CN107925449A - 对从包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元的一维天线阵列的传输进行预编码 - Google Patents

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Abstract

发送无线电节点(10)对从一维天线阵列(12)到接收无线电节点(50)的传输进行预编码。阵列(12)包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)。发送无线电节点(10)使用可从以不同粒度以阵列的给定空间维度为目标的多粒度预编码器(12)中因子分解出的粗粒度预编码器对从天线单元(14)的不同子阵列(34a、34b)中的每个子阵列的传输进行预编码，以将子阵列(34a、34b)虚拟化为不同的辅助单元(38a、38b)。发送无线电节点(10)还使用也可从多粒度预编码器因子分解出的一个或多个更细粒度预编码器来对从不同辅助单元(38a、38b)的传输进行预编码。在这种情况下，粗粒度预编码器和一个或多个更细粒度预编码器被表示在用于所述预编码的一个或多个码本(26)内。

Description

对从包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元的 一维天线阵列的传输进行预编码
技术领域
本申请总体上涉及传输预编码，并且具体涉及对从包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元的一维天线阵列的传输进行预编码。
背景技术
对从天线阵列的传输进行预编码涉及将一组复数权重应用于要从阵列的天线单元发送的信号，以独立地控制信号的相位和/或幅度。这组复数权重被称为“预编码器”。发送节点通常选择预编码器以匹配到接收节点的链路上的当前信道条件，目的是最大化链路容量或质量。如果使用空间复用从阵列的天线单元同时发送多个数据流，则发送节点通常还选择预编码器，目的是使信道正交化并减少接收节点处的流间干扰。
在闭环操作中，发送节点基于从接收节点反馈的表征当前信道条件的信道状态信息(CSI)来选择预编码器。就此而言，发送节点从每个天线单元向接收节点发送参考信号，并且接收节点基于这些参考信号的测量来发回CSI。参考信号的发送和CSI的反馈对预编码方案贡献大量开销。例如，这些参考信号和CSI反馈消耗大量的传输资源(例如，长期演进LTE实施例中的时间频率资源单元)。
已知的方法通过专门用于CSI测量的参考信号来减少归因于参考信号传输的开销。例如，LTE版本10引入了专门用于CSI测量而设计的CSI参考信号(CSI-RS)。与先前的LTE版本中的小区特定公共参考信号(CRS)不同，CSI-RS不用于解调用户数据，并且未经预编码。因为对于CSI测量，数据解调的密度要求不那么严格，所以CSI-RS在时间和频率上可以相对稀疏，由此减少传输CSI-RS所需的传输资源的数量。
已知的方法通过将可用的预编码器限于固定的一组预编码器，即码本，来减少归因于CSI反馈的开销。码本中的每个预编码器都被分配了发送节点和接收节点都知道的唯一索引。接收节点从码本中确定“最佳”预编码器，并将该预编码器的索引(通常称为“预编码矩阵指示符”，PMI)作为推荐(发送节点可以或可以不遵照)反馈给发送节点。结合诸如用于空间复用的数据流的推荐数量(即，传输秩)的其他CSI，仅反馈索引减少了传输该CSI所需的传输资源的数量。与显式地反馈测量的有效信道的复值元素相比，该方法因此大大减少了CSI反馈开销。
尽管如此，随着天线阵列技术朝向越来越多的天线单元发展，闭环预编码的开销仍然存在问题。这种天线单元升级不仅源于传统一维天线阵列中单元数量的增加，而且源于采用二维天线阵列，使得垂直和水平空间维度上的波束成形成为可能。此外，尽管码本减少了CSI开销，但码本中固有的有效信道量化目前限制了码本灵活地适应不同传播环境的能力。
发明内容
根据本文的教导的基于码本的预编码使用以不同粒度以一维天线阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器。就此而言，多粒度预编码器通过Kronecker积因子分解成粗粒度预编码器和更细粒度预编码器。一些实施例利用这种预编码的多粒度特性来减少与预编码相关联的开销。例如，一些实施例减少传输参考信号所需的传输资源量，减少传输CSI反馈所需的传输资源量，和/或减少确定要反馈的CSI所需的计算复杂度。附加地或替代地，其他实施例使预编码码本适于不同的传播环境。
具体地，本文中的实施例包括用于对从一维天线阵列的传输进行预编码的方法，该一维天线阵列包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元。该方法由发送无线电节点执行，用于对向接收无线电节点的传输进行预编码。该方法包括使用粗粒度预编码器对从天线单元的每个不同子阵列的传输进行预编码。所述粗粒度预编码器能够从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，从而将子阵列虚拟化为不同的辅助单元。该方法还包括：使用也可以从多粒度预编码器中因子分解出来的更细粒度预编码器对从不同辅助单元的传输进行预编码。多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积。粗粒度预编码器和更细粒度预编码器被表示在用于所述预编码的一个或多个码本内。
在至少一些实施例中，所述传输包括用户数据或专用于所述接收无线电节点的参考信号。
替代地或附加地，发送无线电节点在未经预编码的情况下从天线单元发送全单元参考信号。在一个实施例中，发送无线电节点还(例如，在稍后的时间)使用相应粗粒度预编码器来对从天线单元的不同子阵列的辅助单元参考信号的传输进行预编码，所述粗粒度预编码器可从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，以将子阵列虚拟化为不同的辅助单元。最后，发送无线电节点将预编码的辅助单元参考信号发送给接收无线电节点。
在这种情况下，全单元和辅助单元参考信号可以是从天线阵列发送给多个接收无线电节点的公共参考信号。
无论如何，在一些实施例中，发送无线电节点比发送全单元参考信号更频繁地发送预编码的辅助单元参考信号。或者，发送无线电节点在时间上将预编码的辅助单元参考信号与全单元参考信号交错。
在一个或多个实施例中，发送无线电节点还在不同时间从接收无线电节点接收推荐粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的完整推荐，以及仅推荐更细粒度预编码器的部分推荐。在这种情况下，预编码既使用来自完整推荐的粗粒度预编码器以及来自部分推荐的更细粒度预编码器两者。
在一个这样的实施例中，发送无线电节点比接收完整推荐更频繁地接收部分推荐。
替代地或附加地，发送无线电节点可以通过向所述接收无线电节点发送指示一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制信令，配置所述接收无线电节点以将所述接收无线电节点从中选择用于向所述发送无线电节点推荐的预编码器限于码本中与所述一个或多个粗粒度预编码器相对应的预编码器。
在至少一些实施例中，对于多个可能的粗粒度预编码器中的每一个，发送无线电节点使用可从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器因子分解出的该粗粒度预编码器，对从不同子阵列中的一个或多个子阵列的小区关联参考信号的传输进行预编码，以将所述子阵列虚拟化为不同的辅助单元。发送无线电节点还从不同子阵列中的一个或多个子阵列发送预编码的小区关联参考信号以用于接收无线电节点进行小区选择。
本文中的实施例还包括用于从一维天线阵列接收传输的方法，该一维天线阵列包括在阵列的空间维度中对齐的共极化天线单元。天线阵列与发送无线电节点相关联。该方法由接收无线电节点执行。该方法包括接收从天线阵列发送的第一参考信号。基于对第一参考信号的测量，该方法需要生成第一类型的推荐，所述第一类型的推荐推荐以下任一：(i)以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度码本中的多粒度预编码器，码本中的每个多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积；或者(ii)粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器，其组合对应于以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器。但是，在任一情况下，该方法都包括将第一类型的推荐发送给发送无线电节点。
