CN106233640B - 无线通信系统中用于信道信息反馈的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本披露涉及待提供用于支持超过如长期演进(LTE)等第四代(4G)通信系统的更高的数据速率的预先第五代(pre‑5G)或者5G通信系统。来自终端的信道质量指示符(CQI)和预编码反馈包括从基站接收参考信号，基于这些参考信号生成信道信息，以及传输该信道信息。该信道信息包括信道质量指示符(CQI)、第一垂直预编码矩阵指示符(V‑PMI)以及第一水平预编码矩阵指示符(H‑PMI)中的至少一个。

Description

无线通信系统中用于信道信息反馈的装置和方法
技术领域
本披露总体上涉及具有多个天线元素的无线通信系统，并且更确切地涉及周期性信道状态信息(CSI)反馈以供在具有安排在二维面板中的多个活跃天线元素的系统中使用。
背景技术
为了满足对从部署第四代(4G)通信系统以来已经增大的无线数据量的需求，已经做出努力来开发改进的第五代(5G)或者pre-5G通信系统。因此，也将5G或者pre-5G通信系统称为‘超越4G网络(Beyond 4G Network)’或者‘后LTE系统(Post LTE System)’。
5G通信系统被认为是在更高的频率(mmWave)带(例如，60GHz带)中实施，以便实现更高的数据速率。为了减小无线电波的传播损耗并且增大传输距离，在5G通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形以及大规模天线技术。
此外，在5G通信系统中，正在基于以下各项开发系统网络改进：高级小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密度网络、设备到设备(D2D)通信、无线回传、移动网络、协作通信、协同多点(CoMP)以及接收端干扰消除等。
在5G系统中，已经开发了混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)作为高级编码调制(ACM)；以及滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)和稀疏码多址接入(SCMA)作为高级接入技术。
在多输入多输出无线通信系统的频分中，用户设备不仅需要反馈方位域(也称水平域)的预编码矩阵指示符，而且需要反馈高度域(也称垂直域)的预编码矩阵指示符。在另一方面，为了维持良好的反馈可靠性和覆盖范围，物理上行控制信道质量信息反馈设计受到有效载荷大小约束。
因此，在本领域中需要针对多输入多输出无线通信系统的频分对信道质量信息反馈进行改进。
发明内容
解决问题的技术方案
根据本披露的一个方面，提供了用于操作终端的方法。该方法包括从基站接收参考信号，基于这些参考信号生成信道信息，以及传输该信道信息。该信道信息包括信道质量指示符(CQI)、第一垂直预编码矩阵指示符(V-PMI)以及第一水平预编码矩阵指示符(H-PMI)中的至少一个。基于该第一V-PMI、该第一H-PMI、第二V-PMI以及第二H-PMI确定至少第一索引、第二索引以及第三索引。采用这些索引来选择预编码矩阵。该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区。该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，并且该第二行分区包括第一项与第二项的克罗内克积。该第一项包括共相位因子与该第一预编码向量的乘积。该第二项包括该第二预编码向量。从第一码本中选择该第一预编码向量，并且从第二码本中选择该第二预编码向量。
根据本披露的一个方面，提供了用于操作基站的方法。该方法包括传输参考信号，以及接收基于这些参考信号生成的信道信息。该信道信息包括CQI、第一V-PMI以及第一H-PMI中的至少一个。基于该第一V-PMI、该第一H-PMI、第二V-PMI以及第二H-PMI确定至少第一索引、第二索引以及第三索引。采用这些索引来选择预编码矩阵。该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区。该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，并且该第二行分区包括第一项与第二项的克罗内克积。该第一项包括共相位因子与该第一预编码向量的乘积。该第二项包括该第二预编码向量。从第一码本中选择该第一预编码向量，并且从第二码本中选择该第二预编码向量。
根据本披露的一个方面，提供了用于终端的装置。该装置包括用于从基站接收参考信号的收发器以及用于基于这些参考信号生成信道信息的处理电路。该收发器传输该信道信息。该信道信息包括CQI、第一V-PMI以及第一H-PMI中的至少一个。基于该第一V-PMI、该第一H-PMI、第二V-PMI以及第二H-PMI确定至少第一索引、第二索引以及第三索引。采用这些索引来选择预编码矩阵。该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区。该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，并且该第二行分区包括第一项与第二项的克罗内克积。该第一项包括共相位因子与该第一预编码向量的乘积。该第二项包括该第二预编码向量。从第一码本中选择该第一预编码向量，并且从第二码本中选择该第二预编码向量。
根据本披露的一个方面，提供了用于基站的装置。该装置包括用于传输参考信号并且接收基于这些参考信号生成的信道信息的收发器。该信道信息包括CQI、第一V-PMI以及第一H-PMI中的至少一个。基于该第一V-PMI、该第一H-PMI、第二V-PMI以及第二H-PMI确定至少第一索引、第二索引以及第三索引。采用这些索引来选择预编码矩阵。该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区。该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，并且该第二行分区包括第一项与第二项的克罗内克积。该第一项包括共相位因子与该第一预编码向量的乘积。该第二项包括该第二预编码向量。从第一码本中选择该第一预编码向量，并且从第二码本中选择该第二预编码向量。
在进行以下详细说明之前，对在整个本专利文档中使用的某些单词和短语的定义进行陈述可能是有利的：术语“包括(include)”和“包括(comprise)”以及它们的衍生物意指没有限制的包括；术语“或者”是包含性的，意指和/或；短语“与……相关联”和“与此相关联”以及它们的衍生物可以意指包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接至……或者与……连接、联接至……或者与……联接、可以与……联通、与……协作、交错、并列、与……紧邻、被结合至……或与……结合、具有、具有……特性等；并且术语“控制器”意指任何设备、系统或者它们的控制至少一个操作的部件，比如可以在可由固件或者软件编程的硬件中实施这种设备、系统或者部分。应注意的是，不论是本地或远程，可以集中或者分配与任何具体的控制器相关联的功能。在整个本专利文档中提供针对某些单词和短语的定义，本领域的普通技术人员应该理解，在许多实例中(如果不是大多数实例中)，这种定义适用于之前和将来对这样限定的单词和短语的使用。
附图说明
为了对本披露及其优点的更完整的理解，现在结合附图参照以下说明，在附图中，相同的参考标号表示相同的部件：
图1A展示了根据本披露的一些实施例的可以采用预编码矩阵设计和周期性信道状态信息反馈的无线通信系统；
图1B展示了可以在图1A的无线通信系统内采用的两行、四列、交叉极化的二维逻辑天线阵列；
图1C展示了可以在图1A的无线通信系统内采用的四行、四列、交叉极化的二维逻辑天线阵列；
图1D展示了根据本披露的一些实施例的可以在图1A的无线通信系统内采用的逻辑端口到天线端口的映射；
图2展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式1-1子模式1的设计；
图3展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式1-1子模式1的第二设计；
图4展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式1-1子模式1的第三设计；
图5展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式1-1子模式2的设计；
图6展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式1-1子模式2的第二设计；
图7展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式2-1(其中，PTI＝0)的设计；
图8A和图8B展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式2-1(其中，PTI＝0)的两个替代性设计；
图9展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式2-1(其中，PTI＝0)的另一个设计；
图10展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式2-1(其中，PTI＝1)的另一个设计；
图11展示了根据本披露的一些实施例的在多个子帧上的PUCCH反馈；
图12展示了根据本披露的一些实施例的在多个子帧上的PUCCH反馈；
图13展示了根据本披露的一些实施例的在多个子帧上的PUCCH反馈；
图14展示了根据本披露的一些实施例的在多个子帧上的PUCCH反馈；
图15展示了根据本披露的一些实施例的在多个子帧上的PUCCH反馈；
图16A和图16B展示了根据本披露的一些实施例的在基站与用户设备之间的垂直取向；
图17展示了根据本披露的一些实施例的秩1垂直预编码矩阵信息分布；
图18展示了根据本披露的一些实施例的在天线端口与交叉极化的天线元素之间的一对一映射；
图19展示了根据本披露的示例性实施例的无线通信系统中的终端的操作程序；并且
图20展示了根据本披露的示例性实施例的无线通信系统中的基站的操作程序。
具体实施方式
在下文中讨论的图1A至图20以及在本专利文件中用于描述本披露的原理的各种实施例仅作为说明，并且不应当以任何方式被解释为用于限制本披露的范围。本领域技术人员将理解可以在任何适当安排的无线通信系统中实施本披露的原理。
通过引用将以下文件结合在本文中：
[REF1]3GPP TS 36.211：“演进的通用陆地无线接入(Evolved UniversalTerrestrial Radio Access，E-UTRA)；Physical channels and modulation(物理信道和调制)。”
[REF2]3GPP TS 36.212，“E-UTRA,Multiplexing and Channel coding(复用和信道编码)。”
[REF3]3GPP TS 36.213，“E-UTRA,Physical Layer Procedures(物理层过程)。”
缩略词列表
·AP：天线端口
·CB：码本
·CW：码字
·MIMO：多输入多输出
·SU-MIMO：单用户MIMO
·MU-MIMO：多用户MIMO
·3GPP：第三代合作伙伴计划
·LTE：长期演进
·UE：用户设备
·eNB：eNodeB或者演进节点B
·(P)RB：(物理)资源块
·DMRS：解调参考信号
·UE-RS：UE专用参考信号
·CSI-RS：信道状态信息参考信号
·MCS：调制和编码方案
·RE：资源元素
·CQI：信道质量信息
·PMI：预编码矩阵指示符
·PTI：预编码类型指示符
·RI：秩指示符
·MU-CQI：多用户CQI
·CSI：信道状态信息
·CSI-IM：CSI干扰测量
·CoMP：协作多点
·NZP：非零功率
