CN107646173B - 利用耦合天线优化天线预编码器选择的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种利用耦合天线优化天线预编码器选择的方法和装置。可以在接收设备处接收与多个预编码器的每个预编码器相对应的功率度量。可以接收参考信号。可以基于参考信号来估计与每个预编码器相对应的传输信道。可以基于每个预编码器的功率度量来缩放对传输信道的估计。可以基于缩放的传输信道估计，生成每个预编码器的信道质量度量。可以发射具有最大信道质量度量的预编码器的索引。

Description

利用耦合天线优化天线预编码器选择的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年2月7日提交的名称为“Gain Normalization Correction ofPMI and CQI Feedback for Base Stations with Antenna Arrays”、摩托罗拉移动档案号为CS39157、申请号为13/367,799的申请，2015年5月22日提交并且共同转让给本申请的受让人的名称为“System and Methods for Optimizing Antenna Precoder Selectionwith Coupled Antennas”、摩托罗拉移动档案号为MM01141、申请号为62/165,877的申请，与本申请同时提交并且共同转让给本申请的受让人的名称为“Method and Apparatus forOptimizing Antenna Precoder Selection with Coupled Antennas”、摩托罗拉移动档案号为MM01755的申请的优先权，所有申请的全部内容通过引用并入到本文中。

技术领域

本公开涉及一种用于利用耦合天线优化天线预编码器选择的方法和装置。

背景技术

在第三代合作伙伴计划(3GPP)无线通信协议和其他地方定义的预编码矩阵通常被认为产生具有相等能量的一组天线方向图。然而，在规范中存在矛盾的是，如果以所得到天线方向图能量相等的方式应用预编码矩阵，则用于解调的基于预编码矩阵的信道估计、预编码矩阵选择和信道质量估计将有缩放误差。此外，缩放误差将是预编码矩阵的函数。相反，如果以基于预编码矩阵的信道估计是正确的方式应用预编码矩阵，则所得到的天线方向图将不具有相等的能量，并且经由来自UE的反馈的预编码矩阵选择将不是最佳的。在3GPP规范中的预编码矩阵的选择中，假设天线方向图的能量与预编码矩阵的能量成比例。然而，在没有天线方向图的归一化的情况下，可以示出对于一些预编码矩阵，所得到的天线方向图的能量明显大于预编码矩阵的能量。相反，对于其他预编码矩阵，所得到的天线方向图的能量小于预编码矩阵的能量。

在3GPP中，用于估计数据的信道增益的当前方法假定不需要重新缩放天线方向图以维持所有预编码矩阵指示符的单位能量。如果对于所有预编码矩阵以相等的能量发射数据符号，并且如果在UE处没有执行基于PMI的重新归一化，则基于预编码矩阵指示符/小区特定参考符号(PMI/CRS)的信道估计将是有误差的。为了计算最佳PMI-信道质量指示符(CQI)对，UE必须能够计算由于给定PMI的应用而导致的复杂信道。利用当前模型，UE不会对每个PMI的方向图增益进行重新归一化，并且因此如果以相等的能量发射数据符号，则用于确定CQI的相对应信道增益估计将有误差的。结果，可能向UE发送错误的PMI-CQI对。此外，即使选择了正确的PMI，相对应的CQI也可能是有误差的。当eNB天线阵列紧密间隔(例如，半波长间隔的阵列)时，上述问题预期可能是最重要的。归一化问题对于具有分散间隔的阵列而言不太重要，但仍然可能是有问题的。

此外，相对于利用阵列的单个元件发射数据所需的功率，可以使用天线元件的阵列来减少从发射器向接收机发射数据所需的功率。发射功率的这种减少是由于天线阵列将辐射功率聚焦在预期接收机的方向上的能力。天线阵列的另一个好处是发射功率的降低导致不在目标接收机的方向上的接收机的干扰减少。由于这些优点，天线阵列支持多种无线通信标准，包括IEEE 802.11n、802.11ac、802.11ad规范，3GPP HSPA和LTE规范以及802.16规范。

在3GPP LTE规范中，定义了可用于波束成形的天线预编码矩阵。对于具有M个元件的天线阵列，天线预编码器的尺寸为M×1。对于具有K层的多层发射，天线预编码器具有尺寸M×K，其中矩阵的第i列用于第i发射层。预编码矩阵中每一个具有矩阵的每列的Frobenius范数等于1的属性。如3GPP规范中所使用的那样，接收机选择“最佳”预编码器并且将该预编码器用信号返回到发射器，其中最佳预编码器是使诸如信号与干扰加噪声比和/或链接吞吐量的性能度量最大化的编码器。为了使接收机能够评价预编码器，发射参考符号，可以由接收机使用参考符号来估计天线阵列元件中每一个与接收机之间的信道。然后，接收机使用信道估计的共轭来计算预编码器的内积，以便确定如果要应用这种预编码器则接收机将观察到的信道。

从系统的角度来看，这种预编码器选择方法是最佳的，因为对于固定发射功率量，它可以使性能度量、信号与干扰加噪声比或吞吐量最大化。然而，如果存在发射天线的显著耦合，则出现问题。特别地，即使所有的预编码器具有相同的Frobenius范数，发射功率也可以在该组预编码器上显著变化(以几个dB)。在预编码器集合上的发射功率变化的程度将取决于多个因素，包括天线元件与用于实施预编码器和驱动天线阵列的电路之间的相互耦合。不利的是，现有系统在预编码器选择中不考虑这些因素。

因此，需要一种用耦合天线优化天线预编码器选择的方法和装置。

附图说明

为了描述可以获得本发明的优点和特征的方式，通过参考附图中所示的具体实施例来描述本公开。这些附图仅描绘了本公开的示例性实施例，因此不被认为是限制其范围。

图1示出了根据可能的实施例的无线通信系统；

图2示出了根据可能的实施例的无线通信设备的示意性框图；

图3是根据可能的实施例的在无线通信设备上实施的过程的流程图；

图4是根据可能的实施例的用于单位范数加权向量的发射功率相对于天线分隔的曲线图；

图5是根据可能的实施例的双元件阵列的戴维宁源模型的发射器辐射功率相对于相对相位偏移的示例曲线图，双元件阵列由以半个波长分开的两个半波长偶极子组成；

图6是根据可能的实施例的双元件阵列的诺顿源模型的发射器辐射功率相对于相对相位偏移的示例曲线图，双元件阵列由以半个波长分开的两个半波长偶极子组成；

图7是示出根据可能的实施例的接收设备的操作的示例流程图；

图8是示出根据可能的实施例的发射设备的操作的示例流程图；

图9是示出根据可能的实施例的发射设备的操作的示例流程图；

图10是示出根据可能的实施例的接收设备的操作的示例流程图；以及

图11是根据可能的实施例的装置1100的示例框图。

具体实施方式

实施例提供了一种利用耦合天线优化天线预编码器选择的方法和装置。

根据接收设备的可能实施例，可以接收对应于多个预编码器的每个预编码器的功率度量。可以接收参考信号。可以基于参考信号来估计对应于每个预编码器的传输信道。可以基于每个预编码器的功率度量来缩放传输信道的估计。可以基于缩放的传输信道估计来生成每个预编码器的信道质量度量。可以发射具有最大信道质量度量和信道质量度量的预编码器的索引。

根据发射设备的可能的相对应实施例，可以生成与多个预编码器中的每个预编码器相对应的功率度量。可以发射功率度量。可以发射参考信号。可以接收基于功率度量和参考信号的具有最大信道质量度量的预编码器的索引。

根据发射设备的另一可能实施例，可以接收数据信号。数据信号可以被预编码。预编码的数据信号可以使用预编码器相关的缩放因子来缩放。缩放的预编码数据信号可以通过多个天线发射。

