CN110178326B - 用于在无线通信系统中报告信道状态信息的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方面涉及一种用于在无线通信系统中报告终端的信道状态信息(CSI)的方法,并且该方法可以包括以下步骤:通过多个面板测量从基站发送的CSI‑参考信号(RS);和将基于测量CSI‑RS而生成的CSI报告给基站,其中,当终端报告用于多个面板的宽带(WB)面板校正器和子带(SB)面板校正器作为CSI时,使用不同的位宽报告WB面板校正器和SB面板校正器。

Description

用于在无线通信系统中报告信道状态信息的方法和设备
技术领域
本发明涉及无线通信系统,并且更具体地,涉及用于报告信道状态信息的方法和执行/支持此方法的设备。
背景技术
移动通信系统已发展成在确保用户的活动的同时提供语音服务。然而,移动通信系统的服务覆盖甚至已扩展到数据服务以及语音服务。现今,业务的爆炸式增长已经导致资源的短缺和用户对高速服务的需求,从而需要更先进的移动通信系统。
下一代移动通信系统的要求可以包括支持巨大的数据流量、每个用户传送速率的显著增加、显著增加的连接设备的数目的容纳、非常低的端到端延迟以及高能量效率。为此,对各种技术(诸如双连接、大规模多输入多输出(MIMO)、带内全双工、非正交多址(NOMA)、对超宽带的支持以及设备联网)进行了研究。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是为了提供一种用于发送/接收信道状态信息(CSI)的方法。
此外,本发明的目的提供一种用于发送/接收控制配置信息的方法,该控制配置信息被发送以支持终端的信道状态信息的传输/接收。
此外,本发明的目的提供用于CSI报告/反馈的各种码本。特别地,本发明的一个目的提供一种新的码本,用于通过在NR中新引入的多个面板支持波束成形。
本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题,并且本领域的技术人员从下面的描述中可以清楚地理解本文未提及的其他技术问题。
技术解决方案
在本发明的一个方面,提供一种用于在无线通信系统中报告终端的信道状态信息(CSI)的方法。该方法包括:通过多个面板测量从基站发送的CSI-RS(参考信号);将基于CSI-RS测量生成的CSI报告给基站,其中,当终端报告用于多个面板的WB(宽带)面板校正器和SB(子带)面板校正器作为CSI时,使用不同的位宽报告WB面板校正器和SB面板校正器。
此外,WB面板校正器和SB面板校正器用于多个面板之间的相位校正。
此外,SB面板校正器的位宽小于WB面板校正器的位宽。
此外,SB面板校正器的位宽是1比特,并且WB面板校正器的位宽是2比特。
此外,基于QPSK(正交相移键控)报告WB面板校正器,并且基于BPSK(二进制相移键控)报告SB面板校正器。
此外,当仅报告WB面板补偿器作为CSI时,使用2比特的位宽报告WB面板校正器。
此外,面板的数量由高层信令设置。
此外,报告WB面板校正器和/或SB面板校正器由高层信令设置。
此外,在CSI中的PMI(预编码矩阵索引)中报告WB面板校正器和SB面板校正器。
此外,针对多个面板中的每一个独立报告WB面板校正器和SB面板校正器。
在本发明的另一方面,提供一种在无线通信系统中接收信道状态信息参考信号(CSI-RS)的终端,该终端包括:射频(RF)单元,用于发送和接收无线电信号;和处理器,用于控制RF单元,其中处理器通过多个面板测量从基站发送的CSI-RS(参考信号),并且将基于CSI-RS测量生成的CSI报告给基站,其中,当终端报告用于多个面板的WB(宽带)面板校正器和SB(子带)面板校正器作为CSI时,使用不同的位宽报告WB面板校正器和SB面板校正器。
此外,WB面板校正器和SB面板校正器用于多个面板之间的相位校正。
此外,SB面板校正器的位宽小于WB面板校正器的位宽。
此外,SB面板校正器的位宽是1比特,并且WB面板校正器的位宽是2比特。
此外,基于QPSK(正交相移键控)报告WB面板校正器,并且基于BPSK(二进制相移键控)报告SB面板校正器。
本发明的作用
根据本发明的示例性实施例,终端可以平滑地导出CSI并将关于它的反馈提供给基站。
此外,根据本发明的示例性实施例,定义用于最新适应多面板阵列的NR的码本,从而解决将哪个码本应用于NR的模糊性。
此外,根据本发明的示例性实施例,通过考虑SB特性,为WB面板校正器和SB面板校正器定义不同的位宽。因此,可以向基站报告准确的CSI同时不会显着增加信令开销。
以下实施例的优点不限于前述优点,并且实施例所属的本领域的技术人员可以从以下描述中明显地理解各种其他优点。
附图说明
附图作为说明书的一部分被包括在此,用于帮助理解本发明,提供本发明的实施例,并且借助于以下的说明来描述本发明的技术特征。
图1图示在本发明可以被应用于的无线通信系统中的无线电帧的结构。
图2是图示在本发明可以被应用于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图示在本发明可以被应用于的无线通信系统中的下行链路子帧的结构。
图4图示在本发明可以被应用于的无线通信系统中的上行链路子帧的结构。
图5示出已知的MIMO通信系统的配置。
图6是示出从多个发射天线到单个接收天线的信道的图。
图7图示在本发明可以被应用于的无线通信系统中的映射到下行链路资源块对的参考信号图案。
图8是图示在本发明可以被应用于的无线通信系统中的参考信号被映射到的资源的图。
图9图示在本发明可适用的无线通信系统中将参考信号映射到的资源。
图10图示在本发明可适应的无线通信系统中具有64个天线元件的二维(2D)有源天线系统。
图11图示在本发明可适用的无线通信系统中基站或UE具有能够形成基于AAS的三维(3D)波束的多个传输/接收天线的系统。
图12图示在本发明可适用的无线通信系统中具有交叉极化的2D天线系统。
图13图示本发明可适用的无线通信系统中的收发器单元模型。
图14图示本发明可适用的自包含子帧结构。
图15是从TXRU和物理天线的角度看的混合波束成形结构的示意图。
图16是用于DL传输过程中的同步信号和系统信息的波束扫描操作的示意图。
图17图示本发明可适用的平板天线阵列。
图18图示本发明可适用的2D端口布局中的用于L=2的候选波束组图案。
图19图示本发明适用的2D端口布局中的用于L=4的候选波束组图案。
图20是图示根据本发明的示例性实施例的非均匀端口阵列的视图。
图21是图示根据本发明的示例性实施例的用于N1=4、O1=4、N2=2和O2=4的GoB的视图。
图22是图示根据本发明的示例性实施例的用于N1=4、O1=4、N2=2和O2=4的窗口配置方法的视图。
图23是图示根据本发明的示例性实施例的UE报告CSI的方法的流程图。
图24图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统的框图。
具体实施方式
参考附图详细地描述本发明的一些实施例。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例,并且不旨在描述本发明的唯一实施例。下面的详细描述包括更多细节以便提供对本发明的完全理解。然而,本领域的技术人员将会理解,可以在没有这样的更多细节的情况下实现本发明。
在一些情况下,为了避免本发明的构思变得模糊,可以省略已知结构和设备,或者可以基于每个结构和设备的核心功能以框图格式示出已知结构和设备。
在本说明书中,基站具有通过其基站直接地与设备通信的网络的终端节点的意义。在本文档中,被描述成由基站执行的特定操作根据情形可以由基站的上层节点执行。也就是说,显而易见的是,在由包括基站的多个网络节点组成的网络中,为了与设备的通信而执行的各种操作可以由基站或除该基站以外的其他网络节点执行。基站(BS)可以由诸如固定站、节点B、eNB(演进型节点B)、基站收发系统(BTS)或者接入点(AP)的其他术语取代。另外,设备可以是固定的或者可以具有移动性,并且可以用诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、用户终端(UT)、移动用户站(MSS)、用户站(SS)、高级移动站(AMS)、无线终端(WT)、机器型通信(MTC)设备、机器到机器(M2M)设备或者设备到设备(D2D)设备的其他术语取代。
在下文中,下行链路(DL)意指从eNB到UE的通信,并且上行链路(UL)意指从UE到eNB的通信。在DL中,发送器可以是eNB的一部分并且接收器可以是UE的一部分。在UL中,发送器可以是UE的一部分并且接收器可以是eNB的一部分。
在下面的描述中所使用的特定术语已经被提供以帮助理解本发明,并且在不脱离本发明的技术精神的情况下可以将这样的特定术语的使用更改为各种形式。
