码本。换言之，在集合论标记法中P∈C。

现在将介绍根据本发明实施例的用于预编码的“双码本结构”的概念。在这种结构中，P＝W₁W₂，其中W₁∈C⁽¹⁾，并且C⁽¹⁾是第一码本；并且W₂∈C⁽²⁾，其中是C⁽¹⁾是第二码本。第一预编码矩阵W₁试图捕捉信道的宽带空间特性(通过感兴趣的所有子波段中的所有子载波)，并且第二预编码矩阵W₂试图捕捉信道的子波段空间特性(相对于选择的W₁)。W₁和W₂的角色可以反转(即，W₁表示子波段空间特性而W₂表示宽带空间特性)。

现在将介绍根据本发明实施例的“信道响应矩阵”的概念。通过发射器从N个天线发射的信号通过无线电信道传播，并且在接收器处被M个天线接收。在一些条件下(例如，信道没有存储器或者存在码间干扰并且信道平坦衰落)，可将接收到的信号矢量y(大小为M×1)写成发射矢量的线性变换：

y＝Hx，

其中H为复数值的M×N矩阵，也称为信道响应矩阵。H的每个元素H[m,n](其是H的第m行和第n列的元素)描述与第n个发射天线与第m个接收天线之间的无线电链接相关联的信道复数增益。例如，如果有M＝2个接收天线以及N＝1个发射天线，则H[1,1]对应于发射天线与第一接收天线之间的信道增益，而H[2,1]对应于发射天线与第二接收天线之间的信道增益。

现在将介绍根据本发明实施例的“天线端口”的概念。“天线端口”可以是逻辑端口，该逻辑端口可以对应于波束(由于波束形成所致)，或可以对应于用户装备(UE)或传输点(TP)处的物理天线。可将天线端口限定为使得根据传递天线端口上的符号的有效信道可以推断传递相同天线端口上的另一个符号的信道。更一般而言，天线端口可以对应于从一个或多个天线的传输的任何明确描述。例如，它可以包括从应用了适当天线权重的天线集合的波束形成传输，其中天线集合本身对于UE而言可以未知。在一些特定实施方式中，“天线端口”也可以指的是TP处的物理天线端口。在某些情况下，在TP处应用的波束形成或预编码对于UE而言可以是透明的。换言之，UE无需知道为了下行链路上的特定传输，TP使用什么样的预编码权重。在本公开中，术语“天线”用作“天线端口”的简写。因此，实际上，这里所称的“天线”可以是虚拟天线，该虚拟天线包括充当单个天线的多个天线。它也可以是单个天线。

现在将介绍根据本发明实施例的“层”的概念。在天线端口与UE之间的每个逻辑路径将被称为“层”。天线端口与UE之间层的数量被称为它的“秩”。因此，秩1传输有一个层，秩2传输有二个层，以此类推。

这里使用现在将简单描述的矩阵路径概念来描述本发明的一些实施例。矩阵的奇异值分解(SVD)是实数值或复数值矩阵的因数分解。在形式上，m×n实数或复数矩阵A的奇异值分解是以下形式的因数分解

A＝UΣV*

其中，U是m×m实数或复数酉矩阵，Σ是m×n矩形对角矩阵，在对角线上是非负实数，而V*(V的共轭转置)是n×n实数或复数酉矩阵。Σ的角元Σ_i,i被称为A的奇异值。U的m列和V的n列分别被称为A的左奇异矢量和右奇异矢量。

列空间可以描述如下。令A为复数值的m×n矩阵，列矢量为v₁,v₂,...,v_n。这些矢量的线性组合是以下形式的任何矢量

c₁v₁+c₂v₂+...+c_nv_n

其中c₁,c₂,...,c_n是复数标量。v₁,v₂,...,v_n的全部可能的线性组合的集合被称为A的列空间，记为col(A)。也就是说，col(A)是矢量v₁,v₂,...,v_n的扩张。

m×n矩阵A的零空间(或核心)是集合

N(A)＝Null(A)＝Ker(A)＝{x∈Cⁿ:Ax＝0}

其中0表示有m个分量的零矢量。矩阵等式Ax＝0等同于线性等式的同类系统：

转向附图，现在将描述本发明实施例所操作的网络的示例。图1图示了通信系统100，包括网络102、TP1、TP2和TP3(其可以被实施为增强节点B(eNB)或远程无线电头(RRH)的一部分)以及用户装备UE1、UE2和UE3。各种通信装置可通过网络102交换数据或信息。网络102可以是演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)或其他类型的电信网络。网络102能够使用多点协同(CoMP)技术。下面将更详细地描述CoMP。

通过一般将被称为“回程网络”的一系列陆地和无线连接，TP可以相互链接。在一个实施例中，TP可以是网络102中服务器的分布式集合。在另一个实施例中，TP可以对应于在地理上共置或接近的物理天线元件的集合。每个TP向地理/站点区域中的UE提供通信服务，地理/站点区域可以分为称为小区或站内小区的一个或多个区域。例如，TP可以服务3个小区，其中每个小区都可以视为具有TP。

