CN105612780A - 基于二维大规模多输入多输出在移动通信系统中发射和接收反馈信息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于在移动通信系统中的反馈信息发射/接收方法。该反馈信息发射方法包含：从基站接收关于至少两个基准信号的配置信息和在基于该至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息；从基站接收该至少两个基准信号；测量收到的至少两个基准信号；根据反馈配置信息，基于测量结果，产生反馈信息；以及将反馈信息发射到基站。

Description

基于二维大规模多输入多输出在移动通信系统中发射和接收反馈信息的方法和装置

技术领域

本公开涉及一种无线通信系统，并且尤其涉及一种在基于诸如正交频分多址(OFDMA)的多载波多址方案运行的无线移动通信系统中，终端测量无线信道质量并且对基站报告测量结果的信道状态信息发射/接收方法。

背景技术

移动通信系统已经发展为高速、高质量的无线分组数据通信系统，从而除了早期的面向语音的服务之外还提供数据和多媒体服务。根据这种趋势，诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)、3GPP2以及电气电子工程师学会(IEEE)的标准化组织正在基于多载波多址方案标准化第三代演进移动通信标准。3GPP长期演进(LTE)、3GPP超移动宽带(UMB)以及IEEE802.16m是基于多载波多址方案已经开发的支持高速高质量无线分组数据通信服务的移动通信标准。

基于多载波多址方案的、诸如LTE、UMB和IEEE802.16m的现有3G演进移动通信标准的特征在于如下的各种技术，包含：多输入多输出(MIMO)、波束形成、自适应调制和编码(AMC)、信道敏感调度等等，以改善发射效率。这种技术能够利用多个天线集中发射功率或者根据信道质量调节发射数据量并且将数据选择性地发射到具有良好信道质量的用户，从而改善发射效率并且提高系统吞吐量。

因为大多数这些技术基于演进NodeB(eNB)(或者基站(BS))与用户设备(UE)(或者移动站(MS))之间的信道状态信息运行，所以eNB或者UE必须基于信道状态指示基准信号(CSI-RS)测量eNB与UE之间的信道状态。eNB是下行中的发射机以及上行中的接收机，并且能够管理多个通信小区。移动通信系统由在地理上分布的多个eNB构成，并且每个eNB管理多个小区，以对UE提供通信服务。

LTE/LTE-A表示的现有3G和4G移动通信系统采用利用多个发射天线/接收天线提高数据速率和系统吞吐量的MIMO技术。采用MIMO方案，能够发射空间上分离的多个信息流。发射多个信息流的这种技术称为空间复用。通常，根据发射机和接收机的天线的数量确定空间复用的信息流的数量。能够空间复用的信息流的数量称为相应发射的秩。LTE/LTE-ARelease11(LTE/LTE-A版本11)支持8X8MIMO空间复用以及最高秩8。

随着支持最多8个天线的传统LTE/LTE-AMIMO方案的演进，应用了本公开建议的方法的全维MIMO(FD-MIMO)系统能够使用32个或者32个以上的发射天线。

FD-MIMO系统是能够利用几十个或者更多个发射天线发射数据的无线通信系统。

图1示出示例的FD-MIMO系统。

参考图1，基站发射机100通过几十个或者更多个发射天线发射无线电信号120和130。互相之间以最小距离布置发射天线110。最小距离可用是波长的一半。通常，如果以无线电信号的波长的一半的距离布置发射天线，则各发射天线发射的信号受到低相关的无线电信道的影响。假定2GH的无线电信号频带，该距离是7.5cm，并且随着频带高于2GHz而缩短。

在图1中，利用基站处布置的几十个或者更多个发射天线110将信号发射到由参考编号120和130表示的一个或者多个终端。为了将信号同时发射到多个终端，应用适当预编码。此时，一个终端可以接收多个信息流。通常，根据终端的接收天线的数量、信道状态和终端的接收能力，来确定终端能够接收的信息流的数量。

为了有效实现FD-MIMO系统，终端必须精确测量信道状况和干扰大小，并且将信道状态信息有效发送到基站。如果收到信道状态信息，则基站为该终端确定要应用的下行发射、下行数据速率和预编码。在FD-MIMO系统使用大量发射天线的情况下，如果在不做修改的情况下应用传统LTE/LTE-A系统的信道状态信息发射方法，则要在上行中发射的控制信息量显著升高，产生上行开销。

移动通信系统受限于诸如时间、频率和发射功率的资源。因此，如果对基准信号分配的资源升高，则对数据业务信道发射所分配的资源就减少，结果绝对数据发射量减少。在这种情况下，尽管信道估计和测量性能得到改善，但是数据发射量降低，导致整个系统吞吐量降低。

因此，需要对基准信号和业务信道发射有效地分配资源，以使整个系统吞吐量最大。

图2示出在下行子帧的单个资源块(RB)作为LTE/LTE-A系统中的最小调度单元的情况下的示例时间－频率网格。

如图2所示，无线电资源在时域中是一个子帧，而在频域中是一个RB。无线电资源包括频域中的12个子载波和时域中的14个OFDM码元，即，168个唯一(unique)频率－时间位置。在LTE/LTE-A中，每个频率－时间位置称为资源元素(RE)。

能够使用如图2所示结构的无线电资源发射如下多个不同类型的信号。

1.CRS(小区特定的基准信号)：发射到小区内的所有UE的基准信号

2.DMRS(解调基准信号)：发射到特定UE的基准信号

3.PDSCH(物理下行共享信道)：eNB使用其将数据发射到UE的下行中发射的、并且被映射到不用于图2的数据区中的基准信号发射的RE的数据信道

4.CSI-RS(信道状态信息基准信号)：发射到小区内的UE的并且用于信道状态测量的基准信号。在小区内能够发射多个CSI-RS。

5.其他控制信道(PHICH、PCFICH、PDCCH)：用于对UE接收PDCCH提供所需的控制信道，并且对于上行数据发射发射HARQ操作的ACK/NACK的信道

除了上面的信号，还能够配置零功率CSI-RS，以便相应小区内的UE接收由LTE-A系统中的不同eNB发射的CSI-RS。零功率CSI-RS(静噪(muting))能够映射到对CSI-RS指定的位置，并且通常UE接收跳过相应无线电资源的业务信号。在LTE-A系统中，将零功率CSI-RS称为静噪。零功率CSI-RS(静噪)自然地映射到CSI-RS位置，而无需发射功率分配。

在图2中，根据发射CSI-RS的天线的数量，能够在A、B、C、D、E、F、G、H、I和J标记的一些位置处发射CSI-RS。此外，零功率CSI-RS(静噪)能够映射到位置A、B、C、D、E、F、G、H、I和J中的一些。根据用于发射的天线端口的数量，CSI-RS能够映射到2、4或者8个RE。对于2个天线端口，特定模式的一半被用于CSI-RS发射，对于4个天线端口，整个特定模式被用于CSI-RS发射，以及对于8个天线端口，2个模式被用于CSI-RS发射。同时，静噪始终由模式执行。即，尽管静噪可以应用于多个模式，但是如果静噪位置与CSI-RS位置不匹配，则静噪不能部分地应用于一个模式。

在两个天线端口发射CSI-RS的情况下，在时域中，CSI-RS映射到2个连续RE，并且利用正交代码互相区别开。在4个天线端口发射CSI-RS的情况下，CSI-RS以使多两个CSI-RS映射到多两个连续RE的相同方式映射。这适用于8个天线端口发射CSI-RS的情况。

在蜂窝式系统中，为了下行信道状态测量，必须发射基准信号。对于3GPPLTE-A系统，UE利用eNB发射的CSI-RS测量与eNB的信道状态。考虑到包含下行干扰的几个因素测量信道状态。下行干扰包含相邻eNB的天线产生的干扰和在确定下行信道状况时重要的热噪声。例如，在具有一个发射天线的eNB向具有一个接收天线的UE发射基准信号的情况下，UE必须确定在下行中能够收到的每个码元的能量和接收相应码元期间可以收到的干扰量，以从收到的基准信号计算Es/Io。计算的Es/Io被报告给eNB，使得eNB确定用于UE的下行数据速率。

