CN106464416A - 使用参考天线或参考天线子集来计算特别是具有三维通信信道的无线通信系统中的pmi - Google Patents

Abstract

公开了一种用于计算无线通信系统中的PMI的方法。该系统包括eNB，其中该eNB能够用于与一个或多个UE以及与该eNB相关联的多个发送天线的集合进行通信。将这些天线分区成多个天线子集。在该方法的第一形式中，将天线其中之一指定为参考天线并且该参考天线构成各天线子集的一部分。在该方法的第二形式中，将子集其中之一指定为参考子集。UE能够用于计算针对多个子集各自的多个PMI，并且将这多个PMI报告至eNB，以供eNB用来进行预编码。第一形式包括独立于其它天线子集中的任意天线子集的PMI来计算针对给定天线子集的PMI。第二形式包括基于或者使用针对参考子集的PMI来计算针对给定子集的PMI。

Description

使用参考天线或参考天线子集来计算特别是具有三维通信信 道的无线通信系统中的PMI

技术领域

本发明涉及如下通信系统中的预编码矩阵指示(PMI)的计算，其中在这些通信系统中，演进型节点B将多个发送天线的集合分区成多个子集，并且UE被配置为报告(反馈)针对这多个发送天线子集的多个PMI。

背景技术

众所周知如下的无线通信系统，其中在这种无线通信系统中，基站(还已知为演进型节点B(eNB))与该eNB的范围内的移动装置(还已知为用户设备(UE))进行通信。各eNB将其可用带宽(即，频率和时间资源)针对不同的UE分区为不同的资源分配。存在如下恒定需求：增加这种系统的容量以及改善资源利用的效率，以容纳更多用户(更多UE)、更多数据密集型服务和/或更高的数据传输速率。

OFDM(正交频分复用)是一种用于在无线通信系统中发送数据的技术。基于OFDM的通信方案将待发送的数据符号划分到大量的子载波中；因而得到术语“频分复用”。通过调整数据的相位、振幅或者相位和振幅这两者来将数据调制在子载波上。名称OFDM的“orthogonal(正交)”部分是指子载波在频域中的间隔被选择为在数学意义上与其它子载波正交这一事实。换句话说，子载波在频域中被配置为使得邻接子载波的边带可以重叠但子载波间的干扰足够小以使得这些子载波能够被接收。

在向不同的用户(不同的UE)分配个体子载波或子载波的集合的情况下，结果是被称为OFDMA(正交频分多址)的多址系统。术语OFDM通常意图包括OFDMA。因此，为了当前说明的目的，这两个术语可以被视为可交换。通过向小区中的各UE分配不同的频率/时间资源，OFDMA可以有助于避免给定小区内的UE之间的干扰。

基本OFDM方案的另一变形例被称为代表“多输入多输出”的MIMO。这种方案在发送方和/或接收方(通常是这两方)处采用多个天线，以增强发送方和接收方之间可实现的数据容量。通常，使用这种方案来实现eNB和该eNB所服务的用户设备(UE)之间的有所增强的数据容量。

以示例的方式，2×2的“单用户MIMO”(SU-MIMO)结构在发送方处包含2个天线并且在与发送方进行通信的单个接收方处包含2个天线。同样地，4×4的SU-MIMO结构在发送方处包含4个天线并且在与发送方进行通信的单个接收方处包含4个天线。发送方和接收方不必采用相同数量的天线。通常，由于功率、成本和大小限制的差异，因此无线通信系统中的eNB与UE相比将配备有更多天线。还应注意，经常采用所谓的“多用户MIMO”(MU-MIMO)，并且这涉及能够一次进行与多个UE的MIMO通信的单个eNB。以下将进行进一步论述。

术语“信道”通常用来指代发送方和接收方之间的无线链路的频率(或等效的时间延迟)响应。MIMO信道(以下简称为“信道”)包含所有的子载波(参见以上针对子载波的论述)，并且覆盖整个发送带宽。MIMO信道包含许多个体无线链路。这些个体无线链路(各自可以单独地被称为单输入单输出(SISO)信道)的数量是N_RX×N_TX，其中，N_TX是发送方处的天线的数量，并且N_RX是接收方处的天线的数量。例如，3×2的SU-MIMO配置包含6个链路，因而该配置具有6个SISO信道。