UE可以是若干类型装置中的一种，诸如移动电话(例如，智能电话)或膝上型电脑。每个TP可以具有一个或多个发射天线和一个或多个接收天线。类似地，UE可具有与一个或多个TP通信的多个接收天线。每个天线端口可以发射或接收信号。TP或UE上的多个天线配置可以支持多输入多输出(MIMO)通信。

为了将数据发送给UE，TP将待传达的数据预编码为一个或多个层，映射得到的预编码数据并将其发射给一个或多个天线端口。可以基于映射到一个或多个天线端口的参考信号估计与传输层相对应的有效信道(或波束形成信道)。

图2图示了充当TP(例如，图1中的一个或多个TP)的计算系统的可能配置。TP可包括通过总线270连接的处理器/控制器210、存储器220、数据库接口230、收发器240、输入/输出(I/O)装置接口250以及网络接口260。TP可以实施任何操作系统，诸如MicrosoftUNIX或LINUX。客户端和服务器软件可以按照任何编程语言来编写，例如C、C++、Java或Visual Basic。服务器软件可以在应用框架上运行，例如服务器或框架。

处理器/控制器210可以是任何可编程处理器。本公开的主题也可以在通用或专用计算机、编程微处理器或微处理器、外围集成电路元件、专用集成电路或其他集成电路、硬件/电子逻辑电路(诸如分立元件电路)、可编程逻辑器件(诸如可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列)等等中实施。一般而言，可将能够实施这里所述决定支持方法的任何装置或多个装置用于实施本公开的决定支持系统功能。

存储器220可包括易失性和非易失性数据存储装置，包括一个或多个电、磁或光存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、缓存、硬盘驱动器或其他存储器装置。存储器可具有缓存，以加快对特定数据的访问。存储器220也可以连接到压缩盘——只读存储器(CD-ROM)、数字视频盘——只读存储器(DVD-ROM)、DVD读写输入、磁带驱动器或者允许将媒体内容直接上载到系统的其他可移除存储器装置。可将数据存储在存储器220中，或者存储在独立的数据库中。数据库接口230可以被处理器/控制器210用于访问数据库。数据库可以包含任何格式化数据，以将UE连接到网络102(图1)。收发器240可以创建与UE的数据连接。

I/O装置接口250可以连接到一个或多个输入装置，输入装置可包括键盘、鼠标、笔操作的触摸屏或监视器、语音识别装置或者接受输入的任何其他装置。I/O装置接口250也可以连接到一个或多个输出装置，诸如监视器、打印机、磁盘驱动器、扬声器或者被提供用于输出数据的任何其他装置。I/O装置接口250可以接收来自网络管理者的数据任务或连接准则。

网络连接接口260可以连接到通信装置、调制解调器、网络接口卡、收发器或者能够往来于网络102发射和接收信号的任何其他装置。网络接口连接260可用于将客户端装置连接到网络。网络连接接口260可用于将电话会议装置连接到网络，网络将用户连接到电话会议中的其他用户。可以经由电总线270连接TP的组件，例如通过无线方式链接。

通过处理器/处理器210可以从存储器220访问客户端软件和数据库，并且客户端软件和数据库例如可包括数据库应用、字处理应用、以及具体实施本公开的决定支持功能性的组件。TP(图1)可以实施任何操作系统，诸如MicrosoftUNIX或LINUX。可以按照任何编程语言编写客户端和服务器软件，例如C、C++、Java或Visual Basic。虽然没有要求，但是至少部分地在通过诸如通用计算机的电子装置执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的一般背景下描述本公开。一般而言，程序模块包括执行特别的任务或实施特别的抽象数据类型的例程程序、对象、组件、数据结构等等。此外，本领域技术人员将理解，可以在具有多种类型的计算机系统配置的网络计算环境下实践本公开的其他实施例，包括个人计算机、手持装置、多处理器系统、基于微处理器或者可编程的消费者电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机等等。

图3在方框图中图示了充当UE(诸如图1所示的一个或多个UE)的电信设备或电子装置的一个实施例。UE能够访问网络102中存储的信息或数据。对于本公开的一些实施例，UE还可以支持用于执行与网络102的各种通信的一个或多个应用。

UE可包括收发器302，收发器302能够通过网络102发送和接收数据。UE可包括处理器304，处理器304执行存储的程序。UE还可包括由处理器304使用的易失性存储器306以及非易失性存储器308。UE可包括用户输入接口310，用户输入接口310可包括诸如键盘、显示器、触摸屏等元件。此外，UE可包括用户输出装置，用户输出装置可包括显示屏和音频接口312，音频接口312可包括诸如麦克风、耳机和扬声器这样的元件。此外，UE可包括组件接口314，附加元件可附接到组件接口314，例如通用串行总线(USB)接口。最后，UE可包括电源316。

再参照图1，现在将描述根据本发明实施例的TP与UE之间通信的一般模式。TP与UE一般经由上行链路信道和下行链路信道通信。使用的物理介质是射频(RF)信号，使用正交频分复用(OFDM)对射频信号编码。TP和UE使用的调制方案根据是在上行链路方向(UE到TP方向)还是在下行链路方向(TP到UE方向)上发送信号而不同。下行链路方向上使用的调制方法是OFDM的多址版本，称为正交频分多址(OFDMA)。在上行链路方向上，使用单载波频分多址(SC-FDMA)。

