CN106470052A - 动态波束形成方法和使用所述方法的基站和用户设备 - Google Patents

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Abstract

动态波束形成方法和使用所述方法的基站和用户设备。根据示范性实施例中的一个，所提议的动态波束形成方法适用于基站且包含不限于发射第一参考信号；发射包括第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率的第一配置消息；响应于发射第一配置消息，基于第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率，接收第一参考信号的第一信息回馈；以及在接收到第一参考信号的第一信息回馈后，发射包括第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率的第二配置消息。

Description

动态波束形成方法和使用所述方法的基站和用户设备
技术领域
本公开内容是针对一种动态波束形成方法，和使用所述方法的有关设备。
背景技术
为了增加MIMO通信系统的信号的方向性的目的，已将一维预译码器码本升级成二维预译码器码本。演进型NodeB(Evolved NodeB；eNB)可将多个射频(radio frequency；RF)波束分群成波束群组。二维码本将增加波束群组的RF波束的方向性，以便增大在RF波束的覆盖下的用户装备(user equipment；UE)的信号干扰噪声比(signal to interferenceplus noise ratio；SINR)。然而，RF波束的增加的方向性将意味着UE可滑过RF波束的覆盖，且因此将需要增大波束覆盖的分辨率。可通过调整波束形成权重的过采样率来增大或减小波束覆盖的分辨率。然而，增大的过采样率可意味着选择预译码器矩阵需要的信令开销将增大。过采样率也将影响UE接收的搜索空间。具体细节在图1到图7中阐明。
图1说明用于通过使用天线端口0到3或15到18(如由被以引用的方式并入以定义本公开内容的概念和定义的3GPP技术规范(technical specification；TS)36.213指定)进行的单层信道状态信息(channel state information；CSI)报告的码本。码本为典型一维码本的实例。因为码本被修改以适应多维发射，所以码本已不仅变得更复杂，并且预译码器矩阵指示器(precoder matrix indicator；PMI)的开销也已增大。可通过选择PMI来使用来自码本的预译码器。
图2说明如由3GPP LTE版本13指定的二维码本。对于本公开内容，可关注的参数中的一个为N(x)O(x)201，其中N(x)表示codebookConfigN1 202，其指示如用于CSI参考信号的发射的在维度x上每个偏振的天线端口的数目。codebookConfigN1的格式叙述于图2的底部，其中值n1对应于1个天线端口，n2对应于2个天线端口，等等。并且O(x)表示codebookOverSamplingRateConfig-Ox 203，其指示如用于CSI参考信号的发射的在维度x上的空间过采样率，其中值n4对应于4过采样率，n8对应于8过采样率，等等。此codebookOverSamplingRateConfig-Ox在本公开内容中与「过采样率」同义。关于与过采样率有关的功能性的另外细节描述于被以引用的方式并入以定义本公开内容的概念和定义的TS 36.213和TS 36.331中。
举例而言，如由3GPP LTE版本13指定的二维码本具有双码本结构。将二维码本中的预译码器矩阵表示为W＝W1W2，其中预编码矩阵W1为长期预译码矩阵，其基于信道的长期统计性质，且可参照长期预译码矩阵指示器(PMI)利用，且W2为短期码本，其含有可参照短期PMI利用的短期预译码矩阵。长期矩阵其中为克罗内克积(Kronecker Product；KP)运算。X1为N1×L1矩阵，其中L1行向量为长度N1：的O1x过采样的DFT向量。X2为N2×L2矩阵，其中L2行向量为长度N2：的O2x过采样的DFT向量。N1和N2为在第1和第2维度中的每个偏振的天线端口的数目。举例而言，如图3中所绘示，一个波束群组301将含有2个波束(L1L2＝2)。此外，由于天线设置因此创造很显著的信道性质，其匹配W1的块对角线结构。
短期预译码矩阵W2为用于波束选择以及针对两个偏振选择的波束之间的共定相的设计。更具体地说，用针对不同天线偏振的动态行选择和选定波束当中的共定相ψρ设计短期码本W2。W2可表示为秩1：其中共定相项为因为en表示为单位矩阵IN1N2的n行的波束选择向量。选择预写码矩阵W1W2的第2波束401的实例绘示于图4中。
波束方向和有关参数的实例绘示于图5中。对于图5，假定在第d维度中存在NdOd波束。参看图6，其绘示波束图的二维网格。在N1＝2的情况下，对于第一实例，对于O1＝2的第一情况504，可一共存在4个波束。对于第二实例，对于O1＝4的第二情况505，可存在一共8个波束。
图6中绘示的参数如下定义。参数i1d为第一PMI或长期波束群组索引(例如，)。举例而言，波束群组索引i11指示在第1维度中的波束群组索引(例如，第一维第一PMI)，且波束群组索引i12指示在第2维度中的波束群组索引(例如，第二维第一PMI)。简单地说，索引i11和i12确定可用短句表达为长期PMI(例如，第一PMI)的波束群组。索引i2选择可用短句表达为短期PMI(例如，第二PMI)的波束群组内的波束。参数Pd为群组内波束间距。参数sd为两个邻近群组之间的超前波束空间或波束群组间距。参数Nd为每个偏振端口/TXRU的数目。参数Od为过采样率，且参数Ld为每一波束群组中的波束的数目。参数L′d为波束群组布局(例如，L′1＝4；L′2＝2)。码本的码本配置和其对应的波束群组参数绘示于图7中。
如先前所描述，具有固定过采样率的旧版码本设计可不提供足够的分辨率以提供充分的覆盖，这是由于较大天线端口可暗示由高度方向性天线波束引起的较小波束覆盖。然而，由于增大的码本大小，增大的过采样率可暗示对于CSI报告的较大负担。过采样率的低效使用也可不利地影响计算效率。因此，动态波束形成方法和使用所述方法的有关设备可增强以上叙述的缺点。
发明内容
因此，本公开内容是针对一种动态波束形成方法，和使用所述方法的有关设备。
在示范性实施例中的一个中，本公开内容是针对一种适用于基站的动态波束形成方法。所述方法将包含(不限于)发射第一参考信号；发射包括第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率的第一配置消息；响应于发射第一配置消息，基于第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率接收第一参考信号的第一信息回馈；以及在接收到第一参考信号的第一信息回馈后发射包括第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率的第二配置消息。