考虑到图1中示意性示出的简化的2×3的SU-MIMO系统，可以看出接收方R的天线R0接收来自发送方T的各发送方天线T0、T1和T2的发送。同样地，接收方天线R1接收来自发送方天线T0、T1和T2的发送。因此，接收方处所接收到的信号包括来自发送方天线的发送的组合(即，6个SISO信道的组合)(或者接收方处所接收到的信号由来自发送方天线的发送的组合(即，6个SISO信道的组合)构成)。通常，SISO信道可以按各种方式进行组合以将一个或多个数据流发送至接收方。

图2是更广义的SU-MIMO系统的概念图。在图2中，发送方利用N_TX个发送天线来发送信号，并且单个接收方利用N_RX个接收天线接收来自发送方的信号。为了创建MIMO信道(在这种情况下为SU-MIMO信道)整体的特性的数学模型，需要表示发送方和接收方之间的个体SISO信道。如图2所示，个体SISO信道由表示，并且如图中所建议，构成通常被称为“信道矩阵”或“信道响应矩阵”H的矩阵的项。应识别出，H_0，0表示从发送天线0向接收天线0发送信号的信道特性(例如，信道频率响应)。同样地，表示从发送天线N_TX-1向接收天线N_RX-1发送信号的信道特性，等等。

在图2中，分别表示使用发送天线0～N_TX-1所发送的信号元素的符号一起构成发送信号向量其中0^T表示向量转置。(换句话说，x是从发送方所发送的信号。)同样地，接收天线0～N_RX-1分别接收到的接收信号元素一起构成接收信号向量(换句话说，y是接收方所接收到的信号。)图2所示的简化单用户系统所用的向量y和x之间的关系可以通过基本SU-MIMO系统等式来建模：

y＝Hx+n

(等式0)

其中，H是参考上述的信道矩阵，并且n是表示噪声(通常假定为加性白高斯噪声)的向量。

应注意，此时，(以上论述的)图1和图2均涉及“单用户”MIMO(SU-MIMO)系统。然而，同样如上所述，经常采用所谓的“多用户”MIMO(MU-MIMO)，并且这涉及能够一次进行与多个UE(各UE还可以具有多个天线)的MIMO通信的具有多个天线的单个eNB。在图3中给出MU-MIMO系统的示意表示。

更具体地，图3示出eNB将数据在相同的时间频率上从多个发送天线发送至不同的UE的一般MU-MIMO系统。为了使UE之间的干扰最小化，eNB通过预编码来创建发送波束。

根据例如维基百科，“预编码”是广义的“波束成形”，并且用于支持多天线无线通信中的多流发送。在传统的单流波束成形中，以适当的权重(相位和增益)从各发送天线发出相同的信号，以使得接收方处的信号功率最大化。然而，在接收方具有多个天线的情况下，单流波束成形无法使所有接收天线处的信号水平同时最大化。为了使多个接收天线系统中的吞吐量最大化，通常需要多流发送。

在多用户MIMO(MU-MIMO)中，如上所述，多天线发送方与(各自具有一个或多个天线的)多个接收方同时通信。从实现的观点，针对MU-MIMO系统的预编码算法分成线性预编码类型和非线性预编码类型。容量实现算法通常是非线性的，但线性预编码方式仍可以以低得多的复杂性来实现合理的性能。线性预编码策略例如包括最大比发送(MRT)、迫零(ZF)预编码和发送维纳(Wiener)预编码。

尽管性能最大化在点对点SU-MIMO中具有明确的解释，但多用户系统通常无法针对所有用户使性能同时最大化。因此，可以说多用户系统涉及多目标优化问题，其中，各目标与用户之一的容量的最大化相对应。解决该问题的一个常见方式是选择系统效用函数；例如，权重与系统的目标用户优先级相对应的加权总和容量。

在任何情况下，在接收侧，UE使用后编码(解码)来从接收信号获得其数据。

根据以上论述，本领域技术人员应理解，预编码通常高度依赖于信道的状态(即，预编码依赖于“信道状态”)-参见以下。

数学上，可以通过按以下方式修改上述的简化单用户MIMO系统等式(等式0)来描述MU-MIMO系统(对MU-MIMO系统进行建模)：

(等式1)

