CN106209194A - 二维mimo系统的csi-rs传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种二维MIMO系统的CSI-RS传输方法，该方法为：eNB向UE发送两种类型的CSI-RS：非波束成形CSI-RS和经过垂直波束成形的CSI-RS，分别记为type 1 CSI-RS和type 2 CSI-RS；UE通过type 1 CSI-RS获得垂直信道状态信息，通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平信道状态信息，并上报水平和垂直信道状态信息CSI。本发明仅需要少量的CSI-RS端口就可以使得UE获得垂直信道状态信息及水平信道状态信息。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及二维MIMO系统的CSI-RS传输方法。
背景技术
高级长期演进系统(Long-Term Evolution advance，简称LTE-Advance)定义了两种导频，即信道状态信息参考信号(Channel State Information-ReferenceSignals，简称CSI-RS)和解调参考信号(Demodulation Reference Signals，简称DMRS)。其中，CSI-RS最大可支持8个天线端口，基站经过信道发送CSI-RS，UE接收到各个端口的CSI-RS后，通过信道估计结果就可以获得所有端口的信道状态信息。
CSI-RS分为NZP CSI-RS(non-zero power，非零功率)及ZP(零功率)CSI-RS。NZP CSI-RS即服务小区正常发送CSI-RS信号，其资源信息包括以下配置参数：天线端口数(antennaPortsCount)、资源配置(resourceConfig)、发送周期及子帧配置(subframeConfig)以及功率控制(Pc)等，也直接称为CSI-RS。而引入ZP CSI-RS是由于CSI-RS可能受到相邻小区的PDSCH的干扰，因此利用PDSCH静音来减少对相邻小区的CSI-RS干扰，即通过配置零功率CSI-RS资源实现。
R11协议的CoMP研究课题中引入了CSI process(CSI进程)，服务小区可通过高层给处于TM10的UE配置一个或多个CSI进程，每个CSI进程与一个CSI-RS资源及CSI干扰测量资源(CSI-interference measurement(CSI-IM)resource)相关，其中CSI-IM资源为小区中的一个ZP CSI-RS。UE可针对每个CSI进程分别进行周期及非周期的CSI(信道状态信息)上报。
现有协议对于不同CSI进程的周期反馈，通过高层信令配置不同的上报周期。并且现有协议PDCCH的format 0或format 4中的DCI均包含一个CSIrequest字段，这个字段用于触发非周期CSI上报，可为2bit或1bit。
在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)LTE65次会议中已经针对全维度多输入多输出技术(Full-Dimension MIMO，简称FD-MIMO)立项，用于研究支持垂直面与水平面的波束成形，此时基站采用两维阵列结构的天线系统，用于同时在垂直和水平维度上进行自适应控制。
对于二维MIMO系统，可以采用现有技术的每个天线阵元/发射单元均对应一个CSI-RS端口的CSI-RS传输方法，其好处在于UE可获得最全面的信道状态信息。但是当二维MIMO系统的天线阵列较大时，这种方法所需要的CSI-RS端口数目很大，考虑到目前CSI-RS最大仅可支持8个天线端口，显然不能满足这种方法的CSI-RS端口数量需求，并且会挤占数据传输资源，降低数据传输效率。因此本发明希望提出一种新的CSI-RS传输方法，使得仅采用较少量的CSI-RS端口就可以获得信道的水平信道状态信息和垂直信道状态信息。
发明内容
本发明提出一种二维MIMO系统的CSI-RS传输方法，所述方法为：
eNB向UE发送两种类型的CSI-RS：非波束成形CSI-RS和经过垂直波束成形的CSI-RS，分别记为type 1 CSI-RS和type 2 CSI-RS；
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直信道状态信息，通过type 2 CSI-RS和type2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平信道状态信息，并上报水平和垂直信道状态信息CSI。
优选的，高层给UE配置多个CSI进程，每个CSI进程与一个CSI-RS资源及CSI干扰测量资源相关，并且配置的多个CSI进程分为两种类型：一种类型包含type 1 CSI-RS，记为type 1 CSI进程，另外一种类型包含type 2 CSI-RS，记为type2 CSI进程；
eNB首先给UE配置type 1 CSI-RS进程和type 2 CSI-RS进程的资源信息，其中type 2 CSI-RS进程的资源信息包括type 2 CSI-RS的垂直波束因子信息，然后按照配置的资源信息发送type 1 CSI-RS及type 2 CSI-RS；eNB可以通过高层信令或DCI来配置type 2 CSI-RS的垂直波束因子信息；