以下技术可以在诸如码分多址(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)、以及非正交多址(NOMA)的各种无线接入系统中使用。CDMA可以使用诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术来实现。TDMA可以使用诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/增强型数据率GSM演进(EDGE)的无线电技术来实现。OFDMA可以使用诸如电气电子工程师IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、或者演进型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)是使用演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)的演进型UMTS(E-UMTS)的一部分,并且其在下行链路中采用OFDMA并且在上行链路中采用SC-FDMA。LTE-高级(LTE-AA)是3GPP LTE的演进。
本发明的实施例可以由在IEEE 802、3GPP和3GPP2,即,无线接入系统中的至少一个中所公开的标准文档来支持。也就是说,属于本发明的实施例并且没有被描述以便于清楚地揭露本发明的技术精神的步骤或者部分可以由这些文档来支持。另外,本文档中公开的所有术语可以由标准文档来描述。
为了更加清楚地描述,主要对3GPP LTE/LTE-A进行描述,但是本发明的技术特征不限于此。
本发明可以被应用于的一般系统
图1示出本发明的实施例可以被应用于的无线通信系统中的无线电帧的结构。
3GPP LTE/LTE-A支持无线电帧结构类型1,其可以被应用于频分双工(FDD),和无线电帧结构类型2,其可以被应用于时分双工(TDD)。
时域中的无线电帧的大小被表示为T_s=1/(15000*2048)的时间单位的倍数。UL和DL传输包括持续时间为T_f=307200*T_s=10ms的无线电帧。
图1(a)例示无线电帧结构类型1。类型1无线电帧可以被应用于全双工FDD和半双工FDD两者。
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,并且给每个时隙0到19的索引。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。发送子帧需要的时间被称为传输时间间隔(TTI)。例如,子帧i的长度可以是1ms,并且时隙的长度可以是0.5ms。
FDD的UL传输和DL传输在频域中被区分。而在全双工FDD中没有限制,UE在半双工FDD操作中不可以同时发送和接收。
一个时隙在时域中包括多个正交频分复用(OFDM)符号并且在频域中包括多个资源块(RB)。在3GPP LTE中,因为在下行链路中使用OFDMA,所以OFDM符号被用来表示一个符号时段。OFDM符号可以被称为一个SC-FDMA符号或符号时段。RB是资源分配单元并且在一个时隙中包括多个连续的子载波。
图1(b)示出帧结构类型2。
类型2无线电帧包括均为153600*T_s=5ms长度的两个半帧。每个半帧包括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是否向所有的子帧分配(或者保留)上行链路和下行链路的规则。
表1示出上行链路-下行链路配置。
[表1]
Figure GDA0003349232440000091
参考表1,在无线电帧的每个子帧,“D”表示用于DL传输的子帧,“U”表示用于UL传输的子帧,并且“S”表示包括下行链路导频时隙(DwPTS)、保护时段(GP)、和上行导频时隙(UpPTS)的三种类型的字段的特殊子帧。
DwPTS用于UE中的初始小区搜索、同步或信道估计。UpPTS用于eNB中的信道估计并用于同步UE的UL传输同步。GP是用于去除由于UL和DL之间的DL信号的多路径延迟而导致在UL中发生的干扰的持续时间。
每个子帧i包括T_slot=15360*T_s=0.5ms的时隙2i和时隙2i+1。
UL-DL配置可以被分类为7种类型,并且对于每个配置,DL子帧、特殊子帧和UL子帧的位置和/或数量是不同的。
表2表示特殊子帧的配置(DwPTS/GP/UpPTS的长度)。
[表2]
Figure GDA0003349232440000101
根据图1的示例的无线电帧的结构只是一个示例,并且可以以各种方式改变被包括在无线电帧中的子载波的数目、被包括在子帧中的时隙的数目以及被包括在时隙中的OFDM符号的数目。
图2是图示本发明的实施例可以被应用于的无线通信系统中的一个下行链路时隙的资源网格的图。
参考图2,一个下行链路时隙在时域中包括多个OFDM符号。仅为了示例性目的,在此描述一个下行链路时隙包括7个OFDM符号并且一个资源块在频域中包括12个子载波,并且本发明不限于此。
资源网格上的每个元素被称为资源元素,并且一个资源块包括12×7个资源元素。包括在下行链路时隙中的资源块的数目NDL取决于下行链路传输带宽。
上行链路时隙的结构可以与下行链路时隙的结构相同。
图3示出本发明的实施例可以被应用于的无线通信系统中的下行链路子帧的结构。
参考图3,位于子帧的第一时隙的前面部分中的最多三个OFDM符号对应于其中分配控制信道的控制区域,并且剩余的OFDM符号对应于其中分配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)以及物理混合ARQ指示符信道(PHICH)等。
PCFICH在子帧的第一OFDM符号中被发送并且承载关于被用于在子帧中发送控制信道的OFDM符号的数目(即,控制区域的大小)的信息。PHICH是用于上行链路的响应信道并且承载用于混合自动重传请求(HARQ)的肯定应答(ACK)/否定应答(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,或针对特定UE组的上行链路发射(Tx)功率控制命令。
图4示出本发明的实施例可以被应用于的无线通信系统中的上行链路子帧的结构。
参考图4,可以在频域中将上行链路子帧划分成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。为了保持单载波特性,一个UE不同时发送PUCCH和PUSCH。
在子帧内资源块(RB)对被分配给用于一个UE的PUCCH。属于RB对的RB在两个时隙中的每一个中占据不同子载波。这被称为被分配给PUCCH的RB对在时隙边界处跳频。
多输入多输出(MIMO)
MIMO技术不使用迄今为止通常已经使用的单个发射天线和单个接收天线,而是使用多个发射(Tx)天线和多个接收(Rx)天线。换句话说,MIMO技术是在无线通信系统的发射端或者接收端中使用多输入/输出天线来提高容量或者增强性能的技术。在下文中,MIMO被称作“多输入/输出天线”。
更具体地说,多输入/输出天线技术不取决于单个天线路径以便接收单个总的消息以及通过收集经由数个天线接收的多个数据块来完成总的数据。因此,多输入/输出天线技术能够增加在特定系统范围内的数据传送速率,并且还能够通过特定数据传送速率增加系统范围。
期待将会使用高效的多输入/输出天线技术,因为下一代移动通信需要比现有的移动通信的速率更高的数据传送速率。在这样的情形下,MIMO通信技术是下一代移动通信技术,其可以在移动通信UE和中继节点中被广泛地使用,并且作为可以克服由数据通信的扩展而引起的另一移动通信的传送速率的限制的技术已经引起了公众的注意。
同时,正在开发的各种传输效率改进技术的多输入/输出天线(MIMO)技术,作为即使在没有额外的频率的分配或者功率增加的情况下也能够显著地提升通信容量和发送/接收性能的方法已经引起了广泛关注。
图5示出已知的MIMO通信系统的配置。
参考图5,如果发射(Tx)天线的数目增加到N_T,并且接收(Rx)天线的数目同时增加到N_R,则与仅在发送器或者接收器中使用多个天线的情形不同,理论上的信道传输容量与天线的数目成比例提高。因此,传送速率能够被增加,并且频率效率能够被显著地提升。在这种情况下,根据信道传输容量的增加的传送速率理论上可以增加将以下的速率增量R_i乘以如果使用一个天线时的最大传送率R_o所获得的值。
[等式1]
Ri=min(NT,NR)
也就是说,例如,在使用4个发射天线和4个接收天线的MIMO通信系统中,与单个天线系统相比,理论上能够获得四倍的传送速率。
这样的多输入/输出天线技术可以被划分为使用经过各种信道路径的符号来增加传输可靠性的空间分集方法,和通过使用多个发射天线同时发送多个数据符号来提升传送速率的空间复用方法。此外,近来正在对通过组合该两种方法来适当地获得两种方法的优点的方法进行积极研究。
将在下面更详细地描述该方法中的每个。
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系列方法和空时Trelis码系列方法。通常,就误比特率改进性能和码生成自由度而言,Trelis码系列方法是较好的,而空时块码系列方法具有低的运算复杂度。这样的空间分集增益可以对应于与发射天线的数目(N_T)和接收天线的数目(N_R)的乘积(N_T×N_R)相对应的量。
