CN107683571A - 无线通信系统中的信道测量方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种无线通信系统中的信道测量方法及其设备。具体地，一种在无线通信系统中由终端测量信道的方法可包括以下步骤：在二维天线端口阵列内的一些天线端口上从基站接收参考信号；基于从基站接收的参考信号来测量所述一些天线端口的信道；以及使用信道测量结果来重构二维天线端口阵列内的不用于参考信号的传输的天线端口的信道，从而重构二维天线端口阵列内的所有天线端口的信道。

Description

无线通信系统中的信道测量方法及其设备
技术领域
本发明涉及无线通信系统，更具体地，涉及一种在支持三维(3D)多输入多输出(MIMO)系统的无线通信系统中基于参考信号测量信道的方法以及支持该方法的设备。
背景技术
移动通信系统已发展至在确保用户活动的同时提供语音服务。然而，除了语音服务以外，移动通信系统的服务覆盖范围甚至已扩展至数据服务，目前，业务的激增已导致资源的短缺和对高速服务的用户需求，从而需要高级移动通信系统。
下一代移动通信系统的要求可包括支持巨大的数据业务、各个用户的传送速率的显著增加、适应连接装置的数量的显著增加、非常低的端对端延迟以及高能效。为此，已研究了诸如小小区增强、双连接、大规模多输入多输出(MIMO)、带内全双工、非正交多址(NOMA)、支持超宽带和装置联网的各种技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提出一种在支持3D MIMO系统的无线通信系统中发送端发送参考信号的方法。
另外，本发明的目的在于提出一种在支持3D MIMO系统的无线通信系统中接收端基于参考信号测量或重构所有MIMO信道的方法。
本发明要实现的技术目的不限于上述目的，本发明所属领域的普通技术人员可从以下描述清楚地理解没有描述的其它目的。
技术方案
在本发明的一个方面，一种在无线通信系统中用户设备(UE)测量信道的方法可包括以下步骤：在二维(2D)天线端口阵列内的部分天线端口上从eNB接收参考信号；基于从eNB接收的参考信号来测量所述部分天线端口的信道；以及通过使用信道测量结果重构2D天线端口阵列内不用于参考信号的传输的天线端口的信道来重构2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
在本发明的另一方面，一种在无线通信系统中测量信道的用户设备可包括用于发送和接收无线电信号的射频(RF)单元以及控制RF单元的处理器。该处理器可被配置为在二维(2D)天线端口阵列内的部分天线端口上从eNB接收参考信号，基于从eNB接收的参考信号来测量所述部分天线端口的信道，并且通过使用信道测量结果重构2D天线端口阵列内不用于参考信号的传输的天线端口的信道来重构2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
优选地，2D天线端口阵列内位于边界行或列中的天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，不用于参考信号的传输的天线端口的信道可通过对信道测量结果进行内插或外插来重构。
优选地，如果2D天线端口阵列可以是交叉极化天线系统，则2D天线端口阵列内位于边界行和列中的第一极化天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，2D天线端口阵列内位于一个或更多个顶点处或特定边界列或特定边界行中的第二极化天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，可使用用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道测量结果来重构不用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道。可使用所重构的所有第一极化天线端口的信道和第二极化天线端口的信道来重构所有第二极化天线端口的信道。
优选地，在2D天线端口阵列内的相同行或列中按照特定间隔远离的天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，针对各个实例在2D天线端口阵列内处于不同位置的天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，每当实例改变时，2D天线端口阵列内用于参考信号的传输的天线端口的位置可在行或列中按照特定间隔移位。
优选地，可通过针对各个实例对信道测量结果进行内插或外插来重构不用于参考信号的传输的天线端口的信道，从而重构2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
优选地，可针对各个实例使用所重构的所有天线端口的信道来计算即时信道协方差矩阵，并且可通过更新即时信道协方差矩阵来校正样本信道协方差矩阵。
优选地，如果2D天线端口阵列是交叉极化天线系统，则在2D天线端口阵列内的相同行或列中按照特定间隔远离的第一极化天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，2D天线端口阵列内位于一个或更多个顶点处或特定边界列或特定边界行中的第二极化天线端口可用于参考信号的传输。
优选地，可使用用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道测量结果来重构不用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道。可使用所重构的所有第一极化天线端口的信道和第二极化天线端口的信道来重构所有第二极化天线端口的信道。
优选地，可从eNB接收2D天线端口阵列的大小以及2D天线端口阵列内用于发送参考信号的部分天线端口的位置和索引。
优选地，可从eNB接收2D天线端口阵列的大小以及2D天线端口阵列内的相同行或列中用于参考信号的传输的天线端口的间隔大小。
优选地，可在垂直方向或水平方向上依次向基于间隔大小确定并用于参考信号的传输的天线端口指派天线端口索引。
有益效果
根据本发明的实施方式，在无线通信系统中，在支持使用二维(2D)有源天线系统(2D-AAS)的3D MIMO系统的环境中，可改进信道重构性能。
本发明可获得的效果不限于上述效果，本发明所属领域的普通技术人员可从以下描述清楚地理解没有描述的其它效果。
附图说明
附图在本文中作为说明书的一部分被包括以帮助理解本发明，附图提供了本发明的实施方式并与下面的说明书一起描述本发明的技术特征。
图1示出可应用本发明的无线通信系统中的无线电帧的结构。
图2是示出可应用本发明的无线通信系统中用于下行链路时隙的资源网格的图。
图3示出可应用本发明的无线通信系统中的下行链路子帧的结构。
图4示出可应用本发明的无线通信系统中的上行链路子帧的结构。
图5示出已知MIMO通信系统的配置。
图6是示出从多个发送天线到单个接收天线的信道的图。
图7示出可应用本发明的无线通信系统中映射到下行链路资源块对的参考信号图案。
图8是示出可应用本发明的无线通信系统中映射有参考信号的资源的图。
图9示出可应用本发明的无线通信系统中具有64个天线元件的2D-AAS。
图10示出可应用本发明的无线通信系统中eNB或UE具有能够基于AAS形成3D波束的多个发送/接收天线的系统。
图11示出可应用本发明的无线通信系统中具有交叉极化的2D天线系统。
图12示出可应用本发明的无线通信系统中的收发器单元模型。
图13是示出根据本发明的实施方式的全端口映射的图。
图14是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图15是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图16是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图17是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图18示出根据本发明的实施方式的全端口映射中的天线端口索引的分配。
图19是示出根据本发明的实施方式的信道测量方法的图。
图20示出根据本发明的实施方式的无线通信设备的方框配置。
具体实施方式
参照附图详细描述本发明的一些实施方式。要与附图一起公开的详细描述旨在描述本发明的一些实施方式，而非旨在描述本发明的唯一实施方式。以下详细描述包括更多细节以便提供本发明的完整理解。然而，本领域技术人员将理解，本发明可在没有这些更多细节的情况下实现。
在一些情况下，为了避免本发明的概念变得模糊，已知结构和装置被省略，或者可基于各个结构和装置的核心功能以框图形式示出。
在本说明书中，基站具有基站直接与装置通信所经的网络的终端节点的含义。在本文献中，被描述为由基站执行的特定操作根据情况可由基站的上层节点执行。即，显而易见的是，在包括多个网络节点(包括基站)的网络中，为了与装置通信而执行的各种操作可由基站或者基站以外的其它网络节点执行。基站(BS)可被诸如固定站、节点B、eNB(演进节点B)、基站收发系统(BTS)或接入点(AP)的另一术语代替。另外，装置可以是固定的或者可具有移动性，并且可被诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、用户终端(UT)、移动订户站(MSS)、订户站(SS)、高级移动站(AMS)、无线终端(WT)、机器型通信(MTC)装置、机器对机器(M2M)装置或装置对装置(D2D)装置的另一术语代替。
以下，下行链路(DL)意指从eNB至UE的通信，上行链路(UL)意指从UE至eNB的通信。在DL中，发送机可以是eNB的一部分，接收机可以是UE的一部分。在UL中，发送机可以是UE的一部分，接收机可以是eNB的一部分。
提供了以下描述中所使用的具体术语以帮助理解本发明，在不脱离本发明的技术精神的情况下，这些具体术语的使用可按照各种形式改变。
以下技术可用在诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和非正交多址(NOMA)的各种无线通信系统中。CDMA可利用诸如通用地面无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术来实现。TDMA可利用诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/增强数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术来实现。OFDMA可利用诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20或演进UTRA(E-UTRA)的无线电技术来实现。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)是使用演进UMTS地面无线电接入(E-UTRA)的演进UMTS(E-UMTS)的一部分，并且其在下行链路中采用OFDMA，在上行链路中采用SC-FDMA。LTE-advanced(LTE-A)是3GPP LTE的演进。
本发明的实施方式可由IEEE 802、3GPP和3GPP2(即，无线电接入系统)中的至少一个中所公开的标准文献支持。即，属于本发明的实施方式并且为了清楚地揭示本发明的技术精神而没有描述的步骤或部分可由这些文献支持。另外，本文献中所公开的所有术语可通过这些标准文献来描述。
为了使描述更清晰，主要描述3GPP LTE/LTE-A，但是本发明的技术特性不限于此。
可应用本发明的一般系统
图1示出可应用本发明的实施方式的无线通信系统中的无线电帧的结构。
3GPP LTE/LTE-A支持可适用于频分双工(FDD)的无线电帧结构类型1以及可适用于时分双工(TDD)的无线电帧结构2。
无线电帧在时域中的大小被表示为T_s＝1/(15000*2048)的时间单位的倍数。UL和DL传输包括具有T_f＝307200*T_s＝10ms的持续时间的无线电帧。
图1(a)例示了无线电帧结构类型1。类型1无线电帧可被应用于全双工FDD和半双工FDD二者。
无线电帧包括10个子帧。无线电帧包括T_slot＝15360*T_s＝0.5ms长度的20个时隙，并且给予各个时隙以0至19索引。一个子帧在时域中包括连续的两个时隙，并且子帧i包括时隙2i和时隙2i+1。发送子帧所需的时间被称为传输时间间隔(TTI)。例如，子帧i的长度可为1ms并且时隙的长度可为0.5ms。
FDD下的UL传输和DL传输在频域中区分。尽管在全双工FDD下不存在限制，UE在半双工FDD操作中无法同时发送和接收。
一个时隙在时域中包括多个正交频分复用(OFDM)符号，在频域中包括多个资源块(RB)。在3GPP LTE中，由于在下行链路中使用OFDMA，所以OFDM符号用于表示一个符号周期。OFDM符号可被称为一个SC-FDMA符号或符号周期。RB是资源分配单位，并且包括一个时隙中的多个邻接子载波。
图1(b)示出帧结构类型2。
类型2无线电帧包括各自为153600*T_s＝5ms长度的两个半帧。各个半帧包括30720*T_s＝1ms长度的5个子帧。
在TDD系统的帧结构类型2中，上行链路-下行链路配置是指示上行链路和下行链路是否被分配(或预留)给所有子帧的规则。
表1示出上行链路-下行链路配置。
[表1]
参照表1，在无线电帧的各个子帧中，“D”表示用于DL传输的子帧，“U”表示用于UL传输的子帧，“S”表示包括三种类型的字段的特殊子帧，包括下行链路导频时隙(DwPTS)、保护周期(GP)和上行链路导频时隙(UpPTS)。
DwPTS用于UE中的初始小区搜索、同步或信道估计。UpPTS用于eNB中的信道估计以及用于UE的UL传输同步。GP是用于去除由于UL和DL之间的DL信号的多径延迟而在UL中发生的干扰的持续时间。
各个子帧i包括T_slot＝15360*T_s＝0.5ms的时隙2i和时隙2i+1。
UL-DL配置可被分成7种类型，对于各个配置，DL子帧、特殊子帧和UL子帧的位置和/或数量不同。
从下行链路到上行链路执行改变的时间点或者从上行链路到下行链路执行改变的时间点被称为切换点。切换点的周期性意指上行链路子帧和下行链路子帧改变的循环相同地重复。在切换点的周期性中支持5ms和10ms二者。如果切换点的周期性具有5ms下行链路-上行链路切换点的循环，则在各个半帧中存在特殊子帧S。如果切换点的周期性具有5ms下行链路-上行链路切换点的循环，则仅在第一个半帧中存在特殊子帧S。
在所有配置中，0和5子帧和DwPTS仅用于下行链路传输。UpPTS和子帧之后的子帧总是用于上行链路传输。
这种上行链路-下行链路配置可以作为系统信息为eNB和UE二者已知。每当上行链路-下行链路配置信息改变时，eNB可通过仅向UE发送上行链路-下行链路配置信息的索引来向UE通知无线电帧的上行链路-下行链路分配状态的改变。另外，配置信息是一种下行链路控制信息并且可像其它调度信息一样通过物理下行链路控制信道(PDCCH)来发送。配置信息可作为广播信息通过广播信道被发送给小区内的所有UE。
