CN105359427B - 用于在无线通信系统中通过终端发送用于使波束成形分离的反馈信息的方法 - Google Patents

用于在无线通信系统中通过终端发送用于使波束成形分离的反馈信息的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于在无线通信系统中通过终端向网络发送用于基于多天线的部分波束成形的反馈信息的方法。具体地，该方法包括以下步骤：从所述网络接收与包含在所述多个天线中的天线分区对应的基准信号；基于所述基准信号，从包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式当中选择一种或更多种波束成形模式，并且构造与所选择的一种或更多种波束成形模式相关的反馈信息；以及向所述网络发送所述反馈信息，并且所述反馈信息包括与下面的项中的至少一个对应的预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信息。

Description

用于在无线通信系统中通过终端发送用于使波束成形分离的 反馈信息的方法
技术领域
本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于在无线通信系统中在用户设备(UE)处发送用于部分波束成形(beamforming)的反馈信息的方法和装置。
背景技术
将给出作为能够适用于本发明的无线通信系统的示例的第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)系统的简要描述。
图1示出了作为示例性无线通信系统的演进通用移动电信系统(E-UMTS)网络的构造。E-UMTS系统是传统UMTS系统的演进，并且3GPP正基于E-UMTS标准化进行工作。E-UMTS也被称为LTE系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，分别参考“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network”的版本7和版本8。
参照图1，E-UMTS系统包括用户设备(UE)、演进的节点B(eNode B或eNB)、以及位于演进型UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的一端处并且连接到外部网络的接入网关(AG)。eNB可以同时发送多个数据流，以便于广播服务、多播服务和/或单播服务。
单个eNB管理一个或更多个小区。小区被设置为在1.25、2.5、5、10、15和20Mhz 的带宽中的一个带宽中操作，并且在该带宽中提供到多个UE的下行链路(DL)或上行链路(UL)传输服务。可以构造不同的小区以提供不同的带宽。eNB控制到多个UE的数据发送以及从多个UE的数据接收。关于DL数据，eNB通过将DL调度信息发送给特定UE来向该特定UE通知假定DL数据被发送的时间-频率区域、编码方案、数据大小、混合自动重传请求(HARQ)信息等。关于UL数据，eNB通过将 UL调度信息发送给特定UE来向该特定UE通知UE能够发送数据的时间-频率区域、编码方案、数据大小、HARQ信息等。可以在eNB之间限定用于发送用户业务或控制业务的接口。核心网络(CN)可以包括用于UE的用户注册的AG和网络节点。 AG在跟踪区域(TA)的基础上管理UE的移动性。一个TA包括多个小区。
尽管无线通信技术的发展阶段已达到基于宽带码分多址(WCDMA)的LTE，然而用户和服务提供商的需求和期望不断增加。考虑到其它无线接入技术正在发展，新技术演进需要实现未来的竞争力。具体地，需要减少每比特成本、提高服务可用性、灵活使用频带、简化结构、开放接口、适当消耗UE的功率。
发明内容
技术问题
被设计以解决所述问题的本发明的目的在于提供一种用于在无线通信系统中在用户设备(UE)处发送用于部分波束成形的反馈信息的方法和装置。
技术解决方案
可以通过提供一种在无线通信系统中从用户设备(UE)向网络发送用于基于多个天线的部分波束成形的反馈信息的方法来实现本发明的目的，该方法包括以下步骤：从所述网络接收与包含在所述多个天线中的天线分区(antenna partition)对应的基准信号；基于所述基准信号，从包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式当中选择一种或更多种波束成形模式，并且构造与所选择的一种或更多种波束成形模式相关的反馈信息；以及向所述网络发送所述反馈信息，其中，所述反馈信息包括与下面的项中的至少一个对应的预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信息。
该方法还可以包括以下步骤：从所述网络接收关于包含在所述候选波束成形模式集中的所述波束成形模式的信息。当由UE选择多种波束成形模式时，网络可以选择并应用多种波束成形模式中的一种，并且向UE发送信号。
在本发明的另一方面中，本文中提供了一种在无线通信系统中在网络处从用户设备(UE)接收用于基于多个天线的部分波束成形的反馈信息的方法，该方法包括以下步骤：向所述UE发送与包含在所述多个天线中的天线分区对应的基准信号；以及基于所述基准信号从所述UE接收所述反馈信息，其中，所述反馈信息与由UE从包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式当中选择的一种或更多种波束成形模式相关，并且包括与下面的项中的至少一个对应的预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信息。
该方法还可以包括以下步骤：向UE发送关于包含在所述候选波束成形模式集中的所述波束成形模式的信息。该方法还包括以下步骤：当由所述UE选择多种波束成形模式时，网络选择并应用所述多种波束成形模式中的一种，并且向所述UE发送信号。
根据本发明，反馈信息可以包括包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式的秩指示符和信道质量信息。当天线分区处于完全对齐的状态时，反馈信息可以包括针对天线分区和链接系数信息的一个预编码矩阵。
候选波束成形模式集可以包括下面的模式中的至少一种：开环波束成形模式、闭环波束成形模式、垂直波束成形模式和水平波束成形模式。
有益效果
根据本发明的实施方式，能够在无线通信系统中高效地报告用于部分波束成形的反馈信息。
本领域技术人员将要领会的是，能够通过本发明实现的效果不限于上文中已具体描述的效果，并且将从下面的详细描述更加清楚地理解本发明的其它优点。
附图说明
图1例示了作为无线通信系统的示例的演进通用移动电信系统(E-UMTS)网络的构造；
图2例示了在符合用户设备(UE)和演进的UMTS陆地无线电接入网络 (E-UTRAN)之间的第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的无线电接口协议架构中的控制平面协议栈和用户平面协议栈；
图3例示了3GPP系统中的物理信道和使用这些物理信道的一般信号传输方法；
图4例示了长期演进(LTE)系统中的无线电帧的结构；
图5例示了LTE系统中的下行链路无线电帧的结构；
图6例示了LTE系统中的上行链路子帧的结构；
图7例示了一般多输入多输出(MIMO)通信系统的构造；
图8和图9例示了支持通过四个天线(4-Tx下行链路传输)进行下行链路传输的LTE系统中的下行链路基准信号(RS)构造；
图10例示了在当前的3GPP标准规范中限定的示例性的下行链路解调基准信号(DMRS)分配；
图11例示了在当前的3GPP标准规范中限定的下行链路信道状态信息-基准信号(CSI-RS)构造的CSI-RS构造#0；
图12例示了天线倾斜方案；
图13是将相关技术的天线系统与有源天线系统(AAS)进行比较的图；
图14例示了示例性的基于AAS的用户设备(UE)特定的波束成形；
图15例示了基于AAS的二维波束发送场景；
图16例示了在均匀线性阵列中应用对齐的分区预编码的示例；
图17例示了在方形阵列中应用基于列对齐的分区预编码的示例；
图18例示了在方形阵列中应用基于行对齐的分区预编码的示例；
图19例示了在方形阵列中应用基于行组对齐的分区预编码的示例；
图20至图22例示了导频模式(pilot pattern)分配方法；
图23是示出了根据本发明的第一实施方式的网络与UE之间的信息交换处理的图；
图24是示出了根据本发明的第二实施方式的网络与UE之间的信息交换处理的图；
图25是示出了根据本发明的第二实施方式的在UE处构造针对多种波束成形模式的反馈的处理的图；以及
图26是根据本发明的实施方式的通信装置的框图。
具体实施方式
利用参照附图描述的本发明的实施方式将容易地理解本发明的构造、操作和其它特征。如本文中阐述的本发明的实施方式是将本发明的技术特征应用于第三代合作伙伴计划(3GPP)系统的示例。
当在期演进(LTE)系统和高级LTE(LTE-A)系统的上下文中描述本发明的实施方式时，这些实施方式仅仅是示例性的。因此，本发明的实施方式可适用于任何其它通信系统，只要上述限定对于通信系统有效即可。另外，当在频分双工(FDD)的上下文中描述本发明的实施方式时，这些实施方式在一些修改的情况下还容易地适用于半FDD(H-FDD)或时分双工(TDD)。
术语“基站(BS)”可以被用于覆盖包括远程无线电头(RRH)、演进的Node B (eNB或eNodeB)、接收点(RP)、中继器等的含义。
图2例示了在符合用户设备(UE)和演进的UMTS陆地无线电接入网络 (E-UTRAN)之间的3GPP无线接入网络标准的无线电接口协议架构中的控制平面协议栈和用户平面协议栈。控制平面是UE和E-UTRAN发送控制消息以管理呼叫的路径，并且用户平面是从应用层生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)被发送的路径。
层1(L1)处的物理(PHY)层向其更高层(媒体访问控制(MAC)层)提供信息传送服务。PHY层经由传输信道连接到MAC层。传输信道在MAC层和PHY 层之间传送数据。在发送器和接收器的PHY层之间的物理信道上发送数据。物理信道使用时间和频率作为无线资源。具体地，物理信道针对下行链路(DL)按照正交频分多址(OFDMA)进行调制，并且针对上行链路(UL)按照单载波频分多址 (SC-FDMA)进行调制。
层2(L2)处的MAC层经由逻辑信道向其更高层(无线电链路控制(RLC)层) 提供服务。L2处的RLC层支持可靠的数据传输。可以在MAC层的功能块中实现RLC 层功能。分组数据汇聚协议(PDCP)层在L2处执行报头压缩，以减少不必要的控制信息的量，并因此经由具有窄带宽的空中接口高效地传输诸如IP版本4(IPv4)或IP 版本6(IPv6)分组这样的网际协议(IP)分组。
仅在控制平面上限定层3(或L3)的最低部分处的无线电资源控制(RRC)层。 RRC层与无线电承载的构造、重新构造和释放有关地控制逻辑信道、传输信道和物理信道。无线电承载是指在L2处提供针对UE与E-UTRAN之间的数据传输的服务。为此，UE和E-UTRAN的RRC层彼此交换RRC消息。如果在UE和E-UTRAN之间建立RRC连接，则UE处于RRC连接模式，否则UE处于RRC空闲模式。RRC 层上面的非接入层(NAS)层执行包括会话管理和移动性管理的功能。