eNB还根据UE上报的垂直信道状态信息判断是否调整type 2 CSI-RS进程的资源，若需要调整则重新给UE配置type 2 CSI-RS进程的资源信息；
UE针对每个CSI进程上报水平或垂直信道状态信息CSI。
上述方法中，通过type 1 CSI-RS，UE获得CQI的方式可以有以下两种：
(1)UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI；UE根据type 1CSI-RS、垂直RI以及垂直PMI计算垂直SINR，得到垂直CQI值。
(2)UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI，通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；UE根据type 1CSI-RS、垂直RI、垂直PMI、水平RI和水平PMI，按照克罗内克积的方式求得联合SINR，得到联合CQI值。
上述方法中，通过type 2 CSI-RS，UE获得CQI的方式可以有以下四种：
(1)UE按照发送分集的假设，根据type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子计算联合SINR，得到联合CQI值。
(2)UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI；UE按照发送分集的假设，根据type 2 CSI-RS、垂直RI和垂直PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。
(3)UE通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；UE按照波束成形的假设，根据type 2 CSI-RS、type 2 CSI-RS的垂直波束因子、水平RI和水平PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。
(4)UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI，通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；UE按照波束成形的假设，根据type 2 CSI-RS、垂直RI、垂直PMI、水平RI和水平PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。
上述方法中，UE针对CSI进程可以进行周期的CSI上报。周期CSI上报可以有以下两种配置方式：
(1)给不同类型的CSI进程分别配置周期上报时间。
(2)配置其中一种类型的CSI进程的周期上报时间，其上报周期做为基准周期，配置另一种类型的CSI进程的周期上报时间为基准周期的整数倍。
上述方法中，UE针对CSI进程可以进行非周期的CSI上报。非周期CSI上报可以有以下两种配置方式：
(1)采用DCI中的2bit CSI request字段触发type 1CSI进程、type 2CSI进程或者type 1CSI进程和type 2CSI进程的非周期上报。
(2)采用DCI中的1bit CSI request字段触发type 1 CSI进程和type 2 CSI进程的非周期上报。
对于非周期CSI上报，如果包含不同类型的CSI进程，则可以优选采用CSI复用的上报方式，CSI复用顺序为：先反馈type 2 CSI进程，再反馈type 1CSI进程；相同类型CSI进程如果个数大于1，则先根据CSI进程索引升序联接，再按照服务小区索引升序联接。
本发明配置了两种不同类型的CSI-RS，其中Type 1 CSI-RS为不经过波束成形的CSI-RS，type 2 CSI-RS为经过垂直波束成形的CSI-RS，显而易见仅需要少量的CSI-RS端口就可以传输这两种类型的CSI-RS，二维MIMO系统通过这两种类型的CSI-RS可以获得垂直信道状态信息及水平信道状态信息。本方法进一步还提出了水平信道状态信息和垂直信道状态信息中的CQI的计算方法以及CSI进程的CSI上报方法，以便于UE灵活的进行CSI上报。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
eNB发送type 1 CSI-RS及多个type 2 CSI-RS。其中type 2 CSI-RS的波束成形因子为垂直波束成形因子，小区中所有type 2 CSI-RS可完全覆盖小区的所有垂直波束方向。
eNB需要给UE配置type 1 CSI-RS及type 2 CSI-RS的资源信息。本实施例也引入CSI进程，高层给UE配置多个CSI进程，每个CSI进程与一个CSI-RS资源及CSI干扰测量资源相关，并且配置的多个CSI进程分为两种类型：一种类型包含type 1 CSI-RS，记为type 1 CSI进程，另外一种类型包含type 2CSI-RS，记为type2 CSI进程。则eNB通过首先给UE配置type 1 CSI-RS进程和type 2 CSI-RS进程的资源信息，其中type 2 CSI-RS进程的资源信息包括type2 CSI-RS的垂直波束因子信息，然后按照配置的资源信息发送type 1 CSI-RS及type 2 CSI-RS。