其次,空间复用方案是在发射天线中发送不同的数据流的方法。在这种情况下,在接收器中,在由发送器同时发送的数据之间产生互干扰。接收器使用适当的信号处理方案除去干扰,并且接收该数据。在这种情况下使用的噪声去除方法可以包括最大似然检测(MLD)接收器、迫零(ZF)接收器、最小均方误差(MMSE)接收器、对角的贝尔实验室分层空时码(D-BLAST)和垂直的贝尔实验室分层空时码(V-BLAST)。尤其是,如果发送端能够知道信道信息,则可以使用奇异值分解(SVD)的方法。
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,则根据分集差异的增加的性能提升增益逐渐地饱和。如果仅使用空间复用增益,则在无线电信道中的传输可靠性被劣化。解决该问题并获得两种增益的方法已经被研究,并且可以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)。
为了描述多输入/输出天线系统中的通信方法,如上所述,更详细地,通信方法可以经由数学建模被如下地表示。
首先,如图5所示,假设存在N_T个发射天线和N_R个接收天线。
首先,在下面描述传输信号。如果存在如上所述的N_T个发射天线,则能够发送的信息的最大条目是N_T,其可以使用以下的矢量表示。
[等式2]
Figure GDA0003349232440000141
同时,发射功率可以在传输信息s_1、s_2、...、s_NT的每一条中是不同的。在这种情况下,如果各个发射功率是P_1、P_2、...、P_NT,则具有控制的发射功率的传输信息可以使用以下的矢量来表示。
[等式3]
Figure GDA0003349232440000142
此外,等式3中的具有控制的发射功率的传输信息可以使用发射功率的对角矩阵P被如下地表示。
[等式4]
Figure GDA0003349232440000151
同时,在等式4中具有控制的发射功率的信息矢量乘以加权矩阵W,从而形成实际地发送的N_T个传输信号x_1、x_2、...、x_NT。在这种情况下,加权矩阵用于根据传输信道状况向天线适当地分布传输信息。可以使用传输信号x_1、x_2、...、x_NT来表示下述等式。
[等式5]
Figure GDA0003349232440000152
在这样的情况下,w_ij表示在第i个发射天线和第j个传输信息之间的权重,并且W是权重的矩阵的表达式。这样的矩阵W被称作加权矩阵或者预编码矩阵。
同时,诸如如上所述的传输信号x可以被考虑以在使用空间分集的情形下和使用空间复用的情形下使用。
如果使用空间复用,则因为不同的信号被复用和发送,所以所有信息矢量s的元素具有不同的值。相比之下,如果使用空间分集,则因为通过几个信道路径发送相同的信号,所以所有信息矢量s的元素具有相同的值。
可以考虑混合空间复用和空间分集的方法。换句话说,例如,可以通过3个发射天线使用空间分集发送相同的信号,并且剩余的不同的信号可以被空间复用并发送。
如果存在N_R个接收天线,则使用矢量y如下地表示各个天线的接收信号y_1、y_2、...、y_NR。
[等式6]
Figure GDA0003349232440000161
同时,如果在多输入/输出天线通信系统中的信道被建模,则可以按照发射/接收天线索引分类信道。从发射天线j通过接收天线i的信道被表示为h_ij。在这种情况下,要注意的是,按照h_ij的索引的顺序,接收天线的索引首先出现,并且发射天线的索引随后出现。
数个信道可以被分组,并且以矢量和矩阵形式表示。例如,在下面描述矢量表达式。
图6是示出从多个发射天线到单个接收天线的信道的图。
如图6所示,从总共N_T个发射天线到接收天线i的信道可以被如下地表示。
[等式7]
Figure GDA0003349232440000162
此外,如果通过矩阵表示从N_T个发射天线到N_R个接收天线的所有信道,诸如等式7,则它们可以被如下地表示。
[等式8]
Figure GDA0003349232440000171
同时,在实际的信道经历信道矩阵H之后,加性高斯白噪声(AWGN)被增加给实际的信道。因此,使用矢量如下地表示分别被添加给N_R个接收天线的AWGN n_1、n_2、...、n_NR。
[等式9]
Figure GDA0003349232440000172
在多输入/输出天线通信系统中的发送信号、接收信号、信道和AWGN可以通过诸如如上所述的发送信号、接收信号、信道和AWGN的建模表示为具有以下的关系。
[等式10]
Figure GDA0003349232440000173
同时,指示信道的状态的信道矩阵H的行和列的数目由发射/接收天线的数目确定。在信道矩阵H中,如上所述,行的数目变为等于接收天线的数目N_R,并且列的数目变为等于发射天线的数目N_T。也就是说,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者列的数目中的最小数。因此,矩阵的秩不大于行或者列的数目。就表现形式而论,例如,信道矩阵H的秩被如下地限制。
[等式11]
rank(H)≤min(NT,NR)
此外,如果矩阵经历本征值分解,则秩可以被定义为本征值的数目,其属于本征值并且不是0。同样地,如果秩经历奇异值分解(SVD),则其可以被定义为除0以外的奇异值的数目。因此,在信道矩阵中的秩的物理意义可以被说成是可以在给定信道中发送的不同的信息的最大数。
在本说明书中,用于MIMO传输的“秩”指示通过其信号可以在特定时间点和特定频率资源上被独立地发送的路径的数目。“层数”指示通过每个路径发送的信号流的数目。通常,除非另外描述的,秩具有与层的数目相同的意义,因为发射端发送对应于在信号传输中使用的秩的数目的层数。
参考信号(RS)
在无线通信系统中,因为数据是通过无线电信道来发送的,所以信号可能在传输期间失真。为了让接收端准确地接收失真的信号,需要使用信道信息来校正接收的信号的失真。为了检测信道信息,主要使用了当通过信道来发送对于发送侧和接收侧两者已知的信号时利用信号传输方法的失真度以及对于发送侧和接收侧两者已知的信号来检测信道信息的方法。前述信号被称作导频信号或参考信号(RS)。
此外近来,当大多数移动通信系统发送分组时,他们使用能够通过采用多个发射天线和多个接收天线而不是使用迄今为止使用的一个发射天线和一个接收天线来提高发送/接收数据效率的方法。当使用多个输入/输出天线来发送和接收数据时,必须检测发射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,每个发射天线必须具有单独的参考信号。
在移动通信系统中,RS可以根据其目的基本上被划分成两种类型。存在具有获得信道状态信息的目的的RS和用于数据解调的RS。前者具有通过UE获得下行链路中的信道状态信息的目的。因此,必须在宽带中发送相应的RS,并且UE必须能够接收和测量RS,虽然UE不在特定子帧中接收下行链路数据。此外,前者也被用于无线电资源管理(RRM)测量,诸如切换。后者是当eNB发送下行链路时连同相应的资源一起发送的RS。UE可以通过接收相应的RS来执行信道估计并且因此可以对数据进行解调。必须在发送数据的区域中发送相应的RS。
下行链路RS包括用于由小区内的所有UE共享的关于信道状态的信息的获取和测量(诸如切换)的一个公共RS(CRS)以及用于仅针对特定UE的数据解调的专用RS(DRS)。可使用此类RS来提供用于解调和信道测量的信息。也就是说,DRS仅被用于数据解调,而CRS被用于信道信息获取和数据解调的两个目的。
接收侧(即,UE)基于CRS来测量信道状态,并且向发送侧(即,eNB)反馈与信道质量有关的指示符,诸如信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)和/或秩指示符(RI)。CRS也被称作小区特定RS。相比之下,可以将与信道状态信息(CSI)的反馈有关的参考信号定义为CSI-RS。
如果需要对PDSCH上的数据进行解调,则可以通过资源元素来发送DRS。UE可以通过较高层来接收关于是否存在DRS的信息,并且只有当已经映射了相应的PDSCH时DRS才有效。DRS也可以被称作UE特定RS或解调RS(DMRS)。
图7图示在本发明可以被应用于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。
参考图7,可以以时域中的一个子帧×频域中的12个子载波的形式表示下行链路资源块对(即,映射有参考信号的单元)。也就是说,在时间轴(x轴)上,一个资源块对在正常循环前缀(CP)(图7a)的情况下具有14个OFDM符号的长度,而在扩展循环前缀(CP)(图7b)的情况下具有12个OFDM符号的长度。在资源块格中,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,并且由“D”指示的RE意指DRS的位置。
如果eNB使用单个发射天线,则排列用于单个天线端口的参考信号。
如果eNB使用两个发射天线,则使用时分复用(TDM)方案和/或频分复用(FDM)方案来排列用于两个发射天线端口的参考信号。也就是说,为了区分用于两个天线端口的参考信号,分配不同的时间资源和/或不同的频率资源。
