CN105052047A - 在无线通信系统中报告信道状态信息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，并且更加具体地，涉及一种用于报告信道状态信息(CSI)的方法和设备。根据本发明的一个实施例的在无线通信系统终端终端报告CSI的方法能够包括下述步骤：从基站接收参考信号；和向基站报告通过使用参考信号产生的CSI。CSI能够包括指示用于二维天线结构的第一域的第一预编码矩阵的至少一个第一域预编码矩阵指示符(PMI)和指示用于二维天线结构的第二域的第二预编码矩阵的至少一个第二域PMI。至少一个第一域的报告时段能够比至少一个第二域PMI的报告时段短。

Description

在无线通信系统中报告信道状态信息的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统，并且更加特别地，涉及一种用于报告信道状态信息(CSI)的方法和装置。

背景技术

多输入多输出(MIMO)技术是能够使用多发送天线和多接收天线替代使用单发送天线和单接收天线改进数据发送/接收效率。使用单天线的接收器通过单天线路径接收数据，但是使用多天线的接收器通过多路径接收数据。因此，能够改进数据传输率和数据吞吐量，并且可以扩大覆盖。

为了增加MIMO操作的增益，MIMO发射器可以接收和使用从MIMO接收器反馈的信道状态信息(CSI)。接收器可以通过使用从发射器接收到的预先确定的参考信号(RS)执行信道测量确定CSI。

发明内容

技术问题

被设计以解决问题的本发明的目的在于一种用于产生和报告信道状态信息(CSI)以正确地和有效地支持2D天线结构的方法。

要理解的是，本发明的前述的总体描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的并且旨在提供如要求的本发明的进一步解释。

技术方案

为了实现这些目的和其它的优点并且根据本发明的用途，如在此具体化和广泛地描述的，一种用于在无线通信系统中通过用户设备(UE)报告信道状态信息(CSI)的方法，该方法包括：从基站(BS)接收参考信号；和向BS报告使用参考信号产生的CSI，其中CSI包括指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)和指示用于2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且其中一个或者多个第一域PMI具有比一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。

在本发明的另一方面中，一种用于在无线通信系统中通过基站(BS)接收信道状态信息(CSI)的方法，该方法包括：向用户设备(UE)发送参考信号；和从UE接收通过UE使用参考信号产生的CSI，其中CSI包括指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)和指示用于2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且其中一个或者多个第一域PMI具有比一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。。

在本发明的另一方面中，一种用于在无线通信系统中报告信道状态信息(CSI)的用户设备(UE)，该UE包括：发射器；接收器；以及处理器，其中处理器被配置成控制接收器以从基站(BS)接收参考信号，并且控制发射器以向BS报告使用参考信号产生的CSI，并且其中CSI包括指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)和指示用于2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且其中一个或者多个第一域PMI具有比一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。。

在本发明的另一方面中，一种用于在无线通信系统中接收信道状态信息(CSI)的基站(BS)，该BS包括：发射器；接收器；以及处理器，其中处理器被配置成控制发射器以向用户设备(UE)发送参考信号，并且控制接收器以从UE接收通过UE使用参考信号产生的CSI，并且其中CSI包括指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)和指示用于2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且其中一个或者多个第一域PMI具有比一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。

下面的描述可以被共同地应用于本发明的实施例。

通过第二域PMI_1和第二域PMI_2的组合指示第二预编码矩阵。

在不同的时序处报告第二域PMI_1和第二域PMI_2。

第二域PMI_2具有比第二域PMI_1的报告周期更短的报告周期。

通过一个第一域PMI指示第一预编码矩阵。

第二域PMI_2具有比第一域PMI的报告周期更短的报告周期。

与第一域PMI同时报告第二域PMI_2。

通过第一域PMI_1和第二域PMI_2的组合指示第一预编码矩阵。

第二域PMI_2和第一域PMI_1被同时报告。

通过一个第二域PMI指示第二预编码矩阵。

通过第一预编码矩阵和第二预编码矩阵的组合确定用于2D天线结构的由UE首选的预编码矩阵。

第一域是水平域，并且其中第二域是垂直域。

要理解的是，本发明的前述的总体描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的并且旨在提供如要求的本发明的进一步解释。

有益效果

根据本发明，可以提供一种用于产生和报告信道状态信息(CSI)以正确地和有效地支持2D天线结构的新方法。

本领域的技术人员将会理解，能够利用本发明实现的效果不限于已在上文特别描述的效果，并且从结合附图的下面的具体描述将更清楚地理解本发明的其它优点。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是图示无线电帧的结构的图；

图2是图示在下行链路时隙处的资源网格的图；

图3是图示下行链路子帧的结构的图；

图4是图示上行链路子帧的结构的图；

图5是图示具有多天线的无线通信系统的示意图；

图6是图示在一个资源块对上的CRS和DRS的示例性图案的图；

图7是图示在LTE-A系统中定义的DMRS图案的示例的图；

图8是图示在LTE-A系统中定义的CSI-RS图案的示例的图；

图9是图示用于定期地发送CSI-RS的方法的示例的图；

图10是图示基于码本的预编码的基本概念的图；

图11是图示用于配置8个发送天线的示例的图；

图12是用于描述一般有源天线阵列系统(AAS)的结构的图；

图13是用于描述2D天线阵列的结构的图；

图14是用于在几何上描述AAS的图；

图15是用于描述角度方向的定义的图；

图16是图示平面天线阵列配置的图；

图17是用于描述角度方向的另一定义的图；

图18是图示基于2D天线配置的波束成形的示例的图；

图19是用于描述垂直波束成形的示例的图；

图20是用于描述根据本发明的用于发送/接收信道状态信息(CSI)的方法的图；以及

图21是根据本发明的实施例的基站(BS)和用户设备(UE)的框图。

具体实施方式

通过以预定类型组合本发明的结构元件和特征来实现下面的实施例。除非另外指定，每个结构元件或特征应当选择性地考虑。每个结构元件或特征可以在不结合其他结构元件或特征的情况下实现。另外，一些结构元件和/或特征可以彼此组合以构成本发明的实施例。在本发明的实施例中描述的操作顺序可以改变。一个实施例的一些结构元件或特征可以包括在另一实施例中，或者可以被替换为另一实施例的相应结构元件或特征。

在本说明书中，将会基于基站和用户设备之间的数据发送和接收描述本发明的实施例。在此情况下，基站是指网络的终端节点，执行与用户设备的直接通信。根据情况，可以由基站的上层节点来执行已被描述为由基站执行的特定操作。

换句话说，明显的是，与包括多个网络节点以及基站的网络中与用户设备通信执行的各种操作可以由基站或除了基站之外的网络节点执行。此时，“基站”(BS)可以被替换成诸如固定站、节点B、e节点B(eNB)和接入点(AP)的术语。而且，中继可以被替换成诸如中继节点(RN)和中继站(RS)的属于。另外，“终端”可以被替换成诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、移动订户站(MSS)和订户站(SS)的术语。

在下面的描述中使用的特定技术术语来帮助理解本发明，并且在不脱离本发明的技术精神的范围内，可以对各种特定技术术语进行修改。

在一些情况下，为了防止本发明的概念模糊，现有技术的结构和装置将被省略，或者基于每个结构和装置的主要功能以框图形式示出。此外，只要可能，在整个附图和说明书中，使用相同的标号指代相同或相似部分。

可以通过下述无线接入系统中的至少一个中公开的标准文档支持本发明的实施例，即、IEEE802系统、3GPP系统、3GPPLTE系统、3GPPLTE、3GPPLTE-A(LTE-)系统和3GPP2系统。即，在本发明的实施例之中，可以通过上述文档支持为了本发明的技术精神清楚而没有描述的明显步骤或部分。另外，可以通过上述标准文档描述本文公开的所有技术。

以下技术可以用于各种无线接入术语，诸如CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)和SC-FDMA(单载波频分多址)。CDMA可以通过无线技术来实现，诸如通用地面无线接入(UTRA)或CDMA2000。TDMA可以通过无线技术来实现，诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线业务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE)。OFDMA可以通过无线技术来实现，诸如IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20和演进的UTRA(E-UTRA)。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴项目长期演进(3GPPLTE)是使用E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分，并且在下行链路采用OFDMA并且在上行链路上采用SC-FDMA。高级LTE(LTE-A)是3GPPLTE的演进版本。WiMAX可以通过IEEE802.16e标准(无线MAN-OFDMA参考系统)和先进IEEE802.16m标准(无线MAN-OFDMA先进系统)进行描述。为了清楚的清楚起见，虽然将会基于3GPPLTE/LTE-A描述本发明，但是应该理解，本发明的技术精神不限于3GPPLTE/LTE-A。

图1是图示无线电帧的结构的图。

在蜂窝OFDM通信系统中，以子帧为单位执行上行链路/下行链路数据分组传输，其中通过包括多个OFDM符号的给定的时间间隔定义一个子帧。3GPPLTE标准支持可应用于频分双工(FDD)的类型1无线电帧结构和可应用于时分双工(TDD)的类型2无线电帧结构。

图1(a)是图示类型1无线电帧的结构的图。下行链路无线电帧包括10个子帧，每一个子帧在时域中包括两个时隙。对于发送一个子帧所要求的时间将会被称为传输时间间隔(TTI)。例如，一个子帧可以具有1ms的长度，并且一个时隙可以具有0.5ms的长度。一个时隙在时域中包括多个OFDM符号，并且在频域中包括多个资源块(RB)。因为3GPPLTE系统在下行链路中使用OFDM，所以OFDM符号表示一个符号间隔。OFDM符号可以被称为一个SC-FDMA符号或符号间隔。资源块(RB)作为资源分配单元，在一个时隙中可以包括多个连续子载波。

被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目可以取决于循环前缀(CP)的配置而改变。CP的示例包括扩展CP和正常CP。例如，如果通过正常的CP来配置OFDM符号，则被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目可以是7。如果通过扩展的CP配置OFDM符号，则因为一个OFDM符号的长度被增加，所以被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目小于在正常的CP的情况下的OFDM符号的数目。例如，在扩展的CP的情况下，被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目可以是6。如果信道状态不稳定，如用户设备以高速移动的情况，则扩展的CP可以被用于减少符号间干扰。

如果正常的CP被使用，则因为一个时隙包括七个OFDM符号，所以一个子帧包括14个OFDM符号。这时，每个子帧的最多前两个或者三个OFDM符号可以被分配给物理下行链路控制信道(PDCCH)，并且其他OFDM符号可以被分配给物理下行链路共享信道(PDSCH)。

图1(b)是图示类型2无线电帧的结构的示意图。类型2无线电帧包括2个半帧，其中的每一个包括五个子帧，下行链路导频时隙(DwPTS)、保护时间(GP)、以及上行链路导频时隙(UpPTS)的特定子帧。一个子帧包括两个时隙。DwPTS被用于在用户设备处的初始小区搜索、同步或者信道估计。UpPTS被用于在基站处的信道估计和用户设备的上行链路传输同步。而且，保护时段是要去除由于在上行链路和下行链路之间的下行链路信号的多路径延迟在上行链路中产生的干扰。同时，一个子帧包括两个时隙，不论无线电帧的类型如何。

无线电帧的结构仅是示例性的，并且在被包括在无线电帧的子帧的数目、被包括在子帧中的时隙的数目、或者被包括在时隙中的符号的数目可以进行各种修改。

图2是图示在下行链路时隙处的资源网格的示意图。

一个下行链路时隙包括，但不限于，时域中的7个OFDM符号，并且一个资源块(RB)包括，但不限于，频域中的十二个子载波。例如，尽管一个时隙在正常的CP情况下包括七个OFDM符号，但是一个时隙可以在扩展的CP的情况下包括六个OFDM符号。资源网格上的每个元素将会被称为资源元素(RE)。一个资源块(RB)包括12×7(6)个资源元素。被包括在下行链路时隙中的资源块(RB)的数目NDL取决于下行链路传输带宽。上行链路时隙的结构可以与下行链路时隙的结构相同。

图3是图示下行链路子帧的结构的示意图。

位于子帧内的第一时隙前部的最多三个OFDM符号对应于控制信道被分配到的控制区域。其他OFDM符号对应于物理下行链路共享信道(PDSCH)被分配到的数据区域。

在3GPPLTE系统中使用的下行链路控制信道的示例包括PCFICH(物理控制格式指示符信道)、PDCCH(物理下行链路控制信道)、以及PHICH(物理混合ARQ指示符信道)。PCFICH从子帧的第一OFDM符号被发送，并且包括关于在子帧内被用于控制信道的传输的OFDM符号的数目的信息。PHICH是对上行链路传输的响应信道，并且包括HARQACK/NACK(肯定应答/否定应答)信号。通过PDCCH发送的控制信息将会被称为下行链路控制信息(DCI)。DCI包括用于任意用户设备组的上行链路或者下行链路调度信息或者上行链路传输(Tx)功率控制命令。PDCCH包括下行链路共享信道(DL-SCH)的传送格式和资源分配信息、上行链路共享信道(UL-SCH)的资源分配信息、寻呼信道(PCH)的寻呼信息、关于DL-SCH的系统信息、诸如在PDSCH上发送的随机接入响应的上层控制消息的资源分配信息、在任意用户设备组内的单独的用户设备的发送功率控制命令的集合、发送功率控制信息、以及互联网语音协议(VoIP)的激活。可以在控制区域内发送多个PDCCH并且用户设备可以监测多个PDCCH。

通过一个或者多个连续的控制信道元素(CCE)的聚合发送PDCCH。CCE是被用于基于无线电信道的状态以预定的编码速率提供PDCCH的逻辑分配单元。CCE对应于多个资源元素组(REG)。取决于通过CCE提供的编码速率和CCE的数目之间的相关性来确定PDCCH的格式和PDCCH的可用比特的数目。

基站取决于被发送到用户设备的DCI来确定PDCCH格式，并且将循环冗余检验(CRC)附接到控制信息。取决于PDCCH的拥有者或者用途，CRC被掩蔽有无线电网络临时标识符(RNTI)。例如，如果PDCCH是用于特定的用户设备，则CRC被掩蔽有相应的用户设备的小区RNTI(C-RNTI)。如果PDCCH是用于寻呼消息，则CRC可以被掩蔽有寻呼指示符标识符(P-RNTI)。如果PDCCH是用于系统信息(更加详细地，系统信息块(SIB))，则CRC可以被掩蔽有系统信息标识符和系统信息RNTI(SI-RNTI)。CRC可以被掩蔽有随机接入RNTI(RA-RNTI)以指示作为对用户设备的随机接入前导的传输的响应的随机接入响应。

图4是图示上行链路子帧的结构的示意图。

在频域上，上行链路子帧可以被划分为控制区域和数据区域。包括上行链路控制信息的物理上行链路控制信道(PUCCH)被分配给控制区域。包括用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)被分配给数据区域。为了保持单载波特征，一个用户设备不同时发送PUCCH和PUSCH。用于一个用户设备的PUCCH被分配给用于子帧的资源块(RB)对。属于RB对的资源块(RB)为两个时隙保留不同的子载波。被分配给PUCCH的RB对在时隙边界处经受跳频。