下行链路方向上OFDM信号承载的数据被组织为无线电帧。每个无线电帧通常包括10个子帧。图4示出下行链路子帧400的时频图。应当理解，子帧400示出子帧格式的一个示例，并且其他格式也可以。

图4的纵坐标表示频率，而横坐标表示时间。纵坐标分为多个频率块，或者是可以为传输分配的OFDM子载波(“子载波”)。图4的横坐标分为多个时间块，或者是可以为传输分配的OFDM符号(“符号”)。子帧400分为时间-频率资源块(RB)(例如资源块0(RB0)、资源块1(RB1)等等)。每个RB是12个子载波乘以7个符号。子帧400总长1.0ms，并且分为两个分别为0.5ms的时隙。进而，每个RB可分为多个资源要素(RE)。每个RE是1个子载波乘以1个符号。应当注意，可将多个下行链路子帧从TP发射给UE，并且各种信道可以占据很多子帧中的时隙。

在本发明的实施例中，子帧400可包括若干类型的参考信号。通过TP将参考信号发射给UE，使得UE能够执行各种功能。现在将介绍可以在本发明的LTE实施例中使用的一个这样的参考信号。由UE使用信道状态信息参考信号(CSI-RS)，以确定UE向TP报告的信道状态信息(CSI)。并非所有子帧都必须发射CSI-RS。

再参照图4，现在将描述在本发明实施例中子帧400可包含的其他参考信号。标记为R7-R10的RE(分别与天线端口7-10相关联)分配给解调参考信号(DMRS)，RE称为DMRS RE。通常，使用码分复用(CDM)或其他方案将与天线端口7和8相对应的参考信号复用，并在时域和频域中映射到相同的RE。此外，子帧可包括分布在子帧的控制区和/或用户数据区的其他参考信号，例如小区专用参考信号(CRS)、定位参考信号(PRS)、主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。这些其他参考信号可以出现，但是不一定用于通过LTE-A通信系统中的UE接收的信号的解调。例如，其他参考信号可包括CSI-RS、UE可以采用的哑(或零功率)CSI-RS以及可用于干扰测量的参考信号RE上的零传输功率，改善对于来自其他TP等等的CSI-RS的信道测量。通常，CSI-RS不用于解调目的，并且可出现在临时子帧中，即，经由较高层信令可配置的子帧周期、子帧偏移(相对于无线电帧边界)和CSI-RS天线端口的数量。通常，CSI-RS占据CSI、潜在DMRS等等未占据的RE。

UE向TP报告的CSI包括信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)、秩指示符(RI)、以及预编码类型指示符(PTI)。CQI将关于UE此时可以支持的链路适配参数的信息告知TP，考虑传输模式、UE的接收器类型、UE使用的天线的数量、以及UE受到的干扰。UE将与MCS和TBS(运输块尺寸)相对应的最高CQI指标回报TP，因此估计的接收到的下行链路运输块误差率(BLER)(例如，以传输误差发送的块与发送的全部块的比率)不超过10％。PMI向TP指示UE向TP推荐用于通过多个天线的数据传输的预编码矩阵。RI是UE为了在空间复用中要使用的传输层的数量而给TP的推荐。例如，对于2乘2的天线配置，RI可具有1或2的值，对于4乘4的天线配置，RI可具有从1到4的值。PTI区分衰落环境的快和慢。在将UE配置为基于双码本报告PMI时，PTI指示报告的PMI是对应于第一预编码矩阵类型(例如，宽带)还是第二预编码矩阵类型(例如，子波段)。

根据本发明的实施例，CSI-RS可占据子帧的时间-频率资源集合(例如，RE的特殊“模式”)。该时间-频率资源集合将统称为“CSI-RS资源”。CSI-RS资源可以用“CSI-RS配置”来描述。CSI-RS配置可包括一个或多个以下配置：

子帧配置，诸如发射CSI-RS的子帧的身份、子帧偏移(在时间上相对于已知参考点)、以及发射CSI-RS的子帧的周期性；

资源配置，诸如OFDM符号以及发射CSI-RS的子帧的对应RE；以及

用于发射CSI-RS的天线端口的身份和数量(例如，端口的#＝4，端口的身份＝15、16、17和18)。

在本发明的实施例中，TP经由RRC信令向UE提供CSI-RS配置。UE中的RRC层向UE中的物理层提供CSI-RS配置信息(例如，“较高层信令”)。

应当注意，在每个TP与每个CSI-RS资源之间可存在一一对应关系，或者每个CSI-RS资源可以表示从多个TP的传输(诸如，当联合传输(JT)或动态点选择(DPS)中涉及两个以上TP时)。此外，每个CSI-RS资源可具有与其相关联的一个或多个天线端口。这些可能性对于CSI-RS而言是适用的。在CSI-RS与TP之间可存在一一对应关系，一个对多个，或者每个天线端口一个CSI-RS。