表2表示特殊子帧的配置(DwPTS/GP/UpPTS的长度)。
[表2]
根据图1的示例的无线电子帧的结构仅是示例，包括在无线电帧中的子载波的数量、包括在子帧中的时隙的数量以及包括在时隙中的OFDM符号的数量可按照各种方式改变。
图2是示出在可应用本发明的实施方式的无线通信系统中用于一个下行链路时隙的资源网格的图。
参照图2，一个下行链路时隙在时域中包括多个OFDM符号。仅出于例示性目的，本文中描述了一个下行链路时隙包括7个OFDMA符号并且一个资源块包括12个子载波，本发明不限于此。
资源网格上的各个元素被称为资源元素，一个资源块(RB)包括12×7个资源元素。包括在下行链路时隙中的RB的数量N^DL取决于下行链路传输带宽。
上行链路时隙的结构可与下行链路时隙的结构相同。
图3示出可应用本发明的实施方式的无线通信系统中的下行链路子帧的结构。
参照图3，位于子帧的第一时隙的前部的最多三个OFDM符号对应于分配有控制信道的控制区域，剩余OFDM符号对应于分配有物理下行链路共享信道(PDSCH)的数据区域。3GPP LTE中所使用的下行链路控制信道包括例如物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)和物理混合ARQ指示符信道(PHICH)。
PCFICH在子帧的第一OFDM符号中发送并且承载关于子帧内用于发送控制信道的OFDM符号的数量(即，控制区域的大小)的信息。PHICH是对上行链路的响应信道并且承载对混合自动重传请求(HARQ)的确认(ACK)/否定确认(NACK)信号。在PDCCH中发送的控制信息被称为下行链路控制信息(DCI)。DCI包括上行链路资源分配信息、下行链路资源分配信息或者对特定UE组的上行链路传输(Tx)功率控制命令。
PDCCH可承载关于下行链路共享信道(DL-SCH)的资源分配和传输格式的信息(也称为“下行链路许可”)、关于上行链路共享信道(UL-SCH)的资源分配信息(也称为“上行链路许可”)、PCH上的寻呼信息、DL-SCH上的系统信息、诸如PDSCH上发送的随机接入响应的上层控制消息的资源分配、对特定UE组内的各个终端的传输功率控制命令的集合以及互联网协议语音(VoIP)的启用等。可在控制区域内发送多个PDCCH，并且UE可监测多个PDCCH。PDCCH在单个控制信道元素(CCE)或一些邻接CCE的聚合上发送。CCE是用于根据无线电信道的状态向PDCCH提供编码速率的逻辑分配单位。CCE对应于多个资源元素组。PDCCH的格式和PDCCH的可用比特数通过CCE的数量与CCE所提供的编码速率之间的关联关系来确定。
eNB基于要发送给UE的DCI来确定PDCCH的格式，并且将循环冗余校验(CRC)附到控制信息。根据PDCCH的所有者或用途，唯一标识符(无线电网络临时标识符(RNTI))被掩码到CRC。如果PDCCH是用于特定UE的PDCCH，则UE唯一的标识符(例如，小区-RNTI(C-RNTI))可被掩码到CRC。如果PDCCH是用于寻呼消息的PDCCH，则寻呼指示标识符(例如，寻呼-RNTI(P-RNTI))可被掩码到CRC。如果PDCCH是用于系统信息(更具体地，系统信息块(SIB))的PDCCH，则系统信息标识符(例如，系统信息-RNTI(SI-RNTI))可被掩码到CRC。随机接入-RNTI(RA-RNTI)可被掩码到CRC以便指示作为UE对随机接入前导码传输的响应的随机接入响应。
图4示出可应用本发明的实施方式的无线通信系统中的上行链路子帧的结构。
参照图4，上行链路子帧可在频域中被分为控制区域和数据区域。承载上行链路控制信息的物理上行链路控制信道(PUCCH)被分配给控制区域。承载用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)被分配给数据区域。为了维持单载波特性，一个UE不同时发送PUCCH和PUSCH。
资源块(RB)对被分配给子帧内用于一个UE的PUCCH。属于RB对的RB在2个时隙中的每一个中占据不同的子载波。这被称为分配给PUCCH的RB对在时隙边界中跳频。
多输入多输出(MIMO)
MIMO技术不使用迄今为止常用的单个发送天线和单个接收天线，而是使用多发送(Tx)天线和多接收(Rx)天线。换言之，MIMO技术是在无线通信系统的发送端或接收端中使用多输入/输出天线以增加容量或增强性能的技术。以下，MIMO被称为“多输入/输出天线”。
更具体地，多输入/输出天线技术不依赖于单个天线路径以便接收单个总消息，并且通过收集通过多个天线接收的多条数据来完成总数据。结果，多输入/输出天线技术可在特定系统范围内增加数据传送速率，并且还可通过特定数据传送速率增加系统范围。
由于下一代移动通信需要比现有移动通信高许多的数据传送速率，预期将使用有效的多输入/输出天线技术。在这种情况下，MIMO通信技术是可广泛用在移动通信UE和中继节点中的下一代移动通信技术，并且作为可克服归因于数据通信的扩展的另一移动通信的传送速率的限制的技术而受到关注。
此外，正在开发的各种传输效率改进技术中的多输入/输出天线(MIMO)技术作为能够显著改进通信容量和发送/接收性能而无需附加频率分配或功率增加的方法受到最大关注。
图5示出已知MIMO通信系统的配置。
参照图5，如果发送(Tx)天线的数量增加至N_T并且接收(Rx)天线的数量同时增加至N_R，则与仅在发送机或接收机中使用多个天线的情况不同，理论信道传输容量与天线的数量成比例地增加。因此，可改进传送速率，并且可显著改进频率效率。在这种情况下，根据信道传输容量的增加的传送速率可理论上增加通过将以下速率增量R_i乘以使用一个天线的情况下的最大传送速率R_o而获得的值。
[式1]
Ri＝min(NT,NR)
即，在使用4个发送天线和4个接收天线的MIMO通信系统中，例如，与单天线系统相比，理论上可获得四倍传送速率。
这种多输入/输出天线技术可被分成：空间分集方法，其利用穿过各种信道路径的符号来增加传输可靠性；以及空间复用方法，其通过使用多个发送天线同时发送多个数据符号来改进传送速率。另外，最近正在对通过组合两个方法来适当地获得两个方法的优点的方法进行积极的研究。
下面更详细地描述各个方法。
首先，空间分集方法包括同时使用分集增益和编码增益的空时块码序列方法和空时网格(Trelis)码序列方法。通常，网格码序列方法在比特错误率改进性能和码生成自由度方面更好，而空时块码序列方法具有低运算复杂度。这种空间分集增益可对应于与发送天线的数量(N_T)与接收天线的数量(N_R)的乘积(N_T×N_R)对应的量。
其次，空间复用方案是在发送天线中发送不同的数据流的方法。在这种情况下，在接收机中，在由发送机同时发送的数据之间发生相互干扰。接收机使用适当的信号处理方案去除干扰并接收数据。在这种情况下所使用的噪声去除方法可包括最大似然检测(MLD)接收机、迫零(ZF)接收机、最小均方误差(MMSE)接收机、对角线-贝尔实验室分层空时(D-BLAST)和垂直-贝尔实验室分层空时(V-BLAST)。具体地，如果发送端可知道信道信息，则可使用奇异值分解(SVD)方法。
第三，存在使用空间分集和空间复用的组合的方法。如果仅要获得空间分集增益，则根据分集差距的增加的性能改进增益逐渐饱和。如果仅使用空间复用增益，则无线电信道中的传输可靠性劣化。已研究了用于解决所述问题并获得两种增益的方法，所述方法可包括双空时发送分集(双-STTD)方法和空时比特交织编码调制(STBICM)。
为了更详细地描述诸如上述多输入/输出天线系统中的通信方法，通信方法可通过数学建模如下表示。
首先，如图5所示，假设存在N_T个发送天线和NR个接收天线。
首先，下面描述发送信号。如果如上所述存在N_T个发送天线，则可发送的信息的最大数量为N_T，其可利用以下向量来表示。
[式2]
此外，在各条发送信息s_1、s_2、...、s_NT中传输功率可不同。在这种情况下，如果传输功率为P_1、P_2、...、P_NT，则控制了传输功率的发送信息可使用下面的向量来表示。
[式3]
另外，式3中的控制了传输功率的发送信息可使用传输功率的对角矩阵P如下表示。
[式4]
此外，式4中的控制了传输功率的信息向量乘以权重矩阵W，因此形成实际发送的N_T个发送信号x_1、x_2、...、x_NT。在这种情况下，权重矩阵用于根据传输信道条件适当地将发送信息分配给天线。以下可使用发送信号x_1、x_2、...、x_NT来表示。
[式5]
在这种情况下，w_ij表示第i发送天线与第j发送信息之间的权重，并且W是权重矩阵的表示。这种矩阵W被称为权重矩阵或预编码矩阵。
此外，诸如上述的发送信号x可被考虑用在使用空间分集的情况和使用空间复用的情况下。
如果使用空间复用，则由于不同的信号被复用并发送，所以信息向量的所有元素具有不同的值。相反，如果使用空间分集，则由于通过多个信道路径发送相同的信号，所以信息向量的所有元素具有相同的值。
可考虑将空间复用和空间分集混合的方法。换言之，例如，可利用空间分集通过3个发送天线发送相同的信号，并且剩余不同的信号可被空间复用并发送。
如果存在N_R个接收天线，则各个天线的接收信号y_1、y_2、...、y_NR利用向量y如下表示。
[式6]
此外，如果多输入/输出天线通信系统中的信道被建模，则信道可根据发送/接收天线索引来分类。从发送天线j穿过接收天线i的信道被表示为h_ij。在这种情况下，需要注意的是，按照h_ij的索引的顺序，接收天线的索引在前，发送天线的索引在后。
多个信道可被分组并以向量和矩阵形式表示。例如，下面描述向量表示。
图6是示出从多个发送天线到单个接收天线的信道的图。
如图6所示，从总共N_T个发送天线到接收天线i的信道可如下表示。
[式7]
另外，如果从N_T个发送天线到NR个接收天线的所有信道通过诸如式7的矩阵表达式来表示，则其可如下表示。
[式8]
此外，在实际信道经过信道矩阵H之后加性高斯白噪声(AWGN)增加到实际信道。因此，分别增加到N_R个接收天线的AWGN n_1、n_2、...、n_NR使用如下向量表示。
[式9]
多输入/输出天线通信系统中的发送信号、接收信号、信道和AWGN可通过诸如上述发送信号、接收信号、信道和AWGN的建模表示为具有以下关系。
[式10]
此外，指示信道的状态的信道矩阵H的行和列的数量通过发送/接收天线的数量来确定。在信道矩阵H中，如上所述，行数等于接收天线的数量N_R，列数等于发送天线的数量N_T。即，信道矩阵H变为N_R×N_T矩阵。
通常，矩阵的秩被定义为独立的行或列的数量中的最小数量。因此，矩阵的秩不大于行或列的数量。至于图形样式，例如，如下限制信道矩阵H的秩H。
[式11]
rank(H)≤min(NT,NR)
另外，如果矩阵经受特征值分解，则秩可被定义为属于特征值并且非0的特征值的数量。同样，如果秩经受奇异值分解(SVD)，则其可被定义为0以外的奇异值的数量。因此，信道矩阵中的秩的物理含义可以说是可在给定信道中发送不同信息的最大数量。
在本说明书中，用于MIMO传输的“秩”指示可在特定时间点和特定频率资源独立地发送信号的路径的数量。“层数”指示通过各个路径发送的信号流的数量。通常，除非另外描述，秩具有与层数相同的含义，因为发送端发送与信号传输中所使用的秩的数量对应的层数。
参考信号(RS)
在无线通信系统中，由于通过无线电信道来发送数据，所以在传输期间信号可能失真。为了使接收端准确地接收失真的信号，需要利用信道信息来校正所接收的信号的失真。为了检测信道信息，主要使用利用信号发送方法的失真程度以及在通过信道发送时发送方和接收方二者已知的信号来检测信道信息的方法。上述信号被称为导频信号或参考信号(RS)。
另外，近来，当大多数移动通信系统发送分组时，它们使用能够通过采用多个发送天线和多个接收天线来改进发送/接收数据效率的方法，而非使用迄今为止使用的一个发送天线和一个接收天线。当使用多个输入/输出天线发送和接收数据时，必须检测发送天线与接收天线之间的信道状态以便准确地接收信号。因此，各个发送天线必须具有各自的参考信号。
在无线通信系统中，RS可基本上根据其目的分成两种类型。存在目的在于获得信道状态信息的RS和用于数据解调的RS。前者的目的在于由UE获得下行链路中的信道状态信息。因此，对应RS必须在宽带中发送，并且尽管UE在特定子帧中没有接收到下行链路数据，UE也必须能够接收并测量RS。另外，前者也用于诸如切换的无线电资源管理(RRM)测量。后者是在eNB发送下行链路时与对应资源一起发送的RS。UE可通过接收对应RS来执行信道估计，因此可将数据解调。对应RS必须在发送数据的区域中发送。
下行链路RS包括由小区内的所有UE共享的用于获取关于信道状态的信息和测量的一个公共RS(CRS)以及仅用于特定UE的用于数据解调的专用RS(DRS)。用于解调和信道测量的信息可利用这种RS来提供。即，DRS仅用于数据解调，而CRS用于信道信息获取和数据解调两种目的。
接收方(即，UE)基于CRS测量信道状态并将与信道质量有关的指示符(例如，信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)和/或秩指示符(RI))反馈给发送方(即，eNB)。CRS也被称为小区特定RS。相反，与信道状态信息(CSI)的反馈有关的参考信号可被定义为CSI-RS。
如果需要将PDSCH上的数据解调，则可通过资源元素来发送DRS。UE可通过上层接收关于是否存在DRS的信息，并且只有当对应PDSCH已被映射时，DRS才有效。DRS也可被称为UE特定RS或解调RS(DMRS)。
图7示出在可应用本发明的无线通信系统中映射到下行链路资源块对的参考信号图案。
参照图7，下行链路资源块对(即，映射参考信号的单元)可按照时域中的一个子帧×频域中的12个子载波的形式表示。即，在时间轴(x轴)上，一个资源块对在正常循环前缀(CP)的情况下具有14个OFDM符号的长度(图7(a))，在扩展循环前缀(CP)的情况下具有12个OFDM符号的长度(图7(b))。在资源块点阵中，由“0”、“1”、“2”和“3”指示的资源元素(RE)分别意指天线端口索引“0”、“1”、“2”和“3”的CRS的位置，由“D”指示的RE意指DRS的位置。
下面更详细地描述CRS。CRS是用于估计物理天线的信道的参考信号并且可由位于小区内的所有UE共同接收。CRS被分布到全频带宽。即，CRS是小区特定信号并且在宽带中每一子帧发送。另外，CRS可用于信道质量信息(CSI)和数据解调。
根据发送方(eNB)的天线阵列按照各种格式定义CRS。在3GPP LTE系统(例如，版本8)中，根据eNB的发送天线的数量来发送用于最多四个天线端口的RS。发送下行链路信号的一方具有三种类型的天线阵列，例如单个发送天线、两个发送天线和四个发送天线。例如，如果eNB的发送天线的数量为两个，则发送用于第0天线端口和第1天线端口的CRS。如果eNB的发送天线的数量为四个，则发送用于第0至第3天线端口的CRS。如果eNB的发送天线的数量为四个，则图7中示出一个RB中的CRS图案。
如果eNB使用单个发送天线，则用于单个天线端口的参考信号排列。
如果eNB使用两个发送天线，则用于两个发送天线端口的参考信号利用时分复用(TDM)方案和/或频分复用(FDM)方案来排列。即，分配不同的时间资源和/或不同的频率资源以便在用于两个天线端口的参考信号之间进行区分。