在LTE-A系统中，UE反馈关于下行信道状态的信息，以在eNB的下行调度时使用。即，UE测量eNB在下行中发射的基准信号，并且以LTE/LTE-A标准中定义的格式，将从基准信号估计的信息反馈到eNB。在LTE/LTE-A中，UE反馈信号包含下面3个指示符：

－秩指示符(RI)：UE经历的当前信道能够支持的空间层的数量。

－预编码矩阵指示符(PMI)：UE经历的当前信道推荐的预编码矩阵。

－信道质量指示符(CQI)：UE在当前信道状态下能够接收信号的最高可能数据速率。CQI可以由能够以与最高数据速率相似的方式使用的SINR、最高纠错码速率和调制方案，或者每频率数据效率(per-frequencydataefficiency)来代替。

RI、PMI和CQI在意义上互相关联。例如，对于每个秩，不同地配置LTE/LTE-A中支持的预编码矩阵。因此，对于R1设定为1和R1设定为2的情况，对PMI值“X”有不同解释。此外，当确定CQI时，UE假定eNB应用UE已经报告的PMI和RI。即，如果UE报告RI_X、PMI_Y和CQI_Z；则这意味着当应用秩RI_X和预编码矩阵PMI_Y时，UE能够以对应于CQI_Z的数据速率接收信号。这样，在假定由eNB选择发射模式的情况下，UE计算在实际发射时，利用其实现最佳性能的CQI。

在LTE/LTE-A中，根据在此要包含的信息，UE配置有下面的4个反馈或者报告模式中的一个：

1.模式1－0：RI、宽带CQI(wCQI)

2.模式1－1：RI、wCQI、宽带PMI(wPMI)

3.模式2－0：RI、wCQI、子带CQI(sCQI)

4.模式2－1：RI、wCQI、wPMI、sCQI、sPMI

基于通过高层信令发射的I_CQI/PMI和对应于I_RI的N_pd、N_OFFSET，CQI、M_RIN_OFFSET，RI，确定相应反馈模式中的反馈定时。在模式1－0中，wCQI发射周期是N_pd，并且基于N_OFFSET，CQI的子帧偏移值来确定反馈定时。RI发射周期是N_pd·M_RI，并且RI发射周期偏移是N_OFFSET，CQI+N_OFFSET，RI。

图3示出在N_pd＝2、M_RI＝2、N_OFFET，CQI＝1以及N_OFFSET，RI＝-1情况下的RI和wCQI的示例反馈定时。

在此，每个定时由子帧索引指示。

在此，除了在wCQI发射定时一起发射PMI外，反馈模式1－1与反馈模式1－0具有相同的定时。

在反馈模式2－0中，sCQI反馈周期是具有偏移N_OFFSET，CQI的N_pd。wCQI反馈周期是偏移N_OFFSET，CQI等于sCQI偏移的H·N_pd。在此，H＝J·K+1，其中通过较高层信号发射K，并且根据系统带宽确定J。

例如，在10MHz系统中，J被确定为3。这意味着，代替sCQI，在每次HsCQI发射时，发射wCQI。RI周期M_RI·H·N_pd具有偏移N_OFFSET，CQI+N_OFFSET，RI。

图4示出在N_pd＝2、M_RI＝2、J＝3(10MHz)、K＝1、N_OFFSET，CQI＝1、以及N_OFFSET，RI＝-1的情况下的RI、sCQI和wCQI的示例反馈定时。

除了在wCQI发射定时一起发射PMI，反馈模式2－1与反馈模式2－0在反馈定时中相同。

与上面描述的4个CSI-RS天线端口情况下的反馈定时不同，对于8个CSI-RS天线端口，必须发射2个PMI。对于8个CSI-RS天线端口，将反馈模式1－1分割为2个子模式。在第一子模式，和RI一起发射第一PMI，而与wCQI一起发射第二PMI。在此，wCQI以及第二PMI反馈周期和偏移被定义为N_pd和N_OFFSET，CQI，并且RI以及第一PMI反馈周期和偏移分别被定义为M_RI·N_pd和N_OFFSET，CQI+N_OFFSET，RI。如果第一PMI指示的预编码矩阵是W1并且第二PMI指示的预编码矩阵是W2，则UE和eNB共享关于W1W2的UE优选预编码矩阵的信息。

对于8个CSI-RS天线端口，反馈模式201采用以具有偏移N_OFFSET，CQI＋N_OFFSET，RI的周期M_RI·H·N_pd与RI一起发射的预编码类型指示符(PTI)的新信息。对于PTI＝0，以具有偏移N_OFFSET，CQI的周期N_pd，以相同定时发射第一和第二PMI和wCQI，特别是wCQI和第二PMI。同时，以具有偏移N_OFFSET，CQI的周期H′·N_pd，发射第一PMI。在此，通过较高层信令发射H′。对于PTI＝1，以相同定时发射PTI和RI，以相同定时发射wCQI和第二PMI，并且附加发射sCQI。在这种情况下，不发射第一PMI。以与PTI＝0的情况具有相同偏移的相同周期来发射PTI和RI，并且以具有偏移N_OFFSET，CQI的周期N_pd，发射sCQI。此外，以具有偏移N_OFFSET，CQI的周期H·N_pd，发射wCQI和第二PMI，并且将H被设定为与4个CSI-RS天线端口情况相同的值。

图5和6示出在N_pd＝2、M_RI＝2、J＝3(10MHz)、K＝1、H′＝3、N_OFFSET，CQI＝1、以及N_OFFSET，RI-1的情况下，分别用于PTI＝0和PTI＝1的示例反馈定时。

发明内容

技术问题

通常，在采用多个发射天线的FD-MIMO中，CSI-RS的数量必须与发射天线的数量成比例增加。在采用8个发射天线的LTE/LTE-A的示例性情况下，eNB必须将8个端口的CSI-RS发射到UE以用于下行信道状态测量。此时，为了发射8端口CSI-RS，必须在一个RB中对CSI-RS发射分配8个RE，如图2中的A和B所示。在对FD-MIMO应用LTE/LTE-A的CSI-RS发射方案的情况下，CSI-RS发射资源与发射天线的数量成比例升高。即，具有128个发射天线的eNB必须在一个RB中的128个RE上发射CSI-RS。这种CSI-RS发射方案消耗过多的无线电资源，并且因此导致用于数据发射的资源短缺。

问题的解决方案

为了解决上面讨论的缺陷，主要目的是提供一种如下的方法和装置，使得UE测量基准信号，产生信道状态信息以及发射信道状态信息，以用于在以DS-MIMO模式运行的LTE-A系统中的有效的数据发射/接收。此外，本公开提供了一种如下的方法和装置，使得eNB将基准信号发射到UE并且接收UE发射的信道状态信息。

根据本公开的一方面，提供了一种在移动通信系统中的终端的反馈信息发射方法。该反馈信息发射方法包含：从基站接收关于至少两个基准信号的配置信息和在基于至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息；从基站接收至少两个基准信号；测量收到的至少两个基准信号；根据反馈配置信息，基于测量结果，产生反馈信息；以及将反馈信息发射到基站。

根据本公开的另一个方案，提供了一种在移动通信系统中的基站的反馈信息接收方法。该反馈信息接收方法包含：将关于至少两个基准信号的配置信息和在基于至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息发射到终端；将至少两个基准信号发射到终端；以及从终端接收基于反馈配置信息产生的反馈信息。

根据本公开的另一个方案，提供了一种在移动通信系统中发射反馈信息的终端。该终端包含：通信单元，该通信单元负责与基站的数据通信；以及控制器，该控制器控制该通信单元，以从基站接收关于至少两个基准信号的配置信息和在基于至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息，并且此后从基站接收该至少两个基准信号；测量收到的该至少两个基准信号；根据反馈配置信息，基于测量结果，产生反馈信息；以及控制通信单元，以将反馈信息发射到基站。

根据本公开的又另一个方案，提供了一种在移动通信系统中接收反馈信息的基站。该基站包含：通信单元，该通信单元负责与终端的数据通信；以及控制器，该控制器控制通信单元，以将关于至少两个基准信号的配置信息和在基于该至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息发射到终端，并且此后，将该至少两个基准信号发射到终端；以及从终端接收基于反馈配置信息产生的反馈信息。