在等式1中：

y(i)是第i个UE处的接收信号，

x(i)是针对第i个UE的数据信号，

H(i)是针对第i个UE的信道矩阵，

V(i)是第i个UE的预编码矩阵，

n(i)是第i个用户处的加性白高斯噪声。

可以说MIMO发送方案是“非自适应的”或“自适应的”。在非自适应的情况下，发送方不具有信道的条件或性质的任何知识。换句话说，发送方不具有所发送的信号随着其“经由空气”被发送而发生改变的方式的任何知识。这种对与“信道状态”有关的知识的缺乏可能限制性能，这是由于发送方无法考虑到例如引起信道的状态或性质的变化的条件的变化(该条件的变化影响所发送的信号“在空气中”如何改变)。自适应方案依赖于从接收方向发送方(即，上行链路(UL)中)的信息(所谓的“信道状态信息”或CSI)的反馈，使得能够修改所发送的下行链路(DL)信号，从而考虑到正在变化的条件(即，考虑到正在变化的信道状态)并且使数据吞吐量最大化。换句话说，可以使用CSI的反馈，以便于或者辅助进行预编码。本发明主要关注于这些自适应型的MIMO方案。在图4中示出来自不同UE的上行链路中的CSI的反馈。

以下表格包含这里可能会发现的特定缩写/首字母缩略词：

应清楚地理解，这里对先前或现有装置、设备、产品、系统、方法、实践、公开或针对任何其它信息、或者针对任何问题或议题的单纯引用并没有确认或承认以下内容：以上任何事物单独或以任何组合形式形成本领域技术人员的公知常识的一部分或者以上任何事物是被承认的现有技术。

发明内容

在第一广义形式中，本发明涉及一种用于计算无线通信系统中的预编码矩阵指示即PMI的方法，所述无线通信系统包括基站即eNB以及与所述eNB相关联的多个发送天线的集合，所述eNB能够用于与一个或多个用户设备即UE进行通信，与所述eNB相关联的多个发送天线被分区成多个发送天线子集，所述多个发送天线子集其中之一被指定为参考子集，其中：所述UE能够用于计算针对所述多个发送天线子集各自的多个PMI并且将所述多个PMI报告至所述eNB以供所述eNB用来进行预编码，所述方法包括以下步骤：基于或者使用针对所述参考子集的PMI，来计算针对给定子集的PMI。

实现了本发明的第一形式的实施例的无线通信系统可以是多输入多输出(MIMO)系统。如上所述，在MIMO系统中，与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于发送与UE相关联的多个接收方天线能够接收到的信号。本发明的第一形式的实施例还可以适合多用户MIMO(MU-MIMO)系统中的实现，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于一次向各自具有多个接收方天线的多个UE发送信号。

对于本发明的第一形式的实施例，设想以下：至少在大多数情况下，所述UE将能够用于在上行链路中将所述多个PMI报告至所述eNB。在这种情况下，UE所进行的基于或者使用针对所述参考子集的PMI来计算针对给定子集的PMI的步骤可以包括：基于或者使用在给定上行链路发送中要报告至所述eNB的针对所述参考子集的PMI，来计算同一上行链路发送中同样要报告至所述eNB的给定PMI。换句话说，UE(针对各个发送天线子集)所计算出的PMI可以基于在同一上行链路发送中UE要报告至eNB的针对参考子集的PMI(而不是基于例如在先前上行链路发送中所报告的参考子集的PMI)。这样，UE可以报告与信道的当前(或最近)状态相对应的PMI，由此将与信道的状态有关的最新信息提供至eNB以用来进行预编码。

在上述之后，将理解，UE向所述eNB所报告的PMI通过将会构成在上行链路中该UE向所述eNB所报告的信道状态信息即CSI的一部分。在这方面，应当注意，除PMI外，CSI通常还将包括秩指示(RI)和信道质量指示(CQI)。

在本发明的第一形式的许多实施例中，与所述eNB相关联的多个发送天线的集合可以包括发送天线的二维阵列即2D阵列。在这些实施例中，对发送天线的阵列进行分区可以包括：将个体天线分组到一起以构成多组天线，使得各组构成发送天线子集并且不存在具有任何共用天线的子集。通常，所述分区将是针对不同的发送天线阵列结构而预定义的。针对给定的天线阵列结构还可以存在数量多于一个的可能的分区配置(模式)，并且在存在的情况，可以利用所述eNB来配置使用可能的分区配置(模式)中的哪个分区配置(模式)。

如上述背景技术部分所述，信道H是与所述eNB相关联的发送天线和与所述UE相关联的接收方天线之间的无线链路的频率响应。将发送天线的阵列分区成N个发送天线子集可以使得将所述信道分区成N个子信道。在该上下文中，H_n是指第n个天线子集的信道估计。此外，所述子信道的大小可以为N_RX×μ_TX，其中N_RX是与所述UE相关联的接收方天线的数量，N_TX是与所述eNB相关联的发送天线的数量，并且Nμ_TX＝N_TX。