另外，如果eNB使用四个发送天线，则用于四个发送天线端口的参考信号利用TDM和/或FDM方案来排列。由下行链路信号的接收方(即，UE)测量的信道信息可用于对利用诸如单发送天线传输、传输分集、闭环空间复用、开环空间复用或多用户多输入/输出(MIMO)天线的传输方案发送的数据进行解调。
如果支持多输入多输出天线，则当通过特定天线端口发送RS时，RS在根据RS的图案指定的资源元素的位置中发送，并且不在指定用于其它天线端口的资源元素的位置中发送。即，不同天线之间的RS不交叠。
下面更详细地描述DRS。DRS用于对数据进行解调。在多输入多输出天线传输中，当UE接收RS时用于特定UE的预编码权重与通过各个发送天线发送的发送信道组合，并且在没有任何改变的情况下用于估计对应信道。
3GPP LTE系统(例如，版本8)支持最多四个发送天线，并且定义了用于秩1波束成形的DRS。用于秩1波束成形的DRS还指示天线端口索引5的RS。
在LTE-A系统(即，LTE系统的高级发展形式)中，设计有必要在eNB的下行链路中支持最多八个发送天线。因此，也必须支持用于最多八个发送天线的RS。在LTE系统中，仅定义了用于最多四个天线端口的下行链路RS。因此，如果在LTE-A系统中eNB具有四个至最多八个下行链路发送天线，则必须另外定义并设计用于这些天线端口的RS。关于用于最多八个发送天线端口的RS，必须设计上述用于信道估计的RS和上述用于数据解调的RS。
在设计LTE-A系统时必要考虑的重要因素之一是向后兼容性，即，即使在LTE-A系统中，LTE UE也必须很好地操作，这必须由系统支持。从RS传输的角度，在LTE中定义的CRS在全频带中每一子帧发送的时频域中，必须另外定义用于最多八个发送天线端口的RS。在LTE-A系统中，如果在全频带中使用与现有LTE的CRS相同的方法每一子帧增加用于最多八个发送天线的RS图案，则RS开销过度增加。
因此，在LTE-A系统中新设计的RS基本上分为两种类型，包括具有信道测量目的以用于选择MCS或PMI的RS(信道状态信息-RS或信道状态指示-RS(CSI-RS))以及用于通过八个发送天线发送的数据的解调的RS(数据解调-RS(DM-RS))。
用于信道测量目的的CSI-RS的特征在于，与用于测量目的(例如，信道测量和切换)以及用于数据解调的现有CRS不同，其针对聚焦于信道测量的目的而设计。另外，CSI-RS也可用于诸如切换的测量目的。与CRS不同，CSI-RS不需要每一子帧发送，因为它是为了获得关于信道状态的信息的目的而发送的。为了减少CSI-RS的开销，在时间轴上间歇地发送CSI-RS。
对于数据解调，DM-RS被专门发送给在对应时频域中调度的UE。即，用于特定UE的DM-RS仅在对应UE被调度的区域中(即，在接收数据的时频域中)发送。
在LTE-A系统中，在eNB的下行链路中支持最多八个发送天线。在LTE-A系统中，如果在全频带中使用与现有LTE中的CRS相同的方法每一子帧发送用于最多八个发送天线的RS，则RS开销过度增加。因此，在LTE-A系统中，RS被分离为用于CSI测量目的以用于选择MCS或PMI的CSI-RS和用于数据解调的DM-RS，并且因此，增加了两种RS。CSI-RS也可用于诸如RRM测量的目的，但是已被设计为主要用于获取CSI的目的。CSI-RS不需要每一子帧发送，因为其不用于数据解调。因此，为了减少CSI-RS的开销，在时间轴上间歇地发送CSI-RS。即，CSI-RS具有与一个子帧的整数倍对应的周期，并且可周期性地发送或按照特定传输模式发送。在这种情况下，发送CSI-RS的周期或模式可由eNB设定。
对于数据解调，DM-RS被专门发送给在对应时频域中调度的UE。即，用于特定UE的DM-RS仅在针对对应UE执行调度的区域中(即，仅在接收数据的时频域中)发送。
为了测量CSI-RS，UE必须知道关于该UE所属的小区的各个CSI-RS天线端口的CSI-RS的传输子帧索引、传输子帧内的CSI-RS资源元素(RE)时间-频率位置和CSI-RS序列的信息。
在LTE-A系统中，eNB必须针对最多八个天线端口中的每一个发送CSI-RS。用于不同天线端口的CSI-RS传输的资源必须是正交的。当一个eNB针对不同的天线端口发送CSI-RS时，其可通过将用于各个天线端口的CSI-RS映射到不同的RE来根据FDM/TDM方案正交地分配资源。另选地，用于不同天线端口的CSI-RS可根据将CSI-RS映射到彼此正交的码的CDM方案来发送。
当eNB通知属于eNB的UE关于CSI-RS的信息时，首先，eNB必须将关于各个天线端口的CSI-RS被映射至的时间-频率的信息通知给UE。具体地，该信息包括发送CSI-RS的子帧数量或发送CSI-RS的周期、发送CSI-RS的子帧偏移、发送特定天线的CSI-RS RE的OFDM符号数量、频率间距以及RE在频率轴上的偏移或移位值。
通过一个、两个、四个或八个天线端口来发送CSI-RS。在这种情况下使用的天线端口分别为p＝15、p＝15、16、p＝15、...、18、以及p＝15、...、22。可仅针对子载波间隔Δf＝15kHz定义CSI-RS。
在配置用于CSI-RS传输的子帧中，如式12中一样，CSI-RS序列被映射到各个天线端口p上用作参考符号的复值调制符号a_k,l^(p)。
[式12]
l"＝0,1
在式12中，(k’,l’)(其中，k’是资源块内的子载波索引，l’指示时隙内的OFDM符号索引)和n_s的条件根据诸如表3或表4的CSI-RS配置来确定。
表3示出在正常CP下从CSI-RS配置的(k’,l’)的映射。
[表3]
表4示出在扩展CP下从CSI-RS配置的(k’,l’)的映射。
[表4]
参照表3和表4，在CSI-RS的传输中，为了减少包括异构网络(HetNet)环境的多小区环境中的小区间干扰(ICI)，定义了最多32个不同的配置(在正常CP的情况下)或最多28个不同的配置(在扩展CP的情况下)。
CSI-RS配置根据小区内的天线端口的数量和CP而不同，并且邻近小区可具有最大不同的配置。另外，CSI-RS配置可根据帧结构被分成应用于FDD帧和TDD帧二者的情况和仅应用于TDD帧的情况。
(k’,l’)和n_s根据基于表3和表4的CSI-RS配置来确定，并且用于CSI-RS传输的时间-频率资源根据各个CSI-RS天线端口来确定。
图8是示出在可应用本发明的无线通信系统中参考信号被映射至的资源的图。
图8(a)示出可用于通过一个或两个CSI-RS天线端口的CSI-RS传输的二十种类型的CSI-RS配置，图8(b)示出可用于四个CSI-RS天线端口的十种类型的CSI-RS配置，图8(c)示出可用于八个CSI-RS天线端口的五种类型的CSI-RS配置。
如上所述，发送CSI-RS的无线电资源(即，RE对)根据各个CSI-RS配置来确定。
如果一个或两个天线端口被配置用于针对特定小区的CSI-RS传输，则在图8(a)所示的二十种类型的CSI-RS配置中所配置的CSI-RS配置上的无线电资源上发送CSI-RS。
同样，当四个天线端口被配置用于针对特定小区的CSI-RS传输时，在图8(b)所示的十种类型的CSI-RS配置中所配置的CSI-RS配置上的无线电资源上发送CSI-RS。另外，当八个天线端口被配置用于针对特定小区的CSI-RS传输时，在图8(c)所示的五种类型的CSI-RS配置中所配置的CSI-RS配置上的无线电资源上发送CSI-RS。
用于各个天线端口的CSI-RS针对每两个天线端口(即，{15,16}、{17,18}、{19,20}和{21,22})在相同无线电资源上经受CDM并被发送。例如，在天线端口15和16的情况下，用于各个天线端口15和16的CSI-RS复符号是相同的，但是乘以不同类型的正交码(例如，沃尔什码)并被映射到相同的无线电资源。用于天线端口15的CSI-RS的复符号乘以[1,1]，用于天线端口16的CSI-RS的复符号乘以[1-1]并被映射到相同的无线电资源。天线端口{17,18}、{19,20}和{21,22}也是如此。
UE可通过与所发送的符号所乘的码相乘来检测用于特定天线端口的CSI-RS。即，所发送的符号与所乘的码[1 1]相乘以便检测用于天线端口15的CSI-RS，并且所发送的符号与所乘的码[1-1]相乘以便检测用于天线端口16的CSI-RS。
参照图8(a)至图8(c)，在相同的CSI-RS配置索引的情况下，根据具有较大数量的天线端口的CSI-RS配置的无线电资源包括具有较少数量的CSI-RS天线端口的无线电资源。例如，在CSI-RS配置0的情况下，用于八个天线端口的无线电资源包括用于四个天线端口的无线电资源和用于一个或两个天线端口的无线电资源。
在一个小区中可使用多个CSI-RS配置。0或一个CSI-RS配置可用于非零功率(NZP)CSI-RS，并且0或多个CSI-RS配置可用于零功率(ZP)CSI-RS。
对于作为由高层配置的16比特位图的零功率(ZP)CSI-RS('ZeroPowerCSI-RS)中被设定为1的各个比特，UE在与表3和表4的四个CSI-RS列对应的RE(除了RE与假设由高层配置的NZP CSI-RS的RE交叠的情况之外)中假设零传输功率。最高有效位(MSB)对应于最低CSI-RS配置索引，并且位图中的下一比特依次对应于下一CSI-RS配置索引。
仅在满足表3和表4中的(n_s mod 2)的条件的下行链路时隙以及满足CSI-RS子帧配置的子帧中发送CSI-RS。
在帧结构类型2(TDD)的情况下，在特殊子帧、同步信号(SS)、与PBCH或SystemInformationBlockType1(SIB1)消息传输冲突的子帧、或者被配置为寻呼消息传输的子帧中不发送CSI-RS。
另外，发送用于属于天线端口集合S(S＝{15}、S＝{15,16}、S＝{17,18}、S＝{19,20}或S＝{21,22})的任何天线端口的CSI-RS的RE不用于PDSCH的传输或另一天线端口的CSI-RS传输。
用于CSI-RS传输的时间-频率资源无法用于数据传输。因此，随着CSI-RS开销增加，数据吞吐量减小。考虑到这一点，CSI-RS没有被配置为每一子帧发送，而是被配置为在与多个子帧对应的各个传输周期中发送。在这种情况下，与每一子帧发送CSI-RS的情况相比，CSI-RS传输开销可显著减少。
表5中示出用于CSI-RS传输的子帧周期(以下称为“CSI传输周期”)T_CSI-RS和子帧偏移Δ_CSI-RS。
表5示出CSI-RS子帧配置。
[表5]
参照表5，根据CSI-RS子帧配置I_CSI-RS确定CSI-RS传输周期T_CSI-RS和子帧偏移Δ_CSI-RS。
表5的CSI-RS子帧配置可被配置为上述“SubframeConfig”字段和“zeroTxPowerSubframeConfig”字段之一。CSI-RS子帧配置可相对于NZP CSI-RS和ZP CSI-RS单独地配置。
包括CSI-RS的子帧满足式13。
[式13]
在式13中，T_CSI-RS意指CSI-RS传输周期，Δ_CSI-RS意指子帧偏移值，n_f意指系统帧号，并且n_s意指时隙号。
在针对服务小区配置了传输模式9的UE的情况下，可为UE配置一个CSI-RS资源配置。在针对服务小区配置了传输模式10的UE的情况下，可为UE配置一个或更多个CSI-RS资源配置。
在当前LTE标准中，CSI-RS配置包括天线端口号(antennaPortsCount)、子帧配置(subframeConfig)以及资源配置(resourceConfig)。因此，CSI-RS配置提供有多少天线端口发送CSI-RS的通知，提供将发送CSI-RS的子帧的周期和偏移的通知，并且提供在对应子帧中的哪个RE位置(即，频率和OFDM符号索引)发送CSI-RS的通知。
具体地，通过高层信令来配置用于各个CSI-RS(资源)配置的以下参数。
-如果配置了传输模式10，则CSI-RS资源配置标识符
-CSI-RS端口号(antennaPortsCount)：指示用于CSI-RS传输的天线端口的数量的参数(例如，一个CSI-RS端口、两个CSI-RS端口、四个CSI-RS端口或八个CSI-RS端口)
-CSI-RS配置(resourceConfig)(参照表3和表4)：关于CSI-RS分配资源位置的参数
-CSI-RS子帧配置(subframeConfig，即I_CSI-RS)(参照表5)：关于将发送CSI-RS的子帧的周期和/或偏移的参数
-如果配置了传输模式9，则用于CSI反馈的传输功率P_C：关于用于反馈的参考PDSCH传输功率的UE的假设，当UE推导CSI反馈并按照1-dB步长在[-8,15]dB范围内取值时，P_C被假设为每PDSCH RE和CSI-RS EPRE的每资源元素能量比(EPRE)。
-如果配置了传输模式10，则针对各个CSI进程的CSI反馈的传输功率P_C。如果由高层相对于CSI进程配置CSI子帧集合C_CSI,0和C_CSI,1，则为CSI进程中的各个CSI子帧集合配置P_C。
-伪随机序列生成器参数n_ID
-如果配置了传输模式10，则高层参数“qcl-CRS-Info-r11”，包括用于准定位(QCL)类型B UE假设的QCL加扰标识符(qcl-ScramblingIdentity-r11)、CRS端口计数(crs-PortsCount-r11)和MBSFN子帧配置列表(mbsfn-SubframeConfigList-r11)参数。
当UE所推导的CSI反馈值具有在[-8,15]dB范围内的值时，P_C被假设为PDSCHEPRE与CSI-RS EPRE之比。在这种情况下，PDSCH EPRE对应于PDSCHEPRE与CRS EPRE之比为ρ_A的符号。
CSI-RS和PMCH不同时配置在服务小区的相同子帧中。
在帧结构类型2中，如果配置了四个CRS天线端口，则在UE中没有配置在正常CP的情况下属于[20-31]集合(参照表3)的CSI-RS配置索引或者在扩展CP的情况下属于[16-27]集合(参照表4)的CSI-RS配置索引。
UE可假设CSI-RS资源配置的CSI-RS天线端口与延迟扩展、多普勒扩展、多普勒频移、平均增益和平均延迟具有QCL关系。
配置了传输模式10和QCL类型B的UE可假设与CSI-RS资源配置对应的天线端口0-3和与CSI-RS资源配置对应的天线端口15-22与多普勒扩展和多普勒频移具有QCL关系。
在配置了传输模式1-9的UE的情况下，可在UE中针对服务小区配置一个ZPCSI-RS资源配置。在配置了传输模式10的UE的情况下，可在UE中针对服务小区配置一个或更多个ZP CSI-RS资源配置。
可通过高层信令来配置用于ZP CSI-RS资源配置的以下参数。
-ZP CSI-RS配置列表(zeroTxPowerResourceConfigList)(参照表3和表4)：关于零功率CSI-RS配置的参数
-ZP CSI-RS子帧配置(eroTxPowerSubframeConfig，即，I_CSI-RS)(参照表5)：关于发送零功率CSI-RS的子帧的周期和/或偏移的参数
ZP CSI-RS和PMCH不同时配置在服务小区的相同子帧中。
在配置了传输模式10的UE的情况下，可在UE中针对服务小区配置一个或更多个信道状态信息-干扰测量(CSI-IM)资源配置
可通过高层信令来配置用于各个CSI-IM资源配置的以下参数。