本发明的有益效果

在防止具有诸如FD-MIMO的多个发射天线的eNB为CSI-RS发射分配过多无线电资源，使得UE能够测量与多个发射天线相关联的信道并且向eNB有效报告根据测量结果产生的反馈信息方面，本公开的反馈信息发射/接收方法是有利的。

此外，本公开的反馈信息发射/接收方法能够防止具有用于FD-MIMO的多个发射天线的eNB为CSI-RS发射分配过多无线电资源，允许UE测量多个发射天线的信道，并且有效报告基于测量结果的反馈信息。

附图说明

为了更全面理解本公开及其优点，现在结合附图来对下面的描述进行参考，附图中，类似的参考编号表示类似的部件：

图1示出示例FD-MIMO系统；

图2示出在下行子帧的单个资源块(RB)作为LTE/LTE-A系统中的最小调度单元的情况下的示例时间－频率网格；

图3至6示出LTE/LTE-A系统中的反馈定时的示例时序图；

图7示出根据本公开实施例的FD-MIMO系统中CSI-RS发射的机制；

图8示出根据本公开实施例的反馈方法中基于2个CSI-RS的RI、PMI和CQI的反馈；

图9示出根据本公开实施例的UE的操作过程的流程图；

图10示出根据本公开实施例的eNB的操作过程的流程图；

图11示出根据本公开实施例的UE的配置的方框图；以及

图12示出根据本公开实施例的eNB的配置的方框图。

具体实施方式

在进行下面的详细描述之前，陈述贯穿本专利文件中使用的特定单词和短语的定义是有利的：术语“包含”和“包括”及其派生词意味着包含但并不局限于此；术语“或者”是包含性的，意指和/或；短语“与……关联”和“和……关联”及其派生词可以指包含、包含在内、与……互连、含有、含在……内、连接到.....或者与……连接、耦合到……或者与……耦合、可与……通信、与……合作、交错、并置、与……邻近、和……结合或者与……结合、具有、具有……的性质等等；以及术语“控制器”指控制至少一个操作的任何设备、系统或者其部件，这种设备可以以硬件、固件或者软件或者这些中的至少两个的某种组合实现。应当注意，与任意特定控制器关联的功能可以是集中式的，也可以是分布式的，而无论其是在本地还是远程。贯穿本专利文件提供特定单词和短语的定义，本技术领域内的普通技术人员应当明白，在许多例子中(如果不是在大多数例子中)，这些定义适用于该定义的单词或者短语的先前用途以及未来用途。

在本专利文件中，下面讨论的图7至12以及描述本公开的原理所使用的各种实施例仅作为说明，而无论如何不应当理解为是对本公开的范围的限制。本技术领域内的技术人员明白，在任何适当布置的系统或者设备中可以实现本公开原理。参考附图详细描述本公开的示例性实施例。为了避免妨碍对本公开的主题的理解，可以省略在此包括的众所周知功能和结构的详细描述。此外，考虑到在本公开中的功能定义下面的术语，并且其根据用户或者操作员的意图、用途等等可以改变。因此，应当根据本说明书的全部内容进行定义。

尽管描述针对基于OFDM的无线电通信系统，特别是3GPP演进通用陆地无线接入(E-UTRA)，但是本技术领域内的技术人员应当明白本公开甚至能够应用于具有类似技术背景和信道格式的其他通信系统，而不脱离本公开的精神和范围。

为了在防止诸如FD-MIMO的具有多个发射天线的eNB为CSI-RS发射分配过多的无线电资源的同时，使UE能够测量多个发射天线的信道，能够配置eNB，从而以N维发射CSI-RS。在如图2所示，以二维布置eNB的发射天线的示例性情况下，能够分别以二维发射CSI-RS。

根据该原理，可以将从eNB发射到UE的基准信号划分为第一CSI-RS和第二CSI-RS。根据本公开实施例，在水平方向上和垂直方向上对两种类型的基准信号分类、区分开，使得一个CSI-RS用于水平方向信道信息(水平CSI-RS)，另一个用于垂直方向信道信息(垂直CSI-RS)。尽管实现本公开并不强求要将基准信号划分为水平分量和垂直分量，但是为了简化解释，在假定将基准信号划分为水平CSI-PS和垂坠CSI-PS的情况下进行描述。

图7示出根据本公开实施例的FD-MIMO系统中的CSI-RS发射机制。

参考图7，根据本公开实施例在FD-MIMO模式下运行的eNB设置有总共32个天线。其中，以与X轴的负方向成－45°角布置16个天线(A0、……A3、B0、……、B3、C0、……C3、D0、……D3)，并且以与X轴的正方向成+45°角布置另外16个天线(E0、……E3、F0、……、F3、G0、……G3、H0、……H3)。布置N/2天线和其余N/2天线，以在该位置形成90度角的天线型式被称为XPOL。通过将多个天线排列在小空间内，XPOL被用于获得高天线增益。

在XPOL的情况下，在同一个位置布置具有相同方向的N/2天线的第一天线组和其余N/2天线的第二天线组，使得相应天线组形成的无线电信道的相位互相不同。即，假定第一天线组与UE之间的N_Rx×16信道矩阵是H₁(N_Rx是接收天线的数量)，能够将第二天线组与UE之间的信道矩阵H₂表示为H₁的标量积，如数学图1所示。

数学式1

[数学式1]

H₂＝e^jΦH₁

在此，H_k的(i,j)分量表示第k天线组中从第j发射天线到第i接收天线的信道n。

在图3中，32个天线300由A0、……A3、B0、……、B3、C0、……C3、D0、……D3、E0、……E3、F0、……、F3、G0、……G3和H0、……H3指示。通过这32个天线发射两个CSI-RS。

对应于在测量水平信道状态时使用的H-CSI-RS的天线端口包括下面8个天线端口。

－H-CSI-RS端口0：天线A0、A1、A2和A3的组

－H-CSI-RS端口1：天线B0、B1、B2和B3的组

－H-CSI-RS端口2：天线C0、C1、C2和C3的组

－H-CSI-RS端口3：天线D0、D1、D2和D3的组

－H-CSI-RS端口4：天线E0、E1、E2和E3的组

－H-CSI-RS端口5：天线F0、F1、F2和F3的组

－H-CSI-RS端口6：天线G0、G1、G2和G3的组

－H-CSI-RS端口7：天线H0、H1、H2和H3的组

将多个天线编组到一个CSI-RS端口意味着通过线性组合多个天线实现的天线虚拟化。

对应于在测量垂直信道状态中使用的V-CSI-RS的天线端口包含下面4个天线端口。

－V-CSI-RS端口0：天线A0、B0、C0、D0、E0、F0、G0以及H0的组

－V-CSI-RS端口1：天线A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1以及H1的组

－V-CSI-RS端口2：天线A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2以及H2的组

－V-CSI-RS端口3：天线A3、B3、C3、D3、E3、F3、G3以及H3的组

在M×N(垂直方向×水平方向)矩阵中以二维布置多个天线的情况下，利用N个水平方向CSI-RS端口和M个CSI-RS端口，可以测量FD-MIMO信道。即，当使用两个CSI-RS时，可以要求M+N个CSI-RS端口来检验M×N个发射天线的信道状态。

有利的是，使用较少数量的CSI-RS端口来检验关于相对多数量的发射天线的信息，以降低CSI-RS开销。在上述情况下，利用两个CSI-RS获取关于FD-MIMO发射天线的信道信息，并且该方法能够以相同方式应用于使用K个CSI-RS的情况。

在图7中，32个发射天线被映射到8个H-CSI-RS端口和4个V-CSI-RS端口，以便UE基于此测量FD-MIMO系统的无线电信道。H-CSI-RS可以用于估计参考编号310表示的UE与eNN发射天线之间的水平角，而V-CSI-RS用于估计参考编号320表示的UE与eNB发射天线之间的垂直角。