此外,如果eNB使用四个发射天线,则使用TDM和/或FDM方案来排列用于四个发射天线端口的参考信号。由下行链路信号的接收侧(即,UE)测量的信道信息可以用于对使用诸如以下各项的传输方案发送的数据进行解调:单个发射天线传输、发射分集、闭环空间复用、开环空间复用或多用户多输入/输出(MIMO)天线。
如果支持多输入多输出天线,则当通过特定天线端口来发送RS时,在根据RS的图案而指定的资源元素的位置中发送RS,而不在为其他天线端口指定的资源元素的位置中发送RS。也就是说,不同天线之间的RS不重叠。
在LTE-A系统(即,LTE系统的先进和发展形式)中,设计有必要在eNB的下行链路中支持最多八个发射天线。因此,也必须支持用于最多八个发射天线的RS。在LTE系统中,已经定义了仅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射天线,则必须附加地定义和设计用于这些天线端口的RS。关于用于最多八个发射天线端口的RS,必须设计用于信道测量的前述RS和用于数据解调的前述RS。
在设计LTE-A系统时必须考虑的一个重要因素是后向兼容性,也就是说,即使在LTE-A系统中LTE UE也必须很好地操作,这必须由该系统来支持。从RS传输的角度看,在每子帧在全频带中发送LTE中定义的CRS的时频域中,必须附加地定义用于最多八个发射天线端口的RS。在LTE-A系统中,如果使用与现有LTE的CRS相同的方法来每子帧在全频带中添加用于最多八个发射天线的RS图案,则RS开销会过度地增加。
因此,在LTE-A系统中重新设计的RS被基本上划分成两种类型,其包括具有用于选择MCS或PMI的信道测量目的的RS(信道状态信息-RS或信道状态指示-RS(CSI-RS))和用于通过八个发射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(诸如信道测量和切换)和用于数据解调的目的的现有CRS不同,它是为专注于信道测量的目的而设计的。此外,CSI-RS也可以被用于诸如切换的测量的目的。与CRS不同,不必每子帧发送CSI-RS,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。
在LTE-A系统中,在eNB的下行链路中支持最多八个发射天线。在LTE-A系统中,如果使用与现有LTE中的CRS相同的方法来每子帧在全频带中发送用于最多八个发射天线的RS,则RS开销会过度地增加。因此,在LTE-A系统中,RS已被分成用于选择MCS或PMI的CSI测量目的的CSI-RS和用于数据解调的DM-RS,并且因此已添加了两个RS。CSI-RS也可以被用于诸如RRM测量的目的,但是已被设计用于获取CSI的主要目的。不需要每子帧发送CSI-RS,因为它未被用于数据解调。因此,为了减少CSI-RS的开销,在时间轴上间歇地发送CSI-RS。也就是说,CSI-RS具有与一个子帧的整数倍相对应的周期并且可以被周期性地发送或者以特定传输图案发送。在这种情况下,发送CSI-RS的周期或图案可以由eNB来设定。
为了测量CSI-RS,UE必须知道关于用于该UE所属于的小区的每个CSI-RS天线端口的CSI-RS的传输子帧索引、CSI-RS资源元素(RE)时间频率在传输子帧内的位置和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。用于不同的天线端口的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,它可以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。可替选地,可以根据用于将CSI-RS映射到彼此正交的码的CDM方案来发送用于不同的天线端口的CSI-RS。
当eNB向属于eNB的UE通知关于CSI-RS的信息时,首先,eNB必须向UE通知关于被映射有用于每个天线端口的CSI-RS的时间频率的信息。具体地,该信息包括发送CSI-RS的子帧编号或发送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符号编号、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是p=15、p=15、16、p=15、...、18以及p=15、...、22。可以针对子载波间隔Δf=15kHz定义CSI-RS。
在为CSI-RS传输而配置的子帧中,CSI-RS序列如在等式12中一样被映射到用作每个天线端口p上的参考符号的复值调制符号a_k,l^(p)。
[等式12]
Figure GDA0003349232440000231
Figure GDA0003349232440000232
Figure GDA0003349232440000233
l″=0,1
Figure GDA0003349232440000234
Figure GDA0003349232440000235
在等式12中,(k’,l’)(其中k’是资源块内的子载波索引并且l’指示时隙内的OFDM符号索引)并且n_s的条件是根据CSI-RS配置而确定的,诸如表3或表4。
表3图示来自正常CP中的CSI-RS配置的(k’,l’)的映射。
[表3]
Figure GDA0003349232440000241
表4图示来自扩展CP中的CSI-RS配置的(k’,l’)的映射。
[表4]
Figure GDA0003349232440000251
参考表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配置根据天线端口的数目和小区内的CP而不同,并且邻近小区可以具有最多不同的配置。此外,可以根据帧结构将CSI-RS配置划分成它被应用于FDD帧和TDD帧两者的情况以及它被应用于仅TDD帧的情况。
(k’,l’)和n_s是根据基于表3和表4的CSI-RS配置而确定的,并且用于CSI-RS传输的时间-频率资源是根据每个CSI-RS天线端口而确定的。
图8是图示在本发明可以被应用于的无线通信系统中的参考信号被映射到的资源的图。特别地,图8图示在应用正常CP的子帧中CSI-RS天线端口的数量是1或2、4和8的情况的CSI-RS图案。
图8(a)示出可由一个或两个CSI-RS天线端口用于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,并且图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)是根据每个CSI-RS配置而确定的。
如果对于特定小区一个或两个天线端口被配置用于CSI-RS传输,则在图8(a)中所示的二十种类型的CSI-RS配置中的所配置的CSI-RS配置上的无线电资源上发送CSI-RS。
同样地,当对于特定小区四个天线端口被配置用于CSI-RS传输时,在图8(b)中所示的十种类型的CSI-RS配置中的所配置的CSI-RS配置上的无线电资源上发送CSI-RS。此外,当对于特定小区八个天线端口被配置用于CSI-RS传输时,在图8(c)中所示的五种类型的CSI-RS配置中的所配置的CSI-RS配置上的无线电资源上发送CSI-RS。
用于每个天线端口的CSI-RS针对每两个天线端口(即,{15,16}、{17,18}、{19,20}和{21,22})在相同的无线电资源上进行CDM(码分多路复用)并被发送。例如,在天线端口15和16的情况下,用于相应天线端口15和16的CSI-RS复数符号是相同的,但是被乘以不同类型的正交码(例如,沃尔什码)并且映射到相同的无线电资源。用于天线端口15的CSI-RS的复数符号被乘以[1,1],并且用于天线端口16的CSI-RS的复数符号被乘以[1-1]并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可以通过与发送的符号已经乘过的码相乘来检测用于特定天线端口的CSI-RS。也就是说,为了检测用于天线端口15的CSI-RS,发送的符号乘以相乘过的码[1 1],并且为了检测用于天线端口16的CSI-RS,发送的符号乘以相乘过的码[1-1]。
参考图8(a)至图8(c),在相同的CSI-RS配置索引的情况下,根据具有大量天线端口的CSI-RS配置的无线电资源包括具有少量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8个天线端口的无线电资源包括用于4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。
图9图示在本发明可适用的无线通信系统中将参考信号映射到的资源。
特别地,图9示出在应用扩展CP的子帧中CSI-RS天线端口的数量是1或2、4和8的情况的CSI-RS图案。
图9(a)示出16个CSI-RS配置,其能够被用于通过1或2个CSI-RS天线端口的CSI-RS传输。图9(b)示出8个CSI-RS配置,其能够被用于通过4个CSI-RS天线端口的CSI-RS传输,并且图9(c)示出4个CSI-RS配置,其能够被用于通过8个CSI-RS天线端口的CSI-RS传输。
以这种方式,根据每个CSI-RS配置确定用于CSI-RS传输的无线电资源(即,RE对)。