-ZP CSI-RS配置(参照表3和表4)
-ZP CSI RS子帧配置I_CSI-RS(参照表5)
CSI-IM资源配置与所配置的ZP CSI-RS资源配置中的任一个相同。
CSI-IM资源和PMCH不同时配置在服务小区的相同子帧内。
大规模MIMO
具有多个天线的MIMO系统可被称为大规模MIMO系统，并且作为用于改进频谱效率、能量效率和处理复杂度的手段受到关注。
在近来的3GPP中，为了满足未来移动通信系统的频谱效率的要求，已开始关于大规模MIMO系统的讨论。大规模MIMO也被称为全维MIMO(FD-MIMO)。
在LTE版本(Rel)-12之后的无线通信系统中，考虑引入有源天线系统(AAS)。
与能够调节信号的相位和大小的放大器和天线已被分离的现有无源天线系统不同，AAS意指各个天线被配置为包括诸如放大器的有源元件的系统。
由于使用了有源天线，所以AAS不需要用于连接放大器和天线的单独的线缆、连接器和其它硬件，并且因此，在能量和运营成本方面具有高效率特性。具体地，由于AAS支持各个电子束控制方法，所以AAS允许高级MIMO技术，例如形成精确波束图案或者考虑波束方向和波束宽度的3D波束图案。
由于引入了诸如AAS的高级天线系统，也考虑了具有多个输入/输出天线和多维天线结构的大规模MIMO结构。例如，与现有直型天线阵列不同，如果形成二维(2D)天线阵列，则可通过AAS的有源天线形成3D波束图案。
图9示出可应用本发明的无线通信系统中具有64个天线元件的2D-AAS。
图9示出了常见的2D天线阵列。可考虑如图9中一样N_t＝N_v·N_h个天线为正方形形式的情况。在这种情况下，N_h指示水平方向上的天线列数，并且N_v指示垂直方向上的天线行数。
如果使用这种2D结构的天线阵列，则可在垂直方向(仰角)和水平方向(方位角)二者上控制无线电波，以使得可在3D空间中控制传输波束。这种类型的波长控制机制可被称为3D波束形成。
图10示出在可应用本发明的无线通信系统中eNB或UE具有能够基于AAS形成3D波束的多个发送/接收天线的系统。
图10是上述示例的图，并示出了使用2D天线阵列(即，2D-AAS)的3D MIMO系统。
从发送天线的角度，如果使用3D波束图案，则除了水平方向之外，还可在波束的垂直方向上形成半静态或动态波束。例如，可考虑诸如在垂直方向上形成扇区的应用。
另外，从接收天线的角度，当使用大规模接收天线形成接收波束时，可预期根据天线阵列增益的信号功率上升效果。因此，在上行链路的情况下，eNB可通过多个天线从UE接收信号。在这种情况下，有这样的优点：通过考虑大规模接收天线的增益，UE可将其传输功率设定得非常低以便降低干扰影响。
图11示出在可应用本发明的无线通信系统中具有交叉极化的2D天线系统。
可如图11所示图示考虑极化的2D平面天线阵列模型。
与根据无源天线的现有MIMO系统不同，基于有源天线的系统可通过向附接有(或包括)各个天线元件的有源元件(例如，放大器)应用权重来动态地控制天线元件的增益。由于辐射模式取决于天线元件的数量和天线布置方式(例如，天线间距)，所以可在天线元件级别对天线系统进行建模。
天线阵列模型(例如，图11的示例)可由(M,N,P)表示。这对应于表征天线阵列结构的参数。
M指示各列(即，垂直方向)中具有相同极化的天线元件的数量(即，各列中具有+45°倾斜的天线元件的数量或者各列中具有-45°倾斜的天线元件的数量)。
N指示水平方向上的列数(即，水平方向上的天线元件的数量)。
P指示极化的维数。在交叉极化的情况下(如图11的情况中一样)，P＝2，或者在共极化的情况下，P＝1。
天线端口可被映射到物理天线元件。天线端口可由与对应天线端口有关的参考信号限定。例如，在LTE系统中，天线端口0可与小区特定参考信号(CRS)有关，并且天线端口6可与定位参考信号(PRS)有关。
例如，天线端口和物理天线元件可按照一对一方式映射。这可对应于单个交叉极化天线元件用于下行链路MIMO或下行链路发送分集的情况。例如，天线端口0被映射到一个物理天线元件，而天线端口1可被映射到另一物理天线元件。在这种情况下，从UE的角度，存在两种类型的下行链路传输。一个与用于天线端口0的参考信号有关，而另一个与用于天线端口1的参考信号有关。
又如，单个天线端口可被映射到多个物理天线元件。这可对应于单个天线端口用于波束成形的情况。在波束成形中，使用多个物理天线元件，因此下行链路传输可指向特定UE。通常，这可使用利用多个交叉极化天线元件的多列配置的天线阵列来实现。在这种情况下，从UE的角度，存在从单个天线端口生成的一种类型的下行链路传输。一个与用于天线端口0的CRS有关，另一个与用于天线端口1的CRS有关。
即，从UE的角度，天线端口指示下行链路传输，而不是由eNB从物理天线元件的实际下行链路传输。
又如，多个天线端口用于下行链路传输，但是各个天线端口可被映射到多个物理天线元件。这可对应于天线阵列用于下行链路MIMO或下行链路分集的情况。例如，天线端口0和1中的每一个可被映射到多个物理天线元件。在这种情况下，从UE的角度，两种类型的下行链路传输。一个与用于天线端口0的参考信号有关，而另一个与用于天线端口1的参考信号有关。
在FD-MIMO中，数据流的MIMO预编码可经历天线端口虚拟化、收发器单元(或发送和接收单元)(TXRU)虚拟化和天线元件图案。
在天线端口虚拟化中，天线端口上的流在TXRU上被预编码。在TXRU虚拟化中，TXRU信号在天线元件上被预编码。在天线元件图案中，由天线元件辐射的信号可具有定向增益图案。
在现有收发器建模中，假设天线端口与TXRU之间的静态一对一映射，并且TXRU虚拟化效果被加入到包括TXRU虚拟化和天线元件图案的效果的静态(TXRU)天线图案中。
天线端口虚拟化可通过频率选择性方法来执行。在LTE中，定义了天线端口以及参考信号(或导频)。例如，为了对天线端口上的数据传输进行预编码，DMRS在与数据信号相同的带宽中发送，并且DMRS和数据二者由相同的预编码器(或相同的TXRU虚拟化预编码)来预编码。对于CSI测量，通过多个天线端口来发送CSI-RS。在CSI-RS传输中，表征CSI-RS端口与TXRU之间的映射的预编码器可在独特矩阵中设计，以使得UE可估计用于数据预编码向量的TXRU虚拟化预编码矩阵。
在1D TXRU虚拟化和2D TXRU虚拟化中讨论TXRU虚拟化方法，其在下面参照附图来描述。
图12示出可应用本发明的无线通信系统中的收发器单元模型。
在1D TXRU虚拟化中，M_TXRU TXRU与在具有相同极化的单列天线阵列中配置的M个天线元件有关。
在2D TXRU虚拟化中，与图11的天线阵列模型配置(M,N,P)对应的TXRU模型配置可由(M_TXRU,N,P)表示。在这种情况下，M_TXRU意指存在于2D相同列和相同极化的TXRU的数量，并且总是满足M_TXRU≤M。即，TXRU的总数与M_TXRU×N×P相同。
TXRU虚拟化模型可根据天线元件与TXRU之间的相关性被分成TXRU虚拟化模型选项-1(如图12(a)中的子阵列分区模型)和TXRU虚拟化模型选项-2(如图12(b)中的全连接模型)。
参照图12(a)，在子阵列分区模型的情况下，天线元件被分割为多个天线元件组，并且各个TXRU连接到一个组。
参照图12(b)，在全连接模型的情况下，多个TXRU的信号被组合并传送到单个天线元件(或者天线元件的布置)。
在图12中，q是一列内具有M个共极化的天线元件的传输信号向量。W是宽带TXRU虚拟化向量，W是宽带TXRU虚拟化矩阵。X是M_TXRU TXRU的信号矢量。
在这种情况下，天线端口与TXRU之间的映射可为一对一或一对多。
在图12中，TXRU与天线元件之间的映射(TXRU到元件映射)示出一个示例，但是本发明不限于此。从硬件的角度，本发明可相同地应用于可按照各种形式实现的TXRU与天线元件之间的映射。
用于2D-AAS的CSI-RS天线端口映射方法
本发明提出了一种当发送端(例如，eNB)发送CSI-RS时使用天线端口的方法(或者这可对应于根据特定天线端口与特定天线元件之间的虚拟化(端口至元件)的天线元件或者如果应用天线端口与TXRU之间的一对一映射，天线端口可对应于TXRU，以下为了描述方便统称为“天线端口”或“端口”)作为基于提出(使用)了二维(2D)有源天线系统(AAS)的3DMIMO系统的技术。
如果引入2D-AAS(例如，图9的示例)，则为了向接收端通知从发送端(例如，eNB)到接收端(例如，UE)的信道(或者为了从接收端获得信道状态信息)，发送端可向接收端发送CSI-RS。
以下，为了描述方便，基本上描述了CSI-RS，但是本发明不限于此。即，以下所描述的本发明可相同地应用于不同于CSI-RS的另一参考信号。
在LTE/LTE-A版本(Rel)-12系统中，针对这种CSI-RS设计了1端口、2端口、4端口或8端口CSI-RS资源。各个n端口CSI-RS资源使用非零(NZP)-CSI-RS资源来发送(参照图8)。
在基于3D MIMO的系统中，CSI-RS(总)天线端口数(每CSI进程)必须能够支持不支持Rel-12的情况。即，对于CSI-RS传输，优选的是不仅支持Rel-12中支持的天线端口的数量，而且还支持Rel-12中不支持的天线端口的数量，以使得可使用它们。在这种情况下，用于CSI-RS传输的天线端口的数量可对应于定义CSI-RS的天线端口的所有数量，或者可对应于一些天线端口的数量。
例如，Rel-12中不支持的每CSI进程或每CSI-RS资源的天线端口的数量可包括例如6、10、12、32、64等。
本发明提出了全端口映射方法和部分端口映射方法，即，将CSI-RS端口映射到资源元素(RE)和/或TXRU的方法。
1)全端口映射：接收端可使用全端口映射方法来测量所有MIMO信道。
例如，天线端口与TXRU(端口到TXRU)之间的一对一映射可被应用于全端口映射方法。即，来自所有TXRU的所有MIMO信道可由接收端测量。
2)部分端口映射：这意指仅使用一些CSI-RS端口来测量信道以便减少全端口映射方法的CSI-RS开销的方法。为了重构(或测量)所有MIMO信道，接收端可能需要附加CSI计算(例如，信道内插和/或外插和/或相关的附加CSI计算过程)。
首先，下面描述全端口映射方法。
全端口映射方法需要新的CSI-RS图案设计，以便将Rel-12不支持的CSI-RS端口映射到RE。在这种情况下，CSI-RS图案可意指用于CSI-RS传输(或者用于CSI-RS端口)的CSI-RS资源，或者可意指可用于CSI-RS传输(或者用于CSI-RS端口)的CSI-RS资源配置。例如，可定义用于所示的6、10、12、32和64个天线端口的新CSI-RS图案设计。
另选地，可重用当前Rel-12所支持的CSI-RS图案(即，图8所示)。
-在这种情况下，可使用将在时间轴上邻近的资源块(RB)(或子帧)聚合并将CSI-RS映射到RE的时分复用(TDM)方案。例如，如果在六个天线端口中发送CSI-RS并且使用TDM方案，则六个CSI-RS端口中的两个CSI-RS端口上的CSI-RS可被映射到n个子帧中的RE，并且六个CSI-RS端口中的四个CSI-RS端口上的CSI-RS可被映射到n+1子帧中的RE，反之亦然。在这种情况下，可在n子帧中配置用于两个CSI-RS端口的预定义的特定CSI-RS配置，并且可在n+1子帧中配置用于四个CSI-RS端口的预定义的特定CSI-RS配置，反之亦然。另外，n子帧和n+1子帧可以是邻接的子帧，或者可以是非邻接的子帧。
另选地，在相同子帧内的两个CSI-RS端口上的CSI-RS和四个CSI-RS端口上的CSI-RS可经受TDM。例如，参照图8，两个CSI-RS端口上的CSI-RS的配置可被设定为0、5、10和11中的一个，并且四个CSI-RS端口上的CSI-RS的配置可被设定为1、2、3、4、6、7、8和9中的一个。
在这种情况下，用于两个CSI-RS端口和四个CSI-RS端口中的每一个的CSI-RS配置可与图8的示例中相同地定义。
eNB可通过高层信令(例如，RRC消息)将两个CSI-RS端口和四个CSI-RS端口中的每一个的CSI-RS配置发送到接收端。接收端可基于在n子帧和n+1子帧中发送的CSI-RS来测量信道，并且可向eNB发送信道状态信息。
另选地，可使用将在频率轴上邻近的RB聚合并将CSI-RS映射到RE的频分复用(FDM)方案。例如，如果在六个天线端口上发送CSI-RS并且使用FDM方案，则六个CSI-RS端口中的两个CSI-RS端口上的CSI-RS可被映射到n子帧内的2m RB中的RE，并且六个CSI-RS端口中的四个CSI-RS端口上的CSI-RS可被映射到n子帧内的2m+1RB中的RE，反之亦然。
另选地，两个CSI-RS端口上的CSI-RS和四个CSI-RS端口上的CSI-RS可在同一子帧内经受FDM。例如，参照图8，用于两个CSI-RS端口上的CSI-RS的配置可被设定为0，并且用于四个CSI-RS端口上的CSI-RS的配置可被设定为5。
在这种情况下，用于两个CSI-RS端口和四个CSI-RS端口中的每一个的CSI-RS配置可与图8的示例中相同地定义。在这种情况下，m RB和m+1RB可以是邻接的RB，或者可以是不邻接的RB。eNB可通过高层信令(例如，RRC消息)将两个CSI-RS端口和四个CSI-RS端口中的每一个的CSI-RS配置发送到接收端。接收端可基于mRB和m+1RB中发送的CSI-RS来测量信道，并且可向eNB发送信道状态信息。
-另选地，可使用诸如码分复用(CDM)的方案。例如，如果在六个天线端口上发送CSI-RS并且使用CDM方案，则CSI-RS端口上的CSI-RS可被映射到n子帧内的m RB中的相同的六个RE，并且与六个天线端口对应的各个CSI-RS可乘以长度为6的不同正交码(即，各行(列)正交的6×6正交码矩阵中的不同行(列))，并且可被映射到六个RE。另外，六个天线端口上的CSI-RS可使用两个4端口CSI-RS配置或一个8端口CSI-RS配置映射到相同的8个RE。在这种情况下，与六个天线端口对应的各个CSI-RS可乘以长度为8的不同正交码(即，各行(列)正交的8×8正交码矩阵中的不同行(列))，并且可被映射到8个RE。eNB可通过高层信令(例如，RRC消息)向接收端发送用于映射有6端口CSI-RS的六个RE(例如，包括映射有未交叠特定2端口CSI-RS的三个2RE，或者包括映射有一个未交叠特定2端口CSI-RS的2RE或映射有一个4端口CSI-RS的4RE)和/或八个RE(例如，映射有未交叠特定4端口CSI-RS的两个4RE或者映射有特定8端口CSI-RS的8RE)的CSI-RS配置。
接收端可基于六个天线端口中发送的CSI-RS来测量信道，并且可向eNB发送信道状态信息。
如上所述，可使用TDM、FDM和/或CDM方案来设计全端口映射。
图13是示出根据本发明的实施方式的全端口映射的图。
图13示出在(M_a,N_a,P)＝(4,4,2)的情况下全端口映射的示例。
如果使用这种全端口映射方法，则接收端可使用CSI-RS来测量32个天线端口与接收端天线之间的所有MIMO信道。
本发明中定义的M_a(0≤M_a≤M)指示2D-AAS中的同一列内具有相同极化的天线端口的数量，N_a(0≤N_a≤N)指示水平方向上(同一列内)的天线端口的数量(或者在交叉极化天线系统的情况下，+45°/-45°倾斜天线端口对的数量)。P指示极化的维数。