根据接收设备的可能的相对应实施例，可以接收基于预编码器相关缩放因子的缩放的预编码数据信号。缩放的预编码数据信号可以被解调。

在图1中，根据可能的实施例，无线通信系统100包括一个或多个固定基础设施单元101、102，其形成分布在地理区域上的网络，用于在时间、频率、代码或空间域或其组合中服务远程单元。基站单元也可以被称为接入点、接入终端、基点、基站、节点B，增强型节点B(eNodeB)、归属节点B(HNB)、归属eNodeB(HeNB)、宏eNodeB(MeNB)、供体eNodeB(DeNB)，中继节点(RN)、毫微微小区、毫微微节点、微微小区，网络节点或在本领域中使用或者如下进一步定义的其他术语。基站单元可以是发射设备以及接收设备。一个或多个基站单元各包括用于下行链路发射的一个或多个发射器和用于上行链路发射的一个或多个接收机。基站单元通常是无线电接入网络的一部分，无线电接入网络包括可通信地耦合到一个或多个相对应的基站单元的一个或多个控制器。接入网络通常可通信地耦合到一个或多个核心网络，核心网络可以耦合到诸如互联网和公共交换电话网络之类的其他网络。接入网络和核心网络的这些和其他元件未示出，但是通常是本领域普通技术人员已知的。

在图1中，一个或多个基站单元经由无线通信链路在相对应的服务区域——例如小区或小区扇区——内服务多个远程单元103、104。远程单元可以是固定的或移动的。远程单元还可以被称为订户单元、移动台、移动站、移动单元、用户、终端、订户站、用户设备(UE)、用户终端、无线通信设备、中继节点，或者本领域中使用的其他术语。远程单元可以是发射设备以及接收设备。远程单元还包括一个或多个发射器和一个或多个接收机。在图1中，基站单元101发射下行链路通信信号以在时间、频率和/或空间域中服务远程单元103。远程单元104经由上行链路通信信号与基站单元102进行通信。有时基站单元被称为用于远程单元的服务或连接或锚小区。远程单元还可以经由中继节点与基站单元通信。

在一个实施方式中，无线通信系统符合3GPP通用移动电信系统(UMTS)LTE协议，也称为EUTRA，其有助于使用多输入单输出(MISO)或多输入和多输出(MIMO)天线系统在下行链路上增加容量。在EUTRA中，基站单元使用正交频分复用(OFDM)调制方案在下行链路上进行发射，并且用户终端使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案在上行链路上进行发射。本公开与3GPP LTE第8版(Rel-8)及其更新版本特别相关。本公开更一般地适用于在上行链路或下行链路上实施MISO或MIMO发射的其他现有或将来的无线通信系统，例如IEEE 802.11和IEEE 802.16系列规范。因此，本公开不意图在任何特定的无线通信系统架构或协议中实施。

在EUTRA系统中，通过使用多个发射天线在eNB处和通过使用多个接收天线在UE处采用MIMO天线系统。UE可以依赖于从eNB发送的导频或参考符号(RS)用于信道估计，后续数据解调和链路质量测量用于报告。用于反馈的链路质量测量可以包括诸如秩指示符(RI)或在相同资源上发送的数据流的数量，预编码矩阵索引(PMI)的空间参数以及诸如调制和编码方案(MCS)等编码参数，或信道质量指示符(CQI)。MCS或CQI、PMI和RI一起构成信道状态信息(CSI)的要素，其传送指示能够支持eNB与UE之间的多流通信的信道的可靠性和条件数量的MIMO信道质量。例如，如果UE确定链路可以支持大于1的秩，则它可以报告多个CQI值(例如，当通过相对应的RI的信令在秩＝2时的两个CQI值)。此外，链路质量测量可以按照eNB所指示的在所支持的反馈模式之一中在周期性或非周期性的基础上报告。报告可以包括参数的宽带或子带频率选择性信息。eNB可以使用秩信息，CQI以及诸如上行链路质量信息等其他参数在上行链路和下行链路信道上为UE服务。空间复用发射可以基于小区特定参考符号(CRS)(即，UE利用CRS用于CQI/PMI/RI估计和用于解调)或者基于解调参考符号(DMRS)(即，UE使用CRS或CSI-RS用于CQI/PMI/RI估计，并且使用DMRS进行解调)。

在EUTRA系统中，上行链路(UL)数据信道可以是物理上行链路共享信道(PUSCH)，UL控制信道可以是物理上行链路控制信道(PUCCH)，下行链路(DL)控制信道可以是物理下行链路控制信道(PDCCH)且DL数据信道可以是物理下行链路共享信道(PDSCH)。可以通过PUCCH和/或PUSCH传送UL控制信息，并且通常通过PDCCH传送DL控制信息。UE可以进一步发射上行链路探测参考信号，以帮助eNB调度上行链路发射(对于频分双工(FDD))和用于时分双工(TDD)的UL和DL发射中一个或这两者。在UL上，UE可以使用连续的或不连续的资源分配进行发射，并且UE也可以使用所谓的同时PUCCH和PUSCH发射方案同时在UL上发射数据和控制。在频分双工(FDD)操作中，UL和DL中的帧结构各自包括10毫秒(ms)无线电帧，其又被分成十个子帧，每个子帧具有1ms持续时间，其中，每个子帧被分成每个0.5ms的两个时隙，其中每个时隙包含多个OFDM符号。DL和UL带宽被细分为资源块，其中每个资源块(RB)包括频域中的一个或多个子载波和时域中的一个或多个OFDM符号(对于正常循环前缀(CP)的OFDM符号，12个子载波×7个)。在LTE资源块中以时隙为基础进行定义。资源块(RB)是其中资源分配被分派用于上行链路和下行链路通信的典型单元。

在EUTRA中，eNB配置用于UL和DL控制信息交换的适当信道。对于DL，PDCCH用于向UE发送UL和DL控制信息。PDCCH在潜在可变数量的OFDM符号上的子帧的开始部分中发送，并且该数量(对于诸如5MHz等的大系统带宽，通常为0至3，对于诸如1.25MHz等的较小系统带宽为0至4)在物理控制格式指示符信道(PCFICH)上发信号或经由较高层信令发送。然而，在其他情况下，PDCCH也可以位于某些固定或可变时间/频率/空间资源中，即跨越一个或多个子帧和/或一个或多个空间层中的一个或多个子载波。例如，它可能占用资源块的子集，而不是跨越整个DL系统带宽。物理混合ARQ信道(PHICH)是确认指示符信道，其用于在从UE进行UL数据发射的DL上发送HARQ反馈。PCFICH、PHICH、PDCCH在DL子帧开始的OFDM符号上发送。在诸如ABS的某些子帧中，或者当eNB没有调度UE(即非常低或无负载情况)时，这些信道可能不存在。

图2示出了根据可能的实施例的包括可通信地耦合到控制器220的收发器210的无线通信终端或设备200。如上所述，设备200实施无线通信协议，并且能够进行电路或分组交换通信或这两者。设备200还可以包括用户接口230，用于执行通常与无线通信终端相关联的其他功能，包括但不限于小键盘或其他输入设备、显示器、音频输入和输出以及其他用户接口设备。这些终端的这些和其他元件是本领域普通技术人员所熟知的，这里不再赘述。在一个实施例中，控制器220被实施为数字处理器，其执行存储在一个或多个存储器设备240中的指令以执行本文所描述的功能。或者，控制器220可以被实施为等效的硬件电路或者被实施为硬件和软件电路的组合。

在图3的过程图300中，在310，无线通信设备接收多个参考符号。无线通信设备可以是基站单元或远程单元。在3GPP UMTS LTE的说明中，无线通信设备是eNB或UE。在图2中，无线通信设备的收发器210在处理器220的控制下接收包括参考符号的信号。

在图3中，在320，无线通信设备使用从相对应的天线端口接收的参考符号来估计发射设备的多个发射天线端口中的每一个的信道。在图2中，处理器包括通过执行存储在存储器中的固件或软件指令来实施的信道估计功能212。或者，信道估计功能可以由等效硬件电路或硬件与软件的组合来实施。