该方法还包括接收从天线阵列发送的第二参考信号。基于对第二参考信号的测量，该方法涉及生成推荐可从多粒度预编码器因子分解出的更细粒度预编码器的第二类型的推荐。并且该方法还包括将第二类型的推荐发送给发送无线电节点。
最后，该方法包括从天线阵列接收基于第一和第二类型的推荐预编码的数据传输。
在至少一个这样的实施例中，第一参考信号是未经预编码从天线单元发送的全单元参考信号。第二参考信号可以是使用可从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出的粗粒度预编码器，从不同子阵列发送的辅助单元参考信号，以将子阵列虚拟化为不同的辅助单元。在这种情况下，第二种类型的推荐专门推荐更细粒度预编码器，而不推荐粗粒度预编码器。
在这样的实施例中，该方法可能需要比接收全单元参考信号更频繁地接收预编码的辅助单元参考信号。附加地或替代地，该方法进一步的特征可在于，接收与全单元参考信号在时间上交错的预编码的辅助单元参考信号。
在一些实施例中，该方法进一步的特征在于，比向发送无线电节点发送第一类型的推荐更频繁地向发送无线电节点发送第二类型的推荐。
然而，在任何情况下，第一和第二参考信号都可以替代地是未经预编码从天线单元发送的全单元参考信号。在一个这样的实施例中，接收无线电节点生成第二类型的推荐以专门推荐更细粒度预编码器，而不推荐粗粒度预编码器。
或者，第一和第二参考信号都可以是未经预编码从天线单元发送的全单元参考信号。但是，接收无线电节点生成第二种类型的推荐以推荐以下任一：(i)多粒度码本中的多粒度预编码器，其中多粒度预编码器因子分解为来自第一推荐的粗粒度预编码器；或者(ii)粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器，其中粗粒度预编码器是来自第一类推荐的粗粒度预编码器。
本文中的实施例还包括用于从一维天线阵列接收传输的方法，该一维天线阵列包括在阵列的空间维度中对齐的共极化天线单元。天线阵列与发送无线电节点相关联。该方法由接收无线电节点执行，并且其特征在于：从发送无线电节点接收指示一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制信令。每个粗粒度预编码器都可以与更细粒度预编码器一起从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出。多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积。基于该信令，该方法需要将所述接收无线电节点从中选择用于向所述发送无线电节点推荐的预编码器限于码本中与所指示的一个或多个的粗粒度预编码器相对应的预编码器的子集。该方法还包括向发送无线电节点发送根据限制选择的推荐预编码器，并且从天线阵列接收基于推荐的预编码器进行预编码的数据传输。
在一个或多个实施例中，该方法的特征还在于接收从天线单元发送的未经预编码的全单元参考信号。基于对全单元参考信号的测量，该方法包括选择所述推荐的预编码器作为以下任一：(i)多粒度码本中的多粒度预编码器，来自所述码本中因子分解成由所述码本子集限制信令指示的一个或多个粗粒度预编码器的多粒度预编码器的子集中；或者(ii)粗粒度码本中的粗粒度预编码器，来自由所述码本子集限制信令指示的一个或多个粗粒度预编码器中。无论如何，该方法还包括将推荐发送给发送无线电节点。
在任何上述实施例中，粗粒度预编码器和更细粒度预编码器可以是离散傅里叶变换DFT向量，其中DFT向量的长度的乘积等于沿着阵列的空间维度对齐的天线单元的数量。
本文中的实施例还包括对应的装置、计算机程序和计算机程序产品。
附图说明
图1A是根据一个或多个实施例，被配置为对从一维天线阵列的传输进行预编码的发送无线电节点的框图。
图1A-1B是根据一个或多个实施例的不同预编码码本的框图。
图1D是根据一个或多个实施例，具有关于如何对传输进行预编码的附加细节的发送无线电节点的框图。
图2A-2E是说明根据这里的预编码可能的发送波束的图。
图3是根据一个或多个实施例，被配置为发送参考信号的发送无线电节点的框图。
图4是根据一个或多个实施例，用于减少参考信号传输开销的发送无线电节点与接收无线电节点之间的交互的逻辑流程图。
图5是根据一个或多个实施例，用于减少CSI反馈传输开销和/或CSI反馈计算复杂度的，本文的发送无线电节点与接收无线电节点之间的交互的逻辑流程图。
图6是根据一个或多个实施例，针对码本子集限制的本文的发送无线电节点与接收无线电节点之间的交互的逻辑流程图。
图7是根据一个或多个实施例，由发送无线电节点进行的总体预编码的框图。
图8是根据一个或多个实施例的从8单元阵列的传输的多粒度预编码的框图。
图9是根据一个或多个实施例的用于对传输进行预编码的方法的逻辑流程图。
图10是根据一个或多个实施例的用于从天线阵列接收传输的方法的逻辑流程图。
图11是根据一个或多个实施例的还用于从天线阵列接收传输的方法的逻辑流程图。
图12是根据一些实施例的发送无线电节点的框图。
图13是根据一个或多个实施例的接收无线电节点的框图。
具体实施方式
图1A描绘了发送无线电节点10，为了方便起见，将其称为发送节点10。发送节点10(例如，长期演进LTE实施例中的增强型节点B)执行从相关联天线阵列12的传输。阵列12是空间域中的一维阵列。阵列12包括在阵列的空间维度(例如，以水平维度或垂直维度)中对齐的共极化天线单元14。如所示，例如，阵列12包括八个在垂直维度上对齐的共极化天线单元14。阵列12也可以包括其他天线单元，但是这些单元未在图1A中示出或者在图1A的描述中考虑。
发送节点10被配置为从天线阵列12向接收无线电节点(未示出并且在下文中简称为“接收节点”)发送传输16。在一些实施例中，传输16例如包括用户数据和/或专用于接收节点的参考信号(例如，LTE实施例中的UE特定参考信号或解调参考信号)。发送节点10被配置为对该传输16进行预编码。就此而言，图1A将发送节点10描绘为包括分别被配置为对一个或多个同时发送的信息流(即，层)20a、20b执行预编码的一个或多个多粒度预编码单元18a、18b。
当发送多于一个的信息流20a、20b(即，传输16是多流传输)时，从多粒度预编码单元18a、18b输出并且目的用于从相同天线单元14的传输的预编码信息流22a、22b利用加法器24组合并被发送给目标天线单元14。在至少一些多流实施例中，发送节点50为多个流20a、20b中的每个执行相同的预编码。然而，在一个实施例中，发送节点50在预编码之前执行流20a、20b(未示出)的固定单一旋转。
不管传输16是单流还是多流，根据本文的实施例的发送节点10有利地在阵列的空间维度中以多个不同粒度级别(即，分辨率)对传输16进行预编码。就此而言，多粒度预编码涉及以粗粒度级别以及更细粒度级别对传输16进行预编码。如下面更全面描述的，粗粒度预编码形成在阵列的空间维度中具有粗粒度的虚拟发送波束，而更细粒度预编码形成在阵列的空间维度内具有更细粒度并且以虚拟发送波束的包络为界的发送波束。
发送节点10使用例如存储在存储器28中的一个或多个码本26来执行这种多粒度预编码。如图1B所示，在一些实施例中，码本26包括不同可能的粗粒度预编码器Xc的粗粒度码本Cc以及不同可能的更细粒度预编码器Xf的更细粒度码本Cf。每个粗粒度预编码器Xc以粗粒度级别以阵列的空间维度为目标，而每个更细粒度预编码器Xf以更细粒度级别以阵列的空间维度为目标。如图1C所示，码本26可替代地或附加地包括不同可能的多粒度预编码器Xmg的多粒度码本Cmg。每个多粒度预编码器Xmg以不同粒度以阵列的空间维度为目标。就此而言，每个多粒度预编码器Xmg因子分解为粗粒度预编码器Xc和更细粒度预编码器Xf。具体而言，每个多粒度预编码器Xmg形成为粗粒度预编码器Xc和与更细粒度级别相关联的更细粒度预编码器Xf的Kronecker积；即其中表示Kronecker积。通过其因子分解的结构，多粒度预编码器Xmg表示粗粒度预编码器Xc和更细粒度预编码器Xf的特定组合。因此，分别应用来自粗粒度和更细粒度码本Cc、Cf的预编码器Xc、Xc等同于应用来自多粒度码本Cmg的对应预编码器Xmg。
不管使用的码本26的数量或类型如何，图1A示出了发送节点的多粒度预编码单元18a、18b中的每个被配置有不同的粗粒度预编码单元30以及更细粒度预编码单元32以用于执行针对一个或多个信息流20a、20b中相应的一个的多粒度预编码。粗粒度预编码单元30使用粗粒度预编码器Xc分别对从天线单元14的不同子阵列34a和34b中的每个子阵列的传输16进行预编码。简要地参考图1D，例如，粗粒度预编码器Xc是经由乘法器36应用的4×1预编码向量，使得第一项Xc(1)对从每个子阵列34a、34b中的最顶端的天线单元14的传输加权，第二项Xc(2)对从每个子阵列34a、34b中的第二天线单元14的传输加权，第三项Xc(3)对从每个子阵列34a、34b中的第三天线单元14的传输加权，并且第四项Xc(4)对从每个子阵列34a、34b中的最底端的天线单元14的传输加权。然而，不管这些粗粒度预编码器Xc的特定组成如何，以这种方式对传输16进行预编码都将子阵列34a和34b虚拟化为不同的相应“辅助”单元38a和38b。也就是说，粗粒度预编码将子阵列34a内的天线单元14虚拟化在一起，并且将子阵列34b内的天线单元14虚拟化在一起，使得天线单元14有效地表现为更少数量的辅助单元38a和38b。