MIMO系统的建模

图5是图示具有多天线的无线通信系统的示意图。

如在图5(a)中所示，如果发送天线的数目被增加到NT并且接收天线的数目被增加到NR，则不同于仅在发射器或者接收器中使用多个天线，在理论上与天线的数目成比例地增加信道传输容量。因此，能够改进传输速率并且显著地改进频率效率。当信道传输容量被增加时，理论上传输速率可以被增加与在通过将对应于使用单天线的情况的最大传输速率R0乘以增加速率Ri获得的值那么多。

[等式1]

R_i＝min(N_T，N_R)

例如，在使用四个发送天线和四个接收天线的MIMO通信系统中，可以获得在理论上大于单天线系统的传输速率的四倍的传输速率。在90年代中期已经证实MIMO系统的理论上的容量增加之后，已经积极地研究各种技术以在实质上提供数据传输速率。而且，在诸如第三代移动通信和下一代无线LAN的各种无线通信的标准中已经反映了一些技术。

在回顾与MIMO系统有关的研究的最近趋势之后，在诸如与在各种信道环境和多址环境中MIMO通信容量计算有关的信息理论方面的研究、MIMO系统的无线电信道测量和建模的研究、以及用于传输可靠性和传输速率的时空信号处理技术的研究的各个方面进行积极的研究。

将会参考数学建模更加详细地描述在在MIMO系统中的通信方法。在MIMO系统中，假定存在NT个发送天线和NR个接收天线。

首先，将会描述发送信号。如果存在NT个发送天线，则最大传输信息的数目是NT。可以如下地表示传输信息。

[等式2]

不同种类的发送功率可以被应用于每个传输信息这时，假定各个发送功率是可以如下地表示其发送功率被控制的传输信息。

[等式3]

$\hat{s}={\[{\hat{s}}_1,{\hat{s}}_2,...,{\hat{s}}_{N_T}\]}^T={\[P_1{s}_1,P_2{s}_2,...,P_{N_T}{s}_{N_T}\]}^T$

而且，可以使用对角矩阵P如下地表示

[等式4]

考虑到权重矩阵W被应用于控制其发送功率的信息向量使得获得NT个发送信号在这样的情况下，权重矩阵W用于将传输信息适当地分布到各个天线。使用向量X可以如下地表示这样的发送信号

[等式5]

在这样的情况下，W_ij意指在第i个发送天线和第j个信息之间的权重值。W可以被称为预编码矩阵。

如果存在NR个接收天线，则可以通过向量如下地表示各自的天线的接收信号

[等式6]

$y={\[y_1,y_2,...,y_{N_R}\]}^T$

在MIMO通信系统中的信道建模的情况下，取决于发送和接收天线索引的索引可以分类信道。在这样的情况下，经过从第j个发送天线到第i个接收天线的信道将会被表示为h_ij。注意的是，在h_ij的索引中，接收天线的索引在发送天线的索引的前面。

同时，图5(b)图示从接收天线i开始的NT个发送天线的信道。数个信道可以被分组成一个并且然后可以通过向量类型或者矩阵类型被表示。如在图5(b)中所示，从NT个发送天线到第i个接收天线的信道可以被如下地表示。

[等式7]

$h_i^T=\[h_{i1},h_{i2},...,h_{{\mathrm{iN}}_T}\]$

因此，从NT个发送天线到NR个接收天线的所有信道可以被如下地表示。

[等式8]

因为加性高斯白噪声(AWGN)被实际添加到上述信道矩阵H之后的信道。被添加到NR个接收天线的每一个的AWGN可以被如下地表示。

[等式9]

$n={\[n_1,n_2,...,n_{N_R}\]}^T$

使用上述等式建模获得的接收信号可以被如下地表示。

[等式10]

同时，通过发送天线的数目和接收天线的数目确定指示信道状态的信道矩阵H的行和列的数目。信道矩阵H中的行数与接收天线的数目相同，并且列数可以与发送天线的数目NT相同。换言之，通过NRxNT矩阵可以表示信道矩阵H。

通过相互独立的行数和列数的最小数目定义矩阵的秩。因此，矩阵的秩不能够具有大于行数或者列数的值。信道矩阵H的秩(秩(H))可以被如下地限制。

[等式11]

rank(H)≤min(N_T，N_R)

当对矩阵执行特征值分解时，通过不是0的特征值的数目也可以定义秩。类似地，当对矩阵执行奇异值分解(SVD)时，通过不是0的奇异值的数目可以定义秩。因此，在信道矩阵中，秩可以物理地意指可以发送来自于给定信道的不同种类的信息的列或者行的最大数目。

在本说明书中，用于MIMO传输的“秩”表示在特定的时间和特定的频率资源处独立地发送信号的路径的数目，并且“层数”表示通过各个路径发送的信号流的数目。通常，因为发射器发送与用于信号传输的秩的数目相对应的层，所以秩与层的数目相同，除非另有明文规定。

参考信号(RS)

当在无线通信系统中发送分组时，因为通过无线电信道发送分组，在分组的传输期间可能发生信号失真。为了正常地接收失真的信号，接收器应通过使用信道信息校正接收到的信号的失真。为了发现信道信息，要求发送发射器和接收器两者已知的信号，并且当通过信道发送该信号时使用信号的失真水平发现信道信息。在这样的情况下，发射器和接收器两者已知的信号将会被称为导频信号或者参考信号。

在无线通信系统的发射器或者接收器通过使用多个路径发送和接收数据的情况下，在各个发射器和各个接收器之间的信道状态应被已知以接收正常的信号。因此，每个发送天线应提供单独的参考信号。

在无线通信系统中，根据其用途参考信号(RS)可以被划分成两种类型。参考信号的示例包括被用于信道信息的获取的参考信号和被用于数据解调的参考信号。因为前述的参考信号旨在用于通过用户设备在下行链路上的信道信息的获取，所以需要通过宽带发送。而且，甚至没有接收用于特定子帧的下行链路数据的用户设备也应接收和测量前述的参考信号。用于信道信息的获取的此参考信号甚至可以被用于切换的测量。当基站发送下行链路数据时后述的参考信号与相对应的资源一起从基站被发送。在这样的情况下，用户设备可以通过接收相对应的参考信号执行信道估计，从而用户设备可以解调数据。用于数据解调的此参考信号可以被发送到发送数据的区域。

现有的3GPPLTE系统(例如，3GPPLTE版本8)定义用于单播服务的两种类型的下行链路RS。下行链路参考信号中的一种是公共参考信号(CRS)，并且另一种是专用参考信号(DRS)。CRS被用于信道状态信息的信息获取和用于切换的测量两者，并且可以被称为UE特定的RS。在现有的3GPPLTE系统中，DRS可以仅被用于数据解调，并且CRS可以被用于信道信息的获取和数据解调两者。

CRS是小区特定的RS并且每个子帧被发送到宽带。可以根据基站的发送天线的数目发送用于最多四个天线端口的CRS。例如，如果基站的发送天线的数目是2，则用于天线端口0和1的CRS可以被发送。如果基站的发送天线的数目是4，则用于天线端口0至3的CRS可以被分别地发送。

图6是图示在一个资源块对上的CRS和DRS的示例性模式的图。

在图6中的参考信号模式的示例中，在基站支持四个发送天线的系统中在一个资源块对(在正常的CP的情况下，在时间上的14个OFDM符号×在频率上的12个子载波)上提供CRS和DRS的模式。在图6中，被标注有“R0”、“R1”、“R2”以及“R3”的资源元素表示用于天线端口索引、1、2以及3的CRS的位置。同时，在图6中，被标注有“D”的资源元素表示在LTE系统中定义的DRS的位置。

是LTE系统的演进版本的LTE-A系统可以支持在下行链路上的最多八个发送天线。因此，用于最多八个发送天线的参考信号也应被支持。在LTE系统中，因为仅为最多四个天线端口定义下行链路参考信号，所以如果在LTE-A系统中基站包括最少四个下行链路发送天线到最多八个下行链路发送天线，则用于这些天线端口的参考信号应被另外定义。可以为两种类型的参考信号，即，如上所述的用于信道测量的参考信号和用于数据解调的参考信号，考虑用于最多八个发送天线端口的参考信号。

在设计LTE-A系统中重要的考虑事项之一是后向兼容性。后向兼容性意指甚至在LTE-A系统中应正常地操作现有技术的LTE用户设备。在参考信号传输方面，如果在对其而言每个子帧在LTE标准中定义的CRS被发送到整个带的时-频域中应当另外定义用于最多八个发送天线端口的参考信号，则RS开销变成太大。因此，应考虑在最新设计用于最多八个天线端口的RS中减少RS开销。

在LTE-A系统中最新引入的参考信号可以被划分成两种类型。参考信号之一是作为用于用于选择传输秩、调制和编码方案(MCS)、以及预编码矩阵索引(PMI)的信道测量的RS的信道状态信息-参考信号(CSI-RS)，并且另一个是作为用于通过最多八个发送天线发送的数据的解调的RS的解调RS(DMRS)。

不同于被用于信道测量、切换测量、以及数据解调的现有的CRS，主要为信道测量设计了用于信道测量的CSI-RS。CSI-RS也可以被用于切换测量。因为仅发送CSI-RS以获得信道状态信息，所以其可以不每个子帧发送，不同于现有的LTE系统的CRS。因此，为了减少CSI-RS的开销，可以设计CSI-RS以在时间轴上被间歇地(例如，周期性地)发送。

如果在任意的下行链路子帧上发送数据，则专用的DMRS被发送到用户设备，为其调度数据传输。换言之，DMRS可以被称为UE特定的RS。专用于特定的用户设备的DMRS可以被设计以仅从调度相对应的用户设备的资源区域发送，即，发送用于相对应的用户设备的数据的时频域。

图7是图示在LTE-A系统中定义的DMRS图案的示例的图。

图7图示在发送下行链路数据的一个资源块对(在正常的CP的情况下，在时间上的14个OFDM符号×在频率上的12个子载波)发送DRMS的资源元素的位置。在LTE-A系统中另外定义的四个天线端口(天线端口索引7、8、9以及10)可以发送DMRS。以它们位于不同的频率资源(子载波)和/或不同的时间资源(OFDM符号)的方式可以相互识别用于不同种类的天线端口的DMRS(即，根据FDM和/或TDM模式可以复用DMRS)。而且，通过正交码，用于位于相同的时间-频率资源上的不同天线端口的DMRS可以被相互识别(即，根据CDM模式可以复用DMRS)。在图7的示例中，用于天线端口7和8的DMRS可以位于DMRSCDM组1的资源元素(RE)上，并且可以通过正交码复用。同样地，在图7的示例中，用于天线端口9和10的DMRS可以位于DMRSCDM组2的资源元素(RE)上，并且可以通过正交码复用。

当基站发送DMRS时，与被应用于数据的相同的编码被应用于DMRS。因此，使用DMRS(或者UE特定的RS)通过用户设备估计的信道信息是预编码的信道信息。用户设备可以通过使用通过DMRS估计的预编码的信道信息容易地执行数据解调。然而，因为用户设备不能够获知被应用于DMRS的预编码信息，所以用户设备不能够从DMRS获取没有被预编码的信道信息。用户设备可以通过使用除了DMRS的单独的参考信号，即，前述的CSI-RS获取信道信息。

图8是图示在LTE-A系统中定义的CSI-RS图案的示例的图。

图8图示在发送下行链路数据的一个资源块对(在正常的CP的情况下，时间上的14个OFDM符号×在频率上的12个子载波)的一个资源块对上发送CRI-RS的资源元素的位置。在图8(a)至图8(e)中的CSI-RS图案中的一个可以被用于任意下行链路子帧。可以为在LTE-A系统中另外定义的八个天线端口(天线端口索引15、16、17、18、19、20、21以及22)发送CSI-RS。可以以它们位于不同的频率资源(子载波)和/或不同的时间资源(OFDM符号)的方式相互识别用于不同的天线端口的CSI-RS(即，根据FDM和/或TDM模式可以复用CSI-RS)。而且，可以通过正交码相互识别用于位于相同的时间-频率资源上的不同天线端口的CSI-RS(即，根据CDM模式复用CSI-RS)。在图8(a)的示例中，用于天线端口15和16的CSI-RS可以位于CSI-RSCDM组1的资源元素(RE)上，并且可以通过正交码复用。在图8(a)的示例中，用于天线端口17和18的CSI-RS可以位于CSI-RSCDM组2的资源元素(RE)上，并且可以通过正交码复用。在图8(a)的示例中，用于天线端口19和20的CSI-RS可以位于CSI-RSCDM组3的资源元素(RE)上，并且可以通过正交码复用。在图8(a)的示例中，用于天线端口21和22的CSI-RS可以位于CSI-RSCDM组4的资源元素(RE)上，并且可以通过正交码复用。基于图8(a)描述的相同原理可以被应用于图8(b)至图8(e)。

图6和图8的RS图案仅是示例性的，并且本发明的各种实施例不限于特定的RS图案。换言之，本发明的各种实施例甚至可以被同等地应用于不同于图6和图8的RS图案被定义和使用的情况。

CSI-RS配置

如上所述，在下行链路上支持最多八个发送天线的LTE-A系统中，基站应发送用于所有的天线端口的CSI-RS。因为用于每个子帧最多八个发送天线端口的CSI-RS的传输具有开销太大的缺点，所以CSI-RS应在时间轴上被间歇地发送而没有在每个子帧发送，以减少开销。因此，在一个子帧的整数倍数的时段可以发送或者可以以特定的传输图案发送CSI-RS。

这时，通过网络(例如，基站)可以配置CSI-RS的传输时段或者传输图案。为了基于CSI-RS执行测量，用户设备应获知用于用户设备属于的小区的各个天线端口(或者传输点(TP)的CSI-RS配置。CSI-RS配置可以包括发送CSI-RS的下行链路子帧索引、传输子帧内的CSI-RS资源元素(RE)的时间-频率位置(例如，与图8(a)至图8(e)的相同的CSI-RS图案)、以及CSI-RS序列(被用于CSI-RS并且基于时隙编号、小区ID、CP长度等等根据预先确定的准则伪随机地产生)。换言之，可以通过给定的基站使用多个CSI-RS配置，并且基站指示多个CSI-RS配置当中的将会被用于小区内的用户设备的CSI-RS配置。

多个CSI-RS配置可以包括或者不包括CSI-RS的发送功率不是0(非零)的通过用户设备假定的一个CSI-RS配置。而且，多个CSI-RS配置可以包括或者不包括CSI-RS的发送功率是0的通过用户设备假定的一个或者多个CSI-RS配置。

而且，用于0发送功率的CSI-RS配置的参数(例如，16比特零功率CSI-RS参数)的各个比特可以根据上层对应于CSI-RS配置(或者根据CSI-RS配置可以对其分配CSI-RS的RE)，并且用户设备可以假定在与相对应的参数中被设置为1的比特相对应的CSI-RS配置的CSI-RSRE处的发送功率是0。

而且，因为用于各自的天线端口的CSI-RS被要求相互识别，所以发送用于各自的天线端口的CSI-RS的资源应相互正交。如参考图8描述的，通过使用正交频率资源、正交时间资源以及/或者正交代码资源，根据FDM、TDM以及/或者CDM模式可以复用用于各自的天线端口的CSI-RS。

当基站通知小区内的用户设备CSI-RS信息(CSI-RS配置)时，基站应首先通知用户设备用于各自的天线端口的CSI-RS被映射到的时间频率信息。更加详细地，时间信息可以包括发送CSI-RS的子帧数目、CSI-RS的传输时段、发送CSI-RS的子帧的偏移、以及发送特定天线的CSI-RS资源元素(RE)的OFDM符号编号。频率信息可以包括发送特定天线的CSI-RS资源元素(RE)的频率间距、在频率轴上的RE的偏移或者移位值等等。