在本发明的第一形式的某些特定实施例中，用于计算PMI的方法可以包括以下步骤：

A)计算所述参考子集的PMI p₁，其中n＝1；

B)针对各个(非参考)天线子集进行以下处理，其中n＝2,...,N：

(i)生成复合信道矩阵G_n；

(ii)生成复合预编码器候选V_p；以及

(iii)求出PMI p_n。

在包括以上陈述的特定算法的本发明的第一形式的实施例中，可以根据以下等式来进行步骤A)中的所述参考子集的PMI p₁的计算，其中n＝1：

此外，在包括以上陈述的特定算法的本发明的第一形式的实施例中，可以根据以下等式来进行步骤B)(i)中的所述复合信道矩阵G_n的生成：

G_n＝[H₁ H_n]。

另外，在包括以上陈述的特定算法的本发明的第一形式的实施例中，可以根据以下等式来进行步骤B)(ii)中的所述复合预编码器候选V_p的生成：

此外，在包括以上陈述的特定算法的本发明的第一形式的实施例中，可以根据以下等式来进行步骤B)(iii)中的PMI p_n的求出：

在第二广义形式中，本发明涉及一种用于计算无线通信系统中的预编码矩阵指示即PMI的方法，所述无线通信系统包括基站即eNB以及与所述eNB相关联的多个发送天线的集合，所述eNB能够用于与一个或多个用户设备即UE进行通信，与所述eNB相关联的多个发送天线被分区成多个发送天线子集，其中所述多个发送天线其中之一被指定为参考天线并且所述参考天线构成各发送天线子集的一部分，其中：所述UE能够用于计算针对所述多个发送天线子集各自的多个PMI并且将所述多个PMI报告至所述eNB以供所述eNB用来进行预编码，所述方法包括以下步骤：独立于给定天线子集以外的其它发送天线子集中的任意发送天线子集的PMI，来计算针对所述给定天线子集的PMI。

关于上述的本发明的第一形式，实现了本发明的第二形式的实施例的无线通信系统可以是多输入多输出(MIMO)系统，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于发送与UE相关联的多个接收方天线能够接收到的信号。并且，再次类似于上述的本发明的第一形式，本发明的第二形式的实施例可以适合多用户MIMO(MU-MIMO)系统中的实现，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于一次向各自具有多个接收方天线的多个UE发送信号。

对于本发明的第一形式的实施例，设想以下：至少在大多数情况下，所述UE将能够用于在上行链路中将所述多个PMI报告至所述eNB。从UE向eNB的各上行链路发送还可以包括所计算出的与多个天线子集中的每一个天线子集相对应的PMI。

如上所述，UE向所述eNB所报告的PMI将通常构成在上行链路中该UE向所述eNB所报告的信道状态信息即CSI的一部分，并且除所述PMI外，所述CSI通常还将包括秩指示(RI)和信道质量指示(CQI)。

关于上述的本发明的第一形式，在本发明的第二形式的实施例中，与所述eNB相关联的多个发送天线的集合可以包括发送天线的二维阵列即2D阵列。然而，在本发明的第二形式的实施例的情况中，对发送天线的阵列进行分区可以包括：将个体天线分组到一起以构成多组天线，使得各组构成发送天线子集并且所述参考天线是各子集中的天线其中之一。所述分区可以是针对不同的发送天线阵列结构而预定义的。针对给定的天线阵列结构还可以存在数量多于一个的可能的分区配置(模式)，并且在存在的情况下，可以利用所述eNB来配置使用可能的分区配置(模式)中的哪个分区配置(模式)。

这里所述的任何特征可以在本发明的范围内与这里所述的其它特征中的任何一个或多个以任意组合的形式进行组合。

附图说明

根据针对本领域技术人员提供足以进行本发明的信息的以下具体实施方式部分，可以辨别出本发明的优选特征、实施例和变形例。具体实施方式部分没有被视为以任何方式限制前述的本发明的发明内容部分的范围。具体实施方式部分将参考如下的多个附图。