在示范性实施例中的一个中，本公开内容是针对一种基站，所述基站包含(不限于)发射器；接收器；以及耦合至所述发射器和接收器的处理器。处理器经配置以至少用于：经由发射器发射第一参考信号；经由发射器发射包括第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率的第一配置消息；响应于发射第一配置消息，基于第一维度的第一过采样率和第二维度的所述第一过采样率，经由接收器接收第一参考信号的第一信息回馈；以及在接收到第一信息回馈后，经由发射器发射包括第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率的第二配置消息。
在示范性实施例中的一个中，本公开内容是针对一种适用于用户装备的动态波束形成方法。所述方法将包含(不限于)接收包括过采样率的集合的第一配置消息，过采样率的集合包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率、第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率；选择第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率；基于第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率执行第一信息测量；以及发射包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率和第一信道状态信息测量的响应消息。
在示范性实施例中的一个中，本公开内容是针对一种用户装备，所述用户装备将包含(不限于)发射器；接收器；以及耦合至所述发射器和接收器的处理器。处理器经配置以至少用于：经由接收器接收包括过采样率的集合的第一配置消息，过采样率的集合包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率、第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率；选择第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率；基于第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率执行第一信息测量；以及经由发射器发射包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率和第一信息测量的响应消息。
为了使本公开内容的前述特征和优势可理解，下文详细描述伴随有图的示范性实施例。应理解，前文总体描述和以下详细描述都是示范性的，并且是希望提供对所主张的本公开内容的进一步阐释。
然而，应理解，此概述可能不含有本发明的所有方面和实施例，且因此并不意味以任何方式为限制性或限定性的。此外，本公开内容将包含对所属领域的技术人员而言明显的改进和修改。
附图说明
包含附图是以对本公开内容的进一步理解，并且附图并入在本说明书中且构成本说明书的一部分。图式说明本公开内容的实施例，并且与所述描述一起用以解释本公开内容的原理。
图1说明用于通过使用天线端口0到3或15到18进行的单层CSI报告的码本，如由3GPP技术规范(TS)36.213指定。
图2说明如由3GPP TS 36.213和TS 36.331指定的二维码本。
图3说明长期预译码矩阵W1的实例。
图4说明选择预译码矩阵W1W2的第2波束的实例。
图5说明具有各种过采样率的在某一维度中有两个天线端口的情况下的4个波束和8个波束的实例。
图6说明在两个维度中的波束图的网格的实例。
图7说明码本的码本配置和其对应的波束群组参数。
图8A说明过采样率与波束的数目之间的关系的实例。
图8B说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的就功能框图来说的基站的硬件图。
图8C说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的就功能框图来说的用户装备的硬件图。
图8D说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的适用于基站的动态波束形成方法。
图8E说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的适用于用户装备的动态波束形成方法。
图9说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于eNB调整过采样率的动态波束形成方法。
图10说明用于图11到图15中绘示的实例的参数。
图11说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法使码本限制集中化到长期PMI的实例。
图12说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法具有变化波束群组大小的使码本限制集中化到长期PMI的实例。
图13说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法使码本限制与长期PMI区域对准的实例。
图14说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法具有变化波束群组大小的使码本限制与长期PMI区域对准的实例。
图15A说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的限制在部分或缩短的长期PMI区域中的码本的第一实例。
图15B说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的限制在部分或缩短的长期PMI区域中的码本的第二实例。
图16说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于UE选定过采样率报告CSI。
图17说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的UE基于UE辅助信息选择过采样率。
图18说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于速度计算确定过采样率。
图19说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的在周期性CSI模式下的CSI报告。
图20说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的在波束矩阵的网格中配置波束群组的概念。