UE根据多个CSI-RS测量信道，并且将利用测量结果产生的RI、PMI和CQI发射到eNB，以将FD-MIMO系统的无线电信道通知给eNB。

图8示出根据本公开实施例的反馈方法中基于2个CSI-RS的RI、PMI和CQI的反馈。

在图8中，对UE分配第一反馈信息(反馈1)和第二反馈信息(反馈2)，作为V-CSI-RS和H-CSI-RS的独立反馈信息。即，UE测量V-CSI-RS，以反馈反馈1的信道状态信息，并且测量H-CSI-RS，以反馈反馈2的信道状态信息。

在互相相关的状态下发射RI、PMI和CQI。在反馈1的情况下，RIV通知PMIV指示的预编码矩阵的秩。此外，当eNB以RIV指示的秩执行发射时，对于PMIV指示的相应秩的eNB预编码矩阵，CQIV指示UE支持的数据速率或者对应于其的值。与反馈1类似，在反馈2中，在互相相关的状态下，发射RI、PMI和CQI。

在如图8所示的反馈方法中，对于FD-MIMO，如下对UE分配反馈资源。

首先，对UE分配来自eNB的2个CSI-RS资源{CSI-RS-1,CSI-RS-2}。即，UE从eNB接收两个CSI-RS，以用于信道测量。此时，UE可能没有能力检验两个CSI-RS是否对应于V-CSI-RS或者H-CSI-RS。

此后，通过如表1所示格式化的无线电资源控制(RRC)信息，对UE分配两个反馈。

表1

[表1]

在表1中，独立地分配关于反馈1和2的RRC信息，并且PMI码本信息指关于能够用于相应反馈的预编码矩阵的集合的信息。如果反馈的RRC信息中不包含PMI码本信息，则认为该标准中定义的所有预编码矩阵能够用于反馈。在表1中，其他信息(等等)可以包含反馈间隔和偏移信息以及干扰测量资源信息。

其能够是信道状态信息报告方法中的一种，以对FD-MIMOeNB的多个发射天线配置多个反馈，并且使UE向eNB报告信道状态信息，如图8所示。

该方法的优点在于，对于UE不需要额外实现来产生用于FD-MIMO的信道状态信息。然而，图8的信道状态信息报告方法具有的缺点是，难以预期FD-MIMO系统的足够的性能增益。

缺少FD-MIMO系统性能的原因是因为UE不能提供在假定利用信道状态信息的报告预编码FD-MIMO的情况下产生的CQI，在该信道状态信息上，多个反馈的配置使用多个CSI-RS，如图8所示。

下面将对其做更详细描述。在多个发射天线如图7所示在FD-MIMO系统中以二维布置的情况下，对UE应用垂直和水平方向预编码。即，UE接收对其应用图8的对应于PMIH和PMIV的而非它们中的一个的预编码的信号。然而，如果对于分离地应用对应于PMIH和PMIV的预编码的情况，UE报告CQIH、CQIV，则对于应用垂直方向和水平方向预编码两者并且因此当应用两种预编码时必须确定CQI的情况，eNB不接收CQI。如果对于应用垂直方向和水平方向预编码两者的情况，eNB确定特定CQI，则这可能导致系统性能降质。

除了图8所示的UE独立地产生并且报告垂直和水平反馈信息的方法，本公开的实施例还建议了一种如下的反馈方法，从而以将对UE传递的两个CSI-RS识别为二维天线结构的垂直方向和水平方向信道估计基准信号并且在对适合二维天线结构和XPOL天线布置而设计的预编码矩阵中选择最佳预编码矩阵，从而报告相应秩信息、预编码信息和CQI的方式，实现该反馈方法。即，本公开建议了一种UE利用适合二维天线结构和XPOL而设计的预编码矩阵的集合产生FD-MIMO的反馈信息并且报告该反馈信息的方法。在本公开中，可以将在eNB与UE之间定义的预编码矩阵的集合称为码本，并且可以将码本的每个预编码矩阵称为码字。

在本公开的各种实施例中，UE考虑到二维天线布置，利用两个CSI-RS估计信道、从考虑到XPOL结构而设计的码本中选择最佳秩和预编码矩阵、以及报告基于选择的秩和预编码矩阵产生的RI、PMI和CQI。

如上所述，图7的二维XPOL天线阵列设置有总共32个天线，在这32个天线中，布置第一组的16个天线，以与X轴的正方向成-45°角，并且布置第二组的剩余16个天线，以与X轴的正方向成+45°角。此时，在同一个位置布置两个天线组。因此，能够将第二天线组与UE之间的N_Rx×16信道矩阵H₂表示为第一天线组与UE之间的N_Rx×16信道矩阵H₁的标量积，如数学式2所示。

数学式2

[数学式2]

H₂＝e^jΦH₁

因此，以数学式3的形式表示形成第一天线组和第二天线组的32个天线的N_Rx×32信道矩阵H。

数学式3

[数学式3]

H＝[H₁e^jΦH₁]

对为秩1的数学式3的信道矩阵选择最佳预编码矩阵的方法进行描述。在这种情况下，利用数学式4表示的方法，选择使信噪比(SNR)最大的预编码矩阵。

数学式4

[数学式4]

$\hat{P}=\arg {\max }_P||HP||=\arg {\max }_{P_{1,}{P}_2}||\[\begin{array}{cc}{H}_1& e^{j\mathrm{\Φ}}{H}_1\end{array}\]\left[\begin{array}{c}{P}_1\\ P_2\end{array}\right]||\arg {\max }_{P_{1,}{P}_2}||H_1{P}_1+e^{j\mathrm{\Φ}}{H}_1{P}_2||$

在此，代表32×1预编码矩阵。P₁和P₂表示结合信道矩阵在特定方向上形成波束的16×1波束形成向量。在数学式4中，使SNR最大的预编码矩阵必须具有数学式5的特性。

数学式5

[数学式5]

P₂＝e^-jΦP₁

因此，使SNR最大的秩1的预编码矩阵必须具有数学式6形式的结构。

数学式6

[数学式6]

$P=\left[\begin{array}{c}{P}_1\\ e^{j\mathrm{\Φ}}{P}_1\end{array}\right]$

即，数学式6示出的是，为了在利用相同波束形成向量形成相应波束时与XPOL的两个天线组的相位匹配而设计良好的预编码矩阵。

参考数学式6的秩1的预编码矩阵设计，能够明白，当数学式6应用于秩1或者以上的预编码矩阵的每列时，每个发射层的SNR最大化。通过上面描述的方法，能够如数学式7所示设计秩2预编码矩阵。

数学式7

[数学式7]

$P=\left[\begin{array}{c}{P}_1\\ e^{j\mathrm{\Φ}}{P}_1\end{array}\right]$

在数学式7中，P₁和P₁′是相同向量或者正交向量。这是因为，公知的是，预编码矩阵被设计为具有酉矩阵(unitarymatrix)性质，以最大化SNR。

因为从UE到eNB的可用反馈信息量的限制，不可能将数学上最佳的预编码矩阵直接发射到特定信道矩阵。因此，在实际系统中，将预定数量的预编码矩阵的集合定义为在UE与eNB之间可用的码本，使得UE将预编码矩阵的索引反馈到eNB。

在考虑到数学式6的秩1码本结构而设计对具有N个天线的XPOL可用的秩1码本的情况下，根据码本中的两个索引能够确定预编码矩阵，如数学式8所示。

数学式8

[数学式8]

P(i₁，i₂)＝W₁(i₁)W₂(i₂)

其中X(i₁)＝[P₁(i₁)...P_M(i₁)]，以及i₂＝K(m-1)+k，m＝1，2，...，M，k＝0，1，...，K-1。

在此，C_q代表在假定Q个波束形成向量在数学式8中可用的情况下，用于XPOL中以相同角度布置的天线组的个天线的波束形成向量。e_m代表除了第m个元素具有1的值之外全部为0元素的酉向量，使得选择作为W₁(i₁)的块对角矩阵X(i₁)＝[P₁(i₁)...P_M(i₁)]的第m列的P_m(i₁)作为波束形成向量。即，根据索引(i₁,i₂)的确定组合获得的最终预编码矩阵被表示为与数学式6类似的数学式9。

数学式9

[数学式9]

$P(i_1,i_2)=W_1\left(i_1\right)W_2\left(i_2\right)=\left[\begin{array}{c}{P}_m\left(i_1\right)\\ e^{\frac{-j2\mathrm{\π}}{K}k}{P}_m\left(i_1\right)\end{array}\right]$