更细粒度预编码单元32使用更细粒度预编码器Xf对从这些不同辅助单元38a和38b的传输进行预编码。如图1D所示，例如，经由乘法器40应用构成2×1预编码向量的更细粒度预编码器Xf，使得第一项Xf(1)对从最顶端的辅助单元38a(从而从子阵列34a内的每个天线单元14)的传输加权。并且第二项Xf(2)对从最底端的辅助单元38b(从而从子阵列34b内的每个天线单元14)的传输加权。例如，在至少一些实施例中，这意味着现在将具有由虚拟化Xc形成的特定波束成形图案的辅助单元38a、38b被预编码器Xf虚拟化以产生最终的波束成形图案。也就是说，Xc建立辅助单元38a、38b的形状并且Xf在辅助单元38a、38b的波束图案内产生更窄的波束。
图2A-2E通过示出可从示例性码本26可实现的不同发送波束来帮助可视化该预编码方法的粒度特性。在该示例中，发送器10被配置为利用构成4×1离散傅里叶变换(DFT)向量的粗粒度预编码器Xc对从图1A中的两个四单元子阵列34a、34b的传输进行预编码，并且利用构成2×1DFT预编码向量的更细粒度预编码器Xf对从两个得到的辅助单元38a、38b的传输进行预编码。
图2A和2B示出了虚拟发送波束42A、42B的两种不同图案，其关于它们覆盖的天顶角在粒度上是粗糙的。虚拟发送波束42A、42B的这两种不同图案可通过用两种不同的可能的粗粒度预编码器Xc对从每个子阵列34a、34b的传输进行预编码来实现。即，图2A示出了选择来自Cc的一个预编码器Xc(或来自Cmg的相应的预编码器Xmg)形成虚拟波束42A的一个图案，而图2B示出了选择来自Cc的不同的预编码器Xc(或来自Cmg的相应的预编码器Xmg)形成虚拟波束42B的不同图案。
图2C和2D示出了关于它们覆盖的天顶角(与粗糙的波束42A、42B相比)粒度更细的不同可能的发送波束44A、44B。这些不同的可能的更细粒度发送波束44A、44B可以通过用不同的可能的更细粒度预编码器Xf对从辅助单元38a、38b的传输进行预编码来实现。更细粒度的发送波束44A具有由图2A中形成的虚拟发送波束42A的包络界定的幅度，而更细的发送波束44B具有由图2B中形成的虚拟发送波束42B的包络界定的幅度。因此，在一些实施例中，通过选择来自Cc和Cf的预编码器的不同组合，或者通过从Cmg选择不同的预编码器，发送器10有效地控制发送波束方向和发送波束幅度两者。这与传统的预编码不同，在传统预编码中，发送器只能通过在不同的发送波束44C(如图2E所示的发送波束)之间进行选择来控制发送波束方向。
一些实施例利用本文中的多粒度预编码及其相关联Kronecker结构来减少参考信号传输所需的传输资源量，从而降低预编码开销。考虑例如图3所示的实施例。
如图3所示，发送节点10在未经预编码的情况下从天线单元14发送全单元参考信号RSfe。因此，这个参考信号RSfe是“全单元”，因为它可以对应于所有可用的天线单元14。在至少一些实施例中，发送节点10通过经由加法器46将全单元参考信号RSfe添加到已经预编码的发送信号来完成这一操作。具体而言，将参考信号的第一符号RSfe(1)添加到预编码的从最顶端的天线单元14的传输，将参考信号的第二符号RSfe(2)添加到次顶端的天线单元14，等等。在至少一些实施例中，全单元参考信号RSfe被映射到与预编码的传输不同的传输资源(例如，LTE中的时间-频率资源元素)。
特别地，发送节点10还使用粗粒度预编码器Xc从不同的子阵列34a、34b发送所谓的辅助单元参考信号RSae，所述粗粒度预编码器Xc可以从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器Xmg因子分解出，以将子阵列34a、34b虚拟化为不同的辅助单元38a、38b。在至少一些实施例中，发送节点10通过经由加法器48将辅助单元参考信号RSae添加到细粒度预编码的发送信号来完成这一操作。具体而言，参考信号的第一符号RSae(1)被添加到从顶部辅助单元38a的预编码传输，并且参考信号的第二符号RSae(2)被添加到底部辅助单元38b。发送节点10将该预编码的辅助单元参考信号RSae发送给接收无线电节点。
实际上，在至少一些实施例中，全单元和辅助单元参考信号是从天线阵列12发送给多个接收无线电节点的公共参考信号。在LTE实施例中，例如，全单元和辅助单元参考信号可以是信道状态信息参考信号(CSI-RS)或小区特定参考信号(CRS)。因此，在这种情况下，辅助单元参考信号RSae与传统的公共参考信号的不同之处在于，辅助单元参考信号RSae被预编码，即使它是公共参考信号。
无论如何，这里的一些实施例通过比发送全单元参考信号更频繁地发送预编码的辅助单元参考信号来减少参考信号开销。并且发送节点10基于从全单元参考信号的先前传输获得的信息来配置辅助单元参考信号的传输。具体而言，发送节点10基于响应于全单元参考信号的传输而接收到的反馈来确定粗粒度预编码器Xc，并且使用该粗粒度预编码器Xc作为用于辅助单元参考信号的传输的天线阵列12的固定的虚拟化。也就是说，发送节点10有效地使用全单元参考信号来在辅助单元参考信号的多次传输上固定虚拟的粗发送波束，并且使用辅助单元参考信号(其具有比全单元参考信号更低的开销)以形成细粒度发送波束。
例如，在一个实施例中，发送节点10在时刻1发送全单元参考信号，并且在时刻2、3、4和5发送辅助单元参考信号。在此过程中，发送节点10基于在时刻1发送全单元参考信号所接收的反馈来确定粗粒度预编码器Xc，然后在时刻2、3、4和5使用相同的粗粒度预编码器Xc对辅助单元参考信号进行预编码。发送节点10在未来的时刻重复该传输图案。因此，通过以比辅助单元参考信号更低的周期性来传输全单元参考信号，与在时刻1、2、3、4和5传输全单元参考信号相比，参考信号传输所需的传输资源量减少了。
在其他实施例中，发送节点10在时间上将预编码的辅助单元参考信号与全单元参考信号交错。例如，发送节点10在时刻1发送全单元参考信号，在时刻2发送辅助单元参考信号，并重复该图案。同样，发送节点10基于从全单元参考信号的先前传输中获得的信息来配置辅助单元参考信号的传输。
根据一种方法，发送节点10实际上基于从全单元参考信号的先前传输获得的粗粒度预编码器Xc重新配置辅助单元参考信号的粗粒度预编码。相反，在另一种方法中，发送节点10配置一组多个不同的辅助单元参考信号，其分别对应于不同的可能的粗粒度预编码器Xc。发送节点10基于来自全单元参考信号的传输的反馈来确定粗粒度预编码器Xc，然后动态地向接收节点分配对应于该粗粒度预编码器Xc的辅助单元参考信号。
除了降低参考信号开销之外，本文的实施例还提高所得到的由接收节点执行的信道估计的质量。实际上，在至少一些实施例中，使用来自粗粒度预编码的虚拟化对辅助单元参考信号进行波束成形，从而导致例如10log10(Nc)的波束成形增益，其中Nc是通过粗粒度预编码虚拟化的天线单元的数量。这将增加辅助单元参考信号的传输资源(例如LTE中的资源单元)上的信号与干扰加噪声(SINR)，并且导致信道估计质量的提高。这继而会导致更少的链路自适应错误和更高的系统性能。
考虑到这些可能的变化，图4示出了根据一些实施例的用于减少参考信号开销的发送节点10和接收无线电节点50之间的交互。如所示，发送节点10在未经预编码的情况下从天线单元14发送全单元参考信号(RS)52(步骤52)。接收节点50从该全单元RS估计信道状态信息(CSI)(步骤54)。在至少一些实施例中，接收节点50基于多粒度码本Cmg或者粗粒度码本Cc和更细粒度码本Cf的组合来完成这一操作，以应用两个粒度级别。然后，接收节点50将估计的CSI报告给发送节点10(步骤56)。CSI可以包括例如用于推荐的多粒度预编码器Xmg的指示符(例如，预编码矩阵索引，PMI)或者粗粒度预编码器Xc和更细粒度预编码器Xf的推荐组合。发送节点10基于接收节点的推荐确定粗粒度预编码器Xc和更细粒度预编码器Xf(步骤58)。
使用该确定的粗粒度预编码器Xc，发送节点10发送辅助单元参考信号(步骤60)。也就是说，辅助单元参考信号是基于推荐的预编码器的粗粒度级来虚拟化的。接收节点50从该辅助单元RS估计CSI(步骤62)。接收节点50基于更细粒度的码本Cf来完成这一操作；即，接收节点50应用更细粒度级别。然后，接收节点50将估计的CSI报告给发送节点10(步骤64)。CSI可以包括例如用于推荐的更细粒度预编码器Xf的指示符(例如，PMI)。发送节点10基于接收节点的推荐来确定更细粒度预编码器Xf(步骤66)。