以下是可用于表示CSI-RS配置的数据结构的示例：

虽然UE接收发射CSI-RS的天线端口的身份和数量，但是UE不知道哪个天线端口被分配给哪个TP。天线端口到TP的映射通过网络来保持。

为了实现通信顺利发生，TP(图1)使用控制信令，包括经由DL控制信道的下行链路(DL)信令、以及经由UL控制信道的上行链路(UL)信令。DL控制信道可包括下行链路控制信息(DCI)，DCI可包括下行链路分配、上行链路授权或上行链路功率控制命令。下行链路分配可包括下行链路资源分配信息、DL混合确认重复请求(HARQ)信息、DL MIMO信息、功率控制信息、用户标识符或射频网络临时标识符(RNTI)等等的一个或多个。类似地，UL授权可包括上行链路资源分配信息、上行链路HARQ信息、上行链路MIMO信息、功率控制命令、用户标识符或RNTI等等。一些类型的上行链路授权用于使得UE报告特定的控制信息，诸如信道质量信息(CQI)或信道状态信息(CSI)。UE响应于这种类型的上行链路授权可发送的其他控制信息包括UE身份信息、缓冲占据信息和功率控制状态信息。TP可以周期性或者不定期地请求CSI信息(例如，使用上行链路授权)。

可以在具有多个传输点(TP)的无线网络中执行本发明的实施例，其中两个以上TP协同，以充当单个传输点。在LTE实施方式中可以使用的一种这样的协同方案是多点协同(CoMP)。CoMP允许半静态或动态协同或者通过在地理上独立的多个TP的传输和接收。

现在将参照图5描述四种可能的CoMP部署场景。第一场景是具有站内CoMP的同类蜂窝网络。中心实体(诸如TP或者TP中的实体(诸如调度器))可以控制或者协同来自其地理区域或者协同区域(称为站内CoMP)的3个小区的每个小区的TP的传输。第二场景是具有高传输功率远程无线电头(RRH)的同类网络。RRH可以是被动放大器，或者分别可以包含全信号处理能力(即，收发器)。此外，RRH可称为子基站、远程天线单元、远程无线电单元(RRU)或者本领域公知的其他术语。RRH的地理覆盖区域可以分为一个或多个小区，其中可将每个小区视为具有TP。在第二场景中，中心实体可以协同9个小区，作为基线。根据第二场景的系统的设计者可以在作为潜在可选值的3、19、21个小区之间选择。

第三场景是在宏小区覆盖范围内具有低功率RRH(或者低功率节点(LPN))的同类网络。宏小区可以是eNB站内小区，并且可视为与TP相关联。一般而言，第三场景中每个低功率RRH的地理覆盖范围可称为子小区，并且RRH(不分区)可视为TP。RRH在地理上(或者在空间上)独立，且通过宏小区的TP控制。可将TP视为通过宏小区TP以及与DAS中的一个或多个天线端口相关联的每个RRH来使用分布式天线系统(DAS)。在这个场景中，通过RRH创建的传输/接收点具有与宏小区不同的小区ID。协同区域包括作为起始点的具有N个低功率节点的1个小区，并且可包括具有3*N个低功率节点的3个站内小区。

在宏小区覆盖范围内具有低功率RRH的蜂窝网络中，在与第三场景相同的附图中描述的第四场景类似于第三场景，除了通过RRH创建的传输/接收点具有与宏小区相同的小区ID之外。协同区域包括作为起始点的具有N个低功率节点的1个小区，并且可包括具有3*N个低功率节点的3个站内小区。

虽然很多CoMP都可能，但是这里所述的一部分实施例特别针对第二、第三和第四CoMP部署场景。在这些场景中，通过充当TP1、TP2等等描述的eNB(或RRH)以及在一个或多个eNB(或RRH)的覆盖范围区域中操作的一个或多个UE(未示出)，可以实施本发明。

在使用4G LTE实施时，CoMP可采用称为联合处理/联合传输(JP/JT)的传输方案。在JP/JT中，用于UE的数据在一个以上点可用，并且在地理上独立、同时向UE发射或者从UE接收的多个TP之间存在协同。JP/JT的一种类型是动态点选择/动态点留空(DPS/DPB)。在DPS/DPB中，选择某些发射器进行发射，同时选择其他发射器抑制发射(即，选择用于留空)。发射/留空点可以从一个子帧到另一个子帧而改变，包括随着子帧中的RB对而变化。数据在多个点同时可用。DPS可以与JT组合，在这种情况下可以选择多个点用于时间-频率资源中的数据传输。

再参照图1和图4，TP与UE可以在多种信道条件下相互通信。这里所述的实施例不限于信道条件的任何特定集合。

为了更清楚地说明隐含的概念，将假定每个信道变化得足够慢，使得信号子空间(是col(H₁₁))和干扰子空间(是col(H₁₂))从一个传输(例如，子帧n)到下一个传输(子帧n+8)基本上保持相同，从而例如允许UE1向TP1和TP2发送反馈，使得TP1和TP2能够按照协同的方式选择适当的预编码器。

再参照图1，可将UE处的接收信号表示为

(1)y₁＝H₁₁P₁x₁+H₂₁P₂x₂+n₁

并且可将UE2处的接收信号表示为

(2)y₂＝H₂₂P₂x₂+H₁₂P₁x₁+n₂

其中

H_ij是当TPi发射且UEj接收时的信道响应矩阵；

P_i是TP I采用的预编码矩阵(或矢量)；

n_j～σ_jCN(0,I)是UEj处的残留共信道干扰和噪声矢量；

是第j个UE上与残留的共信道干扰相关联的变量。

在本发明的一些实施例中，每个UE采用线性最小均方估计(MMSE)接收器来恢复发射的信号矢量。对于UE1，例如：

$\left(3\right)---{\hat{x}}_1=G_1{y}_1,$ 其中 $G_1=P_1^{*}{H}_{11}^{*}{({\mathrm{\σ}}_1^{2}I+H_{21}{P}_2{P}_2^{*}{H}_{21}^{*}+H_{11}{P}_1{P}_1^{*}{H}_{11}^{*})}^{-1}$