图9是图示用于定期地发送CSI-RS的方法的示例的图。

在一个子帧的整数倍数的时段处(例如，5子帧时段、10子帧时段、20子帧时段、40子帧时段、或者80子帧时段)可以发送CSI-RS。

在图9中，一个无线电帧包括10个子帧(子帧编号0至9)。例如，在图9中，基站的CSI-RS的传输时段是10ms(即，10个子帧)，并且CSI-RS传输偏移是3。取决于各自的基站可以变化偏移值，使得在时间上数个小区的CSI-RS可以被均匀地分布。如果在10ms的时段处发送CSI-RS，则偏移值可以具有0至9中的一个。类似地，如果在5ms的时段处发送CSI-RS，则偏移值可以具有0至4中的一个，如果在20ms的时段处发送CSI-RS，则偏移值可以具有0至19中的一个，如果在40ms的时段处发送CSI-RS，则偏移值可以具有0至39中的一个，如果在80ms的时段处发送CSI-RS，则偏移值可以具有0至79中的一个。此偏移值表示在其处基站在预先确定的时段处开始CSI-RS传输的子帧的值。如果基站通知用户设备传输时段和CSI-RS的偏移值，则用户设备可以通过使用相对应的值在相对应的子帧位置处接收基站的CSI-RS。用户设备可以通过接收到的CSI-RS测量信道，并且结果，向基站报告诸如CQI、PMI、以及/或者RI(秩指示符)的信息。在本说明书中，CQI、PMI以及RI可以被称为CQI(或者CSI)，除了它们被单独地描述。而且，与CSI-RS有关的信息可以作为小区特定的信息被共同地应用于小区内的用户设备。而且，可以为各个CSI-RS配置单独地指定CSI-RS传输时段和偏移。例如，单独的CSI-RS传输时段和偏移可以被设置为指示如稍后描述的以0发送功率发送的CSI-RS的CSI-RS配置和指示以非零发送功率发送的CSI-RS的CSI-RS配置。

不同于在可以发送PDSCH的所有子帧处发送的CRS，CSI-RS可以被设置使得仅在一些子帧处发送CSI-RS。例如，CSI子帧集合CCSI，0和CCSI，1可以通过上层配置。CSI参考资源(即，变成CSI计算的参考的预先确定的资源区域)可以属于CCSI，0或者CCSI，1，或者可以不属于CCSI，0和CCSI，1两者。因此，如果通过上层配置CSI子帧集合CCSI，0和CCSI，1，则用户设备不可以期待在不属于CSI子帧集合中的任意一个的子帧处的CSI参考资源将会被触发(或者CSI计算的指示)。

而且，可以在有效的下行链路子帧上设置CSI参考资源。有效的下行链路子帧可以被设置为满足各种要求的子帧。在周期性CSI报告的情况下，要求之一可以是属于被链接到周期性CSI报告的CSI子帧集合的子帧，如果为用户设备配置CSI子帧集合的话。

而且，用户设备可以通过考虑下述假定从CSI参考资源获得CSI索引(对于详情，参见3GPPTS36.213)。

–通过控制信令保留一个子帧的前面的三个OFDM符号。

–不存在由主同步信号、辅助同步信号、或者物理广播信号(PBCH)使用的资源元素。

–非MBSFN子帧的CP长度

–冗余版本是0

–如果CSI-RS被用于信道测量，则PDSCH-EPRE(每资源元素的能量)与CSI-RSEPRE比率取决于预先确定的准则。

–在传输模式9的CSI报告(即，支持最多八层传输的模式)的情况下，如果为用户设备配置PMI/RI报告，则假定DMRS开销匹配于最近报告的秩(例如，因为在如参考图7描述的两个或者多个天线端口(即，小于秩2)的情况下在资源块上的DMRS的开销是12个RE，但是在三个或者更多个天线端口的情况下是24个RE(即，多于秩3)，所以通过假定DMRS开销与最近报告的秩值相对应，可以计算CQI索引)。

–RE没有被分配给CSI-RS和0功率CSI-RS。

–RE没有被分配给定位RS(PRS)。

–PDSCH传输方案取决于为用户设备最近设置的传输模式(可以是默认模式)。

–PDSCHEPRE与小区特定的参考信号EPRE比率取决于预先确定的准则。

例如，可以通过使用RRC(无线电资源控制)信令从基站向用户设备通知此CSI-RS配置。换言之，可以通过使用专用的RRC信令向小区内的各个用户设备提供关于CSI-RS配置的信息。例如，当用户设备通过初始接入或者切换建立与基站的连接时，基站可以通过RRC信令通知用户设备CSI-RS配置。可替选地，当基站向用户设备发送要求基于CSI-RS测量的信道状态反馈的RRC信令消息时，基站可以通过相对应的RRC信令消息通知用户设备CSI-RS配置。

同时，可以如下表1中所图示列出CSI-RS存在的时间位置，即，小区特定子帧设置时段和小区特定子帧偏移。

[表1]

如上所述，可以为由用户设备假定为发送功率不是0的CSI-RS和由UE假定发送功率是0的CSI-RS单独地配置参数I_CSI-RS。包括CSI-RS的子帧可以由下述等式12表示(在等式12中，n_f是系统帧编号，并且n_s是时隙编号)。

[等式12]

如在下面的表2中所图示所定义的CSI-RS-Config信息元素(IE)可以被用来指定CSI-RS配置。

[表2]

在表2中，天线端口计数参数antennaPortsCount表示被用于CSI-RS传输的天线端口(即，CSI-RS端口)的数目，并且an1对应于1，并且an2对应于2。

在表2中，p_C参数表示当用户设备UE接收CSI反馈时假定的PDSCHEPRE(每资源元素的能量)与CSI-RSEPRE比率。

在表2中，资源配置参数resourceConfig具有确定在RB对上CSI-RS被映射到的资源元素的位置的值，如图8中所图示。

在表2中，子帧配置参数subframeConfig对应于表1中的I_CSI-RS。

在表2中，zeroTxPowerResourceConfigList和zeroTxPowerSubframeConfig分别对应于用于0发送功率的CSI-RS的resourceConfig和subframeConfig。

参考标准文献TS36.331将会理解在表2中的CSI-RS配置IE的详情。

信道状态信息(CSI)

MIMO方案可以被划分成开环系统和闭环系统。开环MIMO方案意指MIMO发射器执行MIMO传输同时没有从MIMO接收器接收信道状态信息的反馈。闭环MIMO方案意指MIMO发射器通过使用从MIMO接收器反馈的信道状态信息执行MIMO传输。在闭环MIMO方案中，发射器和接收器中的每一个可以基于信道状态信息执行波束形成以获得MIMO发送天线的复用增益。发射器(例如，基站)可以向接收器(例如，用户设备)分配上行链路控制信道或者上行链路共享信道，使得接收器可以反馈信道状态信息。

用户设备可以通过使用CRS和/或CSI-RS来执行用于下行链路信道的估计和/或测量。由用户设备反馈给基站的信道状态信息(CSI)可以包括秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)、以及信道质量指示符(CQI)。

RI是用于信道秩的信息。信道的秩意指可以通过相同的时间-频率资源发送不同种类的信息的层(或流)的最大数目。因为主要通过信道的长期衰落确定秩值，所以通常可以根据比PMI和CQI的长的时段(即，很少频繁地)反馈秩值。

PMI是关于被用于从发射器的传输的预编码矩阵的信息，并且是反映信道的空间特性的值。预编码意指将传输层映射到发送天线，并且层-天线映射关系可以由预编码矩阵确定。PMI对应于由基站基于诸如信号与干扰加噪声比(SINR)的度量所优选的基站的预编码矩阵索引。为了减小预编码信息的反馈开销，发射器和接收器预先共享包括各种预编码矩阵的码本，并且可以仅反馈指示相对应的码本中的特定预编码矩阵的索引。例如，可以基于最近报告的RI来确定PMI。

CQI是指示信道质量或信道强度的信息。CQI可以通过事先确定的MCS组合来表示。换言之，CQI索引表示对应的调制方案和码率。特定资源区域(例如，由有效的子帧和/或物理资源块所指定的区域)被设置为CQI参考资源并且在相对应的CQI参考资源上存在PDSCH传输的假定下，可以通过假定可以以不超过预定误差概率(例如，0.1)接收PDSCH的假定来计算CQI。通常，如果基站通过使用PMI来配置空间信道，则CQI变成反映可以获得的接收的SINR的值。例如，可以基于最近报告的RI和/或PMI计算出CQI。

在支持扩展的天线配置的系统(例如，LTE-A系统)中，考虑了使用多用户MIMO(MU-MIMO)方案获取附加的多用户分集。在MU-MIMO方案的情况下，因为干扰信道存在于天线域中复用的用户设备之间，所以如果通过使用从多个用户设备中的一个反馈的信道状态信息基站执行下行链路传输，则要求应当不出现与其它的用户设备的干扰。因此，为了正常地执行MU-MIMO操作，应反馈具有比SU-MIMO方案的更高的精确度的信道状态信息。

可以使用从包括现有的RI、PMI以及CQI的CSI改进的新的CSI反馈方法使得可以更加精确地测量和报告信道状态信息。例如，从接收器反馈的预编码信息可以由两个PMI(例如，i1和i2)的组合来指示。结果，可以反馈更精确的PMI，并且可以基于更加精确的PMI来计算和报告更精确的CQI。

同时，可以通过PUCCH周期性地发送CSI或者通过PUSCH非周期性地发送。而且，可以取决于RI、第一PMI(例如，W1)、第二PMI(例如，W2)以及CQI中的哪一个被反馈并且被反馈的PMI和/或CQI是否用于宽带(WB)或子带(SB)而定义各种报告模式。

CQI计算

在下文中，将会在下行链路接收器是用户设备的假定下详细地描述CQI计算。然而，本发明中的描述可以同等地应用于作为下行链路接收实体的中继站。

将会描述用于当用户设备报告CSI时配置/定义变成CQI计算的参考的资源(在下文中，被称为参考资源)的方法。首先，将会更加详细地描述CQI的定义。

由用户设备报告的CQI对应于特定索引值。CQI索引是指示对应于信道状态的调制方案、码率等的值。例如，可以给出如表3中所图示的CQI索引和它们的定义。

[表3]

基于不受时间和频率限制的观察，对于在上行链路子帧n处报告的每个CQI值，用户设备可以确定满足表3的CQI索引1至15的预定要求的最高CQI索引。预先确定的要求可以被定义，根据对应于相对应的CQI索引的调制方案(例如，MCS)和传输块大小(TBS)的组合，单个PDSCH传输块可以以不超过0.1(即，10％)的传输块误差概率被接收，该单个PDSCH传输块保留被称为CQI索引资源的一组下行链路物理资源块。如果CQI索引1不满足上述要求，则用户设备可以确定CQI索引0。

在传输模式9(与最多8层的传输对应)和反馈报告模式的情况下，用户设备可以仅基于CSI-RS执行用于计算在上行链路子帧n处报告的CQI值的信道测量。在其它传输模式和对应的报告模式的情况下，用户设备可以基于CRS执行用于CQI计算的信道测量。

如果下述要求都满足，则调制方案和传输块大小的组合可以对应于一个CQI索引。根据有关传输块大小表，在CQI参考资源处该组合可以用信号发送用于PDSCH上的传输，调制方案由对应的CQI索引指示，并且如果传输块大小和调制方案的组合被应用于参考资源，则距通过相对应的CQI索引指示的码率最近的有效的信道码率对应于上述要求。如果传输块大小和调制方案的两个或更多个组合以相同的水平接近由所对应的CQI索引指示的码率，则可以确定具有最小的传输块大小的组合。

CQI参考资源被定义如下。

通过与获得的CQI值有关的带相对应的一组下行链路物理资源块来定义频域中的CQI参考资源。

通过单个下行链路子帧n-nCQI_ref定义时域中的CQI参考资源。在周期性CQI报告的情况下，nCQI_ref被确定成使下行链路子帧n-nCQI_ref对应于是大于4的最小值的有效下行链路子帧的值。在非周期性CQI报告的情况下，nCQI_ref被确定为与在上行链路DCI格式(即，用于给用户设备提供上行链路调度控制信息的PDCCHDCI格式)的CQI请求(或接收到CQI请求的子帧)对应的有效下行链路子帧相同的下行链路子帧。而且，在非周期性CQI报告的情况中，nCQI_ref是4，并且下行链路n-nCQI_ref对应于有效下行链路子帧，其中在随机接入响应许可处可以在与CQI请求对应的子帧(或接收到CQI请求的子帧)之后接收下行链路子帧n-nCQI_ref。在这样的情况下，有效下行链路子帧意指被设置为用于相对应的用户设备UE的下行链路子帧的下行链路子帧，不是MBSFN子帧，除了传输模式9之外，如果DwPTS的长度小于7680*Ts(Ts＝1/(15000×2048)秒)则不包括DwPTS字段，并且也不属于为相对应的UE配置的测量间隙。如果对于CQI参考资源不存在有效下行链路子帧，则可以为上行链路子帧n省略CQI报告。

层区域中的CQI参考资源被定义为基于CQI的任意的RI和PMI。

为了让用户设备从CQI参考资源推导CQI索引，可以假定下述：(1)下行链路子帧中的前三个OFDM符号用于控制信令；(2)不存在由主同步信号、辅同步信号或物理广播信道使用的资源元素；(3)CQI参考资源具有非MBSFN子帧的CP长度；(4)冗余版本是0；(5)如果CSI-RS用于信道测量，则PDSCHEPRE与CSI-RSEPRE比率具有由高层用信号发送的预定值；(6)为相对应的UE当前设置为各个传输模式定义的PDSCH传输方案(单天线端口传输、发送分集、空间复用、MU-MIMO等(可以提供默认模式)；以及(7)如果CRS用于信道测量，则可以取决于预先确定的规则确定PDSCHEPRE与CRSEPRE的比率。可以参考3GPPTS36.213理解关于与CQI定义有关的详情。

简言之，基于当前执行的CQI计算时间，下行链路接收器(例如，用户设备)可以将先前的特定单个子帧设置为CQI参考资源，并且当从基站发送PDSCH时可以从相对应的CQI参考资源计算CQI值以满足误差概率不应该超过10％的条件。

基于码本的预编码方案

可以使用用于根据各个天线的信道状态适当地分配传输信息的预编码以支持多天线传输。基于码本的预编码方案意指发射器和接收器事先定义一组预编码矩阵，接收器通过测量来自于发射器的信道信息向发射器反馈最合适的预编码矩阵(即，预编码矩阵索引(PMI))，并且发射器基于PMI将适当的预编码应用于信号传输。因为基于码本的预编码方案选择预编码矩阵的集合中的适当的预编码矩阵，所以与优化的预编码信息被显式地反馈到实际信道信息相比可以减少反馈开销。