在图3中，在330，无线通信设备基于使用参考符号估计的信道并且基于预编码矩阵来确定预编码信道的估计，其中预编码信道被定义为在发射器处应用了预编码器的符号所得到的信道。在一个实施例中，无线通信设备确定从接收到参考符号的设备的多个发射天线端口发射的符号的预编码信道估计，其中数据符号在每个发射天线端口被加权从预编码矩阵获得的相对应预编码权重。或者，不需要为发射的数据符号确定预编码信道估计。在图2中，无线通信设备的处理器包括通过执行存储在存储器中的固件或软件指令来实施的预编码信道估计功能214。替选地，预编码信道估计功能可以由等效硬件电路或硬件和软件的组合来实施。

在图3中，在340，无线通信设备使用预编码信道估计和对应于预编码矩阵的增益缩放来确定缩放的预编码信道估计。在图2中，处理器包括通过执行存储在存储器中的固件或软件指令来实施的缩放的预编码信道估计功能216。替选地，缩放的预编码信道估计功能可以由等效硬件电路或硬件和软件的组合来实施。

在一个实施例中，无线通信设备从另一无线通信设备接收的消息中获得增益缩放。在一个实施例中，例如，基站单元或EUTRA eNB向下行链路(DL)消息中的至少一个预编码矩阵用信号发出增益缩放。在3GPP中，消息可以是主信息块(MIB)或系统信息块(SIB)或单播发射。在其他协议实施方式中，可以在一些其他消息中向无线通信设备通知增益缩放。

在另一个实施例中，无线通信设备计算增益缩放。例如，无线通信装置基于从包含在自另一实体接收到的消息中的矩阵信息获得或计算的信息来计算增益缩放。在3GPP LTE中，传送矩阵的消息可以是主信息块(MIB)或系统信息块(SIB)或单播发射。在其他协议实施方式中，可以在一些其他消息中向无线通信设备用信号发出增益缩放。在另一个实施例中，无线通信设备基于在无线通信设备处接收的符号的振幅与预编码信道估计的振幅的比率来计算增益缩放，其中在无线通信设备处接收的符号使用预编码矩阵发射。在图2中，处理器包括通过执行存储在存储器中的固件或软件指令来实施的增益缩放计算功能217。或者，缩放的预编码信道估计功能可以由等效硬件电路或硬件和软件的组合来实施。下面进一步描述增益缩放的计算。

在图3中，在350，无线通信设备使用缩放的预编码信道估计解调数据符号。从多个发射天线端口接收数据符号，其中接收的数据符号已经在每个发射天线端口被加权从预编码矩阵获得的相对应的预编码权重。在图2中，无线通信设备的处理器包括通过执行存储在存储器中的软件或固件指令来实施的解调功能218。或者，解调功能可以通过等效硬件电路或由硬件和软件的组合来实施。

在另一个实施例中，无线通信设备将与所选择的预编码矩阵相关联的预编码矩阵指示符(PMI)发射到接收实体。根据此实施例，无线通信设备首先确定存储在设备上的码本中的相对应多个预编码矩阵的多个预编码信道估计，其中多个预编码信道估计中的每一个基于相对应的预编码矩阵。使用相对应的预编码信道估计并使用相对应的增益缩放来确定针对多个预编码信道估计中的每一个的缩放的预编码信道估计。此后，无线通信设备从码本中选择预编码矩阵用于未来发射，其中该选择基于缩放的预编码信道估计的属性。在图2中，无线通信设备的处理器包括通过执行存储在存储器中的软件或固件指令来实施的预编码矩阵选择功能219。替选地，解调功能可以通过等效硬件电路或者硬件与软件的组合来实施。无线通信设备然后将与所选择的预编码矩阵相关联的PMI发射到接收实体。

在另一实施例中，无线通信设备选择预编码矩阵用于未来发射，其中该选择基于缩放的预编码信道估计的属性。此后，无线通信设备基于对应于所选择的预编码矩阵的缩放的预编码信道估计来确定信道质量指示或度量(CQI)。信道质量指示可以是输送块大小、秩指示或指示信道质量的一些其他度量。根据此实施例，无线通信装置在上行链路信道上发射预编码矩阵，或者预编码矩阵的索引，和信道质量度量。

增益缩放可以被表征为用于使用特定PMI发射并且应用了预编码器相关的增益缩放(使得所有预编码器产生相等的能量预编码信道)的数据符号的预编码信道的振幅与由相同的PMI应用于每个天线端口信道估计得到的预编码信道估计的振幅的比率。如果以对应于特定PMI矩阵的加权来发射其相对于CRS参考符号的振幅是已知的参考符号，则UE可以将增益缩放估计为接收到的参考符号的振幅与对应于相同的PMI矩阵的预编码信道的振幅的比率。如果下面方程式(13)中定义的矩阵Q是已知的，则可以在eNB处计算每个PMI产生具有相同能量的预编码信道所需的增益缩放。类似地，如果方程式(13)中的矩阵Q是UE已知的，则可以在UE处计算每个PMI的增益缩放。每个预编码器产生具有相同能量的预编码信道所需的增益缩放可以通过下面的方程式(14)定量表达。

下面进一步描述用于向无线通信设备提供更准确的天线阵列归一化信息的替代方法。在讨论中，在例如在向UE提供增益缩放的EUTRA eNB的基站单元处执行归一化。然而，更一般地，归一化可以在UE或具有MIMO天线阵列的任何无线通信设备中执行。在第一实施例中，发射天线阵列可以由大小等于阵列尺寸的Hermitian矩阵Q表征。由于该矩阵是Hermitian矩阵，所以向UE提供复矩阵的仅较高对角线或较低对角线值就足够了。这个矩阵用于执行为每个PMI计算复杂信道增益所必需的方向图归一化。在第二实施例中，UE被直接提供用于每个PMI向量的实值增益。Hermitian Q矩阵仅是发射器天线阵列和用于实施预编码器的电路的函数，因此Hermitian Q矩阵对于由该阵列服务的所有UE是公共的。结果，可以通过诸如MIB或SIB等公共信道来发送信息。替选地，此信息可以通过专用信道发送。类似地，PMI缩放值仅是PMI矩阵的函数，而不是由阵列服务的UE的函数。结果，PMI校正值可以通过诸如MIB或SIB的公共信道来传送。替选地，这条信息可以通过专用信道发送。

如果天线阵列被校准，则Q矩阵和PMI增益缩放值将是时不变的。结果，这些值只能计算一次。相反，如果天线阵列未被校准，使得天线馈线的相对相位随时间而变化，则Q矩阵运算和PMI校正值必须被周期性地重新运算和/或重新测量。可以使用天线室来进行Q矩阵的运算。

下面描述用于2元件阵列的发射功率的运算。考虑2元件阵列，其中两个阵列元件中的每一个都是全向天线。对于这个示例，假设全向天线只在平面内辐射，使得

其中p(φ,θ)表示元件方向图，φ(-π/2≤φ≤π/2)和θ(0≤θ≤2π)分别表示天线仰角和方位角。请注意，全方向元件被缩放使其在平面中辐射单位功率。

令w₀和w₁分别表示应用到第一天线元件和第二天线元件的加权系数，并且d·λ表示两个元件的间隔，其中λ表示信号波长。然后作为方位角函数的所得到的远场阵列方向图由下式给出

在3GPP模型中，假设对于L₂范数的平方||w||²＝|w₁|²+|w₂|²保持不变(或等效地，只要L₂范数保持不变)的所有加权向量w，在方程式(2)中从阵列辐射的功率相等。然而，这个假设可以用简单的反例来显示为假。具体来说，对于这个简单的双元件示例，将示出我们可以选择任何数量的加权向量对w和v使得||w||²＝||v||²，并且使得所得到的天线方向图不辐射相等的功率。

从天线辐射的功率等于远场天线方向图量值的平方的积分，使辐射功率由下式给出

其中在此示例中，仅当元件方向图p(φ,θ)被限定为使得其仅在平面中辐射时，需要在方位角θ上进行积分。更一般地，还需要在仰角φ上进行积分。如果除了要求||w||²＝1之外，我们进一步要求复杂权重w₀和w₁具有相等的量值使得