当针对特定小区设置一个或两个天线端口用于CSI-RS传输时,根据图9(a)中所示的16个CSI-RS配置中的设置CSI-RS配置,在无线电资源上发送CSI-RS。
类似地,当针对特定小区设置4个天线端口用于CSI-RS传输时,根据图9(b)中所示的8个CSI-RS配置中的设置CSI-RS配置,在无线电资源上发送CSI-RS。此外,当针对特定小区设置8个天线端口用于CSI-RS传输时,根据图9(c)中所示的4个CSI-RS配置中的设置CSI-RS配置,在无线电资源上发送CSI-RS。可以在单个小区中使用多个CSI-RS配置。仅零或一个CSI-RS配置可以用于非零功率(NZP)CSI-RS,并且零或多个CSI-RS配置可以用于零功率(ZP)CSI-RS。
对于在作为由高层配置的16比特的位图的零功率(ZP)CSI-RS(“ZeroPowerCSI-RS”)中设定为1的每个比特,UE假定在与表3和表4的四个CSI-RS列相对应的RE(除了RE与假定由高层配置的NZP CSI-RS的RE重叠的情况之外)中零发射功率。最高有效位(MSB)对应于最低CSI-RS配置索引,并且位图中的下一个比特顺序地对应于下一个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和满足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,不在特殊子帧、同步信号(SS)、与PBCH或SystemInformationBlockType1(SIB1)消息传输冲突的子帧或被配置成寻呼消息传输的子帧中发送CSI-RS。
此外,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})的任意天线端口的CSI-RS的RS未被用于PDSCH的传输或者用于另一天线端口的CSI-RS传输。
用于CSI-RS传输的时间-频率资源不能被用于数据传输。因此,数据吞吐量随着CSI-RS开销增加而减少。通过考虑这一点,CSI-RS未被配置成每子帧被发送,而是被配置成在与多个子帧相对应的每个传输周期中被发送。在这种情况下,与每子帧发送CSI-RS的情况相比,可显著地减少CSI-RS传输开销。
在表5中示出了用于CSI-RS传输的子帧周期(在下文中被称为“CSI传输周期”)T_CSI-RS和子帧偏移量Δ_CSI-RS。
表5图示CSI-RS子帧配置。
[表5]
Figure GDA0003349232440000291
参考表5,CSI-RS周期TCSI-RS和子帧偏移ΔCSI-RS是根据CSI-RS子帧配置ICSI-RS而确定的。
表5中的CSI-RS子帧配置可以被设置为前述“SubframeConfig”字段和“zeroTxPowerSubframeConfig”字段之一。可以针对NZP CSI-RS和ZP CSI-RS单独设置CSI-RS子帧配置。
包括CSI-RS的子帧满足等式13。
[等式13]
Figure GDA0003349232440000301
在等式13中,TCSI-RS指示CSI-RS周期性,ΔCSI-RS指示子帧偏移值,nf表示系统帧号,并且ns表示时隙号。
在针对服务小区设置传输模式9的UE的情况下,可以为UE设置单个CSI-RS资源配置。在针对服务小区设置传输模式10的UE的情况下,可以为UE设置一个或多个CSI-RS资源配置。
CSI-RS配置
在当前的LTE标准中,CSI-RS配置参数包括antennaPortsCount、subframeConfig、resourceConfig等。这些参数指示用于发送CSI-RS的天线端口的数量、用于发送CSI-RS的子帧的时段和偏移、以及在相应的子帧中发送的RE位置(频率和OFDM符号索引)。具体地,当基站向UE递送特定CSI-RS配置时,其递送以下参数/信息。
-antennaPortsCount:表示用于传输CSI参考信号的天线端口的数量的参数(例如,1个CSI-RS端口、2个CSI-RS端口、4个CSI-RS端口,8个CSI-RS端口等。)。
-resourceConfig:与为CSI-RS分配的资源的位置相关联的参数。
-subframeConfig:与用于发送CSI-RS的子帧的时段和偏移相关联的参数。
-pC:关于针对CSI反馈CSI-RS的参考PDSCH发送功率的UE假设,Pc是当UE导出CSI反馈时PDSCH EPRE与CSI-RS EPRE的假设比率并且采用具有1dB步长大小的[-8,15]的范围的值。
-zeroTxPowerResourceConfigList:与零功率CSI-RS配置相关联的参数。
-zeroTxPowerSubframeConfig:与用于发送零功率CSI-RS的子帧的时段和偏移相关联的参数。
大规模MIMO
具有多个天线的MIMO系统可以被称为大规模MIMO系统,并且作为用于提高频谱效率、能量效率和处理复杂性的手段而受到关注。
最近,已经讨论大规模MIMO系统,以便满足3GPP中未来移动通信系统的频谱效率的要求。大规模MIMO也称为全维MIMO(FD-MIMO)。
LTE版本12和随后的无线通信系统考虑引入有源天线系统(AAS)。
与其中能够调整信号的相位和幅度的放大器与天线分离的传统无源天线系统不同,AAS以每个天线包括诸如放大器的有源元件的方式配置。
AAS不需要用于连接放大器和天线的附加电缆、连接器和硬件,并且因此具有高能效和低操作成本。特别地,AAS支持每个天线的电子波束控制,并且因此能够考虑到波束方向和波束宽度或3D波束图案来实现增强的MIMO以形成精确的波束图案。
随着诸如AAS的增强天线系统的引入,还考虑具有多个输入/输出天线和多维天线结构的大规模MIMO。例如,当形成2D天线阵列而不是传统的线性天线阵列时,能够使用AAS的有源天线形成3D波束图案。
图10图示在本发明可适用的无线通信系统中具有64个天线元件的2D AAS。
图10图示普通的2D天线阵列。可以考虑其中Nt=Nv·Nh个天线以正方形排列的情况,如图10中所示。这里,Nh指示水平方向上的天线列数,并且Nv指示垂直方向上的天线行数。
当使用上述2D天线阵列时,能够在垂直方向(仰角)和水平方向(方位角)两者上控制无线电波,以控制3D空间中的发射波束。这种波长控制机制可以称为3D波束成形。
图11图示在本发明可适应的无线通信系统中eNB或UE具有能够形成基于AAS的3D波束的多个传输/接收天线的系统。
图11图示上述示例并且图示使用2D天线阵列(即,2D-AAS)的3D MIMO系统。
从传输天线的观点来看,当使用3D波束图案时,能够在波束的垂直方向以及水平方向上执行准静态或动态波束成形。例如,可以考虑诸如垂直方向上的扇区形成的应用。
从接收天线的角度来看,当使用大规模接收天线形成接收波束时,能够预期根据天线阵列增益的信号功率增加效果。因此,在上行链路的情况下,eNB能够通过多个天线接收从UE发送的信号,并且UE能够考虑到大规模接收天线的增益将其传输功率设置为非常低的水平。
图12图示在本发明可适用的无线通信系统中具有交叉极化的2D天线系统。
考虑极化的2D平面天线阵列模型可以如图12所示进行图式化。
与使用无源天线的传统MIMO系统不同,基于有源天线的系统能够通过将权重应用于附接到(或包括在)每个天线元件的有源元件(例如,放大器)来动态地控制天线元件的增益。因为辐射图案取决于天线布置,诸如天线元件的数量和天线间隔,所以能够在天线元件级处建模天线系统。
如图12中所示的天线布置模型可以由(M,N,P)表示,其对应于表征天线布置结构的参数。
M指示在每列中(即,在垂直方向上)具有相同极化的天线元件的数量(即,每列中具有+45°倾斜的天线元件的数量或在每列中具有-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。在如图11中所示的交叉极化的情况下P=2。在共极化的情况下,P=1。
可以将天线端口映射到物理天线元件。天线端口可以由与其相关联的参考信号限定。例如,天线端口0可以与小区特定参考信号(CRS)相关联,并且天线端口6可以与LTE系统中的定位参考信号(PRS)相关联。
例如,天线端口和物理天线元件可以被一对一映射。这可以对应于单个交叉极化天线元件用于下行链路MIMO或下行链路发射分集的情况。例如,天线端口0可以映射到单个物理天线元件,而天线端口1可以映射到另一个物理天线元件。在这种情况下,就UE而言存在两个下行链路传输。一个与天线端口0的参考信号相关联,并且另一个与天线端口1的参考信号相关联。
可替选地,可以将单个天线端口映射到多个物理天线元件。这可以对应于单个天线端口用于波束成形的情况。波束成形能够通过使用多个物理天线元件使下行链路传输被定向到特定UE。这通常能够使用由多列交叉极化天线元件的多列组成的天线阵列来实现。在这种情况下,就UE而言,存在从单个天线端口导出的单个下行链路传输。一个与天线端口0的CRS相关联,并且另一个与天线端口1的CRS相关联。
也就是说,天线端口表示在UE方面的下行链路传输,而不是来自eNB中的物理天线元件的实质下行链路传输。