在这种情况下，根据特定端口到元件虚拟化，天线端口可对应于“天线元件”。
以下，为了本发明的描述方便，如图13所示，可通过在2D正交坐标系中增加极化部分来以(x,y,p)的形式指示各个天线端口的位置，x、y和p分别意指行索引、列索引和极化索引。
下面描述部分端口映射。
部分端口映射方法是利用使用一些CSI-RS端口测量的信道来计算CSI或估计所有MIMO信道的方法。
部分端口映射方法的一个示例是使用克罗内克积(Kronecker product)的方法。在此方法中，假设从2D-AAS到接收端的信道如式14中表示。
[式14]
在式14中，H意指从发送端到接收端的所有信道，意指发送端与第j接收天线之间的信道。和分别意指在垂直方向和水平方向上从天线端口向接收端的第j天线发送的各个信道。
图14是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图14示出在(M_a,N_a,P)＝(8,4,2)的情况下基于克罗内克积的部分端口映射。
参照图14，假设仅存在V块的天线端口，意指从V块天线端口的接收端的第j天线的信道。另外，假设仅存在H块的天线端口，意指从H块的天线的接收端的第j天线的信道。
在图14中，-45°倾斜天线端口“\”和+45°倾斜天线端口“/”指示不同的天线端口。在这种情况下，在H块中配置了四个“\”和“/”天线端口，在V块中配置了八个“/”天线端口。
即，eNB可通过包括在V块的天线端口和H块的天线端口中的各个天线端口向接收端发送CSI-RS。
接收端使用通过各个天线端口发送的CSI-RS来测量从发送端到接收端的信道(例如，计算QCI)。即，接收端使用通过V块天线端口发送的CSI-RS来测量从V块天线端口到接收端第j天线的信道(即，推导)，并且使用通过H块天线端口发送的CSI-RS来测量从H块天线端口到接收端第j天线的信道(即，推导)。另外，接收端可测量从所有发送端天线端口到接收端第j天线的信道，尽管通过对和执行克罗内克积仅使用通过V块天线端口和H块天线端口发送的CSI-RS。另外，接收端向eNB发送信道状态信息(CSI)。如其它天线中一样，接收端可测量从所有发送端天线端口到接收端的所有天线的信道。
以下，为了本发明的描述方便，从一个特定接收天线的角度给出描述，并且所有处理可相同地应用于其它接收天线。即，在以下描述中，如式15中一样，仅描述从发送端到去除了(j)的一个特定接收天线的信道。
[式15]
式15是适合于信道仅由一条路径而非多径形成的情况的式。如果形成多径，则可更好地满足克罗内克积性质，因为与其它路径相比，优势路径具有高功率。然而，在形成多个路径的实际信道环境中，可能不满足克罗内克积性质。例如，克罗内克积性质在视线(LOS)环境中可很好地操作，但在其它情况下可能无法很好地操作。
因此，本发明提出了一种使用一些天线端口的信道来有效地重构所有MIMO信道的方法。
更具体地，从使用一些天线端口的信道来重构所有信道的角度，如图14的示例中一样，与使用考虑根据克罗内克积计算的信道重构的“分离的CSI-RS资源集合”相比，可能更有效的是在空间域中将要用于RS的天线端口设置在所有天线端口的边界(或边缘)中。这在下面参照附图进行描述。
以下，在本发明的描述中，2D天线端口阵列中位于边界(或边缘)中的行/列意指2D天线端口阵列中位于顶部或底部的行/位于最右侧或最左侧的列。另外，2D天线端口阵列中位于顶点处的天线端口意指2D天线端口阵列中位于左上角/左下角/右上角/右下角的天线端口。
图15是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图15示出在(M_a,N_a,P)＝(4,4,2)的情况下的部分端口映射。
在图15中，与图14相比，具有要重构(或者内插或外插)的信道的天线端口(即，未映射RS的天线端口，即，不用于RS传输的天线端口)集中在发送RS的天线端口内。如果使用适当的内插算法，则接收端重构所有信道的能力可比图14的方法更好。
在图15中，由四边形指示的天线端口指示在两个极化中未被映射到CSI-RS的天线端口(即，不用于RS传输的天线端口)。
以下，各个+45°/-45°倾斜天线端口如图13的示例中一样以(x,y,p)的形式指定并描述。
另外，在图15中，由“/”和“\”指示的天线端口指示映射有CSI-RS的天线端口(即，用于CSI-RS传输的天线端口)，并且意指在对应天线端口上从eNB向接收端发送CSI-RS。即，将CSI-RS映射到特定天线端口意指在对应天线端口上发送CSI-RS。
-选项1：CSI-RS可被映射到2D-AAS的整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的特定极化的天线端口(即，位于右/左边界列和上/下边界行中的天线端口)和位于任一个顶点中的另一极化的天线端口(即，位于左上角、右上角、左下角和右下角中的任一个中的天线端口)。在这种情况下，在共极化天线阵列的情况下，CSI-RS可仅被映射到2D-AAS的整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的天线端口。
图15(a)示出CSI-RS被映射到整个天线端口空间域的边界(或边缘)的+45°倾斜天线端口“/”和位于左下角顶点处的-45°倾斜天线端口“\”的情况。在图15(a)中，假设了交叉极化，但是如上所述，在共极化天线阵列的情况下-45°倾斜天线端口“\”可被省略。
首先，接收端可使用映射到位于2D-AAS的边界中的+45°倾斜天线端口“/”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,1)中的“\”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来重构位于由正方形指示的部分中的“/”天线端口(即，未映射CSI-RS的天线端口)与接收端之间的信道。
在这种情况下，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)来计算未映射CSI-RS的天线端口的信道(即，从未映射CRS-RS的天线端口到接收端的信道)。例如，接收端可通过对(2,0,0)天线端口的信道和(2,3,0)天线端口的信道进行内插来计算(2,1,0)天线端口的信道。
另选地，接收端可通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)来计算未映射CSI-RS的天线端口的信道。例如，接收端可通过对(3,1,0)天线端口的信道和(0,1,0)天线端口的信道进行内插来计算(2,1,0)天线端口的信道。
另选地，接收端可利用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或加权平均值)或中值来计算未映射CSI-RS的天线端口的信道。例如，接收端可利用通过对(2,0,0)天线端口的信道和(2,3,0)天线端口的信道进行内插而获得的值与通过对(3,1,0)天线端口的信道和(0,1,0)天线端口的信道进行内插而获得的值的平均值(或加权平均值)或中值来计算(2,1,0)天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可利用重构的“/”天线端口与接收端之间的所有信道以及所测量的位于(0,0,1)中的天线端口与接收端之间的信道来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。
例如，接收端可利用诸如所测量的位于(0,0,1)中的天线端口与接收端之间的信道与使用上述内插方法(或外插方法)重构的所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道矩阵之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道和“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
-选项2：CSI-RS可被映射到整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的特定极化的天线端口(即，位于右/左边界列和上/下边界行中的天线端口)和位于各个顶点处的另一极化的天线端口(即，位于左上角、右上角、左下角和右下角的天线端口)。在这种情况下，在共极化天线阵列的情况下，CSI-RS可仅被映射到2D-AAS的整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的天线端口。
图15(b)示出在图15(a)的示例中CSI-RS被另外映射到整个天线端口空间域中位于各个顶点处的“\”天线端口(即，与(3,0,1)、(3,3,1)和(0,3,1)对应的天线端口)的情况。在图15(b)中，假设交叉极化，但是如上所述，在共极化天线阵列的情况下-45°倾斜天线端口“\”可被省略。
首先，接收端可使用映射到位于整个天线端口空间域的边界(或边缘)处的+45°倾斜天线端口“/”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,1)、(3,0,1)、(3,3,1)和(0,3,1)中的“\”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来计算位于由正方形指示的部分中的“/”天线端口(即，未映射CSI-RS的天线端口)与接收端之间的信道。
在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)，来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可基于针对“\”天线端口测量的信道使用内插方法(或外插方法)来重构所有“\”天线端口与接收端之间的信道。如重构“/”天线端口的信道的方法中一样，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)或者通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。在这种情况下，接收端可首先重构位于边界(或边缘)中的“\”天线端口的信道，然后重构位于内侧的“\”天线端口的信道。
另选地，接收端可利用针对“\”天线端口测量的信道以及“/”天线端口与接收端之间的信道特性来重构“\”天线端口的所有信道。因此，具有与“/”天线端口不同的极化的“\”天线端口的信道矩阵重构性能可改进。
例如，接收端可使用诸如位于(0,0,1)、(3,0,1)、(3,3,1)和(0,3,1)中的天线端口的信道的平均值(或中值)与重构的“/”天线端口与接收端之间的信道矩阵的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。又如，接收端可将所有天线端口分割成四个天线子排列(例如，{(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}、{(0,2),(0,3),(1,2),(1,3)}、{(2,0),(2,1),(3,0),(3,1)}和{(2,2),(2,3),(3,2),(3,3)})，并且可使用诸如位于各个分割的子排列中的“/”天线端口与接收端之间的信道矩阵与针对位于各个子排列中的“\”天线端口测量的信道之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。即，参与各个子排列中的克罗内克积的“\”天线端口位于对应子排列中，并且可包括子排列中的一个或多个“\”天线端口。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道以及“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
-选项3：CSI-RS可被映射到位于2D-AAS的整个天线端口空间域的边界(或边缘)中的特定极化的天线端口(即，位于右/左边界列和上/下边界行中的天线端口)以及位于2D-AAS的任一列或行中的另一极化的天线端口(即，位于右边界列、左边界列、上边界列和下边界列中的任一个中的天线端口)。在这种情况下，在共极化天线阵列的情况下，CSI-RS可仅被映射到2D-AAS的整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的天线端口。
图15(c)示出在图15(a)的示例中CSI-RS被另外映射到位于整个天线端口空间域的一行中的“\”天线端口(即，与(0,1,1)、(0,2,1)和(0,3,1)对应的天线端口)的情况。在图15(a)中，假设了交叉极化，但是如上所述，在共极化天线阵列的情况下-45°倾斜天线端口“\”可被省略。
首先，接收端可使用映射到整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的+45°倾斜天线端口“/”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,1)、(0,1,1)、(0,2,1)和(0,3,1)中的“\”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来计算位于由正方形指示的部分中的“/”天线端口(即，未映射CSI-RS的天线端口)与接收端之间的信道。在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)，来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可利用针对“\”天线端口测量的信道以及“/”天线端口与接收端之间的信道特性来重构“\”天线端口的所有信道。因此，具有不同于“/”天线端口的极化的“\”天线端口的信道矩阵重构性能可改进。
例如，接收端可使用诸如位于(0,0,1)、(0,1,1)、(0,2,1)和(0,3,1)中的天线端口的信道的平均值(或中值)与重构的“/”天线端口与接收端之间的信道矩阵之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。又如，接收端可将所有天线端口分割成四个天线子排列(例如，{(0,0),(1,0),(2,0),(3,0)}、{(0,1),(1,1),(2,1),(3,1)}、{(0,2),(1,2),(2,2),(3,2)}和{(0,3),(1,3),(2,3),(3,3)})，并且可使用诸如位于各个分割的子排列中的“/”天线端口与接收端之间的信道矩阵与针对位于各个子排列中的“\”天线端口测量的信道之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。即，参与各个子排列中的克罗内克积的“\”天线端口位于对应子排列中，并且可包括子排列中的一个或多个“\”天线端口。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道以及“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