·DCI：下行链路控制信息
·DFT：离散傅立叶变换
·DL：下行链路
·UL：上行链路
·PDSCH：物理下行链路共享信道
·PDCCH：物理下行链路控制信道
·PUSCH：物理上行链路共享信道
·PUCCH：物理上行链路控制信道
本披露总体上涉及具有多个天线元素的无线通信系统，并且更确切地涉及周期性信道状态信息(CSI)反馈以供在具有安排在二维面板中的多个活跃天线元素的系统中使用。图1A展示了根据本披露的一些实施例的对无线通信系统的操作。在图1A中描绘的UE中的每一个UE包括：天线阵列；接收器或者收发器，该接收器或者收发器被联接至该天线阵列，用于解调接收的无线信号(包括如CSI-RS等参考信号)；控制器或者处理器，该控制器或者处理器被联接至该接收器，用于估计在对应的UE与基站之间的一个或多个信道、使用这些参考信号以及在下文中所描述的过程中的一个或多个过程来导出这些信道的信道质量信息、并且如在下文中进一步详细地描述的，向该基站至少上报该CQI以及预编码矩阵选择的一个或多个指示符；以及发射器或者收发器，该发射器或者收发器被联接至该处理器/控制器，用于如在下文中进一步详细地讨论的，向该基站传输包括该CQI和/或PMI上报在内的反馈。每一个基站同样包括用于传输和接收信号的至少一个天线阵列、接收器链、控制器以及发射器链。在所描绘的示例中，用户设备(UE)UE0从演进节点B(eNB)100接收数据流。eNB100对旨在用于UE1和UE3的数据流以及旨在用于UE2和UE4的数据流进行复用。因此，通信系统由下行链路(DL)，通过该下行链路将信号从eNB、基站(BS)、NodeB或者发送点(TP)传输到用户设备；以及上行链路，通过该上行链路将信号从UE传输到BS或者NodeB。UE(通常也被称为终端或者移动站)可以是固定或者移动的，并且可以是移动电话、个人计算机设备等。eNB通常是固定站，也可以被称为接入点或者其他等效术语。DL信号包括传达信息内容的数据信号、传达DL控制信息(DCI)的控制信号以及也被称为导频信号的参考信号(RS)。eNB通过相应的物理DL共享信道(PDSCH)或者物理DL控制信道(PDCCH)传输数据信息或者DCI。eNB传输多种类型的RS中的一个或多个RS，包括UE通用的RS(CRS)、信道状态信息RS(CS1-RS)以及解调RS(DMRS)。在DL系统带宽(BW)上发送CRS，并且UE可以使用CRS来解调数据或控制信号、或者执行测量。对于与许多发射天线端口对应的CSI估计，除了CRS以外，eNodeB可以传输CSI-RS。
本披露涉及针对装备有二维天线阵列的FD-MIMO系统的PUCCH周期性CSI反馈设计。在LTE第8版(Release 8)和第10版(Release 10)标准中，由于PUCCH具有窄的数据管道和受限制的容量，所以PUCCH周期性CSI反馈被设计成用于向BS或者eNB提供在UE处看到的粗略信道状态信息。因此，和PUSCH设计不同，PUCCH CSI反馈设计将反馈可靠性和覆盖范围作为第一优先级，超过下行链路吞吐量优化。在3GPP第10版中，存在三种类型的PUCCH上报模式，这些上报模式从第8版延伸以支持双码本结构：(1)PUCCH模式1-1子模式1；(2)PUCCH模式1-1子模式2；以及(3)PUCCH模式2-1。本披露考虑了克罗内克积型码本结构，在克罗内克积型码本结构中，整个码本是水平码本(H-码本)与垂直码本(V-码本)的克罗内克积。因此，在使用克罗内克积码本的FD-MIMO系统中，UE不仅需要反馈方位域(也称水平域)的PMI，而且需要反馈高度域(也称垂直域)的PMI。换言之，针对FD-MIMO UE的PUCCH CSI反馈必需携带比在第8版和第10版中采用的PMI多的PMI。在另一方面，为了维持良好的反馈可靠性和覆盖范围，PUCCH CSI反馈设计受到有效载荷大小约束。本披露描述了针对PUCCH CSI反馈的在维持反馈可靠性和覆盖范围的同时容纳增大的PMI反馈的设计。具体地，在本披露中提出的PUCCH设计保持与在第10版PUCCH中说明的对应物相同的有效载荷大小。在本披露中，考虑了两种具体的天线配置：两个垂直AP和八个水平AP；以及四个垂直AP和八个水平AP。
第8版2-Tx和4-Tx码本(CB)
对于在两个天线端口p∈{0，1}上的传输，并且为了基于两个天线端口p∈{0，1}或者p∈{15，16}的CSI上报的目的，应当从下文的表1或者其子集中选择预编码矩阵W(i)：
表1用于在AP{0，1}上的传输并且用于基于AP{0，1}或者{15，16}的CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000081
对于在3GPP TS 36.213[REF3]中限定的闭环空间复用传输模式，当层数υ＝2时，不使用码本索引0。
对于在四个天线端口p∈{0，1，2，3}上的传输，应当从表2或者其子集中选择预编码矩阵W。为了基于四个天线端口p∈{0，1，2，3}或者p∈{15，16，17，18}的CSI上报的目的，除了alternativeCodeBookEnabledFor4TX-r12＝TRUE(在这种情况下，应当从[REF3]中的表7.2.4-0A、表7.2.4-0B、表7.2.4-0C以及表7.2.4-0D或者其子集中选择预编码矩阵W)以外，应当从表2或者其子集中选择预编码矩阵W。量
Figure GDA0002161682560000091
表示由来自表达式
Figure GDA0002161682560000092
的集合{s}给出的列限定的矩阵，其中，I是4×4单位矩阵，并且由表2给出向量un：
表2用于在AP{0，1，2，3}上的传输并且用于基于AP{0，1，2，3}或者{15，16，17，18}的CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000093
Figure GDA0002161682560000101
第12版4-Tx增强CB和8-Tx CB
在第10版8-Tx CB和第12版4-Tx增强CB中，采用了双码本结构。在双码本结构中，可以将码本W写为内码本W1与外码本W2的乘积，即，W＝W1W2，其中，W1用于捕获长期宽带信道特性并且W2用于捕获短期频率选择性信道特性。内码字(CW)W1(i)具有如下所描绘的分块对角结构：
Figure GDA0002161682560000102
其中，X(i)是如下所限定的矩阵：
Figure GDA0002161682560000103
其中，bn＝[1 ej2πn/32 ej2π2n/32 ej2π3n/32]T。外码本W2执行两个功能：波束选择和共相位。对于秩1，将外码本W2选择为：
Figure GDA0002161682560000111
其中，Y1∈{e1，e2，...e4}，其中，e_i是4×4单位矩阵的第i个列向量。向量ei的索引i被称为波束选择索引。总共存在16个码字(4位码本)。对于秩2，将外码本W2选择为：
Figure GDA0002161682560000112
其中，(Y1，Y2)∈{(e1，e1)，(e2，e2)，(e3，e3)，(e4，e4)，(e1，e2)，(e1，e3)，(e2，e3)，(e1，e4)}。总共存在16个码字(4位码本)。
对于8个天线端口，每一个PMI值对应于3GPP TS36.213中的表7.2.4-1、表7.2.4-2、表7.2.4-3、表7.2.4-4、表7.2.4-5、表7.2.4-6、表7.2.4-7或者表7.2.4-8中给出的一对码本索引，其中，量
Figure GDA0002161682560000113
和νm由
Figure GDA0002161682560000114
vm＝[1 ej2πn/32 ej4πn/32 ej6πn/32]T给出。
·对于8个天线端口{15，16，17，18，19，20，21，22}，第一PMI值i1∈{0，1，...f(υ)-1}和第二PMI值i2∈{0，1，...g(υ)-1}对应于3GPP TS36.213中的表7.2.4-j中给出的码本索引i1和i2，其中，υ等于相关联的RI值，并且其中，j＝υ，f(υ)＝{16，16，4，4，4，4，4，1}并且g(υ)＝{16，16，16，8，1，1，1，1}。对于υ＝1和2，在下文中的表3和表4中提供了对应的表。
·在一些情况下，支持码本子采样。在针对第一和第二预编码矩阵指示符i1和i2的表7.2.2-1D中限定了针对PUCCH模式1-1子模式2的子采样的码本。在3GPP TS36.213中的表7.2.2-1E中限定了秩和针对PUCCH模式1-1子模式1的第一预编码矩阵指示符i1的联合编码。在3GPP TS36.213中针对PUCCH上报类型1a的表7.2.2-1F中限定了针对PUCCH模式2-1的子采样的码本。
表3针对使用天线端口15至端口22的1层CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000121
表4针对使用天线端口15至端口22的2层CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000122
CSI反馈
在LTE/LTE-高级(LTE-Advanced)蜂窝通信系统中，UE需要上报秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)以及信道质量指示符(CQI)，以便支持链路自适应和在eNB处使用的预编码器。存在两种类型的CSI反馈：周期性反馈和非周期性反馈，描述如下：
在PUSCH上的非周期性反馈
PUSCH具有相对大的数据管道，并且因此对反馈有效载荷大小具有相对松的约束。在相同子帧的一个时隙中将CQI、PMI与RI一同上报的意义上，经由PUSCH的CSI上报是独立的。对于不同的PUSCH上报模式，CQI和PMI的频率粒度是不同的(子带和宽带)，而RI总是保持针对宽带。
在PUCCH上的周期性反馈
UE被更高的层半静态地配置成用于使用在表5中给出的上报模式在PUCCH上周期性地反馈CQI、PMI、PTI和/或RI。在[REF3]中可以发现每一个PUCCH CSI上报模式的细节。相比PUSCH，PUCCH具有限制的容量和窄的数据管道。对于每一个秩，最大有效载荷大小是11位。为了满足反馈有效载荷大小约束，可以要求进行码本子采样。和针对PUCCH的CSI上报不同，针对PUSCH的CSI上报由在多于一个子帧中传输的RI、PMI以及CQI组成。
表5针对使用天线端口15至端口22的2层CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000131
反馈定时：
对于被配置在传输模式1-9中的UE和对于每一个服务小区，或者对于被配置在传输模式10中的UE和对于在每一个服务小区中的每一个CSI过程，基于在3GPP TS36.213中的针对FDD的表7.2.2-1A中给出的参数cqi-pmi-ConfigIndex(ICQI/PMI)来确定针对CQI/PMI上报的周期性Npd(在子帧中)和偏移N偏移，CQI(在子帧中)。基于在3GPP TS36.213中的表7.2.2-1C中给出的参数ri-ConfigIndex(IRI)来确定针对RI上报的周期性MRI和相对偏移N偏移，R1。cqi-pmi-ConfigIndex和ri-ConfigIndex都由更高层信令配置。针对RI N偏移，R1的相对上报偏移从集合{0，-1，…-(Npd-1)}中取值。如果UE被配置成用于针对多于一个CSI子帧集进行上报，那么参数cqi-pmi-ConfigIndex和ri-ConfigIndex分别对应于针对子帧集1的CQI/PMI和RI周期性以及相对上报偏移，并且参数cqi-pmi-ConfigIndex2和ri-ConfigIndex2分别对应于针对子帧集2的CQI/PMI和RI周期性以及相对上报偏移。对于配置有传输模式10的UE，参数cqi-pmi-ConfigIndex、ri-ConfigIndex、cqi-pmi-ConfigIndex2以及ri-ConfigIndex2中的每一个参数可以被配置成用于每一个CSI过程。