则可以进一步简化该示例。在没有进一步的普遍性缺失的情况下，我们得到

使得||w||²＝1，不管相位差ψ如何。使用这些复杂权重，由下式给出天线方向图

发射功率由下式给出

其中术语sin(ψ)sin(2πdsinθ)在最后一步骤中被丢弃，因为它是θ的奇函数，因此在该间隔[0,2π)上积分为0。在方程式(6)中运算的辐射功率以dB表示，作为两个元件之间的相位差ψ的几个不同值的波长上的天线分隔d的函数。随着天线分隔变为零，尽管在所有情况下||w||²＝1，辐射功率从最大值2(3dB)变化到最小值0(-无穷dB)。

可以从该双元件示例中进行另外两个观察。首先，在半波长的天线分隔的情况下，辐射功率从-1.58dB((ψ＝0)变化到1.15dB(ψ＝π)。因此，即使当加权向量的范数保持不变时，功率可以作为天线相位差的函数变化2.73dB(如果对ψ所有值进行评价，则可以稍微更多)。第二，随着天线分隔增加，作为相对相位ψ的函数的功率变化减小。具体地说，在天线分隔等于9.5λ的情况下，辐射功率从最小值-0.33dB(ψ＝0)变化到最大值0.31dB(ψ＝π)，从而差值仅为0.62dB(如果对ψ所有值进行评价，则可以稍微更多)。

下面描述天线方向图的归一化。如果如通常假设的那样，对于所有相位差值ψ，阵列的输入阻抗是不变的，则必须遵循从天线辐射的功率与激励向量的L₂范数平方的平方成比例。然而，对于耦合的天线元件，天线阵列的阻抗是阵列输入的相对相位的函数，因此递送到阵列并辐射的功率是相对相位ψ的函数，因此即使||w||²保持不变，其也不是不变的。因此，为了保持辐射功率不变，应用预编码器相关缩放是有用的。用于预编码器w的归一化天线方向图由下式给出：

其中下标n表示方向图被归一化以具有等于||w||²的辐射功率。对于方程式(7)中的归一化天线方向图，辐射功率由下式给出

为了重申，如果天线方向图被归一化以使得辐射功率等于||w||²，则所得到的天线阵列方向图由方程式(7)给出，而不是由方程式(2)给出。

下面描述基于PMI的信道估计的缩放。对于3GPP发射模式中的几个，通过将PMI应用于每个发射天线端口的信道估计来产生数据的信道估计。然而，基于PMI的信道估计假设远场天线方向图是各个端口的信道估计的基于PMI的线性组合。为了使这种假设是正确的，天线方向图必须如方程式(2)中给出的那样，因此不能对单位能量进行归一化。如果天线方向图被归一化为||w||²(在3GPP规范中这样假设但不是必需的)，则基于PMI的信道估计将以实值归一化标量出错(对于双元件阵列，在下面的方程式(9)中给出这个因子)。为了适当地计算信道估计，UE必须知道每个PMI的正确归一化标量。具体地，对于方程式(2)中的双元件示例，归一化标量由下式给出

对于其中预编码向量w是下述的具体示例

归一化标量由下式给出

以下描述基于PMI的CQI估计的校正。为了估计信道质量(CQI)或信道状态(CSI)，必须能够正确估计应用每个PMI产生的信道。如果方向图被归一化为相等的能量，在接收机处没有每PMI增益预编码器相关的缩放的情况下，则每个PMI的复杂信道估计将具有缩放误差，并且这将导致CQI运算中的错误。如果UE访问基于每个PMI的缩放，则UE可以正确地计算每个PMI的CQI和/或CSI。通过正确的增益缩放，UE可以正确地确定最佳的PMI和相关联的CSI/CQI。

下面描述一般天线阵列的发射功率的运算。为了这种分析的目的，考虑天线元件数量为K的更一般的情况。此外，阵列元件不需要具有相同的方向图，尽管通常假设是这种情况。令长度K的复向量q(θ,φ)表示这些元件的天线方向图，其中如前所述，φ(-π/2≤φ≤π/2)和θ(0≤θ≤2π)分别表示天线仰角和方位角。

如果阵列由理想电流源驱动，则发射功率由下式给出

其中矩阵Q被定义为

可以注意到，Q矩阵具有以下属性：矩阵的尺寸是K×K，其中K是发射器阵列中天线元件的数量；并且从Q矩阵的定义可以看出，Q矩阵是Hermitian矩阵，使得Q^H＝Q。

通常，每个PMI是尺寸K x L的矩阵，其中K是阵列中的天线(或天线端口)的数量，并且L是发射层的数量。我们假设天线阵列的元件被耦合，使得PMI矩阵的每个向量必须被缩放以满足相同单位能量约束。令w表示给定发射层的预编码向量，或者等效地令w表示PMI的任何列。因此，得出这个预编码向量所需的校正因子由相对应的发射能量的倒数的平方根给出，或等效地由下式给出

(w^HQw)^-1/2 (14)

其中w是预编码矩阵，Q由天线元件方向图和天线元件的间隔确定。因此，存在与每个PMI的每列关联的归一化校正因子。这些归一化因子必须从eNB发送到UE，或者必须由UE了解。

下面进一步描述向UE发出预编码器相关的增益缩放因子的信号。每个PMI的增益归一化缩放因子可以以多种形式发射给UE。在一种形式中，eNB可以向UE发射针对每个PMI的增益归一化校正因子。每个可能的预编码向量的增益归一化校正因子必须被测量和/或计算并发射给UE。注意，对于多层PMI矩阵，必须为每个层发送一个校正因子。在大多数情况下，不同的PMI矩阵将具有一些公共的预编码向量。UE对于到UE的每个可能的预编码向量(在所有可能PMI的并集上)测量和/或运算增益归一化就足够了。增益归一化校正因子仅取决于PMI，而不取决于UE。因此，可以通过诸如MIB或SIB的公共信道来发送增益归一化校正因子。或者，可以将增益缩放因子在专用信道上发送到UE。

在替选实施例中，Q矩阵被发送到UE。利用Q矩阵知识，UE可以计算增益归一化校正因子本身。如上一节所述，Q矩阵是Hermitian矩阵，因此只需要向UE发送矩阵的上三角形值或下三角形值。如果发射天线阵列具有K个元件，则仅需要向UE发送K个实值和K x(K-1)/2个复值(等同地，K²实值的总和)，以便UE能够计算增益缩放值。根据天线的数量和PMI矩阵的数量，在某些情况下，为每个PMI矩阵发送增益缩放将更有效，而在其他情况下，发送Q矩阵的值将更有效。

必须估计或测量预编码器相关的增益缩放因子。在一些情况下，可以测量天线室中的天线阵列的Q矩阵。相反，能单独地测量阵列的各个元件的方向图q(θ,φ)。如果天线馈电之间的相位差已知或可以测量，则可以使用数值积分计算Q矩阵。

如果天线馈线的相对相位迅速变化，则增益缩放因子的估计可能在应用之前已经过时了。特别地，用于PMI/CQI选择的增益缩放因子在它们可以被使用之前可能已经过时了，因为PMI/CQI反馈的运算需要所有PMI的增益归一化校正估计，但是UE仅可以估计用于当前子帧的PMI。

以下描述涉及由上述实施例支持但不限于上述实施例的附加实施例。

图5是根据可能的实施例的双元件阵列的戴维南源模型的发射器辐射功率相对于相对相位偏移的示例曲线图500，双元件阵列由半个波长分离的两个半波长偶极子构成。图6是根据可能的实施例的双元件阵列的诺顿源模型的发射器辐射功率相对于相对相位偏移的示例曲线图600，双元件阵列由半个波长分离的两个半波长偶极子组成。在这两个示例中，预编码器w具有以下形式

其中θ以弧度规定，使得0≤θ＜2π。在曲线图500中，对于其中阵列的每个元件由戴维宁源(Thevenin source)(与阻抗源串联的理想电压源)驱动的情况，发射功率的变化被示出为相对相位θ和源阻抗Z_S的函数。在曲线图600中，对于其中阵列的每个元件由诺顿源(Norton source)(与分流源阻抗并联的理想电流源)驱动的情况，发射功率的变化被显示为相对相位θ和源阻抗Z_S的函数源。对于曲线图500中的戴维宁源模型，当串联源阻抗为0时，相位θ上的发射功率的变化为3.6dB。对于曲线图600中的诺顿源模型，当并联分流阻抗为无穷大时，相位θ上的发射功率的变化为单位能量预编码器上的1.5dB。在这两种情况下，即使预编码器w的Frobenius范数保持恒定为一，这种功率变化也发生。