接下来，发送节点10使用在步骤56中确定的粗粒度预编码器Xc和在步骤66中确定的更细粒度预编码器Xf来对数据传输进行预编码，例如如图1A-1D中所述。也就是说，发送节点10忽略从全单元RS确定的更细粒度预编码器Xf，而采用从具有较低开销的辅助单元RS更近地确定的更细粒度预编码器Xf。最后，发送节点10将该预编码的数据传输发送给接收节点50(步骤70)。
参照图4的上述示例说明了本文的某些实施例，其中发送节点10在不同时间从接收节点50接收“完整”推荐和“部分”推荐。具体而言，发送节点10通过接收针对粗粒度和更细粒度预编码器的推荐而在步骤56中接收完整推荐。该推荐可以包括以下两者中的任一个：例如(i)用于多粒度码本中的多粒度预编码器的指示符(例如，PMI)或者(ii)用于粗粒度码本中的粗粒度预编码器的指示符(例如PMI)和用于更细粒度码本中的更细粒度预编码器的指示符(例如，PMI)。不管它的形式如何，这个推荐是完整的，因为它反映了每个不同的粒度级别。相比之下，发送节点10稍后通过接收仅用于更细粒度预编码器的推荐(即，不反映粗粒度级别的推荐)来接收步骤64中的部分推荐。
利用这些推荐，发送节点10使用来自完整推荐的粗粒度预编码器以及来自部分推荐的更细粒度预编码器来对数据传输进行预编码。发送节点10通过将其最终预编码器选择基于(即考虑)由完整推荐和部分推荐所推荐的预编码器来完成这一操作。然而，在至少一些实施例中，发送节点10被允许考虑但不一定遵照这些推荐。
在上面提到的至少一些实施例中，发送节点10比接收完整推荐更频繁地接收部分推荐。这些实施例遵循从发送辅助单元参考信号比发送全单元参考信号更频繁的实施例。
考虑到这一点，本文的其他实施例可替代地或附加地利用多粒度预编码来减少传送CSI反馈所需的传输资源量和/或减少确定CSI反馈所需的计算复杂度。考虑图5所示的示例性实施例。
如图5所示，接收节点50接收从天线阵列12发送的第一参考信号(步骤72)。基于对第一参考信号的测量，接收节点50生成第一类型的推荐，其推荐多粒度预编码器Xmg或粗粒度预编码器Xc和更细粒度预编码器Xf，其组合(即Kronecker积)对应于多粒度预编码器(步骤74)。根据一些实施例，该第一类型的推荐可以因此被表征为完整的推荐。无论如何，接收节点50将该第一类型的推荐发送给发送节点10(步骤76)。
接收节点50还接收从天线阵列12发送的第二参考信号(步骤78)。基于对该第二参考信号的测量，接收节点50生成推荐更细粒度预编码器Xf的第二类型的推荐(步骤80)。如下所述，该第二种类型的推荐可以被表征为完整推荐或部分推荐。不管其具体形式如何，接收节点将该第二类型的推荐发送给发送节点10(步骤82)。
最后，接收节点50基于第一类型的推荐和第二类型的推荐从天线阵列12接收预编码的数据传输(步骤84)，例如如图1A-1D中所述。
如上所述，在至少一些实施例中，第一参考信号是未经预编码的从天线单元14发送的全单元参考信号，并且第二参考信号是使用粗粒度预编码器从天线单元14的不同子阵列34a、34b发送的辅助单元参考信号。在这种情况下，第二种类型的推荐专门推荐更细粒度预编码器，而不推荐粗粒度预编码器；也就是说，第二种类型的推荐是部分推荐。在至少一些实施例中，辅助单元参考信号专用于接收节点50(例如，LTE中的解调参考信号DMRS)。在其他实施例中，辅助单元参考信号是从天线阵列12发送给多个接收节点的公共参考信号(例如，LTE中的CRS)。在这些后面的实施例中，接收节点50使用粗粒度预编码器对辅助单元参考信号的预编码的传输进行解码。无论如何，从接收节点50的角度来看，这些实施例对应于图4中所示的实施例。
在诸如此类的实施例中，接收节点50还可以比接收全单元参考信号更频繁地接收预编码的辅助单元参考信号。或者，接收节点50可以接收与全单元参考信号在时间上交错的预编码的辅助单元参考信号。
无论如何，在这些和其他实施例中的一个或多个中的接收节点50比发送第一类型的推荐到发送节点10更频繁地向发送节点10发送第二类型的推荐。例如，接收节点50可以在时刻1发送第一类型的推荐，并且在时刻2、3、4和5发送第二类型的推荐，例如，基于从时刻1起约束预编码器使用最近可用的粗粒度预编码器。因此，只有更细粒度预编码器被导出。无论如何，第二种类型的推荐专门推荐了更细粒度预编码器，而不是粗粒度预编码器，这减少了发送CSI反馈所需的传输资源量。因此，在第二参考信号是比作为全单元参考信号的第一参考信号更频繁地发送的辅助单元参考信号的实施例中，来自参考信号传输和CSI反馈两者的传输资源开销得以减少。
然而，其他实施例减少了发送CSI反馈所需的传输资源量，而不一定减少发送参考信号所需的传输资源量。在这些实施例中，与图4中所示的实施例相反，第一参考信号和第二参考信号都是未经预编码的从天线单元14发送的全单元参考信号。因此，从辅助单元参考信号的传输中不能实现开销减少。但是接收节点50生成第二种类型的推荐以专门推荐更细粒度预编码器，而不推荐粗粒度预编码器。因此，尽管在步骤76中接收节点50基于全单元参考信号的测量来推荐粗粒度预编码器，但是接收节点50在步骤84中并不基于对另一全单元参考信号的测量来推荐粗粒度预编码器。也就是说，这种情况下的第一种类型的推荐等于上述的完整推荐，而第二种类型的推荐等于上述的部分推荐。由此，由于在步骤84处不需要发送关于部分推荐中的粗粒度预编码器的反馈，因此该方法而节省了由于CSI反馈导致的传输资源开销。相反，发送节点10将基于最近推荐的(例如如步骤76中推荐的)粗粒度预编码器对步骤86中的传输进行预编码。
在至少一些实施例中，该方法还降低了接收节点50为确定反馈给发送节点10的CSI所需的计算复杂度。事实上，当生成第二种类型的推荐作为部分推荐时，接收节点50不需要确定向发送节点10推荐哪个粗粒度预编码器。相反，接收节点50只需要关注自己推荐一个或多个更细粒度预编码器。
还有其他实施例减少了接收节点50确定反馈给发送节点10的CSI所需的计算复杂度，而不减少发送参考信号或CSI反馈所需的传输资源量。在这些实施例中，同样，第一和第二参考信号都是未经预编码的从天线单元14发送的全单元参考信号。因此，从辅助单元参考信号的传输中不能实现开销减少。此外，接收节点50生成第二类型的推荐以推荐多粒度码本中的多粒度预编码器或者粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器。也就是说，接收节点50生成第一和第二类型的推荐作为完整的推荐，这意味着这些实施例不减少向发送节点10发送CSI反馈所需的传输资源量。
然而，接收节点50以需要比生成第一类型的推荐所需的更少计算复杂度的方式来生成第二类型的推荐。首先，接收节点50避免重新评估推荐哪个粗粒度预编码器。相反，接收节点50简单地从第一种类型的推荐(在步骤74中生成)(即由其反映)推荐相同的粗粒度预编码器。这有效地减少了接收节点的预编码器搜索空间，从而有利地降低了计算复杂度。
此外，本文的其他实施例附加地或替代地利用多粒度预编码以便使预编码码本26适于不同的传播环境。考虑例如图6所示的使用码本子集限制的实施例。
如图6所示，发送节点10配置接收节点50将接收节点50从中选择以向发送节点10推荐的预编码器限于预编码器的某个子集。因此，接收节点50不能推荐任何其他预编码器。选择所限于的子集包括码本26(例如，Cc或Cmg)中与所指示的一个或多个粗粒度预编码器对应的那些预编码器。发送节点10通过向接收节点50发送指示选择所限于的一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制(CSR)信令来执行此操作(步骤90)。
例如，在接收节点50从粗粒度码本Cc中选择的情况下，信令在该码本Cc中指示允许接收节点50从中选择的不同的粗粒度预编码器Xc。作为另一示例，在接收节点50从多粒度码本Cmg中选择的情况下，信令指示从码本Cmg选择的多粒度预编码器Xmg必须因子分解成的不同粗粒度预编码器Xc。也就是说，接收节点50所限制的子集中的每个多粒度预编码器Xmg必须因子分解成(即，对应于)由信令指示的粗粒度预编码器Xc中的任何一个。
无论如何，基于该信令，接收节点50将接收节点50从中选择以向发送节点10推荐的预编码器限于码本26中与所指示的一个或多个粗粒度预编码器对应的预编码器的子集(步骤92)。然后，接收节点50向发送节点10发送根据该限制选择的推荐的预编码器(步骤94)。最后，接收节点50基于推荐的预编码器从天线阵列12接收预编码的数据传输(步骤96)。就此而言，发送节点10可以考虑但不一定遵照接收节点的推荐。
因为粗粒度预编码器在来自发送节点10的潜在辐射功率图案上定义了上掩模，所以在该粗粒度级别上限制码本选择有效地控制从发送节点10在不同方向上辐射多少功率。因此，至少在一些实施例中，发送节点10选择限制预编码器选择的粗粒度预编码器，以便动态地控制由发送节点10辐射的功率的方向和量。因此，这是使码本26适于某个传播环境的有效方式。实际上，发送节点10可以禁止接收节点50选择或推荐在某些方向上产生有害干扰的某些预编码器。