在配置了宽带CQI/PMI上报的情况下：
·针对宽带CQI/PMI的上报实例是满足
Figure GDA0002161682560000141
的子帧，其中nf是系统帧数，并且ns是在帧内的时隙索引。
·如果配置了RI上报，那么RI上报的上报间隔是周期Npd(在子帧中)的整数倍数MRI。
○针对RI的上报实例是满足
Figure GDA0002161682560000142
的子帧。
在配置了宽带CQI/PMI和子带CQI上报的情况下：
·针对宽带CQI/PMI和子带CQI的上报实例是满足
Figure GDA0002161682560000143
的子帧。
○对于配置在传输模式8和9中的UE，或者对于配置在传输模式10中并且没有针对CSI过程的“RI-参考CSI过程”的UE，当没有传输PTI(由于没有被配置)，或者最近传输的PTI等于1时；或者当UE配置在传输模式10中并且具有针对CSI过程的“RI-参考CSI过程”，并且传输的PTI等于在最近的RI上报实例中上报的1时；或者当UE配置在传输模式10中并且具有针对CSI过程的“RI-参考CSI过程”，并且针对CSI过程的最近的RI上报实例中上报的“RI-参考CSI过程”，传输的PTI等于1时；并且当丢掉针对CSI过程的最近类型6上报时：
■宽带CQI/宽带PMI(或者对于传输模式8、9和10，宽带CQI/宽带第二PMI)上报具有周期H·Npd，并且在满足
Figure GDA0002161682560000144
的子帧上对其进行上报。整数H被限定为H＝J·K+1，其中，J是带宽部分的数量。
■除了当两个连续的宽带CQI/PMI上报之间的间隙由于系统帧数转变到0而包含少于J·K个上报实例时，在这种情况下，UE不应传输子带CQI上报的在两个宽带CQI/宽带PMI(或者对于传输模式8、9和10，宽带CQI/宽带第二PMI)上报中的第二个上报之前没有传输的剩余部分，在每两个连续的宽带CQI/宽带PMI(或者对于传输模式8、9和10，宽带CQI/宽带第二PMI)上报之间，剩余的J·K个上报实例依次用于在带宽部分的K个全周期上的子带CQI上报。带宽部分的每一个全周期应当处于从带宽部分0开始到带宽部分J-1结束的递增次序。由更高层信令配置参数K。
·对于配置在传输模式8和9中的UE，或者对于配置在传输模式10中并且没有针对CSI过程的“RI-参考CSI过程”的UE，当最近传输的PTI是0时；或者当UE配置在传输模式10中并且具有针对CSI过程的“RI-参考CSI过程”，并且传输的PTI是在最近的RI上报实例中上报的0时；或者当UE配置在传输模式10中并且具有针对CSI过程的“RI-参考CSI过程”，并且针对CSI过程的最近的RI上报实例中上报的“RI-参考CSI过程”，传输的PTI是0时；并且当丢掉针对CSI过程的最近类型6上报时：
○宽带第一预编码矩阵指示符上报具有周期H′·Npd，并且在满足
Figure GDA0002161682560000151
的子帧上对其进行上报，其中，由更高层用信号发送H'。
○在每两个连续的宽带第一预编码矩阵指示符上报之间，剩余的上报实例用于具有宽带CQI的宽带第二预编码矩阵指示符。
·如果配置了RI上报，那么RI的上报间隔是宽带CQI/PMI周期H·Npd的MRI倍，并且在与宽带CQI/PMI和子带CQI上报相同的PUCCH循环移位资源上上报RI。针对RI的上报实例是满足
Figure GDA0002161682560000152
的子帧。
在针对第一和第二预编码矩阵指示符i1和i2的表6中限定了针对八个CSI-RS端口的PUCCH模式1-1子模式2的子采样的码本。
表6 PUCCH模式1-1子模式2码本子采样
Figure GDA0002161682560000161
表7示出了针对第二PMI反馈的PUCCH模式2-1码本子采样
表7 PUCCH模式2-1码本子采样
Figure GDA0002161682560000162
本披露涉及针对装备有二维天线阵列的FD-MIMO系统的PUCCH周期性CSI反馈设计。在LTE第8版和第10版标准中，由于PUCCH具有窄的数据管道和受限制的容量，所以PUCCH周期性CSI反馈被设计成用于向BS或者eNB提供在UE处看到的粗略信道状态信息。因此，和PUSCH设计不同，PUCCH CSI反馈设计将反馈可靠性和覆盖范围(而不是下行链路吞吐量优化)作为第一优先级。在3GPP第10版中，存在三种类型的PUCCH上报模式，这些上报模式从第8版延伸以支持双码本结构。将第十版中的这三种PUCCH上报模式列出如下：1)PUCCH模式1-1子模式1，2)PUCCH模式1-1子模式2，以及3)PUCCH模式2-1。本披露考虑了克罗内克积型码本结构，在克罗内克积型码本结构中，整个码本是水平码本(H-码本)与垂直码本(V-码本)的克罗内克积。因此，在使用克罗内克积码本的FD-MIMO系统中，UE不仅需要反馈方位域(也称水平域)的PMI，而且需要反馈高度域(也称垂直域)的PMI。换言之，针对FD-MIMO UE的PUCCH CSI反馈必需携带比在第8版和第10版标准中采用的PMI多的PMI。在另一方面，为了维持良好的反馈可靠性和覆盖范围，PUCCH CSI反馈设计受到有效载荷大小约束。本披露描述了针对PUCCH CSI反馈的在维持反馈可靠性和覆盖范围的同时用于容纳增大的PMI反馈的设计。具体地，在本披露中提出的PUCCH设计保持与在第10版PUCCH中说明的有效载荷大小相同的有效载荷大小。在本披露中，考虑了两种具体的天线配置：两个垂直天线端口(AP)和八个水平AP；以及四个垂直AP和八个水平AP。
图1A展示了根据本披露的一些实施例的可以采用预编码矩阵设计和周期性信道状态信息反馈的无线通信系统。无线通信系统100包括一个或多个用户设备(UE)，包括明确描绘的UE0，以及也被称为NodeB或者演进NodeB(eNB)的一个或多个基站(BS)101。UE0包括天线阵列；被联接至该天线阵列，用于解调接收的无线信号的接收器；导出信道质量信息的控制器；以及用于向基站传输反馈的发射器。BS 101同样包括用于传输和接收信号的至少一个天线阵列、接收器链、控制器以及发射器链。在示出的示例中，UE0经由多个并发流与BS101通信。
图1B展示了可以在图1A的无线通信系统内采用的两行、四列、交叉极化的二维(2D)逻辑天线阵列。2D逻辑天线阵列包括Ncol＝4列交叉极化的(x-pol)天线子阵列，其中每一列x-pol子阵列包括N行＝2对放置在大致垂直的线上的x-pol天线。跨Ncol列分配NH个水平天线端口(H-AP)，其中每一列天线分别针对+45°极化和-45°极化与两个H-AP相关联。对于垂直天线端口(V-AP)，在本披露中明确考虑了两个替代性配置。在选项1中，跨两行分配NV＝2个V-AP，其中，每一行天线与一个V-AP相关联。在选项2中，跨N行＝2行分配NV＝4个V-AP，其中，每一行天线分别针对+45°极化和针对-45°极化与两个V-AP相关联。
对于在图1B中示出的针对2D逻辑天线阵列的PMI反馈，第8版NV-Tx CB(对于NV＝2，表1；对于NV＝4，表2)用于垂直CB WV并且在表3和表4中给出的第10版8-Tx内和外CB用于水平内CB W1H和外CB W2H。可以将整个码本写为
Figure GDA0002161682560000181
其中，WH＝W1HW2H，其中，Wv是垂直码本，并且WH是水平码本。
对于针对这些码本的PMI反馈，可以经由{resourceConfig，subframeConfig}的两个参数集的配置来配置非零功率(NZP)信道状态信息参考信号(CSI-RS)的两个集合。例如，提供一种CSI-RS配置用于估计WH，并且提供另一种配置用于估计WV。
在一些实施例中，根据以下替代方案之一构建V-PMI。
·W1V是单位矩阵，并且W2V是来自第8版2-Tx码本、4-Tx码本或者DFT码本的预编码矩阵。在此情况下，UE需要仅针对W2V反馈PMI；以及
·W2V是单位矩阵，并且W1V是来自第8版2-Tx码本、4-Tx码本或者DFT码本的预编码矩阵。在此情况下，UE需要仅针对W1V反馈PMI。
在一些实施例中，考虑到UE可能经历在其中高度或者方位角扩散大于另一个的信道，将整个秩-1和秩-2CB W构建如下：
·构建秩-1码字w∈W，以使得wV∈WV和wH∈WH都是秩-1预编码向量。
·根据以下方法之一构建秩-2码字w∈W：
○wV∈WV是秩-1预编码向量，并且wH∈WH是秩-2预编码矩阵；
○wV∈WV是秩-2预编码矩阵，并且wH∈WH是秩-1预编码向量。
在此披露中，将反馈可靠性和覆盖范围，而不是下行链路吞吐量优化，作为我们的PUCCH反馈设计的最高优先级。众所周知，有效载荷大小与反馈可靠性和覆盖范围直接相关。因此，在本披露中，相比在第10版8-Tx码本设计中使用的有效载荷大小，没有增大针对对应的秩-1和秩-2的有效载荷大小。
针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1
在针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1的第一设计中，对RI和第一H-PMI(W1H)进行联合编码，并且在子帧中将其传输以供RI上报。表8列出了对RI和W1H(其中，RI＝1或2)的联合编码的细节。当eNB意识到来自UE的最大秩是2的事实时，针对RI+W1H的有效总位数是5位。在下文中描述了包括另一个CSI(W2V＝WV、W2H和CQI)的PUCCH模式1-1的两个设计示例。
表8 RI和W1H联合编码
Figure GDA0002161682560000191
1)针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1设计1
图2展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式1-1子模式1的设计。图2展示了针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1设计1。在那些用于WB CQI/PMI上报的子帧中，传输WB W2H和WB CQI。此设计用于针对以下情况：W2V和W2H的可靠性要求是相同的，并且与两个PMI相关联的信道以类似的时间标度发生变化。在这个和在PUCCH上上报CQI和/或PMI的子帧的以下示例中的每一个示例中，可以分别代替W2V和W2H上报i2V和i2H，并且可以代替W1V和W1H分别上报i1V和i1H。同样地，在下文中为了上报的目的对W1V、W1H、W2V、以及W2H中的任何一个进行子采样的讨论同样适用于上报相应的i1V、i1H、i2V以及i2H。
表9和表10分别针对NV＝2和NV＝4包含WB(W2V，W2H)+WB CQI上报内容的细节，在这些表中描述了特定的码本子采样示例。
表9使用2-Tx V-PMI码本的(W2V，W2H)+WB CQI反馈
Figure GDA0002161682560000192
对于NV＝2和秩1的情况，由于仅使用两个垂直天线端口，所以在垂直尺寸中的波束宽度是相当地宽。由因子2对W2V进行子采样将节省用于携带W2H的信息的附加1位。在另一方面，对于W2H，也建议应用子采样，以便将(W2V，W2H)的有效载荷保持为4位，从而使得(W2V，W2H)反馈的可靠性与遗留W2+CQI反馈相同。对于NV＝2和秩2的情况，建议针对W2V和W2H都应用子采样，以将(W2V，W2H)+CQI的总有效载荷保持为11位，从而使得PUCCH格式2/2a/2b可以携带信息。
在表9中给出的一个子采样示例中，针对秩-1W2H的子采样集为i2＝{0，1，2，3，4，5，6，7}。根据表3，第二PMI i2的索引集{0，1，2，3}和{4，5，6，7}分别对应于具有四个共相位因子{+1，-1，+j，-j}的码字W1H中的第一和第二水平波束。子采样的W2H仅使得能够在W1H码字中对波束1和波束2进行水平波束选择。由于没有对W1H进行子采样，所以可以由此具体的W2H子采样选择的总DFT波束数在整个码本W1H W2H的水平尺寸中仍是32，这和第10版8-Tx码本的水平尺寸中的总DFT波束数相同。