图10图示基于码本的预编码的基本概念的图。

根据基于码本的预编码方案，发射器和接收器共享包括预先确定数目的预编码矩阵的码本信息，预先确定数目的预编码矩阵根据传输秩、天线的数目等等被事先确定。换言之，如果反馈信息有限，则可以使用基于预编码的码本方案。接收器可以通过接收到的信号测量信道状态，并且基于前述的码本信息将关于有限数量的优选的预编码矩阵(即，相应的预编码矩阵的索引)的信息反馈给发射器。例如，接收器可以通过根据最大似然(ML)或者最小均方误差(MMSE)测量接收信号来选择最佳预编码矩阵。虽然图10示出接收器将每个码字的预编码矩阵信息发送到发射器，但是本发明不受限于图10的示例。

基于接收到的反馈信息，已经从接收器接收到反馈信息的发射器可以从码本选择特定的预编码矩阵。已经选择预编码矩阵的发射器可以以将等效于传输秩的层信号乘以选择的预编码矩阵的方式来执行预编码，并且可以通过多个天线发送预编码的信号。发射器可以通知接收器被应用于发送信号的预编码信息。预编码矩阵中的行数与天线的数目相同，并且列数与秩值相同。因为秩值与层数相同，所以列数与层的数目相同。例如，如果发送天线的数目是4并且传输层的数目是2，则预编码矩阵可以被配置为4×2矩阵。通过各个层发送的信息可以通过预编码矩阵映射到各个天线。

已经接收到由发射器预编码并且从发射器发送的信号的接收器可以执行通过发射器执行的预编码的逆处理并且恢复接收到的信号。通常，因为预编码矩阵满足诸如U*U^H＝I的酉矩阵(U)条件，所以可以以被用于发射器的预编码的预编码矩阵P的厄尔米特矩阵P^H乘以接收到的信号的方式执行预编码的逆处理。

例如，下面的表4图示被用于在3GPPLTE版本8/9中使用2个发送天线的下行链路传输的码本，并且下面的表5图示被用于在3GPPLTE版本8/9中使用4个发送天线的下行链路传输的码本。

[表4]

[表5]

在表5中，通过从被表示为的等式配置的集合{s}获得在这样的情况下，I表示4×4单个矩阵，并且u_n是通过表5给出的值。

如下面的表4中所图示，用于两个发送天线的码本具有总共七个预编码矢量/矩阵。在这样的情况下，因为单个矩阵预期用于开环系统，所以为闭环系统的预编码获得总共六个预编码矢量/矩阵。而且，如在表5中所示出的用于4个发送天线的码本具有总共64个预编码矢量/矩阵。

另外，在支持扩展的天线配置的系统(例如，3GPPLTE版本10或者高级系统)中，例如，基于八个发送天线的MIMO传输可以被执行。用于支持MIMO传输的码本设计被要求。

对于用于通过八个天线端口发送的信道的CSI报告，可以考虑使用如在表6至表13中所图示的码本。八个CSI-RS天线端口可以被表示为天线端口索引15至22。表6、7、8、9、10、11、12以及13中的每一个图示基于天线端口15至22用于1层、2层、3层、4层、5层、6层、7层、以及8层CSI报告的码本的示例。

在表6至表13中，通过下面的等式13可以给出和v_m。

[等式13]

v_m＝[1e^j2πm/32e^j4πm/32e^j6πm/32]^T

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

[表11]

[表12]

[表13]

多天线阵列

图11是图示用于配置8个发送天线的示例的图。

图11(a)图示其中在没有分组的情况下N个天线配置独立的信道的情况，其通常被称为均匀线性阵列(ULA)。

图11(b)图示其中2个天线形成一对(即，成对的ULA)的ULA型天线配置。在这样的情况下，2对天线可以具有彼此关联并且与其它对的天线分离的信道。

当大量的发送天线应被放置在不充足的空间中时，在图11(a)和图11(b)中图示的ULA天线配置可能是不适当的。因此，双极化(或者交叉极化)的天线配置可以被应用，如在图11(c)中所图示。在此发送天线配置中，因为即使当在天线之间的距离d相对小时天线相关性能够被减少以配置独立的信道，所以实现高的数据吞吐量。

在图11(c)中，当总共N_T个发送天线被放置时，天线索引为1、2...,N_T/2的组1可以被配置成具有与天线索引为N_T/2+1,N_T/2+2,...,N_T的组2的正交的极性。天线组1的天线可以具有相同的极性(例如，垂直极性)，并且天线组2的天线可以具有另一相同的极性(例如，水平极性)。另外，两个天线组被共置。例如，天线1和N_T/2+1、天线2和N_T/2+2、天线3和N_T/2+3,...、天线N_T/2和N_T可以被共置。换言之，一个天线组的天线具有如在均匀线性阵列(ULA)中相同的极性，并且在一个天线组的天线当中的相关性具有线性相位增加特性。另外，在天线组当中的相关性具有相位旋转特性。

1D天线结构

1D天线阵列可以包括如在图11中所图示的ULA和跨极性的天线阵列配置。当此1D天线阵列被使用时，上述RS传输和CSI反馈方案被应用。即，在下行链路传输中，为了估计在发射器和接收器之间(或者在eNB和UE之间)的信道，发射器可以将参考信号(例如，CRS或者CSI-RS)发送到接收器，并且接收器可以基于该参考信号估计信道状态。接收器可以计算被预测为适合于下行链路数据传输的秩和预编码权重，并且使用从参考信号获取的信道信息基于被预测的秩和预编码权重计算CQI。

对于MIMO传输，例如，预编码的空间复用，要求预编码信息，以码本的形式可以配置预编码权重。

例如，如下面给出的，能够描述用于在使用4个发送天线(在下文中，被称为4Tx)的MIMO系统中使用CRS预编码空间复用(SM)的CSI反馈。当具有4个发送天线的eNB发送CRS时，如果被映射到RS信号的天线端口(AP)以AP0、AP1、AP2、以及AP3编索引，则UE可以使用CRS从AP0、AP1、AP2以及AP3估计信道。

在这样的情况下，如果用于表示通过UE估计的信道的矩阵(或者向量)是H，则H可以被表示为H＝[H₁₁H₁₂H₁₃H₁₄；H₂₁H₂₂H₂₃H₂₄；...；H_Nr1H_Nr2H_Nr3H_Nr4]。即，可以使用具有Nr×Nt的大小的矩阵(或者向量)表示H。在此，Nr是接收天线的数目，并且Nt是发送天线的数目。

此外，UE可以假定eNB使用预编码权重矩阵(或者向量)W_m(k)发送数据。在W_m(k)中，m表示传输秩，并且k表示为秩m定义的预编码权重矩阵(或者向量)的索引。W_m(k)可以被表示为W_m(k)＝[W₁₁W₁₂W₁₃...W_1m；W₂₁W₂₂W₂₃...W_2m；W₃₁W₃₂W₃₃...W_3m；...；W₄₁W₄₂W₄₃...W_4m]。即，W_m(k)可以被表示为具有Nt×m的大小的矩阵(或向量)。

另外，UE可以计算等效信道H_eq。可以通过将估计的信道H乘以预编码矩阵W_m(k)(即，H_eq＝HW_m(k))，或者通过将估计的信道H的协方差矩阵R乘以预编码权重W_m(k)(即，H_eq＝RW_m(k))来计算该等效信道H_eq。基于等效信道H_eq，UE可以选择适合于下行链路传输的秩和预编码权重。另外，UE可以计算当所选择的秩和预编码权重被应用时预测的CQI。

作为另一示例，能够描述用于在使用8个发送天线(在下文中被称为8Tx)的MIMO系统中使用CSI-RS的预编码的空间复用(SM)的CSI反馈，如下面所给出的。当具有8个发送天线的eNB发送CSI-RS时，如果被映射到RS信号的天线端口(AP)以AP15、AP16、AP17、AP18、AP19、AP20、AP21、以及AP22编索引，则UE可以使用CSI-RS从AP15、AP16、AP17、AP18、AP19、AP20、AP21、以及AP22估计信道。

在这样的情况下，如果用于表示通过UE估计的信道的矩阵(或者向量)是H，则H可以被表示为H＝[H₁₁H₁₂H₁₃H₁₄H₁₅H₁₆H₁₇H₁₈；H₂₁H₂₂H₂₃H₂₄H₂₅H₂₆H₂₇H₂₈；...；H_Nr1H_Nr2H_Nr3H_Nr4H_Nr5H_Nr6H_Nr7H_Nr8](其中Nr表示接收天线的数目)。

此外，UE可以假定eNB使用预编码权重矩阵(或者向量)W_m(k)发送数据，并且W_m(k)可以被表示为W_m(k)＝[W₁₁W₁₂W₁₃...W_1m；W₂₁W₂₂W₂₃...W_2m；W₃₁W₃₂W₃₃...W_3m；...；W₈₁W₈₂W₈₃...W_8m]。

另外，UE可以基于等效信道H_eq(被计算为H_eq＝HW_m(k)或者H_eq＝RW_m(k))选择适合于下行链路传输的秩和预编码权重，并且计算当所选择的秩和预编码被应用时预测的CQI。

正因如此，在支持Nt个发送天线的MIMO系统中，UE可以将使用如上所述的CRS或者CSI-RS选择/计算的CSI(或者，RI、PMI、CQI)反馈给eNB。考虑到通过UE报告的CSI，eNB可以确定秩、预编码权重、调制和编码方案等等。

2D天线结构

因为通过诸如传统的ULA的1D天线结构形成的波束仅在方位角方向(例如，水平域)中被指定并且不能在仰角方向(例如，垂直方向)中被指定，所以仅支持2D波束形成。此1D天线结构(例如，ULA或者交叉极化的阵列配置)能够支持适应波束形成或者方位角方向的空间复用，并且因此仅MIMO发送/接收方案被设计用于传统无线通信系统(例如，3GPPLTE版本8.9、10、或者11系统)。

同时，当基于旨在提高系统性能的2D天线结构的MIMO发送/接收方案被支持时，因为通过2D天线结构形成的波束能够在方位角方向和仰角方向中被指定，所以3D波束形成被启用。

如果如上所述通过指定方位角和仰角形成波束，则可以支持诸如扇区特定的仰角波束形成(例如，通过垂直图案波束宽度和/或下倾的适应控制)的新的波束形成方案、在垂直域中的高级扇区化、以及用户(或者UE)特定的仰角波束形成。

由于垂直扇区图案的增益导致垂直扇区化可以增加平均系统性能，并且一般不要求支持任何附加的标准技术。

通过指定朝着UE的垂直天线图案，UE特定的垂直波束形成可以提高用于对应的UE的SINR。另一方面，不同于垂直扇区化或者扇区特定的垂直波束形成，UE特定的仰角波束形成被要求以支持附加的标准技术。例如，为了适当地支持2D端口结构，用于特定于UE的仰角波束形成的UE的CSI测量和反馈方法被要求。

要求DLMIMO增强方案以支持UE特定的仰角波束形成。DLMIMO增强方案可以包括，例如，UE的CSI反馈的增强(例如，新码本设计、码本选择/更新/修改支持、以及CSI有效载荷大小最小化)、用于UE特定的仰角波束形成的CSI-RS配置修改、用于UE特定的仰角波束形成的附加的天线端口定义、用于支持UE特定的仰角波形形成的下行链路控制增强(例如，用于当天线端口的数目增加时确保公共的信道覆盖和/或无线电资源管理(RRM)测量可靠性的方案)等等。

另外，当被增强的DLMIMO操作被设计时，诸如eNB天线校正错误(在相位和时间上的错误)、估计错误、下行链路开销、复杂性、反馈开销、向后兼容性、实际UE实现、现有的反馈框架的重用、以及子带对宽带反馈的各种因素能够被考虑。

图12是用于描述一般的有源天线阵列系统(AAS)的结构的图。

有源天线阵列系统(AAS)的结构在逻辑上可以被表示为3个主要功能块。这些块可以包括收发器单元阵列(TXRUA)、无线电分布网络(RDN)、以及天线阵列(AA)。TXRU单元与e节点B对接，并且可以提供用于eNB的基带处理的接收输入或者接收基于eNB的基带处理的传输输出。

具体地，TXRUA可以包括多个发送单元和多个接收单元。发送单元可以从AASeNB接收基带输入，并且提供射频(RF)传输输出，并且RF传输输出可以通过RDN被分布在AA上。接收单元可以通过RDN从AA接收被分布的RF接收输入，并且提供与用于基带处理相同的输出。

即，AAS可以被定义为用于组合AA和有源TXRUA的eNB系统。另外，AAS可以包括是用于在物理上分离有源TXRUA和AA的无源网络，并且定义在TXRUA和AA之间的映射。例如，RDN可以将来自于TXRUA的K个传输输出转换成被针对AA的L个输出。可替选地，RDN可以将来自于AA的L个接收输入转换成针对TXRUA的K个输入。

另外，发送单元和接收单元可以相互分离，并且可以为发送单元和接收单元不同地定义天线元件的映射。

包括AAS的eNB系统可以被假定为支持分集、波束形成、空间复用、或者其任何组合。

图13是用于描述2D天线阵列的结构的图。

图13(a)图示M×N个天线阵列，并且其天线元件可以从(0,0)至(M-1,N-1)编索引。在图13(a)的天线阵列中，一列或者一行可以被视为被配置成ULA。

图13(b)图示M×(N/2)个天线阵列，并且其天线元件可以从(0,0)至(M-1,N/2-1)编索引。在图13(b)的天线阵列中，一列或者一行可以被视为被配置成一对交叉极化的阵列。

图14是用于在几何上描述AAS的图。

图14图示用于描述具有通过均匀的矩形阵列(URA)天线结构形成的多个列的阵列因子的3D空间(即，通过x、y以及z轴定义的空间)。在此，假定在yz平面上N_H个天线元件存在于水平方向(或者y轴方向)中，并且N_V个天线元件存在于垂直方向(或者z轴方向)中。另外，在水平方向中的天线元件之间的距离被定义为d_H，并且在垂直方向中的天线元件之间的距离被定义为d_V。

被应用于天线阵列元件的信号的方向被表示为u。信号方向的仰角被表示为θ，并且信号方向的方位角被表示为

图15是用于描述角方向的定义的图。

如在图15(a)中所图示，仰角θ被定义为在90°和-90°之间的值。接近90°的值指示方向向下(或者指向地面)的角度，接近-90°的值指示被方向向上的角度，并且0°是指示垂直于天线阵列元件的方向的值。另外，如在图15(b)中所图示，方位角可以被定义为在0°与180°之间的值。

可替选地，基于参考值，信号方向的仰角θ可以被定义为在0°和180°之间的值。在这样的情况下，接近0°的值指示方向向下(或者指向地面)的角，接近180°的值指示方向向上的角，并且90°是指示垂直于天线阵列元件的方向。另外，方位角可以被定义为在-180°与180°之间的值。

RDN可以将复权重给予来自于各个端口的信号，将其分布到子阵列，并且控制其旁瓣电平和倾斜角。复权重可以包括振幅权重和相位移位。在天线元件(m，n)上的复权重w_m,n可以通过等式14被给出。

[等式14]

$w_{m,n}=\left|w_{m,n}\right|\exp (-j2{\mathrm{\π\λ}}_0^{-1}({\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}}_{etilt}\×{\stackrel{\‾}{r}}_{m,n}\left)\right),(m,n)\∈S_p$

在等式14中，m＝0,1,…,N_H或者m＝1,2,…,N_H，并且n＝0,1,…,N_V或者n＝1,2,…,N_V。S_p是与天线端口p相关联的子阵列的天线元件的集合。|w_m,n|是被给予天线元件(m，n)的振幅权重。λ₀表示自由空间中的波长。是元素位置向量并且通过等式15定义。是单位方向向量并且通过等式16定义。