用于将数据从E-UTRAN传送到UE的DL传输信道包括承载系统信息的广播信道(BCH)、承载寻呼消息的寻呼信道(PCH)和承载用户业务或控制消息的共享信道(SCH)。DL多播业务或控制消息或DL广播业务或控制消息可以在DL SCH或者单独限定的DL多播信道(MCH)上被发送。用于将数据从UE传送到E-UTRAN的 UL传输信道包括承载初始控制消息的随机接入信道(RACH)和承载用户业务或控制消息的UL SCH。在传输信道上面被限定并映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道 (MCCH)、多播业务信道(MTCH)等。
图3例示了3GPP系统中的物理信道和用于在这些物理信道上发送信号的一般方法。
参照图3，当UE通电或进入新的小区时，则UE执行初始小区搜索(S301)。初始小区搜索涉及向eNB的同步的获得。具体地，UE使其定时与eNB同步，并且通过从eNB接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)来获取小区标识符(ID) 和其它信息。然后，UE可以通过从eNB接收物理广播信道(PBCH)来获取在小区中广播的信息。在初始小区搜索期间，UE可以通过接收下行链路基准信号(DL RS) 来监视DL信道状态。
在初始小区搜索之后，UE可以通过接收物理下行链路控制信道(PDCCH)以及基于该PDCCH中包含的信息接收物理下行链路共享信道(PDSCH)来获取详细的系统信息(S302)。
如果UE最初接入eNB或者不具有用于向eNB发送信号的无线电资源，则UE 可以执行与该eNB的随机接入过程(S303至S306)。在随机接入过程中，UE可以在物理随机接入信道(PRACH)上发送预定序列作为前导码(S303和S305)，并且可以在PDCCH和与该PDCCH关联的PDSCH上接收对该前导码的响应消息(S304和 S306)。在基于竞争的RACH的情况下，UE可以附加地执行竞争解决过程。
在上述过程之后，UE可以从eNB接收PDCCH和/或PDSCH(S307)，并且向 eNB发送物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH) (S308)，这是一般DL/UL信号发送过程。具体地，UE在PDCCH上接收下行链路控制信息(DCI)。本文中，DCI包括诸如针对UE的资源分配信息这样的控制信息。根据DCI的不同用途来限定不同的DCI格式。
UE在UL上发送给eNB或者在DL上从eNB接收的控制信息包括DL/UL确认/ 否定确认(ACK/NACK)信号、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、秩指示符(RI)等。在3GPPLTE系统中，UE可以在PUSCH和/或PUCCH上发送诸如CQI、PMI、RI等这样的控制信息。
图4例示了在LTE系统中使用的无线电帧的结构。
参照图4，一个无线电帧为10ms(327200×Ts)长，并且被划分成10个相等大小的子帧。每个子帧为1ms长，并且进一步地被划分成两个时隙。每个时隙为0.5ms (15360×Ts)长。本文中，Ts表示采样时间，并且Ts＝1/(15kHz×2048)＝3.2552x10-8 (约33ns)。一个时隙包括时间域中的多个正交频分复用(OFDM)符号或者SC-FDMA 符号乘以频率域中的多个资源块(RB)。在LTE系统中，一个RB包括12个子载波×7 (或6)个OFDM符号。发送数据期间的单位时间被限定为发送时间间隔(TTI)。可以以一个或更多个子帧为单位来限定TTI。上述无线电帧结构仅仅是示例性的，并因此可以改变无线电帧中的子帧的数目、子帧中的时隙的数目或者时隙中的OFDM 符号的数目。
图5例示了DL无线电帧中的子帧的控制区域中包含的示例性控制信道。
参照图5，一个子帧包括14个OFDM符号。根据子帧构造，子帧的第一个OFDM 符号至第三个OFDM符号被用于控制区域，并且其它的11至13个OFDM符号被用于数据区域。在图5中，参考字符R1至R4表示针对天线0至天线3的RS或导频信号。不管控制区域和数据区域如何，在子帧中都按照预定模式分配RS。控制信道被分配给控制区域中的非RS资源，并且业务信道还被分配给数据区域中的非RS资源。分配给控制区域的控制信道包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合ARQ 指示符信道(PHICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)等。
PCFICH是承载与用于每个子帧中的PDCCH的OFDM符号的数目有关的信息的物理控制格式指示符信道。PCFICH位于子帧的第一OFDM符号中，并且被构造有高于PHICH和PDCCH的优先权。PCFICH包括4个资源元素组(REG)，每个REG 基于小区标识(ID)被分发到控制区域。一个REG包括4个资源元素(RE)。RE是由一个子载波乘以一个OFDM符号限定的最小的物理资源。根据带宽，PCFICH被设置为1至3或2至4。PCFICH按照正交相移键控(QPSK)进行调制。
PHICH是承载针对UL发送的HARQ ACK/NACK的物理混合自动重传请求 (HARQ)指示符信道。也就是说，PHICH是递送针对UL HARQ的DL ACK/NACK 信息的信道。PHICH包括一个REG，并且被小区特定地加扰。ACK/NACK在一个比特中被指示，并且按照二进制相移键控(BPSK)进行调制。经调制的ACK/NACK 利用2或4的扩展因子(SF)进行扩展。被映射到同一资源的多个PHICH形成PHICH 组。根据扩展码的数目来确定被复用成PHICH组的PHICH的数目。PHICH(组)被重复三次，以在频域和/或时域获中得分集增益。
PDCCH是分配给子帧的前n个OFDM符号的物理DL控制信道。这里，n是1 或由PCFICH指示的更大的整数。PDCCH占用一个或更多个CCE。PDCCH将与传输信道、PCH和DL-SCH的资源分配信息、UL调度授权和HARQ信息承载到每个 UE或UE组。在PDSCH上发送PCH和DL-SCH。因此，eNB和UE通常在PDSCH 上发送和接收除特定控制信息或特定服务数据以外的数据。
在PDCCH上传送指示一个或更多个UE接收PDSCH数据的信息和指示UE应该如何接收PDSCH数据并对其进行解码的信息。例如，假定通过无线电网络临时标识(RNTI)“A”来对特定PDCCH的循环冗余校验(CRC)进行掩码，并且在特定子帧中发送与在无线电资源(例如，在频率位置处)“B”中基于传输格式信息(例如，传输块大小、调制方案、编码信息等)“C”发送的数据有关的信息，小区内的 UE在搜索空间中使用其RNTI信息来监测PDCCH(即，对PDCCH进行盲解码)。如果一个或更多个UE具有RNTI“A”，则这些UE接收PDCCH，并且基于所接收的 PDCCH的信息来接收由“B”和“C”指示的PDSCH。
图6例示了LTE系统中的UL子帧的结构。
参照图6，UL子帧可以被划分成控制区域和数据区域。包含上行链路控制信息(UCI)的物理上行链路控制信道(PUCCH)被分配给控制区域，并且包含用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)被分配给数据区域。子帧的中部被分配给PUSCH，而数据区域的在频域上的两侧被分配给PUCCH。在PUCCH上发送的控制信息可以包括HARQ ACK/NACK、表示下行链路信道状态的CQI、针对多输入多输出(MIMO) 的RI、请求UL资源分配的调度请求(SR)。针对一个UE的PUCCH占用子帧的每个时隙中的一个RB。也就是说，分配给PUCCH的两个RB在子帧的时隙边界跳频。具体地，在图6中，具有m＝0、m＝1和m＝2的PUCCH被分配给子帧。
现在将给出MIMO系统的描述。MIMO可以通过使用多个发送(Tx)天线和多个接收(Rx)天线来增加数据的发送和接收效率。也就是说，在发送器或者接收器处使用多个天线的情况下，在无线通信系统中MIMO可以增加容量并且改善性能。术语“MIMO”可以与“多天线”互换。
MIMO技术不依赖于单个天线路径以接收整个消息。相反地，MIMO技术通过将经由多个天线接收的数据片段进行组合来完成消息。MIMO能够增加预定大小的小区区域内的数据速率，或者以给定的数据速率对系统覆盖范围进行扩展。此外，MIMO 能够发现其在包括移动终端、中继器等在内的宽的范围内的用途。MIMO能够克服与移动通信中的常规单天线技术遇到的有限的传输容量。
图7示出典型的MIMO通信系统的构造。
参照图7，发送器具有NT个Tx天线，并且接收器具有NR个Rx天线。与仅在发送器和接收器中的一个处使用多个天线相比，在发送器和接收器两者处使用多个天线增加了理论的信道发送容量。信道发送容量与天线的数目成比例地增加。因此，增加了发送速率和频率效率。给定可以利用单天线来实现的最大发送速率Ro，则在多个天线的情况下可以使发送速率在理论上增加为Ro和发送速率增加率Ri的乘积。Ri是NT和NR中的较小者。
[式1]
Ri＝min(NT,NR)
例如，具有四个Tx天线和四个Rx天线的MIMO通信系统可以在理论上实现关于单天线系统的传输速率的四倍增加。自从20世纪90年代中期证实了MIMO系统的理论容量增加以来，已经积极地提出了很多技术，以在实际实现中增加数据速率。这些技术中的一些已经反映在诸如用于3G移动通信、下一代无线局域网(WLAN) 等的标准这样的各种无线通信标准中。
关于目前为止MIMO的研究趋势，正在对MIMO的包括以下方面在内的许多方面进行积极研究：在各种信道环境和多址环境下的与多天线通信容量的计算相关的信息理论的研究、测量MIMO无线电信道和MIMO建模的研究、用于提高传输可靠性和传输速率的时空信号处理技术的研究等。
将通过数学建模来详细地描述如图7中所例示的具有NT个Tx天线和NR个Rx 天线的MIMO系统中的通信。关于发送信号，如以下向量所表达的，能够通过NT个 Tx天线来发送最多NT条信息。
[式2]
不同的发送功率可以被应用于各条发送信息假定分别由表示发送信息的发送功率水平。然后，受发送功率控制的发送信息矢量被给出为：
[式3]
可以使用发送功率的对角矩阵P来如下地表达受发送功率控制的发送信息矢量
[式4]
可以通过将受发送功率控制的信息矢量乘以权重矩阵W来产生NT个发送信号权重矩阵W用来根据发送信道状态等将发送信息适当地分发给Tx 个天线。这些NT个发送信号被表示为矢量X，其可以由[式5]确定。
在本文中，wij表示第j条信息和第i个天线之间的权重，并且W被称为权重矩阵或预编码矩阵。
[式5]
通常，信道矩阵的秩的物理含义是能够在给定的信道上发送的不同条信息的最大数目。因此，信道矩阵的秩被限定为信道矩阵中的独立行的数目和独立列的数目之间的较小者。信道矩阵的秩不大于信道矩阵的行或列的数目。信道矩阵H的秩rank(H) 满足下面的约束。
[式6]
rank(H)≤min(NT,NR)
在MIMO中发送的不同条信息被称为“发送流”或者简称为“流”。“流”还可以被称为“层”。因此推断发送流的数目不大于信道的秩(即，可发送的不同条信息的最大数目)。因此，信道矩阵H由下式确定：
[式7]
#of streams≤rank(H)≤min(NT,NR)
“#of streams”表示流的数目。在此要注意的是，可以通过一个或更多个天线来发送一个流。