图21说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的在相同大小的每一不重叠波束群组中选择某一行。
图22说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的选择相同或可变大小的不重叠波束群组的一或多个行。
图23说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的组合行选择的多个级的结果。
图24说明通过根据TS36.213章节7.2.4组合多个预译码器来形成波束群组配置。
元件符号说明
201：参数N(x)O(x)
202：参数codebookConfigN1
203：参数codebookOverSamplingRateConfig-Ox
301、1103、1121、1221、1323、1523、2001：波束群组
401：第2波束
504：第一情况
505：第二情况
801、811：处理单元
802、812：发射器
803、813：接收器
804、814：存储介质
805、815：天线阵列
S851、S852、S853、S854、S861、S862、S863、S864、S911、S912、S913、S914、S915、S916、S1601、S1602、S1603、S1604a、S1604b、S1604c、S1701、S1702、S1703、S1704a、S1704b、S1704c、S1901、S1902、S1903a、S1903b、S1904a、S1904b：步骤
901：eNB
902、1101、1201、1301、1401、1501：用户装备(UE)
951a、951b、952a、952b、1112、2000、2100、2210、2220：波束
1102、1202、1302、1402、1502：第一子集
1111、1211、1312、1412、1512：第二子集
1203、1303、1403、1503、2101、2111、2211、2221：第一波束群组
1212、1313、1413、1513、2102、2112、2212、2222：第二波束群组
2002：波束的子集
2103：最左边行
2113、2114：选定行
2223：行
2301：第一级
2302：第二级
2401、2402、2403、2404：预译码器
具体实施方式
现将详细参考本公开内容的目前示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。在可能的情况下，相同的参考数字在图式和描述中用于指相同或相似部分。
图8A到图8E和其对应的书面描述用以解释本公开内容的综述。本公开内容对码本提议动态可调整过采样率。码本的大小可接着根据动态可调整过采样率而为可变的。即使由于基于离散傅立叶变换(discrete Fourier Transform；DFT)的波束的分辨率将较大，因此较大码本大小将能够提供较大总信号覆盖，较小码本大小仍然将导致较少测量回馈报告开销。此外，码本限制方法可不仅用以进一步减小CSI回馈开销大小或保持CSI回馈开销大小恒定，而且用以减小在测量报告过程期间的UE的搜索空间且因此减小总体计算复杂性。
基于如先前所描述的基于KP的双级码本设计，eNB或UE将能够通过适应性地改变过采样率或即如先前所描述的codebookOversSamplingRateConfig-Ox来调整码本大小。一般来说，较大过采样率将创造较高数目个波束，而较小过采样率将创造较少数目个波束。如图8A中所绘示，对于N1＝2，如果O1＝1，那么将存在2个波束；如果O1＝2，那么将存在4个波束；且如果O1＝4，那么将存在8个波束。如果存在较高数目个波束，那么较高数目个波束将导致较高波束方向分辨率和因此较大空间覆盖。较低数目个波束将减少总回馈开销以及减小计算复杂性。因此，本公开内容提议一种动态波束形成方法，和使用所述方法的有关设备。
图8B说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的就功能框图来说的基站的硬件图。基站将包含(不限于)处理单元801，其电耦合到发射器802、接收器803、非暂时性存储介质804和天线阵列805。天线阵列805电连接到发射器802和接收器803，且将包含用于发射和接收射频信号的一或多个实体天线。发射器802含有用于发射在射频频谱中的无线信号的电路，而接收器803含有用于接收无线信号的电路。非暂时性存储介质804可含有易失性和非易失性存储器以存储临时或永久信息，例如，编程代码、码本、各种临时和永久性数据等等。处理单元801含有一或多个处理器且处理数字信号以执行在图8E中描述以及随后在本公开内容的示范性实施例中描述的所提议的动态波束形成方法。处理单元801的功能可通过使用可编程单元来实施，例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器(digitalsignal processor；DSP)芯片、现场可编程门阵列(field-programmablegate array；FPGA)等。处理单元801的功能也可以用单独电子装置或IC来实施，且由处理单元801执行的功能也可以在硬件或软件的域内实施。
图8C说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的就功能框图来说的用户装备的硬件图。用户装备将包含(不限于)处理单元811，其电耦合到发射器812、接收器813、非暂时性存储介质814和天线阵列815。天线阵列815电连接到发射器812和接收器813，且将包含用于发射和接收射频信号的一或多个实体天线。发射器812含有用于发射无线信号的电路，且接收器813含有用于接收无线信号的电路。非暂时性存储介质814可含有易失性和非易失性存储器以存储临时或永久信息，例如，编程代码、码本、各种临时和永久性数据等等。处理单元811含有一或多个处理器且处理数字信号以执行在图8E中描述以及随后在本公开内容的示范性实施例中描述的所提议的动态波束形成方法。处理单元811的功能可通过使用可编程单元来实施，例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)等。处理单元811的功能也可以用单独电子装置或IC来实施，且由处理单元811执行的功能也可以在硬件或软件的域内实施。
图8D说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的适用于基站的所提议的动态波束形成方法。在步骤S851中，基站将发射第一参考信号。步骤S852，基站将发射包括第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率的第一配置消息。在步骤S853中，基站将响应于发射第一配置消息，基于第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率接收第一参考信号的第一信息回馈。在步骤S854中，基站将在接收到第一参考信号的第一信息回馈后发射包括第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率的第二配置消息。随后揭露内容将更详细地描述前述步骤。