可替选地,多个天线端口可以用于下行链路传输,并且每个天线端口可以是多个物理天线端口。这可以对应于天线布置用于下行链路MIMO或下行链路分集的情况。例如,天线端口0可以映射到多个物理天线端口,并且天线端口1可以映射到多个物理天线端口。在这种情况下,就UE而言存在两个下行链路传输。一个与天线端口0的参考信号相关联,并且另一个与天线端口1的参考信号相关联。
在FD-MIMO中,数据流的MIMO预编码可以经历天线端口虚拟化、收发器单元(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,从天线元件辐射的信号可以具有方向增益图案。
在传统的收发器建模中,假设天线端口和TXRU之间的静态一对一映射,并且TXRU虚拟化效果被集成到(TXRU)天线模式中,包括TXRU虚拟化和天线元件图案的效果。
可以通过频率选择性方法来执行天线端口虚拟化。在LTE中,与参考信号(或导频)一起定义天线端口。例如,为了传输在天线端口上预编码的数据,在与数据信号相同的带宽中发送DMRS,并且通过相同的预编码器(或相同的TXRU虚拟化预编码)对DMRS和数据信号进行预编码。对于CSI测量,通过多个天线端口发送CSI-RS。在CSI-RS传输中,表征CSI-RS端口和TXRU之间的映射的预编码器可以被设计为特征矩阵,使得UE能够估计用于数据预编码向量的TXRU虚拟化预编码矩阵。
1D TXRU虚拟化和2D TXRU虚拟化作为TXRU虚拟化方法被讨论,下面将参考附图对其进行描述。
图13图示本发明可适用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与具有相同极化的单列天线布置中的M个天线元件相关联。
在2D TXRU虚拟化中,对应于图12的天线布置模型(M,N,P)的TXRU模型可以由(M_TXRU,N,P)表示。这里,M_TXRU表示同一列中存在的2D TXR的数量和相同的极化,并且始终M_TXRU≤M。也就是说,TXRU的总数是M_TXRU×N×P。
根据天线元件和TXRU之间的相关性,TXRU虚拟化模型可以被划分为TXRU虚拟化模型选项-1:如图13(a)中所示的子阵列分区模型和TXRU虚拟化模型选项-2:如图13(b)中所示的全连接模型。
参考图13(a),在子阵列分区模型的情况下,天线元件被分割成多个天线元件组,并且每个TXRU连接到其中一个组。
参考图13(b),在全连接模型的情况下,多个TXRU信号被组合并递送到单个天线元件(或天线元件阵列)。
在图13中,q是单列中的M个共极化天线元件的传输信号向量,w是宽带TXRU虚拟化权重向量,W是宽带TXRU虚拟化权重矩阵,并且x是M_TXRU TXRU的信号向量。
这里,天线端口和TXRU之间的映射可以是1对1或1对多映射。
图13示出TXRU到天线元件映射的示例,并且本发明不限于此。本发明同样可以应用于在硬件方面以各种方式实现的TXRU和天线元件之间的映射。
CSI(信道状态信息)-参考信号(CSI-RS)的定义
对于在传输模式9中配置的服务小区和UE,UE能够被配置有一个CSI-RS资源配置。对于在传输模式10中配置的服务小区和UE,UE能够被配置有一个或多个CSI-RS资源配置。UE应为CSI-RS假定非零传输功率的以下参数通过用于每个CSI-RS资源配置的高层信令配置:
-CSI-RS资源配置标识符(如果UE在传输模式10中配置)
-CSI-RS端口的数量。
-CSI RS配置
-CSI RS子帧配置I_(CSI-RS)。
-UE假设参考用于CSI反馈的PDSCH发送功率(P_c)(如果UE被配置在传输模式9中)。
-如果UE被配置在传输模式10中,UE假设用于每个CSI过程的CSI反馈(P_c)的参考PDSCH发送功率。如果为了CSI过程通过高层配置CSI子帧集合C_(CSI,0)和C_(CSI,1),P_c被配置用于CSI过程的每个CSI子帧集。
-伪随机序列发生器参数(n_ID)
-CDM类型参数,如果UE配置有高层参数CSI-Reporting-Type,则CSI-reporting-Type被设置为用于CSI过程的“CLASS A”。
-如果在传输模式10中配置UE,则用于QCL类型B UE的高层参数qcl-CRS-Info-r11假定具有以下参数的CRS天线端口和CSI-RS天线端口:
-qcl-ScramblingIdentity-r11。
-crs-PortsCount-r11。
-mbsfn-SubframeConfigList-r11。
P_c是当UE导出CSI反馈时PDSCH EPRE与CSI-RS EPRE(每资源要素能量)的假定比率并且采用具有1dB步长的[-8,15]dB范围内的值,其中PDSCH EPRE对应于PDSCH EPRE与小区特定RS EPRE的比率的符号的数量。
UE不应期望在服务小区的相同子帧中配置CSI-RS和PMCH。
对于帧结构类型2服务小区和4个CRS端口,不期望UE接收属于用于正常CP情况的集合[20-31]或用于扩展CP情况的集合[16-27]的CSI RS配置索引。
UE可以假设CSI-RS资源配置的CSI-RS天线端口关于延迟扩展、多普勒扩展、多普勒频移、平均增益和平均延迟被准共址(QCL)。
在传输模式10中配置并且具有QCL类型B的UE可以假定与对应于CSI-RS资源配置的qcl-CRS-Info-r11相关联的天线端口0-3以及与CSI-RS资源配置对应的天线端口15-22关于多普勒频移和多普勒扩展被准共址(QCL)。
如果在具有高层参数CSI-Reporting-Type的传输模式10中配置UE,则CSI-Reporting-Type被设置为“类型B”,并且为CSI过程配置的CSI-RS资源的数量是1或者更多,并且配置QCL类型B,不期望UE接收具有与高层参数qcl-CRS-Info-r11不同的值的CSI过程的CSI-RS资源配置。
在配置用于CSI-RS传输的子帧中,参考信号序列rl,ns(m)应映射到用作天线端口p上的参考符号的复值调制符号
Figure GDA0003349232440000381
映射取决于高层参数CDMType。
如果CDMType不对应于CDM4,则可以根据以下等式14进行映射:
[等式14]
Figure GDA0003349232440000382
Figure GDA0003349232440000383
Figure GDA0003349232440000384
Figure GDA0003349232440000385
l"=0,1
Figure GDA0003349232440000386
Figure GDA0003349232440000387
如果CDMType对应于CDM4,则可以根据以下等式15来完成映射。
[等式15]
Figure GDA0003349232440000391
Figure GDA0003349232440000392
Figure GDA0003349232440000393
l"=0,1
k”=0,1
i=2k”+l”
Figure GDA0003349232440000394
Figure GDA0003349232440000395
其中wp'(i)由下表6确定。表6表示CDM4的序列wp'(i)。
[表6]
Figure GDA0003349232440000396
OFDM参数集
随着越来越多的通信设备需要更大的通信容量,与现有的RAT(无线电接入技术)相比,需要改进的移动宽带通信。此外,通过连接许多设备和对象来提供各种服务的大规模MTC(机器类型通信)是下一代通信中要考虑的主要问题之一。另外,正在讨论考虑对下一代通信中的可靠性和等待时间敏感的服务/UE的通信系统设计。正在讨论引入下一代RAT,该RAT考虑增强的移动宽带通信、大规模MTC和URLLC(超可靠和低延迟通信)。在本发明中,为了简单起见,此技术被称为新RAT。
新RAT系统使用OFDM传输方案或类似的传输方案。通常,它具有以下表3的OFDM参数集。
[表3]
参数
子载波间距(△f) 60kHz
OFDM符号长度 16.33μs
循环前缀(CP)长度 1.30μs/1.17μss
系统带宽 80MHz
(可用子载波的数量) 1200
子帧长度 0.25ms
每子帧OFDM符号的数量 14个符号
自包含子帧结构
为了最小化新的第五代RAT中的TDD系统中的数据传输的等待时间,考虑自包含子帧结构,其中控制信道和数据信道被时分多路复用(TDM)。
图14图示本发明可适用的自包含子帧结构。
在图14中,阴影区域表示承载DCI的物理信道PDCCH的传输区域,并且黑色区域表示用于承载UCI(上行链路控制信息)的物理信道PUCCH的传输区域。
这里,DCI是eNB发送给UE的控制信息。DCI可以包括关于UE应该获知的小区配置的信息、诸如DL调度的DL特定信息、以及诸如UL许可的UL特定信息。UCI是UE发送给eNB的控制信息。UCI可以包括关于DL数据的HARQ ACK/NACK报告、关于DL信道状态的CSI报告和/或调度请求(SR)。