可以按照多种方式将一个或更多个流映射到多个天线。以下可以根据MIMO方案来描述流到天线的映射。如果通过多个天线来发送一个流，则这可以认为是空间分集。当通过多个天线来发送多个流时，这可以认为是空间复用。更不用说，可以想到空间分集和空间复用组合的混合方案。
与传统LTE标准相比，预期下一代移动通信标准LTE-A将支持协作多点 (CoMP)发送，以便增加数据速率。CoMP是指通过与两个或更多个eNB或小区之间的协作来向UE发送数据，以便增加位于阴影区域中的UE与eNB(小区或扇区)之间的通信性能。
CoMP发送方案可以被分类成COMP协调调度/波束成形和(COMP-CS/CB)被称为以数据共享为特点的协作MIMO的CoMP联合处理(COMP-JP)。
在DL CoMP-JP中，UE可以从执行CoMP发送的eNB同时瞬间地接收数据，并且可以将所接收的信号进行组合，从而增加接收性能(联合发送(JT))。另外，参与CoMP发送的eNB中的一个可以在特定时间点(动态点选择(DPS))向UE 发送数据。
相比之下，在下行链路CoMP-CS/CB中，UE可以通过波束成形从一个eNB(即，服务eNB)瞬间地接收数据。
在UL CoMP-JP中，eNB可以同时从UE接收PUSCH信号(联合接收(JR))。相比之下，在UL CoMP-CS/CB中，仅一个eNB从UE接收PUSCH。在本文中，协作小区(或eNBs)可以做出关于是否使用CoMP-CS/CB的决定。
在下文中，将给出信道状态信息(CSI)报告的描述。在当前LTE标准中，MIMO 发送方案被分类成在没有CSI的情况下操作的开环MIMO和基于CSI操作的闭环 MIMO。特别地，根据闭环MIMO系统，eNB和UE中的每一个可以能够基于CSI 执行波束成形，以便获得MIMO天线的复用增益。为了从UE获取CSI，eNB通过 PUCCH或PUSCH向UE发送RS，并且命令UE反馈基于所述RS测量的CSI。
CSI被划分成三种类型的信息：RI、PMI和CQI。首先，RI是与如以上所描述的信道秩有关的信息，并且指示能够经由同一时间-频率资源接收的流的数目。因为由信道的长期衰落来确定RI，所以可以通常以比PMI或CQI的周期长的周期反馈 RI。
其次，PMI是反映信道的空间特性的值，并且指示由UE基于信号与干扰加噪声比(SINR)的度量而优选的eNB的预编码矩阵索引。最后，CQI是指示信道的强度的信息，并且指示在eNB使用PMI时可获得的接收SINR。
诸如LTE-A系统这样的高级系统通过多用户MIMO(MU-MIMO)来考虑附加的多用户分集。由于在MU-MIMO的天线域中复用的UE之间的干扰，CSI的准确性可能显著地影响对其它复用的UE以及报告该CSI的UE的干扰。因此，应该在 MU-MIMO中报告比在单用户MIMO(SU-MIMO)中更准确的CSI。
在该上下文中，LTE-A标准已经确定将最终PMI单独地设计为长期和/或宽带 PMI(W1)以及短期和/或子带PMI(W2)。
例如，如式8所表达的信道的长期协方差矩阵可以被用于利用W1和W2来构造一个最终PMI的分层码本变换。
[式8]
W＝norm(W1 W2)
在式8中，W2是短期PMI，该短期PMI是反映短期信道信息的码本的码字，W 是最终码本的码字，并且norm(A)是通过使矩阵A的每一列正则化为1而获得的矩阵。
按照惯例，码字W1和W2如式9给出。
[式9]
其中Xi是Nt/2乘M矩阵。
(如果秩＝r)，其中1≤k，l，m≤M并且k、l、m是整数。
在式9中，设计码字以便反映建立的信道之间的相关特性，如果交叉极化天线被密集地布置，例如，则相邻的天线之间的距离等于或小于信号波长的一半。可以将交叉极化天线划分成水平天线组和垂直天线组，并且这两个天线组被协同定位，每个天线组具有均匀线性阵列(ULA)天线的特性。
因此，每个组中的天线之间的相关具有相同的线性相位递增特性，并且天线组之间的相关的特点是相位旋转。因为码本是信道的量化值，所以有必要设计反映信道特性的码本。为了方便描述，可以如式10那样给出按照以上方式设计的秩-1码字。
[式10]
在式10中，码字被表示为NT×1矢量，其中，NT是Tx天线的数目，并且码字包括分别表示水平天线组和垂直天线组的相关特征的上矢量Xi(k)和下矢量αjXi(k)。 Xi(k)被表示为具有线性相位增量性质的矢量，反映每个天线组中的天线之间的相关特征。例如，离散傅里叶变换(DFT)矩阵可以被用于Xi(k)。
诸如LTE-A系统这样的高级系统通过使用MU-MIMO来考虑附加多用户分集的实现。由于在MU-MIMO的天线域中复用的UE之间存在干扰信道，因此CSI的准确性可能显著地影响对其它复用的UE以及报告该CSI的UE的干扰。因此，应该在MU-MIMO中报告比在SU-MIMO中更准确的CSI。
在CoMP JT中，因为多个eNB通过协作来向特定UE发送同一数据，所以eNB 可以被理论上认为形成具有在地理上分布的天线的MIMO系统。也就是说，即使当在JT中实现MU-MIMO时，也需要高度准确的CSI来如在单小区MU-MIMO操作中一样避免CoMP调度的UE之间的干扰。相同情况适用于CoMP CB。也就是说，为了避免由相邻小区导致的对服务小区的干扰，需要准确的CSI。一般而言，UE需要报告附加的CSI反馈，以便增加CSI反馈的准确性。CSI反馈在PUCCH或PUSCH 上被发送到eNB。
现在将给出RS的详细的描述。
一般而言，发送器将为该发送器和接收器二者所知的RS与数据一起发送给接收器，使得接收器可以在该RS中执行信道测量。RS指示用于解调的调制方案，并且RS被用于信道测量。RS被分类成针对特定UE的专用RS(DRS)(即，UE特定 RS)和针对小区内的所有UE的公用RS(CRS)(即，小区特定RS)。小区特定 RS包括UE测量要被报告给eNB的CQI/PMI/RI的RS。该RS被称为信道状态信息 -RS(CSI-RS)。
图8和图9例示了支持通过四个天线的DL发送(4-Tx DL发送)的LTE系统中的RS构造。具体地，图8例示了在正常CP的情况下的RS构造，并且图9例示了在扩展CP的情况下的RS构造。
参照图8和图9，网格中的参照数字0至3表示通过天线端口0至天线端口3发送以用于信道测量和数据调制的小区特定RS(CRS)。所述CRS可以跨过控制信息区域以及数据信息区域被发送到UE。
网格中的参照字符D表示UE特定RS、解调RS(DMRS)。在支持单天线端口发送的数据区域中(即，在PDSCH上)发送DMRS。通过更高层的信令将UE特定 RS、DMRS的存在或不存在指示给UE。在图8和图9中，通过天线端口5发送DMRS。 3GPP TS 36.211为总共八个天线端口(天线端口7至天线端口14)限定了DMRS。
图10例示了在当前的3GPP标准规范中限定的示例性的DL DMRS分配。
参照图10，使用针对第一DMRS组(DMRS组1)中的相应天线端口的序列来映射针对天线端口7、天线端口8、天线端口11和天线端口13的DMRS，而使用针对第二DMRS组(DMRS组2)中的相应天线端口的序列来映射针对天线端口9、天线端口10、天线端口12和天线端口14的DM-RS。
与CRS相比，为了PDSCH的信道测量，提出了CSI-RS，并且最多32种不同的资源构造可用于CSI-RS，以减小多小区环境下的小区间干扰(ICI)。
如有可能，根据天线端口的数目来使用不同的CSI-RS(资源)构造，并且相邻的小区根据不同的(资源)构造来发送CSI-RS。与CRS不同，在3GPP标准中CSI-RS 支持最多八个天线端口，并且从天线端口15至天线端口22的总共八个天线端口被分配给CSI-RS。表1和表2列出了3GPP标准中限定的CSI-RS构造。具体地，表1 列出了在正常CP的情况下的RS构造，并且表2列出了在扩展CP的情况下的RS构造。
[表1]
[表2]
在表1和表2中，(k',l')表示RE索引，其中，k'是子载波索引，并且l'是OFDM 符号索引。图11例示了在当前的3GPP标准中限定的DL CSI-RS构造的CSI-RS构造#0。
另外，可以由子帧的周期TCSI-RS和子帧偏移ΔCSI-RS来限定CSI-RS子帧构造。表3 列出了3GPP标准中限定的CSI-RS子帧构造。
[表3]
在如表4中例示地构造的CSI-RS-Config-r10消息中通过RRC层信令来发送关于零功率(ZP)CSI-RS的信息。具体地，ZP CSI-RS资源构造包括 zeroTxPowerSubframeConfig-r10和16比特位图、zeroTxPowerResourceConfigList-r10。 zeroTxPowerSubframeConfig-r10通过表3中例示的ICSI-RS来指示CS-RS发送周期和 ZP CSI-RS的子帧偏移。zeroTxPowerResourceConfigList-r10指示ZP CSI-RS的构造。该位图的元素指示按照针对表1或表2中的四个CSI-RS天线端口的列写入的相应的构造。即，当前的3GPP标准仅为四个CSI-RS天线端口限定了ZP CSI-RS。
[表4]
如表5中例示，当前的3GPP标准针对相应的CQI索引限定了调制阶数和编码速率。
[表5]
基于如下的干扰测量计算CQI。
UE需要测量信号与干扰加噪声比(SINR)，以便CQI计算。在这种情况下， UE可以在诸如非零功率(NZP)CSI-RS这样的RS中测量期望信号的接收功率(S 测量)。为了干扰功率测量(Ⅰ测量或干扰测量(IM))，UE测量从所接收的信号中消除期望信号而得到的干扰信号的功率。
CSI测量子帧集CCSI,0和CCSI,1可以通过更高层信令来构造，并且每个子帧集中的子帧不同于其它子帧集中的子帧。在这种情况下，UE可以在没有任何特定子帧限制的情况下在诸如CSI-RS这样的RS中执行S测量。然而，UE应该通过CSI测量子帧集 CCSI,0和CCSI,1中的单独的I测量针对CSI测量子帧集CCSI,0和CCSI,1单独地计算CQI。
在下文中，将描述针对DL数据信道的发送模式。
如表6和表7中例示，当前的3GPP LTE标准规范3GPP TS 36.213限定了DL数据信道发送模式。DL数据信道发送模式通过更高层信令(即，RRC信令)被指示给 UE。
[表6]
[表7]
参照表6和表7，3GPP LTE标准规范根据用于对PDCCH进行掩码的RNTI的类型限定了DCI格式。特别是针对C-RNTI和SPS C-RNTI，3GPP LTE标准规范限定了发送模式和对应于这些发送模式的DCI格式(即，基于发送模式的DCI格式)，如表6和表7中例示。不考虑发送模式(即，回退模式)，针对应用附加地限定DCI 格式1A。表6例示了针对通过C-RNTI对PDCCH进行掩码的情况的发送模式，并且表7例示了针对通过SPS C-RNTI对PDCCH进行掩码的情况的发送模式。
参照表6，如果UE通过对由C-RNTI进行掩码的PDCCH进行盲解码来检测DCI 格式1B，则UE在假定PDSCH已在单层中通过闭环空间复用进行发送的情况下对该 PDSCH进行解码。
在表6和表7中，模式10是用于CoMP的DL数据信道发送模式。例如，在表 6中，如果UE通过对由C-RNTI进行掩码的PDCCH进行盲解码来检测DCI格式2D，则UE在假定PDSCH已通过天线端口7至天线端口14(即，基于DM-RS通过多层发送方案)进行发送的情况下或者在假定PDSCH已经通过单天线端口(DM-RS天线端口7或8)进行发送的情况下对该PDSCH进行解码。