由于可能在该单位能量码本上发生的大的发射功率变化，因为每个预编码器对应于不同的发射功率，所以在接收机处执行的预编码器选择不能再被认为是最佳的。预编码器的公平比较必须考虑这种发射功率差。可以使用以下实施例来解决这个问题。

可能的实施例在发射器例如发射设备和/或发射设备的发射器处不使用预编码器相关的缩放。发射器可以测量或以其他方式了解每个预编码器相对于该编码器集合内的参考预编码器的发射功率增量(delta)。发射器可以将参考预编码器和预编码器中每一个的功率差用信号发送到接收机，诸如接收设备和/或在接收设备处的接收机。然后，接收机可以计算两个信道质量度量。如之前那样运算第一信道质量度量，例如SINR，每编码比特的平均相互信息(MMIB)或其他吞吐量估计。在该预测编码器被选择为最佳的情况下，该度量是要向发射器用信号发送的信道质量。使用给定预编码器的功率增量来计算第二信道质量度量。特别地，每个发射天线与接收机之间的信道的估计以预编码器的功率差的平方根来缩放。然后，缩放的信道估计用于计算预编码器的第二信道质量度量。

在为预编码器中每一个计算了第二信道质量度量之后，比较这些第二信道质量度量。具有最大的第二信道质量度量的预编码器的索引作为最佳预编码器被用信号发送到发射器。此外，该相同预编码器的第一信道质量度量也被用信号发送到发射器以指示应当用于所指示的发射的调制和编码速率。

另一可能的实施例可以在发射器处使用预编码器相关的缩放。以与前述实施例相同的方式，发射器可以相对于预编码器集合内的参考预编码器来测量或以其他方式了解每个预编码器的发射功率差。在了解这些功率差之后，发射器在发射器处应用预编码器相关的缩放，使得与每个缩放的预编码器一起发射相等的功率。可以注意到，功率差和因此所需的缩放，是许多因素的函数，包括天线元件与用于驱动天线元件的电路之间的相互耦合。

为了形成每个预编码器的信道质量估计，接收机可以首先使用从每个天线元件发射的参考符号来形成每个发射天线元件与接收机之间的信道的估计。然后，接收机通过计算预编码向量与每天线信道估计的共轭的内积来形成对应于每个预编码向量的信道的估计。对于多层发射，每层的预编码向量独立于其他层缩放。在没有预编码器缩放的情况下，接收机使用由内积产生的信道估计来计算每个预编码器的信道质量度量。然而，如果使用预编码器缩放来均衡预编码器上的发射功率，则接收机可以将由预编码向量与每天线单元信道估计的共轭的内积产生的信道估计以给定预编码器的缩放因子缩放。然后，该缩放的信道估计用于确定给定预编码器的信道质量度量。

取决于解调参考符号是否包括在数据中，预编码器相关缩放还可以对解调产生影响。如果使用解调参考符号，则在预编码解调参考符号时也应使用用于数据符号的相同的预编码器相关的缩放。利用这种预编码器相关的缩放，使用解调参考符号形成的信道估计可以用于解调数据，因为对于解调参考符号而言，发射器与接收机之间的信道对于数据符号是相同的。

如果不使用解调参考符号，则该情况与对信道质量度量的计算相同。具体地，通过首先使用从每个天线元件发射的参考符号形成每个发射元件与接收机之间的信道的估计来计算用于解调的信道估计。然后，可以计算用于发射数据的预编码器(预编码器通过控制信道从发射器用信号发送到接收机)与每天线信道估计的共轭的内积，以形成用于数据的信道估计。然后，预编码器相关的缩放因子可以乘以这个信道估计。然后，可以使用这种预编码器相关的缩放因子乘以信道估计来解调数据。

如果解调参考符号被包括在数据中，则接收机有可能了解在发射器处应用的预编码器相关的缩放因子。特别地，这可以通过将解调参考符号的信道估计与从获取预编码器与每天线信道估计的共轭的内积产生的信道估计进行比较来完成。然后使用这两个信道估计的比率(多层发射的每一层的信道估计的比率)来推断在发射器处应用的预编码器相关的缩放比例。然后，在计算用于预编码器的信道质量度量之前，使用该预编码器相关的缩放来缩放预编码向量与每天线信道估计的共轭的内积。因此，对于每个预编码器，使用预编码器相关缩放因子来缩放用于估计信道质量的信道估计。

对于这种方案可以考虑几个因素，其中根据解调参考符号的信道估计与由计算预编码向量与每天线信道估计的共轭的内积得到的信道估计的比率来推导预编码器相关缩放因子。一个因素是预编码器相关缩放因子的接收机估计可能相当嘈杂。另一因素是接收机可能不会估计特定预编码器的预编码器相关缩放因子，直到该预编码器用于发射数据为止。因此，特定预编码器的信道质量度量的初始估计可能不会以预编码器相关缩放因子的估计来缩放，直到校准的某个周期完成为止。另一个因素是预编码器相关的缩放因子可能随时间而变化，特别是在用于不同天线元件的振荡器的相位关系随时间而变化的情况下。如果UE用作发射器并且UE手放置变化或者UE相对于头或身体的位置变化，那么如果天线耦合随着时间的推移而改变则缩放因子也可能改变的情况也可能发生在UE收发器中。

在预编码器的数量远大于发射天线的数量的平方的情况下，存在比对每个预编码器各进行一次测量的方式更有用的接收机能估计预编码器相关的缩放的方式。特别地，在天线元件由戴维宁源或诺顿源驱动的情况下，辐射功率可以以写成下列形式

P_T(w)＝w^HQw， (16)

其中矩阵Q是Hermitian和正定矩阵，并且具有大小M×M，其中M是发射天线的数量。可以表明，仅使用M²测量可以唯一地表征矩阵Q的系数。此外，由于Q是Hermitian矩阵，所以它可以使用M²实值系数唯一地表示。因此，如果预编码器的数量大于M²，则采用用于表征矩阵Q的测量比对每个预编码器进行一次测量更有效。矩阵Q不仅是天线阵列的函数；而是天线阵列、用于驱动天线阵列的电路(包括源阻抗)、阻抗匹配网络以及阵列的物理环境的函数。

可以注意到，在一些情况下，矩阵Q是Hermitian和实矩阵。在这种情况下，只能使用M²/2+M/2实值系数来唯一地表示系数Q。

如果解调参考符号不包括在数据中，则接收机可能不确定在发射器处应用的预编码器相关的缩放。在这种情况下，在发射器处使用的预编码器相关的缩放可以从发射器用信号发送到接收机。

为了评价发射器处的预编码器相关的功率变化，确定发射功率对所使用的预编码器的依赖性是不容忽视的。然而，有一些可以考虑的选项。一个选择是在天线室进行测量。例如，可以在天线室中测量作为预编码器的函数的辐射功率。第二种替代选项是使用网络分析仪来测量天线阵列的散射参数。散射参数可用于计算阻抗矩阵，并且还可以计算作为预编码器的函数的、递送到阵列(并因此辐射)的功率。然而，这些方法要考虑一些因素。一个因素是成本。例如，对每个UE上进行每个预编码矩阵指示符(PMI)测量可能是不可行的。如果从预编码器到发射功率的映射对于所有UE都是相同的，则可能在UE的一定百分比上进行这样的测量。然而，映射随时间和温度可能会有显著的变化，特别是因为映射将取决于收发器与天线之间的信号路径的相位长度差异，包括两个天线之间的振荡器相位的任何差异。另一个因素是预编码器与发射功率之间映射随多个变量——诸如时间，温度以及作为头部、手部和身体相对于该设备的位置的函数的自身阻抗、相互耦合和匹配效率——的变化而变化。天线室测量对于eNB来说可能是可行的，尽管这可能需要额外的成本和时间。