在表9中还给出了针对秩2情况的一个子采样示例。为了将针对(W2V，W2H)的总位数保持为4位，应当仅构建16个状态，构建了这些状态中的8个状态的两个集合。
·第一集合包括秩-1W2V和秩-2W2H。建议将{0，2}用于表1中(其中，υ＝1)的秩-1W2V，并且将{0，1，4，5}用于秩-2W2H。对于秩1W2V，应用了因子2的子采样。由于在垂直尺寸中的波束宽度是相对地宽，所以因子2的子采样将不会导致大量性能损失。根据表4，第二PMIi2的索引0和4对应于在具有共相位因子{+1，-1}的码字W1H中的第一水平波束，并且第二PMIi2的索引1和5对应于在具有共相位因子{+j，-j}的码字W1H中的第二水平波束。子采样的W2H使得能够在秩2情况中仅对具有共相位因子的两个集合的(波束1，波束1)和(波束3，波束3)进行水平波束选择。
·第二集合包括秩-2W2V和秩-1W2H。在此情况下，因子2的子采样被应用到秩-2W2V中。将用于上报W2V的索引固定为0、1、2之间的值，并且不需要反馈。注意，对于满秩信道，信道容量不随对正交矩阵的不同选择而改变，并且与索引0、1、2对应的所有三个矩阵是正交的。为了上报秩-1W2H，将在整个秩-2情况中的W2H的子采样集选择为与在整个秩-1情况中的子采样集相同：{0，1，2，3，4，5，6，7}。
与NV＝2的情况类似，在NV＝4的情况中，建议针对W2V和W2H都应用子采样，以将(W2V，W2H)的有效载荷保持为4位。
在表10中的一个子采样示例中，根据在表2中(其中，υ＝1)的限定，针对秩-1W2V的子采样集是{0，1，2，3}。在表2中的索引0、1、2和3对应于大小为4的四个DFT向量。针对秩-1W2H的子采样集是{0，2，8，10}，它们是表3中的第二PMI。索引0和2对应于在水平尺寸中对具有对应的共相位因子1和-1的波束1的选择，而索引4和6对应于在水平尺寸中对具有对应的共相位因子1和-1的波束2的选择。因此，由于表示了所有32个候选波束，所以在整个码本W2VW2H的水平尺寸中的总DFT波束选择粒度与第10版8-Tx码本的水平尺寸中的总DFT波束选择粒度相同。然而，和NV＝2的情况不同，也由因子2对共相位因子进行子采样。
表10使用4-Tx Y-PMI码本的(W2V，W2H)+WB CQI反馈
Figure GDA0002161682560000211
在表10中还给出了针对秩2情况的一个子采样示例。与NV＝2的情况类似，构建了8个状态的两个集合。
·第一集合包括秩-1W2V和秩-2W2H。建议将{0，2}用于表2中(其中，υ＝1)的秩-1，它们对应于尺寸为4的两个DFT向量。该选择在垂直尺寸中提供粗略信道采样。而且，建议将{0，1，2和3}用于秩-2W2H。索引集{0，1}和{2，3}分别对应于对具有对应的共相位因子集{+1，-1}和{+j，-j}的波束1和波束2的水平波束选择。通过此选择，选择了共相位因子的所有可能集合，并且由于表示了所有32个候选波束，所以在水平尺寸中的总DFT波束选择粒度是32。
·第二集合包括秩-2W2V和秩-1W2H。和NV＝2的情况相同，建议将对应于表2中(其中，υ＝2)的那16个PMI值中的一个值用于秩-2W2V，这与NV＝2的情况类似。为了上报秩-1W2H，基于与NV＝2的情况中相同的理由，子采样集是{0，1，…，7}。
2)针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1设计2
图3展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式1-1子模式1的第二设计。图3展示了针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1设计2。在那些用于WB CQI/PMI上报的子帧中在时间上交替进行对两种新上报类型(即，WB(W2V，W2H)+CQI和WB W2H+CQI)的上报。
表9和表10分别用于(W2V，W2H)和WB CQI反馈(其中，NV＝2和NV＝4)；并且表11用于W2H+WB CQI。在此设计中，相比设计1改进了H-PMI W2H的可靠性。这是因为在每隔一个WBCQI/PMI上报实例中，仅上报了第二H-PMI W2H和WB CQI。相反，随着第二V-PMI的反馈频率减小一半，V-PMI的可靠性减小。在以下那些场景中，这种可靠性减小可以是可容许的：UE在垂直尺寸中比在水平尺寸中更静态。
表11 W2H+CQI反馈
Figure GDA0002161682560000221
3)针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1设计3
图4展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式1-1子模式1的第三设计。图4展示了针对图1B的PUCCH模式1-1子模式1设计3。在PUCCH模式1-1子模式1的另一个设计中，如在图4中所展示的，对RI、W2V＝(WV)和W2H进行联合编码，并且在RI上报实例中将其传输。相比其他设计，因为W2V的反馈频率减小并且将更多的信息，即，(W2V，W1H)，与RI一起进行联合编码，所以此设计实现了更加可靠的W2H反馈，但是更低(W2V，W1H)反馈可靠性。同时，与遗留RI+WB W1上报相同，建议将针对联合编码RI的总位数保持为5。在图12和图13中分别针NV＝2和NV＝4示出了对RI和(W2V，W1H)的联合编码的示例性设计。
表12使用2-Tx V-PMI码本的(W2V，W1H)+RI的联合编码
Figure GDA0002161682560000231
在表12中的整个秩-1情况下，W2V子采样集是秩-1 2-Tx码本的{0，1}，并且W1H子采样集是{0，2，4，6，8，10，12，14}，对应于在表3中均匀采样的PMI。通过对W1H的子采样集的这种选择，与选择的PMI对应的CW包含所有32个非重叠的波束。
在表12中的整个秩-2情况下，建议将以下子采样用于W1H和W2V。
·在秩-2W2V和秩-1W1H构造的情况下，因子2的采样被应用到W2V。针对W2V的反馈索引是固定的，并且因此不需要对其进行反馈。对于整个秩-2情况，子采样方法与在整个秩-1情况中的子采样方法相同。
·在秩-1W2V和秩-2W1H构造的情况下，W2V子采样集是{0，2}，并且W1H子采样集是{0，4，8，12}，其选择具有大的空间分离的四个码字。
在表13中，在相同的原因下，如前所述，在整个秩-1情况下针对W1H应用相同的子采样方法。在整个秩-1情况下，W2V子采样集是{0，2}。在整个秩-2WV和秩-1WH构造的情况下，W2V子采样集是{0，2}。在秩-1WV和秩-2WH构造的情况下，W2V子采样集是{0，2}。
表13使用4-Tx V-PMI码本的(W2v，W1H)+RI的联合编
Figure GDA0002161682560000232
Figure GDA0002161682560000241
针对图1B的PUCCH模式1-1子模式2
在PUCCH模式1-1子模式2中，在RI上报实例中仅传输RI。
图5展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式1-1子模式2的设计。图5展示了针对图1B的PUCCH模式1-1子模式2设计1。在图5中所展示的PUCCH模式1-1子模式2的第一设计中，WB(W1H，W2V)+CQI和WB(W1H，W2H)+CQI在WB PMI/CQI的上报实例中在时间上交替进行。在此设计中，RI和W1H反馈可靠性和在遗留8-Tx码本中的RI和W1H反馈可靠性相同。为了容纳针对W2V的附加反馈，减小了W2H的反馈频率。
图6展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式1-1子模式2的第二设计。图6展示了针对图1B的PUCCH模式1-1子模式2设计2。在图6中所展示的PUCCH模式1-1子模式2的第二设计中，WB(W1H，W2V)+CQI和WB W2H+CQI在WB CQI/PMI上报实例中在时间上交替进行。相比第一设计，此设计旨在以增大W1H的反馈占空比的代价来改进W2H的可靠性。由于将W1H用于捕获长期和宽带信道特性，所以W1H的反馈频率的减小不太可能引起性能退化。
在这些设计中，可以将表12和表13中的WB(W1H，W2V)+CQI分别用于NV＝2和NV＝4。可以将表6用于WB(W1H，W2H)+CQI，其中，(W1H，W2H)针对图5。可以将表11用于WB W2H和CQI。
针对图1B的PUCCH模式2-1
在PUCCH模式2-1中，在RI上报实例中传输上报类型6(RI和PTI)。
1)针对图1B的PUCCH模式2-1设计1
图7展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式2-1(其中，PTI＝0)的设计。图7展示了针对图1B(其中，PTI＝0)的PUCCH模式2-1设计1。参照针对PTI＝0的图7，在满足以下条件的子帧中传输W1H：
·宽带第一预编码矩阵指示符上报具有周期
Figure GDA0002161682560000242
并且在满足
Figure GDA0002161682560000243
的子帧上对其进行上报，其中，由更高层用信号发送H。
根据以下描述在那些子帧中传输WB(W2V，W2H)+CQI。
·在每两个连续的宽带第一预编码矩阵指示符上报之间，剩余的上报实例用于具有宽带CQI的宽带第二预编码矩阵指示符。
图8A和图8B展示了根据本披露的一个实施例的PUCCH模式2-1(其中，PTI＝1)的两个替代性设计。图8A和图8B展示了针对图1B(其中，PTI＝1)的PUCCH模式2-1设计1A(图8A)和设计1B(图8B)。在针对PTI＝1的图8A和图8B中，在WB CQI/PMI的上报实例中传输WB(W2V，W2H)+WB CQI。
根据以下描述传输SB(W2V，W2H)+CQI或者SB W2H+CQI。
·除了当两个连续的宽带CQI/PMI上报之间的间隙由于系统帧数转变到0而包含少于J·K个上报实例时，在这种情况下，UE不应传输子带CQI上报的在两个宽带CQI/宽带第二PMI上报中的第二个上报之前没有传输的剩余部分，在每两个宽带CQI/宽带第二PMI上报之间，剩余的J·K个上报实例依次用于在带宽部分的K个全周期上的子带CQI上报。带宽部分的每一个全周期应当处于从带宽部分0开始到带宽部分J-1结束的递增次序。由更高层信令配置参数K。
表14和表15分别示出了针对NV＝2和NV＝4的WB(W2V，W2H)+CQI和SB(W2V，W2H)+CQI的设计示例。具体地，用于表14和表15中的WB(W2V，W2H)+CQI的子采样方法与用于表9和表10中的WB(W2V，W2H)和WB CQI的方法完全相同。通过进一步对如表14和表15中给出的WB(W2V,W2H)进行子采样来获得SB(W2V,W2H)。因此，在子带级处，PUCCH反馈比针对WB的PUCCH反馈更粗略。
表14 WB(W2V，W2H)+CQI和SB(W2V，W2H)+CQI(Nv＝2)
Figure GDA0002161682560000251
Figure GDA0002161682560000261
Figure GDA0002161682560000262
表15 WB(W2V，W2H)+CQI和SB(W2V，W2H)+CQI(Nv＝4)
Figure GDA0002161682560000263
Figure GDA0002161682560000271
对于SB W2H+CQI反馈，可以将表7用于码本子采样。通过仅将SB反馈限制在W2H上，此设计实现了比图8中的其他SB反馈设计更好的反馈W2H信息的保护。
2)针对图1B设计2的PUCCH模式2-1
图9展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式2-1(其中，PTI＝0)的另一个设计。图9展示了针对图1B(其中，PTI＝0)的PUCCH模式2-1设计2。在针对PTI＝0的图9中，在与图7中用于W1H传输的子帧相同的子帧中传输W1H。在用于图7中的上报WB(W2V,W2H)+CQI的那些子帧中在时间上交替进行WB(W2V,W2H)+WB CQI和WB W2H+CQI。