另一方面，如果作为对PDCCH进行盲解码的结果检测到DCI格式1A，则发送模式根据关联的子帧是否是MBSFN子帧而不同。例如，如果关联的子帧是非 MBSFN子帧，则UE假定已经通过基于天线端口0的CRS的单天线发送方案或者通过基于CRS的发送分集方案发送了PDSCH对PDSCH进行解码。如果关联的子帧是MBSFN子帧，则UE假定已经通过基于天线端口7的DM-RS的单天线发送方案发送了PDSCH对PDSCH进行解码。
现在将给出准协同定位(QCL)的描述。
如果一个天线端口与另一个天线端口被准协同定位，则这意味着UE可以假定从这些天线端口中的一个(或者对应于该天线端口的无线电信道)接收的信号的大规模性能与从另一个天线端口(或对应于该天线端口的无线电信道)接收的信号的大规模性能是完全或部分相同的。这些大规模性能可以包括多普勒扩展、多普勒频移、定时偏移相关的平均延迟、延迟扩展、平均增益等。
根据QCL的限定，UE不能假定彼此未被准协同定位的天线端口具有相同的大规模性能。因此，UE应该针对相应天线端口独立地执行跟踪程序，以便获得这些天线端口的频率偏移和定时偏移。
另一方面，UE可以执行关于准协同定位的天线端口的以下操作。
1)UE可以将与特定天线端口对应的无线电信道的在功率延迟分布、延迟扩展、多普勒频谱和多普勒扩展方面的估计应用到在与该特定天线端口准协同定位的另一个天线端口对应的无线电信道的信道估计中使用的维纳滤波器的参数。
2)UE可以获得特定天线端口对准协同定位的天线端口的时间同步和频率同步。
3)最后，UE可以计算准协同定位的天线端口的基准信号接收功率(RSRP)测量结果的平均值作为平均增益。
例如，假定当接收到基于DM-RS的DL数据信道调度信息(例如，PDCCH(或增强的PDCCH(E-PDCCH))上的DCI格式2C)时，UE使用由该调度信息指示的 DM-RS序列来执行对PDSCH的信道估计，然后对数据进行解调。
在这种情况下，如果被构造用于在DL数据信道估计中使用的DM-RS的天线端口与针对被构造用于服务小区的CRS的天线端口准协同定位，则UE可以在与DM-RS 天线端口对应的无线电信道的信道估计中使用对应于该CRS天线端口的无线电信道的估计的大规模性能，由此增加基于DM-RS的DL数据信道的接收性能。
同样地，如果用于DL数据信道估计的DM-RS的天线端口与服务小区的CSI-RS 的天线端口准协同定位，则UE可以在与DM-RS天线端口对应的无线电信道的信道估计中使用对应于CSI-RS天线端口的无线电信道的估计的大规模性能，由此增加基于DM-RS的DL数据信道的接收性能。
在LTE中，规定了当在作为CoMP发送模式的模式10下发送DL信号时，eNB 为UE构造QCL类型A和QCL类型B中的一个。
QCL类型A基于以下前提：CRS天线端口、DM-RS天线端口和CSI-RS天线端口针对除平均增益之外的大规模特性被准协同定位。这意味着同一节点发送物理信道和信号。另一方面，QCL类型B被限定为使得通过更高层消息为每个UE构造最多四种QCL模式，以使得能够实现诸如DPS或JT这样的CoMP发送，并且通过DCI 来向UE动态地指示要被用于DL信号发送的QCL模式。
将更详细地描述QCI类型B的情况下的DPS发送。
如果具有N1个天线端口的节点#1发送CSI-RS资源#1，并且具有N2个天线端口的节点#2发送CSI-RS资源#2，则CSI-RS资源#1被包含在QCL模式参数集#1中，并且CSI-RS资源#2被包含在QCL模式参数集#2中。此外，eNB通过更高层信号来为位于节点#1和节点#2的公共覆盖范围内的UE构造QCL模式参数集#1和CSI-RS 资源#2。
然后，eNB可以通过以下方式来执行DPS：利用DCI，当通过节点#1向UE发送数据(即，PDSCH)时为UE构造QCL模式参数集#1，并且当通过节点#2向UE 发送数据时为UE构造QCL模式参数集#2。如果为UE构造了QCL模式参数集#1，则UE可以假定CSI-RS资源#1与DM-RS准协同定位，而如果为UE构造了QCL模式参数集#2，则UE可以假定CSI-RS资源#2与DM-RS准协同定位。
下面将描述有源天线系统(AAS)和三维(3D)波束成形。
在传统蜂窝系统中，eNB通过机械倾斜或电倾斜来减小ICI并增加小区内的UE 的吞吐量(例如，UE处的SINR)，这将在下面更详细地描述。
图12例示了天线倾斜方案。具体地，图12(a)例示了未应用天线倾斜的天线构造，图12(b)例示了应用了机械倾斜的天线构造，并且图12(c)例示了应用了机械倾斜和电倾斜两者的天线构造。
图12(a)和图12(b)之间的比较揭示了在如图12(b)中例示的初始天线安装处机械倾斜受到固定的波束方向的影响。另一方面，由于小区固定的倾斜，电倾斜仅允许非常严格的垂直波束成形，而不管倾斜角可通过如图12(c)中例示的内部移相器改变的优点。
图13是将相关技术的天线系统与AAS进行比较的图。具体地，图13(a)例示了相关技术的天线系统，而图13(b)例示了AAS。
参照图13，与相关技术的天线系统相比，在AAS中，多个天线模块中的每一个包括诸如功率放大器(PA)(即，有源器件)这样的射频(RF)模块。因此，AAS 可以基于天线模块来控制功率和相位。
通常，诸如ULA这样的线性阵列天线(即，一维阵列天线)被认为MIMO天线结构。可以由一维阵列天线形成的波束存在于二维(2D)平面上。同样的情况适用于基于无源天线系统(PAS)的MIMO结构。尽管基于PAS的eNB具有垂直天线和水平天线，然而垂直天线不能在垂直方向上形成波束，而仅可以允许前述机械倾斜，因为所述垂直天线在一个RF模块中。
然而，当eNB的天线结构已经演进为AAS时，即使针对垂直天线也能独立地构造RF模块。因此，垂直波束成形以及水平波束成形是可能的。这被称为仰角 (elevation)波束成形。
仰角波束成形也可以被称为3D波束成形，因为可以在3D空间中沿垂直方向和水平方向形成可用的波束。也就是说，一维阵列天线结构到2D阵列天线结构的演变能够实现三维波束成形。仅当天线阵列是平面时，3D波束成形是不可能的。相反，即使在环形3D阵列结构中，3D波束成形也是可能的。考虑到除了现有的一维天线结构之外的各种天线布局，3D波束成形的特征在于在3D空间中进行MIMO处理。
图14例示了AAS中的示例性UE特定波束成形。参照图14，即使UE从eNB 向前或向后以及向eNB的左边和右边移动，也可以通过3D波束成形朝向UE形成波束。因此，为UE特定波束成形赋予更高的自由。
此外，室外eNB向室外UE发送信号的室外到室外环境、室外eNB向室内UE 发送信号的室外到室内(O2I)环境以及室内eNB向室内UE发送信号的室内到室内环境(室内热点)可以被认为是使用基于AAS的2D阵列天线结构的发送环境。
图15例示了基于AAS的2D波束发送场景。
参照图15，eNB需要在多个建筑物存在于小区中的真实小区环境中考虑与建筑物高度有关的基于各种UE高度的垂直波束操纵以及UE特定水平波束操纵。考虑到这种小区环境，需要反映与现有无线信道环境的信道特性显著不同的信道特性，例如，根据不同的高度的遮蔽/路径损耗改变、变化的衰落特性等。
换言之，3D波束成形是基于现有线性一维阵列天线结构的仅水平波束成形的演进。3D波束成形是指使用诸如平面阵列这样的多维阵列天线结构通过扩展到仰角波束成形或垂直波束成形或者与仰角波束成形或垂直波束成形进行组合来执行的 MIMO处理方案。
现在将给出使用线性预编码的MIMO系统的描述。DL MIMO系统可以在被假定在窄带系统或宽带系统的频域中经历平坦衰落的频率单元(例如，子载波)中被建模为式11。
[式11]
y＝Hx+z
在式11中，如果UE处的Rx天线端口的数目是Nr，并且eNB处的Tx天线端口的数目是Nt，则y是在UE的Nr个Rx天线处接收的Nr×1信号矢量，H是大小为 Nr×Nt的MIMO信道矩阵，x是Nt×1发送信号，并且z是Nr×1接收噪声和干扰矢量。
上述系统模型适用于多用户MIMO场景以及单用户MIMO场景。虽然在单用户 MIMO场景中Nr是单个UE处的Rx天线的数目，但是在多用户MIMO场景中Nr可以被理解为多个UE处的Rx天线的总数。
上述系统模型适用于UL发送场景以及DL发送场景。然后，Nt可以表示UE处的Tx天线的数目，并且Nr可以表示eNB处的Rx天线的数目。
在线性MIMO预编码器的情况下，MIMO预编码器通常可以被表示为Nt×Ns大小的矩阵U，其中，Ns是发送秩或者发送层的数目。因此，发送信号矢量x可以被建模为式12。
[式12]
其中，PT是发送信号能量，并且s是表示在Ns个发送层中发送的信号的Ns×1发送信号矢量。也就是说，E{sHUHUs}＝Ns。假定由u1，…，uNs表示与Ns个发送层对应的Nt×1预编码矢量。于是，U＝[u1…uNs]。在这种情况下，式12可以被表达为式 13。
[式13]
其中，si是矢量s的第i个元素。通常，可以假定在不同的层中发送的信号是不相关的并且每个信号的平均幅值是相同的。如果假定每个信号的平均能量是1为了描述的方便起见，层预编码矢量的能量的总和为如式14给出的Ns。
[式14]
如果将在每层中利用相同的功率来发送信号，则从式14可知
随着诸如大规模MIMO或大型MIMO这样的未来的多天线系统发展，天线的数目将逐渐地增加。事实上，考虑到3D MIMO环境，在LTE标准中针对一个eNB考虑使用最多64个Tx天线。
然而，当天线的数目增加时，导频开销和反馈开销也增加。结果，会增加解码复杂性。因为MIMO信道矩阵H的大小随eNB处的天线的数目而增加，所以eNB应该向UE发送更多的测量导频，使得UE可以估计MIMO信道。如果UE向eNB反馈与所测量的MIMO信道有关的显式或隐式信息，则反馈信息的量将随着信道矩阵变得更大而增加。特别是当如在LTE系统中发送基于码本的PMI反馈时，天线数目的增加导致PMI码本的大小的指数增长。因此，eNB和UE的计算复杂性增加。
在这种环境下，系统复杂性和开销可以通过划分全部Tx天线并因此基于子阵列发送导频信号或反馈来缓解。特别是从LTE标准的角度来看，可以通过重新使用常规导频信号、MIMO预编码方案和/或支持最多8个Tx天线的反馈方案中的大部分来支持大规模MIMO系统。
从这个观点来看，如果上述MIMO系统模型的每层预编码矢量被划分成M个子预编码矢量，并且由ui,1,…,ui,M表示针对第i层的预编码矢量的子预编码矢量，则针对第i层的预编码矢量可以被表示为
每个子预编码矢量经历通过按行对Nr×NtMIMO信道矩阵H进行分区而获得的在与子预编码矢量对应的分区中包括Tx天线的子信道矩阵作为有效信道。使用这些子信道矩阵来表示MIMO信道矩阵H如下。
[式15]
H＝[H1…HM]
如果UE基于PMI码本来确定每个优选的子预编码矢量，则需要用于使每个子预编码矢量标准化的操作。标准化是指用于按照以下的方式来处理预编码矢量的值、大小和/或相位或者该预编码矢量的特定元素的整体操作：可以从针对相同数目的Tx天线的PMI码本来选择相同大小的子预编码矢量。
例如，PMI码本的第一个元素是0或1，则可以使每个子预编码矢量的相位和大小关于0或1标准化。在下文中，假定使针对第m个分区的子预编码矢量ui,m关于αi,m的值标准化，并且经标准化的子预编码矢量或经标准化的分区的预编码器(NPP)是 vi,m＝ui,m/αi,m。因此，考虑到基于码本的预编码，分区的预编码被建模为式16。
[式16]
如从式16注意到的，从整个预编码器的角度来看，αi,m的值可以被解释为使NPP 彼此链接的值。在下文中，这些值将被称为链接系数。因此，可以通过限定针对天线端口的分区的NPP和使这些NPP彼此链接的链接系数来限定针对全部Tx天线(天线端口)的预编码方法。