其中i₂＝K(m-1)+k。

确定预编码矩阵的索引(i₁,i₂)的性质如下。

首先，i₁指码本的所有波束形成向量中对当前信道可选择的M个波束形成向量候选。此外，i₂用于在i₁指示的波束形成向量候选中选择要与当前信道一起使用的最佳波束形成向量并且调节天线组的相位。

可以将设计参考数学式8和9描述的、适合具有N个天线的XPOL的秩1码本的方法扩展到将秩2考虑在内。即，如数学式10所表示地，利用两个索引可以确定秩2码本中的预编码矩阵。

数学式10

[数学式10]

P(i₁，i₂)＝W₁(i₁)W₂(i₂)

其中X(i₁)＝[1(i₁)...p_M(i₁)]，p_m(i₁)∈{C₀，C₁，...，C_Q-1}，以及i₂＝K(m-1)+k，m＝f(m1，m2)，m1∈{1，...，M}，m2∈{1，2，...，M}，k＝0，1，...，K-1。

在数学式10中，m由(m1,m2)确定，并且m1和m2用于选择适合预编码矩阵的每列的波束向量。将确定索引(i₁,i₂)后组合的最终预编码矩阵表示为与数学图7类似的数学式11。

数学式11

[数学式11]

$P(i_1,i_2)=W_1\left(i_1\right)W_2\left(i_2\right)=\left[\begin{array}{cc}{P}_{m1}\left(i_1\right)& P_{m2}\left(i_1\right)\\ e^{\frac{-j2\mathrm{\π}}{K}k}{P}_{m1}\left(i_1\right)& -e^{\frac{-j2\mathrm{\π}}{K}k}{P}_{2m}\left(i_1\right)\end{array}\right],i_2=K(m-1)+k,m=f(m1,m2)$

在设计预编码矩阵的码本时，剩余部分将定义波束形成向量的集合{C₀，C₁，...，C_Q-1}并且确定P_m(i₁)与C_q之间的关系。

在实施例中，离散傅里叶变换(DFT)波束形成向量可以用于定义波束形成向量集{C₀，C₁，...，C_Q-1}。即，为了定义波束形成向量集{C₀，C₁，...，C_Q-1}，选择Q×Q的DFT矩阵的！列，从而将头元素用作C₀，C₁，...，C_Q-1。能够将第q个波束形成向量表示为数学式12。

数学式12

[数学式12]

$c_q=\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\frac{j2\mathrm{\π}q}{Q}1}& e^{\frac{j2\mathrm{\π}q}{Q}2}& \mathrm{...}& e^{\frac{j2\mathrm{\π}q}{Q}\left(\frac{N}{2}\right)}\end{array}\right]$

作为定义P_m(i₁)与C_q之间关系的示例性方法，可以考虑在X(i₁)＝[P₁(i₁)...P_M(i₁)]中包含具有M个连续索引的波束形成向量，并且将M个连续索引的开始值映射到i₁。假定i₁由4位构成，以表示从0到15的范围内的值，并且Q＝32和M＝4，将P_m(i₁)与C_q之间的关系表示为数学式13，其中，定义P_m(i₁)与C_q之间的关系以在X(i₁)中包含具有4个连续索引的波束形成向量，并且对于16个i₁均匀地包含32个向量。

数学式13

[数学式13]

$P_m\left(i_1\right)=c_{(2i_1+m-1)\mathrm{mod}32},i_1=0,1,\mathrm{...},15,m=0,1,2,3$

能够将数学式13更详细地表示为数学式14。

数学式14

[数学式14]

$\begin{array}{c}X\left(0\right)=\[c_0,c_1,c_2,c_3\],X\left(1\right)=\[c_2,c_3{c}_4,c_5\],X\left(2\right)\[c_4,c_5,c_6,c_7\],X\left(3\right)=\[c_6,c_7,c_8,c_9\],\mathrm{...},\\ X\left(13\right)=\[c_{26},c_{27},c_{28},c_{29}\],X\left(14\right)=\[c_{28},c_{29},c_{30},c_{31}\],X\left(15\right)=\[c_{30},c_{31},c_0,c_1\]\end{array}$

在另一个例子中，假定i₁由5位构成以表示0至31范围内的值，并且Q＝64和M＝2，则将P_m(i₁)与C_q之间的关系表示为数学式15，其中，定义P_m(i₁)与C_q之间的关系以在X(i₁)中包含具有2个连续索引的波束形成向量，并且对于32个i₁均匀地包含64个向量。

数学式15

[数学式15]

$P_m\left(i_1\right)=c_{(2i_1+m-1)\mathrm{mod}32},i_1=0,1,\mathrm{...},31,m=0,1$

其能够表示为数学式16。

数学式16

[数学式16]

X(0)＝[c₀，c₁]，X(1)＝[c_2，c₃]，X(2)＝[c₄，c₅]，X(3)＝[c₆，c₇]，...，X(30)＝[c₆₀，c₆₁]，X(31)＝[c₆₂，c₆₃]

一旦根据数学式8定义了使用DFT波束形成向量和P_m(i₁)与C_q之间的关系的码本，UE能够根据两个CSI-RS估计二维布置的N个发射天线的信道，并且对PMI产生i₁和i₂和用于定义最佳值和预编码矩阵的CQI。此后，如果在确定的定时UE报告确定的秩、i₁和i₂以及CQI，则通过参考预定码本，eNB可以检验关于UE的信道信息，并且将检验的信息用于与UE关联的数据调度。在此，可以以相同定时与上行数据一起承载秩、i₁和i₂以及CQI，或者以独立的定时与上行控制信道一起承载秩、i₁和i₂以及CQI。特别是，当以独立的定时报告i₁和i₂时，以比i₁的间隔短的间隔来更有效地发射i₂。即，以较长间隔报告i₁，以将可用波束形成向量的集合通知eNB，并且以较短间隔报告i₂，以选择最适合实际衰落信道的波束形成向量，并且与天线组的相位匹配。此时，i₁用于指示在码本中的所有波束形成向量中对当前信道可选择的M个波束形成向量候选，并且i₂用于选择要实际使用的波束形成向量，并且调节天线组的相位。

对根据本公开的各种实施例的，在基于数学式8定义使用DFT波束形成向量的码本以及P_m(i₁)与C_q之间关系的情况下的UE操作进行描述。

图9示出根据本公开实施例的UE的操作过程的流程图。

参考图9，在步骤910，UE接收关于两个CSI-RS的配置信息，以用于垂直和水平方向信道估计。UE基于收到的配置信息整个地或者部分地检验关于相应CSI-RS的端口的数量、CSI-RS发射定时以及资源地址、顺序和发射功率的信息。

接着，在步骤920，UE检验基于两个CSI-RS的反馈配置信息。根据本公开的各种实施例，基于两个CSI-RS的反馈配置可以由全部或者一些RRC信息构成，如表2所示。

表2

[表2]

参考表2，反馈配置是两个CSI-RS(CSI-RS-1和CSI-RS-2)的，并且包含关于相应CSI-RS与第一和第二信道信息(第一信道信息(水平信道):CSI-RS以及第二信道信息(垂直信道)：CSI-RS-2)匹配的信息。尽管本实施例针对第一和第二信道信息对应于水平方向和垂直方向CSI-RS的示例性情况，但是本公开并不局限于此，而且通过使第一和第二信道信息与相应垂直方向和水平方向CSI-RS匹配，实现本公开。

参考表2，反馈配置包含指示UE要产生并且反馈的反馈信息的类型的反馈模式(报告或者反馈模式)信息。即，反馈模式信息指令UE根据CSI-RS-1和CSI-RS-2估计与二维布置的N个发射天线关联建立的信道，以产生并且对eNB报告定义最佳秩和预编码矩阵的两个PMI、i₁和i₂以及CQI。反馈模式信息还可以包含关于是否必须对每个子带报告i₂和CQI的信息或者作为单个宽带信息的信息。

PMI码本信息表示关于在码本中在当前信道环境下能够使用的预编码矩阵的集合的信息。如果PMI码本信息不包含在用于反馈的RRC信息中，则UE可以认为每个反馈能够用于通知在定义的码本中的所有可用预编码矩阵。在表2中，等等的信息(theetc.information)可以包含周期反馈的反馈间隔和偏移信息以及干扰测量资源信息。