图10展示了根据本披露的一个实施例的针对PUCCH模式2-1(其中，PTI＝1)的另一个设计。图10展示了针对图1B(其中，PTI＝1)的PUCCH模式2-1设计2。在针对PTI＝1的图10中，在WB CQI/PMI的上报实例中传输WB(W2V，W2H)+CQI。在与针对图8的子帧相同的子帧中在时间上依次出现SB(W2V，W2H)+CQI，WB W2H+CQI和SB W2H+CQI。可以将表14和表15用于分别针对NV＝2和NV＝4的WB(W2V,W2H)+CQI和SB(W2V,W2H)+CQI的子采样。
在此设计选项中，由于有时仅传输W2H+CQI，所以相比设计选项1，改进了W2H的可靠性。然而，由于W2V的反馈频率大于选项中1的反馈频率，所以W2V的可靠性减小。如在之前所讨论的，在一些情况下，UE在垂直尺寸中比在水平尺寸中更静态。W2V减少一半可能仅引起边际性能退化。
图1C展示了可以在图1A的无线通信系统内采用的四行、四列、交叉极化的二维逻辑天线阵列。图1C的2D逻辑天线端口阵列包括Ncol＝4列交叉极化的(x-pol)天线子阵列，其中每一列x-pol子阵列包括x-pol天线元件的N行＝4个集合。尽管图1C具有特定数量的行和列，但是可以将与图1C相关联的实施例用于任何任意数量的行和列。
在一些实施例中，在图1C中的32个天线端口被标引为A(r，0)，A(r，1)，...，A(r，7)，A(1，0)，其中，r＝0，1，2，3和A(r，0)，A(r，1)，...，A(r，7)针对在第r行中的8个天线端口。相应地，UE配置有CSI-RS的N行个集合：第一集合包括A(0，0)，A(0，1)，...，A(0，7)；并且第二集合包括A(1，0)，A(1，1)，...，A(1，7)。相应地，UE配置有{resourceConfig，subframeConfig}的N行参数集合，该UE指定了NZP CSI-RS的N行个集合的时频位置。
在一些实施例中，图1C中的32个天线端口被标引有A0，A1，A2，...，A31，其中，沿着在第一行中的元素从1开始按顺序分配正整数，之后沿着在第二行中的元素连续增大等。相应地，UE配置有CSI-RS A0，A1，A2，...，A31的一个集合。
在一些实施例中，图1C中的32个天线端口中，在第一行中的8个天线端口被标引有分配的编号H0，H1，...，H7，其中，沿着在第一行中具有第一极化的元素，之后沿着在第一行中的具有第二极化的元素从0开始按顺序分配非负整数。
在一些实施例中，图1C中的32个天线端口中的在第一列中的具有相同的极化的4个天线端口被标引有H0，H1，H2，H3。
在一些实施例中，图1C中的16个天线端口中的在第一列中的4个天线端口标引有V0，V1，...，V7，其中，V0，V1，V2和V3具有第一极化，并且V4，V5，V6和V7具有第二极化。
在一些实施例中，UE被配置成用于上报水平信道PMI(H-PMI)以及垂直信道PMI(V-PMI)，其中，H-PMI和V-PMI分别表示在方位和高度域中的预编码矩阵。与H-PMI和V-PMI对应的预编码矩阵分别被称为H和V预编码矩阵(或者向量)。
为了促进H-PMI和V-PMI反馈，UE配置有{resourceConfig，subframeConfig}的N个参数集合，该UE指定了N组非零功率(NZP)信道状态信息参考信号(CSI-RS)的时频位置，其中，可以根据本披露的一些实施例构建与CSI-RS相关联的天线端口。
在一个示例中，提供了一组CSI-RS用于估计W_H，并且提供了另一组用于估计WV。
图1D展示了根据本披露的一些实施例的可以在图1A的无线通信系统内采用的逻辑端口到天线端口的映射。在该图中，在每一个逻辑端口上的传输(Tx)信号被送入(例如，大小为M×1的)天线虚拟化矩阵中，其输出信号被送入M个物理天线端口的集合中。在一些实施例中，M对应于在实质上垂直的轴线上的天线元素的总数。在一些实施例中，在实质上垂直的轴线上，M对应于天线元素的总数与变量S之比，其中，将M和S中的每一个选择为正整数。
在一些实施例中，垂直和水平码本(WH和WV)都具有双码本结构：码本WH和WV为使得WH＝W1H W2H以及WV＝W2VW2V，其中，表3中的第10版8-Tx内CB用于垂直内CB W1V和水平内CBW1H。
内码本W1
在一些实施例中，可以将垂直和水平内码本W1V和W1H表示为如下所限定的分块对角矩阵：
Figure GDA0002161682560000291
和
Figure GDA0002161682560000292
其中，将W1V和W1H选择为如下所限定的4×4矩阵X(i)：
X(i)：＝[v2imod32v(2i+1)mod32v(2i+2)mod32v(2i+3)mod32]
其中，vn＝[1 ej2πn/32 ej2π2n/32 ej2π3n/32]T并且其中i＝0，1，…，15。
之后，将复合内码本W1构建如下：
Figure GDA0002161682560000293
其中，运算符
Figure GDA0002161682560000295
表示两个矩阵的逐列克罗内克积(也称为Khatri-Rao积)，并且其中，因此可以将W1重写为：
Figure GDA0002161682560000294
这里，矩阵
Figure GDA0002161682560000305
由16个尺寸为16×1的波束组成，其中，这16个波束全部为4个H与4个V波束的克罗内克积。因此，FD-MIMO内码本矩阵W1的大小为32×32。不同的W1码字的数量为256，并且针对W1的位数是8位。
外码本W2
在一些实施例中，W2被构建如下：将ei限定为其条目全部为零(除了第i个条目为1)的16×1列向量。对于秩1，码本(预编码矩阵)W2由
Figure GDA0002161682560000301
给出，
其中，Y1∈{(e1e2...e16)}对应于波束选择。外码本W2的大小是16×4＝64(6位)。对于W2中的每一个码字，可以将针对i＝1，2，…，16的波束选择索引i分解为两个索引(m，m')(i＝4m+m'+1)，其中，m是垂直波束选择索引(0≤m≤3)，并且m'是水平波束选择索引(0≤m'≤3)。表16示出了波束选择向量ei(或者索引i)分别与垂直波束选择索引m和水平波束选择索引m'之间的映射。根据表16将每一个Y1∈{(e1e2..e16)}映射到唯一的(m，m')对上。在秩-1情况下，由
Figure GDA0002161682560000302
所表示的共相位因子是ejπn/2(n＝0，1，2，3)。
表16波束选择向量ei与水平和垂直波束选择索引m和m'之间的映射
Figure GDA0002161682560000303
对于W2，由两个索引(即，i2V和i2H)确定波束选择索引m和m'，以及共相位因子
Figure GDA0002161682560000304
表17示出了在秩-1情况下将i2V和i2H映射到m、m'和n的一种方法。由i2V表示垂直波束选择索引m。由i2H对水平波束选择索引m'以及共相位因子{+1，-1，+j，-j}(4个状态)进行联合编码和表示。
表17i2v和i2H映射(秩1)
Figure GDA0002161682560000311
Figure GDA0002161682560000312
表18阐明了从复合PMI(i1V，i1H，i2V，i2H)到m、m'和n的映射，其中，第一V-PMI i1V＝{0，…，15}，第二V-PMI i2V＝{0，…，3}，第一H-PMI i1H＝{0，…，15}并且第二H-PMI i2H＝{0，…，15}。
在一些实施例中，用于导出秩-1 CQI的预编码向量由
Figure GDA0002161682560000313
构建，
其中，νm是从第一码本中选择的第一预编码向量，νm'是从第二码本中选择的第二预编码向量，并且
Figure GDA0002161682560000314
是共相位。
在一个示例中，针对νm的第一码本是使用过采样因子o1过采样的N1-Tx DFT码本，并且针对νm'的第二码本是使用过采样因子o2过采样的N2-Tx DFT码本。
在一种方法中，UE被配置成用于上报关于m、m'和n的信息。
在一个示例中，根据表17和同等地根据表18确定m、m'和n，并且UE被配置成用于上报i1V、i1H、i2V、和i2H中的一个或多个。
表18针对1层CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000321
对于给定的(i1V，i2V)对，由索引(i1H，i2H)采用与表4相同的方式来构建wm，m'，n。采用索引m、m'和n来选择包括第一列的(秩-1)预编码矩阵，该第一列包括第一行分区和第二行分区，该第一行分区包含(如在表18中由公式所表示的)至少第一和第二预编码向量vm与vm'的克罗内克积，并且该第二行分区包含第一项(共相位因子
Figure GDA0002161682560000322
与第一预编码向量vm的乘积)与第二项(第二预编码向量vm')的克罗内克积。如在上文中所讨论的，从第一码本中选择第一预编码向量vm，并且从第二码本中选择第二预编码向量vm'。注意，在不背离本披露的原理的情况下，可以交换H和V在这些实施例中的作用。
在一些实施例中，在UE配置有针对W2H(或者i2H)反馈的表3或者表17的情况下，当最近上报的RI是1时，W2H的子采样是{0，2，4，6，8，10，12，14}，在这种情况下，选择具有两个共相位因子{0，π}的所有四个波束。波束数用于向UE提供长期宽带覆盖范围，而共相位因子用于将波束调整为适应于信道的短期频率选择性。因此，相比共相位因子，向波束选择索引分配了更多的位。
在一些实施例中，在UE配置有针对W2H(或者i2H)反馈的表3或者表17的情况下，当最近上报的RI是1时，W2H的子采样是{0，2，4，6，8，10，12，14}，在这种情况下，选择与第一和第二波束索引对应的所有四个共相位因子。由于已经对DFT波束进行过采样，所以失去两个波束索引不太可能引起显著的性能损失。
在一些实施例中，eNB在相同的时频资源上沿着两个不同的空间方向向UE传输两个数据流。为了使UE帮助eNB确定这两个用于DL传输的方向，UE上报指示包括两个列向量的复合秩-2预编码矩阵的秩-2PMI，其中，每一个列向量与针对UE的信号路径强的方向相关联。可以由水平与垂直(或者方位和高度)预编码向量的克罗内克积表示每一个列向量。在一些场景中，在高度域中的角度扩散比在方位域中的角度扩散小得多；在其他一些场景中，在方位域中的角度扩散比在高度域中的角度扩散小得多。
在高度扩散比方位扩散小得多的一个示例性场景中，UE可能在水平面中接收最好的秩-2波束。当最近上报的秩是2(RI＝2)时，建议UE应当上报与由秩-2H预编码矩阵与秩-1V预编码向量的克罗内克积构建的复合秩-2预编码矩阵对应的秩-2PMI。注意，在不背离本披露的原理的情况下，可以交换H和V在这些实施例中的作用。
在一些实施例中，对于秩-2，码本(预编码矩阵)W2由
Figure GDA0002161682560000331
构建，
其中，(Y1，Y2)＝(ei1，ei2)。对于选择的(Y1，Y2)对，可以选择两个秩-2共相位因子
Figure GDA0002161682560000332
或者j。
在一些实施例中，UE可以被配置成用于上报秩-2PMI，其中，秩-2PMI指示在方位或者高度域中的任一者中的恒定方向(或者预编码向量)以及在其他域中的两个方向(或者两个预编码向量)。
例如，eNB可以将UE配置成用于上报秩-2PMI，其中，共同波束选择索引m用于构建垂直预编码向量，并且两个分别的波束选择索引m'，m”用于构建两个水平预编码向量，其中，通过取垂直预编码向量与两个水平预编码向量中的每一个水平预编码向量的克罗内克积来构建复合预编码矩阵。在这种情况下，由i1＝4m+m'+1和i2＝4m+m”+1确定(Y1，Y2)＝(ei1，ei2)。在这种情况下，eNB可以利用基于上行链路信号估计的信道互易性信道估计来计算出这种信道条件。