上述type 1 CSI-RS及type 2 CSI-RS资源信息可以包含下述信息的部分或全部：NZP CSI-RS配置ID(csi-RS-ConfigNZPId)、天线端口数(antennaPortsCount)、资源配置(resourceConfig)、发送周期及子帧配置(subframeConfig)、功率控制(Pc)、生成虚拟扰码ID(scramblingIdentity)以及CRS准同步信息(qcl-CRS-Info)。此外，type 2 CSI-RS的资源信息还包含Type 2 CSI-RS的垂直波束因子。
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直信道状态信息，通过type 2 CSI-RS和type2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平信道状态信息，并针对每个CSI进程，在对应资源上分别上报周期或非周期的水平或垂直信道状态信息(CSI)。
eNB还根据UE上报的垂直信道状态信息(例如垂直PMI)判断是否调整type 2 CSI-RS进程的资源，若需要调整则重新给UE配置type 2 CSI-RS进程的资源信息。
eNB可以通过高层信令给UE配置type 1 CSI-RS及type 2 CSI-RS的资源信息，也可以在下行控制信道PDCCH指示UE的type 2 CSI-RS资源索引(如NZP CSI-RS配置ID)。并且type 2 CSI-RS的垂直波束因子可以是固定或可变的，可以通过高层信令或DCI来配置垂直波束因子。
实施例2
本实施例以实施例1基础。UE针对每个CSI进程，需要在对应资源上分别上报水平或垂直信道状态信息，包括PMI、RI、CQI等。本实施例具体说明针对每种类型的CSI-RS，UE如何计算出CQI值。
一、对于Type1 CSI-RS，CQI的计算方法有以下两种：
(1)只根据垂直PMI计算：UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI；UE根据type 1 CSI-RS、垂直RI以及垂直PMI计算垂直SINR，得到垂直CQI值，该值代表垂直波束的信道质量。具体如下：
UE根据配置的type1 CSI进程信息，得到NZP CSI-RS及CSI-IM资源信息，分别用NZP CSI-RS及CSI-IM进行信道测量及信道估计。由NZP CSI-RS获得有用参考信号功率P，信道估计得到垂直信道矩阵Hv，遍历垂直预编码码本得到最佳预编码矩阵wv(即垂直RI及PMI)；由CSI-IM测量得到干扰信号I，N表示噪声。信噪干比计算如下：
UE由信噪干比对应得到垂直CQI值。
(2)根据垂直PMI和水平PMI计算：UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI，通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；UE根据type 1 CSI-RS、垂直RI、垂直PMI、水平RI和水平PMI，按照克罗内克积的方式求得联合SINR，得到联合CQI值，该值代表垂直及水平的整体信道质量。具体如下：
UE根据配置的type1 CSI进程信息，得到NZP CSI-RS及CSI-IM资源信息，分别用NZP CSI-RS及CSI-IM进行信道测量及信道估计。由NZP CSI-RS获得有用参考信号功率P，信道估计得到垂直信道矩阵Hv，遍历垂直预编码码本得到最佳预编码矩阵wv(即垂直RI及PMI)，由CSI-IM测量得到干扰信号I，N表示噪声。结合配置的type2 CSI进程信息，得到NZP CSI-RS，信道估计得到水平信道矩阵Hh，遍历水平预编码码本得到最佳预编码矩阵wh。
UE综合Hv和Hh得到全秩的信道矩阵H，可以表示为UE综合wv和wh得到预编码矩阵w，可以表示为信噪干比计算如下：
UE由信噪干比对应得到联合CQI值。
二、对于Type2 CSI-RS，CQI的计算方法有以下四种：
(1)当高层配置为不需要反馈水平PMI/RI时，UE按照发送分集的假设，根据type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子计算联合SINR，得到联合CQI值，该值代表垂直及水平的整体信道质量。具体如下：
UE根据配置的type2 CSI进程信息，得到NZP CSI-RS及CSI-IM资源信息，分别用NZP CSI-RS及CSI-IM进行信道测量及信道估计。由NZP CSI-RS获得有用参考信号功率P，通过信道估计及垂直波束因子vv得到信道矩阵H，UE进行信道矩阵变换得到发射分集时的信道矩阵Htm2，由CSI-IM测量得到干扰信号I，N表示噪声。