在步骤930，UE接收在步骤910检验的CSI-RS。UE估计eNB的N＝N_HN_V个发射天线与以二维方式布置的N_Rx个接收天线之间的信道。在此，N_H和N_V代表水平方向和垂直方向CSI-RS天线端口的数量。

例如，假定利用CSI-RS-1估计的N_Rx×N_H个信道矩阵是并且利用CSI-RS-2估计的N_Rx×N_V个信道矩阵是则能够将用于N＝N_HN_V个二维发射天线的N_Rx×(N_HN_V)信道矩阵表示为数学式17。

数学式17

[数学式17]

$H_{HV}=\mathrm{\γ}\left[\begin{array}{c}{h}_1\left(H\right)\⊗h_1\left(V\right)\\ .\\ .\\ .\\ h_{N_{Rx}}\left(H\right)\⊗h_{N_{Rx}}\left(V\right)\end{array}\right]$

在数学式17中，γ代表将水平方向和垂直方向天线虚拟化的影响转换为全部二维天线的信道值所需的标量值，可以分离地从eNB接收该标量值，也可以根据CSI-RS将其设定为在估计信道时预计算的1。此外，代表矩阵的克罗内克积(Kroneckerproduct)，并且将矩阵A与B之间的克罗内克积表示为数学式18。

数学式18

[数学式18]

$A\⊗B=\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}B& \mathrm{...}& a_{1n}B\\ .& \mathrm{...}& .\\ .& \mathrm{...}& .\\ .& \mathrm{...}& .\\ a_{m1}B& \mathrm{...}& a_{mn}B\end{array}\right]$

在数学式18中，

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& \mathrm{...}& a_{1n}\\ .& \mathrm{...}& .\\ .& \mathrm{...}& .\\ .& \mathrm{...}& .\\ a_{m1}& \mathrm{...}& a_{mn}\end{array}\right]$

数学式18示出的是，在水平方向和垂直方向CSI-RS天线端口的数量分别是N_H和N_V的情况下，针对根据垂直方向和水平方向CSI-RS估计的垂直信道和水平信道，eNB的N＝N_HN_V个发射天线与以二维布置的N_Rx个接收天线之间的信道等同于通过每个接收天线的克罗内克积而建立的信道。

在步骤930估计了eNB的N＝N_HN_V个发射天线与二维布置的N_Rx个接收天线之间的信道后，该过程进入步骤940。在步骤940，UE利用在步骤920收到的反馈配置和上面定义的码本产生包含秩、PMI、i₁和i₂以及CQI的反馈信息。接着，在步骤950，UE根据从eNB收到的反馈信息在相应定时处发射反馈信息，并且完成考虑到二维布置来产生和报告信道反馈信息的过程。

图10示出根据本公开实施例的eNB的操作过程的流程图。

参考图10，在步骤1010，eNB将关于两个CSI-RS的配置信息发送到UE，从而用于垂直方向和水平方向信道估计。配置信息还包含CSI-RS端口的数量、CSI-RS发射定时以及资源地址、顺序和发射功率中的至少一个。

接着，在步骤1020，eNB将关于两个CSI-RS的反馈配置信息发送到UE。根据本公开的各种实施例，与两个CSI-RS关联的反馈配置包含全部或者部分RRC信息，如表2所示。

接着，在操作1030，eNB将两个CSI-RS发送到UE。UE估计eNB的N＝N_HN_V个发射天线与二维布置的N_Rx个接收天线之间的信道。在此，N_H和N_V分别代表水平和垂直CSI-RS天线端口的数量。

假定根据CSI-RS-1估计的N_Rx×N_H信道矩阵是并且根据CSI-RS-2估计的N_Rx×N_V信道矩阵是能够将用于N＝N_HN_V个二维发射天线的N_Rx×(N_HN_V)信道矩阵表示为数学式17。

UE估计eNB的N＝N_HN_V个发射天线与二维布置的N_Rx个接收天线之间的信道。UE利用根据本公开实施例定义的反馈配置和码本产生包含秩、PMI(i₁和i₂)以及CQI的反馈信息。此后，UE根据eNB发射的反馈配置在相应反馈定时将反馈信息发送到eNB。

在步骤1030，eNB接收UE发射的反馈信息，用于确定UE与eNB之间的信道状态。

本公开的另外实施例与上面描述的实施例的类似之处在于，UE根据两个CSI-RS估计信道，并且从考虑到XPOL结构而设计的码本中选择最佳秩和预编码矩阵，以报告对应于选择的秩和预编码矩阵产生的RI、PMI和CQI。然而，通过在设计码本时考虑到二维天线布置和XPOL结构，这些进一步的实施例因为使用更适合FD-MIMO系统的码本而不同。这些实施例排除了在CSI-RS信道估计处理中考虑额外二维信道的需要。

如参考图7所述，在利用水平和垂直CSI-RS测量无线电信道的情况下，水平CSI-RS用于获取关于参考编号310表示的UE与eNB的发射天线之间的水平角的信息，并且垂直CSI-RS用于获取关于参考编号320表示的UE与eNB的发射天线之间的垂直角的信息。这显示自然要独立地选择最佳水平和垂直波束形成向量，并且将选择的水平和垂直波束形成向量组合为定向到位于小区内的特定位置的UE的波束形成向量，以将该波束形成向量应用于二维天线。即，假定对于水平方向和垂直方向CSI-RS，最佳水平和垂直波束形成向量分别是P_H和P_v，则将应用于相应二维天线布置的最佳波束形成向量被表示为

如果根据本公开的各种实施例，考虑到二维布置和XPOL天线结构而设计秩1码本，则可以利用3个索引表示属于码本的预编码矩阵，如数学式19所示。

数学式19

[数学式19]

P(i₁₁，i₁₂，i₂)＝W₁(i₁₁，i₁2)W₂(i₂)

其中X_H(i₁₁)＝[p₁(i₁₁)...p_M1(i₁₁)]，X_V(i₁₂)＝[q₁(i₁₂)...q_M2(i₁₂)]，p_m1(i₁₁)∈C_H，q_m2(i₁₂)∈C_V，以及 i₂＝K(m-1)+k，m＝1，2，...，M，k＝0，1，...，K-1。

在此，C_H和C_V分别表示可在水平方向上和垂直方向上使用的波束形成向量集。参考图7，在水平上具有4个XPOL天线对和在垂直方向上具有4个XPOL天线对的二维天线结构中，C_H和C_V两者是大小为4×1的波束形成向量集。在一个例子中，C_H和C_V可以是大小为4×1的DFT波束形成向量集。在另一个例子中，如果二维天线由4个水平布置的和2个垂直布置的XPOL天线对构成，则C_H包含4×1波束形成向量，如图7所示，并且C_V包含2×1波束形成向量。根据内部包含的波束形成向量的大小，可以确定C_H和C_V中包含的波束形成向量的数量。例如，波束形成向量集可以包含的Q_4×1个4×1波束形成向量或者Q_2×1个2×1的波束形成向量。在此，Q_4×1Q_2×1可以互相相等，也可以互相不等。在数学式19中，M＝M₁M₂并且可以根据C_H和C_V中包含的波束形成向量的大小，不同地定义M₁和M₂。在另一种情况下，通过较高层信令将M₁和M₂从eNB传递到UE，也可以通过将优选值发送到eNB,确定M₁和M₂。

在数学式19中，e_m代表酉向量，其除了第m元素被设定为1外所有元素被设定为0并且使得能够选择W₁(i₁₁，i₁₂)的块对角矩阵的第m列来作为波束形成向量。即，在确定了索引(i₁₁,i₁₂,i₂)的状态下通过组合获得的最终预编码矩阵被表示为数学式20。

数学式20

[数学式20]

$P(i_{11},i_{12},i_2)=W_1(i_{11},i_{12})W_2\left(i_2\right)=\left[\begin{array}{c}{p}_{m1}\left(i_{11}\right)\⊗q_{m2}\left(i_{12}\right)\\ e^{-\frac{j2\mathrm{\π}}{K}k}{p}_{m1}\left(i_{11}\right)\⊗q_{m2}\left(i_{12}\right)\end{array}\right]$