可以针对方位域信道扩散比高度域扩散更小的情况构建类似的示例，在这种情况下，UE被配置成用于针对水平预编码向量反馈共同波束选择索引，并且针对两个垂直预编码向量反馈两个波束选择索引。
在一些实施例中，将(i2V，i2H)映射到m、m'、m”和n，其中，由i2V映射垂直波束选择索引m，并且由i2H对两个水平波束选择索引(m'，m”)和共相位因子索引n进行联合表示，其中，i2V＝{0，…，3}并且i2H＝{0，…，15}。在这种情况下，对于给定的第二V-PMI i2V，第二H-PMIi2H根据第10版秩-2码本表(即，表4)映射到秩-2预编码矩阵。因此，为了计算并上报H-PMI，可以使用导出8-Tx PMI的大多数遗留UE实现方式。
在一些实施例中，将(i2V，i2H)映射到m、m'、m”和n，其中，由i2V映射垂直波束选择索引m，并且由i2H对两个水平波束选择索引(m'，m”)和共相位因子索引n进行联合表示，其中，i2V＝{0，…，7}并且i2H＝{0，…，7}。在这种情况下，针对第二V-PMI i2V和第二H-PMI i2H，反馈有效载荷大小是相同的，是3位。此设计使得能够以相同的可靠性接收分别包括i2V和i2H的两个PUCCH上报。
在一些实施例中，对于秩2，码本(预编码矩阵)W2由
Figure GDA0002161682560000341
给出，
其中，(Y1，Y2)∈{(ei，ei)：i＝1，...，16}∪{(el，el+1)，(el+1，el+2)，(el，el+3)，(el+1，el+3)，l＝1，5，9，10}。根据此构造，(Y1，Y2)可以具有32个不同的值，其中，可以选择由i1V指示的所有四个不同的垂直波束，并且对于给定的选择的垂直波束，可以选择8个垂直波束对来包括针对8个秩-2预编码矩阵的两个波束。
表19列出了针对秩2情况下的这种CB构造的32个选择的波束选择索引对，在该构造中，使用阴影区来指示选择的波束索引对。根据表19，参照表16，对于每一个秩-2预编码矩阵，使用了单个垂直波束选择索引m和两个水平波束选择索引m'和m”。位于相同的分块对角框中的每一个(Y1，Y2)具有相同的垂直波束选择索引。
表19CB(秩＝2)中的32个波束选择索引对
Figure GDA0002161682560000351
表20展示了根据本披露的一些实施例的从(i2V，i2H)到m、m'、m”和n的映射，其中，由i2V映射垂直波束选择索引m(2位)，并且由i2H对水平波束选择索引(m'，m”)和共相位因子索引n进行联合编码。
表20i2v和i2H映射方法(秩2)
Figure GDA0002161682560000361
Figure GDA0002161682560000362
表21阐明了从复合PMI(i1V，i1H，i2V，i2H)到m、m'、m”和n的映射，其中，第一V-PMIi1V＝{0，…，15}，第二V-PMI i2V＝{0，…，3}，第一H-PMI i1H＝{0，…，15}并且第二H-PMI i2H＝{0，…，15}。
在一些实施例中，用于导出秩-2CQI的预编码向量由
Figure GDA0002161682560000363
构建，
其中，νm是从第一码本中选择的第一预编码向量，νm'和νm”是从第二码本中选择的第二和第三预编码向量，并且
Figure GDA0002161682560000364
是共相位。
在一个示例中，针对νm的第一码本是使用过采样因子o1过采样的N1-Tx DFT码本，并且针对νm'和νm”的第二码本是使用过采样因子o2过采样的N2-Tx DFT码本。
在一种方法中，UE被配置成用于上报关于m、m'、m”和n的信息。
在一个示例中，根据表17和同等地根据表21确定m、m'、m”和n，并且UE被配置成用于上报i1V、i1H、i2V、和i2H。
表21针对2层CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000371
在一些实施例中，对于秩-2情况，在UE配置有针对W2H(或者i2H)反馈的表20的情况下，当最近上报的RI是2时，W2H的子采样是{0，2，4，6，8，10，12，14}，在这种情况下，选择所有八个波束选择对和单个共相位因子。这种选择的原因是波束选择对的数量可能对于秩-2波束成形性能更关键。
在一些实施例中，对于秩-2情况，在UE配置有针对W2H(或者i2H)反馈的表20的情况下，当最近上报的RI是2时，W2H的子采样是{0，1，2，3，4，5，6，7}，在这种情况下，选择具有相同波束的四个波束选择对和两个共相位因子。这种选择的原因是共相位因子的数量可能对于秩-2波束成形性能更关键。
表22展示了根据本披露的一些实施例的从(i2V，i2H)到m、m'、m”和n的映射，其中，由i2V映射垂直波束选择索引m(2位)和共相位因子索引n，并且由i2H对水平波束选择索引(m'，m”)进行联合编码。这里，第一V-PMI是i1V＝{0，…，15}，第二V-PMI是i2V＝{0，…，7}，第一H-PMI是i1H＝{0，…，15}并且第二H-PMI是i2H＝{0，…，7}。用于导出秩-2CQI的预编码矩阵由
Figure GDA0002161682560000372
构建。
表22i2V和i2H映射方法(秩2)
Figure GDA0002161682560000381
Figure GDA0002161682560000382
PUCCH模式1-1子模式1
图11展示了根据本披露的一些实施例的当UE配置有PUCCH模式1-1子模式1时，在多个子帧上的PUCCH反馈。在RI上报实例中，对RI和(W1V，W1H)进行联合编码并进行传输。在CQI/PMI上报实例中，对WB(W2V，W2H)+CQI进行传输。在此设计中，分别与W1H和W2H一起对W1V和W2V进行传输，并且因此如果针对V-和H-PMI传输了完整的PMI，那么整个PMI解码可靠性可能降低。
在一些实施例中，UE被配置成用于选择并且上报从0，1，…，15中的子采样的集合中选择的W1V，以便将PUCCH上报的有效载荷保持在小的状态，以使得解码可靠性是良好的。在一种方法中，应用均匀子采样，例如，当子采样集合大小为4时，子采样值是{0，4，8，12}。
在一些实施例中，对W1V进行子采样，以使得仍将天顶离去角(ZoD)的典型值保持在子采样的集合中。当UE在地平面上并且UE到BS的距离是足够远时，天顶离去角(θ)收敛于90°。因此，重要的是，将PMI索引保持为表示与i1V＝0对应的θ＝90°。在另一方面，在典型的宏观场景中，基站一般在UE之上，并且因此，将重要的是，将这些天顶角表示为远高于90°，例如，120°。当ZoD是θ时，最优波束转向角ν由
Figure GDA0002161682560000383
确定。
在另一方面，与W1V(i1V)对应的第一DFT波束角是
Figure GDA0002161682560000391
然后，假设i1V＝0，4，8，12，如在表23中所示出的，可以获得对应的ZoD。
表23与W1V PMI对应的ZoD角
Figure GDA0002161682560000392
在一种方法中，将{0，4}用作子采样的W1V的值。在另一种方法中，将{0，8}用作子采样的W1V的值。在另一种方法中，子采样的值包括0和x，其中，由更高层配置x∈{0，1，2，…，15}。
表24展示了根据本披露的一些实施例的用于对RI和(W1V，W1H)进行联合编码的方法。对于垂直和水平W1反馈，使用相同的子采样因子(是4)应用均匀子采样，以便将有效载荷保持在小的状态，从而使得可以在eNB处可靠地接收联合反馈。
表24 RI和(W1V，W1H)联合编码
Figure GDA0002161682560000393
表25展示了根据本披露的一些实施例的用于对RI和(W1V，W1H)进行联合编码的另一种方法。对于水平W1反馈，使用子采样因子2应用均匀子采样；在另一方面，对于垂直W1反馈，仔细选择两个索引，以使得很好地表示在典型的部署场景中发现的仰角。
表25 RI和(W1V，W1H)联合编码方法2
Figure GDA0002161682560000401
表26展示了根据本披露的一些实施例的用于对(W2V，W2H)和WB CQI反馈进行编码的方法。
表26(W2V，W2H)和WB CQI反馈
Figure GDA0002161682560000402
1)针对图1C的PUCCH模式1-1子模式1设计2
图12展示了根据本披露的一些实施例的当UE配置有PUCCH模式1-1子模式1时，在多个子帧上的PUCCH反馈。图12针对图1C的PUCCH模式1-1子模式1。在此设计中，在WB CQI/PMI上报实例中及时交替进行WB W2V+CQI和WB W2H+CQI上报。尽管在此设计中有效减小了W2V和W2H的反馈频率，但是子采样是不必要的，这确保了在接收器侧更好的解码可靠性。
在表27和表28中可以分别找到针对WB W2V+CQI和WB W2H+CQI的设计。
表27 WB W2V+CQI
Figure GDA0002161682560000411
表28 WB W2H+WB CQI
Figure GDA0002161682560000412
PUCCH模式1-1子模式2
在PUCCH模式1-1子模式2中，仅在RI上报实例中传输RI。
图13展示了根据本披露的一些实施例的当UE配置有PUCCH模式1-1子模式2(其中，在WB PMI/CQI上报实例中及时交替进行WB(W1V，W2V)+CQI和WB(W1H，W2H)+CQI)时，在多个子帧上的PUCCH反馈。图13展示了针对图1C的PUCCH模式1-1子模式2设计1。
表29和表30分别展示了根据本披露的一些实施例的用于对(W1V，W2V)+WB CQI和(W1H，W2H)+WB CQI进行编码的方法。具体地，在表29中，在秩-2情况下的子采样的索引是0、2、4和6，它们对应于四个垂直波束选择索引和单个共相位因子。在表29中，对于秩-2选项1的情况，对W2H索引进行子采样，其方式为使得选择所有水平波束和单个共相位因子。
表29(W1V，W2V)+WB CQI
Figure GDA0002161682560000421
表30(W1H，W2H)+WB CQI
Figure GDA0002161682560000422
图14展示了根据本发明的一些实施例的在多个子帧上的PUCCH反馈，其中，在PMI/CQI上报实例中传输WB(W2V，W2V)+CQI和WB(W1V，W1H)+CQI。图14展示了PUCCH模式1-1子模式2。
表31和表32分别展示了用于对WB(W1V，W1H)+CQI和WB(W2V，W2H)+CQI进行编码的方法。此设计旨在改进第二H-PMI和V-PMI的可靠性。由于第二H-PMI和V-PMI用于捕获信道的短期和频率选择性特性，所以反馈频率可能对反馈准确性具有大的影响。在图14中示出的此设计中，比联合编码的WB(W1V，W1H)和WB CQI更加频繁地反馈联合编码的WB(W2V，W2H)和WBCQI。
表31 WB(W1V，W1H)+CQI
Figure GDA0002161682560000431
表32 WB(W2V，W2H)+CQI
Figure GDA0002161682560000432
PUCCH模式2-1
在PUCCH模式2-1中，在RI上报实例中传输RI和PTI。在图15中展示了当PTI＝0时的PUCCH上报。图15展示了针对图1C(其中，PTI＝0)的PUCCH模式2-1设计1。在那些用于W1H上报的子帧中上报(W1V，W1H)。在那些用于WB(W2V，W2H)+CQI上报的子帧中上报WB(W2V，W2H)+CQI。
本披露解决了对于FD-MIMO标准化(周期性CSI反馈和码本子采样)不可避免的问题：PUCCH可以携带高达仅11位，并且在每一个子帧中的周期性CSI反馈内容应当小于或者等于11位。此外，还期望将位数保持为尽可能的小，以改进在BS处的接收可靠性。例如，因为雷德密勒(Reed-Muller，RM)编码的编码速率降低，所以对3位信息的解码可靠性比5位信息更好。用于反馈FD-MIMO CSI的位数是可能增大，并且代表如何对CSI进行复用以在PUCCH上容纳(或者可靠地传输)该信息的挑战。此披露解决了周期性CSI反馈的可靠传输的该挑战。