图1示意性示出简化的2×3的SU-MIMO系统。

图2是更广义的SU-MIMO系统的概念图。

图3示出一般的MU-MIMO系统，其中在该MU-MIMO系统中，eNB将数据在相同的时间频率上从多个发送天线发送至不同的UE，并且各UE也具有多个天线。

图4示出下行链路中的从eNB向不同的UE的数据的发送、以及上行链路中的从不同的UE向eNB的CSI的反馈。

图5示意性示出发送天线的1维(1D)阵列(即，1维天线集合)。

图6示意性示出发送天线的2维(2D)阵列(即，2维天线集合)。

图7示出如下方式的各种(非限制性)示例：可以将发送天线的2维(2D)阵列(即，2维天线集合)分区成多个天线子集，其中将这些子集其中之一指定为参考子集。

图8示出如下方式的各种(非限制性)示例：可以将发送天线的2维(2D)阵列(即，2维天线集合)分区成多个天线子集，其中将一个个体天线指定为参考天线。

图9是针对将天线子集定义为参考的情况的PMI计算和预编码处理的图示。

图10是针对将个体天线定义为参考的情况的PMI计算和预编码处理的图示。

图11是根据本发明的一个特定实施例的针对将天线子集定义为参考的情况的PMI计算所用的算法的图示。

具体实施方式

在MIMO系统中，eNB可以配备有发送天线的1维(1D)阵列(参见图5作为示例)或者发送天线的2维(2D)阵列(参见图6作为示例)。在2D发送天线阵列的情况下，通信信道变为3维(3D)的。特别是针对(创建3D信道的)2D发送天线阵列，信道矩阵的尺寸也可能非常大，这可能导致特别是与计算预编码器和计算CSI有关的显著的计算复杂性。

为了帮助解决这些问题(即，为了帮助降低以上所论述的计算复杂性)，eNB可以将天线集合分区(即，分割或分组)成多个子集，并且eNB可以对UE(或各UE)进行配置以计算并报告多个PMI。此外，在(利用eNB)对UE进行配置以计算并报告多个PMI的情况下，作为该操作的一部分，可以将个体天线或者天线子集其中之一指定/分配为参考(即，作为参考天线或参考子集)。

在图7中给出可以将2D天线集合分区成多个子集的方式的示例，其中将所述子集其中之一指定为参考子集。注意，在图7的不同示例中，被指定为参考子集的特定子集在各情况下均以蓝色/虚线示出，而各示例中的其它(非参考)子集以红色/实线示出。还注意，在如图7的示例那样将天线阵列整体分区成多个子集(其中，将这些子集其中之一定义为参考子集)的情况下，不存在构成数量多于一个的子集的一部分的个体天线。换句话说，这些天线子集不具有共用的任何个体天线。

另一方面，图8给出如下方式的示例：可以将天线集合(再次为2D天线阵列)分区成多个子集，其中将该天线阵列的个体天线其中之一指定为参考天线。在图8中，被指定为参考天线的特定天线在各情况下均以蓝色/虚线示出。此外，如以下所论述的，在将天线阵列分区成多个子集(其中将该阵列的个体天线其中之一指定为参考天线)的情况下，该个体参考天线实际构成多个(或全部)的不同天线子集中的一部分。

将天线子集定义为参考的PMI计算方法

属于该标题的本发明的实施例可以涉及在UE处进行的并且意图用于以下情况的PMI计算方法：演进型节点B将发送天线集合分区成多个子集，对UE进行配置以测量/计算并报告多个PMI；以及将天线子集其中之一分配为参考。在这些实施例中，UE所进行的针对特定天线子集的PMI的计算可以基于参考子集的PMI。

例如，如图9所示，在eNB将发送天线阵列分区成多个天线子集的情况下，(作为该操作的一部分)eNB还可以将这些子集其中之一分配为参考，并且eNB可以对UE进行配置以报告针对所定义的各个天线子集的PMI。重要的是，在这些实施例(其中，天线子集其中之一是参考)中，UE以可被描述为“联合”的方式计算PMI。更具体地，所计算出的个体天线子集的PMI依赖于参考子集的PMI。以下论述用于基于(或者使用)参考子集的PMI来计算针对个体天线子集的PMI的一个特定方法。然而，应清楚地理解，在eNB将发送天线集合分区成多个子集并且将这些天线子集其中之一分配为参考的这些实施例中，可以使用用于基于(或者使用)参考子集的PMI来计算针对个体天线子集的PMI的任何适当方法。

在任何情况下，如图9所示，UE(以联合方式)计算针对各种子集的PMI并且(在上行链路中)将这些PMI报告至eNB，然后该eNB使用所报告的这些PMI来生成相应的子预编码器。之后，eNB堆叠这些子预编码器以生成最终的预编码器，从而在下行链路中的向UE的后续数据发送中使用。eNB使用所报告的PMI来生成相应的子预编码器所利用的手段以及堆叠这些子预编码器以生成最终预编码器的方式与本发明不直接相关，因此将不进一步说明这两者。