针对第i层的M个链接系数可以被限定为矢量ai＝[αi,1αi,2…αi,M]T。本文中，ai将被称为“链接矢量”。
虽然可以说链接矢量由M个值组成，但是关于链接矢量的第一个元素被标准化的其它(M-1)个值bi可以被认为是链接矢量。也就是说，其它(M-1)个NPP相对于第一个NPP的相对差可以被限定为如式17中表达的链接矢量。这是因为假定在许多情况下第一个元素已经从整个预编码矢量ui的角度被标准化。
[式17]
如果发送层中的每一个被划分成相同数目的分区，则也可以限定被表达为式18的链接矩阵。以矩阵形式的针对每个分区的NPP可以被限定为式19。
[式18]
[式19]
使通过根据与每个分区的大小一样多地重复M×1链接矢量中的每个元素而获得的矢量由扩展的链接矢量表示。例如，如果M＝2并且第一分区和第二分区的大小针对第i层分别为3和4，则可以通过堆叠扩展的链接矢量来限定扩展的链接矩阵
在这种情况下，在式20中，整个预编码矩阵可以被表达为扩展的链接矩阵与NPP矩阵Vt之间的哈达玛(Hadamard)积(或按元素的积)。
[式20]
其中，并且矩阵操作符ο表示哈达玛积。
(扩展的)链接矢量和(扩展的)链接矩阵被共同地称为链接预编码器。因为(扩展的)链接矢量和(扩展的)链接矩阵是确定Tx天线预编码器的元素，所以在本文中使用术语预编码器。如从式20注意到的，可以构造一个链接预编码器，这不应当被理解为限制本发明。例如，可以由链接矢量ai的附加分区来构造多个子链接矢量，并且可以因此限定子链接预编码器。虽然下面的描述是在单个链接预编码器的情况下给出的，但是不排除链接预编码器分区情况。
虽然按照不同的链接系数适用于同一分区中的不同的发送层的方式表示链接系数，但是如果以相同的方式对每层进行分区，则可以与发送层无关地构造链接系数。也就是说，可以为每层构造相同的链接系数。在这种情况下，在链接矢量之间建立 的关系。然后，仅用M或(M-1)个链接系数来表达链接预编码器。
MIMO预方案可以被大致分类成闭环预编码和开环预编码。当构造MIMO预编码器时，在闭环预编码方案中考虑发送器和接收器之间的信道。因此，需要诸如来自 UE的反馈信号的发送或导频信号的发送的附加的开销，使得发送器可以估计MIMO 信道。如果信道被精确地估计，则闭环预编码方案优于开环预编码方案。因此，闭环预编码方案被主要用于经历发送器和接收器之间的小信道变化(例如，具有低多普勒扩展和低延迟扩展的环境)的静态环境中，因为闭环预编码方案要求信道估计精度。另一方面，在经历发送器和接收器之间的大信道变化的环境下，开环预编码方案优于闭环预编码方案，因为在发送器和接收器之间的信道变化与MIMO预编码方案之间没有相关性。
为了将闭环预编码应用到具有大量天线的大规模MIMO环境，需要关于每个子预编码器的信息和关于链接预编码器的信息。在没有基于码本的反馈的情况下，可以不需要链接预编码器信息。根据分区方法，由每个子预编码器经历的有效信道可以具有与由链接预编码器经历的有效信道不同的特性。
例如，一个子预编码器可以经历具有相对低的多普勒扩展的MIMO信道，而另一个子预编码器可以经历具有相对高的多普勒扩展的MIMO信道。在另一个示例中，虽然所有子预编码器可以经历具有相似的多普勒特性的有效通道，但是链接预编码器可以经历具有不同的多普勒特性的有效信道。
在下文中，将描述用于根据分区的预编码环境下的分区的信道和链接信道来自适应地优化MIMO发送方案的部分波束成形方案。
<部分波束成形>
eNB可以对针对天线端口分区的预编码器和针对链接天线端口分区的链接预编码器中的一些执行闭环预编码，并且将以下预编码方案中的一种应用于其它预编码器。
1.在系统中限定的预编码方案(在下文中，默认预编码)
2.由eNB或网络预先指定的预编码方案(在下文中，基准预编码)
3.由eNB随机地设置的预编码方案(在下文中，随机预编码)
在下文中，被应用闭环预编码的分区和/或链接系数的集合被称为控制空间，并且不被应用闭环预编码的分区和/或链接系数的集合被称为非控制空间。
在系统中限定的默认预编码方案是指限定并使用被发送到系统中的非控制空间的波束的方法。默认预编码可以被限定为遵循任意开环预编码方案。可以根据系统带宽、eNB的发送天线的数目、发送层的数目(或发送秩)、eNB的发送天线构造Nt_v和Nt_h或者非控制方向的发送天线的数目来不同地构造默认预编码。另选地，可以与系统参数无关地构造特定波束。另外，默认的预编码可以在整个频带和时间上是固定的，或者可以在特定时间或频率资源单元改变。
此外，由eNB或网络预先指定的基准预编码方案是指在该eNB中或该网络针对 UE指定要应用到非控制空间的预编码方案的方法。因此，非控制空间的基准预编码信息经由物理层或更高层消息被递送给UE。基准预编码信息是指显式地或隐式地指示要应用到非控制空间的MIMO预编码器的所有信息。例如，可以用信号发送与非控制空间中的发送天线的数目对应的PMI码本的特定索引(PMI)、非控制空间的 MIMO预编码矩阵中的每个元素的量化值、在对多个MIMO预编码方案进行索引之后要被用于发送的索引，作为参考的预编码信息。
另外，基准预编码可以在特定的时间或频率资源单元中改变。在这种情况下，在根据基准预编码的时间/频率资源来限定多种变化模式之后，可以用信号发送在eNB 和网络中使用的基准预编码模式索引作为基准预编码信息。另选地，用于根据时间/ 频率资源导出变化模式的随机数发生器的种子值也可以被用作基准预编码信息。另选地，关于使用各种预编码方案(例如，STBC、延迟分集等)中的哪一种的信息可以被用作基准预编码信息。
此外，由eNB随机地设置的随机预编码方案是指任意地确定并应用要应用到eNB处的非控制空间的预编码方案的方法。因此，与默认预编码方案或基准预编码方案不同，UE不知道要被应用到非控制空间的预编码器。例如，eNB可以将在特定的时间资源单元(例如，OFDM符号)和/或频率资源单元(例如，子载波)中随机地改变的波束发送到非控制空间。
在上述部分波束成形方案中，独立的分区和部分波束成形方案根据发送层是适用的。另选地，相同的分区和部分波束成形方案适用于所有发送层。
上述部分波束成形方案适合于一些发送天线的反馈信息或链接系数的反馈信息的可靠性降低或者反馈是不必要的信道环境。具体地，当一些发送天线的反馈信息或链接系数的反馈信息的可靠性降低时，可以防止由于反馈信息错误而导致的不必要的分组接收错误和重新发送，并且当反馈是不必要的时，可以使反馈开销最小化。
<对齐的分区预编码>
如果一些或所有天线端口分区具有相同的大小并且分区的天线阵列具有相似的高效的信道特性，则相同的预编码方案(即，对齐的分区预编码)适用于NPP。
图16例示了在均匀线性阵列中应用对齐的分区预编码的示例。
参照图16，在由八个天线组成的均匀线性阵列(ULA)中，第一分区由第一天线、第三天线、第五天线和第七天线组成，并且第二分区由第二天线、第四天线、第六天线和第八天线组成。如果天线之间的间隙窄并且存在几种散射体(scatterer)，则除了对应于链接预编码器组件的第一分区和第二分区之间的相位差之外，这两个分区很可能经历相似的MIMO信道。在这种情况下，相同的预编码方案被构造为应用于这两个分区。
图17例示了在方形阵列中应用基于列对齐的分区预编码的示例。
参照图17，在由Nt(＝Nt_v×Nt_h)个天线组成的包括Nt_v行和Nt_h列的方形阵列中，每一列被构造为一个分区。在列之间的距离近并且Nt_h不大的环境下，相同的预编码方案可以被构造为应用于所有分区。与子预编码器无关地构造链接矢量。
图18例示了在方形阵列中应用基于行对齐的分区预编码的示例。
参照图18，在由Nt(＝Nt_v×Nt_h)个天线组成的包括Nt_v行和Nt_h列的方形阵列中，每一行被构造为一个分区。在行之间的距离近并且Nt_v不大的环境下，相同的预编码方案可以被构造为应用于所有分区。与子预编码器无关地设置链接矢量。
图19例示了在方形阵列中应用基于行组对齐的分区预编码的示例。
参照图19，在由Nt(＝Nt_v×Nt_h)个天线组成的包括Nt_v行和Nt_h列的Nt (＝Nt_v×Nt_h)个天线组成的方形阵列中，由N行组成的行组被构造为一个分区。在行之间的距离近并且Nt_v不大的环境下，相同的预编码方案可以被构造为应用于所有分区。与子预编码器无关地构造链接矢量。
如在图16至图19的示例中，如果所有分区的大小相同并且相同的预编码器被应用于所有分区(即，vi= vi,1＝…＝vi,M)，则第i层的预编码器可以由如下式中所示的链接预编码器和子预编码器的克罗内克积表达。
[式21]
另外，如果针对所有发送层执行相同的分区，则所有层的MIMO预编码器可以由如下面的式22中所示的具有的大小的子预编码矩阵和具有 M×Ns的大小的链接矩阵A的Khatri-Rao积(按列的克罗内克(Kronecker)积)。
[式22]
另外，如图17中所示，在二维天线端口阵列环境中，当每一列被构造为一个分区时，子预编码器vi或V执行垂直波束成形(或仰角波束成形)，并且链接预编码器ai或A执行水平波束成形(或方位波束成形)。类似地，如图18中所示，在二维天线端口阵列环境中，当每一行被构造为一个分区时，子预编码器vi或V执行水平波束成形，并且链接预编码器ai或A执行垂直波束成形。
结果，如在图17或图18的示例中，在两维(2D)天线(端口)阵列环境中，当在行或列方向上执行完全对齐的分区预编码时，用于执行三维(3D)波束成形的预编码器可以由一个子预编码器和一个链接预编码器表达，并且这两个预编码器中的一个执行垂直波束成形而另一个预解码执行水平波束成形。
当在被应用于所有分区的预编码方案是一致的环境下应用在被执行完全对齐的分区预编码的环境下提出的部分波束成形时，eNB针对子预编码器和链接预编码器中的任何一个来执行闭环预编码，并且将默认预编码、基准预编码和随机预编码中的一种应用于另一个预编码器。
如图17和图18中所示，3D波束成形适用于2D天线阵列环境。3D波束成形，更具体地说，UE特定3D波束成形可以使三维空间中的衰落环境下的性能和UE的垂直/水平位置优化。然而，需要eNB与UE之间的精确的信道信息(CSI)，以便使用闭环预编码方案来适当地执行UE特定的3D波束成形。
因此，由于根据MIMO传输方法的性能的最小值和最大值之间的差通过增加eNB 天线的数目和波束成形阶数而增加，所以由于诸如信道估计误差、反馈误差和信道老化这样的eNB CSI估计误差因子而导致的性能灵敏度进一步地增加。当eNB的CSI 估计误差不严重时，可以通过信道编码来执行正常发送。然而，当误差很严重时，可能发生分组接收误差，并因此可能执行分组重新发送。也就是说，性能可能极度地恶化。
例如，当针对在eNB的水平方向上迅速地移动的UE执行3D波束成形时，很可能要执行分组重新发送。虽然针对该UE常规地执行开环预编码方案，但是该UE在垂直方向上经历静态信道，并因此有利地执行垂直波束成形。针对在垂直方向上迅速地移动的UE或者在垂直方向上散射严重的环境中的UE有利地执行水平波束成形。除了针对位于高且窄的建筑物中的UE之外，执行3D波束成形，并且可以由eNB将水平波束成形方向固定到特定的方向。也就是说，UE可以被提示以仅为垂直波束成形构造反馈信息，并且可以减少反馈开销。
因此，当部分波束成形被应用于3D波束成形环境时，可以根据用户环境来执行 2D波束成形(垂直波束成形或水平波束成形)。因此，这可以被称为部分维度波束成形。例如，具有2D发送天线端口的eNB可以针对垂直预编码器和水平预编码器中的任何一个执行闭环预编码，并且将默认预编码、基准预编码和随机预编码中的一种应用到另一个预解码器。