在PUCCH反馈信令上的全面覆盖是本披露的第二方面。对用于PUCCH反馈信令的确切方法可能存在许多替代方案。通过描述对PUCCH反馈信令(特别是针对PUCCH模式1-1和2-1)最有希望的事物在本文中展示了这种方法的全面集合。所描述的替代方案包括用于构建PUCCH模式1-1子模式1的选项(即，在RI上报实例中的RI+W1H上报和在CQI/PMI上报实例中的W2H+W2V+CQI上报；在RI上报实例中的RI+W1H上报和在CQI/PMI上报实例中的W2H+W2V+CQI上报中时间复用的W2H+W2V+CQI和W2H+CQI；以及在RI上报实例中的RI+W1H上报和在CQI/PMI上报实例中的W2H+CQI上报)。还描述了用于构建PUCCH模式1-1子模式2和模式2-1的选项，以及用于这些PUCCH模式的子采样方法。本披露还利用单个CSI过程反馈相比多个CSI过程反馈的优点，具体地：更广范围的UE可以支持FD-MIMO CSI反馈(UE容量)；并且协作多点(CoMP)延伸是直截了当的(可以仅针对CoMP实施多个CSI过程)。
在本披露中采用的整个码本结构是克罗内克积：
Figure GDA0002161682560000441
其中，WV是垂直码本，并且WH是水平码本。垂直码本WV是2-Tx码本，该2-Tx码本是基于单位矩阵(不需要对其进行反馈)W1V和第8版2-Tx码本W2V的双码本结构的特殊形式。水平码本WH是第10版8-Tx码本，也是双码本结构WH＝W1HW2H，其中，W1H是分块对角矩阵，并且选择W2H用于波束选择和共相位。
对于秩-1码本，构建秩-1码字W，以使得WV和WH都是秩-1预编码向量，例如，WV可以是2×1预编码向量，并且WH可以是8×1预编码向量，从而使得W是16×1预编码向量。对于秩-2码本，在一个集合中，由秩-1WV和秩-2WH构建秩-2码字W，例如，WV可以是2×1预编码向量(2-Tx秩-1码字)，并且WH可以是8×2预编码矩阵(8-Tx秩-2码字)，以使得W是16×2预编码矩阵。在秩-2码本的可替代集合中，由秩-2WV和秩-1WH构建秩-2码字W，例如，WV可以是2×2预编码矩阵(2-Tx秩-2码字)，并且WH可以是8×1预编码向量(8-Tx秩-1码字)，以使得W是16×2预编码矩阵。
对于PUCCH模式1-1子模式1，子模式1的第一替代方案采用如在图2中所展示的子帧上报定时，并且根据针对这种参数的第8版编码的RI和W1H联合编码是充分的。
表33
Figure GDA0002161682560000451
可以将在RI上报实例中的W1H+RI编码保持为与在第8版中相同。针对W2V+W2H+CQI，为了将反馈位数保持为与在第10版中相同，子采样是必要的。
子模式1的第一替代方案采用针对V-PMI的秩1W2V子采样(在图16A、图16B和图17中展示的)，W2V∈{0，1}或者{0，2}：
Figure GDA0002161682560000452
a(v)＝[1，e-jv]T，
其中，
Figure GDA0002161682560000453
例如，如果
Figure GDA0002161682560000454
或者θ0＝120°，其中，
Figure GDA0002161682560000455
那么a(v)＝[1，j]T。尽管更加频繁地采用[1，j]，但是对于MU-MIMO，[1，-1]可能是更好的选择。本披露描述了对{[1，1]，[1，j]}和{[1，1]，[1，-1]}的子采样，以及在两者之间由更高层可配置的子采样。
子模式1的第一替代方案还采用秩1W2H子采样，其中，W2H∈{0，1，…，7}。
表34
Figure GDA0002161682560000461
表35针对使用天线端口15至端口22的1层CSI上报的码本
Figure GDA0002161682560000462
在秩-1情况下，W2H索引{0，1，2，3，4，5，6，7}利用具有所有四个共相位因子{1，-1，j，-j}的第一和第二波束，其相当于在水平尺寸中的32个DFT波束(与第10版码本相同)。
对于W2V+W2H+CQI，子模式1的第一替代方案采用包括两个集合的秩2子采样码本：第一秩2子采样集合，其中，W2V∈{0，1}，秩-1：
Figure GDA0002161682560000463
并且，W2H∈{0，1，2，3}，秩-2，第一和第二波束(相同波束情况)具有与表4对应的共相位因子{0，j}，其中，
Figure GDA0002161682560000464
Figure GDA0002161682560000465
vm＝[1 ej2πn/32 ej4πn/32 ej6πn/32]T；
以及第二秩2子采样集合，其中，W2V是固定秩-2码字
Figure GDA0002161682560000471
并且，W2H∈{0，1，…，7}，秩-1，对应于表35。
PUCCH模式1-1子模式1的第二替代方案采用在图3中展示的定时，其中，在CQI上报实例中对W2V+W2H+CQI和W2H+CQI进行时间复用，根据之前的替代方案构建W2V+W2H+CQI反馈内容，并且W2H，W2H+CQI满足表11。因为对于W2H+CQI，子采样是不必要的，所以在此替代方案中，W2H反馈更可靠。
PUCCH模式1-1子模式1的第三替代方案采用在图4中展示的定时，其中，在CQI上报实例中上报W2H+CQI(和第10版相同)，并且在RI上报实例中联合上报RI+W2V+W2H，以使得子采样是必要的。当RI＝1时，使用
Figure GDA0002161682560000472
W2V∈{0，1}，W1H∈{0，2，4，…，14}(和第10版子采样相同)。
当RI＝2时，子采样码本包括两个集合：第一子采样集合，其中，W2V∈{0，1}，秩-1：
Figure GDA0002161682560000473
并且，将W2H解释为秩-2，W2H∈{0，2，4，…，14}(和第10版子采样相同)；以及第二子采样集合，其中，W2V是固定秩-2码字：
Figure GDA0002161682560000474
并且将W2H解释为秩-1，W2H∈{0，4，8，12}(这比第10版的采样粗2倍)。因此，W2H解释取决于解码的RI和W2V值。此替代方案导致较不积极的W2H子采样，而且导致需要在RI上报实例上附加地携带W2V。
针对PUCCH模式1-1子模式2，在一个实施例中，在RI上报实例中单独地反馈RI，这要求在CQI上报实例中发送W1H、W2H和W2V。一个选项是对(W1H，W2V，CQI)和(W1H，W2H，CQI)的时间复用(见图5)；另一个选项是对(W1H，W2V，CQI)和(W2H，CQI)的时间复用(见图6)。对于这些PMI/CQI反馈方法中的一些方法，子采样是必要的，并且可以采用在上文中针对替代方案1所描述的子采样方法。通过比较，在第10版PUCCH模式1-1子模式2中，单独反馈RI，并且在CQI上报实例中上报WB(W1，W2)+WB CQI。
对于PUCCH模式2-1，在一个实施例中，当最近上报的PTI＝0时，在CQI/PMI上报实例中对W1H和(W2V，W2H，CQI)进行时间复用(见图7)。当最近上报的PTI＝1时，在CQI/PMI上报实例中对WB(W2V，W2H，CQI)和SB(W2V，W2H，CQI)进行时间复用(见图8A和图8B)。
本披露还解决了对于FD-MIMO标准化的重要问题：基于反馈开销和双码本复杂性减小的FD-MIMO反馈编码。由于针对FD-MIMO，码本大小几乎必然增大，所以FD-MIMO CSI反馈的主要问题将是CQI反馈复杂性和开销。本披露提议有希望的方法来在不损失任何性能的情况下减小针对FD-MIMO码本的码本大小，并且还提议两种不同的构建秩-2码本的方式，将与共相位有关的信息和两个波束划分在H和V第二PMI中。
交叉极化(x-pol)是要在FD-MIMO中考虑的最重要的天线配置，并且在标准化过程中已经几乎唯一地研究了x-pol。x-pol对于稀疏的天线的益处是相对BS天线面板形式因子和性能而言的；使用交叉极化，在SLS中已经看到，相当容易地实现可能将吞吐量提升两倍的秩-2；在另一方面，稀疏的co-pol可能由于栅瓣而受到干扰。
直截了当的克罗内克积码本的设计引起巨大的UE复杂度，所以标准化应当提供对在本披露中所披露的类型的复杂度减小。对于FD-MIMO码本设计，码本子集限制可能是充分的。优化设计可以取决于FD-MIMO是否将支持多达8个或16个天线端口，或者多达64个端口。
针对交叉极化(x-pol)天线阵列或者子阵列，在H和V码本中的共相位都是不必要的。通过从H或者V中除去共相位，可以在不损失性能的情况下节省2位，四倍复杂性节省导致16384个码字。秩-2码本构造可以针对V采用一个波束，针对H采用两个波束和共相位，或者针对V采用一个波束和共相位，针对H采用两个波束。PUCCH码本子采样减小了复杂性和开销。
在本披露中提出的FD-MIMO双码本结构包括限定为如下的垂直和水平码本：
Figure GDA0002161682560000481
Figure GDA0002161682560000491
其中，将W1V和W1H选择为如下所限定的4×4矩阵X(i)：
X(i)：＝[v2imod32v(2i+1)mod32v(2i+2)mod32v(2i+3)mod32]
其中，vn＝[1 ej2πn/32ej2π2n/32ej2π3n/32]T，并且i＝0，1，...，15。在第一码本W1(大小32×32)中，i1V和i1H确定波束集合：
Figure GDA0002161682560000492
Figure GDA0002161682560000493
在第一码本W2中，i2V和i2H给出波束选择和共相位。
在构建FD-MIMO双码本中，对于每一个极化，应用克罗内克积或者H和V波束(vm和vm′)来构建16×1向量。应用在两个极化的两个克罗内克积波束上的共相位来构建秩-1预编码器。在图18中展示了在天线端口与交叉极化的天线元素之间的一对一映射。注意，如果将(4+4)和(4+4)位用于H和V域，码本的总位数是16位，这个位数太多而不能容纳在单个PUCCH格式2中，并且就反馈开销而言，可能对其进行进一步优化。
针对节省开销的秩-1码本结构的一个设计，将与索引对(m，m′)和共相位n对应的波束成形向量形成为
Figure GDA0002161682560000494
其中
Figure GDA0002161682560000495
n＝0，1，2，3，并且其中，m是i1V和i2V的函数，并且(m′，n)是i1H和i2H的函数：
表36
Figure GDA0002161682560000501
在表36中，
m＝2i1v+i2v，i2v∈{0，1，2，3}，
Figure GDA0002161682560000504
n＝i2H mod4和i2H∈{0，1，...，15}。不需要将共相位应用到H和V域。通过从V域中消除共相位，在针对H域采用(4+4)位的同时导致针对V域的(4+2)位，在不损失性能的情况下实现了2位节省。
对于秩-2码本的一个选项，将与索引(m，m'，m”)和共相位n对应的波束成形向量形成为
Figure GDA0002161682560000503
其中，m是i1V和i2V的函数(和刚才描述的秩-1设计相同)，并且(m'，m”，n)是i1H和i2H的函数(即，水平码本可能和在第10版8TX处相同)。
表37
Figure GDA0002161682560000511
在表37中，
m＝2i1v+i2v，i2v∈{0，1，2，3}，m′＝2i1H+f1(i2H)，m″＝2i1H+f2(i2H)，n＝i2H mod2并且i2H∈{0，1，...，15}。
对于秩-2码本的第二选项，将与索引(m，m′，m″)和共相位n对应的波束成形向量形成为
Figure GDA0002161682560000512
其中，(m，n)是i1V和i2V的函数，并且(m′，m″)是i1H和i2H的函数。
表38
Figure GDA0002161682560000513
Figure GDA0002161682560000514