[等式15]

${\stackrel{\‾}{r}}_{m,n}={\left[\begin{array}{ccc}0& n\·d_H& m\·d_V\end{array}\right]}^T$

如在等式15中所示，的意义可以是从原点开始的天线元件(m，n)的距离。

[等式16]

在等式16中，θ_etilt对应于垂直转向角或者仰角，并且对应于水平转向角或者方位角。即，等式16可以表示如在3D空间中的角度的波束方向。在这一点上，波束形成可以是用于通过同等地补偿各个天线经历的相位差将从天线阵列形成的波束的方向调节成特定角的方案。

天线图案A_p，指的是用于天线端口p的辐射图案，可以通过等式17被给出。辐射图案可以是通过天线端口p形成的波束的形状。例如，波束可以是朝着某个位置聚焦的细的形状，或者朝着某个范围前进的粗的形状。

[等式17]

在等式17中，表示以dB为单位的复阵列元件模式，并且可以遵循表14的元件图案的定义(例如，能够参考有必要应用表14的元件模式的参数的值(例如，每列的辐射元件的数目、列数、以及在一列中的最大阵列增益)的技术报告(TR)37.840。

[表14]

在等式17中，v_m,n是由于阵列放置的相位移位因子并且通过等式18被给出。

[等式18]

$v_{m,n}=\exp \left(j2{\mathrm{\π\λ}}_0^{-1}\right(\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}\·{\stackrel{\‾}{r}}_{m,n}\left)\right),(m,n)\∈S_p$

在等式18中，通过等式19给出

[等式19]

另外，AAS的最大天线增益应被定义为无源最大天线增益和电缆网络的损耗的总和。

现在参考图16和图17给出平面阵列天线(或者URA)配置的描述。

图16是图示平面天线阵列配置的图，并且图17是用于描述角方向的另一定义的图。

虽然在图14中考虑到天线元件(m，n)的2-D放置，但是在图16中假定天线元件(n，m)的2-D放置。

另外，虽然仰角θ被定义为在-90°和90°之间的值(在这样的情况下，0°是指示垂直于天线阵列元件的方向的值，并且方位角被定义为在图15中的0°和180°之间的值)，但是通过变化图17中的参考值可以定义信号方向的角。

例如，如在图17(a)中所图示，仰角θ被定义为在-90°和90°之间的值，接近-90°的值指示方向向下(或者指向地面)的角，接近90°的值指示方向向上的角，并且0°是指示垂直于天线阵列元件的方向的值。另外，如在图17(b)中所图示，方位角可以被定义为在-90°与90°之间的值。

图18是图示基于2-D天线配置的波束形成的示例的图。

图18(a)图示基于3D波束形成的垂直扇区化，并且图18(b)图示基于3D波束形成的垂直波束形成。具体地，如在图18(a)中所图示，当仰角波束形成被启用时，垂直域的扇区化被启用并且可以基于各个垂直扇区中的方位角执行水平波束形成。此外，如在图18(b)中所图示，当仰角波束形成被使用时，高质量的信号可以被发送到位于比eNB的天线高的用户。

图19是用于描述垂直波束形成的示例的图。

各种高度的建筑物分布在城市中。通常，eNB天线位于建筑物的屋顶，并且具有天线的建筑物可能比周边建筑物矮或者高。

图19(a)图示考虑比具有eNB天线的建筑物高的外围建筑物的波束形成的示例。在这样的情况下，因为在eNB天线和外围高建筑物之间不存在障碍物，所以具有强大的视线(LOS)分量的空间信道可以被产生。另外，对于被定向到高建筑物的波束形成，与建筑物内部的水平方向中的自适应波束形成相比，基于建筑物的高度的自适应波束形成可能是重要因素。

图19(b)图示考虑比具有eNB天线的建筑物矮的外围建筑物的波束形成的示例。在这样的情况下，从eNB天线发送的信号可以通过其它建筑物的屋顶被折射或者通过其它的建筑物、地面等等反射，并且因此包括多个非视线(NLOS)分量的空间信道可以被产生。因此，当使用方向向下(或者指向地面)的波束形成信号从eNB发送到用户时，具有通过仰角和方位角可表示的各种路径的空间信道可以在特定空间(特别地，通过建筑物覆盖的位置)中产生。

用于设计支持2-D天线结构的预编码码本的方法

本发明提出用于设计正确地和有效地支持诸如基于2D天线结构启用的UE特定的仰角波束形成或者垂直扇区化的方案的预编码码本的方法。

在传统的系统中，波束的方向被垂直地固定(即，不能够选择/调节波束的垂直方向)，并且能够仅在水平方向中执行波束形成。为了接收包括从UE报告的PMI等等的CSI并且确定最合适的水平波束形成，eNB可以基于向UE用信号发送CSI-RS配置并且基于CSI-RS配置向UE发送CSI-RS。CSI-RS配置的信令意指被包括在表2的CSI-RS-ConfigIE中的一个或者多个信息项目(例如，CSI-RS端口、CSI-RS传输时序、CSI-RS传输RE位置等等)被提供。

对于3D波束形成，除了现有的水平波束形成之外垂直波束形成(或者，垂直波束选择)是必需的，并且其空间方法还没有被定义。

为了描述本发明的基本原理，2-DURA(或者UPA)可以被假定为第一域(例如，水平域)的ULA和第二域(例如，垂直域)的ULA的组合。例如，通过在垂直域中确定仰角并且然后在水平域中确定方位角并且然后在垂直域中确定仰角可以形成3D波束。如上所述的在2-D天线结构中第一和第二域中的一个的ULA的选择可以被称为区域选择或者域选择。如上所述，可以与2-D结构中的垂直波束(或者仰角方向波束形成)一起执行水平波束形成(或者方位角波束形成)。

根据传统系统，设计用于水平方向中的波束形成的预编码码本可以被设计为将全范围的方位角划分成相等的段或者形成任意的波束方向。例如，根据基于离散傅里叶变换(DFT)设计的码本，以e^j2πnR/N的形式确定相位。在此，2π/N意指相位被划分成相等的段。可替选地，任意的波束方向意指码本被设计为具有任意的相位值。如上所述，被包括在预先确定的码本中的要素中的一个对应于特定的预编码矩阵或者特定的波束方向，并且UE可以通过向eNB反馈包括码本的特定要素的信息(例如，PMI)向eNB报告由UE优选的波束方向。

为了有效地支持2-D天线传输，UE也应能够向eNB报告用于垂直波束形成的PMI，并且从而被用于垂直波束形成的码本需要被设计。当用于垂直波束形成的码本被设计时，用于将方位角划分成相等的段的传统的码本设计方案不是有效的，因为垂直方向波束大部分被形成为从天线向下，如图18或者图19中所图示的，并且因此在设计码本中包括与码字中的最多使用的方向相对应的元素是有效的。如果用于将仰角划分成相等的段的方案被用于设计用于垂直波束形成的码本，则因为通过码本可表示的波束方向的数目是限制性的，但是具有低使用概率的波束形成权重能够被包括在码本元素中，所以当在码本内计算适当的波束形成权重时可能增加不必要的计算，或者不能够表示通过UE首选的波束方向的不适当的码本元素可能被选择/确定。因此，本发明提出能够解决上述问题的码本设计方法。

另外，根据由本发明提出的各种实施例，应理解的是，角度方向的定义遵循与图15有关的在上面描述的角度方向的定义。然而，本发明的范围不限于此并且通过改变角度的值本发明的原理可同等地应用于角度方向的其它定义。

实施方式1

实施方式1涉及一种考虑垂直波束形成和水平波束形成之间的关系，作为预编码矩阵(或预编码向量)配置用于预编码的反馈码本以支持精确和高效3D波束形成的方法。另外，实施方式1提出一种用于配置码本，以在仰角方向形成特定角度范围波束的方法。例如，这种原理适用于其中基于波达方向(DoA)表示垂直波束形成权重的情况、其中基于DFT表示垂直波束形成权重的情况等等。此外，这种原理也适用于水平波束形成权重向量。

实施例1

如果0°仰角为指示垂直于天线阵列的方向的值，则垂直波束形成的码本可包括能够形成具有在-90°至90°范围内的仰角的波束的权重向量。

实施例1-1

可以基于DoA通过等式20表示用于2D天线阵列的垂直波束形成权重向量。

[等式20]

$W_v=e^{j\·2\mathrm{\π}\·m\·d_V\·\sin \left(\mathrm{\θ}\right)/\mathrm{\λ}}/\sqrt{M}$

在等式20中，Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数，m表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如，m＝0,1,…,M-1)，并且dv表示垂直域中的天线之间的距离。λ表示波长，并且θ表示仰角。

如果该仰角具有在-90°至90°范围内的值，则权重向量的变量θ范围就为-90°≤θ≤90°，因而sin(θ)就具有-1≤sin(θ)≤1范围内的值。

实施例1-2

可以基于DoA通过等式21表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式21]

在等式21中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，n表示水平域中的天线编号(或天线索引)(例如，n＝0,1,…,N-1)，并且dh表示水平域中的天线之间的距离。λ表示波长，θ表示仰角，并且ψ表示方位角。

如果仰角具有在-90°至90°范围内的值，则权重向量的变量θ的范围为-90°≤θ≤90°，因而cos(θ)就具有0≤cos(θ)≤1范围内的值。

如果方位角具有在-180°至180°范围内的值(或者在-90°至90°范围内的值)，则权重向量的变量ψ的范围为-180°≤ψ≤180°(或者-90°≤ψ≤90°)，因而sin(ψ)就具有-1≤sin(ψ)≤1范围内的值。

实施例1-3

可以基于DFT通过等式22表示用于2D天线阵列的垂直波束形成权重向量。

[等式22]

$W_v=e^{j\·2\mathrm{\π}\·m\·k/K}/\sqrt{M}$

在等式22中，Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数，并且m表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如，m＝0,1,…,M-1)。K表示垂直域中的波束数，并且k表示垂直域中的波束编号(或波束索引)。如果仰角具有在-90°至90°范围内的值，则k可具有0至K之间的值(例如，k＝0,1,…,K-1)。

在基于DoA的实施例1-1的等式20中，如果dv＝λ/2，则可将Wv表示为Wv＝exp(j×π×m×sin(θ))/sqrt(M)。这里，如果-90°≤θ≤90°，则-1≤sin(θ)≤1。同时，在基于DFT的实施例1-3的等式22中，考虑到基于波束索引k，2k/K具有0至2的值，所以可配置基于DoA方法中的仰角θ范围和基于DFT方法中的波束索引k之间的关系。

在基于DFT方法中，如果k＝0,1,…,K/2，则2k/K具有0至1的值。这里，在仰角θ具有0°≤θ≤90°范围的情况下，值2k/K的范围等于值sin(θ)的范围(即，-1≤sin(θ)≤0)。

此外，如果k＝K/2,K/2+1,…,K，则2k/K具有1至2的值。这里，如果假定A＝π×2k/K，则值A的范围为π至2π。另外，考虑到exp(jA)，在值A的范围为π至2π的情况下，exp(jA)的值等于值A的范围为-π至0的情况下的exp(jA)的值。该情况下的原理可与2k/K具有-1至0的值的原理相同。这里，在仰角θ具有-90°≤θ≤0°范围的情况下，值2k/K的范围等于值sin(θ)的范围(即，-1≤sin(θ)≤0)。

简而言之，在基于DoA方法中设置为0°≤θ≤90°的仰角θ可对应于在基于DFT方法中设置为0至K/2范围内的值的波束索引k。

另外，在基于DoA方法中设置为-90°≤θ≤0°的仰角θ可对应于在基于DFT方法中设置为K/2至K范围内的值的波束索引k。

实施例1-4

可以基于DFT通过等式23表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式23]

$W_h=e^{j\·2\mathrm{\π}\·n\·c\·h/II}/\sqrt{N}$

在等式23中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，并且n表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数，h表示水平域中的波束编号(或波束索引)，并且c为取决于垂直波束形成的波束索引确定的值。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则n可具有0至N之间的值(例如，n＝0,1,…,N-1)。

如果垂直波束索引k具有0至K之间的值，则可将c配置成具有0至1的值。

特别地，如果与实施例1-3中一样，仰角θ具有-90°≤θ≤90°范围内的值，则垂直波束形成权重向量的变量k可具有0至K之间的值。水平波束形成权重向量包括取决于对垂直波束形成选择的波束索引确定的值(即，c)，并且可由等式24定义该值。

[等式24]

$c=\sqrt{1-{(2k/K-1)}^2}$

如等式24中所示，在本发明中，值c可用作用于满足sin²(θ)+cos²(θ)＝1的系数或变量。在这一点上，sin(θ)对应于k，并且cos(θ)对应于c。

同样地，可基于在垂直域中选择的角θ选择水平域中的适当角ψ。当除了在垂直域中选择的仰角之外(或者与其无关或者与其独立地)，仅考虑水平域选择方位角时，如果应用仰角方向的波束形成，则在大多数情况下，初始选择的方位角方向可能不确保最佳性能。同样地，为了能够更精确地波束形成，需要基于(考虑到或者取决于)在垂直域中选择的角θ来选择水平域中的适当角ψ。

因此，根据本发明，通过使用值c设计包括权重向量的预编码码本，UE可反馈包括更精确并且高效的预编码信息的CSI，并且eNB可执行更精确并且高效的预编码(或波束形成)。

实施例1-5

可以基于DoA通过等式25表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式25]

在等式25中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，n表示水平域中的天线编号(或天线索引)(例如，n＝0,1,…,N-1)，并且dh表示水平域中的天线之间的距离。λ表示波长，并且ψ表示方位角。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则权重向量的变量ψ范围可为-180°≤ψ≤180°(或者-90°≤ψ≤90°)，因此sin(ψ)具有-1≤sin(ψ)≤1范围内的值。

实施例1-5对应于在实施例1-2中假定θ＝0°的情况。在这一点上，本实施例可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0°)而选择方位角的方法。同样地，虽然波束方向的精确度稍微下降，但是可有效地降低UE的计算复杂性。

实施例1-6

可基于DFT通过等式26表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式26]

$W_h=e^{j\·2\mathrm{\π}\·n\·h/H}/\sqrt{N}$

在等式26中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，并且n表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数，并且h表示水平域中的波束编号(或波束索引)。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则n可具有0至N的值(例如，n＝0,1,…,N-1)。

实施例1-6对应于在实施例1-4中假定值c为1的情况。在这一点上，本实施例可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0°)而选择方位角的方法。同样地，虽然波束方向的精确度稍微下降，但是可有效地降低UE的计算复杂性。

实施例2

如果0°仰角为指示垂直于天线阵列的方向的值，则垂直波束形成的码本可包括能够形成具有在0°至90°范围内的仰角的波束的权重向量。

实施例2-1

可以基于DoA通过等式27表示用于2D天线阵列的垂直波束形成权重向量。

[等式27]

$W_v=e^{j\·2\mathrm{\π}\·m\·d_V\·\sin \left(\mathrm{\θ}\right)/\mathrm{\λ}}/\sqrt{M}$

在等式27中，Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数，m表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如，m＝0,1,…,M-1)，并且dv表示垂直域中的天线之间的距离。λ表示波长，并且θ表示仰角。