在图14中,没有阴影线或黑色的区域可以用于传输承载下行链路数据的物理信道PDSCH,或者可以用于传输承载上行链路数据的物理信道PUSCH。根据自包含子帧结构,可以在一个子帧中顺序地执行DL传输和UL传输,从而可以在子帧内发送DL数据并且接收UPACK/NACK。结果,可以减少在发生数据传输错误时重传数据所花费的时间,从而最小化最终数据传输的等待时间。
在自包含子帧结构中,eNB和UE需要用于从传输模式切换到接收模式或反之亦然的时间间隔。为此,在子帧结构中从DL切换到UL时的一些OFDM符号被设置为保护时段(GP)。此子帧类型可以称为“自包含SF”。
模拟波束成形
在毫米波(mmW)中,波长被缩短,并且因此多个天线元件可以安装在相同区域中。例如,总共64(8×8)个天线元件可以以0.5λ(波长)的间隔在2维阵列中以具有大约1cm的波长的30GHz频带被安装在5×5cm面板中。因此,在mmW中,考虑使用多个天线元件增加波束成形(BF)增益来增加覆盖范围或吞吐量。
如果为每个天线元件提供收发器单元(TXRU)以使得能够调整发射功率和相位,则对于每个频率资源可以进行独立的波束成形。然而,在所有大约100个天线元件中安装TXRU在成本方面不太可行。因此,考虑使用模拟移相器将多个天线元件映射到一个TXRU并调整波束方向的方法。此模拟波束成形方法可以仅在整个频带中形成一个波束方向,并且因此可以不执行频率选择性波束成形(BF),这是不利的。
可以考虑具有比作为数字BF和模拟BF的中间形式的Q天线元件少的B TXRU的混合BF。在混合BF的情况下,可以同时发送波束的方向的数量被限制为B或更少,这取决于连接B个TXRU和Q个天线元件的方法。
此外,在新RAT系统中使用多个天线的情况下,建议混合波束成形即数字波束成形和模拟波束成形的组合。这里,模拟波束成形(或RF波束成形)指的是在RF端处执行预编码(或组合)。在混合波束成形中,基带端和RF端均执行预编码(或组合),这具有实现接近数字波束成形的性能同时减少RF链的数量和D(数字)/A(模拟)(或A/D)转换器的数量的益处。为了方便起见,混合波束成形结构可以由N个收发器单元(TXRU)和M个物理天线表示。然后,由发送端发送的L个数据层的数字波束成形可以用N×L矩阵表示,并且然后通过TXRU将N个转换的数字信号转换成模拟信号,并且然后应用模拟波束成形以通过M×N矩阵表示。
图15是从TXRU和物理天线的角度看的混合波束成形结构的示意图。在图15中,数字波束的数量是L,并且模拟波束的数量是N。
新RAT系统以基站改变每个符号的模拟波束成形的方式设计,从而针对位于特定区域中的UE支持更有效的波束成形。此外,在图15中,当N个特定TXRU和M个RF天线由单个天线面板限定时,新RAT系统可以部署可以单独地应用混合波束成形的多个天线面板。
当基站使用多个模拟波束时,每个UE可能需要不同的模拟波束,用于其信号接收。因此,对于同步信号、系统信息和寻呼,可以考虑波束扫描,以便针对每个符号改变基站在特定子帧(SF)中使用的多个模拟波束,以允许每个UE有机会接收。
图16是用于DL传输过程中的同步信号和系统信息的波束扫描操作的示意图。
在图16中,通过广播发送新RAT系统中的系统信息的物理资源(或物理信道)被称为xPBCH(物理广播信道)。
参考图16,可以同时发送在一个符号内属于不同天线面板的模拟波束。为了测量每个模拟波束的通道,如图16中所示,正在讨论用于引入波束RS(BRS)的方法,该RS是使用单个模拟波束(对应于特定天线面板)发送的RS。BRS可以被定义用于多个天线端口,并且BRS的每个天线端口可以对应于单个模拟波束。在这种情况下,与BRS不同,可以使用模拟波束组中的所有模拟波束来发送同步信号或xPBCH,使得某个UE可以适当地接收它。
LTE中的RRM测量
LTE系统支持用于功率控制、调度、小区搜索、小区重选、切换、无线电链路或连接监视、连接建立/重新建立等的RRM操作。在这种情况下,服务小区可以请求UE用于RRM操作的RRM测量信息。例如,UE可以测量每个小区的小区搜索信息、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)等,并且可以报告测量结果。具体地,在LTE系统中,UE可以从服务小区接收“measConfig”作为用于RRM测量的更高层信号。在这种情况下,UE可以根据“measConfig”信息测量RSRP或RSRQ。在这种情况下,根据用于LTE系统的TS 36.214文档的RSRP、RSRQ和RSSI可以定义如下:
[RSRP]
参考信号接收功率(RSRP)被定义为在所考虑的测量频率带宽内承载小区特定RS(CR)的资源要素的功率贡献(以[W]为单位)的线性平均值。对于RSRP确定,将会根据TS36.211[3]使用CRS R0。如果UE能够可靠地检测到R1可用,则除了R0之外还可以使用R1来确定RSRP。
RSRP的参考点应该是UE的天线连接器。
如果UE正在使用接收器分集,则报告的值不应低于任何单独分集分支的对应RSRP。
[RSRQ]
参考信号接收质量(RSRQ)被定义为比率N×RSRP/(E-UTRA载波RSSI),其中N是E-UTRA载波RSSI测量带宽的RB的数量。分子和分母中的测量值应在资源块的相同集合上进行。
E-UTRA载波接收信号强度指示符(RSSI)包括,仅在包含用于天线端口0的参考符号的OFDM符号中,在测量带宽中,通过来自所有源(包括同信道服务和非服务小区)的N个资源块UE观测/测量的总接收功率(以[W]为单位)的线性平均值、信道干扰、热噪声等。如果高层信令指示用于执行RSRQ测量的某些子帧,则通过在所指示的子帧中的所有OFDM符号测量RSSI。
RSRQ的参考点应该是UE的天线连接器。
如果UE正在使用接收器分集,则报告的值不应低于任何单独分集分支的对应RSRQ。
[RSSI]
所接收的宽带功率,包括热噪声和在接收器中产生的噪声,在由接收器脉冲整形滤波器限定的带宽内。
测量的参考点应该是UE的天线连接器。
如果UE正在使用接收器分集,则报告的值不应低于任何单独的接收天线分支的对应UTRA载波RSSI。
根据上述定义,被配置为在LTE系统中操作的UE可以通过在频率内测量的情况下在SIB3(系统信息块类型3)中发送的与允许测量带宽(AMB)相关联的IE(信息元素)测量RSRP,或者可以通过在频率间测量的情况下在SIBS(系统信息块类型5)中发送的允许测量带宽(AMB)在从6RB(资源块)、15RB、25RB、50RB、75RB和100RB当中选择的一个带宽处测量RSRP。可替选地,如果信息元素(IE)不存在,则配置为在LTE系统中操作的UE可以在整个DL系统的频率带宽中测量RSRP作为默认值。在这种情况下,如果UE接收到允许的测量带宽,则UE可以假设对应值是最大测量带宽,使得UE能够在对应值内自由地测量RSRP值。然而,如果服务小区发送被定义为WB(宽带)-RSRQ的IE并且将允许的测量带宽设置为50RB或更高,则UE必须计算关于整个允许的测量带宽的RSRP值。同时,可以根据RSSI带宽定义在分配给UE的接收器的频率带宽中测量RSSI。
图17图示本发明可适用的平板天线阵列。
参考图17,平板天线阵列由水平域中的Mg个面板和垂直域中的Ng个面板组成,并且每个面板可以由M列和N行组成。特别地,这里使用的面板是关于X-pol(交叉极化)天线被图示的。图17中的天线元件的总数可以是2*M*N*Mg*Ng。
端口布局
码本可以被定义为各种类型。在NR(新RAT)中,主要有两种类型的码本:类型1码本和类型2码本。此外,每种类型可以根据它是用于单个面板的码本还是用于多个面板的码本(例如,类型1单/多面板码本和类型2单/多面板码本)进行细分。
对于类型1单面板码本,W1可以由以下等式16定义。这里,W1表示具有长期、宽带和波束选择特性的第一PMI。
[等式16]
Figure GDA0003349232440000461
至少对于秩1和秩2,W1中的B(或Bi)中的候选DFT(离散傅立叶变换)波束的数量(L)可以是1、2、4和/或7。L值可以是由网络(例如,基站)配置。
对于L>1,可以由UE自由选择L个波束。可替选地,可以定义至少一个波束组图案,并且下面将参考图18和图19描述这种波束组图案的示例。波束组图案可以由网络(例如,基站)配置。UE可以报告波束图案。可替选地,可以由gNB自由选择L个波束。
对L个波束的选择可以类似地或不同地应用于秩1和秩2。对于L=1,W1可以由以下等式17定义:
[等式17]
Figure GDA0003349232440000462
图18图示适用于本发明的2D端口布局中L=2的候选波束组图案。在此附图中,被构图的正方形表示L个选定的波束。
图19图示适用于本发明的2D端口布局中L=4的候选波束组图案。在此附图中,被构图的正方形表示L个选定的波束。
在1D端口布局中,波束组图案包括用于L>1的一行波束,其均匀地和/或非均匀地被d分离。对于L>1,d1和d2可以支持单个值或多个值。
NR中的码本的提议
在使用包括新RAT的面板阵列天线的无线通信系统中,形成窄波束,因为执行使用大规模天线的波束成形,并且面板天线阵列的实现可以消除天线端口之间的线性增量。因此,在LTE、LTE-A等中使用的基于DFT的码本的性能可能降级。因此,本发明提出一种适用于面板阵列天线的码本结构。