在上述分区的预编码方案中，从eNB的数据发送的观点出发来限定子预编码器和链接预编码器。从UE的观点出发，与被应用闭环方法的子预编码器和链接预编码器关联，优选的预编码索引(PPI)可以被发送至eNB。作为代表性的PPI，存在在对矩阵预编码器进行索引之后反馈优选的索引的PMI反馈方法。
当按照由分区和/或用于链接分区的值组成的单元对一些反馈信息进行分区时，从eNB发送到UE的导频信号可以与天线端口的特定集合相链接。这样的导频信号集被称为导频模式。作为代表性的导频模式，存在作为在LTE系统中使用的测量导频的非零功率(NZP)CSI-RS资源(或处理)。例如，可以限定分区、CSI-RS和PMI 反馈之间的以下映射关系。
A.分区、导频模式和PMI反馈的对齐的单元
1.(分区)在由16个天线端口组成的系统中，eNB构造各自包括八个天线端口的两个分区，并且执行分区的预编码。
2.(导频模式)为了支持分区的预编码，eNB向每个分区分配并发送8tx NZP CSI-RS资源，即，针对UE构造两个协同定位的NZP CSI-RS资源。
3.(PMI反馈)UE反馈PMI1、PMI2和用于将两个天线端口分区的PMI1和 PMI2链接在一起的链接系数值(例如，链接预编码器的PMI3)。
也就是说，当单独的NP CSI-RS资源被分配给每个天线端口分区时，eNB可以针对属于一个eNB(或发送点)的多个协同定位的(或同步的)天线端口分区为UE 构造多个NZPCSI-RS资源。此时，为了将用于CoMP发送的非协同定位的天线端口模式和协同定位的天线端口模式进行区分，eNB可以向UE通知NZP CSI-RS资源之间的协同定位。例如，eNB可以向UE通知多个NZP CSI-RS资源当中的准协同定位 (QCL)条件。
导频发送单元和天线端口分区单元可以不相同。例如，在构造一个8tx CSI-RS 资源的状态下，UE可以构造两个4Tx分区的反馈信息。另外，天线端口分区单元和反馈单元可以不相同。具体地，在对齐的分区预编码的情况下，可以针对被应用相同的预编码的分区来反馈公用的PPI反馈信息，并因此可以针对多个分区来构造一个反馈单元。
B.分区、导频模式与PMI反馈的未对齐的单元
1.(分区)假定天线端口分区等于图18的天线端口分区。
2.(PMI反馈)反馈信息由链接系数值和考虑到完全对齐的分区预编码而共同地适用于所有分区的PPI(在下文中，公共PPI)组成。在这种情况下，分区单元和反馈单元可以被认为是不同的。
3.(导频模式)可以使用各种导频模式分配方法。图20至图22示出了导频模式分配方法。更具体地，如图20中所示，每个分区可以构造单独的导频资源。如图 21中所示，可以经由第一分区发送一种导频模式，使得UE计算公共PPI，并且可以将一种导频模式发送到被应用链接预编码器的天线端口，使得UE计算链接系数值。另选地，如图22中所示，可以仅构造一种导频模式，使得UE同时计算公共PPI和链接系数。
<用于部分波束成形的CSI计算>
在下文中，将描述用于部分波束成形的UE的CSI计算方法和CSI反馈信息构造方法。首先，作为被应用部分波束成形的系统中的UE的信道状态信息(CSI)计算方法，当估计或计算一些CSI时，UE假定默认预编码、基准预编码和随机预编码中的一种被应用到与链接系数和天线端口分区当中的非控制空间对应的部分。
一些CSI不仅包括PMI，而且包括CQI和RI。另外，在随机预编码的情况下，因为UE不知道由eNB应用于非控制空间的预编码方案，所以UE任意地假定由eNB 应用于非控制空间的预编码方案，并计算CSI。
在UE处假定应用于非控制方法的预编码方案并且然后计算CSI的方法可以下面的(1)至(3)进行各种限定。
(1)首先，UE可以针对非控制空间构造有限数目的N个预编码器候选，并且在应用这些候选时获得CQI1,…,CQIN。此后，UE报告针对非控制空间的所有预编码器候选的CQI值的平均值，即，CQI＝(CQI1+…+CQIN)/N。
(2)UE可以针对非控制空间构造有限数目的N个预编码器候选，并且在应用这些候选时获得CQI1,…,CQIN。此后，UE报告针对非控制空间的所有预编码器候选的最差情况的CQI，即，CQI＝{CQI1,…,CQIN}的最小值。
(3)UE可以针对非控制空间随机地生成和构造预编码器，并且在将该预编码器应用到eNB时获得CQI并反馈CQI。
当上述CQI计算方法在3D波束成形环境下被扩展/应用至部分维度波束成形技术时，UE可以在估计或计算一些CSI时将默认预编码、基准预编码和随机预编码中的一钟应用至垂直预编码器或水平预编码器中的一个。
虽然在上面的描述中将分区和CSI反馈链接在一起，但是导频和CSI反馈之间的关系可以不同于分区和CSI反馈之间的关系。因此，UE可以在估计或计算一些CSI 时假定默认预编码、基准预编码和随机预编码中的一种被应用到与多个协同定位的天线端口模式和用于链接这些协同定位天线端口模式的值当中的非控制空间对应的一部分。天线端口模式包括NZP CSI-RS资源和CSI-RS模式。这将在下面的(A)至(D) 中详细描地述。
(A)在图20的示例中，当链接预编码器(或垂直预编码器)属于非控制空间时，eNB为UE构造多种(协同定位的)导频模式，并且UE假定用于链接将被应用到对应于每种导频模式的MIMO信道以便计算CSI的PMI的值是在系统中限定的值、由eNB指定的值或者随机生成的值，并计算CSI。
(B)在图20的示例中，当子预编码器(或水平预编码器)属于非控制空间时， eNB为UE构造多种(协同定位的)导频模式，并且UE假定将被应用于导频模式中的一些或全部以便计算CSI的预编码器值是在系统中限定的值、由eNB指定的值或者随机生成的值，并计算CSI。
(C)在图21的示例中，当链接预编码器(或垂直预编码器)属于非控制空间时，eNB为UE构造多种(协同定位的)导频模式，并且UE假定将被应用到对应于每种导频模式的MIMO信道以便计算CSI的预编码器值是在系统中限定的值、由eNB 指定的值或者随机生成的值，并计算CSI。
(D)在图22的示例中，eNB为UE构造一种导频模式，并且UE假定将被应用到与属于所构造的导频模式的天线端口中的一些对应的MIMO信道以便计算CSI的预编码器值是在系统中限定的值、由eNB指定的值或者随机生成的值，并计算CSI。
<用于部分波束成形的CSI内容>
用于部分波束成形的隐式反馈信息可以包括针对一些分区和/或链接预编码器的UE的优选的PMI或系数值。考虑到导频(模式)和PMI反馈之间的关系，当UE构造优选的预编码指示(PPI)反馈信息时，只有与多种(协同定位)天线端口模式和用于链接(协同定位)天线模式的值当中的控制空间对应的一些PPI可以被包含作为 CSI内容。
此时，由于多种(协同定位的)天线端口模式属于同一发送点，所以共同适用的CQI和RI被高效地反馈到eNB。因此，当UE构造反馈信息时，与控制空间对应的一些PPI以及针对多种(协同定位的)天线端口模式和用于链接(协同定位的)天线端口模式的值当中的所有(协同定位的)天线端口模式的CQI和RI可以被包含作为 CSI内容。更具体地，可以使用下面的方法(a)至(c)来构造CSI内容。
(a)首先，eNB为UE构造N种(协同定位的)导频模式CSI-RS#0，...，N-1，并且UE发送针对所构造的N种导频模式中的M(M<N)种导频模式的PMI、针对所有天线的一个CQI和针对所有天线的一个RI。此外，可以反馈针对链接预编码器的PMI。在这种情况下，在第四实施方式中，UE可以将CSI计算方法应用于不被执行PMI报告的CSI RS模式，使得UE计算PMI、CQI和RI。
(b)如果考虑在图21的3D波束成形环境下的CSI-RS发送方法，则eNB可以针对UE首先构造两种(协同定位的)CSI-RS模式，并且UE可以向eNB发送针对所构造的两种CSI-RS模式中的一种的PMI、针对所述两种CSI-RS模式的被聚合的 CSI-RS资源的一个CSI和针对被聚合的CSI-RS资源的一个RI。在这种情况下，由于所述两种CSI-RS模式的第一天线端口在相同的物理天线处被发送，因此UE可以不发送针对链接预编码器的PPI。
(c)如果考虑图22所示的单导频模式构造方法，则eNB可以为UE构造一种 CSI-RS模式，并且UE可以向eNB发送针对属于所构造的CSI-RS模式的天线端口中的一些的PMI、针对所有天线端口的一个CQI和针对所有天线端口的一个RI。
虽然假定在(a)至(c)中反馈针对所有发送层的一个CQI，但是本发明不限于此。例如，如果相同的调制和编码方案被限定为当如在LTE系统中发送多个层时被应用，则CQI可以以码字为单位进行反馈。在这种情况下，“一个CQI”可以被修改为“每码字一个CQI”。
此外，对于部分波束成形，作为CSI信息或单独的反馈，关于UE的信道移动的信息是必要的。这种信息可以包括信道的统计数据(例如，LoS参数、路径损耗、相关性等)和移动性信息(移动方向、速度、加速度、多普勒扩展等)。
具体地，移动方向可以是绝对方向(例如，相对于特定基准位置的位置变化)或相对方向(例如，UE的相对于基准eNB的位置的位置的变化)。这里，基准eNB的位置可以是服务eNB(点)的位置、或预先限定的eNB的位置或者由eNB经由信令指示的特定坐标。此外，可以基于诸如eNB的定位基准信号或者包含相对距离信息或响应延迟信息的特定消息这样的特定信号来测量相对方向。
此外，在上述实施方式中，可以不是仅由一个索引来表达一个PMI。例如，在 LTE系统中，当eNB使用总共八个发送天线端口来发送时，UE反馈两个PMI。因此，如果一种导频模式由八个或更多个发送天线端口组成，则两个或更多个索引可以被用来指示针对每种导频模式的优选索引。
<网络控制的灵活的部分波束成形>
为了eNB应用部分波束成形方法或分区的波束成形方法，eNB可以向UE提供控制信息A)至D)，并且UE可以使用这些信息来构造反馈信息并报告该反馈信息。
A)天线端口分区信息包括每个分区的大小和分区的数目或每个分区的形状因子(form factor)。在此，形状因子指示属于每个分区的天线端口的物理性质，并包括偏振特性、发送功率、辐射模式、构造一个天线端口的物理天线的数目、以及属性信息。具体地，天线端口分区可以被限定为UE的基本反馈单元。
B)天线端口分区到导频模式映射。这指示如图20至图22中所示明确地或隐含地指示天线端口分区和导频模式之间的关系的信息。
C)针对链接系数的基准天线端口或导频模式。这指示这样的信息：该信息指示基准天线端口或者用于当UE测量链接系数时测量相对相位和幅度的导频模式。
D)导频模式或天线分区的协同定位信息。这指示这样的信息：该信息指示当针对UE构造多种导频模式或天线分区时，是否从同一位置(即，同一节点)向UE发送导频模式(或天线分区)。
A)至D)的信息可以经由物理层消息或更高层消息被递送至UE，并且其属性 (例如，信令方法、信令周期、信令资源、信道等)可以根据信息而改变。另外，eNB/UE 可以由发送器/接收器来表示。也就是说，当任意的发送器执行部分波束成形时，发送器可以向接收器提供一些信息。
下面将描述详细的示例。如图21和图22中所示，在LTE系统中，如果每个天线端口分区被映射到一种NZP CSI-RS资源，则eNB可以针对属于一个节点的多个协同定位的天线端口分区给UE指派多种NZP CSI-RS资源，以提供关于天线端口分区的信息。此时，eNB可以向UE通知关于NZP CSI-RS资源之间的协同定位的信息，以指示是否从同一节点发送不同的NZP CSI-RS资源。也就是说，多种CSI-RS资源之间的QCL条件可以被重新限定，然后用信号通知给UE。在这种情况下，UE可以假定从同一节点发送QCL CSI-RS资源并且从不同的节点发送非QCL CSI-RS资源。