其中H1表示H中第一行发射天线的信道矩阵，H2表示H中第二行发射天线的信道矩阵。
信噪干比计算如下：
UE由信噪干比对应得到联合CQI值。
(2)当高层配置为不需要反馈水平PMI/RI时，UE按照发送分集的假设，根据type 2 CSI-RS、垂直RI和垂直PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。与第(1)种方法的区别在于，使用type1 CSI进程的垂直预编码矩阵wv计算SINR：
(3)当高层配置为需要反馈水平PMI/RI时，UE通过type 2 CSI-RS和type2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；UE按照波束成形的假设，根据type 2 CSI-RS、type 2 CSI-RS的垂直波束因子、水平RI和水平PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。具体如下：
UE根据配置的type2 CSI进程信息，得到NZP CSI-RS及CSI-IM资源信息，分别用NZP CSI-RS及CSI-IM进行信道测量及信道估计。由NZP CSI-RS获得有用参考信号功率P，通过信道估计及垂直波束因子vv得到信道矩阵H，遍历水平预编码码本得到最佳预编码矩阵wh(即水平RI及PMI)，由CSI-IM测量得到干扰信号I，N表示噪声。信噪干比计算如下：
UE由信噪干比对应得到联合CQI值。
(4)当高层配置为需要反馈水平PMI/RI时，UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI，通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；UE按照波束成形的假设，根据type 2 CSI-RS、垂直RI、垂直PMI、水平RI和水平PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。与第(3)种方法的区别在于，使用type1 CSI进程的垂直预编码矩阵wv计算SINR：
实施例3
本实施例以实施例1基础。UE针对每个CSI进程，需要上报周期或非周期的水平或垂直信道状态信息(CSI)。下面分别描述周期上报和非周期上报的情形。
一、周期上报
通过PUCCH进行CSI进程的周期CSI上报，有以下两种配置方式：
(1)给不同类型的CSI进程分别配置周期上报时间。
高层分别给不同类型的CSI进程配置不同的CQI/PMI/RI周期上报时间(包括上报周期及子帧偏置)，实现type1 CSI进程和type2 CSI进程在不同时间上报。
(2)配置其中一种类型的CSI进程的周期上报时间，其上报周期做为基准周期，配置另一种类型的CSI进程的周期上报时间为基准周期的整数倍。例如：
高层配置type2 CSI进程的周期上报时间，其上报周期做为基准周期，还配置type1 CSI进程的上报周期为基准周期的整数N倍，则每隔N个type2 CSI进程周期，在对应的子帧上UE上报type1 CSI进程的CSI。
二、非周期上报
通过PUSCH进行CSI进程的非周期CSI上报，有以下两种配置方式：
(1)采用DCI中的2bit CSI request字段触发type 1CSI进程、type 2CSI进程或者type 1CSI进程和type 2CSI进程的非周期上报。例如：
当CSI request字段为01时，UE同时上报type1 CSI进程和type2 CSI进程的CSI；当CSI request字段为10时，UE只上报type2 CSI进程或多个type2CSI进程集合的CSI；当CSI request字段为11时，UE只上报type1 CSI进程或多个类型1 CSI进程集合的CSI。
(2)采用DCI中的1bit CSI request字段触发type 1 CSI进程和type 2 CSI进程的非周期上报。例如：
当CSI request字段为0时，不需要UE上报非周期CSI；当CSI request字段为1时，UE上报type1 CSI进程和type2 CSI进程的CSI。
对于非周期CSI上报，如果包含不同类型的CSI进程，如2bit触发中的01和1bit触发的1情况下，可采用CSI复用的上报方式，CSI复用顺序为：若非周期反馈多于一种类型CSI进程的RI，则RI上报先反馈type 2 CSI进程，再反馈type 1 CSI进程，相同类型CSI进程若个数大于1，则先根据CSI进程索引(CSIProcessIndex)升序联接，再按照服务小区索引(ServCellIndex)升序联接。若非周期反馈多于一种类型CSI进程的CQI/PMI，原则同上。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.二维MIMO系统的CSI-RS传输方法，所述方法为：
eNB向UE发送两种类型的CSI-RS：非波束成形CSI-RS和经过垂直波束成形的CSI-RS，分别记为type 1 CSI-RS和type 2 CSI-RS；