因此，一般来说，本文的码本26不必像传统那样最大化接收节点的预期SNR；相反，码本26包括具有可用于以其他方式提高系统性能的某些特性的预编码器。
替代地或附加地，以粗粒度级别定义的码本子集限制信令有利地降低了这种信令所需的传输资源量。例如，通过发信令通知相应的粗粒度预编码器的信令(而不是通过发信令通知针对这些多粒度预编码器本身的更大数量的索引)来实现时，发信令通知选择所限于的多粒度预编码器的某个子集需要更少的传输资源。
无论如何，注意到上述码本子集限制信令实施例与采用全单元参考信号的实施例工作地很好。就此而言，至少一些实施例中的接收节点50被配置为接收从天线单元14发送而无预编码的全单元参考信号。基于对全单元参考信号的测量，在一个实施例中，接收节点50选择多粒度码本Cmg中的多粒度预编码器Xmg作为推荐的预编码器，该预编码器来自码本中因子分解为由码本子集限制信令指示的一个或多个粗粒度预编码器中的任何一个的多粒度预编码器的子集中。或者，另一个实施例中的接收节点50选择粗粒度码本Cc中的粗粒度预编码器Xc作为推荐的预编码器，该预编码器来自由码本子集限制信令指示的一个或多个粗粒度预编码器中。然后，接收节点50发送该推荐给发送节点10。
当然，虽然本文的各种图示出了具有带有特定数量的天线单元14的天线阵列12的多粒度预编码，但本文的实施例同样可扩展到具有不同数量的天线单元14的阵列。
而且，如本文中所描述的阵列的空间维度可以是空间域中的任何维度，无论是水平的、垂直的还是其他。
另外，本文的天线阵列12还可以包括与天线单元14空间对齐并且彼此空间对齐但是与单元14交叉极化的附加天线单元。在至少一些实施例中，来自这些交叉极化的单元的传输以与上述类似的方式进行。
此外，请注意，本文使用的天线单元是非限制性的，因为其可以指传输信号到物理天线单元的任何虚拟化(例如，线性映射)。例如，物理天线单元的组可以被馈送以相同的信号，并且因此在接收器处观察时共享相同的虚拟天线端口。因此，接收器不能区分和测量来自一同虚拟化的单元组内的每个单独天线单元的信道。因此，术语“天线单元”、“天线端口”或简称为“端口”在本文应被认为是可互换的，并且可以指物理单元或端口或虚拟化单元或端口。
还要注意，这里的预编码器可以形成应用于发送信号的总体预编码器的全部或仅仅一部分。图7示出根据这些实施例中的至少一些实施例的总体预编码。
如图7所示，预编码单元98接收输入数据，例如要发送的信息符号，并且它包括响应于来自预编码控制器102的秩控制信号的层处理单元100。取决于正在使用的传输秩，输入数据被放置到一个或多个空间复用层上，并且相应的符号向量被输入到预编码器104。
携带符号向量s的信息乘以NT x r预编码矩阵W，W用于在NT(对应于NT个天线单元)维向量空间的子空间中分布发送能量。s中的r个符号各自对应于一个层，r被称为传输秩。以这种方式，由于可以在相同的时间/频率资源元素(TFRE)上同时发送多个符号，因此实现了空间复用。符号数量r通常适合于当前的信道特性。
在任何情况下，预编码器104将预编码信号输出到附加处理106，附加处理106在将信号提供给与天线阵列12相关联的多个天线单元108之前对信号进行处理。在至少一些实施例中，例如针对诸如LTE的基于OFDM的传输方案，该附加处理106包括快速傅立叶逆变换(IFFT)处理单元。在其他示例性实施例中，诸如基于CDMA的那些实施例中，附加处理106涉及将信号与扩频序列相乘。
现在将描述本文的预编码器仅形成总体预编码器W的一部分的实施例的一个示例，作为具体示例。
通常，可以使用因子分解预编码器结构，使得W＝W1W2。在一个实施例中，该总体预编码器适于2N单元的1D天线阵列。第一预编码器W1是针对长期信道特性的宽带预编码器，并且第二预编码器W2是针对短期信道特性/极化之间的共相的频率选择性预编码器。用于两个预编码器中的每个的预编码器矩阵指示符(PMI)可由接收节点提供，从有限的一组可用预编码器(码本)中选择每个预编码器。两个预编码器中的每个预编码器的PMI报告都可以配置以不同的频率粒度。注意，作为宽带预编码器的W1的标记和作为频率选择性预编码器的W2的标记仅仅描述了因子分解预编码器结构的典型使用情况，应该视为非限制性的。
在一些实施例中，宽带预编码器具有以N个交叉极化天线(即天线单元的数量为2N)的均匀1D天线阵列为目标的块对角线结构。利用这种结构，相同的Nx1预编码器X被应用于两个极化中的每一个。
在一个或多个实施例中，预编码器X构成上述多粒度预编码器Xmg。也就是说，预编码器X是借助于粗粒度预编码器Xc和更细粒度预编码器Xf之间的Kronecker积构造的。这个实施例中的这些预编码器是向量。在一个实施例中，例如，这些向量是离散傅立叶变换(DFT)向量。电就是说，预编码器是基于DFT的预编码器，实现了波束网格码本，向接收节点50提供指向不同方向的波束。DFT向量可以具有项，使得更细粒度向量被描述为
其中Qf是整数过采样因子，控制更细粒度码本中可用的波束数量并且Nf对应于DFT向量的长度。类似地，DFT向量可以具有项，使得粗粒度向量被描述为
其中Qc是整数过采样因子，控制粗粒度码本中可用的波束数量，并且Nc对应于DFT向量的长度。总的预编码器X被创建为本文描述的无论如何，DFT向量长度的乘积等于沿着阵列的空间维度对齐的天线单元的数量。也就是说，向量的创建使得NfNc＝N。这意味着X将具有长度N，这又意味着W1对应于2N个端口。注意，结合属性适用于Kronecker积；即这意味着没有必要指定二元Kronecker积运算的优先顺序。
在另一个实施例中，向量不限于具有DFT结构。频率选择预编码器W2则可以例如对于秩1被定义为
其中并且P＝4。在这种情况下，所得到的总体预编码器变为
注意，在本文中还可构想其他构建W2的方法。
在一个变型中，宽带预编码器是
其中
在这种情况下，是每列对应于来自先前描述的基于DFT的Kronecker码本的预编码器的多列矩阵。
注意，上面的示例仅仅是如何构造本实施例中的宽带预编码器的说明性示例；在这种情况下，通过将的列设置为具有相邻lf索引的Kronecker码本的预编码器。这不应被视为限制。相反，在一般情况下，宽带预编码器可以通过将列设置为Kronecker码本中的任何预编码器来构建，而不仅仅是具有相邻lf索引的预编码器。
无论如何，然后，W2可以扩展为由选择中的一个预编码器的选择向量组成的高矩阵(除了在一些实施例中改变极化之间的相位之外)，这与W2如何针对LTE Rel.12标准中的8TX码本定义是一致的。
考虑一个简单的示例，其中天线阵列是交叉极化天线单元的垂直天线阵列。在这个示例中，天线阵列由变量Mv＝8和Mp＝2来描述，其中Mv＝8指示天线阵列在垂直维度上具有八个天线单元，并且Mp＝2指示天线阵列在极化(非空间)维度中具有两个天线单元。因此天线单元的总数M＝MvMp＝16。在本文的一个实施例中，可以用Nf＝2和Nc＝4来定义多粒度预编码器，从而产生在至少一些实施例中，Xc是被配置用于2D天线阵列的垂直维度的预编码器，并且Xf是被配置用于2D天线阵列的水平维度的预编码器，但是那些预编码器仍然如上所述被应用到1D天线阵列。因此，可以说诸如此类的实施例将较高维度的Kronecker结构码本应用于较低维度的天线阵列，以便将维度降低用于在空间域中将天线单元一起组合为子组。换言之，码本在相对于天线阵列的空间维度的空间域中是超维度的。在任何情况下，对于这个示例，Xf将具有长度2并且Xc将具有长度4，这意味着总共将有16个单元(每个极化8个单元)。可以应用码本以使得被连接到1D天线阵列，其中X(1)对应于阵列的最顶端的天线单元，X(2)对应于次顶端天线单元等等，如图8所示。以这种方式，将虚拟化Xc应用于1D天线阵列中的子阵列，并且将CSI-RS用于所得到的天线单元，如X1(1)和X1(2)所示。图8中仅示出了一种极化，但在另一种极化中也将采用相同的做法。
在另一个实施例中，在全单元(16个单元)CSI-RS上使用码本子集限制，以减少可能的Xc预编码器的数量。这可能是有益的，以减少先前实施例中所需的辅助单元(4个单元)CSI-RS的数量。在另一个实施例中，Qc＜Qf以创建相对较少数量的可能Xc向量。因此，这将需要相对较少的4个端口CSI-RS。另一方面，Xf将具有更细粒度。
在另一个实施例中，CSI-RS被定义为使得接收节点50动态地在测量所描述的16个单元CSI-RS(假设码本为)和与相关联的码本x(f)＝xf对应的4个端口CSI-RS之间切换。因此，针对不同预编码器Xc、Xf的PMI报告配置有不同的时间分辨率。
在至少一些实施例中本文的码本26可被参数化以(至少)使码本26适用于发送节点10的不同天线阵列配置。在一个实施例中，例如，一个或多个参数化码本26定义了不同的可能的粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的集合。定义码本26的参数可以从发送节点10发信令通知给接收节点50。这些参数可以以预编码器的长度的形式从发送节点10发信令通知给接收节点50。例如，可以通过发信令通知DFT向量长度的值，即参数(Nf，Nc)，来发信令通知先前描述的码本。在另一个实施例中，也发信令通知对应的过采样因子(Qf，Qc)。