其中G_n是应用于在第n个UE处接收的信号矢量的接收滤波器(空间)。对于UE2而言可以有类似的表达。

如果UE1使用线性MMSE滤波器，那么可将滤波器等效地表示为

$\left(4\right)---G_1={(I+P_1^{*}{H}_{11}^{*}{R}_1^{-1}{H}_{11}{P}_1)}^{-1}{P_1^{*}H}_{11}^{*}{R}_1^{-1},$ 其中

$\left(5\right)---R_1={\mathrm{\σ}}_1^{2}I+H_{21}{P}_2{P}_2^{*}{H}_{21}^{*}$

如果UE的一个或多个受到秩-1有效干扰(即，干扰分量H₂₁P₂的有效信道矩阵的秩为1)，则使用矩阵求逆引理，出现以下结果

$\left(6\right)---R_1^{-1}={\mathrm{\σ}}_1^{-2}({I-h}_{21}{h}_{21}^{*}/({\mathrm{\σ}}_1^2+{\left|h_{21}\right|}^2))$ 其中h₂₁是矢量，使得

$\left(7\right)---H_{21}{P}_2{P}_2^{*}{H}_{21}^{*}=h_{21}{h}_{21}^{*}$

当残留共信道干扰变为可以忽略时(σ₁→0)，得到以下结果：

$\left(8\right)---G_1={\left(P_1^{*}{H}_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}{H}_{11}{P}_1\right)}^{-1}{P}_1^{*}{H}_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}$

其中是h₂₁的零空间中的投射矩阵。

因此，等式(8)减少，将接收信号投射到h₂₁的零空间(即，到与干扰矢量正交的空间)，接着将迫零算法(ZF)应用于与h₂₁正交的信号空间。如果H₁₁P₁对应于单层传输，则ZF等效于空间匹配滤波，在这种情况下空间匹配滤波是关于与h₂₁正交的信号空间中的期望信号矢量H₁₁P₁的分量的MRC。

后期投射操作，可将接收的信号矢量表示为

$\left(9\right)---G_1{y}_1=x_1+{\left(P_1^{*}{H}_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}{H}_{11}{P}_1\right)}^{-1}{P}_1^{*}{H}_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}{n}_1$

因此，可将用于层l(等式(9))的后期MMSE SINR表示为

$\left(10\right)---{\mathrm{SINR}}_{1,k}=1/{\left[{\left(P_1^{*}{H}_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}{H}_{11}{P}_1\right)}^{-1}\right]}_{l,l}$

可以从TP1发射给UE1的层的最大数量为

$\left(11\right)---v_{\max }=\mathrm{rank}\left(H_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}{H}_{11}\right)$

通过MMSE接收器将互信息最大化的预编码矩阵具有形式P₁＝U(:,1:v_max)，U是酉矩阵，其前面n列对应于的本征矢量，的本征矢量对应于最大的n个本征值。

通过有限字母表码本，可以执行RI/PMI/CQI反馈，以将总比率(在不同的层上)或者预测的总吞吐量最大化

1.对于关于秩的假设(即，层的数量，UE(例如，UE1)找到最佳预编码矩阵(或者对于v＝1的矢量)，表示为

2.UE对于v个层确定信息理论的互信息(或者跨越所有层的总比率)，作为

${\mathrm{sum}-\mathrm{rate}}_v=\underset{l=1}{\overset{v}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2[1/{\left[{\left(P_1^{*}{H}_{11}^{*}{P}_{h_{21}}^{\⊥}{H}_{11}{P}_1\right)}^{-1}\right]}_{l,l}],$ 其中 $P_1=P_1^{\mathrm{opt},v}.$

UE1推荐将总比率sum-rate_v最大化的秩v*作为优选的RI，以及作为优选的PMI。

在本发明的实施例(其中SNR有限)中，对于并非不可忽略的残留共信道干扰，MMSE操作(等式3)可能不能够被分解为跟随有ZF的投射操作。对于有限的SNR(即，并非不可忽略的残留共信道干扰)，将接收的矢量投射到h₂₁的零空间可能导致性能损失。均方误差(MSE)矩阵为：

$\left(12\right)---E=E({\hat{x}}_1-x_1)({\hat{x}}_1-x_1)*={(I+P_1^{*}{R}_1^{-1}{P}_1)}^{-1}$

限定：

$\left(13\right)---{\mathrm{\α}}_l={\left[{(I+P_1^{*}{R}_1^{-1}{P}_1)}^{-1}\right]}_{l,l}$

在MMSE滤波之后与第l个层相关联的SINR通过SINR_1,l＝1/α_l-1给出。可以示出，将信息理论互信息(或者跨越所有层的总比率)最大化的预编码器具有形式P₁＝U₁[:,1:v₁]Σ₁，其中U₁是酉矩阵，其前面n列是的本征矢量，的本征矢量对应于最大的n个本征值，并且v₁是TP1为UE1选择的传输秩，而Σ₁是v₁×v₁对角矩阵。