图8E说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的适用于用户装备的所提议的动态波束形成方法。在步骤S861中，UE将接收包括过采样率的集合的第一配置消息，过采样率的集合包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率、第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率。在步骤S862中，UE将选择第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率。在步骤S863中，UE将基于第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率执行第一信息测量。在步骤S864中，UE将发射包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率和第一CSI测量的响应消息。随后揭露内容将更详细地描述前述步骤。
图9说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于eNB调整过采样率(例如，(O1，O2))的动态波束形成方法。基于如先前所描述的基于KP的双级码本设计，在阶段I(P1)中，当UE 902一开始附接至eNB 901时，eNB 901可用较小O1和/或O2使码本大小粗。接着在阶段II(P2)中，基于阶段I(P1)中的UE回馈信息，eNB 901可通过调整过采样率来改变码本大小。粗波束将意味着两个波束951a、952a将进一步间隔开；而细波束将意味着两个波束951b、952b将间隔得比例如951a、952a的粗波束近。
参看图9，在步骤S911中，在阶段I(P1)期间，eNB 901将发射可包含(不限于)第一过采样率(例如，(O1，O2))的配置消息到UE 902。第一过采样率可为较低采样率，且因此发射的波束群组的分辨率将为粗。举例而言，UE最近可附接至eNB或从休眠模式唤醒。在步骤S912中，在接收到参考信号(例如，CSI-RS)和第一配置消息后，UE 902即可基于参考信号和第一过采样率执行测量(例如，CSI测量)，且随后在步骤S913中，基于参考信号和第一过采样率将测量的数据发射到eNB 901。测量的数据可为与特定信道相关联的CSI。在步骤S914中，响应于接收到测量的数据的信息回馈，eNB 901可通过从第一过采样率调整到第二过采样率来实施阶段II(P2)，且通过如此进行，改变码本大小，其中第二过采样率将大于第一过采样率，即，将第一维度的第一过采样率从缺省值调整以大于第一维度的第一过采样率。在步骤S915中，eNB 901将发射第二配置消息，第二配置消息可包含(不限于)将导致更细波束分辨率的第二过采样率。换句话说，第一维度的第二过采样率可大于第一维度的第一过采样率。在步骤S916中，UE 902可通过基于第二参考信号和第二过采样率执行CSI测量来执行另一反复。随后，UE可基于第二过采样率将另一测量的CSI发射到eNB 901，且eNB 901可从第二过采样率调整到第三过采样率，第三过采样率可大于或小于第二过采样率。换句话说，eNB将决定返回到阶段I(具有较小过采样率)或进入阶段III(具有较大过采样率)。
可以各种方式实施码本子集限制。在UE已从eNB接收与码本配置有关的第一无线电资源控制(radio resource control；RRC)信令后，响应于从UE接收到CSI报告(例如，接收到PMI)，eNB可确定使码本限制集中化到长期PMI(例如，通过选择长期PMI)，与长期PMI区域(即，波束群组区域)对准，或通过减少CSI回馈开销或通过临时固定或冻结CSI回馈开销来缩短长期PMI区域(使之为长期PMI区域的部分)。这些替代方案中的每一个进一步阐明于图11到图15和其对应的书面描述中。
用于图11到图15的实例的参数绘示于图10中，对于这些实例，假定天线端口的数目为8，(N1，N2)＝(2，2)，且(O1，O2)＝(4，4)、(8，8)。同样，对于随后示范性实施例中的多数，假定具有棋盘图案的码本配置3。然而，应注意，所属领域的技术人员熟知，第一维度的过采样率可与第二维度的过采样率不同。此外，码本配置也可在实际实践中有变化。
图11说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法使码本限制集中化到UE选择的PMI(例如，通过选择长期PMI)的实例。在此实例中，假定UE 1101已附接到eNB，在阶段I期间，eNB将发射配置消息以配置具有至少两个维度的过采样率。过采样率将导致具有粗波束的发射，所述粗波束在第一维度和第二维度中具有端口数目2，且在第一维度和第二维度中具有过采样率4。eNB也将发射例如CSI-RS的参考信号。UE1101假定为由波束群组1103覆盖，且随后当eNB选择指示波束群组1103的第一长期PMI时，已选择具有波束索引(例如，PMI)(i11 (I)，i12 (I)，i2 (I))＝(1，1，8)的波束。因此，响应于接收到参考信号的测量报告(例如，CSI)时，eNB可基于例如CSI的测量报告(例如，第一信息回馈)的信息的稳定性确定将码本限制限制于第一子集1102，以便减少回馈开销。第一子集1102大于长期PMI。可经由第一无线电资源控制(RRC)信令将码本的受限制的第一子集1102从eNB传递到UE1101。
在阶段II期间，因为UE 1101由具有由波束索引(i11 (II)，i12 (II)，i2 (II))＝(1，2，9)指示的不同波束1112的另一波束群组覆盖，所以eNB可将过采样率(O1，O2)增大到(8，8)。这由图11的中心图的增加数个网格绘示。中心图的所有网格在第一码本子集内。作为增大的过采样率的结果的增加数目将增大波束的网格的分辨率。第一码本子集将减小UE 1101的搜索空间，且因此改善UE 1101的计算效率。基于接收到另一测量报告，eNB可确定将码本大小进一步限制到小于第一子集1102的第二子集1111，以便进一步减少PMI回馈开销。码本到第二子集1111内的限制可经由第二RRC信令从eNB传递到UE 1101。否则，基于测量报告，eNB可确定通过恢复回到阶段I(这是为了减小过采样率)来增大波束群组的覆盖，且放大码本子集以便采用第一子集1102。UE 1101可进入具有甚至更大过采样率的阶段III。对于UE 1101所位于的每一阶段，UE 1101可恢复回到具有较低过采样率的阶段或具有较大过采样率的较大阶段。进入较大阶段对于减少计算复杂性和回馈开销有帮助；而恢复到较低阶段将增大码本的子集。另外，假定eNB在阶段N-1中操作，UE 1101可通过选择具有充分覆盖的另一波束群组1121以操作测量来接收具有甚至更大过采样率的甚至更细波束。举例来说，在阶段N中，UE可选择波束索引(例如，PMI)(i11 (N)，i12 (N)，i2 (N))＝(1，2，5)在图11中，值得注意，回馈开销不仅被减少，且在阶段I与阶段II之间恒定。