如果该仰角具有在0°至90°范围内的值，则权重向量的变量θ范围为0°≤θ≤90°，因而sin(θ)具有0≤sin(θ)≤1范围内的值。

实施例2-2

可以基于DoA通过等式28表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式28]

在等式21中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，n表示水平域中的天线编号(或天线索引)(例如，n＝0,1,…,N-1)，并且dh表示水平域中的天线之间的距离。λ表示波长，θ表示仰角，并且ψ表示方位角。

如果仰角具有在0°至90°范围内的值，则权重向量的变量θ的范围为0°≤θ≤90°，因而cos(θ)具有0≤cos(θ)≤1范围内的值。

如果方位角具有在-180°至180°范围内的值(或者在-90°至90°范围内的值)，则权重向量的变量ψ的范围为-180°≤ψ≤180°(或者-90°≤ψ≤90°)，因而sin(ψ)具有-1≤sin(ψ)≤1范围内的值。

实施例2-3

可以基于DFT通过等式29表示用于2D天线阵列的垂直波束形成权重向量。

[等式29]

$W_v=e^{j\·2\mathrm{\π}\·m\·k/K}/\sqrt{M}$

在等式29中，Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数，并且m表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如，m＝0,1,…,M-1)。K表示垂直域中的波束数，并且k表示垂直域中的波束编号(或波束索引)。如果仰角具有在0°至90°范围内的值，则k可具有0至K/2之间的值(例如，k＝0,1,…,K/2)。

在基于DoA的实施例2-1的等式27中，如果dv＝λ/2，则可将Wv表示为Wv＝exp(j×π×m×sin(θ))/sqrt(M)。这里，如果0°≤θ≤90°，则0≤sin(θ)≤1。同时，在基于DFT的实施例2-3的等式29中，考虑到基于波束索引k，2k/K具有0至2的值，所以可配置基于DoA方法中的仰角θ范围和基于DFT方法中的波束索引k之间的关系。

在基于DFT方法中，如果k＝0,1,…,K/2，则2k/K具有0至1的值。这里，在仰角θ具有0°≤θ≤90°范围的情况下，值2k/K的范围等于值sin(θ)的范围(即，0≤sin(θ)≤1)。

同样地，在基于DoA方法中设置为0°≤θ≤90°的仰角θ可对应于在基于DFT方法中设置为0至K/2范围内的值的波束索引k。

实施例2-4

可以基于DFT通过等式30表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式30]

$W_h=e^{j\·2\mathrm{\π}\·n\·c\·h/H}/\sqrt{N}$

在等式30中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，并且n表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数，h表示水平域中的波束编号(或波束索引)，并且c为取决于垂直波束形成的波束索引确定的值。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则n可具有0至N之间的值(例如，n＝0,1,…,N-1)。

如果垂直波束索引k具有0至K/2之间的值，则可将c配置成具有0至1的值。

特别地，如果与实施例2-3中一样，仰角θ具有0°≤θ≤90°范围内的值，则垂直波束形成权重向量的变量k可具有0至K/2之间的值。水平波束形成权重向量包括取决于对垂直波束形成选择的波束索引确定的值(即，c)，并且可由等式31定义该值。

[等式31]

$c=\sqrt{1-{(2k/K-1)}^2}$

如等式31中所示，值c可用作用于基于(或者考虑到或者取决于)在垂直域中选择的角θ来选择水平域中的适当角ψ的系数或变量。

同时，如果如本实现方式中所述地限制仰角(例如，0°≤θ≤90°)，则可通过简单地将值c设为1(或者通过假定仰角θ＝0°)而降低UE计算的复杂性。现在给出其实例的说明。

实施例2-5

可以基于DoA通过等式32表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式32]

在等式32中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，n表示水平域中的天线编号(或天线索引)(例如，n＝0,1,…,N-1)，并且dh表示水平域中的天线之间的距离。λ表示波长，并且ψ表示方位角。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则权重向量的变量ψ范围为-180°≤ψ≤180°(或者-90°≤ψ≤90°)，因此sin(ψ)具有-1≤sin(ψ)≤1范围内的值。

实施例2-5对应于在实施例2-2中假定θ＝0°的情况。在这一点上，本实施例可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0°)而选择方位角的方法。同样地，虽然波束方向的精确度稍微下降，但是可有效地降低UE的计算复杂性。

实施例2-6

可以基于DFT通过等式33表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式33]

$W_h=e^{j\·2\mathrm{\π}\·n\·h/H}/\sqrt{N}$

在等式33中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，并且n表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数，并且h表示水平域中的波束编号(或波束索引)。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则n可具有0至N的值(例如，n＝0,1,…,N-1)。

实施例2-6对应于在实施例2-4中假定值c为1的情况。在这一点上，本实施例可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0°)而选择方位角的方法。同样地，虽然波束方向的精确度稍微下降，但是可有效地降低UE的计算复杂性。

实施例3

如果0°仰角为指示垂直于天线阵列的方向的值，则垂直波束形成的码本可包括能够形成具有在-90°至0°范围内的仰角的波束的权重向量。

实施例3-1

可以基于DoA通过等式34表示用于2D天线阵列的垂直波束形成权重向量。

[等式34]

$W_v=e^{j\·2\mathrm{\π}\·m\·d_V\·\sin \left(\mathrm{\θ}\right)/\mathrm{\λ}}/\sqrt{M}$

在等式34中，Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数，m表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如，m＝0,1,…,M-1)，并且dv表示垂直域中的天线之间的距离。λ表示波长，并且θ表示仰角。

如果该仰角具有在-90°至0°范围内的值，则权重向量的变量θ范围为-90°≤θ≤0°，因而sin(θ)具有-1≤sin(θ)≤0范围内的值。

实施例3-2

可以基于DoA通过等式35表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式35]

在等式35中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，n表示水平域中的天线编号(或天线索引)(例如，n＝0,1,…,N-1)，并且dh表示水平域中的天线之间的距离。λ表示波长，θ表示仰角，并且ψ表示方位角。

如果仰角具有在0°至90°范围内的值，则权重向量的变量θ的范围为0°≤θ≤90°，因而cos(θ)具有0≤cos(θ)≤1范围内的值。

如果方位角具有在-180°至180°范围内的值(或者在-90°至90°范围内的值)，则权重向量的变量ψ的范围为-180°≤ψ≤180°(或者-90°≤ψ≤90°)，因而sin(ψ)具有-1≤sin(ψ)≤1范围内的值。

实施例3-3

可以基于DFT通过等式36表示用于2D天线阵列的垂直波束形成权重向量。

[等式36]

$W_v=e^{j\·2\mathrm{\π}\·m\·k/K}/\sqrt{M}$

在等式36中，Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数，并且m表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如，m＝0,1,…,M-1)。K表示垂直域中的波束数，并且k表示垂直域中的波束编号(或波束索引)。如果仰角具有在0°至90°范围内的值，则k可具有K/2至K之间的值(例如，k＝K/2,K/2+1,…,K-1)。

在基于DoA的实施例3-1的等式34中，如果dv＝λ/2，则可将Wv表示为Wv＝exp(j×π×m×sin(θ))/sqrt(M)。这里，如果-90°≤θ≤0°，则-1≤sin(θ)≤0。同时，在基于DFT的实施例3-3的等式36中，考虑到基于波束索引k，2k/K具有1至2的值，可配置基于DoA方法中的仰角θ范围和基于DFT方法中的波束索引k之间的关系。

在基于DFT方法中，如果k＝K/2,K/2+1,…,K，则2k/K具有1至2的值。这里，如果假定A＝π×2k/K，则值A的范围为π至2π。另外，考虑到exp(jA)，在值A的范围为π至2π的情况下，exp(jA)的值等于值A的范围为-π至0的情况下的exp(jA)的值。该情况的原理可与2k/K具有-1至0的值的原理相同。这里，在仰角θ具有-90°≤θ≤0°范围的情况下，值2k/K的范围等于值sin(θ)的范围(即，-1≤sin(θ)≤0)。

简而言之，在基于DoA方法中设置为-90°≤θ≤0°的仰角θ可对应于在基于DFT方法中设置为K/2至K范围内的值的波束索引k。

实施例3-4

可以基于DFT通过等式37表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式37]

$W_h=e^{j\·2\mathrm{\π}\·n\·c\·h/H}/\sqrt{N}$

在等式37中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，并且n表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数，h表示水平域中的波束编号(或波束索引)，并且c为取决于垂直波束形成的波束索引确定的值。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则n可具有0至N之间的值(例如，n＝0,1,…,N-1)。

如果垂直波束索引k具有K/2至K之间的值，则可将c配置成具有1至0的值。

特别地，如果与实施例3-3中一样，仰角θ具有-90°≤θ≤0°范围内的值，则垂直波束形成权重向量的变量k可具有K/2至K之间的值。水平波束形成权重向量包括取决于对垂直波束形成选择的波束索引确定的值(即，c)，并且可由等式38定义该值。

[等式38]

$c=\sqrt{1-{(2k/K-1)}^2}$

如等式38中所示，值c可用作用于基于(或者考虑到或者取决于)在垂直域中选择的角θ来选择水平域中的适当角ψ的系数或变量。

同时，如果如本实现方式中所述地限制仰角(例如，-90°≤θ≤0°)，则可通过简单地将值c设为1(或者通过假定仰角θ＝0°)而降低UE计算的复杂性。现在给出其实例的说明。

实施例3-5

可以基于DoA通过等式39表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式39]

在等式39中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，n表示水平域中的天线编号(或天线索引)(例如，n＝0,1,…,N-1)，并且dh表示水平域中的天线之间的距离。λ表示波长，并且ψ表示方位角。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则权重向量的变量ψ范围为-180°≤ψ≤180°(或者-90°≤ψ≤90°)，因此sin(ψ)具有-1≤sin(ψ)≤1范围内的值。

实施例3-5对应于在实施例3-2中假定θ＝0°的情况。在这一点上，本实施例可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0°)而选择方位角的方法。同样地，虽然波束方向的精确度稍微下降，但是可有效地降低UE的计算复杂性。

实施例3-6

可以基于DFT通过等式40表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。

[等式40]

$W_h=e^{j\·2\mathrm{\π}\·n\·h/H}/\sqrt{N}$

在等式40中，Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数，并且n表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数，并且h表示水平域中的波束编号(或波束索引)。

如果方位角具有-180°至180°范围内的值(或-90°至90°范围内的值)，则n可具有0至N的值(例如，n＝0,1,…,N-1)。

实施例3-6对应于在实施例3-4中假定值c为1的情况。在这一点上，本实施例可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0°)而选择方位角的方法。同样地，虽然波束方向的精确度稍微下降，但是可有效地降低UE的计算复杂性。

在本发明提出的上述预编码码本配置方法中，可另外考虑下列问题。

当配置预编码码本中包括的预编码矩阵(或预编码向量)时，可基于仰角的值(或者仰角的范围)不同地设置垂直波束形成的分辨率。考虑到位于高大建筑屋顶上的物理天线阵列，与相反情况(例如，图19(a)的情况)相比，预期其中天线阵列的位置比信号发送/接收目标的位置更高的情况(例如，图19(b)的情况)更普遍。另外，当天线阵列的位置比信号发送/接收目标的位置更高时(例如，图19(a)的情况)，考虑到由于各种障碍导致的折射、反射等等，与相反情况(例如，图19(a)的情况)相比，需要更精确地调节波束方向。

考虑到这种问题，当0°的仰角为指示垂直于天线阵列的方向的值，并且仰角范围为-90°至90°(或者0°至90°)时，可以以下列方式设计预编码码本，即如果仰角接近90°(即，接近天线阵列上的向下方向)，则垂直波束形成具有密集分辨率，并且如果仰角接近其相反方向(例如，-90°或0°)，则具有稀疏分辨率。也就是说，在包括用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵的预编码码本中，与其中仰角接近90°的情况相比，如果仰角接近0°，则可将用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵的分辨率设置地低。另外，在预编码码本中，对应于90°仰角附近的预编码矩阵(或预编码向量)的数目可大于对应于-90°(或0°)仰角附近的预编码矩阵(或预编码向量)的数目。

此外，配置预编码码本中包括的预编码矩阵(或预编码向量)时，可基于仰角的值(或者仰角的范围)不同地设置水平波束形成的分辨率。出于上述相同原因，由于如果仰角接近90°则精确波束方向配置有利，所以可以以下列方式设计预编码码本，即如果仰角接近90°(即，接近天线阵列上的向下方向)，则水平波束形成就具有密集分辨率，并且如果仰角接近其相反方向(例如，-90°或0°)，则具有稀疏分辨率。也就是说，在包括用于水平波束形成的预编码权重向量/矩阵的预编码码本中，与其中仰角具有-90°至0°范围内的值的情况相比，如果仰角具有0°至90°范围内的值，则可将用于水平波束形成的预编码权重向量/矩阵的分辨率设置地高。例如，如果仰角具有0°至90°范围内的值，则可将水平波束形成的分辨率设置地密集，并且如果仰角具有-90°至0°范围内的值，则可将其设置地稀疏。

实施方式2

实施方式2涉及一种配置包括预编码水平波束形成权重向量和预编码垂直波束形成权重向量的码本集的方法。

实施例1

本实施例提出一种用于配置垂直-水平波束形成的码本的方法。

可通过2个指示符(或者2个PMI)的组合确定或指示用于3D波束形成的预编码权重向量(或者预编码权重矩阵)。例如，可由I₁和I₂表示这2个指示符。可同时报告，或者在不同时间报告I₁和I₂，以降低反馈开销。这里，可以以长期周期报告I₁，并且可将其应用于宽带。

实施例1-1

可将码本的一个或更多元素中的每个元素都设计成包括垂直波束形成权重向量/矩阵和水平波束形成权重向量/矩阵。

实施例1-2

第一指示符(例如，I₁)指示的预编码器集包括一个垂直波束形成权重向量/矩阵和一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选。可由第一指示符I₁的不同值确定不同的垂直波束形成权重向量/矩阵，并且第一指示符I₁的不同值可对应于相同的水平波束形成权重向量/矩阵。

例如，可由表15中所示的第一指示符I₁和第二指示符I₂配置用于3D波束形成的指示符向量/矩阵。

[表15]

在表15中，如果I₁＝0，就指示1个垂直波束形成权重向量/矩阵，例如Wv(0)，并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选，例如Wh(0)、Wh(1)、Wh(2)和Wh(3)。另外，通过I₂的值可仅指定4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地，关于I₁的其它值，I₁的值可指示一个垂直波束形成权重向量/矩阵，并且可由I₂的值与其组合指示一个水平波束形成权重向量/矩阵。

实施例1-3

第一指示符(例如，I₁)指示的预编码器集包括一个或更多垂直波束形成权重向量/矩阵候选的一部分，以及一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选的全部。对应于第一指示符I₁的第一值的垂直波束形成权重向量/矩阵可与对应于其第二值的垂直波束形成权重向量/矩阵部分重叠。第一指示符I₁的不同值可对应于相同水平波束形成权重向量/矩阵。

例如，可由表16中所示的第一指示符I₁和第二指示符I₂指定用于3D波束形成的指示符向量/矩阵。

[表16]