上面使用的术语“互信息”可以概念化为：互信息(R)是能够进行可靠通信的最大比率(定义为使用编码比特的n个比特发射和接收信息的k个比特，使得比特误差的可能性(错误接收b个比特的Pe)趋于零，同时比率k/n趋于小于或等于互信息R的固定极限。换言之，Pe→0且k/n→r<＝R)。相反，存在这样的编码方案，该编码方案允许通过消失的错误率，使用编码数据的n个比特传输信息的b个比特，只要k/n<＝R.T。

由于所以一种方法是选择P₂＝U₂[:,1:v₂]Σ₂，其中U₂是酉矩阵，其前面n个列是H₂₁的右奇异矢量，H₂₁的右奇异矢量对应于n个最小的奇异值(包括零奇异值)，而v₂是通过TP2为UE2选择的传输秩，且Σ₂为v₂×v₂对角矩阵。

对于码本反馈(例如，就像在LTE Rel-10中)，通过UE1可以确定不受约束的酉矩阵U₁和U₂。

在本发明的一个实施例中可以用UE减轻下行链路干扰的动作可以概括如下：

步骤1：

通过将子空间距离度量最小化，UE1可以找到秩v₁的“最接近”码本预编码矩阵，其中

$\left(13\right)---d_j==\frac{1}{2}{\left|\right|P_j{P}_j^{*}-U_1[:,1:v_1]U_1^{*}[:,1:v_1]\left|\right|}_F^2$

并且C(v₁)是秩v₁的码本。对于秩1码本，欧几里德距离度量可以代替子空间距离度量。这构成与P₁矩阵相对应的反馈。

步骤2：

按照类似的方式，通过将子空间距离度量最小化，UE1可以确定秩v₂的“最接近”码本预编码矩阵，其中

$d_j==\frac{1}{2}{\left|\right|P_j{P}_j^{*}-U_2[:,1:v_2]U_2^{*}[:,1:v_2]\left|\right|}_F^2$

并且C(v₂)是秩v₂的码本。这构成与P₂矩阵相对应的反馈。

在本发明的另一个实施例中，代替确定不受约束的U₁，对于选择的P₂，通过选择将所有v₁个层上的总比率最大化的预编码矩阵，UE1可以确定P₁∈C(v₁)。假定以上步骤2中准则选择预编码矩阵P₂∈C(v₂)，则UE1可以确定总比率假定TP2对于每个P₁∈C(v₁)采用预编码矩阵P₂。UE1可以选择将总比率最大化的P₁。这种最大化可以在秩v₁＝1,2,...,N的不同假定上执行。

根据本发明的实施例，UE1可以向TP报告对。因此，代替TP2动态地减弱它在一些PRB上的传输以消除就像例如在DPS/DPB中的复杂性，通过在的列空间上发信令，TP2可以保证由于其传输，通过UE1看见的干扰与TP1→UE1链接的信号空间准正交。有可能TP2不能有效地找到用户UE2来发射，如果UE1仅推荐一个信令矩阵的话。但是，可以找到合适的UE2的可能性可能增加，如果UE1推荐一个以上对的话。例如，关于之前定义的子空间距离度量，UE1可以发送第二对，其中和分别是与U₁[:,1:v₁]和U₂[:,1:v₂]次接近的预编码矩阵。这允许TP1和TP2联合确定将总比率最大化的预编码矩阵，此外还考虑其他需要，诸如QoS、公平等等。

现在将描述怎样实施本发明实施例的示例。在本示例中，存在4×2天线部署，其中TP1和TP2分别有4个Tx天线，而UE1和UE2分别有2个Rx天线。在本示例中，对于给UE2的传输存在秩约束，v₂＝1。相对于TP1到UE1链接，TP2到UE1链接减弱了3dB。类似地，相对于TP2到UE2链接，TP1到UE2链接减弱了6dB。换言之，关于TP1和TP2，UE1和UE2都是小区边缘用户。UE1和UE2使用基于豪斯霍尔德矩阵的LTE Rel-104×1和4×2码本来选择PMI。

在本示例中，UE1基于LTE Rel-104×1码本推荐秩1矩阵。TP1在上发信号，而TP2在上发信号。对于UE1和UE2的总比率被计算为每个UE互信息的总和(也就是，将互信息(对于UE1和UE2)除以2)，假定UE1和UE2处的MMSE接收器。

在本发明的实施例中，可以使用信道估计来确定信道响应矩阵H的元素。例如，TP1和TP2可以发射UE1接收的第一参考信号(TP1)和第二参考信号(TP2)。根据周期性调度来发射第一和第二参考信号。调度包括周期性和帧、子帧或者关于一定的时间参考(例如，系统帧数量，SFN＝0)，参考信号的传输时机的时隙偏移，调度以半静态(通过无线电资源控制(RRC)消息或系统广播)或者动态(通过物理下行链路控制信道(PDCCH)中的下行链路控制信息(DCI))的方式发信号给UE。第一和第二参考信号可以是CSI-RS、CRS、DMRS、专用参考信号(DRS)或任何其他参考信号中的一个或多个。每个参考信号的特征在于时间-频率再使用模式，该时间-频率再使用模式指示将子帧的每个物理资源块(PRB)中的哪个子载波集合用于发射参考信号。例如，从1、2、4、或8个天线端口发射CSI-RS，并且每个端口占据为了CSI-RS传输而配置的子帧的1个OFDM符号中的12个子载波中的一个。服务TP(例如TP1)可以发射与TP1和TP1两者以及附加其他相关TP相对应的CSI-RS资源信息。