值得注意，在图11到图15B的实例中，即使在使用具有细波束的波束群组的阶段II期间，仍可降低过采样率，使得UE可通过将波束群组调整回到粗波束而返回到阶段I。类似地，在阶段II期间，可将过采样率调整若干次，以便基于包括UE的速度和方向的多种因素来调整UE的覆盖。值得一提的是，过采样率在阶段N中相对于阶段N-1可调整为大于或小于至少在第一维度或至少在第二维度或两者中。举例来说，在阶段II中，过采样率可为大于或小于在第一维度中的阶段I，而在第二维度中的过采样率维持不变。
图12说明使码本限制集中化到具有不同波束群组大小的UE选择的PMI(例如，通过选择长期PMI)以增强波束群组覆盖以便配合信道角展度的覆盖的实例。基于根据本公开内容的示范性实施例中的一个的图9的方法。在阶段I期间，类似于图11，eNB将开始于发射具有粗波束的参考信号，所述粗波束具有(N1，N2)＝(2，2)和(O1，O2)＝(4，4)。UE 1201假定为由具有第一波束群组大小的波束群组1203覆盖，且随后当eNB已选择指示波束群组1103的第一长期PMI时，已选择具有波束索引(i11 (I)，i12 (I)，i2 (I))＝(1，1，8)的波束。响应于接收到参考信号的测量报告，eNB可基于信息回馈(例如，CSI回馈)将码本限制限制于第一子集1202，以便减少回馈开销。可经由第一无线电资源控制(RRC)信令将码本的受限制的第一子集1202从eNB传递到UE 1201。
在阶段II期间，根据例如CSI回馈的UE回馈信息，eNB可增大过采样率。因为UE1201在波束的网格的较高分辨率下操作，所以eNB可将第一波束群组1203的大小增大到大于第一波束群组的具有波束索引(i11 (II)，i12 (II)，i2 (II))＝(0，1，6)的第二波束群组1212。由于过采样率已变大，因此可放大波束群组大小以拟合信道角展度的空间覆盖。eNB可进一步将码本大小限制到小于第一子集1202的第二子集1211，且将过采样率(O1，O2)从(4，4)增大到(8，8)。一般说来，可将过采样率表达为其中更通常地，可将过采样率表达为Od，其中且为整数，其中下标d表示维度，且上标(N)表示阶段。码本到第二子集1211内的限制可经由第二RRC信令从eNB传递到UE1201。另外，eNB可通过选择具有波束索引(i11 (N)，i12 (N)，i2 (N))＝(1，1，4)的波束群组1221开始阶段N。波束群组1221是基于增大的过采样率(其导致高分辨率和较少波束群组覆盖)来选择。这使波束群组大小增大。
图13说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法使码本与长期PMI区域对准(例如，通过选择长期PMI)的实例。在此实例中，假定阶段I的出现与先前两个实例相同，除了以下情况之外：为了减少回馈开销的目的，eNB可将码本限制限制到与如由具有波束索引(i11 (I)，i12 (I)，i2 (I))＝(1，1，8)的第一波束群组1303指示的长期PMI区域相同地对准的第一子集1302。换句话说，eNB将选择第一长期PMI，且第一子集1302将与第一长期PMI相同。码本的受限制的第一子集1302可经由第一无线电资源控制(RRC)信令从eNB传递到UE。
在阶段II期间，假定UE 1301已选择波束索引(i11 (II)，i12 (II)，i2 (II))＝(0，0，5)，eNB可将过采样率(O1，O2)增大到(8，8)以便增大如由第二长期PMI指示的第二波束群组1313的分辨率。为了减少PMI开销，eNB可进一步基于测量报告的稳定性将码本限制到与具有波束索引(i11 (II)，i12 (II)，i2 (II))＝(0，0，5)的第二波束群组1313相同地对准的第二子集1312。码本到第二子集1312内的限制可经由第二RRC信令从eNB传递到UE。在接收到另一测量报告后，eNB可通过进一步增大过采样率而开始阶段N，且选择波束群组1323。在阶段N期间，UE例如可选择波束索引(i11 (N)，i12 (N)，i2 (N))＝(3，1，9)在图13中，值得注意，通过减少用于阶段II的回馈开销，可相对于先前实例进一步减少回馈开销。
图14说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于图9的方法使码本与具有变化波束群组大小的长期PMI区域对准(例如，通过选择长期PMI)的实例。在此实例中，在阶段I期间，eNB可开始发射具有(N1，N2)＝(2，2)和(O1，O2)＝(4，4)的粗波束，因为UE 1401假定为由如由长期PMI指示的第一波束群组1403覆盖，且随后已选择具有波束索引(i11 (I)，i12 (I)，i2 (I))＝(1，1，8)的波束。eNB可接着将码本限制限制到第一子集1402以便减少回馈开销。第一子集1402可相同地与第一波束群组1403对准。码本的受限制的第一子集1402可经由第一无线电资源控制(RRC)信令从eNB传递到UE 1401。
在阶段II期间，UE 1401假定为由如由第二长期PMI指示的第二波束群组1413覆盖，且选择波束索引(i11 (II)，i12 (II)，i2 (II))＝(0，0，10)。在阶段II期间的第二波束群组1413可具有与在阶段I期间的第一波束群组1403不同的大小(例如，更大)。值得注意，第二波束群组1413可不再基于具有棋盘图案的码本配置3，而可实际上为另一配置。换句话说，第二长期PMI具有与第一PMI不同的码本配置。即使波束群组不再为相同配置，第二子集1412的码本大小仍可与第一子集1402相同或进一步从第一子集1402限制，但(O1，O2)到(8，8)的过采样率将被增大以增大第二波束群组1413的分辨率。码本到第二子集1412内的改变可经由第二RRC信令从eNB传递到UE。在阶段N，eNB可选择为与第一波束群组相同大小的具有波束索引(i11 (N)，i12 (N)，i2 (N))＝(1，3，10)的波束群组1423，但码本大小可保持相同。