作为将发送天线的集合分区(即，将TxAn集合分区)成子集的结果，该操作导致将信道整体(其中，信道整体的大小为N_RX×N_TX)分区成大小为N_RX×μ_TX的N个子信道，其中Nμ_TX＝N_TX。该分区可以是针对不同的发送天线阵列结构所预定义的。换句话说，可以按特定预定义方式对给定的发送天线阵列结构进行分区，并且针对不同的天线阵列结构，可能存在不同的预定义的分区配置(模式)。针对给定的天线阵列结构，还可能存在数量多于一个的可能分区配置(模式)(图7的示例举例说明该情况)，并且可以利用eNB来配置使用这些可能的分区配置(模式)中的哪个分区配置(模式)。

以下说明并且在图11中示出(作为适用于将天线子集其中之一定义为参考的情形的本发明的特定实施例的)PMI计算可以使用的一个特定算法。在该算法中：

-大小为N_RX×μ_TX的H_n,n＝1,...,N表示第n个天线子集的信道估计；

-大小为μ_TX×RI的W_p,p＝1,...,N_p表示PMI码本的预编码器(码字)；以及

-p_n,n＝1,...,N表示第n个天线子集的PMI。

该特定算法如下所述：

A)使用以下等式来计算天线子集#1(即，参考子集)的PMI：

(等式2)

B)针对各个(非参考)天线子集n＝2,...,N进行以下处理：

(i)使用以下等式来生成复合信道矩阵G_n：

G_n＝[H₁ H_n]

(等式3)

(ii)使用以下等式来生成复合预编码器候选：

(等式4)

(iii)使用以下等式来求出PMI P_n：

(等式5)

C)结束。

如已经说明的，在意图用于将天线子集其中之一定义为参考的情况下的操作的本发明的实施例中，可以使用(后者参考)参考子集的PMI来进行UE所进行的针对特定天线子集的PMI的计算。认为该操作所实现的益处其中之一是由于认为天线阵列整体的不同天线元件展现出相关性(即，认为不同的个体天线相关)这一事实而产生的。在PMI计算所用的其它方法中，可以彼此完全独立地计算针对天线阵列整体的不同天线元件的PMI。与此相对比，在本发明的这些实施例中(其中，将天线子集其中之一定义为参考，并且UE所进行的针对特定天线子集的PMI的计算是基于参考子集的PMI的)，如此以可被认为是“联合”的方式进行PMI的计算(例如，针对一个天线子集的PMI的计算是基于另一子集(即，参考子集)的PMI来进行的)，使得利用这些实施例，报告回至eNB的针对不同天线子集所计算出的PMI捕获到天线子集之间所存在的相关性。

个体天线(而不是天线子集)是参考的PMI计算方法

属于该标题的本发明的实施例可被认为涉及在UE处所进行的并且意图用于如下情况的PMI计算方法：eNB将发送天线阵列分区成多个所谓的“相交子集”，并且将所有的“相交子集”共用的一个个体天线定义为参考。在这些情况下，eNB对UE进行配置以测量/计算并报告多个PMI(即，与各所述“相交子集”相对应的PMI)，尽管UE所进行的针对特定相交子集的PMI的计算可能独立于其它相交子集的PMI来进行。

通过进一步说明，在这些实施例中，eNB可以以如下方式对天线集合(即，天线阵列)进行分区：

-存在多个子集(当前称为“相交子集”)，

-存在被定义为参考天线的个体天线，以及

-参考天线构成各个“相交子集”的一部分。

例如，参考图8的示例模式(1)，将该示例中的天线1定义为参考天线，并且总共存在五个相交子集。这五个相交子集是{1,2,3,4}、{1,5,9,13}、{1,6,10,14}、{1,7,11,15}和{1,8,12,16}。因而，在这些实施例中、并且使用图8的模式(1)作为示例，为了进行PMI计算和反馈的目的，UE计算针对上述的各个相交子集的PMI(其中，针对各相交子集的PMI是独立于任何其它相交子集的PMI来进行计算的)，然后在上行链路中，UE将所计算出的各个PMI(即，针对各个相交子集的PMI)反馈回至eNB。