虽然为了简化，将上述示例表述为如同第一CSI-RS映射到TP1，第二CSI-RS映射到TP2，但是应当理解，CSI-RS可以源自多个TP，但是在DL子帧中显示为单个CSI-RS资源。只要考虑UE，CSI-RS的准确源或多个源就是显然的，并且可以被检测为通过单个CSI-RS资源发送的单个CSI-RS。

继续本示例，UE1可以使用CSI-RS资源配置，并接收至少来自TP1和TP2的CSI-RS传输。基于接收到的CSI-RS传输，UE1可以确定与TP1→UE1和TP2→UE1之间的无线电链接相对应的个别信道矩阵。在一个实施例中，UE1使用MMSE信道估计方法(例如，如同在上述信道估计中)来确定与TP1→UE1下行链路信道相对应的信道矩阵H11的各个条目，以及与TP2→UE1下行链路信道相对应的信道矩阵H12的各个条目。在另一个实施例中，UE1使用基于DFT的方法或最小二乘(LS)法来确定H11和H12。

在本发明的另一个实施例中，代替选择(P₁,P₂)对的第二预编码矩阵P₂，在通过P₂的不同的可能实现将干扰协方差矩阵平均之后，UE1可以简单地选择P₁。

如上所述，UE1处的MMSE滤波器可以表示为

$G_1={(I+P_1^{*}{H}_{11}^{*}{R}_1^{-1}{H}_{11}{P}_1)}^{-1}{P}_1^{*}{H}_{11}^{*}{R}_1^{-1},$ 其中

$R_1={\mathrm{\&sigma;}}_1^{2}I+H_{21}{P}_2{P}_2^{*}{H}_{21}^{*}$

代替基于P₂的选择值计算R₁，UE1还计算期望值其中期望值通过P₂的不同的可能实现。可将期望值计算为在时间(子帧)和/或在频率(子波段)中。

继续本发明的另一个实施例，各向同性干扰仿真一般基于假定来自干扰节点(多个节点)的空间白色传输。但是，当干扰秩小于满秩时，这种假定对于预编码器选择不一定最佳。作为替代，TP可以在不同的干扰秩下询问UE1报告PMI/RI/CQI，如下所述。

a.如果接收的信号为y₁＝H₁₁P₁x₁+H₂₁P₂x₂+n₁，则通过给出干扰协方差矩阵，假定TP2处的i.i.d.输入。

b.各向同性干扰仿真(现有技术)对来自TP2的空间白色传输建模，即 $P_2{P}_2^H=I.$

一般而言，P₂∈C，其中并且C^(v)是秩v的码本。因此，可将干扰协方差计算为

$R_1={\mathrm{\&sigma;}}_1^{2}I+(1/N|C\left|\right)\underset{l=1}{\overset{\left|C\right|}{\mathrm{\&Sigma;}}}E\left[H_{21}{P}_l{P}_l^H{H}_{21}^H\right],$ 其中P_l∈C。

通过在感兴趣的子波段上将信道实现平均，可以计算换言之，如果H_21,j是子波段的第j个子载波中的信道响应矩阵，并且在包括J_PRBPRB、 $E\left[H_{21}{P}_l{P}_l^H{H}_{21}^H\right]\&ap;\left({1/J}_{\mathrm{sc}}\right)\underset{j=1}{\overset{J_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_{21,j}{P}_l{P}_l^H{H}_{21,j}^H$ (导致 $R_1\&ap;{\mathrm{\&sigma;}}_1^{2}I+(1/N{J}_{\mathrm{sc}}|C\left|\right)\underset{l=1}{\overset{\left|C\right|}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=1}{\overset{J_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_{21,j}{P}_l{P}_l^H{H}_{21,j}^H$ 的子波段中有J_sc＝12J_PRB个子载波。

给定满秩传输(即，秩＝N)很可能(特别是在小区边缘)并非总是被干扰节点使用，代替在各项同性的假定下计算干扰协方差，UE1可以采用受限的秩干扰，并报告导致改进的干扰仿真的CQI/PMI/RI。TP可以为TP2半静态地配置UE在计算干扰协方差矩阵时应当采用的秩或秩的集合。此外，TP可以配置码本子集约束，该码本子集约束指定UE应当使用C的哪个子集用于计算干扰协方差矩阵。