图15A说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的限制在部分或缩短的长期PMI区域中的码本(例如，通过选择长期PMI)的第一实例。在此实例中，eNB可发射具有(N1，N2＝2，2)和(O1，O2＝4，4)的粗波束。UE 1501假定为由如由第一长期PMI指示的第一波束群组1503覆盖，且随后已选择具有波束索引(i11 (I)，i12 (I)，i2 (I))＝(1，1，8)的波束。在此实例中，eNB将限制码本到第一子集1502以便减少回馈开销。第一子集1502小于第一长期PMI。可经由第一无线电资源控制(RRC)信令将码本的受限制的第一子集1502从eNB传递到UE 1501。然而，第一子集1502将为由第一波束群组1503覆盖的部分或缩短的长期PMI区域。
在阶段II期间，假定UE 1501由如由第二长期PMI指示的第二波束群组1513覆盖，且已选择波束索引(i11 (II)，i12 (II)，i2 (II))＝(0，0，8)，eNB可将码本大小进一步限制到第二子集1512，然而，第二子集仍然为第二波束群组1513的部分或缩短的长期PMI或区域。eNB也可将过采样率(O1，O2)增大到(8，8)。码本到第二子集1512内的限制可经由第二RRC信令从eNB传递到UE 1501。另外，eNB可通过发射第二组细波束且选择也具有(8，8)的过采样率(O1，O2)的具有波束索引(i11 (N)，i12 (N)，i2 (N))＝(3，1，9)的另一波束群组1523来开始阶段N。在阶段N中的过采样率的值可大于至少在某一维度中的先前阶段例如至少在第一维度或至少在第二维度或两者中。值得注意，在图15中，因为用于阶段II的回馈开销少于用于阶段I的回馈开销，所以回馈开销进一步减少了。
图15B说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的限制在部分或缩短的长期PMI区域中的码本的第二实例。第二实例类似于第一实例。然而，值得注意，对于阶段II，第一维度的过采样率可与第二维度的过采样率不同。在此特定实例中，第一维度的过采样率为8，且第二维度的过采样率为4。
除了由基于接收的CSI调整过采样率的eNB使用的动态波束形成方法之外，动态波束形成方法也可为UE辅助型。以此方式，eNB可将配置消息发射到UE，且基于从UE接收的信息动态调整预译码矩阵参数。确切地说，预译码矩阵参数可包含(不限于)天线配置(例如，N1、N2)、过采样率(O1，O2)、码本配置(例如，1、2、3、4)、PMI搜索空间(CSR)和FD-MIMO操作(例如，未预译码(non-precoded；NP)或经波束形成(BF))。NP FD-MIMO操作将包含使用长期和/或短期PMI，且BF FD-MIMO操作将包含使用PMI配置。如果过采样率为8，那么PMI被明确地量化；如果过采样率为4，那么PMI被隐含地量化。
可如下总结操作的原理。UE将从eNB接收一或多个配置(即，UE辅助消息)。UE辅助消息可包含(不限于)过采样率的集合(例如，第一(O1，O2)、第二(O1，O2)等等)、例如速度和航向/方向的UE辅助信息、CSI回馈发射的模式等。当UE接收UE辅助型消息时，UE可执行CSI测量且基于UE辅助消息的参数报告测量的CSI。确切地说，UE可基于接收的过采样率的集合中的一个特定过采样率、基于接收的过采样率的集合中的多个过采样率或基于接收的过采样率的集合中的全部来报告CSI测量。由UE进行的过采样率的选择可基于例如UE的移动的各种因素来确定。一般来说，如果UE正移动，那么可选择较低过采样率；且如果UE正缓慢的移动或静止，那么可取而代之选择较高过采样率。当在周期性CSI模式下操作时，UE可在预设定的时间间隔r下报告相同PMI、不同长期PMI或不同短期PMI。操作的原理的细节进一步阐明于图16到图19和其对应的书面描述中。
UE辅助消息可包含辅助UE确定与波束群组有关的参数的信息。图16说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的基于UE选定过采样率报告CSI。在步骤S1601中，假定事件已触发eNB发射非周期性CSI-RS(Ap CSI-RS)。在发射AP CSI-RS前，在步骤S1602中，eNB将向UE发射第一配置消息(图16，Msg.1)，其可包含(不限于)过采样率的集合，第一(O1，O2)、第二(O1，O2)......第N(O1，O2)等等。不同过采样率为不同大小。响应于接收到第一配置消息，在步骤S1603中，UE可选择一或多个最佳过采样率且随后基于选定过采样率执行CSI测量。过采样率的选择可基于发射的最大功率、MU-MIMO配对考虑因素、UE的速度(例如，其是否正快速移动、缓慢移动、静止等)等等。
UE可接着基于选择的过采样率根据至少三个可能性中的一个将测量的CSI或PMI发射到eNB。在步骤S1604a中，UE可基于特定过采样率将已由UE与CSI测量一起选择的特定过采样率发射到eNB。替代地，在步骤S1604b中，UE可基于多个选定过采样率将多个选定过采样率与CSI测量一起发射到eNB。替代地，在步骤S1604c中，UE基于所有过采样率将所有过采样率和CSI测量发射到eNB。UE可通过将物理上行共享信道(Physical UplinkSharedChannel；PUSCH)用于大过采样率且通过将物理上行控制信道(PhysicalUplinkControl Channel；PUCCH)用于小过采样率来对eNB报告CSI测量。UE可针对大过采样率非周期性地报告CSI(A-CSI)，且可针对小过采样率周期性地报告CSI(P-CSI)。
除了图16之外，eNB也可通过例如由较高层配置的RRC消息的方式来发射另一UE辅助型消息。对于图17的示范性实施例，UE辅助型消息可包含UE辅助信息，例如，在PUSCH或测深参考信号(Sounding Reference Signal；SRS)处报告的信息，且可用以确定UE的速度和方向。UE可接着通过选择可基于UE的移动信息选择的过采样率来报告CSI测量。
在步骤S1701中，假定事件已触发eNB发射非周期性CSI-RS(Ap CSI-RS)。在步骤S1702中，eNB将发射第二配置消息(图17，Msg.2)，其可由较高层配置且通过RRC发射。第二配置消息可包含UE辅助信息，包含可用于UE确定可在PUSCH或SRS处报告的速度和方向的信息。响应于接收到第二配置消息，在步骤S1703中，UE可基于UE的移动信息选择一或多个最佳过采样率。UE可通过使用可安置于UE内的全球定位系统(global positioning system；GPS)或陀螺传感器检测其在某些子帧内的移动来获得移动信息。
由UE选择的过采样率与每维度UE的速度之间的关系绘示于图18中。可通过UE移动检测机构来导出UE的速度。可根据Λ(d) k的不同区段导出图18的水平线，其中d为维度编号，且k为将速度分成k+1个区段的值，其中每一区段对应于一系列速度和一个特定过采样率。在实践中，例如，UE的速度可基于各种存在的技术先确定。当已确定UE的速度，过采样率可对被应地调整。举例来说，当UE的速度为低时，第一维度的第一过采样率和/或第二维度的第一过采样率可被选择为相对高的过采样率，且当UE的速度为高时，第一维度的第一过采样率和/或第二维度的第一过采样率可被选择为相对低的过采样率。