-选项4：如果CSI-RS被映射到位于2D-AAS的整个天线端口空间域的边界(或边缘)中的特定极化的天线端口(即，位于右/左边界列和上/下边界行中的天线端口)，则CSI-RS可仅被映射到属于天线端口并位于特定行(例如，第(N_a)行)和特定列(例如，第(M_a)列)中的一些天线端口。在这种情况下，发送位于特定行和特定列中的CSI-RS的天线端口的列间隔和行间隔可均匀或者可不同。
另外，CSI-RS可被映射到位于整个天线端口空间域的任一列或行中的另一极化的天线端口(即，位于右边界列、左边界列、上边界列和下边界列中的任一个中的天线端口)。这对应于在选项3的上述方法中减少CSI-RS的开销的方法。
在这种情况下，在共极化天线阵列的情况下，CSI-RS仅被映射到2D-AAS的整个天线端口空间域中位于边界(或边缘)中的天线端口，但是CSI-RS可被映射到属于天线端口并位于特定行和特定列中的一些天线端口。
图15(d)示出在图15(c)的示例中CSI-RS仅被映射到位于第三列和第三行中的一些“/”天线端口并且第三列和第三行中映射有CSI-RS的天线端口的间隔相同为2的情况。即，图15(d)示出在第三列中CSI-RS仅被映射到位于(0,3,0)和(2,3,0)中的天线端口并且在第三行中CSI-RS仅被映射到位于(3,0,0)和(3,2,0)中的天线端口的情况。
在图15(d)中，假设了交叉极化，但是如上所述，在共极化天线阵列的情况下，-45°倾斜天线端口“\”可被省略。
首先，接收端可使用映射到位于2D-AAS的边界(或边缘)中的+45°倾斜天线端口“/”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,1)、(0,1,1)、(0,2,1)和(0,3,1)中的“\”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来计算位于由正方形指示的部分中的“/”天线端口(即，未映射CSI-RS的天线端口)与接收端之间的信道。在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)，来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可使用针对“\”天线端口测量的信道以及“/”天线端口与接收端之间的信道特性来重构“\”天线端口的所有信道。因此，具有不同于“/”天线端口的极化的“\”天线端口的信道矩阵重构性能可改进。
例如，接收端可使用诸如位于(0,0,1)、(0,1,1)、(0,2,1)和(0,3,1)中的天线端口的信道的平均值(或中值)与重构的“/”天线端口与接收端之间的信道矩阵之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。又如，接收端可将所有天线端口分割为四个天线子排列(例如，{(0,0),(1,0),(2,0),(3,0)}、{(0,1),(1,1),(2,1),(3,1)}、{(0,2),(1,2),(2,2),(3,2)}和{(0,3),(1,3),(2,3),(3,3)}})，并且可使用诸如位于各个分割的子排列中的“/”天线端口与接收端之间的信道矩阵与针对位于各个子排列中的“\”天线端口测量的信道之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。即，参与各个子排列中的克罗内克积的“\”天线端口位于对应子排列中，并且可包括子排列中的一个或多个“\”天线端口。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道以及“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
在根据本发明的实施方式的另一部分端口映射方法中，CSI-RS可被映射到2D-AAS的整个天线端口空间域中具有均匀间隔的特定极化的天线端口。这参照附图来描述。
图16是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
如图16中一样，用于RS的“/”天线端口(即，映射有RS的天线端口)可均匀地设置在整个天线端口空间域中。
以下，在天线端口空间域中，按照相同的列间隔将用于RS的天线端口设置在同一行内或者按照相同的行间隔将用于RS的天线端口设置在同一列内被称为部分均匀映射或均匀映射。
图16示出用于CSI-RS的“\”天线端口的数量为1的情况，但本发明不限于此。即，如图15的示例中一样，整个天线端口空间域中位于各个顶点处的“\”天线端口可用于CSI-RS，或者位于特定行/列中的“\”天线端口可用于CSI-RS。
另外，在图16中，假设了交叉极化，但是如上所述，在共极化天线阵列的情况下，-45°倾斜天线端口“\”可被省略。
由于用于RS的天线端口按照均匀的间隔设置在整个天线端口空间域中，所以用于RS的天线端口和不用于RS的天线端口的间隔均匀。结果，由于用于RS的天线有效地覆盖整个天线端口空间域，在接收端中重构所有信道的能力可更优异。
在图16中，可通过引入步长μ来控制要用于RS的天线端口密集的程度(即，间隔)。
在这种情况下，如图16的示例中一样，步长μ指示2D-AAS中的同一行中使用RS的“/”天线端口之间的列间隔或同一列中使用RS的天线端口的行间隔。
例如，如果步长为1，则其对应于全端口映射。
图16(a)示出当步长为2时的部分端口映射方法，图16(b)示出当步长为3时的部分端口映射方法。
参照图16(a)，各行中用于CSI-RS的“/”天线端口可按照步长μ＝2的间隔设置。即，各行中按照步长μ＝2的间隔远离(隔开)的“/”天线端口可用于CSI-RS传输。
参照图16(b)，各行中用于CSI-RS的“/”天线端口可按照步长μ＝3的间隔设置。即，各行中按照步长μ＝3的间隔远离(隔开)的“/”天线端口可用于CSI-RS传输。
另外，为了使用整个天线端口空间域中按照均匀间隔远离(隔开)的“/”天线端口发送CSI-RS，如图16(a)和16(b)中一样，各行用于CSI-RS的“/”天线端口的位置可在水平方向上按照一个间隔(即，步长＝1)移位。
此外，图16所示的部分端口映射方法仅是一个示例，本发明不限于此。即，各列中用于CSI-RS的“/”天线端口可按照步长间隔设置。即，各列中按照步长的间隔远离(隔开)的“/”天线端口可用于CSI-RS传输。在这种情况下，各列用于CSI-RS的“/”天线端口的位置可在垂直方向上按照一个间隔(即，步长＝1)移位。
当μ＝1时，信道测量的精度最高。随着值增大，精度可降低。相反，CSI-RS的开销减少。
在这种情况下，接收端可基于使用RS的天线端口的信道测量结果使用内插方法或外插方法来重构未使用RS的天线端口(即，未映射RS的天线端口)的信道。在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
本发明提出了基于内插方法或外插方法的信道重构方法当中使用样本信道协方差矩阵来重构信道的方法。在这种情况下，为了有效地重构信道，样本信道协方差矩阵的值需要精确。
为此，本发明提出了如图16中一样针对各个实例使用不同的(CSI-RS端口)部分映射(例如，均匀部分映射)图案的方法。
例如，每当实例改变时，用于CSI-RS的天线端口的位置可在水平方向/垂直方向上按照特定间隔(例如，步长＝1)移位。然而，尽管实例改变，可通过维持步长来相同地维持用于CSI-RS的天线端口图案的位置。
如上所述，如果在相同地维持天线端口图案的位置的同时，每当实例改变时，用于CSI-RS的天线端口的位置在水平方向/垂直方向上按照步长＝1的间隔移位，则在与步长对应的实例(即，如果步长＝2，第一实例和第二实例)内用于CSI-RS的天线端口的聚合可与所有天线端口相同。
在此方法中，可针对各个帧(或子帧)设定实例的周期。另外，实例的周期可以是预定义的周期，或者可以是由eNB指定的周期。
各个实例与均匀映射图案(即，用于CSI-RS的天线端口的位置)之间的关系可基于步长μ的值根据轮转方法来确定。即，所有天线端口阵列中用于CSI-RS的天线端口的位置可基于步长μ的值来确定，并且每当实例改变时，用于CSI-RS的所有天线端口的位置可在水平方向(行)/垂直方向(列)上按照特定间隔移位。
如图16(a)中一样，每当各个实例改变时，用于CSI-RS的天线端口的位置可在整个天线端口空间域中在维持步长μ＝2的值的同时在水平方向上按照一个间隔(例如，步长＝1)移位。在这种情况下，由于步长μ＝2，所以第一实例和第二实例中用于CSI-RS的天线端口的聚合可与所有天线端口相同。
同样，如图16(b)中一样，每当各个实例改变时，用于CSI-RS的天线端口的位置可在整个天线端口空间域中在维持步长μ的值的同时在水平方向上按照一个间隔(例如，步长＝1)移位。在这种情况下，由于步长μ＝3，所以第一实例、第二实例和第三实例中用于CSI-RS的天线端口的聚合可与所有天线端口相同。
又如，每当各个实例改变时，用于CSI-RS的所有天线端口的位置可在整个天线端口空间域中在维持步长μ的值的同时在垂直方向上按照一个间隔(例如，步长＝1)移位。
另选地，eNB可针对各个实例向接收端通知整个天线端口空间域中用于CSI-RS的天线端口的位置。
如上所述，如果针对各个实例使用不同的均匀部分映射图案，则接收端可基于根据为各个实例提供的均匀映射图案测量的信道信息使用内插方法或外插方法来重构从所有天线端口到接收端的所有信道。
在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
另外，接收端可使用利用所有重构的MIMO信道或RS测量的信道来计算即时信道协方差矩阵。
另外，接收端可通过更新值来校正样本信道协方差矩阵值。
-选项5：参照图16，首先，在第一实例中，接收端使用利用给定均匀映射图案映射到+45°倾斜天线端口“/”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,1)中的“\”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来重构位于由正方形指示的部分中的“/”天线端口(即，未映射CSI-RS的天线端口)与接收端之间的信道。
在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可使用重构的“/”天线端口与接收端之间的所有信道以及所测量的位于(0,0,1)中的天线端口与接收端之间的信道来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。
例如，接收端可使用诸如所测量的位于(0,0,1)中的天线端口与接收端之间的信道与使用上述内插方法(或外插方法)重构的所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道矩阵之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道以及“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来计算即时信道协方差矩阵，并校正样本信道协方差矩阵。
接下来，即使在第二实例中，如第一实例中的信道重构方法中一样，接收端使用指定的均匀映射图案来重构所有MIMO信道。
另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来校正样本信道协方差矩阵。
在图16(b)中，即使在第三实例中，如第一实例中的信道重构方法中一样，接收端使用指定的均匀映射图案来重构所有MIMO信道。另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来校正样本信道协方差矩阵。
此外，如图16中一样，“\”天线端口可位于与发送CSI-RS的“/”天线端口相同的行和列中，但是可位于先前与eNB约定的特定位置中。
在接收端与相同的eNB通信的时间期间，接收端根据步长μ使用均匀映射图案来依次重复这种信道重构处理，而没有归因于很大的速度变化或位置变化的信道的突变。
此外，接收端可针对各个实例向eNB报告所有MIMO信道的测量结果(即，信道状态信息)，或者可向eNB报告所有实例中(即，在图16(a)的情况下，第一实例和第二实例中，在图16(b)的情况下，第一实例、第二实例和第三实例中)的所有MIMO信的测量结果(即，信道状态信息)。
图17是示出根据本发明的实施方式的部分端口映射方法的图。
图17示出在图16的上述方法中增加了包括-45°倾斜天线端口“\”的均匀映射图案以便改进-45°倾斜天线端口“\”与接收端之间的信道重构性能的情况。
图17示出在第一实例和第三实例中用于CSI-RS的“\”天线端口的数量为1并且同样，在第二实例和第四实例中用于CSI-RS的“/”天线端口的数量为1的情况，但本发明不限于此。即，如图15的示例中一样，整个天线端口空间域中位于各个顶点处的“\”天线端口(和/或“/”天线端口)可用于CSI-RS，或者位于特定行/列中的“\”天线端口(和/或“/”天线端口)可用于CSI-RS。
另外，图17示出当步长为2时的部分端口映射方法，但本发明不限于此。可设置以不同的步长映射CSI-RS的天线端口。
然而，图17对应于增加了包括-45°倾斜天线端口“\”的均匀映射图案的情况。因此，用于CSI-RS的天线端口的位置可按照2实例周期在水平方向/垂直方向中按照特定间隔(例如，步长＝1)移位。在这种情况下，如果尽管实例改变，维持步长，则可相同地维持用于CSI-RS的天线端口图案的位置。
如上所述，如果在相同地维持用于CSI-RS的天线端口图案的位置的同时，每当两个实例改变时，天线端口的位置在水平方向/垂直方向上按照步长＝1移位，则四个(即，步长*2)实例内用于CSI-RS的天线端口的聚合可与所有天线端口相同。
参照图17，在第一实例中，接收端使用利用给定均匀映射图案映射到+45°倾斜天线端口“/”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,1)中的“\”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来重构位于由正方形指示的部分中的“/”天线端口(即，未映射CRS-RS的天线端口)与接收端之间的信道。
在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)或者通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可使用重构的“/”天线端口与接收端之间的所有信道以及所测量的位于(0,0,1)中的天线端口与接收端之间的信道来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。