然后，在eNB侧，为了预编码的目的，eNB将使用所接收到的PMI来首先生成子预编码器。然后，在堆叠这些子预编码器以生成最终预编码器之前，去除N-1个子预编码器的与参考天线相关联的行。例如，对于图8的模式(1)，在堆叠与子集{1,5,9,13}、{1,6,10,14}、{1,7,11,15}、{1,8,12,16}相对应的预编码器以生成最终预编码器之前，去除与子集{1,5,9,13}、{1,6,10,14}、{1,7,11,15}、{1,8,12,16}相对应的预编码器的第一行以仅具有3行。

本领域技术人员通过以上参考图8的相交子集分区模式(1)所给出的说明将理解，相同的一般方法可以如何应用于例如图8的相交子集分区模式(2)或其它可能的相交分区模式。

认为本发明的这些实施例(这些实施例适用存在被定义为参考天线的个体天线并且该参考天线构成各个相交子集的一部分的情况)还捕获到在天线阵列的元件之间所存在的相关性。这是因为，尽管彼此独立地计算这些实施例中的针对各个相交子集的PMI，然而各个相交子集包括共用的一个天线(即，参考天线是相交子集中的每一个相交子集的一部分)。由于计算PMI并将PMI报告回至eNB的各个相交子集包括共用天线(参考天线)，因此结果认为在PMI中捕获到各个天线子集之间的相关性。

在本说明书和权利要求书(如果存在)中，词语“包括”及其衍生物(包括“comprises”和“comprise”)包括所述的各个整数，但并不排除包括一个或多个其它整数。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的指代是指在本发明的至少一个实施例中包括与该实施例结合说明的特定特征、结构或特性。因而，贯穿本说明书出现在各处的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”未必全部指代同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何适当的方式组合成一个或多个组合。

按照规定，已经采用或多或少特定于结构或方法特征的语言说明了本发明。应理解，本发明不限于所示出或描述的特定特征，这是由于这里所述的方式包括使本发明生效的优选形式。因此，要求在本领域技术人员适当地解释的所附权利要求书(如果存在)的适当范围内以任何形式或修改来保护本发明。

本申请基于并要求2014年6月16日提交的澳大利亚临时专利申请2014902277的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (30)

1.一种用于计算无线通信系统中的预编码矩阵指示即PMI的方法，所述无线通信系统包括基站即eNB以及与所述eNB相关联的多个发送天线的集合，所述eNB能够用于与一个或多个用户设备即UE进行通信，与所述eNB相关联的多个发送天线被分区成多个发送天线子集，所述多个发送天线子集其中之一被指定为参考子集，其中：所述UE能够用于计算针对所述多个发送天线子集各自的多个PMI并且将所述多个PMI报告至所述eNB以供所述eNB用来进行预编码，所述方法包括以下步骤：

基于或者使用针对所述参考子集的PMI，来计算针对给定子集的PMI。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信系统是多输入多输出系统即MIMO系统，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于发送与UE相关联的多个接收方天线能够接收到的信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述无线通信系统是多用户MIMO系统即MU-MIMO系统，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于一次向各自具有多个接收方天线的多个UE发送信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述UE能够用于在上行链路中将所述多个PMI报告至所述eNB。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，UE所进行的基于或者使用针对所述参考子集的PMI来计算针对给定子集的PMI的步骤包括：基于或者使用在给定上行链路发送中要报告至所述eNB的针对所述参考子集的PMI，来计算同一上行链路发送中同样要报告至所述eNB的给定PMI。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，UE向所述eNB所报告的PMI构成在上行链路中该UE向所述eNB所报告的信道状态信息即CSI的一部分。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，除所述PMI外，所述CSI还包括秩指示即RI和信道质量指示即CQI。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，与所述eNB相关联的多个发送天线的集合包括发送天线的二维阵列即2D阵列。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，对发送天线的阵列进行分区包括：将个体天线分组到一起以构成多组天线，使得各组构成发送天线子集并且不存在具有任何共用天线的子集。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述分区是针对不同的发送天线阵列结构而预定义的。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其中，针对给定的天线阵列结构存在数量多于一个的可能的分区配置(模式)，并且利用所述eNB来配置使用可能的分区配置(模式)中的哪个分区配置(模式)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，信道H是与所述eNB相关联的发送天线和与所述UE相关联的接收方天线之间的无线链路的频率响应，将发送天线的阵列分区成N个发送天线子集使得将所述信道分区成N个子信道，并且H_n是第n个天线子集的信道估计。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述子信道的大小为N_RX×μ_TX，其中N_RX是与所述UE相关联的接收方天线的数量，N_TX是与所述eNB相关联的发送天线的数量，并且Nμ_TX＝N_TX。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