在一或多个过采样率已由UE选择后，UE执行对应于所选择的过采样率的CSI测量。UE可接着基于选择的过采样率根据至少三个可能性中的一个将测量的CSI或PMI发射到eNB。在步骤S1704a中，UE可基于特定过采样率将已由UE与CSI测量一起选择的特定过采样率发射到eNB。替代地，在步骤S1704b中，UE可基于多个选定过采样率将多个选定过采样率与CSI测量一起发射到eNB。替代地，在步骤S1704c中，UE基于所有过采样率将所有过采样率和CSI测量发射到eNB。
此外，除了图16和图17的示范性实施例之外，eNB也可发射UE辅助消息以配置CSI报告模式和时间窗。UE可接着基于PMI指示器相同还是不同选择过采样率。图19说明使用UE辅助消息的另一示范性实施例。在步骤S1901中，eNB可将第三配置消息(即，UE辅助消息)发射到UE，第三配置消息可包含(不限于)设定P-CSI模式和时间窗Γ的指示器。响应于接收到第三配置消息，在步骤S1902中，UE将执行CSI测量且选择对应的PMI指示器。因此，UE将确定是否已在时间窗Γ内选择相同PMI指示器。在步骤S1903a中，如果已在Γ内选择不同PMI指示器，那么在步骤S1904a中，eNB将知晓已选择较大过采样率，且可决定配置较小过采样率。替代地，在步骤S1903b中，如果已在Γ内选择相同PMI指示器，那么在步骤S1904b中，eNB将知晓已选择较小过采样率且可决定配置较大过采样率。
在另一示范性实施例中，可通过组合波束群组行的多个级来形成波束群组配置。每一波束群组不与其它波束群组重叠，且可由包含至少维度、过采样率、偏移值和下采样因数的参数定义。可通过选择多个不重叠波束群组的行来形成级，且可通过组合行的多个级来形成波束群组配置。
图20说明根据本公开内容的示范性实施例中的一个的在波束矩阵的网格中配置波束群组的概念。波束群组2001可被配置为波束矩阵的总网格的子集。可表达为的波束2000的总网格可通过过采样水平域和垂直域中的一个或两者来形成，且可将波束2000的网格分割成多个不重叠波束群组。波束群组中的每一个可在大小上相对于其它波束群组变化。波束的子集可选自每一群组以形成码本。举例而言，波束的子集2002可选自所述群组以形成码本。就过采样率(OH)来说，特定子集2002仅含有水平域中的波束群组的部分行，同时选择垂直域中的波束群组的所有波束。换句话说，特定子集2002为水平波束索引中的一个。
如图21中所展示，波束的网格可分割成选择在具有相同大小的每一不重叠波束群组中的某一行的多个不重叠波束群组。举例而言，波束2100的第一网格可分割成包含第一波束群组2101和第二波束群组2102的多个不重叠波束群组。第一波束群组2101与第二波束群组2102不重叠。可选择每一波束群组的最左边行(例如，2103)。对于另一实例，波束2100的第二网格可分割成包含第一波束群组2111和第二波束群组2112的多个不重叠波束群组。第一波束群组2111与第二波束群组2112不重叠。可选择从每一波束群组的左边计数的第三行(例如，2113)。
如图22中所绘示，可以不同方式配置每一波束群组和选定行。可选择具有相同大小的每一不重叠波束群组中的一个特定行。一个此实例可见于波束的第一网格中，其中可选择具有相同大小的每一不重叠波束群组中的一个特定行。同样，可选择每一不重叠波束群组中的一个特定行，但波束群组中的每一个可具有相对于其它波束群组的不同大小。其实例绘示于波束2210的第二网格中。同样，选择的特定行可在波束群组间有变化。举例而言，第一波束群组2211具有与第二波束群组2212不同的大小，且选定行2113和2114在每一波束群组内的不同位置中。此外，可选择在可变大小的每一不重叠波束群组中的多个特定行。举例而言，对于波束2220的第三网格，第一波束群组2221具有与第二波束群组2222不同的大小，且可选择来自第二波束群组的多个行2223。
图23说明通过组合来自多个级的选定行形成波束群组配置。对于此实例，第一级2301将与第二级2302组合。假定波束群组中的每一个的维度为4×2。更具体地说，水平维度为4波束索引宽且垂直维度为2波束索引长。可经由设定包含偏移值Ooff和下采样因数(DH)的某些参数来确定波束群组维度。可通过将参数设定为Ooff mod(NH，4)＝0且DH＝32/8(下采样率)＝4来配置第一级。可通过设定Ooff mod(NH，4)＝1；DH＝4来配置第二级。在组合了第一级与第二级后，可形成波束群组配置2。形成波束群组配置2的一个实例说明于图24中，其组合多个预译码器2401、2402、2403、2404(如在TS 36.213章节7.2.4中指定)以形成波束群组2。
鉴于前述描述，本公开内容适合于用于无线通信系统中，且能够针对特定维度动态调整过采样率以便减少与信道状态信息的发射有关的回馈开销。
所属领域的技术人员将显而易见，在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下，可对所揭露的实施例的结构作出各种修改和变化。鉴于前述内容，希望本公开内容涵盖属于随附权利要求书和其等效内容的范围内的本公开内容的修改和变化。

Claims (20)

1.一种动态波束形成方法，适用于基站，其特征在于，所述方法包括：
发射第一参考信号；
发射包括第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率的第一配置消息；
响应于发射所述第一配置消息，基于所述第一维度的所述第一过采样率和所述第二维度的所述第一过采样率，接收所述第一参考信号的第一信息回馈；以及
在接收到所述第一参考信号的所述第一信息回馈后，发射包括所述第一维度的第二过采样率和所述第二维度的第二过采样率的第二配置消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括：
将所述第一维度的所述第一过采样率从缺省值调整以大于所述第一维度的所述第一过采样率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括：
基于所述第一信息回馈从所述第一维度的所述第一过采样率调整为大于或小于所述第一维度的所述第二过采样率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，更包括：
基于所述第二信息回馈，从所述第一维度的所述第二过采样率调整到所述第一维度的第三过采样率，其中所述第一维度的所述第三过采样率大于或小于所述第一维度的所述第二过采样率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更包括：
选择第一长期预译码器矩阵指示器；
基于所述第一信息回馈，将码本限制为所述码本的第一子集，其中所述第一子集大于在所述第一维度处的所述第一长期预译码器矩阵指示器；以及