确定发射功率对所使用的预编码器的依赖性的另一选择是在设备内部进行周期性测量。例如，可以测量功率放大器与天线之间的传输线上的电压驻波比(VSWR)。VSWR表示从天线端口反射的功率的分数，因为VSWR被定义为

作为另一示例，可以测量进入隔离器的返回匹配负载的功率。给定PMI的辐射功率可以计算为递送到循环器的功率减去进入到隔离器返回匹配负载的功率。作为另一示例，定向耦合器可以作为预编码器的函数来测量递送到负载的功率。作为另一示例，可以测量天线子系统的s参数。可以通过测量当一次驱动一个天线端口时从所有天线端口返回的功率来测量天线子系统的s参数。方向耦合器可用于这些测量。

预编码器相关的发射功率变化可以取决于频率。根据特定频带的带宽，每个频带可能需要多于一个测量。对于较小的带宽，单次测量可能就足够了。可以使用测量和运算的组合来计算预编码器发射功率变化。特别地，如果经由测量来表征天线子系统的s参数或z参数(阻抗矩阵)，则该信息可以与用于驱动天线子系统的源的信息相结合(例如，是由具有串联阻抗(戴维宁源)的电压源，由具有分流阻抗的电流源(Norton源)或其他源驱动的天线子系统)来计算预编码器发射功率变化。以下示例说明了如何根据阻抗参数和戴维南和诺顿源类型的导纳参数计算上面给出的矩阵。从上面注意到

P_T(w)＝w^HQw (18)

如果我们假设可以使用设备内测量来提取天线子系统的导纳矩阵S，则阻抗矩阵由Z＝S^-1给出。如果戴维宁源用于驱动天线子系统，并且由下式给出串联阻抗

那么矩阵Q由下式给出

如果使用诺顿源驱动天线子系统，并且再分配阻抗同样由下式给出

那么矩阵Q由下式给出

图7是示出根据可能的实施例的接收机和/或接收设备(诸如单元101、102、103和/或104)的操作的示例流程图700。在710，可以接收与多个预编码器中的每个预编码器相对应的功率度量。功率度量可以是多个预编码器的每个预编码器的估计辐射功率。预编码器辐射功率可以是每个预编码器的总辐射功率或每个预编码器相对于参考预编码器功率的功率差。功率度量也可以是多个预编码器中的每一个相比于参考预编码器功率的估计功率差。估计功率差可以基于参考预编码器与另一个预编码器之间发射功率差、辐射功率差异或任何其他功率差。可以接收参考预编码器或者参考预编码器可以是已知的，可以接收或已知关于参考预编码器的信息或者关于参考预编码器的信息可以是已知的，和/或可以使用任何其他方法来确定参考预编码器，以确定参考预编码器与另一个预编码器之间的估计功率差。对于必须最大化电池寿命并且系统干扰是次要关注的情况，功率度量可以反映与预编码器相关联的总功率，辐射的功率以及在发射器内耗散的功率二者。设备内消耗的功率可能包括在发射器的源阻抗内消耗的功率，从天线阵列反射的功率，以及由于阵列内的欧姆加热而消耗的功率。此外，由于与其他预编码器相比，一些预编码器可以与更多的天线元件和因此而更多的功率放大器相关联，因此与预编码器相关联的功率消耗也可以反映与启用和适当地设置功率放大器的操作点相关联的功率和偏置电流。

在720，可以接收参考信号。在730，可以估计基于参考信号、对应于每个预编码器的传输信道。传输信道可以通过作为正在使用的预编码器的函数而对应于预编码器。传输信道估计可以是预编码器与每天线元件或每端口信道估计的共轭的内积。在740，根据可能的实施方式，可以基于参考信号来生成第一信道质量度量。

在750，可以基于每个预编码器的功率度量来缩放传输信道的估计。缩放可以包括将传输信道估计乘以缩放因子，将传输信道除以缩放因子，或者以其他方式将缩放因子应用于传输信道估计。功率度量可以基于多个预编码器中每个预编码器的估计功率差的平方根，诸如当缩放进行除法运算时，或者基于多个预编码器的每个预编码器的估计功率差的平方根的倒数，诸如当缩放进行乘法运算时。多个预编码器的每个预编码器的功率差的平方根可以是缩放因子。

在760，可以基于缩放的传输信道估计来生成每个预编码器的第二信道质量度量。可以在确定第一信道质量度量之前，之后或同时确定第二信道质量度量。第二信道质量度量可以是信号与干扰加噪声比(SINR)、每比特的平均相互信息(MMIB)、指数有效SINR度量(EESM)、信道容量、吞吐量估计和/或任何其他信道质量度量。

在770，可以将每个预编码器的第二信道质量度量相互比较，以确定具有最大的第二信道质量度量的预编码器。在780，具有最大的第二信道质量度量的预编码器的索引可以与具有最大的第二信道质量度量的预编码器的第一信道质量度量一起被发射。

图8是示出根据可能的实施例的发射器和/或发射设备——诸如单元101、102、103和/或104——的操作的示例流程图800。在810，可以生成对应于多个预编码器的每个预编码器的功率度量。功率度量可以是多个预编码器中的每一个相比于参考预编码器功率的估计功率差，可以是多个预编码器中每个预编码器的估计辐射功率，或者可以是任何其他功率度量。在820，可以发射功率度量。在830，可以发射参考信号。在840，可以基于功率度量和参考信号接收具有最大信道质量度量的预编码器的索引。可以与具有最大信道质量度量的预编码器一起来接收单独的质量度量。

图9是示出根据可能的实施例的发射器和/或发射设备——诸如单元101、102、103和/或104——的操作的示例流程图900。在910，可以接收数据信号。数据信号可以从控制器、从装置的元件和/或电路、从用户输入、从无线数据连接或从提供信号用于发射的任何其他元件接收。在920，数据信号可以被预编码。

在930，可以基于当应用预编码器时来自多个天线的功率的测量的回波损耗来确定预编码器相关的缩放因子。例如，可以基于在天线阵列的一组天线上的平均测量的功率回波损耗，针对每个预编码器单独地估计来自天线的功率的回波损耗。这可以是线性平均值而不是dB平均值。例如，回波损耗可以在转换为dB之前进行平均。基于从天线阵列中的每个天线的传输线上的电压驻波比(VSWR)的测量计算出的从天线阵列反射的功率的一部分，可为每个预编码器估计来自天线的功率回波损耗。天线元件的反射系数Γ可由下式给出

其中VSWR可以是天线元件的电压驻波比，并且反射功率的分数可以由|Γ|²给出。基于从天线阵列反射到每个天线元件的隔离器的返回负载的一部分功率的测量，可以另外为每个预编码器估计来自天线的功率的回波损耗。可以进一步基于从天线阵列反射的功率的一部分估计每个预编码器的来自天线的功率的回波损耗，并且作为使用定向耦合器测量的预编码器的函数递送到返回负载。基于天线阵列子系统的s参数的测量，也可以为每个预编码器估计来自天线的功率回波损耗。

在940，可以为多个预编码器的每个预编码器发射预编码器相关的缩放因子。替选地，可以针对多个预编码器的每个预编码器发射预编码器相关的缩放因子的函数。例如，缩放因子的函数可以是缩放因子的对数，可以是预定缩放因子的表的索引，可以是缩放因子的平方，或者可以是缩放因子的任何其他函数。作为另一示例，表中的索引可以限制缩放因子的数量，这可以有助于减少发送缩放因子所需的位数，并且使得更容易在发射器处应用缩放因子。此外，可以用信号通知用于确定每个预编码器的缩放因子的矩阵Q。矩阵Q可以是阵列的阻抗矩阵、源模型和/或源阻抗的函数。可以由下式给出在无缩放的情况下与预编码器w对应的无缩放的辐射功率P_T(w)

P_T(w)＝w^HQw (24)