返回参照图1并参照图6的流程图，现在将描述根据本发明的实施例，UE与通信网络怎样互动的示例。在步骤601，TP1向UE1发射用于TP2的CSI-RS配置以及用于TP2的CSI-RS配置。在步骤602，UE1接收用于TP2的对于CSI-RS配置的码本子集约束以及用于TP3的对于CSI-RS配置的码本子集约束。在步骤603，UE1接收用于TP2的秩约束以及用于TP3的秩约束。在步骤604，UE1接收来自TP2的第一CSI-RS以及来自TP3的第二CSI-RS。在步骤605，UE1确定服从码本子集约束和秩约束的(P1,P2)对。在步骤606，UE1将CSI报告发回TP1，该CSI报告包括与(P1,P2)有关的信息。同样地，可通过多个TP的组合来发射第一或第二CSI-RS，但是将被UE1感知为第一CSI-RS资源和第二CSI-RS资源(即，作为第一CSI-RS和第二CSI-RS)。

从前面可以看出，已经描述了用于减轻下行链路控制信息的新颖方法和设备。应当注意，本公开范围内的实施例也可以包括计算机可读介质，用于承载或者将计算机可执行指令或数据结构存储在上面。这种计算机可读介质可以是通用计算机或专用计算机可以访问的任何可用介质。通过示例的方式，并且没有限制地，这种计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储装置，或者可用于按照计算机可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望的程序代码装置的任何其他介质。当通过网络或另一个通信连接(硬连线、无线或者其组合)向计算机传送或提供信息时，计算机适当地将连接视为计算机可读介质。因此，任何这种连接都被适当地称为计算机可读介质。上述组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

也可以在分布式计算环境下实践实施例，其中通过经由通信网络链接(通过硬连线链接、无线链接或者通过其组合)的本地和远程处理装置来执行任务。

计算机可执行指令例如包括使得通用计算机、专用计算机或专用处理装置执行一定功能或功能群组的指令和数据。此外，计算机可执行指令包括通过单机或网络环境中的计算机执行的程序模块。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件和数据结构等等。与数据结构相关联的计算机可执行指令以及程序模块表示用于执行这里公开的方法的步骤的程序代码装置的示例。这种可执行指令或关联数据结构的特定序列表示用于实施这些步骤中所述功能的对应动作的示例。

虽然按照由发明人建立所有权并使得本领域普通技术人员能够使用的方式描述了本公开及其最佳实施方式，但是将理解，这里公开的示例性实施例有等同物，并且在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对其进行修改和改变，本公开的范围和精神不受示例性实施例限制，而是受后附权利要求书限制。

Claims (10)

1.一种无线终端(UE1)中的方法，所述方法包括：

基于与第一参考信号资源(TP1)相对应的第一参考信号来估计第一信道矩阵；

基于与第二参考信号资源(TP2)相对应的第二参考信号来估计第二信道矩阵；

基于所述第一信道矩阵和所述第二信道矩阵来确定(605)一对预编码矩阵，其中，所述一对预编码矩阵的第一预编码矩阵能应用于所述第一参考信号资源(TP1)并表示关于期望信号的假设，并且其中，所述一对预编码矩阵的第二预编码矩阵能应用于所述第二参考信号资源(TP2)并表示关于干扰信号的假设；以及

向至少第一传输点(TP1)发送(606)信道状态信息，所述信道状态信息包括与所述一对预编码矩阵有关的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于所述第一信道矩阵和所述第二信道矩阵来确定第二对预编码矩阵，其中，所述第二对预编码矩阵的第一预编码矩阵能应用于所述第一参考信号资源并表示关于所述期望信号的假设，其中，所述第二对预编码矩阵的第二预编码矩阵能应用于所述第二参考信号资源并表示关于所述干扰信号的假设，以及其中，所述信道状态信息包括与所述第一对预编码矩阵和所述第二对预编码矩阵有关的信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一对预编码矩阵的所述第一预编码矩阵选自第一码本，并且所述一对预编码矩阵的所述第二预编码矩阵选自第二码本。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道状态信息进一步包括信道质量指示，所述信道质量指示指示调制和编码方案等级推荐。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道状态信息进一步包括用于所述第一预编码矩阵的第一预编码矩阵索引以及用于所述第二预编码矩阵的第二预编码矩阵索引。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道状态信息进一步包括秩指示，所述秩指示指示与所述第一预编码矩阵相关联的秩。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道状态信息进一步包括秩指示，所述秩指示指示与所述第二预编码矩阵相关联的秩。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二对预编码矩阵的列空间由右奇异矢量扩张而成，所述右奇异矢量与所述第二信道矩阵的最小奇异值相对应。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括选择所述矩阵对，以便使互信息度量最大化。

10.一种无线终端(UE1)，所述无线终端(UE1)执行包括以下的步骤：

基于与第一参考信号资源(TP1)相关联的第一参考信号来估计第一信道矩阵；

基于与第二参考信号资源(TP2)相关联的第二参考信号来估计第二信道矩阵；

基于所述第一信道矩阵和所述第二信道矩阵来确定(605)一对预编码矩阵，其中，所述一对预编码矩阵的第一预编码矩阵能应用于所述第一参考信号资源(TP1)并表示关于与所述第一参考信号资源(TP1)相关联的期望信号的假设，其中，所述一对预编码矩阵的第二预编码矩阵能应用于所述第二参考信号资源(TP2)并表示关于与所述第二参考信号资源(TP2)相关联的干扰信号的假设；以及

向第一传输点和第二传输点(TP1，TP2)中的一个或多个发送(606)信道状态信息，所述信道状态信息包括与所述一对预编码矩阵有关的信息。