无论如何，可参数化码本26的参数被发信令通知给接收节点50。信令可以通过例如，无线电资源控制(RRC)、MAC首部元素或动态使用物理下行链路控制信道来实施。接收节点50知道适用于发信令通知的参数的码本26的一般结构。基于此并且基于发信令通知的参数，接收节点50可以确定实际预编码器码本26中的组成预编码器。
本文的实施例也适用于对从阵列12的小区关联参考信号(例如，发现参考信号DRS)的传输进行预编码。在一个实施例中，对于多个可能的粗粒度预编码器中的每一个，发送无线电节点10使用从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解的该粗粒度预编码器对从不同子阵列34a、34b中的一个或多个子阵列的小区关联参考信号进行预编码，以将子阵列34a、34b虚拟化为不同的辅助单元38a、38b。然后，发送无线电节点10发送预编码的小区关联参考信号以用于接收无线电节点50进行小区选择。
在一些实施例中，发送无线电节点10控制可用于服务接收无线电节点50的多个小区中的一个。其他发送无线电节点也发送小区关联参考信号。接收无线电节点50比较从不同发送无线电节点发送的小区关联参考信号上的接收功率。基于该比较，接收无线电节点50被分配给服务发送无线电节点或服务小区。
在一些实施例中，以这种方式发送用于小区关联的一组波束成形的参考信号有利地降低了用于小区搜索的下行链路参考信号开销。事实上，通过如上所述发送小区关联参考信号，小区关联参考信号的波束仅粗略地对应于由发送无线电节点10使用的码本26中的预编码器的波束集合。如图2A-2E的例子所示，具有相同粗粒度预编码器的码本26中的波束集合将位于辅助单元38的波束的包络(的缩放版本)内，即，通过将天线单元14的组与粗粒度虚拟化Xc组合而得到的波束图案。这意味着，针对每个可能的粗粒度预编码器Xc，将小区关联参考信号设置为辅助单元38a、38b的波束图案，使得小区关联参考信号的接收功率对应于接收无线电节点50利用来自由发送无线电节点10使用的码本26的波束将获得的接收功率。这样，接收无线电节点50能够利用粗预编码的小区关联参考信号来选择能够向接收无线电节点50提供用于数据传输的最佳可能波束的服务小区。然而，发送这个相对较少数量的粗预编码的小区关联参考信号的开销低于如果码本中的每个波束均作为小区关联参考信号发送的情况。
注意，尽管来自3GPP LTE的术语已经在本公开中用于例示本文的实施例，但是这不应该被视为将实施例的范围仅限于上述系统。其他无线系统，包括WCDMA、WiMax、UMB和GSM，也可以从本文的实施例中受益。
注意，这里的发送节点10和接收节点50可以对应于被配置为发送无线电信号并以其他方式以所描述的方式进行交互的任何节点对。然而，在一个实施例中，发送节点10包括基站(例如，LTE中的eNodeB)或中继节点，而接收节点包括无线通信设备(例如LTE中的UE)。
诸如eNodeB和UE之类的术语应该被认为是非限制性的，并且特别不意味着两者之间的特定等级关系；通常“eNodeB”可以被认为是设备1并且“UE”可以被认为是设备2，并且这两个设备通过某个无线电信道相互通信。本文中，我们也关注下行链路中的无线传输，但是本文中的实施例同样适用于上行链路。
在一些实施例中，使用非限制性术语UE。本文的UE可以是能够通过无线电信号与网络节点或另一UE进行通信的任何类型的无线设备。UE还可以是无线电通信设备、目标设备、设备到设备(D2D)UE、机器类型UE或能够进行机器对机器(M2M)通信的UE、配备有UE的传感器、iPAD、平板电脑、移动终端、智能手机、嵌入式笔记本电脑(LEE)、笔记本电脑安装设备(LME)、USB加密狗、客户端设备(CPE)等。
同样在一些实施例中，使用通用术语“无线电网络节点”或简称为“网络节点(NW节点)”。它可以是包括基站、无线电基站、基站收发器、基站控制器、网络控制器、演进节点B(eNB)、节点B、多小区/多播协调实体(MCE)、中继节点、接入点、无线接入点、远端射频单元(RRU)、远端射频头(RRH)、或甚至是核心网络节点等的任何种类的网络节点。
鉴于上述修改和变化，本领域技术人员将认识到，本文的发送无线电节点10总体上执行图9所示的方法110，用于对从包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化的天线单元14的一维天线阵列12的传输进行预编码。方法110包括使用可以从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器因子分解出的粗粒度预编码器对从天线单元14的不同子阵列34a、34b中的每一个的传输进行预编码，以将子阵列34a、34b虚拟化为不同的辅助单元38a、38b(方框112)。方法110还包括使用也可以从多粒度预编码器因子分解出的更细粒度预编码器对从不同辅助单元38a、38b的传输进行预编码(方框114)。多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积。粗粒度预编码器和更细粒度预编码器被表示在用于预编码的一个或多个码本内。
本领域的技术人员将认识到，本文的接收无线电节点50总体上执行图10所示的方法116，用于从包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元14的一维天线阵列12接收传输，该一维天线阵列12，其中天线阵列12与发送无线电节点10相关联。方法116包括接收从天线阵列12发送的第一参考信号(方框118)。方法116还包括基于对第一参考信号的测量来生成第一类型的推荐(方框120)。该第一种类型的推荐推荐以下任一：(i)在以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度码本中的多粒度预编码器，码本中的每个多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积；或者(ii)粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器，其组合对应于以不同粒度定位阵列的空间维度的多粒度预编码器。然后，方法116包括将第一类型的推荐发送给发送无线电节点(方框122)。方法116还包括接收从天线阵列12发送的第二参考信号(方框124)。该方法包括基于对第二参考信号的测量，生成推荐可从多粒度预编码器因子分解出的更细粒度预编码器的第二类型的推荐(方框126)。然后，方法116包括将第二类型的推荐发送给发送无线电节点10(方框128)。最后，该方法包括从天线阵列接收基于第一类型和第二类型的推荐预编码的数据传输(方框130)。
如图11所示，本文中的实施例还包括用于从包括在阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元14的一维天线阵列12接收传输的方法132。方法132由接收无线电节点50执行。方法132包括从发送无线电节点接收指示一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制信令，每个粗粒度预编码器可以与更细粒度预编码器一起从以多粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器因子分解出(方框134)。多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积。基于该信令，方法132包括将接收无线电节点50从中选择用于向发送无线电节点10推荐的预编码器限于码本26中与所指示的一个或多个粗粒度预编码器对应的预编码器的子集(方框136)。方法132还包括向发送无线电节点10发送根据限制选择的推荐预编码器(方框138)。最后，方法132包括从天线阵列12接收基于推荐的预编码器进行预编码的数据传输(方框140)。
图12示出根据本文的一个或多个实施例配置的示例发送无线电节点10(例如，基站)。发送无线电节点10包括用于经由天线阵列12与接收无线电节点50进行通信的一个或多个通信接口142。一个或多个通信接口也可以与无线通信网络中的其他节点接口。然而，为了与接收无线电节点50进行通信，接口142可以包括收发器电路，该收发器电路例如包括根据LTE或其他已知标准进行操作的发送器电路和接收器电路。发送无线电节点10还包括处理电路144，其可以包括一个或多个处理器、硬件电路、固件或其组合。存储器146可以包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器设备。用于控制发送节点10的操作的程序代码存储在诸如只读存储器或闪存的非易失性存储器中。在操作期间生成的临时数据可以存储在随机存取存储器中。存储在存储器中的程序代码在由处理电路执行时使处理电路执行上面所示的方法。