例如，接收端可使用诸如所测量的位于(0,0,1)中的天线端口与接收端之间的信道与使用上述内插方法(或外插方法)重构的所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道矩阵之间的克罗内克积的方法来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道以及“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来计算即时信道协方差矩阵，并且校正样本信道协方差矩阵。
接下来，在第二实例中，接收端使用利用给定均匀映射图案映射到-45°倾斜天线端口“\”的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。另外，接收端可使用映射到位于(0,0,0)中的“/”天线端口的CSI-RS来测量从对应天线端口到接收端的信道。
另外，接收端可基于所测量的信道值使用内插方法(或外插方法)来重构位于由正方形指示的部分中的“\”天线端口(即，未映射CRS-RS的天线端口)与接收端之间的信道。
在这种情况下，如上所述，接收端可通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)，或者使用通过对位于同一行中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值与通过对位于同一列中的天线端口的信道进行内插(或外插)而获得的值的平均值(或中值)，来重构未映射CSI-RS的天线端口的信道。
如上所述，接收端可通过内插(或外插)来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的所有信道。
另外，接收端可使用重构的“\”天线端口与接收端之间的所有信道以及所测量的位于(0,0,0)中的天线端口与接收端之间的信道来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
例如，接收端可使用诸如所测量的位于(0,0,0)中的天线端口与接收端之间的信道与使用上述内插方法(或外插方法)重构的所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道矩阵的克罗内克积的方法来重构所有“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
如上所述，接收端可使用映射到一些天线端口的CSI-RS来重构所有“\”天线端口(即，(x,y,1))与接收端之间的信道以及“/”天线端口(即，(x,y,0))与接收端之间的信道。
另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来校正样本信道协方差矩阵。
接下来，即使在第三实例中，如第一实例中的信道重构方法中一样，接收端使用指定的均匀映射图案来重构所有MIMO信道。
另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来校正样本信道协方差矩阵。
接下来，即使在第四实例中，如第二实例中的信道重构方法中一样，接收端使用指定的均匀映射图案来重构所有MIMO信道。
另外，接收端使用所有重构的MIMO信道或测量的MIMO信道来校正样本信道协方差矩阵。
此外，在第一实例和第三实例中，“\”天线可如图17中一样位于与发送CSI-RS的“/”天线端口相同的行和列中，或者可位于先前与eNB约定的特定位置中。同样，在第二实例和第四实例中，“/”天线可如图17中一样位于与发送CSI-RS的“\”天线端口相同的行和列中，或者可位于先前与eNB约定的特定位置中。
在这种情况下，接收端可针对各个实例向eNB报告所有MIMO信道的测量结果(即，信道状态信息)，或者可报告所有实例(即，图17中的第一实例至第四实例)中的所有MIMO信道的测量结果(即，信道状态信息)。
此外，图16和图17中所描述的校正样本信道协方差矩阵的方法可包括图15中所描述的方法，并且可相同地应用于任何部分端口映射方法。
例如，图15所示的部分端口映射方法可应用于第一实例。在第一实例中将CSI-RS映射到未映射CSI-RS的天线端口并且在第一实例中不将CSI-RS映射到映射有CSI-RS的天线端口的方法可应用于第二实例。
另外，在交叉极化天线系统(P＝2)的情况下描述了图15至图17中所描述的方法，但本发明不限于此。即，本发明所提出的方法显然可应用于共极化天线系统(P＝1)。
在上述方法的情况下，对于接收端而言重要的是知道由eNB发送的RS是映射到2D-AAS中的哪一位置处的天线端口的RS。
为此，如图13中一样，eNB可向各个接收端发送指示2D-AAS的大小的M_a、N_a和P的信息。即，eNB可向接收端发送关于所有天线阵列中同一列内具有相同极化的天线端口的数量M_a、水平方向上(同一列内)的天线端口的数量N_a(或者在交叉极化天线系统的情况下，+45°/-45°倾斜天线端口对的数量)和极化维数P的信息。
另外，eNB可使用以下方法以便向接收端通知映射有CSI-RS的天线端口的索引和位置。
-全端口映射
以下，参照图18描述在全端口映射中分配天线端口索引的方法。
图18示出根据本发明的实施方式的全端口映射中的天线端口索引的分配。
以下，为了描述方便，假设并描述如图13的示例中一样针对所有天线端口阵列在2D正交坐标系中以(x,y,p)的形式指示各个天线端口的位置的情况。在这种情况下，x、y和p分别意指行索引、列索引和极化索引。
图18示出按照(M_a,N_a,P)＝(2,4,2)配置所有天线端口阵列的情况，但本发明不限于此。即，尽管所有天线端口阵列按照不同的大小/形式配置，可相同地应用以下天线端口索引方法。
A)方法1：参照图18(a)，可首先在水平方向(即，行)上使用(0,0,0)位置处的天线端口作为起点向“/”天线端口分配端口索引。此后，可在“\”天线端口处分配端口索引。
即，可从(0,0,0)位置处的天线端口到天线端口的列索引y、天线端口的行索引x，并最终按照极化索引p增大的顺序向天线端口分配端口索引。
这将更详细地描述。从(0,0,0)位置处的天线端口开始按照天线端口的列索引y增大的顺序向天线端口分配端口索引。当列索引y达到最大值N_a时，行索引x增大，并且按照具有增大的行索引x的天线端口的列索引y增大的顺序向天线端口分配端口索引。
此后，当行索引x达到最大值M_a时，极化索引p增大。对具有增大的极化索引p的天线端口重复地执行上述处理。
此后，当极化索引p达到最大值P时，天线端口索引处理完成。
B)方法2：参照图18(b)，可首先使用(0,0,0)位置处的天线端口作为起点向较低行中的“/”天线端口分配端口索引。此后，可向同一行中的“\”天线端口分配端口索引。另外，可按照相同的方式向先前行正上方的行中的天线端口分配端口索引。
即，可从(0,0,0)位置处的天线端口到天线端口的列索引y、极化索引p，并最终按照行索引x增大的顺序向天线端口分配端口索引。
这将更详细地描述。从(0,0,0)位置处的天线端口开始按照天线端口的列索引y增大的顺序向天线端口分配端口索引。当列索引y达到最大值N_a时，极化索引p增大。按照具有增大的极化索引p的天线端口的列索引y增大的顺序向天线端口分配端口索引。
此后，当极化索引p达到最大值P时，行索引x增大。对具有增大的行索引x的天线端口重复地执行上述处理。
此后，当行索引x达到最大值M_a时，天线端口索引处理完成。
C)方法3：参照图18(c)，可首先使用(0,0,0)位置处的天线端口作为起点在垂直方向上向“/”天线端口分配端口索引。此后，可向“\”天线端口分配端口索引。
即，可从(0,0,0)位置处的天线端口到天线端口的行索引x、列索引y，并最终在极化索引p增大的顺序上向天线端口分配端口索引。
这将更详细地描述。从(0,0,0)位置处的天线端口开始按照天线端口的行索引x增大的顺序向天线端口分配端口索引。当行索引x达到最大值M_a时，列索引y增大，并且按照具有增大的列索引y的天线端口的行索引x增大的顺序向天线端口分配端口索引。
此后，当列索引y达到最大值N_a时，极化索引p增大。对具有增大的极化索引p的天线端口重复地执行上述处理。
此后，当极化索引p达到最大值P时，天线端口索引处理完成。
D)方法4：参照图18(d)，首先使用(0,0,0)位置处的天线端口作为起点向左列中的“/”天线端口分配端口索引。此后，向同一列中的“\”天线端口分配端口索引。另外，按照相同的方式向同一列右侧的列中的天线端口分配端口索引。
即，从(0,0,0)位置处的天线端口到天线端口的行索引x、极化索引p，并最终按照列索引y增大的顺序向端口索引分配天线端口。
这将更详细地描述。从(0,0,0)位置处的天线端口开始按照天线端口的行索引x增大的顺序向天线端口分配端口索引。当行索引x达到最大值M_a时，极化索引p增大。按照具有增大的极化索引p的天线端口的行索引x增大的顺序向天线端口分配端口索引。
此后，当极化索引p达到最大值P时，列索引y增大。对具有增大的列索引y的天线端口重复地执行上述处理。
此后，当列索引y达到最大值N_a时，天线端口索引处理完成。
图18示出四种类型的天线端口索引方法，但本发明不限于此。可使用特定规则来定义索引方法。
可预先在eNB和接收端之间定义上述天线端口索引方法中的任一个。在这种情况下，eNB可仅向接收端发送指示2D-AAS的大小的M_a、N_a和P的信息。接收端可通过预定义的天线端口索引方法知道eNB的2D-AAS内的各个天线端口的位置。
另选地，eNB可向接收端发送指示多个预定义的天线端口索引方法(例如，上述天线端口索引方法)中所确定的天线端口索引方法的信息。在这种情况下，eNB可将指示天线端口索引方法的信息与指示2D-AAS的大小的M_a、N_a和P的信息一起发送给接收端。接收端可通过所接收的信息知道eNB的2D-AAS内的各个天线端口的位置。
-部分端口映射
A)方法1：eNB可明确地向接收端通知发送CSI-RS的天线端口位置和/或针对映射到CSI-RS的天线端口的端口索引。
在这种情况下，如图13的示例中一样，eNB可针对所有天线端口阵列在2D正交坐标系中将各个天线端口的位置与所有天线端口阵列的大小一起以(x,y,p)的形式发送给接收端。另外，eNB可向接收端发送与各个天线端口的位置对应的端口索引。
另选地，如果如图18的示例中一样预定义了特定天线端口索引方法，则eNB可仅向接收端发送所有天线端口阵列的大小和天线端口索引。在这种情况下，接收端可根据预定义的天线端口索引方法基于所接收的端口索引知道各个天线端口的位置。
另选地，如果如图18的示例中一样预定义了多个天线端口索引方法，则eNB可将指示多个预定义的天线端口索引方法中所选择的天线端口索引方法和天线端口索引的信息与所有天线端口阵列的大小一起发送给接收端。在这种情况下，接收端可根据eNB所选择的天线端口索引方法基于所接收的端口索引知道各个天线端口的位置。
B)方法2：eNB可基于从eNB发送到接收端或者在eNB与接收端之间预先约定的M_a、N_a和P的信息和上述部分端口映射选项来写成(生成)位图，并且可将位图发送到接收端。eNB可利用位图来向接收端通知映射有CSI-RS的天线端口的位置。
在这种情况下，如果如图18的示例中一样预定义了特定天线端口索引方法，则eNB可基于预定义的天线端口索引方法来生成位图。即，在该位图中，比特的位置可指示各个天线端口的索引。各个天线端口的位置可基于端口索引来确定。另外，在该位图中，比特的值可指示对应天线端口是否用于CSI-RS。
另选地，如果如图18的示例中一样预定义了多个天线端口索引方法，则eNB还可向接收端发送指示多个预定义的天线端口索引方法中所选择的天线端口索引方法的信息。可通过位图内的预定的特定比特来发送信息。
C)方法3：在图15的示例的情况下，基于(0,0,0)位置处的天线端口顺时针或逆时针地向发送CSI-RS的“/”天线端口指定什么天线端口索引可预先定义并且为eNB和接收端二者所知，或者也可通过1比特指示符为接收端设定对应方向。
在这种情况下，“\”天线端口索引可被指派最后端口号的索引，或者可在“/”天线端口的索引完成之后被索引为第一编号(第一)。接下来，可使用上述方法对“/”天线端口进行索引。
另外，如果“\”天线端口为多个(图15(b)、图15(c)和图15(d))，则其可明确地扩展到上述方法，从而允许天线端口索引。即，可在具有相对小的编号的“\”天线端口首先被索引之后对“/”天线端口进行索引，反之亦然。
同样，在共极化天线系统的情况下，基于(0,0)位置处的天线端口顺时针或逆时针地指定发送CSI-RS的天线端口的什么天线端口索引可预先定义并且为eNB和接收端二者所知，或者可通过1比特指示符为接收端设定方向。在这种情况下，(x,y)指示正交坐标系中的行和列。
D)方法4：在图16或图17中，eNB可就步长μ的值和实例信息与接收端约定，或者可将其通知给接收端。
在这种情况下，2D天线阵列中用于CSI-RS传输的天线端口的位置可基于步长μ的值来确定。
另外，实例信息可包括实例的周期信息、关于实例存在多少次的信息和/或每当各个实例改变时天线端口的均匀映射图案在行/列方向上移位的间隔信息。
因此，接收端可知道适合于各个实例的均匀映射图案。
在水平方向(行)或垂直方向(列)上基于(0,0,0)位置处的天线端口依次向发送CSI-RS的“/”天线端口指派什么天线端口索引可预先定义并且为eNB和接收端二者所知，或者可通过1比特指示符为接收端设定方向。
接收端可通过上述步长信息检查所有2D天线端口阵列中发送CSI-RS的天线端口的位置，并且可知道在预定义的或者由eNB用信号通知的索引方向上发送各个CSI-RS的天线端口的端口索引。
如果CSI-RS被映射到(0,0,0)位置，则基于(0,0,0)位置在水平方向或垂直方向上首先找到的“/”天线端口被指定为第一天线端口(即，指派第一端口索引)。
在这种情况下，如图18的示例中一样，可根据全端口映射中所描述的详细端口索引方法依次向发送CSI-RS的“/”天线端口指派天线端口索引。在这种情况下，使用哪种端口索引方法可预先定义并且在eNB和接收端之间预先已知，或者可通过指示所使用的端口索引方法的信息向接收端通知端口索引方法。
另外，如图18的示例中一样，也可应用全端口映射中所描述的详细端口索引方法。即，如图18的示例中一样，可向所有2D天线端口阵列内的各个天线端口指派端口索引，并且UE可知道基于步长μ的值确定的用于CSI-RS传输的天线端口的端口索引。
可在“/”天线端口的索引完成之后向“\”天线端口指派最后端口号的索引，或者可在首先向“\”天线端口指派第一端口索引之后根据上述方法对“/”天线端口进行索引。
此外，在图17(b)的第二实例和图17(d)的第四实例的情况下，在水平方向(行)或垂直方向(列)上基于(0,0,0)位置处的天线端口依次向发送CSI-RS的“\”天线端口指派什么天线端口索引可预先定义并且为eNB和接收端二者所知，或者可通过1比特指示符为接收端设定方向。接收端可通过上述步长信息检查所有2D天线端口阵列中发送CSI-RS的天线端口的位置，并且可知道在预定义的或者由eNB用信号通知的索引方向上发送各个CSI-RS的天线端口的端口索引。
如果CSI-RS未被映射到(0,0,1)位置，则基于(0,0,1)位置在水平方向或垂直方向上首先找到的“\”天线端口被指定为第一天线端口(即，指派第一端口索引)。