在表38中，
Figure GDA0002161682560000515
i2v∈{0，...，7}，n＝i2v mod2，m′＝2i1H+f1(i2H)，m″＝2i1H+f2(i2H)，并且i2H∈{0，…，7}。在此设计中，在H与V反馈之间均衡信息，这对PUCCH是有益的。
在PUCCH模式1-1子模式1的一个替代方案的PUCCH反馈中，对RI、W1H和W1V进行联合编码，并且在RI上报实例中对其进行反馈(见图11)，而在CQI/PMI上报实例中反馈W2V、W2H和CQI。在RI+W1H+W1V联合编码中，均匀地对波束进行子采样(见表24)。对于秩1，W2V+W2H+CQI上报针对W_2V采用均匀波束子采样(1位)，并且针对W2H采用均匀共相位子采样(3位)(见表17，针对i2V＝0，值m＝0，并且针对i2V＝2，值m＝2；当i2H＝0时，{m'，n}为值{0，0}，当i2H＝2时，为{0，2}，当i2H＝4时，为{1，0}，当i2H＝6时，为{1，2}，当i2H＝8时，为{2，0}，当i2H＝10时，为{2，2}，当i2H＝12时，为{3，0}，并且当i2H＝14时，为{3，2}。对于秩2，W2V+W2H+CQI上报的一个选项针对W2V采用均匀波束子采样(1位)，并且针对W2H采用相同波束对(3位)的所有组合(见表20，针对i2V＝0，值m＝0，针对i2V＝2，值m＝2，并且针对i2H索引，值为前两行)。对于秩2，W2V+W2H+CQI上报的替代性选项针对W2V采用均匀波束子采样(2位)，并且针对W2H采用相同波束对(2位)的所有组合(见表22，针对i2V＝0，值(m，n)＝(0，0)，针对i2V＝1，值(m，n)＝(0，1)，针对i2V＝2，值(m，n)＝(1，0)，针对i2V＝4，值(m，n)＝(2，0)，针对i2V＝5，值(m，n)＝(2，1)，并且针对i2H索引，值为前三行)。
在PUCCH模式1-1子模式1的另一个替代方案的PUCCH反馈中，对(RI、W1H和W1V)进行联合编码，并且在RI上报实例中对其进行反馈(见图12)，而在CQI/PMI上报实例中对(W2V，CQI)和(W2H，CQI)进行时间复用。针对一个选项，采用表20。针对第二选项，对于W2V，W2H上报，子采样是不必要的(见表22)。
在针对PUCCH模式1-1子模式2的PUCCH反馈中，在RI上报实例中仅上报RI(见图12)，而在CQI/PMI上报实例中对(W1V，W2V，CQI)和(W1H，W2H，CQI)进行时间复用。对于(W1V，W2V，CQI)上报，如果RI＝1，那么针对W1V采用均匀子采样的波束索引{0，4，8，12}，并且对于W2V，子采样是不必要的(i2V＝{0，1，2，3})。如果RI＝2，那么针对W1V采用均匀子采样的波束索引{0，4，8，12}，并且对于W2V，子采样是不必要的(i2V＝{0，1，2，3})，或者采用相同波束对(i2V＝{0，1，4，5}，(m，n)＝(0，0)，(0，1)，(2，0)，(2，1))的所有组合。对于(W1V，W2V，CQI)上报，如果RI＝1，那么针对W1H采用均匀子采样的波束索引{0，8}，并且针对W2H采用索引i2V＝{0，2，4，…，14}(见表17中的相应的i2H条目)。如果RI＝2，那么针对W1H采用均匀子采样的波束索引{0，8}，并且针对W2H采用索引i2H＝{0，…，7}或者相同波束对(i2H＝{0，1，2，3})的所有组合(分别见表20和表22中的相应的i2H值)。
图19展示了根据本披露的示例性实施例的无线通信系统中的终端的操作程序。图19展示了用于操作终端的方法的示例。可以将终端称为UE、移动终端等。为了使终端可以执行在下文中所描述的程序，终端可以包括用于执行与其他设备的通信的收发器以及用于控制收发器的处理电路。处理电路可以包括一个或多个处理器。
参照图19，在步骤1901中，终端对信道进行估计。为了实现这一点，终端可以接收从基站传输的参考信号。参考信号包括具有在终端与基站之间是已知的值的信号。例如，参考信号包括CSI-RS。可以将参考信号称为导频、训练信号等。
在步骤1903中，终端基于信道确定预编码矩阵。例如，终端确定至少一个水平预编码矩阵和至少一个垂直预编码矩阵，并且基于该至少一个水平预编码矩阵和该至少一个垂直预编码矩阵确定预编码矩阵。进一步地，终端可以确定共相位因子，并且可以基于该至少一个水平预编码矩阵、该至少一个垂直预编码矩阵以及该共相位因子确定预编码矩阵。也就是说，可以基于包括至少一个水平预编码矩阵、至少一个垂直预编码矩阵与共相位因子的参数之间的乘积和克罗内克积中的至少一个确定预编码矩阵。
之后，在步骤1905中，终端传输信道信息。信道信息包括与信道质量有关的信息和与预编码矩阵有关的信息。具体地，信道信息可以包括至少一个水平预编码矩阵的指示、至少一个垂直预编码矩阵的指示以及共相位因子的指示中的至少一个。
图20展示了根据本披露的示例性实施例的无线通信系统中的基站的操作程序。图20展示了用于操作基站的方法的示例。可以将基站称为eNB、NodeB等。为了使终端可以执行在下文中所描述的程序，基站可以包括用于执行与其他设备的通信的收发器以及用于控制收发器的处理电路。处理电路可以包括一个或多个处理器。
参照图20，在步骤2001中，基站传输参考信号。参考信号包括具有在终端与基站之间是已知的值的信号。例如，参考信号包括CSI-RS。可以将参考信号称为导频、训练信号等。
之后，在步骤2003中，基站接收信道信息。信道信息包括与信道质量有关的信息和与预编码矩阵有关的信息。具体地，信道信息可以包括至少一个水平预编码矩阵的指示、至少一个垂直预编码矩阵的指示以及共相位因子的指示中的至少一个。
尽管已经使用示例性实施例描述本披露，但是可向本领域技术人员建议各种改变和修改。本披露旨在包含落入权利要求的范围内的何种改变和修改。

Claims (11)

1.一种终端执行的方法，该方法包括：
从基站接收参考信号；
基于所述参考信号生成信道信息；以及
传输该信道信息，
其中，该信道信息包括信道质量指示符CQI、第一垂直预编码矩阵指示符V-PMI以及第一水平预编码矩阵指示符H-PMI中的至少一个，
其中，第一索引、第二索引和第三索引被用来选择预编码矩阵，
其中，第一索引与第一V-PMI和第二V-PMI相关联，
其中，第二索引与第一H-PMI和第二H-PMI相关联，
其中，第三索引与共相位因子相关联，
其中，该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区，
其中，该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，该第二行分区包括共相位因子与第一预编码向量的乘积与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，从第一码本中选择该第一预编码向量，并且
其中，从第二码本中选择该第二预编码向量。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述传输该信道信息包括：
通过物理上行控制信道PUCCH传输所述第一V-PMI和所述第一H-PMI；以及
在传输所述第一V-PMI和所述第一H-PMI之前传输所述第二V-PMI和所述第二H-PMI。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述传输该信道信息包括：
通过物理上行共享信道PUSCH传输所述第一V-PMI和所述第一H-PMI；以及
传输所述第二V-PMI和所述第二H-PMI，
其中，所述第一V-PMI和所述第一H-PMI对应于子带，并且
其中，所述第二V-PMI和所述第二H-PMI对应于宽带。
4.如权利要求2所述的方法，其中，对所述第一H-PMI的子采样选择偶数条目。
5.如权利要求2所述的方法，其中，对所述第一H-PMI的子采样选择用于该第一H-PMI的条目的集合内的条目的第一半。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该预编码矩阵涉及秩-1预编码矩阵，并且
其中，该秩-1预编码矩阵包括该第一行分区和该第二行分区。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该第一码本包括具有使用第一过采样因子来过采样的大小的离散傅里叶变换DFT码本，并且
其中，该第二码本包括具有使用第二过采样因子来过采样的大小的DFT码本。
8.如权利要求1所述的方法，其中，该预编码矩阵涉及秩-2预编码矩阵，并且
其中，该秩-2预编码矩阵包括该第一行分区、该第二行分区、该第一预编码向量与第三预编码向量的克罗内克积、以及该第三预编码向量与征倒置共相位因子和第一预编码向量的乘积的克罗内克积。
9.一种终端，包括：
收发器，被配置为与至少一个基站通信；以及
处理电路，被配置为控制收发器以：
从基站接收参考信号；
基于所述参考信号生成信道信息；以及
传输该信道信息，
其中，该信道信息包括信道质量指示符CQI、第一垂直预编码矩阵指示符V-PMI以及第一水平预编码矩阵指示符H-PMI中的至少一个，
其中，第一索引、第二索引和第三索引被用来选择预编码矩阵，
其中，第一索引与第一V-PMI和第二V-PMI相关联，
其中，第二索引与第一H-PMI和第二H-PMI相关联，
其中，第三索引与共相位因子相关联，
其中，该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区，
其中，该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，该第二行分区包括共相位因子与第一预编码向量的乘积与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，从第一码本中选择该第一预编码向量，并且
其中，从第二码本中选择该第二预编码向量。
10.一种基站执行的方法，该方法包括：
传输参考信号；以及
接收基于所述参考信号生成的信道信息，
其中，该信道信息包括信道质量指示符CQI、第一垂直预编码矩阵指示符V-PMI以及第一水平预编码矩阵指示符H-PMI中的至少一个，
其中，第一索引、第二索引和第三索引被用来选择预编码矩阵，
其中，第一索引与第一V-PMI和第二V-PMI相关联，
其中，第二索引与第一H-PMI和第二H-PMI相关联，
其中，第三索引与共相位因子相关联，
其中，该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区，
其中，该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，该第二行分区包括共相位因子与第一预编码向量的乘积与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，从第一码本中选择该第一预编码向量，并且
其中，从第二码本中选择该第二预编码向量。
11.一种基站，包括：
收发器，被配置为与至少一个终端通信；以及
处理电路，被配置为控制收发器以：
传输参考信号；以及
接收基于所述参考信号生成的信道信息，
其中，该信道信息包括信道质量指示符CQI、第一垂直预编码矩阵指示符V-PMI以及第一水平预编码矩阵指示符H-PMI中的至少一个，
其中，第一索引、第二索引和第三索引被用来选择预编码矩阵，
其中，第一索引与第一V-PMI和第二V-PMI相关联，
其中，第二索引与第一H-PMI和第二H-PMI相关联，
其中，第三索引与共相位因子相关联，
其中，该选择的预编码矩阵包括第一列，该第一列包括第一行分区和第二行分区，
其中，该第一行分区包括第一预编码向量与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，该第二行分区包括共相位因子与第一预编码向量的乘积与第二预编码向量的克罗内克积，
其中，从第一码本中选择该第一预编码向量，并且
其中，从第二码本中选择该第二预编码向量。
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