其中i₂＝K(m-1)+k，m＝M₁(m₁-1)+m₂。

可以将参考数学式19和20描述的秩1码本设计方法扩展到将秩2考虑在内，而没有困难。即，利用两个索引，可以确定秩2码本中的预编码矩阵，如数学式21所示。

数学式21

[数学式21]

P(i₁₁，i₁₂，i₂)＝W₁(i₁₁，i₁₂)W₂(i₂)

其中X_H(i₁₁)＝[p₁(i₁₁)...p_M1(i₁₁)]，X_V(i₁₂)＝[q₁(i₁₂)...q_M2(q_M2(i₁₂)]，p_m1(i₁₁)∈C_H，q_m2(i₁₂)∈C_V，以及i₂＝K(m-1)+k，m＝f(l1，l2)，l1∈{1，...，M}，l2∈{1，2，...，M}，k＝0，1，...，K-1。

在数学式21中，m是由(l1,l2)确定的值，并且l1和l2用于选择适合预编码矩阵的每列的波束向量。

用于确定预编码矩阵的索引(i₁₁,i₁₂,i₂)具有下面的特性。

索引i₁₁负责指示在包含在水平方向码本中的波束形成向量中对当前信道可选择的M1个波束形成向量候选。索引i₁₂负责指示在包含在垂直方向码本中的波束形成向量中对当前信道可选择的M2个波束形成向量候选。最后，索引i₂负责在对i₁₁和i₁₂指示的水平和垂直波束形成向量候选所有可用的克罗内克保护结果中，选择适合当前信道的最佳波束形成向量并且调节不同天线组的相位。

设计预编码矩阵的码本的剩余部分定义波束形成向量的集合并且确定p_m1(i₁₁)和q_m2(i₁₂)以及对相应水平方向和垂直方向可用的波束形成向量。波束形成向量的集合可以是水平方向和垂直方向的DFT波束形成向量，如各种实施例所述，也可以如定义p_m1(i₁₁)和q_m2(i₁₂)的方法一样，利用水平方向的和垂直方向的p_m1(i₁)与c_q之间的关系来获得，如各种实施例所述。

在根据数学式19定义码本的情况下，UE能够利用两个CSI-RS估计水平信道和垂直信道，并且产生最佳秩、定义预编码矩阵的3个索引(i₁₁,i₁₂,i₂)以及对应于估计的信道的CQI。UE可以以确定的定时将秩、索引(i₁₁,i₁₂,i₂)以及CQI发射到eNB。通过参考定义的码本，eNB可以检验与UE关联的信道信息，以在对UE的数据调度中使用。在此，可以与上行数据一起以相同定时发射秩、索引i₁₁、i₁₂和i₂以及CQI，也可以以不同定时，通过独立的上行控制信道来发射秩、索引i₁₁、i₁₂和i₂以及CQI。特别是，当以不同定时报告i₁₁,i₁₂,i₂时，以比i₁₁和i₁₂的发射间隔短的间隔来更有效地发射i₂。此时，i₁₁和i₁₂负责指示在包含在码本中的所有波束形成向量中对当前信道可选择的波束形成向量候选，并且i₂负责选择要实际使用的波束形成向量并且调节天线组的相位。

在根据本公开的各种实施例，基于数学式19定义码本的情况下，UE运行，如参考图9所述。

参考图9，在步骤910，UE接收关于两个CSI-RS的配置信息，以用于垂直和水平方向信道估计。根据收到的配置信息，UE整体地或者部分地检验关于相应CSI-RS的端口的数量、CSI-RS发射定时以及资源地址、顺序和发射功率的信息。

接着，在步骤920，UE检验基于两个CSI-RS的反馈配置信息。根据本公开的各种实施例，基于两个CSI-RS的反馈配置可以由全部或者一些RRC信息构成，如表2所示。

参考表2，在本公开的各种实施例中，基于CSI-RS-1和CSI-RS-2，报告反馈模式(报告或者反馈模式)信息，以在估计信道时使用，并且对eNB报告最佳秩、指示最佳预编码矩阵的三个PMI(i₁₁,i₁₂和i₂)以及对应于估计结果产生的CQI。在此，在假定考虑到最近报告的3个PMI值使用数学式19定义的预编码矩阵的情况下，产生CQI。

在步骤930，UE接收在步骤910检验的CSI-RS。UE估计水平方向信道和垂直方向信道。在步骤940，UE利用在步骤920收到的反馈配置和码本产生包含秩、PMI(i₁₁,i₁₂和i₂)、以及CQI的反馈信息。

在步骤950，UE根据从eNB收到的反馈配置在相应定时发射反馈信息，并且完成考虑到二维布置来产生并且报告信道反馈信息的过程。

下面将参考图10描述根据本公开的各种实施例，在根据数学式19定义码本的情况下的eNB操作。

参考图10，在步骤1010，eNB将与两个CSI-RS关联的配置信息发送到UE，从而用于垂直方向和水平方向信道估计。配置信息可以包含CSI-RS端口的数量、CSI-RS发射定时以及资源地址、顺序和发射功率信息中的至少一个。

接着，在步骤1020，eNB将关于两个CSI-RS的反馈配置信息发送到UE。根据本公开的各种实施例，与两个CSI-RS关联的反馈配置包含全部或者部分RRC信息，如表2所示。

接着，在操作1030，eNB将两个CSI-RS发送到UE。UE估计水平方向和垂直方向信道。基于根据本公开的各种实施例定义的反馈配置和码本，UE产生包含秩、PMI(i₁₁,i₁₂和i₂)和CQI的反馈信息。此后，根据eNB提供的反馈配置，UE在相应定时将反馈信息发射到eNB。

在步骤1030，eNB收到UE发射的反馈信息，以用于确定UE与eNB之间的信道状态。

图11示出根据本公开实施例的UE的配置的方框图。如图11所示，UE包含通信单元1410和控制器1020。

通信单元1410负责对外部(例如，eNB)发射数据和从外部(例如，eNB)接收数据。在此，通信单元1410可以在控制器1420的控制下将反馈信息发射到eNB，以在FD-MIMO模式下使用。

控制器1420控制UE的组件的状态和操作。详细地说，根据eNB提供的信息，控制器1420产生FD-MIMO的反馈信息。控制器1420根据eNB提供的定时信息控制通信单元1410，以将反馈信息发射到eNB。为此目的，控制器1420可以包含信道估计器1430。

根据eNB发射的CSI-RS和反馈配置信息，信道估计器1430确定要报告的反馈信息，并且根据收到的CSI-RS估计信道。

尽管图11涉及的是UE由通信单元1410和控制器1420构成的示例性情况，但是本公开并不局限于此，而且可以通过进一步包含支持UE的功能所需的各种组件来实现本公开。例如，UE还可以包含：显示单元，该显示单元用于显示UE的操作状态；输入单元，该输入单元用于接收为了执行特定功能而进行的用户输入；以及储存单元，该储存单元用于存储UE中产生的数据。尽管图11涉及的是信道估计器1430是独立功能块的示例性情况，但是本公开并不局限于此。例如，可以配置控制器1420，以负责信道估计器1430的功能。

在这种情况下，控制器1420可以控制通信单元1410，以从eNB接收关于至少两个基准信号的配置信息。控制器1420还可以控制通信单元1410，以从eNB接收反馈配置信息，从而在测量至少两个基准信号时和根据测量结果产生反馈信息时使用。

控制器1420测量通信单元1410收到的至少两个基准信号并且根据该反馈配置信息产生反馈信息。控制器1420控制通信单元1410，以在根据反馈配置信息确定的反馈定时，将反馈信息发射到eNB。

图12示出根据本公开实施例的eNB的配置的方框图。如图12所示，eNB包含控制器1510和通信单元1520。

控制器1510控制eNB的部件的状态和操作。详细地说，控制器1510对UE分配水平和垂直分量信道估计的CSI-RS资源，并且将反馈信息和反馈定时通知UE。为此目的，控制器还可以包含资源分配器1530。