此外，部分波束成形可以根据发送器和接收器之间的信道状态来优化反馈开销，并且降低发送错误概率。当部分波束成形被应用于下行链路发送时，eNB和UE之间的信道条件可以根据UE而改变。例如，在同一eNB中的UE A可以处于低多普勒信道状态，UE B可以处于高多普勒信道状态，并且UE C可以在一些分区中限制性地处于低多普勒信道状态。因此，是否应用部分波束成形以及当应用部分波束成形时是否构造控制空间和非控制空间可以根据UE而改变。另外，是否应用部分波束成形以及当应用部分波束成形时是否构造控制空间和非控制空间可以根据UE的移动或外部环境的变化而自适应地改变。
因此，eNB应当向UE提供关于部分波束成形激活的信息、关于部分波束成形模式的信息以及关于被应用于非控制空间的预编码方案的信息。
1)在此，关于部分波束成形激活的信息意指直接地或间接地指示部分波束成形是否被应用的信息，并且可以按照指示部分波束成形激活的消息的形式或者按照设置支持部分波束成形的发送模式或不支持部分波束成形的发送模式中的一种的形式来实现。
2)接着，关于部分波束成形模式的信息指示直接地或间接地指示当应用部分波束成形时所构造的控制空间和非控制空间的信息。
例如，这可以按照针对每种天线分区(或每种导频模式)的CSI构造的形式来实现。这意指关于哪种CSI信息对于每个天线端口分区或每种导频模式必要的信息(例如，关于PMI报告对于每种导频模式(更具体地，CSI-RS模式)是否必要的信息)。也就是说，如果PMI反馈是必要的，则这意指指示与控制空间对应的闭环导频模式或者与非控制空间对应的开环导频模式的信息。
另选地，可以按照针对每种(协同定位的)导频模式(或天线端口)的链接系数反馈构造或链接PMI反馈构造的形式来实现关于部分波束成形模式的信息。这意指链接系数反馈和/或与需要链接系数反馈的导频模式或天线分区有关的信息的必要性。根据导频模式到天线分区映射，即使当导频不对应于非控制空间时，链接PMI 反馈也可能不是必要的。也就是说，如果如图21中所示地映射导频模式，则当导频确实对应于非控制空间但是每种导频模式的第一导频经由同一物理天线被发送时，链接系数信息反馈可以不是必要的。
另选地，可以按照针对所有(协同定位的)导频模式(或天线端口)的链接系数反馈构造或链接PMI反馈构造的形式来实现关于部分波束成形模式的信息。这可以限定将针对所有(协同定位的)天线端口或导频模式被反馈的信息的集合。例如，当针对UE构造两种CSI-RS模式P1和P2时，网络可以限定用于报告被聚合的CQI/RI (开环波束成形)的模式作为模式1、用于报告针对P1的PMI和被聚合的CQI/RI 的模式作为模式2(部分波束成形模式1)以及用于报告针对P2的PMI和被聚合的 CQI/RI的模式作为模式3(部分波束成形模式2)。此外，用于报告针对链接系数的 PMI和被聚合的CQI/RI的模式被限定为模式4(部分波束成形模式3)。此外，针对 P1的PMI、针对P2的PMI、针对链接系数的PMI和被聚合的CQI/RI的模式可以被限定为模式5(闭环波束成形)。这里，被聚合的CQI/RI意指针对所有协同定位的天线端口的CQI/RI值。
另选地，可以按照与针对每种(协同定位的)导频模式(或天线端口)的控制空间指示符有关的信息的形式来实现关于部分波束成形模式的信息。这意指明确地指示针对每种天线分区或每种导频模式的控制/非控制空间的消息，并且可以由针对每种 CSI-RS模式具有大小为1比特的指示符来限定。例如，如果指示符的逻辑值是0，则 CSI-RS模式属于控制空间，并且如果指示符的逻辑值是1，则CSI-RS模式属于非控制空间。
另选地，可以按照与针对每种导频模式(或天线端口)的链接系数或链接PMI 的控制空间指示符有关的信息的形式来实现关于部分波束成形模式的信息。这是指示用于链接导频模式或天线分区的链接系数是否对应于控制空间的消息，并且还可以提供关于测量每个链接系数所需的基准天线端口或基准导频模式的信息。类似地，这种信息可以由针对每种CSI-RS模式具有大小为1比特的指示符来限定。当指示符的逻辑值为0时，对于CSI-RS模式而言不需要链接系数，并且当指示符的逻辑值为1时，对于CSI-RS而言需要链接系数。这里，基准天线端口或基准导频模式是指指示被用于当UE测量链接系数时测量相对相位和幅度的基准天线端口或导频模式的所有信息。
3)最后，关于被应用于非控制空间的预编码方案的信息可以包括针对每种导频模式或天线分区的预编码方案指示符(诸如，PMI)。具体地，可以在针对一些导频模式或天线分区的预编码方案信息中发送空值，以指示该导频模式对应于控制空间。
另选地，关于被应用于非控制空间的预编码方案的信息可以包括关于针对每种导频模式或天线分区的预编码类型的信息(诸如，发射分集、循环延迟分集(CDD)、随机预编码(预编码器循环))。类似地，可以在针对一些导频模式或天线分区的预编码类型信息中发送空值，以指示该导频模式对应于控制空间。
另选地，关于被应用于非控制空间的预编码方案的信息可以包括关于针对所有天线分区(或导频模式)的预编码方案或预编码类型的信息。这是指示将被共同地应用到属于非控制空间的所有天线分区或所有导频模式的预编码方案或预编码类型的消息。在这种情况下，还可以需要2)的非控制空间信息或指示符。
另选地，关于被应用于非控制空间的预编码方案的信息可以由关于用于链接多种天线分区(或导频模式)的链接系数的信息表示。也就是说，UE指示将在链接特定的天线分区或导频模式时被使用的系数值。
总之，eNB向UE通知1)是否应用部分波束成形和/或2)当部分波束成形时指示哪个子预编码器和/或链接预编码器属于控制空间和非控制空间的信息和/或3)关于将哪种预编码类型或预编码方案应用于与非控制空间对应的子预编码器和/或链接预编码器的信息。
此外，可以将信息1)和信息2)一起用信号发送。例如，如在信息2)中，可以指定所发送的反馈信息支持哪种波束成形模式。
在LTE系统中，作为信息1)和/或信息2)的实现，可以限定支持部分波束成形的新的发送模式。部分波束成形模式可以被限定为单独的发送模式，并且可以被限定为在相同的发送模式内具有不同的参数值。此时，可以经由更高层消息或物理层消息用信号发送关于部分波束成形是否被启用/禁用的信息或者所使用的部分波束成形模式信息。可以显式地或隐式地将关于部分波束成形是否被启用或禁用的信息或者部分波束成形模式信息用信号发送给UE。显式地用信号发送的方法可以包括限定部分波束成形模式索引号并经由更高层消息或物理层消息向UE递送部分波束成形模式索引的方法。隐式地用信号发送的方法可以包括包含以下步骤的方法：将特定反馈模式映射到关于部分波束成形是否被启用或禁用或者每种部分波束成形模式的信息，然后按照构造特定反馈模式的方式向UE用信号发送关于部分波束成形是否被启用/禁用的信息。
在下文中，将描述根据本发明的实施方式的用于更灵活地应用部分波束成形的反馈方法。
<第一实施方式>
首先，UE将以下信息反馈给eNB。在第一实施方式中，UE提供必要的信息，使得eNB适当地改变并应用部分波束成形模式。
1)针对每种天线端口分区或每种导频模式的优选的预编码指示
2)针对链接预编码器或链接系数值的PPI
3)针对每种候选波束成形模式的CQI
4)针对每种候选波束成形模式的RI
这里，当针对各种天线端口分区或导频模式的PPI没有被标准化时，可以省略针对链接预编码器或链接系数值的PPI。
具体地，候选波束成形模式可以包括具有不同的控制空间/非控制空间的部分波束成形方法、所有分区对应于控制空间的闭环波束成形方法、以及所有分区对应于非控制空间的开环波束成形方法。候选波束成形模式可以经由每个节点或小区的更高层消息来构造，可以经由每个UE的更高层消息来构造，或者可以由网络根据天线端口构造或导频构造来限定。
可以根据候选波束成形模式来限制由UE反馈的信息(即，信息1)和/或信息2))。例如，在多种候选波束成形模式的特定发送模式中，可以针对不被包括在控制空间中的天线端口分区或导频模式而省略PPI反馈。另外，候选波束成形模式可以按照需要 PPI反馈和链接系数的天线端口分区或导频模式的指示信息的形式被隐式地用信号发送。当然，PPI可以按照PMI的形式被应用。
如果大量发送模式被包含在候选波束成形模式中，则反馈信息的量会显著地增加。为了解决这样的问题，可以考虑下面的方法。
a)可以在PPI、CQI和/或RI的反馈中考虑反馈PPI/CQI/RI与预限定的基准 PPI/CQI/RI之间的差异。
b)假定公用PI被应用于一些或所有天线端口分区或导频模式，公用RI信息被反馈。
这里，a)是指反馈特定天线端口分区、导频模式或波束成形模式的PPI、CQI 或RI以及反馈其它天线端口分区、导频模式或波束成形模式的PPI、CQI或RI值与所反馈的PPI、CQI或RI之间的差异以减少反馈量或提高反馈精度的方法。另外，b) 是指强制地将公用RI值应用于一些或所有天线端口分区、导频模式或波束成形模式以减少RI反馈开销的方法。
在3D MIMO环境中，当执行完全对齐的分区预编码并且应用本发明的第一实施方式时，下面的信息组可以被反馈。
(1)将被应用于对齐的天线端口分区的PMI
(2)链接系数或链接PMI
(3)CQI#x(x＝1,...,4)中的至少两个
(4)RI#x(x＝1,...,4)中的至少两个
在(3)和(4)中，x意指波束成形模式索引。例如，可以构造波束成形#1：闭环波束成形、波束成形模式#2：开环波束成形、波束成形模式#3：部分波束成形模式 #1和波束成形模式#4：部分波束成形模式#2。具体地，部分波束成形模式#1与对齐的天线端口分区对应于控制空间并且链接系数对应于非控制空间的发送模式对应，并且部分数波束成形模式#2与对齐的天线端口分区对应于非控制空间并且链接系数对应于控制空间的发送模式对应。在3D波束成形环境中，部分波束成形模式#1适合作为垂直波束成形模式，并且部分波束成形模式#2适合作为水平波束成形模式。
另外，上述CSI计算方法适用于CQI#x和RI#x的部分波束成形模式。更具体地，CQI/RI值的数目可以通过候选波束成形模式构造被限制到3或更少。具体地，可以反馈被共同应用的仅一个RI值。
如果如图20中所示地应用导频构造，则信息(1)和信息(2)可以被改变为(1) 将被共同地应用于QCL假定是可能的导频模式的PMI和(2)用于链接针对QCL假定是可能的导频模式的PMI的链接系数或链接PMI。
如果如图21中所示地应用导频构造，则信息(1)和信息(2)可以被改变为(1) 针对QCL假定是可能的导频模式中的一种的PMI和(2)针对QCL假定是可能的导频模式中的另一种模式的PMI。
图23是示出了根据本发明的第一实施方式的网络与UE之间的信息交换处理的图。
参照图23，在步骤2300中，网络向UE用信号发送关于候选波束成形模式集构造的信息。根据本发明的第一实施方式，接收到该信息的UE在步骤2305中构造支持包含在支持候选波束成形模式集中的所有波束成形模式的CSI信息并向网络报告该CSI信息。
当预先限定候选波束成形模式集时或者当所有波束成形模式被构造以被包含在候选波束成形模式集中时，可以省略步骤2300。
<第二实施方式>