例如，缩放因子可以与(P_T(w))^-1/2成比例。发射功率可以是辐射功率。P_T(w)可以是没有缩放的发射功率。

在950，可以使用预编码器相关的缩放因子来对预编码的数据信号进行缩放。缩放可以包括在预编码的数据信号到达发射天线阵列之前应用预编码器相关的缩放因子。在数模转换器(D/A)之前，D/A之后和混频器之前或混频器之后，但是在预编码的数据信号到达发射天线阵列之前进行缩放。缩放预编码数据信号还可以包括用多个预编码器相关的缩放向量来缩放多个预编码的数据信号。缩放的预编码信号可以包括缩放的预编码PDSCH信号或缩放的预编码数据符号。缩放的预编码信号还可以包括缩放的预编码DMRS信号或可由接收设备使用以确定信道质量估计的任何其他缩放的预编码信号。此外，解调参考符号可以被缩放。

在960，缩放的预编码数据信号可以通过多个天线发射。此外，缩放的预编码解调参考符号可以通过多个天线发射。

图10是示出根据可能的实施例的接收设备——诸如单元101、102、103和/或104——的操作的示例流程图1000。在1010，可以接收参考信号。参考信号可以是解调参考符号。

在1015，可以基于所接收的参考信号来估计用于多个预编码器中的每一个的传输信道。每个预编码器的发射信道可以通过计算每个预编码器的预编码向量与每天线信道估计的共轭值的内积和由预编码器相关的缩放因子进行的缩放来估计。天线元件可以是天线端口，其中天线端口可以被定义为天线元件的加权线性组合。端口可以由天线元件集合和应用于它们的权重这两者来定义。这可以应用于参考天线元件的所有实施例。还可以基于所接收的参考信号和每个相对应的预编码器相关缩放因子来估计多个预编码器中的每一个的传输信道。

在1020，可以接收基于至少一个预编码器的缩放的预编码数据信号信息。缩放的预编码数据信号信息可以包括用于缩放预编码数据信号的预编码器相关缩放因子，诸如用于缩放预编码数据信号的多个预编码器相关的缩放因子。此外，可以接收包括关于缩放因子的信息的信号。例如，如果不使用解调参考符号，则可以将用于数据的预编码器索引发送给接收装置和由接收装置接收。接收到的关于缩放因子的信息可以是实际缩放因子，可以是缩放因子的索引，和/或可以是关于缩放因子的任何其他信息。信号可以包括用于确定每个预编码器的预编码器相关的缩放因子的矩阵Q。在不对每个预编码器w进行缩放的情况下可以基于下式由矩阵Q给出发射功率P_T(w)，不：

P_T(w)＝w^HQw (25)

在1025，可以基于传输信道的预编码器相关的缩放估计为每个预编码器生成信道质量度量。例如，信道质量度量可以是信道质量指示符(CQI)、信号强度、信号与干扰加噪声比(SINR)或任何其他信道质量度量。

在1030，可以选择具有最大信道质量度量的预编码器的索引。在1035，可以发射具有最大信道质量度量的预编码器的索引。可以与具有最大信道质量度量的预编码器的索引一起来发射相对应的信道质量度量。

在1040，可以接收基于预编码器相关缩放因子的缩放的预编码数据信号。缩放的预编码数据信号可以包括解调参考符号。在1045，可以估计解调参考符号信道估计。在1050，可以将用于缩放的预编码数据信号的预编码器的传输信道估计与解调参考符号信道估计进行比较。

在1055，可以通过将解调参考符号信道估计与传输信道估计进行比较来确定用于预编码器的缩放因子，例如预编码器相关的缩放因子。接收设备可以估计用于解调参考符号的预编码器的缩放因子。在这种情况下，发射装置可以发送使用接收机的每个预编码器发射数据，以了解每个预编码器的缩放因子。如果使用解调参考符号，则预编码器相关的缩放因子可以不用于解调，并且可以仅用于信道质量评价。接收机可以通过假设使用解调参考符号，将解调参考符号的信道估计与基于预编码器的信道估计进行比较来了解缩放因子。为此，接收器可以被告知用于数据的预编码器。替选地，接收机可以通过估计预编码器中每一个的信道并且选择相对应的估计与解调参考符号的信道估计最佳匹配的预编码器来确定哪个预编码器被使用。在接收机了解所有预编码器的缩放因子之前，由于可能不知道应用于基于预编码器的信道估计的缩放因子，所以它可能不能正确地估计每个预编码器的CQI并且发回最佳预编码器的索引。接收机最初可以通过了解阶段获得缩放因子。在了解阶段期间，接收机可以假设所有缩放因子是一致的，直到它们被更新为正确的值。一旦接收机知道每个预编码器的缩放因子，它可以正确评价每个预编码器的CQI。

在1060，可以基于用于缩放的预编码数据信号的预编码器相关的缩放因子来缩放传输信道的估计，以生成基于缩放的预编码器的信道估计。缩放的传输信道估计可以用于CQI估计，用于解调和用于其他目的。对于给定子帧的不同资源块，预编码器可以是不同的。

在1065，缩放的预编码数据信号可被解调。缩放的预编码数据信号可以基于预编码器相关的缩放因子来解调。解调可以包括基于传输信道的基于缩放的预编码器的估计来解调数据符号。如果使用解调参考符号，则可能不需要缩放来进行解调。如果不使用解调参考符号，则可以使用基于预编码器的信道估计来解调信号。

图11是根据可能的实施例的装置1100的示例框图，诸如单元101、102、103和/或104，或任何其他发射和/或接收装置。设备1100可以包括壳体1110、耦合到壳体1110的控制器1120、耦合到控制器1120的音频输入和输出电路1130、耦合到控制器1120的显示器1140、耦合到控制器1120的收发器1150、耦合到收发器1150的多个天线1152和1154、耦合到控制器1120的用户接口1160、耦合到控制器1120的存储器1170以及耦合到控制器1120的网络接口1180。装置1100可以执行在所有实施例中描述的方法。

显示器1140可以是取景器、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子体显示器、投影显示器、触摸屏或显示信息的任何其他设备。收发器1150可以包括发射器和/或接收机。音频输入和输出电路1130可以包括麦克风、扬声器、换能器或任何其他音频输入和输出电路。用户接口1160可以包括小键盘、键盘、按钮、触摸板、操纵杆、触摸屏显示器、另一附加显示器或用于在用户与设备之间提供接口的任何其他设备。网络接口1180可以是通用串行总线(USB)端口、以太网端口、红外发射器/接收器、IEEE 1394端口、WLAN收发器或可以将设备连接到网络、设备或计算机并且可以发射和接收数据通信信号的任何其他接口。存储器1170可以包括随机存取存储器、只读存储器、光学存储器、闪速存储器、可移动存储器、硬盘驱动器、高速缓存或可以耦合到无线通信设备的任何其他存储器。

设备1100或控制器1120可以实施任何操作系统，诸如Microsoft

或

Android^TM或任何其他操作系统。装置操作软件可以用任何编程语言编写，诸如C、C++、Java或Visual Basic。装置软件还可以在诸如例如Java框架、.NET框架或任何其他应用框架的应用框架上运行。软件和/或操作系统可以存储在存储器1170或设备1100上的其他地方。装置1100和/或控制器1120还可以使用硬件来实施所公开的操作。例如，控制器1120可以是任何可编程处理器。公开的实施例还可以在通用或专用计算机、编程的微处理器或微处理器、外围集成电路元件、专用集成电路或其他集成电路、硬件/电子逻辑电路例如离散元件电路，诸如可编程逻辑阵列的可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、云计算或用于执行实施例的其他元件上实施。通常，控制器1120可以是能够操作无线通信设备并实施所公开的实施例的任何控制器或处理器设备。