图12示出了根据一个示例性实施例的处理电路144的主要功能组件。功能组件包括粗粒度预编码单元148和更细粒度预编码单元150，例如，如图1A-1D中所描绘的。在一个实施例中，这些单元每个包括由存储在存储器中的程序代码配置的可编程电路，以执行它们相应的功能。在其他实施例中，一个或多个功能组件可全部或部分地由硬件电路实现。无论如何，这些单元被共同配置为执行图9中的方法。
同样鉴于上述修改和变化，本领域技术人员将认识到，图11示出根据本文的一个或多个实施例配置的示例性接收无线电节点50。接收无线电节点50包括用于与发送无线电节点10一个或多个天线通信的一个或多个通信接口152。接口152可以包括收发器电路，收发器电路例如包括根据LTE或其他已知标准进行操作的发送器电路和接收器电路。接收无线电节点50还包括处理电路154，其可以包括一个或多个处理器、硬件电路、固件或其组合。存储器156可以包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器设备。用于控制接收无线电节点50的操作的程序代码被存储在诸如只读存储器或闪存的非易失性存储器中。在操作期间生成的临时数据可以存储在随机存取存储器中。存储在存储器中的程序代码在由处理电路执行时使处理电路执行上面所示的方法。
图13示出了根据不同实施例的处理电路154的主要功能组件。在一个示例性实施例中，功能组件包括接收单元158、推荐单元160和发送单元162。在一个实施例中，这些单元每个包括由存储在存储器中的程序代码配置的可编程电路，以执行它们相应的功能。在其他实施例中，一个或多个功能组件可全部或部分地由硬件电路实现。无论如何，这些单元被共同配置为执行图10中的方法。在另一个实施例中，相反，功能组件包括接收单元164、码本子集限制单元166和发送单元168。此外，在一个实施例中，这些单元每个包括由存储在存储器中的程序代码配置的可编程电路，以执行它们相应的功能。在其他实施例中，一个或多个功能组件可全部或部分地由硬件电路实现。无论如何，这些单元被共同配置为执行图11中的方法。
本文的实施例还包括包含指令的计算机程序，所述指令在由无线电节点10、15的至少一个处理器执行时使无线电节点执行本文中的任何方法。在一个或多个实施例中，包含计算机程序的载体是电子信号、光学信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一个。
当然，本发明可以在不脱离本发明的基本特征的情况下以除了在此具体阐述的方式之外的其它方式来执行。本发明的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的，并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化都旨在被包含在其中。

Claims (28)

1.一种用于对一维天线阵列(12)的传输进行预编码的方法，所述一维天线阵列包括在所述阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)，所述方法由发送无线电节点(10)执行以对向接收无线电节点(50)的传输进行预编码，其特征在于：
使用粗粒度预编码器对从所述天线单元(14)的不同子阵列(34a、34b)中的每个子阵列的传输进行预编码，所述粗粒度预编码器能够从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，以将子阵列(34a、34b)虚拟化为不同的辅助单元(38a、38b)；以及
使用更细粒度预编码器对从不同辅助单元(38a、38b)的传输进行预编码，所述更细粒度预编码器也能够从所述多粒度预编码器中因子分解出，其中所述多粒度预编码器包括所述粗粒度预编码器和所述更细粒度预编码器的Kronecker积，并且其中所述粗粒度预编码器和所述更细粒度预编码器被包括在用于所述预编码的一个或多个码本内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输包括用户数据或专用于所述接收无线电节点(50)的参考信号。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征还在于：
在未经预编码的情况下从所述天线单元(14)发送全单元参考信号；
使用粗粒度预编码器对从所述天线单元(14)的不同子阵列(34a、34b)中的每个子阵列的辅助单元参考信号的传输进行预编码，所述粗粒度预编码器能够从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，以将所述子阵列(34a、34b)虚拟化为不同的辅助单元(38a、38b)；以及
将预编码的辅助单元参考信号发送给所述接收无线电节点(50)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述全单元参考信号和所述辅助单元参考信号是从所述天线阵列(12)发送给多个接收无线电节点的公共参考信号。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的方法，其中发送预编码的辅助单元参考信号包括：比发送所述全单元参考信号更频繁地发送所述预编码的辅助单元参考信号。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中发送预编码的辅助单元参考信号包括：在时间上将所述预编码的辅助单元参考信号与所述全单元参考信号交错。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征还在于，在不同的时间从所述接收无线电节点(50)接收推荐粗粒度预编码器和更细粒度预编码器两者的完整推荐，以及仅推荐更细粒度预编码器的部分推荐，并且其中所述预编码使用来自所述完整推荐的粗粒度预编码器和来自所述部分推荐的更细粒度预编码器两者。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征还在于比接收完整推荐更频繁地接收部分推荐。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征还在于，通过向所述接收无线电节点(50)发送指示一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制信令，配置所述接收无线电节点(50)以将所述接收无线电节点(50)从中选择用于向所述发送无线电节点(10)推荐的预编码器限于码本中与所述一个或多个粗粒度预编码器相对应的预编码器的子集。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征还在于，对于多个可能的粗粒度预编码器中的每一个：
使用能够从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器因子分解出的该粗粒度预编码器，对从所述不同子阵列(34a、34b)中的一个或多个子阵列的小区关联参考信号的传输进行预编码，以将所述子阵列(34a、34b)虚拟化为不同的辅助单元(38a、38b)；以及
从所述不同子阵列(34a、34b)中的一个或多个子阵列发送预编码的小区关联参考信号以用于所述接收无线电节点(50)进行小区选择。
11.一种用于从一维天线阵列(12)接收传输的方法，所述一维天线阵列具有在所述阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)，其中所述天线阵列(12)与发送无线电节点(10)相关联，其中所述方法由接收无线电节点(50)执行，并且其特征在于：
接收从所述天线阵列(12)发送的第一参考信号；
基于对所述第一参考信号的测量，生成第一类型的推荐，所述第一类型的推荐推荐以下任一：
以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度码本中的多粒度预编码器，每个多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积；或者
粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器，其组合对应于以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器；
将所述第一类型的推荐发送给所述发送无线电节点(10)；
接收从所述天线阵列(12)发送的第二参考信号；
基于对所述第二参考信号的测量，生成第二类型的推荐，所述第二类型的推荐推荐能够从所述多粒度预编码器因子分解出的更细粒度预编码器；
将所述第二类型的推荐发送给所述发送无线电节点(10)；以及