与第一实施例分离地或者与第一实施例结合地，UE可以确定信道状态，并且自适应地构造反馈。也就是说，UE可以经由对eNB和UE之间的信道的估计来确定一个或更多个适当的波束成形模式，并且构造反馈信息。更具体地，在本发明的第二实施方式中，UE可以反馈以下信息。具体地，本发明的第二实施方式涉及包括以下步骤的方法：选择由UE优选的一种或更多种波束成形模式(由UE优选的控制空间和非控制空间的组合)，然后反馈PPI/CQI/RI。
1)由UE(在候选波束成形模式当中)选择的波束成形模式信息
2)针对由UE(在候选模式当中)选择的波束成形模式的CQI和RI
3)针对与在由UE(在候选模式当中)选择的波束成形模式中的控制空间对应的天线端口分区或导频模式的PPI
如在2)和3)中，在UE处构造针对多种波束成形模式的反馈的方法等同于第一实施方式中的构造针对多种候选波束成形模式的反馈的方法。也就是说，虽然在第一实施方式中eNB或网络构造候选波束成形模式，但是UE在第二实施方式中选择波束成形模式。
另外，由1)的UE选择的波束成形模式信息可以被显式或隐式地用信号发送。例如，在报告3)的信息的同时，可以使用发送与由UE发送的PPI对应的天线端口分区索引或导频模式索引(例如，NZP CSI-RS索引、CSI处理索引等)的方法来一起反馈1)的信息。
另外，当应用第二实施方式时，可以添加在网络处构造针对UE的候选波束成形模式集的处理。在这种情况下，UE可以选择属于候选波束成形模式集的波束成形模式中的一种或更多种，并且反馈支持波束成形模式的PPI/CQI/RI。
图24是示出了根据本发明的第二实施方式的网络与UE之间的信息交换处理的图。
参照图24，在步骤2400中，网络向UE用信号发送用于构造候选波束成形模式集的信息。根据本发明的第二实施方式，接收到该信息的UE构造支持从包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式中选择的一种波束成形模式的CSI信息并向网络报告该CSI信息。
当预先限定候选波束成形模式集时或者当所有波束成形模式被构造以被包含在候选波束成形模式集中时，可以省略步骤2400。
图25是示出了根据第二实施方式的在UE处构造针对多种波束成形模式的反馈的处理的图。
参照图25，在步骤2500中，网络向UE用信号发送用于构造候选波束成形模式集的信息。接收到该信息的UE从包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式当中选择两种或更多种波束成形模式，并且构造支持波束成形模式的CSI信息并向网络报告该CSI信息。在步骤2510中，接收到该信息的网络选择并应用所述多种波束成形模式中的由UE选择的一种，并且发送数据信号。
类似地，当预先限定候选波束成形模式集时或者当所有波束成形模式被构造以被包含在候选波束成形模式集中时，可以省略步骤2500。
虽然在本发明中针对所有发送层反馈一个CQI，但是本发明不限于此。例如，如在LTE系统中，CQI可以以作为当发送多个层时被应用同一MCS等级的组的码字的单元进行反馈。在这种情况下，在本发明的实施方式中描述的CQI适合作为“每个码字一个CQI”。
此外，PPI或PMI可以不是仅由一个索引来表示。例如，在LTE系统中，当eNB 经由总共八个天线端口来发送信号时，UE可以反馈两个PMI。因此，如果一种导频模式由八个或更多个天线端口组成，则两个或更多个PMI可以被用来指示导频模式的优选的索引。
另外，如果本发明提出的反馈信息被应用于宽带系统中，则单独的反馈信息集可以在特定频率区域(例如，子带、子载波、资源块等)中进行反馈。另选地，反馈信息可以在由UE选择的特定频率区域或由eNB指定的特定频率区域中进行发送。所述频率区域可以由一个或更多个频率连续的区域或频率不连续的区域组成。
图26是根据本发明的实施方式的通信装置的框图。
参照图26，通信装置2600包括处理器2610、存储器2620、RF模块2630、显示模块2640和用户接口(UI)模块2650。
为了描述的方便起见，通信装置2600被示为具有图26中例示的构造。可以向通信装置2600添加一些模块或者从通信装置2600省略一些模块。另外，通信装置2600 的模块可以被划分成更多的模块。处理器2610被构造为执行本发明的根据之前参照附图描述的实施方式的操作。具体地，针对处理器2610的详细操作，可以参考图1 至图25的描述。
存储器2620连接至处理器2610，并且存储操作系统(OS)、应用、程序代码、数据等。连接至处理器2610的RF模块2630将基带信号上变频为RF信号，或者将 RF信号下变频为基带信号。为了这个目的，RF模块2630执行数模转换、放大、滤波和频率上转换，或者反向地执行这些处理。显示模块2640连接至处理器2610，并且显示各种类型的信息。显示模块2640可以被构造为不限于诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和有机发光二极管(OLED)显示器这样的已知的组件。 UI模块2650连接至处理器2610，并且可以被构造有诸如键盘、触摸屏等这样的已知的用户接口的组合。
以上描述的本发明的实施方式是本发明的元件和特征的组合。除非另外提到，否则这些元件或特征可以被认为是选择性的。每个元件或特征可以在不与其它元件或特征结合的情况下来实践。另外，本发明的实施方式可以通过组合元件和/或特征的一部分来构建。本发明的实施方式中描述的操作顺序可以重新排列。任何一个实施方式的一些构造可以包含在另一实施方式中，并且可以用另一实施方式的相应构造替换。对于本领域技术人员明显的是，所附的权利要求中的彼此未被明确地引用的权利要求可以以组合形式作为本发明的实施方式而提供或者在本申请提交之后通过随后的修改作为新的权利要求被包括在内。
如由BS执行一样描述的具体操作可以由BS的上节点执行。也就是说，显而易见的是，在由包括BS的多个网络节点组成的网络中，用于与UE进行通信而执行的各种操作可以由BS或者除该BS以外的网络节点执行。可以用术语“固定站”、“节点B”、“演进的节点B(eNode B或eNB)”、“接入点(AP)”等来替换术语“BS”。
可以通过各种手段(例如，硬件、固件、软件及其组合)来实现本发明的实施方式。在硬件构造中，可以通过一个或更多个专用集成电路(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、微处理器等来实现根据本发明的示例性实施方式的方法。
在固件或软件构造中，可以按照模块、程序或功能等形式来实现本发明的实施方式。软件代码可以存储在存储器单元中并且由处理器来执行。存储器单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以经由各种已知的手段来向处理器发送数据以及从处理器接收数据。
本领域技术人员将领会的是，可以在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下按照除了本文所阐述的方式以外的其它特定方式来实现本发明。因此，上述实施方式被解释为在所有方面是说明性的而非限制性的。本发明的范围应当由所附的权利要求及其合法等同物而不是由以上描述来确定，并且所附的权利要求的含义和等效范围内的所有改变旨在被包含在本文中。
工业实用性
虽然描述了用于在无线通信系统中在UE处发送用于部分波束成形的反馈信息的方法和装置被应用于3GPP LTE系统的示例，但是本发明还适用于除3GPP LTE系统以外的各种无线通信系统。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中从用户设备UE向网络发送用于基于多个天线的部分波束成形的反馈信息的方法，该方法包括以下步骤：
从所述网络接收与包含在所述多个天线中的天线分区对应的基准信号以及关于包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式的信息；
基于所述基准信号，从包含在所述候选波束成形模式集中的所述波束成形模式当中选择两种或更多种波束成形模式，并且构造与所选择的两种或更多种波束成形模式相关的反馈信息；以及
向所述网络发送所述反馈信息，
其中，所述反馈信息包括与下面的项中的至少一个对应的预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信息，
其中，所述反馈信息还包括所选择的两种或更多种波束成形模式当中的一种波束成形模式的信道质量信息CQI以及所述CQI和所选择的两种或更多种波束成形模式当中的其它波束成形模式的CQI之间的差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反馈信息包括包含在所述候选波束成形模式集中的所述波束成形模式的秩指示符。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述天线分区处于完全对齐的状态时，所述反馈信息包括针对所述天线分区和所述链接系数信息的一个预编码矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
基于所选择的两种或更多种波束成形模式中的由所述网络选择并应用的一种波束成形模式，接收信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选波束成形模式集包括以下模式中的至少一种：开环波束成形模式、闭环波束成形模式、垂直波束成形模式和水平波束成形模式。
6.一种在无线通信系统中在网络处从用户设备UE接收用于基于多个天线的部分波束成形的反馈信息的方法，该方法包括以下步骤：
向所述UE发送与包含在所述多个天线中的天线分区对应的基准信号以及关于包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式的信息；以及
基于所述基准信号从所述UE接收所述反馈信息，
其中，所述反馈信息涉及由UE从包含在所述候选波束成形模式集中的所述波束成形模式当中选择的两种或更多种波束成形模式，并且包括与下面的项中的至少一个对应的预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信息，
其中，所述反馈信息还包括所选择的两种或更多种波束成形模式当中的一种波束成形模式的信道质量信息CQI以及所述CQI和所选择的两种或更多种波束成形模式当中的其它波束成形模式的CQI之间的差值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述反馈信息包括包含在所述候选波束成形模式集中的所述波束成形模式的秩指示符。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述天线分区处于完全对齐的状态时，所述反馈信息可以包括针对所述天线分区和所述链接系数信息的一个预编码矩阵。
9.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括以下步骤：选择并应用所选择的两种或更多种波束成形模式中的一种，并且向所述UE发送信号。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述候选波束成形模式集包括以下模式中的至少一种：开环波束成形模式、闭环波束成形模式、垂直波束成形模式和水平波束成形模式。
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