A)计算所述参考子集的PMI p₁，其中n＝1；

B)针对各个(非参考)天线子集进行以下处理，其中n＝2,...,N：

(i)生成复合信道矩阵G_n；

(ii)生成复合预编码器候选V_p；以及

(iii)求出PMI p_n。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，根据以下等式来进行A)中的所述参考子集的PMI p₁的计算，其中n＝1：

$p_1=\underset{p\∈\{1,\mathrm{...},N_p\}}{\arg \max }\left\{tr({\[H_1{V}_p\]}^H\[H_1{V}_p\])\right\}.$

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，根据以下等式来进行(i)中的所述复合信道矩阵G_n的生成：

G_n＝[H₁ H_n]。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，根据以下等式来进行(ii)中的所述复合预编码器候选V_p的生成：

$V_p=\left[\begin{array}{c}{W}_{p_1}\\ W_p\end{array}\right],p=1,\mathrm{...},N_P.$

18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，根据以下等式来进行(iii)中的PMI p_n的求出：

$p_n=\underset{p\∈\{1,\mathrm{...},N_p\}}{\arg \max }\left\{tr({\[G_n{V}_p\]}^H\[G_n{V}_p\])\right\}.$

19.一种用于计算无线通信系统中的预编码矩阵指示即PMI的方法，所述无线通信系统包括基站即eNB以及与所述eNB相关联的多个发送天线的集合，所述eNB能够用于与一个或多个用户设备即UE进行通信，与所述eNB相关联的多个发送天线被分区成多个发送天线子集，其中所述多个发送天线其中之一被指定为参考天线并且所述参考天线构成各发送天线子集的一部分，其中：所述UE能够用于计算针对所述多个发送天线子集各自的多个PMI并且将所述多个PMI报告至所述eNB以供所述eNB用来进行预编码，所述方法包括以下步骤：

独立于给定天线子集以外的其它发送天线子集中的任意发送天线子集的PMI，来计算针对所述给定天线子集的PMI。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述无线通信系统是多输入多输出系统即MIMO系统，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于发送与UE相关联的多个接收方天线能够接收到的信号。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述无线通信系统是多用户MIMO系统即MU-MIMO系统，其中与所述eNB相关联的多个发送天线能够用于一次向各自具有多个接收方天线的多个UE发送信号。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中，所述UE能够用于在上行链路中将所述多个PMI报告至所述eNB。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，UE向所述eNB所报告的PMI构成在上行链路中该UE向所述eNB所报告的信道状态信息即CSI的一部分。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，除所述PMI外，所述CSI还包括秩指示即RI和信道质量指示即CQI。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的方法，其中，与所述eNB相关联的多个发送天线的集合包括发送天线的二维阵列即2D阵列。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，对发送天线的阵列进行分区包括：将个体天线分组到一起以构成多组天线，使得各组构成发送天线子集并且所述参考天线是各子集中的天线其中之一。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述分区是针对不同的发送天线阵列结构而预定义的。

28.根据权利要求26或27所述的方法，其中，针对给定的天线阵列结构存在数量多于一个的可能的分区配置(模式)，并且利用所述eNB来配置使用可能的分区配置(模式)中的哪个分区配置(模式)。

29.一种无线通信系统，包括：

基站即eNB以及与所述eNB相关联的多个发送天线的集合，所述eNB能够用于与一个或多个用户设备即UE进行通信，与所述eNB相关联的多个发送天线被分区成多个发送天线子集，其中所述多个发送天线子集其中之一被指定为参考子集，

其中，所述UE能够用于计算针对所述多个发送天线子集各自的多个PMI并且将所述多个PMI报告至所述eNB以供所述eNB用来进行预编码，以及

基于针对所述参考子集的PMI来计算针对给定子集的PMI。

30.一种无线通信系统，包括：

基站即eNB以及与所述eNB相关联的多个发送天线的集合，所述eNB能够用于与一个或多个用户设备即UE进行通信，与所述eNB相关联的多个发送天线被分区成多个发送天线子集，其中所述多个发送天线其中之一被指定为参考天线并且所述参考天线构成各发送天线子集的一部分，

其中，所述UE能够用于计算针对所述多个发送天线子集各自的多个PMI并且将所述多个PMI报告至所述eNB以供所述eNB用来进行预编码，以及

独立于给定天线子集以外的其它发送天线子集中的任意发送天线子集的PMI，来计算针对所述给定天线子集的PMI。