在这种情况下，如图18的示例中一样，可根据全端口映射中所描述的详细端口索引方法依次向发送CSI-RS的“\”天线端口指派天线端口索引。在这种情况下，使用哪种端口索引方法可预先定义并且在eNB和接收端之间预先已知，或者可通过指示所使用的端口索引方法的信息向接收端通知端口索引方法。
在这种情况下，如图18的示例中一样，也可应用全端口映射中所描述的详细端口索引方法。即，如图18的示例中一样，可向所有2D天线端口阵列内的各个天线端口指派端口索引，并且UE可知道基于步长μ的值确定的用于CSI-RS传输的天线端口的端口索引。
在“/”天线端口的情况下，可在“\”天线端口的索引完成之后向“/”天线端口指派最后端口号的索引，或者可在首先向“/”天线端口指派第一端口索引之后根据上述方法对“\”天线端口进行索引。
在共极化天线系统的情况下，基于(0,0)位置处的天线端口顺时针或逆时针地指定发送CSI-RS的天线端口的什么天线端口索引可预先定义并且为eNB和接收端二者所知，或者可通过1比特指示符为接收端设定方向。
在上述M_a、N_a和P信息和/或CSI-RS映射方法中，eNB可通过高层信令(例如，RRC信令)向接收端通知所需信息(例如，端口索引信息和/或位置信息)。这种信令可在eNB中使用固定的值，或者可半静态地设定。
另外，eNB可通过高层信令(例如，RRC信令)使用1比特指示符向接收端通知CSI-RS端口映射方法中的全端口/部分端口映射方法的选择。
另外，上述各种全端口映射方法和/或部分端口映射方法可预先定义。eNB可通过高层信令(例如，RRC信令)向接收端通知其中所选择的全端口映射方法和/或部分端口映射方法。
表6示出n比特指示符的示例。
[表6]
表6仅是可使用n比特向接收端通知全端口/部分端口映射方法的选择、由eNB从各种预定义的全端口映射方法当中选择的方法和/或由eNB从各种预定义的部分端口映射选项当中选择的选项的一个示例，本发明不限于此。
图19是示出根据本发明的实施方式的信道测量方法的图。
参照图19，eNB可向UE发送CSI-RS端口映射方法信息(S1901)。
CSI-RS端口映射方法信息可指示是否应用上述全端口映射方法或者是否应用部分端口映射方法以便发送CSI-RS。
另外，如表6的示例中一样，CSI-RS端口映射方法信息可指示由eNB从各种全端口映射方法和/或部分端口映射方法当中选择的全端口映射方法和/或部分端口映射方法。
在这种情况下，如果定义全端口映射方法和部分端口映射方法中的任一方法以便发送CSI-RS，则步骤S1901可被省略。
eNB可向UE发送天线端口阵列大小信息以及CSI-RS与天线端口之间的映射信息(S1902)。
在这种情况下，天线端口阵列大小信息可包括上述M_a、N_a和P信息。
另外，CSI-RS与天线端口之间的映射信息意指识别用于发送CSI-RS的天线端口的信息。CSI-RS与天线端口之间的映射信息可包括用于发送CSI-RS的天线端口的索引信息、用于发送CSI-RS的天线端口的位置信息和/或指示用于发送CSI-RS的天线端口之间的间隔的步长信息。
在这种情况下，如果用于发送CSI-RS的天线端口被预先定义并被UE识别，则步骤S1902可被省略。
另外，尽管图19中未示出，也可根据本发明的实施方式向UE另外发送上述信息。例如，如图16或图17的示例中一样，如果对于各个实例，CSI-RS端口映射方法不同，则可向UE另外发送针对各个实例识别用于发送CSI-RS的天线端口的信息和/或实例信息。
eNB在所有天线端口(例如，2D天线端口阵列)或者属于所有天线端口并用于发送CSI-RS的天线端口上向UE发送CSI-RS(S1903)。
在这种情况下，2D天线端口阵列内位于边界行或列中的天线端口可用于参考信号的传输。
在这种情况下，如果2D天线端口阵列是交叉极化天线系统，则2D天线端口阵列内位于边界行或列中的第一极化天线端口可用于参考信号的传输。另外，2D天线端口阵列内的一个或更多个顶点或者位于特定边界列或特定边界行中的第二极化天线端口可用于参考信号的传输。
另外，2D天线端口阵列内的同一行或列中按照特定间隔远离的天线端口可用于参考信号的传输。
在这种情况下，如果2D天线端口阵列是交叉极化天线系统，则2D天线端口阵列内的同一行或列中按照特定间隔远离的第一极化天线端口可用于参考信号的传输。另外，2D天线端口阵列内的一个或更多个顶点或者位于特定边界列或特定边界行中的第二极化天线端口可用于参考信号的传输。
在这种情况下，针对各个实例在2D天线端口阵列内处于不同位置的天线端口可用于参考信号的传输。例如，每当实例改变时，2D天线端口阵列内用于参考信号的传输的天线端口的位置可在行或列中按照特定间隔移位。
由eNB使用以便发送CSI-RS的天线端口的描述与根据本发明的上述实施方式相同，因此省略其详细描述。
UE基于从eNB接收的CSI-RS来测量信道(或测量并重构)(S1904)。
如果在一些天线端口上发送CSI-RS，则UE可通过测量一些天线端口上的信道并使用信道测量结果重构所有天线端口内不用于参考信号的传输的天线端口的信道来重构所有天线端口的信道。
在这种情况下，可通过对信道测量结果进行内插或外插来重构不用于参考信号的传输的天线端口的信道。
在交叉极化天线系统的情况下，可使用用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道测量结果来重构不用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道，并且可使用重构的所有第一极化天线端口的信道和第二极化天线端口的信道来重构所有第二极化天线端口的信道。
另外，如果针对各个实例，2D天线端口阵列内处于不同位置处的天线端口用于参考信号的传输，则针对各个实例通过对信道测量结果进行内插或外插来重构不用于参考信号的传输的天线端口的信道，从而能够重构2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
在这种情况下，在交叉极化天线系统的情况下，可针对各个实例使用用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道测量结果来重构不用于参考信号的传输的第一极化天线端口的信道，并且可使用所重构的所有第一极化天线端口的信道和第二极化天线端口的信道来重构所有第二极化天线端口的信道。
另外，可针对各个实例使用所重构的所有天线端口的信道来计算即时信道协方差矩阵，并且可通过更新即时信道协方差矩阵来校正样本信道协方差矩阵。
由UE基于所接收的CSI-RS来测量或重构所有天线端口的信道的方法的描述与根据本发明的上述实施方式的描述相同，因此省略其详细描述。
UE向eNB报告信道状态信息(S1905)。
在这种情况下，信道状态信息可意指与所测量(重构)的信道的质量有关的信息，并且可包括CQI、PMI和/或RI。
可应用本发明的一般设备
图20示出根据本发明的实施方式的无线通信设备的框图。
参照图20，无线通信系统包括基站(eNB)2010以及位于eNB 2010的区域内的多个用户设备(UE)2020。
eNB 2010包括处理器2011、存储器2012和射频单元2013。处理器2011实现上面图1至图19中所提出的功能、处理和/或方法。无线接口协议的层可由处理器2011实现。存储器2012连接到处理器2011，并且存储用于驱动处理器2011的各种类型的信息。RF单元2013连接到处理器2011，并且发送和/或接收无线电信号。
UE 2020包括处理器2021、存储器2022和射频单元2023。处理器2021实现上面图1至图19中所提出的功能、处理和/或方法。无线接口协议的层可由处理器2021实现。存储器2022连接到处理器2021，并且存储用于驱动处理器2021的各种类型的信息。RF单元2023连接到处理器2021，并且发送和/或接收无线电信号。
存储器2012和2022可位于处理器2011和2021的内部或外部，并且可利用熟知的手段连接到处理器2011和2021。另外，eNB 2010和/或UE 2020可具有单个天线或多个天线。
到目前为止描述的实施方式是以预定形式耦合的元件和技术特征的实施方式。就没有任何明显的提及而言，各个元件和技术特征应该被认为是选择性的。各个元件和技术特征可在不与其它元件或技术特征耦合的情况下具体实现。另外，也可通过将一部分元件和/或技术特征耦合来构造本发明的实施方式。本发明的实施方式中所描述的操作顺序可改变。实施方式中的一部分元件或技术特征可被包括在另一实施方式中，或者可被与另一实施方式对应的元件和技术特征替换。显而易见的是通过将下面的权利要求书中没有明确引用关系的权利要求组合来构造实施方式，或者在申请之后通过修改来将权利要求包括在新的权利要求中。
本发明的实施方式可通过例如硬件、固件、软件及其组合的各种手段来实现。在硬件的情况下，本发明的实施方式可通过一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。
在通过固件或软件来实现的情况下，本发明的实施方式可按照诸如执行到目前为止描述的功能或操作的模块、过程、函数等的形式来实现。软件代码可被存储在存储器中，并由处理器驱动。存储器可位于处理器的内部或外部，并且可利用各种已知手段与处理器交换数据。
本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的基本特征的情况下可进行各种修改和变化。因此，详细描述不限于上述实施方式，而是应该被视为示例。本发明的范围应该通过对所附权利要求书的合理解释来确定，并且在等同范围内的所有修改应该被包括在本发明的范围内。
工业实用性
本发明的在无线通信系统中发送参考信号的方法到测量信道的方法基于应用于3GPP LTE/LTE-A系统的示例进行了描述，但是除了3GPP LTE/LTE-A系统以外可应用于各种无线通信系统。

Claims (18)

1.一种在无线通信系统中用户设备UE测量信道的方法，该方法包括以下步骤：
在二维2D天线端口阵列内的部分天线端口上从eNB接收参考信号；
基于从所述eNB接收的所述参考信号来测量所述部分天线端口的信道；以及
通过使用信道测量结果重构所述2D天线端口阵列内的不用于所述参考信号的传输的天线端口的信道来重构所述2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述2D天线端口阵列内的位于边界行或边界列中的天线端口被用于所述参考信号的传输。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，不用于所述参考信号的传输的天线端口的信道是通过对所述信道测量结果进行内插或外插来重构的。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，如果所述2D天线端口阵列是交叉极化天线系统，则所述2D天线端口阵列内的位于所述边界行和边界列中的第一极化天线端口被用于所述参考信号的传输。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述2D天线端口阵列内的位于一个或更多个顶点处或者特定边界列或特定边界行中的第二极化天线端口被用于所述参考信号的传输。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
使用用于所述参考信号的传输的第一极化天线端口的信道测量结果来重构不用于所述参考信号的传输的第一极化天线端口的信道，并且
使用所重构的所有所述第一极化天线端口的信道和所述第二极化天线端口的信道来重构所有所述第二极化天线端口的信道。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述2D天线端口阵列内的相同行或相同列中按照特定间隔远离的天线端口被用于所述参考信号的传输。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，针对各个实例在所述2D天线端口阵列内处于不同位置的天线端口被用于所述参考信号的传输。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，每当所述实例改变时，所述2D天线端口阵列内的用于所述参考信号的传输的天线端口的位置在行或列中按照特定间隔移位。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，通过针对各个实例对所述信道测量结果进行内插或外插来重构不用于所述参考信号的传输的天线端口的信道，从而重构所述2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，针对各个实例使用所重构的所有天线端口的信道来计算即时信道协方差矩阵，并且通过更新所述即时信道协方差矩阵来校正样本信道协方差矩阵。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，如果所述2D天线端口阵列是交叉极化天线系统，则在所述2D天线端口阵列内的相同行或相同列中按照特定间隔远离的第一极化天线端口被用于所述参考信号的传输。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述2D天线端口阵列内的位于一个或更多个顶点处或者特定边界列或特定边界行中的第二极化天线端口被用于所述参考信号的传输。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
使用用于所述参考信号的传输的第一极化天线端口的信道测量结果来重构不用于所述参考信号的传输的第一极化天线端口的信道，并且
使用所重构的所有所述第一极化天线端口的信道和所述第二极化天线端口的信道来重构所有所述第二极化天线端口的信道。
15.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
从所述eNB接收所述2D天线端口阵列的大小以及所述2D天线端口阵列内的用于发送所述参考信号的所述部分天线端口的位置和索引。
16.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
从所述eNB接收所述2D天线端口阵列的大小以及所述2D天线端口阵列内的相同行或相同列中用于所述参考信号的传输的天线端口的间隔大小。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在垂直方向或水平方向上依次向基于所述间隔大小确定并用于所述参考信号的传输的天线端口指派天线端口索引。
18.一种在无线通信系统中测量信道的用户设备，该用户设备包括：
射频RF单元，该RF单元用于发送和接收无线电信号；以及
处理器，该处理器控制所述RF单元，
其中，所述处理器被配置为：
在二维2D天线端口阵列内的部分天线端口上从eNB接收参考信号，
基于从所述eNB接收的所述参考信号来测量所述部分天线端口的信道，并且
通过使用信道测量结果重构所述2D天线端口阵列内的不用于所述参考信号的传输的天线端口的信道来重构所述2D天线端口阵列内的所有天线端口的信道。
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