在表16中，如果I₁＝0，则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵，例如Wv(0)和Wv(1)，并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选，例如Wh(0)、Wh(1)、Wh(2)和Wh(3)。另外，I₂的值可仅指定2个垂直波束形成权重向量/矩阵，例如Wv(0)和Wv(1)中的一个，以及4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地，关于I₁的其它值，I₁的值可确定2个垂直波束形成权重向量/矩阵(或权重向量/矩阵候选)，并且可由I₂的值与其组合指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个以及水平波束形成权重向量/矩阵中的一个。

实施例1-4

第一指示符(例如，I₁)指示的预编码器集包括一个或更多垂直波束形成权重向量/矩阵候选的一部分，以及一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选的全部。第一指示符I₁的每个值指示的垂直波束形成权重向量/矩阵不与其另一值指示的那些垂直波束形成权重向量/矩阵重叠，并且由第一指示符I₁的不同值确定不同垂直波束形成权重向量/矩阵。第一指示符I₁的不同值可对应于相同水平波束形成权重向量/矩阵。

例如，可由表17中所示的第一指示符I₁和第二指示符I₂指定用于3D波束形成的指示符向量/矩阵。

[表17]

在表17中，如果I₁＝0，则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵，例如Wv(0)和Wv(1)，并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选，例如Wh(0)、Wh(1)、Wh(2)和Wh(3)。另外，I₂的值可指定2个垂直波束形成权重向量/矩阵，例如Wv(0)和Wv(1)中的一个，以及4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地，关于I₁的其它值，I₁的值可确定2个垂直波束形成权重向量/矩阵(或权重向量/矩阵候选)，并且可由I₂的值与其组合指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个以及水平波束形成权重向量/矩阵中的一个。

实施例1-5

第一指示符(例如，I₁)指示的预编码器集包括一个或更多垂直波束形成权重向量/矩阵候选的一部分，以及一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选的一部分。对应于第一指示符I₁的第一值的垂直波束形成权重向量/矩阵可与对应于其第二值的垂直波束形成权重向量/矩阵部分或完全重叠。由第一指示符I₁的每个值指示的水平波束形成权重向量/矩阵不与其另一值指示的那些水平波束形成权重向量/矩阵重叠，并且不同水平波束形成权重向量/矩阵由第一指示符I₁的不同值确定。

例如，可由表18中所示的第一指示符I₁和第二指示符I₂指定用于3D波束形成的指示符向量/矩阵。

[表18]

在表18中，如果I₁＝0，则指示1个垂直波束形成权重向量/矩阵，例如Wv(0)，并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选，例如Wh(0)、Wh(1)、Wh(2)和Wh(3)。另外，I₂的值可指定4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地，关于I₁的其它值，I₁的值可指示垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个，并且可由I₂的值与其组合指示水平波束形成权重向量/矩阵中的一个。

在上述各种实例中，可使用上文关于实施方式1所述的方法配置基于DoA或DFT的预编码权重向量/矩阵。

另外，可以以下列方式设计码本，即水平域码本的大小取决于垂直域PMI的值而自适应地变化。例如，可通过允许7个水平域PMI，例如Wh(0)至Wh(7)对应于Wv(0)而设计大码本，并且可通过允许2个水平域PMI，例如Wh(0)至Wh(1)对应于Wv(3)而设计小码本。

替选地，可将码本设计成取决于垂直方向中的仰角的值(或范围)而具有不同尺寸。例如，可将码本设计成对于0°至45°的仰角，包括大量垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量(即，支持密集波束形成)，并且对于45°至90°的仰角，包括少量垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量(即，支持稀疏波束形成)。作为另外的实例，可将码本设计成对于0°至-45°的仰角，包括大量垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量(即，支持密集波束形成)，并且对于0°至90°的仰角，包括少量垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量(即，支持稀疏波束形成)。类似地，可将码本设计成对于特定仰角范围，密集地或稀疏地限定垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量。

下文实施例涉及一种用于分别配置用于水平波束形成的码本集和垂直波束形成码本集的方法。

实施例2

本实施例涉及一种用于配置包括用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵(多个矩阵)的码本(下文称为垂直波束形成码本)的方法。

根据本实施例，可由2个指示符(或者2个PMI)的组合确定或指示垂直波束形成码本的特定预编码向量/矩阵。例如，可由V-I₁和V-I₂表示这2个指示符。可同时报告或者在不同时间报告V-I₁和V-I₂，以降低反馈开销。这里，以长期周期报告用于垂直波束形成的PMI(例如，V-I₁和/或V-I₂)，并且将其应用于宽带。替选地，在用于垂直波束形成的PMI之间，与V-I₂相比，可以长期周期报告V-I₁，并且将其应用于宽带。

如上所述，如果由2个指示符指示用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵，则可通过另外组合一个(或多个)用于水平波束形成的预编码权重向量/矩阵(多个矩阵)而最终指定用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。例如，可由2个V-PMI和1个H-PMI的组合指示用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。

可以以下列方式配置垂直波束形成码本，即V-PMI(例如，V-I₁和/或V-I₂)指示使用上文关于实施方式1所述的方法基于DoA或DFT配置的预编码权重向量/矩阵。

另外，取决于垂直域中的天线端口数确定V-PMI(例如，V-I₁和/或V-I₂)的大小和长度。

此外，对应于V-I₁的第一值的垂直波束形成权重向量/矩阵可部分或完全与对应于其第二值的垂直波束形成权重向量/矩阵重叠。例如，可由表19中所示的V-I₁和/或V-I₂指定用于垂直波束形成的预编码向量/矩阵。

[表19]

在表19中，如果V-I₁＝0，则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵候选，例如Wv(0)和Wv(1)，由V-I₂的值确定这两个候选中的一个。如果V-I₁＝1，则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵候选，例如Wv(1)和Wv(2)，并且由V-I₂的值确定这两个候选中的一个。类似地，关于V-I₁的其它值，可由I₁的值指示一组垂直波束形成权重向量/矩阵候选，并且可由V-I₂的值与其组合指示其垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个。

当在不同时间报告V-I₁和V-I₂时，可如下文所述地配置其报告周期。

在V-I₁和V-I₂之间，与V-I₁相比，可更频繁地报告V-I₂(或者，可将V-I₂的报告周期设置地比V-I₁的报告周期短)。

在V-I₂和H-PMI之间，与H-PMI相比，可更频繁地报告V-I₂(或者，可将V-I₂的报告周期设置地比H-PMI的报告周期短)。替选地，可在与H-PMI相同的时间报告V-I₂。

如果将H-PMI配置成2个指示符(例如，H-I₁和H-I₂)，则可在与V-I₂相同的时间报告H-I₁。替选地，可在与RI相同的时间报告H-I₁。否则，可不与另一PMI或另一类型的CSI同时报告H-I₁，并且可单独报告。作为代替，可在相同时间报告H-I₁和H-I₂。

实施例3

本实施例涉及另一种用于配置包括用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵(多个矩阵)的码本(下文称为垂直波束形成码本)的方法。

根据本实施例，可由1个指示符(或者1个PMI)确定或指示垂直波束形成码本的特定预编码向量/矩阵。例如，可由V-I表示该指示符。这里，可以以长期周期报告用于垂直波束形成的PMI(例如，V-I)，并且将其应用于宽带。

如上所述，如果由1个指示符(例如，V-I)指示用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵，则可通过另外组合一个(或多个)用于水平波束形成的预编码权重向量/矩阵(多个矩阵)而最终指定用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。例如，可由1个V-I和1个或更多个H-PMI(例如，H-I，或者H-I₁和H-I₂)的组合指示用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。

可以以下列方式配置垂直波束形成码本，即V-I指示使用上文关于实施方式1所述的方法基于DoA或DFT配置的预编码权重向量/矩阵。

另外，取决于垂直域中的天线端口数确定V-I的大小和长度。

例如，如表20中所示，V-I可指示特定垂直波束形成的预编码向量/矩阵。

[表20]

V-I
		0	Wv(0)
1	Wv(1)
		2	Wv(2)
3	Wv(3)

同时，可在与H-PMI(例如，H-I，或者H-I₁和H-I₂)不同的时间报告V-I。在该情况下，与H-PMI相比，可更频繁地报告V-I(或者，可将V-I的报告周期设置地比H-PMI的报告周期更短)。

作为上述实施例的改进实施例，可通过组合垂直波束形成权重向量/矩阵和水平波束形成权重向量/矩阵配置用于3D波束形成(即，用于同时确定垂直波束形成和水平波束形成)的权重向量/矩阵。例如，可以下列方式配置码本，即一个PMI指示应用于垂直域和水平域两者的一个预编码向量/矩阵。在如上所述地配置码本后，可由一个PMI或多个PMI的组合指示特定3D预编码向量/矩阵。

实施方式3

实施方式3涉及一种定义PUCCH报告类型的方法。特别地，本实施方式提出一种在具有基于AAS的2D天线阵列构造的MIMO系统中执行UE特定垂直波束形成和水平波束形成时，报告用于垂直波束形成的预编码器的索引和用于水平波束形成的预编码器的索引的方法。

在传统3GPPLTE系统(例如，3GPPLTE版本8、9、10或11系统)中，可将PUCCH资源设计成发送高达11至13比特。此外，可支持用于秩2或更高秩传输的2个传输块(或2个码字)，并且可将这2个传输块一对一地与这2个码字对应。另外，可每一传输块(或码字)都测量和报告CQI。在该清空下，使用4比特表示第一传输块(或码字)的CQI，并且使用3比特表示第二传输块(或码字)的CQI。同样地，需要总共7比特报告2个传输块(或码字)的CQI。如果在其中应用预编码的系统中需要4比特报告PMI，则可使用高达11比特同时报告预编码信息和CQI。

传统的3GPPLTE系统仅支持水平波束形成，并且定义下文所述的一种为此通过PUCCH报告CSI的方法。特别地，已经基于2个指示符(例如，用于第一指示符i₁和第二指示符i₂)设计了用于8Tx传输的码本。为此，可使用下文所述的三种方法以PUCCH报告模式报告第一指示符和第二指示符。

第一，报告第一指示符i₁，然后同时报告第二指示符i₂和CQI。

第二，同时报告第一指示符i₁、第二指示符i₂和CQI。

第三，定义指示是否报告第一指示符i₁的特定指示符(例如，预编码型指示符(PTI))，并且基于该特定指示符而使用不同的报告方法。如果该特定指示符指示报告第一指示符i₁，则在预定时间报告第一指示符i₁，并且然后同时报告第二指示符i₂和CQI。如果该特定指示符指示不报告第一指示符i₁，则在预定时间报告第二指示符i₂和CQI(在该情况下，由于不能仅通过第二指示符i₂而不通过第一指示符i₁确定特定预编码向量/矩阵，所以可通过假定使用先前报告的第一指示符i₁确定或指示特定预编码向量/矩阵)。

对于增强3GPPLTE系统(例如，版本11之后的3GPPLTE系统)，下面讨论一种最大化采取基于AAS的2D天线阵列构造的MIMO系统的潜在增益的方法。基于AAS的2D天线阵列构造与传统系统的不同在于，能够可变地和/或UE特定地执行垂直域波束形成。当应用垂直波束形成时，与传统系统的不同在于UE选择最适合(或优选)于该UE的垂直域波束方向，并且将其报告给eNB。本发明现在提出一种当报告用于垂直波束形成和水平波束形成的PMI时应另外考虑的UE操作。

本发明定义一种指示在通过PUCCH报告CSI时是否报告用于垂直波束形成的PMI(例如，V-PMI)的特定指示符(例如，标志指示符)。该特定指示符称为V-PMI报告型指示符(RTI)。可在由UE通过PUCCH发送的CSI中包括V-PMIRTI。另外，取决于V-PMIRTI的值，该UE可以或者可以不报告V-PMI(或者，取决于UE是否报告或者不报告V-PMI而确定V-PMIRTI的值)。

如果将V-PMIRTI设为第一值(或者指示开状态的值)，则可在报告V-PMIRTI后报告V-PMI。在该情况下，可在报告V-PMI后报告H-PMI。替选地，可在同一时间报告V-PMI和H-PMI。否则，可在同一时间报告V-PMI和一部分H-PMI，然后可报告其它部分的H-PMI(例如，可同时报告V-PMI和H-PMI₁，然后同时报告H-PMI₂和CQI)。

如果将V-PMIRTI设为第二值(或者指示关状态的值)，则可不报告V-PMI，并且可仅在报告V-PMIRTI之后报告H-PMI。在该情况下，用于垂直波束形成的预编码器可假定持续地使用最近报告的V-PMI(例如，报告V-PMIRTI之前最后报告的V-PMI)指示的预编码器。替选地，用于垂直波束形成的预编码器可使用默认设置的特定V-PMI指示的预编码器。默认V-PMI可为具有最小编号(或索引)的V-PMI。

可结合RI报告V-PMIRTI。在该情况下，可假定V-PMI是基于秩1选择/确定的，并且可使用所报告的RI指示用作选择/确定H-PMI的基础的秩值(例如，该RI可指示与将在之后报告的H-PMI相关联的传输秩值，与V-PMIRTI的值是否指示开状态或关状态无关)。否则，可使用所报告的RI指示V-PMI和H-PMI的组合(或者作为V-PMI指示的预编码向量/矩阵和H-PMI指示的预编码向量/矩阵的组合(例如，克罗内克积)结果获得的预编码向量/矩阵)指示的预编码向量/矩阵的秩值。

替选地，可在RI之前报告V-PMIRTI。在该情况下，可假定V-PMI是基于秩1选择/确定的，并且可使用所报告的RI指示用作选择/确定H-PMI的基础的秩值(即，与与该H-PMI相关联的秩值)。另外，可以将V-PMIRTI的报告周期确定为RI的报告周期的整数倍。指示在RI之前报告V-PMIRTI的信息可以以基于预定报告时间(例如，RI报告时间)的偏移值来指示。

实施方式4

实施方式4涉及一种在应用垂直波束形成时支持传统MIMO操作的方法。传统MIMO操作涉及对采用垂直波束形成之前的系统(例如，仅支持水平波束形成的系统)定义的MIMO传输方案。

对于传统的3GPPLTE系统(例如，3GPPLTE版本8、9、10或11系统)，可通过假定基于无源天线(或者，不应用垂直域波束形成)的垂直倾斜，而对垂直域波束形成使用固定图案，并且定义基于水平域中的MIMO传输操作的1D阵列。作为MIMO传输方案，定义单天线端口传输方案、发射分集方案、空间复用方案、闭环MIMO方案、单层波束形成方案、双层波束形成方案、多层波束形成方案等等。

基础传输方案包括单天线端口传输方案和发射分集方案。基于CRS天线端口的数目，如果使用1个CRS端口，则使用单天线端口传输方案，如果使用1个CRS端口，则使用空频分组码(SFBC)方案，并且可将使用4个CRS端口的SFBC-频率转换发射分集(FSTD)方案作为基本传输方法。

CRS可用于测量用于选择小区的参考信号接收功率(RSRP)/参考信号接收质量(RSRQ)、用于测量作为用于链路适应的信息的CQI、用于选择作为用于基于传输方案预编码的信息的PMI、用于选择支持高秩的秩，并且用于解调数据和控制信道。

当使用无源天线时，应用单垂直波束形成方向，并且在垂直域中实现相同收敛，这是因为将相同垂直波束形成方向应用于CRS、CSI-RS、DMRS(或者UE特定RS)、同步信号、控制信道、数据信道等等(或者不应用垂直波束形成)。