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直信道状态信息，通过type 2 CSI-RS和type2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平信道状态信息，并上报水平和垂直信道状态信息CSI。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：
高层给UE配置多个CSI进程，每个CSI进程与一个CSI-RS资源及CSI干扰测量资源相关，并且配置的多个CSI进程分为两种类型：一种类型包含type1 CSI-RS，记为type 1 CSI进程，另外一种类型包含type 2 CSI-RS，记为type2CSI进程；
eNB首先给UE配置type 1 CSI-RS进程和type 2 CSI-RS进程的资源信息，其中type 2 CSI-RS进程的资源信息包括type 2 CSI-RS的垂直波束因子信息，然后按照配置的资源信息发送type 1 CSI-RS及type 2 CSI-RS；
eNB还根据UE上报的垂直信道状态信息判断是否调整type 2 CSI-RS进程的资源，若需要调整则重新给UE配置type 2 CSI-RS进程的资源信息；
UE针对每个CSI进程上报水平或垂直信道状态信息CSI。
3.根据权利要求2方法，其特征在于：eNB通过高层信令或DCI来配置type 2 CSI-RS的垂直波束因子信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI；
UE根据type 1 CSI-RS、垂直RI以及垂直PMI计算垂直SINR，得到垂直CQI值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI，通过type 2 CSI-RS和type2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；
UE根据type 1 CSI-RS、垂直RI、垂直PMI、水平RI和水平PMI，按照克罗内克积的方式求得联合SINR，得到联合CQI值。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：UE按照发送分集的假设，根据type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子计算联合SINR，得到联合CQI值。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI；
UE按照发送分集的假设，根据type 2 CSI-RS、垂直RI和垂直PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
UE通过type 2 CSI-RS和type 2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；
UE按照波束成形的假设，根据type 2 CSI-RS、type 2 CSI-RS的垂直波束因子、水平RI和水平PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
UE通过type 1 CSI-RS获得垂直RI和垂直PMI，通过type 2 CSI-RS和type2 CSI-RS的垂直波束因子获得水平RI和水平PMI；
UE按照波束成形的假设，根据type 2 CSI-RS、垂直RI、垂直PMI、水平RI和水平PMI计算联合SINR，得到联合CQI值。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：给不同类型的CSI进程分别配置周期上报时间。
11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：配置其中一种类型的CSI进程的周期上报时间，其上报周期做为基准周期，配置另一种类型的CSI进程的周期上报时间为基准周期的整数倍。
12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：采用DCI中的2bit CSIrequest字段触发type 1CSI进程、type 2CSI进程或者type 1CSI进程和type 2CSI进程的非周期上报。
13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：采用DCI中的1bit CSIrequest字段触发type 1 CSI进程和type 2 CSI进程的非周期上报。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于：
如果非周期CSI上报包含不同类型的CSI进程，则采用CSI复用的上报方式，CSI复用顺序为：先反馈type 2 CSI进程，再反馈type 1 CSI进程；相同类型CSI进程如果个数大于1，则先根据CSI进程索引升序联接，再按照服务小区索引升序联接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20161207 |