资源分配器1530分配CSI-RS资源，以使UE估计垂直和水平分量信道，并且利用相应资源发射CSI-RS。资源分配器1530还产生反馈配置和反馈定时，以使UE执行反馈，而不发生冲突，并且在相应定时接收和解释反馈信息。

通信单元1520负责将数据、基准信号和反馈信息发送到UE/从UE接收数据、基准信号和反馈信息。在此，通信单元1520在控制器1510的控制下利用分配的资源将CSI-RS发射到UE，并且从UE接收关于信道的反馈信息。

尽管图12涉及的是资源分配器1530是独立功能块的示例性情况，但是本公开并不局限于此。例如，可以配置控制器1510，以负责资源分配器1530的功能。

在这种情况下，控制器1510可以控制通信单元1520，以将关于至少两个基准信号的配置信息发送到UE，并且测量该至少两个基准信号。控制器1510还可以控制通信单元1520，以将反馈配置信息发射到UE，以在根据测量结果产生反馈信息时使用。

控制器1510还可以控制通信单元1520，以将至少两个基准信号发射到UE，并且在根据反馈信息确定的反馈定时，接收UE发生的反馈信息。

如上所述，在防止具有诸如FD-MIMO的多个发射天线的eNB对CSI-RS发射分配过多无线电资源，使得UE能够测量与多个发射天线关联的信道并且对eNB有效报告根据测量结果产生的反馈信息方面，本公开的反馈信息发射/接收方法是有利的。

此外，本公开的反馈信息发射/接收方法能够防止具有用于FD-MIMO的多个发射天线的eNB对CSI-RS发射分配过多无线电资源，允许UE测量多个发射天线的信道，并且有效报告基于测量结果的反馈信息。

尽管利用示例性实施例描述了本公开，但是本技术领域内的技术人员可以想到各种变更和修改。本公开旨在包括落入所附权利要求的范围内的这些变更和修改。

Claims (26)

1.一种由移动通信系统中的终端进行反馈信息发射的方法，所述方法包括：

从基站接收关于至少两个基准信号的配置信息和在基于所述至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息；

从所述基站接收所述至少两个基准信号；

测量所述接收到的至少两个基准信号，以形成结果；

根据所述反馈配置信息，基于所述测量结果，产生所述反馈信息；以及

将所述反馈信息发射到所述基站。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈信息包括：秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和信道质量指示符(CQI)，通过参考基于由二维布置的多个天线构成的第一和第二方向天线组定义的码本，产生所述PMI。

3.根据权利要求2所述的方法，其中基于指示在所述波束形成向量中对所述第一方向天线组可选择的波束形成向量的第一索引、指示在所述波束形成向量中对所述第二方向天线组可选择的波束形成向量的第二索引以及指示要实际使用的波束形成向量的第三索引，定义所述码本。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述反馈信息包括到所述基站的根据所述PMI选择的所述第一至第三索引。

5.根据权利要求2所述的方法，其中根据基于所述码本产生的所述PMI确定所述CQI。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈信息包括：秩指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述秩指示符；预编码矩阵指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述预编码矩阵指示符；以及信道质量指示符，分别对应于所述预编码矩阵指示符产生所述信道质量指示符。

7.根据权利要求1所述的方法，其中关于所述至少两个基准信号的所述配置信息包括：所述相应基准信号的端口的数量和所述至少两个基准信号的发射时间、资源、顺序和发射功率中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈配置信息包括产生所述反馈信息时使用的所述基准信号的数量、对应于相应基准信号的信道信息、指示要包含在所述反馈信息中的参数的类型的反馈模式、预编码矩阵指示符码本信息、反馈间隔与偏移、以及干扰测量资源信息中的至少一个。

9.一种在移动通信系统中由基站进行反馈信息接收的方法，所述方法包括：

将关于至少两个基准信号的配置信息和在基于所述至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息发射到终端；

将所述至少两个基准信号发射到所述终端；以及

从所述终端接收基于所述反馈配置信息产生的所述反馈信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述反馈信息包括：秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和信道质量指示符(CQI)，通过参考基于由二维布置的多个天线构成的第一和第二方向天线组定义的码本，产生所述PMI。

11.根据权利要求10所述的方法，其中基于指示在所述波束形成向量中对所述第一方向天线组可选择的波束形成向量的第一索引、指示在所述波束形成向量中对所述第二方向天线组可选择的波束形成向量的第二索引以及指示要实际使用的波束形成向量的第三索引，定义所述码本。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述反馈信息包括根据所述PMI选择的所述第一至第三索引。

13.根据权利要求10所述的方法，其中根据基于所述码本产生的所述PMI确定所述CQI。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述反馈信息包括：秩指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述秩指示符；预编码矩阵指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述预编码矩阵指示符；以及信道质量指示符，分别对应于所述预编码矩阵指示符产生所述信道质量指示符。

15.根据权利要求9所述的方法，其中关于所述至少两个基准信号的所述配置信息包括：所述相应基准信号的端口的数量和所述至少两个基准信号的发射时间、资源、顺序和发射功率中的至少一个。

16.根据权利要求9所述的方法，其中所述反馈配置信息包括产生所述反馈信息时使用的所述基准信号的数量、对应于相应基准信号的信道信息、指示要包含在所述反馈信息中的参数的类型的反馈模式、预编码矩阵指示符码本信息、反馈间隔与偏移、以及干扰测量资源信息中的至少一个。

17.一种在移动通信系统中发射反馈信息的终端，所述终端包括：

通信单元，配置所述通信单元，以与基站执行数据通信；以及

控制器，配置所述控制器，以：

控制所述通信单元，从而从基站接收关于至少两个基准信号的配置信息和在基于所述至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息，并且此后从所述基站接收所述至少两个基准信号；

测量所述接收到的至少两个基准信号，以形成结果；

根据所述反馈配置信息，基于所述测量结果，产生所述反馈信息；以及

控制所述通信单元，以将所述反馈信息发射到所述基站。

18.根据权利要求17所述的终端，其中所述反馈信息包括：秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和信道质量指示符(CQI)；并且所述控制器产生PMI，基于指示在所述波束形成向量中对所述第一方向天线组可选择的波束形成向量的第一索引、指示在所述波束形成向量中对所述第二方向天线组可选择的波束形成向量的第二索引以及指示要实际使用的波束形成向量的第三索引，定义所述PMI。

19.根据权利要求18所述的终端，其中配置所述控制器，以控制所述通信单元，从而发射包括根据PMI选择的所述第一至第三索引的所述反馈信息。

20.根据权利要求18所述的终端，其中配置所述控制器，以根据基于所述码本产生的所述PMI产生所述CQI。

21.根据权利要求17所述的终端，其中所述反馈信息包括：秩指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述秩指示符；预编码矩阵指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述预编码矩阵指示符；以及信道质量指示符，分别对应于所述预编码矩阵指示符产生所述信道质量指示符。

22.一种在移动通信系统中接收反馈信息的基站，所述基站包括：

通信单元，配置所述通信单元，以与终端执行数据通信；以及

控制器，配置所述控制器，以控制所述通信单元，从而将关于至少两个基准信号的配置信息和在基于所述至少两个基准信号产生反馈信息时使用的反馈配置信息发射到终端，并且此后，将所述至少两个基准信号发射到所述终端；以及从所述终端接收基于所述反馈配置信息产生的所述反馈信息。

23.根据权利要求22所述的基站，其中所述反馈信息包括：秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和信道质量指示符(CQI)，通过参考码本，产生所述PMI，基于指示在所述波束形成向量中对所述第一方向天线组可选择的波束形成向量的第一索引、指示在所述波束形成向量中对所述第二方向天线组可选择的波束形成向量的第二索引以及指示要实际使用的波束形成向量的第三索引，定义所述码本。

24.根据权利要求23所述的基站，其中所述反馈信息包括根据所述PMI选择的所述第一至第三索引。

25.根据权利要求23所述的基站，其中根据基于所述码本产生的所述PMI确定所述CQI。

26.根据权利要求22所述的基站，其中所述反馈信息包括：秩指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述秩指示符；预编码矩阵指示符，分别对应于所述至少两个基准信号产生所述预编码矩阵指示符；以及信道质量指示符，分别对应于所述预编码矩阵指示符产生所述信道质量指示符。