选择第二长期预译码器矩阵指示器，且当所述第一维度的所述第一过采样率增大到所述第一维度的所述第二过采样率时，将所述码本从所述第一子集限制到第二子集。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更包括：
选择第一长期预译码器矩阵指示器；
基于所述第一信息回馈，将码本限制为所述码本的第一子集，其中所述第一子集大于在所述第一维度处的所述长期预译码器矩阵指示器；以及
选择第二长期预译码器矩阵指示器，且当所述第一维度的所述第一过采样率增大到所述第一维度的所述第二过采样率时，将所述码本从所述第一子集限制到第二子集，其中所述第二长期预译码器矩阵指示器大于所述第一长期预译码器矩阵指示器。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更包括：
选择第一长期预译码器矩阵指示器；
基于所述第一信息回馈，将码本限制为所述码本的第一子集，其中所述第一子集与所述第一长期预译码器矩阵指示器相同；以及
选择第二长期预译码器矩阵指示器，且当所述第一维度的所述第一过采样率增大到所述第一维度的所述第二过采样率时，将所述码本从所述第一子集限制到第二子集。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更包括：
选择第一长期预译码器矩阵指示器；
基于所述第一信息回馈，将码本限制为所述码本的第一子集，其中所述第一子集与所述第一长期预译码器矩阵指示器相同；以及
选择第二长期预译码器矩阵指示器，且当所述第一维度的所述第一过采样率增大到所述第一维度的所述第二过采样率时，将所述码本从所述第一子集限制到第二子集，其中所述第二长期预译码器矩阵指示器具有与所述第一长期预译码器矩阵指示器不同的码本配置。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更包括：
选择第一长期预译码器矩阵指示器；
基于所述第一信息回馈，将码本限制为所述码本的第一子集，其中所述第一子集小于所述第一长期预译码器矩阵指示器；以及
选择第二长期预译码器矩阵指示器，且当所述第一维度的所述第一过采样率增大到所述第一维度的所述第二过采样率时，将所述码本从所述第一子集限制到第二子集。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更包括：
从所述第二维度的所述第一过采样率调整到所述第二维度的所述第二过采样率，其中所述第一维度的所述第二过采样率与所述第二维度的所述第二过采样率不同。
11.一种基站，其特征在于，包括：
发射器；
接收器；以及
处理器，耦合到所述发射器和所述接收器，且经配置以至少用于：
经由所述发射器发射第一参考信号；
经由所述发射器发射包括第一维度的第一过采样率和第二维度的第一过采样率的第一配置消息；
响应于发射所述第一配置消息，基于所述第一维度的所述第一过采样率和所述第二维度的所述第一过采样率，经由所述接收器接收所述第一参考信号的第一信息回馈；以及
在接收到所述第一信息回馈后，经由所述发射器发射包括所述第一维度的第二过采样率和所述第二维度的第二过采样率的第二配置消息。
12.一种动态波束形成方法，适用于用户装备，其特征在于，所述方法包括：
接收包括过采样率的集合的第一配置消息，过采样率的所述集合包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率、第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率；
选择所述第一维度的所述第一过采样率和所述第二维度的所述第一过采样率；
基于所述第一维度的所述第一过采样率和所述第二维度的所述第一过采样率执行第一信息测量；以及
发射包括所述第一维度的所述第一过采样率、所述第二维度的所述第一过采样率和所述第一信道状态信息测量的响应消息。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，更包括：
基于所述第一维度的所述第二过采样率和所述第二维度的所述第二过采样率执行第二信道状态信息测量，其中所述响应消息更包括所述第一维度的所述第二过采样率、所述第二维度的所述第二过采样率和所述第二信道状态信息测量。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，除了所述第一信道状态信息测量外，所述响应消息还包括过采样率的所述集合和对应于所述过采样率的所述全部集合的信道状态信息测量。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，选择所述第一维度的所述第一过采样率和第二维度的所述第一过采样率是基于所述用户装备的移动速度。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，更包括：
接收为通过无线电资源控制信令配置的较高层消息的第二配置消息，其中所述第二配置消息包括所述用户装备的速度和方向。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，更包括：
确定所述用户装备的速度，其中当所述用户装备的所述速度低时，将所述第一维度的所述第一过采样率和所述第二维度的所述第一过采样率选择为较高过采样率；且当所述用户装备的所述速度高时，将所述第一维度的所述第一过采样率和所述第二维度的所述第一过采样率选择为较低过采样率。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，更包括：
接收包括周期性信道状态信息模式指示器和时间窗的第三配置消息。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，更包括：
计算所述时间窗内的预译码器矩阵指示器；
计算所述时间窗内的另一预译码器矩阵指示器；
发射第二回馈消息以报告所述预译码器矩阵指示器与所述另一预译码器矩阵指示器相同以便指示较大过采样率；以及
发射第三回馈消息以报告所述预译码器矩阵指示器与所述另一预译码器矩阵指示器不同，以便指示较小过采样率。
20.一种用户装备，其特征在于，包括：
发射器；
接收器；以及
处理器，耦合到所述发射器和所述接收器，其中所述处理器经配置以至少用于：
经由接收器接收包括过采样率的集合的第一配置消息，过采样率的所述集合包括第一维度的第一过采样率、第二维度的第一过采样率、第一维度的第二过采样率和第二维度的第二过采样率；
选择所述第一维度的所述第一过采样率和第二维度的所述第一过采样率；
基于所述第一维度的所述第一过采样率和第二维度的所述第一过采样率执行第一信息测量；以及
经由所述发射器发射包括所述第一维度的所述第一过采样率、第二维度的所述第一过采样率和所述第一信息测量的响应消息。
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