同时，如果将垂直波束形成应用于基于AAS的2D天线阵列，则能够在垂直域中实现可变波束形成。同样地，可将不同的垂直波束形成方向应用于RS(例如，CRS、CRS-RS或DMRS(或者UE特定RS))、同步信号、控制信道、数据信道等等。在该情况下，可能产生测量失配，并且应用垂直波束形成可在传统实体(例如，UE或eNB)操作中引起不确定性，为了解决上述问题，现在基于垂直波束形成的适应性给出本发明的各种实施例的说明。

实施例1

本实施例描述了一种通过假定基于多个垂直波束形成(或者垂直电倾斜，或者简单地垂直倾斜)方向的发射分集而计算CQI的方法。

将用于基于DMRS数据传输的CSI反馈分为其中报告PMI的情况和其中不报告PMI的情况。例如，当基于CSI-RS生成并且报告CSI时，可报告PMI和基于此的CQI。同时，当基于TDD系统中的CRS生成和报告CSI时，可报告CQI而没有PMI。在该情况下，eNB可使用上行链路参考信号测量预编码权重，并且UE可将CQI报告给eNB而没有PMI。这里，虽然UE不报告PMI，但是可通过采用开环空间复用方案或发射分集方案测量和报告CQI。考虑到与采用开环MIMO传输测量的SNR相比，应用预编码时实现的信噪比(SNR)提高了预定水平(例如，3dB)，所以eNB可修正并且使用UE报告的CQI。

同时，当应用闭环预编码和固定波束形成时，取决于用户的位置，SNR可具有大差异(例如，0dB至6dB)。也就是说，对于固定方向中的波束，由于特定位置处的集中信号强度，可测量出高SNR，但是由于另一位置处的低信号强度，可测量出低SNR。同样地，当在垂直域中应用固定波束形成时，CQI计算值取决于用户的位置而差异很大。

可将传统的无源天线视为在垂直域中使用固定波束模式。同时，在AAS的情况下，以固定波束模式(与传统系统相同)发送CRS，并且假定将可变垂直波束形成应用于基于DMRS的数据传输。在该情况下，当不报告PMI时，如果基于CRS计算CQI，则由于在垂直域中应用固定波束形成，所以SNR取决于用户的位置而差异很大。为了解决上述问题，本发明提出下列方法。

当不报告PMI时，可基于垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向计算SNR。另外，对于3GPPLTE传输模式2(TM2)(即，发射分集)，可通过更高层(例如，RRC)信号发送将垂直波束形成(或者垂直倾斜)信息提供给UE。另外，即使未基于传统系统报告PMI，由于这定义了不报告水平域中的预编码信息，所以可定义用于报告垂直波束形成(或者垂直倾斜)信息的另外UE操作。

另外，可对UE配置用于考虑垂直波束形成(或者垂直倾斜)计算CQI的空间参考信号(RS)。空间RS可使用CSI-RS，或者对来自预定CRS的不同类型的测量值设计的CRS。

这里，可将垂直波束形成(或者垂直倾斜)表示为用于垂直域波束形成的权重向量。另外，通过应用每个CRS都不同的垂直波束形成(或者垂直倾斜)，UE可将其识别为来自不同小区的CRS(或者对其应用不同垂直波束形成(或者垂直倾斜)的CRS)。另外，通过将多个垂直扇区化的CSI-RS配置用信号发送至UE，UE可计算/选择对应于每个CSI-RS配置的垂直域扇区化的CSI。

实施例2

可对垂直波束形成定义一种新传输模式。这种新传输模式可包括用于执行垂直波束形成和水平波束形成的预编码方案，以及可不采用反馈信息而操作的回退方案。该回退方案可对应于当在通信时发生问题时，可不采用特定配置执行的基本操作。

例如，可将该回退方案定义为使用对应于V-PMI索引0的垂直波束形成预编码向量/矩阵，并且应用单天线传输方案。替选地，该回退方案可对应于基于对其应用开环传输的垂直域扇区化的传输方案。

现在给出使用默认垂直波束形成(或者默认预编码权重)以支持该回退方案的方法的说明。

为了应用传统MIMO方案，可在垂直域中使用固定预编码权重。

当在对其应用基于AAS的2D天线阵列配置的MIMO系统中对于用于垂直域波束形成的天线元件应用波束形成权重向量/矩阵时，可使用用于传统MIMO方案的垂直域权重向量/矩阵中的特定(或默认)预编码权重向量/矩阵配置特定(或默认)天线端口。如果以码本的形式定义该权重向量/矩阵，则可将码本中的特定元素(例如，对应于最低索引的预编码权重向量/矩阵)用作特定(或默认)预编码权重向量/矩阵。

例如，采用在垂直域中包括4个天线元件并且在水平域中包括4个天线元件的2D天线阵列。在该情况下，可以通过应用垂直域的特定(或默认)权重向量配置水平域的4个天线端口，如通过等式41给出的。

[等式41]

H_ap

＝[H₀H₁H₂H₃]

＝H_ae·W_v

＝[H₀₀H₀₁H₀₂H₀₃；H₁₀H₁₁H₁₂H₁₃；H₂₀H₂₁H₂₂H₂₃；H₃₀H₃₁H₃₂H₃₃]·

[W₀；W₁；W₂；W₃]

＝[(H₀₀W₀+H₁₀W₁+H₂₀W₂+H₃₀W₃)(H₀₁W₀+H₁₁W₁+H₂₁W₂+H₃₁W₃)

(H₀₂W₀+H₁₂W₁+H₂₂W₂+H₃₂W₃)(H₀₃W₀+H₁₃W₁+H₂₃W₂+H₃₃W₃)]

在等式41中，H_ap为由H_k构成的空间信道向量/矩阵。H_k为用于k的空间信道，并且k为天线端口索引。H_ae为H_mn构成的空间信道向量/矩阵。H_mn为用于天线元件(m、n)的空间信道，m为垂直域中的天线元件索引，并且n为水平域中的天线元件索引。W_v为用于垂直域波束形成的特定(或默认)权重向量/矩阵。

实施例3

根据本发明，可在时间域中应用垂直扇区化。例如，如果用于资源分配的时间单元为子帧，则可对每一子帧都应用不同的垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向。

例如，可向每一子帧应用不同的垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向。替选地，可向每N(例如，N＝2、5、10)个连续子帧应用不同的垂直波束形成(或者垂直倾斜)。否则，可以使用位图可区分地指示对其应用第一垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向的子帧，以及对其应用第二垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向的子帧。实际上，可向不同子帧类型(例如，正常子帧和MBSFN子帧)应用不同的垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向。

另外，也能够进行基于载波的垂直扇区化。可将其理解为向不同载波(或小区)应用不同的垂直波束形成(或者垂直倾斜)方向。

图20是用于描述根据本发明的用于发送/接收信道状态信息(CSI)的方法的图。

在步骤S10中，eNB可以向UE发送可用于产生用于2D天线结构的CSI的参考信号(例如，CSI-RS)。

在步骤S20中，UE可以使用从eNB接收到的参考信号产生用于2D天线结构的CSI。

在步骤S30中，UE可以向eNB报告产生的CSI。

当用于2D天线结构的CSI被产生和/或报告时，可以应用本发明的提议中的一个或者两个或者多个的组合(例如，用于表示适合于2D天线结构的垂直/水平波束形成的预编码矩阵配置方法、码本设计方法、预编码矩阵指示符配置信息、预编码矩阵指示符报告方法、传统系统实体支持方法等等)。

虽然为了简洁图20的示例性方法被描述为一系列的步骤，但是上面的描述不限于步骤的顺序并且一些或者全部步骤可以被同时或者必要时以不同的顺序被执行。另外，要实现由本发明提出的方法不是图20的所有步骤是绝对必要的。

图21是根据本发明的实施例的用户设备(UE)20和基站(BS)10的框图。

参考图21，根据本发明的BS10可以包括发射器11、接收器12、处理器13、存储器14以及多个天线15。发射器11可以向外部设备(例如，UE20)发送各种信号、数据和信息。接收器12可以从外部设备(例如，UE20)发送各种信号、数据以及信息。接收器12可以从外部设备(例如，UE20)接收各种信号、数据以及信息。处理器13可以向BS10提供整体控制。可以基于例如，2D天线结构配置多个天线15。

根据本发明的实施例的BS10的处理器13可以被配置成控制发射器11以将参考信号发送到UE20，并且控制接收器12以从UE20接收使用参考信号由UE20产生的CSI。

在BS10的上述配置中，当用于2D天线结构的CSI被产生和/或报告时，可以应用本发明的提议中的一个或者两个或者多个的组合(例如，用于表示适合于2D天线结构的垂直/水平波束形成的预编码矩阵配置方法、码本设计方法、预编码矩阵指示符配置方法、预编码矩阵指示符报告方法、传统系统实体支持方法等等)。

另外，BS10的处理器13可以处理由BS10接收和发送的信息，并且存储器14可以在预定的时间内存储被处理的信息并且通过诸如缓冲器(未被示出)的其它组件可替换。

参考图21，根据本发明的UE20可以包括发射器21、接收器22、处理器23、存储器24以及多个天线25。多个天线25指的是支持MIMO发送/接收的设备。发射器21可以向外部设备(例如，BS10)发送各种信号、数据和信息。接收器22可以从外部设备(例如，BS10)发送各种信号、数据以及信息。接收器22可以从外部设备(例如，BS10)接收各种信号、数据以及信息。处理器23可以向UE20提供整体控制。

根据本发明的实施例的UE20的处理器23可以被配置成控制发射器22以从BS10接收参考信号，并且控制发射器21以向BS10发送使用参考信号产生的CSI。

在UE20的上述配置中，当用于2D天线结构的CSI被产生和/或报告时，可以应用本发明的提议中的一个或者两个或者多个的组合(例如，用于表示适合于2D天线结构的垂直/水平波束形成的预编码矩阵配置方法、码本设计方法、预编码矩阵指示符配置方法、预编码矩阵指示符报告方法、传统系统实体支持方法等等)。

另外，UE20的处理器23可以处理由UE20接收和发送的信息，并且存储器24可以在预定的时间内存储被处理的信息并且通过诸如缓冲器(未被示出)的其它组件可替换。

BS作为下行链路传输实体或者上行链路接收实体被例证并且UE作为下行链路接收实体或者上行链路传输实体被例证以描述本发明的实施例，但是本发明的范围不限于此。例如，BS的描述可以被同等地应用于其中小区、天线端口、天线端口组、无线电远程头端(RRH)、传输点、接收点、接入点或者中继器用作到UE的下行链路传输的实体或者从UE的上行链路接收的实体的情况。另外，通过各种实施例描述的本发明的原理可以被同等地应用于其中中继器用作到UE的下行链路传输的实体或者来自于UE的上行链路接收的实体的情况或者其中中继器用作到BS的上行链路传输的实体或者来自于BS的下行链路接收的实体的情况。

本发明的以上描述的实施例可以通过各种的手段，例如，硬件、固件、软件或者其组合实现。

在硬件配置中，根据本发明的实施例的方法可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程序逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等等实现。

在固件或者软件配置中，根据本发明实施例的方法可以以用于执行以上描述的功能或者操作的模块、过程、功能等等的形式实现。软件码可以存储在存储单元中，并且由处理器执行。该存储单元可以位于该处理器的内部或者外面，并且经由各种已知的装置与处理器交换数据。

本发明的优选实施例的详细说明已经给出以允许本领域技术人员去实现和实践本发明。虽然已经参考优选的实施例描述了本发明，本领域技术人员应该理解，不脱离在所附的权利要求中描述的本发明的精神或者范围，可以在本发明中进行各种的改进和变化。因此，本发明不应该限于在此处描述的特定的实施例，而是应该根据符合在此处公开的原理和新颖特点的最宽的范围。

本领域内的技术人员可以明白，可以在不偏离本发明的精神和实质特性的情况下，以除了在此提出的那些之外的其他特定方式执行本发明。因此，上面的实施例在所有方面被解释为说明性的和非限制性的。应当通过所附的权利要求和它们的合法等同物而不是通过上面的说明来确定本发明的范围，并且在所附的权利要求的含义和等同范围内的所有改变意欲被涵盖在其中。因此，本发明并不意欲限制在此公开的实施例，而是给出与在此公开的原理和新的特征匹配的最宽范围。对于本领域内的技术人员显然的是，在所附的权利要求中未明确地彼此引用的权利要求可以作为本发明的实施例组合地被呈现或通过在提交本申请后的随后修改作为新的权利要求被包括。

工业实用性

本发明的上述实施例可应用于各种移动通信系统。

Claims (15)

1.一种用于在无线通信系统中通过用户设备(UE)报告信道状态信息(CSI)的方法，所述方法包括：

从基站(BS)接收参考信号；和

向所述BS报告使用所述参考信号产生的CSI，

其中，所述CSI包括：

指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)；和

指示用于所述2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且

其中，所述一个或者多个第一域PMI具有比所述一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过第二域PMI_1和第二域PMI_2的组合指示所述第二预编码矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在不同的时序处报告所述第二域PMI_1和所述第二域PMI_2。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二域PMI_2具有比所述第二域PMI_1的报告周期更短的报告周期。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，通过一个第一域PMI指示所述第一预编码矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二域PMI_2具有比所述第一域PMI的报告周期更短的报告周期。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，与所述第一域PMI同时报告所述第二域PMI_2。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，通过第一域PMI_1和第二域PMI_2的组合指示所述第一预编码矩阵。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二域PMI_2和所述第一域PMI_1被同时报告。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，通过一个第二域PMI指示所述第二预编码矩阵。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述第一预编码矩阵和所述第二预编码矩阵的组合确定用于所述2D天线结构的由所述UE首选的预编码矩阵。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一域是水平域，并且

其中，所述第二域是垂直域。

13.一种用于在无线通信系统中通过基站(BS)接收信道状态信息(CSI)的方法，所述方法包括：

向用户设备(UE)发送参考信号；和

从所述UE接收通过所述UE使用所述参考信号产生的所述CSI，

其中，所述CSI包括：

指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)；和

指示用于所述2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且

其中，所述一个或者多个第一域PMI具有比所述一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。

14.一种用于在无线通信系统中报告信道状态信息(CSI)的用户设备(UE)，所述UE包括：

发射器；

接收器；以及

处理器，

其中，所述处理器被配置成：

控制所述接收器以从基站(BS)接收参考信号，并且

控制所述发射器以向所述BS报告使用所述参考信号产生的CSI，

并且其中，所述CSI包括：

指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)；和

指示用于所述2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且

其中，所述一个或者多个第一域PMI具有比所述一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。

15.一种用于在无线通信系统中接收信道状态信息(CSI)的基站(BS)，所述BS包括：

发射器；

接收器；以及

处理器，

其中，所述处理器被配置成：

控制所述发射器以向用户设备(UE)发送参考信号，并且

控制所述接收器以从所述UE接收通过所述UE使用所述参考信号产生的CSI，并且

其中，所述CSI包括：

指示用于2D天线结构的第一域的第一预编码矩阵的一个或者多个第一域预编码矩阵指示符(PMI)；和

指示用于所述2D天线结构的第二域的第二预编码矩阵的一个或者多个第二域PMI，并且

其中，所述一个或者多个第一域PMI具有比所述一个或者多个第二域PMI的报告周期更短的报告周期。