在根据可能的实施例的操作中，收发器1150可以接收对应于多个预编码器的每个预编码器的功率度量并接收参考信号。功率度量可以是多个预编码器中的每一个相比于参考预编码器功率的估计功率差。功率度量也可以是多个预编码器中每个预编码器的估计辐射功率。控制器1120可以基于参考信号来估计与每个预编码器相对应的传输信道。控制器1120可以基于每个预编码器的功率度量来缩放传输信道的估计。可以基于多个预编码器中的每个预编码器的估计功率差的平方根来缩放传输信道的估计。控制器1120可以基于缩放的传输信道估计为每个预编码器生成信道质量度量。信道质量度量可以是信号与干扰加噪声比(SINR)、每比特的平均相互信息(MMIB)、指数有效SINR度量(EESM)、信道容量、吞吐量估计和/或任何其他渠道质量指标。控制器1120可以比较每个预编码器的信道质量度量以确定具有最大信道质量度量的预编码器。收发器1150可以发射具有最大信道质量度量的预编码器的索引。

根据该实施例的可能实施方式，信道质量度量可以是第一信道质量度量。控制器1120可以基于参考信号产生第二信道质量度量。然后，收发器1150可以发射具有最大第二质量度量的预编码器的索引和用于该相同预编码器的第一信道质量度量。

根据另一可能的实施例，控制器1120可以生成对应于多个预编码器的每个预编码器的功率度量。功率度量可以是多个预编码器中的每个预编码器相比于参考预编码器功率的估计功率差或多个预编码器中的每个预编码器的估计的辐射功率。收发器1150可以基于功率度量和参考信号来发射功率量度，发射参考信号，并且接收具有最大信道质量度量的预编码器的索引。

根据另一可能的实施例，收发器1150可以接收数据信号。控制器1120可以对数据信号进行预编码，并使用预编码器相关的缩放因子来缩放预编码的数据信号。收发器1150可以通过多个天线发射缩放的预编码数据信号。

根据另一可能的实施例，收发器1150可以基于预编码器相关的缩放因子来接收缩放的预编码数据信号。控制器1120可以对缩放的预编码数据信号进行解调。

虽然已经用本发明的具体实施例描述了本公开，但是显而易见的是，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，实施例的各种组件可以在其他实施例中互换、添加或替换。此外，每个图形的所有元件不是所公开的实施例的操作必需的。例如，所公开的实施例的领域的普通技术人员将能够通过简单地采用独立权利要求的要素来实施和使用本公开的教导。因此，本文所阐述的本公开的实施例旨在是说明性的而不是限制性的。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。

在本文中，诸如“第一”、“第二”等关系术语可以仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必要或暗示任何实际的这种关系或顺序实体或行动。短语“至少一个”后跟一个列表被定义为表中的一个、一些或全部，但不一定是所有的元件。术语“包括”，“包含”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括元件列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元件，而是可以包括没有明确列出或这些过程、方法、物品或装置固有的其他元件。在没有更多约束的情况下，前面有“一个”、“一”等的元件不会排除在包含该元件的过程、方法、物品或装置中存在额外的相同元件。此外，术语“另一”被定义为至少第二个或更多个。如本文所使用的术语“包括”，“具有”等被定义为“包括”。此外，背景部分是作为发明人自己对提交时的一些实施例的背景的理解而编写的，并且包括发明人自己对现有技术中的任何问题和/或发明人自己的工作中经历的问题的认识。

Claims (20)

1.一种优化预编码器选择的方法，包括：

接收与多个预编码器中的每个预编码器相对应的功率度量，每个功率度量对应于与相应预编码器相关联的辐射功率；

接收参考信号；

基于所述参考信号，估计与每个预编码器相对应的传输信道；

基于与每个相应预编码器相关联的所述功率度量来缩放对所述传输信道的估计；

基于所缩放的所述传输信道的估计，生成对每个预编码器的信道质量度量；以及

发射具有最大信道质量度量的预编码器的索引。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功率度量包括多个预编码器中的每一个与参考预编码器功率的估计的功率差。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，缩放包括基于所述多个预编码器中的每个预编码器的所述估计的功率差的平方根来缩放对所述传输信道的估计。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功率度量包括所述多个预编码器中的每个预编码器的估计辐射功率。

5.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述方法进一步包括基于所述参考信号来生成第一信道质量度量，

其中，所述方法进一步包括基于所缩放的所述传输信道的估计来生成第二信道质量度量，并且

其中，发射所述索引进一步包括：发射对具有最大第二信道质量度量的预编码器的索引以及相对应的所述第一信道质量度量。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将对每个预编码器的信道质量度量彼此作比较，以确定具有最大信道质量度量的预编码器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道质量度量包括从下述的组中选择的至少一个：信号与干扰加噪声比(SINR)、每比特的平均相互信息(MMIB)、指数有效SINR度量(EESM)、信道容量、和吞吐量估计。

8.一种优化预编码器选择的装置，包括：

收发器，所述收发器用于接收与多个预编码器中的每个预编码器相对应的功率度量并且用于接收参考信号，每个功率度量对应于与相应预编码器相关联的辐射功率；以及

耦合到所述收发器的控制器，所述控制器用于：

基于所述参考信号估计与每个预编码器相对应的传输信道，

基于与每个相应预编码器相关联功率度量来缩放对所述传输信道的估计，并且

基于所缩放的所述传输信道的估计，生成对每个预编码器的信道质量度量，

其中，所述收发器发射具有最大信道质量度量的预编码器的索引。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述功率度量包括多个预编码器中的每一个与参考预编码器功率的估计的功率差。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，缩放包括基于所述多个预编码器中的每个预编码器的所述估计的功率差的平方根来缩放对所述传输信道的估计。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述功率度量包括所述多个预编码器中的每个预编码器的估计辐射功率。

12.根据权利要求8所述的装置，

其中，所述控制器基于所述参考信号来生成第一信道质量度量，

其中，所述控制器基于所缩放的所述传输信道的估计来生成第二信道质量度量，并且

其中，所述收发器通过发射对具有最大第二信道质量度量的预编码器的索引以及相对应的第一信道质量度量来发射所述索引。

13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制器比较对每个预编码器的信道质量度量，以确定具有最大信道质量度量的预编码器。

14.根据权利要求8所述的装置，其中，所述信道质量度量包括从下述的组中选择的至少一个：信号与干扰加噪声比(SINR)、每比特平均相互信息(MMIB)、有效指数SINR度量(EESM)、信道容量、和吞吐量估计。

15.一种优化预编码器选择的方法，包括：

生成与多个预编码器中的每个预编码器相对应的功率度量，每个功率度量对应于与相应预编码器相关联的辐射功率；

发射所述功率度量；

发射参考信号；以及

接收具有最大信道质量度量的预编码器的索引，其中

在接收所述功率度量的设备处，与每个预编码器相对应的传输信道基于所述参考信号而被估计；

在接收所述功率度量的设备处，对所述传输信道的估计基于与每个相应预编码器相关联的所述功率度量而被缩放；并且

在接收所述功率度量的设备处，对每个预编码器的信道质量度量基于所缩放的所述传输信道的估计而被生成。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述功率度量包括多个预编码器中的每一个与参考预编码器功率的估计的功率差。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述功率度量包括所述多个预编码器中的每个预编码器的估计辐射功率。

18.根据权利要求15所述的方法，

其中，所述信道质量度量包括基于所述参考信号而生成的第一信道质量度量，并且

其中，接收包括接收具有基于所缩放的所述传输信道的估计而生成的第二信道质量度量当中的最大的第二信道质量度量的预编码器的索引以及相对应的第一信道质量度量。

19.一种优化预编码器选择的装置，包括：

控制器，所述控制器用于生成与多个预编码器中的每个预编码器相对应的功率度量，每个功率度量对应于与相应预编码器相关联的辐射功率；以及

收发器，所述收发器用于发射所述功率量度，发射参考信号，并且接收具有最大信号质量度量的预编码器的索引，其中，在接收所述功率度量的设备处，与每个预编码器相对应的传输信道基于所述参考信号而被估计；在接收所述功率度量的设备处，对所述传输信道的估计基于与每个相应预编码器相关联的所述功率度量而被缩放；并且在接收所述功率度量的设备处，对每个预编码器的信道质量度量基于所缩放的所述传输信道的估计而被生成。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述功率度量包括多个预编码器中的每一个与参考预编码器功率的估计的功率差、或者所述多个预编码器中的每个预编码器的估计辐射功率。

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