从所述天线阵列(12)接收基于所述第一类型的推荐和所述第二类型的推荐进行预编码的数据传输。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一参考信号是未经预编码的从所述天线单元(14)发送的全单元参考信号，并且所述第二参考信号是使用能够从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出的粗粒度预编码器从所述天线单元(14)的不同子阵列(34a、34b)发送的辅助单元参考信号，以将子阵列(34a、34b)虚拟化为不同的辅助单元(38a、38b)，其中所述第二种类型的推荐专门推荐更细粒度预编码器，而不推荐粗粒度预编码器。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征还在于，比接收所述全单元参考信号更频繁地接收预编码的辅助单元参考信号。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，其特征还在于，接收与所述全单元参考信号在时间上交错的预编码的辅助单元参考信号。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的方法，其特征还在于，比向所述发送无线电节点(10)发送所述第一类型的推荐更频繁地向所述发送无线电节点(10)发送所述第二类型的推荐。
16.根据权利要求11或15所述的方法，其中所述第一参考信号和所述第二参考信号两者都是未经预编码从所述天线单元(14)发送的全单元参考信号，并且其中所述生成所述第二类型的推荐包括：生成所述第二类型的推荐以专门推荐更细粒度预编码器，而不推荐粗粒度预编码器。
17.根据权利要求11或15中任一项所述的方法，其中所述第一参考信号和所述第二参考信号都是未经预编码从所述天线单元(14)发送的全单元参考信号，并且其中生成所述第二类型的推荐包括生成所述第二类型的推荐以推荐以下任一：
多粒度码本中的多粒度预编码器，其中所述多粒度预编码器因子分解为来自所述第一推荐的粗粒度预编码器；或者
粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器，其中所述粗粒度预编码器是来自所述第一类型的推荐的粗粒度预编码器。
18.一种用于从一维天线阵列(12)接收传输的方法，所述一维天线阵列包括在所述阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)，其中所述天线阵列(12)与发送无线电节点(10)相关联，其中所述方法由接收无线电节点(50)执行，并且其特征在于：
从所述发送无线电节点(10)接收指示一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制信令，每个粗粒度预编码器能够与更细粒度预编码器一起从以不同粒度以阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，其中多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积；以及
基于所述信令，将所述接收无线电节点(50)从中选择用于向所述发送无线电节点(10)推荐的预编码器限于码本中与所指示的一个或多个粗粒度预编码器相对应的预编码器的子集；
向所述发送无线电节点(10)发送根据所述限制而选择的推荐的预编码器；以及
从所述天线阵列(12)接收基于所述推荐的预编码器进行预编码的数据传输。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征还在于：
接收从所述天线单元(14)发送的未经预编码的全单元参考信号；
基于对所述全单元参考信号的测量，选择所述推荐的预编码器作为以下任一：
多粒度码本中的多粒度预编码器，来自所述码本中因子分解成由所述码本子集限制信令指示的一个或多个粗粒度预编码器中的任一个的多粒度预编码器的子集；或者
粗粒度码本中的粗粒度预编码器，来自由所述码本子集限制信令指示的一个或多个粗粒度预编码器；以及
将所述推荐发送给所述发送无线电节点(10)。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的方法，其中所述粗粒度预编码器和所述更细粒度预编码器是离散傅里叶变换DFT向量，其中所述DFT向量的长度的乘积等于沿所述阵列的空间维度对齐的所述天线单元(14)的数量。
21.一种发送无线电节点(10)，被配置为对从一维天线阵列(12)到接收无线电节点(50)的传输进行预编码，其中所述天线阵列(12)包括在所述阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)，所述发送无线电节点(10)被配置为：
使用粗粒度预编码器对从所述天线单元(14)的不同子阵列(34a、34b)中的每个子阵列的传输进行预编码，所述粗粒度预编码器能够从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，以将所述子阵列(34a、34b)虚拟化为不同的辅助单元(38a、38b)：以及
使用也能够从所述多粒度预编码器因子分解出的更细粒度预编码器来对从不同辅助单元(38a、38b)的传输进行预编码，其中所述多粒度预编码器包括所述粗粒度预编码器和所述更细粒度预编码器的Kronecker积，并且其中所述粗粒度预编码器和所述更细粒度预编码器被包括在用于所述预编码的一个或多个码本内。
22.根据权利要求21所述的发送无线电节点，被配置为执行权利要求2至10和20中任一项所述的方法。
23.一种接收无线电节点(50)，被配置为从一维天线阵列(12)接收传输，所述一维天线阵列具有在所述阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)，其中所述天线阵列(12)与发送无线电节点(10)相关联，其中所述接收无线电节点(50)被配置为：
接收从所述天线阵列(12)发送的第一参考信号；
基于对所述第一参考信号的测量，生成第一类型的推荐，所述第一类型的推荐推荐以下任一：
以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度码本中的多粒度预编码器，每个多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积；或者
粗粒度码本中的粗粒度预编码器和更细粒度码本中的更细粒度预编码器，其组合对应于以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器；
将所述第一类型的推荐发送给所述发送无线电节点(10)；
接收从所述天线阵列(12)发送的第二参考信号；
基于对所述第二参考信号的测量，生成第二类型的推荐，所述第二类型的推荐推荐能够从所述多粒度预编码器因子分解出的更细粒度预编码器而不推荐粗粒度预编码器；
将所述第二类型的推荐发送给所述发送无线电节点(10)；以及
从所述天线阵列(12)接收基于所述第一类型的推荐和所述第二类型的推荐进行预编码的数据传输。
24.根据权利要求23所述的接收无线电节点，被配置为执行根据权利要求12至17和20中任一项所述的方法。
25.一种接收无线电节点(50)，被配置为从一维天线阵列(12)接收传输，所述一维天线阵列具有在所述阵列的唯一空间维度中对齐的共极化天线单元(14)，其中所述天线阵列(12)与发送无线电节点(10)相关联，其中所述接收无线电节点(50)被配置为：
从所述发送无线电节点(10)接收指示一个或多个粗粒度预编码器的码本子集限制信令，每个粗粒度预编码器能够与更细粒度预编码器一起从以不同粒度以所述阵列的空间维度为目标的多粒度预编码器中因子分解出，其中多粒度预编码器包括粗粒度预编码器和更细粒度预编码器的Kronecker积；以及
基于所述信令，将所述接收无线电节点(50)从中选择用于向所述发送无线电节点(10)推荐的预编码器限于码本中与所指示的一个或多个粗粒度预编码器相对应的预编码器的子集；
向所述发送无线电节点(10)发送根据所述限制选择的推荐的预编码器；以及
从所述天线阵列(12)接收基于推荐的预编码器进行预编码的数据传输。
26.根据权利要求25所述的接收无线电节点，被配置为执行根据权利要求19至20中任一项所述的方法。
27.一种包括指令的计算机程序，所述指令在由无线电节点(10、50)的至少一个处理器执行时使所述无线电节点(10、50)执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。
28.一种载体，包含根据权利要求27所述的计算机程序，其中所述载体是电子信号、光学信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。
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