首先,可以通过等式18来定义要应用于一个面板内的2D天线阵列的2D DFT波束:
[等式18]
Figure GDA0003349232440000471
Figure GDA0003349232440000472
Figure GDA0003349232440000473
其中m1和m2分别表示第一域和第二域中的1D-DFT码本的索引,N1和N2表示面板中第一维度和第二维度中每个pol的天线端口的数量,并且o1和o2表示面板中第一维度和第二维度的过采样因子。
在图17中,为了便于说明,M和N表示天线元件(下文中,M被称为第一域(水平)参数,并且N被称为第二域(垂直)参数)。根据根据特定向量在多个天线元件上执行天线虚拟化并且然后执行天线元件到端口映射的结果,第一域和第二域中的端口数分别由N1和N2定义。当N1'和N2'被定义为每个面板的端口数量时,在本发明中要考虑的天线端口的总数(Ntot)被定义为P*Mg*Ng*N1'*N2',并且P可以在X-pol天线的情况下设置为2,在共pol天线的情况下设置为1。
图20是图示根据本发明的示例性实施例的非均匀阵列的视图。
参考图20,对于每个面板具有32个元件(即,M=4,N=2,P=2)的面板阵列上的垂直虚拟化导致P=2,N1'=4,N2'=1,Mg=2,Ng=2,共32个端口。虽然天线端口可以通过天线虚拟化对应于天线元件,但是为了便于解释,在单个天线元件或多个天线元件的虚拟化之后,本发明中的天线端口通常被称为“天线端口”。用于波束成形的天线端口信息(例如,{N1,N2,O1和O2}和/或{Mg,Ng,N1',N2',O1和/或O2})可以通过高层信令用信号发送或在UE和网络之间事先同意。
Ntot值可以变化,但是应该符合整体适用于LTE系统中支持的天线端口的码本结构,诸如2、4、8、12、16、20、24、28和32端口。为此,本发明考虑多级码本结构,并且三级的示例如以下等式19中所示:
[等式19]
W=W1*W2*W3
其中,在LTE和LTE-A中使用的双级码本结构中,可以用W1(第一PMI)或W2(第二PMI)替换特定码本矩阵。
3GPP版本13码本遵循版本10和版本12码本的双重结构。也就是说,通过乘以W1和W2形成最终码本,其中W1具有长期、宽带和波束组选择特性,并且W2具有短期、子带和波束选择以及同相特性。
与版本10和版本12码本的不同之处在于,因为要考虑的天线端口布局包括两个维度,所以码本中的波束被描述为垂直波束和水平波束的克罗内克尔积。3GPP版本13 1-2码本可以由以下等式20表示:
[等式20]
W=W1Wz
Figure GDA0003349232440000491
Figure GDA0003349232440000492
Figure GDA0003349232440000493
Figure GDA0003349232440000494
其中W^(1)表示秩1码本的最终形式,并且W^(2)表示秩2码本的最终形式。
这里,N1和N2是第一维度和第二维度中每个极化的天线端口的数量,并且o1和o2是第一维度和第二维度中的过采样因子。
m1和m2表示在水平和垂直(或第一和第二)域中选择DFT向量的方法。可以通过m1(对于秩2,m1和m1')和m2(对于秩2,m2和m2')创建特定W1(即,第一PMI)2D波束组(即,码本配置1至4)。下标n表示同相。
也就是说,3GPP版本13码本能够被视为使用Kroneckerk乘积的版本10的8Tx(8端口传输)码本的二维扩展。
提议1)模拟码本
该提议提出一种使用码本报告用于模拟波束成形的CSI信息的方法。
在实施例中,等式19的多级中的一个(例如,W1)执行与Tx/Rx模拟波束成形相对应的码字选择的功能/角色,或者可以通过单个码本矩阵来生成模拟码本。
在模拟波束成形中,可以通过用于TXRU虚拟化的加权向量来配置模拟码本。在FD-MIMO中使用2D子阵列模型,可以通过以下等式21来配置:
[等式21]
Figure GDA0003349232440000501
Figure GDA0003349232440000502
其中dv和dH是每个天线元件之间的间隔,λ是载波频率,K是每个TXRU在N1域中的天线元件的数量,L是每个TXRU在N2域中的天线元件的数量,O_1TXRU和O_2TXRU是由TXRU的每个域中的元素形成的1-DFT波束的过采样因子,wo的长度由K=M/N1'给出,并且vi的长度由L=N/N2'给出。
Figure GDA0003349232440000503
分别是N1和N2域中的特定方向角,并且如果N1是水平域并且N2是垂直域,则可以通过扫描角和倾斜角来表示。
因此,Tx模拟波束的最终形式可以如等式22中那样确定:
[等式22]
Figure GDA0003349232440000504
等式22对应于何时首先在N2方向上执行用于虚拟化的天线元件索引。如果首先在N2方向上执行用于虚拟化的天线元素索引,则可以将等式22变换为以下等
式23:
[等式23]
Figure GDA0003349232440000511
如上所述,模拟波束可以在2D中被引导,或者可以仅通过使用用于水平或垂直虚拟化的向量在1D方向上被引导。在本发明中,为了便于解释,将关于但不限于基于等式22的2D模拟波束来描述示例性实施例。
等式21中的每个向量可以通过数学关系由等式18中的DFT波束以相同的方式表达。例如,通过倾斜表达每个向量,可以将等式21变换为下面的等式24。
[等式24]
Figure GDA0003349232440000512
使用等式24,等式21可以由以下等式25表示:
[等式25]
Figure GDA0003349232440000513
Figure GDA0003349232440000514
其中k=0,...,o_(K-1),l=0,...,o_(L-1)。然后,模拟码本的最大尺寸可以通过乘以L*O_1TXRU和K*O_2TXRU来表示。在模拟码本中,所得到的倾斜角和扫描角可以通过均匀地配置所有方位角和天顶角(例如,等式26,并且上述示例假设天顶角范围从-pi到pi并且方位角范围从-pi/3到pi/3)并通过将模拟波束的边界均匀地除以模拟波束的数量如在θ1≤θtilt≤θ2
Figure GDA0003349232440000515
中来配置。在这种情况下,基站可以通过RRC向UE通知所使用的模拟波束的数量和/或模拟波束的角度的边界值。
[等式26]
Figure GDA0003349232440000521
用于天线虚拟化的上面解释的模拟码本可以被划分成两种类型的码本:
选择码本
基于NP(非预编码)CSI-RS的模拟码本
在下文中,将提出选择码本和基于NP CSI-RS的模拟码本。
在模拟波束选择码本中,特定N_A模拟波束成形波束(例如,N_A值可以被设置为L*O_1TXRU*K*O_2TXRU或者被设置/定义为基站通知UE的特定值)可以是映射到N_A CSI-RS端口(或用于模拟波束成形的特定端口),并且UE可以使用端口选择码本报告(选择的)PMI。
UE可以报告与基站预先商定的(或由基站指示)的多个波束,包括最佳波束、第一和第二最佳波束、或最佳和最差波束。为此,基站可以通过高层信令向UE指示诸如K、O_1TXRU、L、O_2TXRU等的信息或N_A值,或者可以与UE就此预先商定。主要用于UE的倾斜角或扫描角可以取决于UE的信道环境而受到限制。因此,为了减少模拟波束扫描的开销,基站可以向UE通知用于波束扫描的模拟波束的数量和/或由高层信令报告或者与UE就此预先商定的模拟波束的数量。
当使用选择码本时,将单个模拟波束映射到单个天线端口并发送,并且UE通过码本配置选择向量并将其报告给基站。也就是说,在这种情况下,码本由模拟波束选择向量配置,并且码字如等式27中所示,并且UE将等式27的i索引报告给基站。
[等式27]
Figure GDA0003349232440000531
使用等式27,最佳Tx模拟波束报告码本可以被表达为等式28:
[等式28]
Figure GDA0003349232440000532
在这种情况下,码本中的反馈比特数是
Figure GDA0003349232440000533
。例如,对于N_A=32,需要总共5比特的反馈有效载荷。
当UE另外报告最佳波束或最差波束时,可以重新定义UE并将其用作指示要报告的波束数量的指示符,或者可以重新定义LTE系统中的RI并将其用作指示波束数量的指示符。例如,当选择第一波束作为最佳波束并且选择第四波束作为最差波束时,UE可以向基站报告RI=2和对应于通过将第一波束和第四波束应用于等式28获得的
Figure GDA0003349232440000534
的PMI索引。并且/或者,UE可以对每个波束假定秩1限制并且报告具有不同时段和/或偏移的PMI。在这种情况下,要报告的反馈比特数是
Figure GDA0003349232440000535
并且/或者,UE可以使用码本来指示TX模拟波束的范围(例如,用于在θ1≤θtilt≤θ2中指示θ1和θ2的目的)。
虽然已经关于垂直倾斜/域示例此实施例,但是本发明不限于此,并且此码本可以用于指示其中水平和垂直倾斜/域被使用的水平倾斜/域或2-D倾斜/域。此外,在此实施例中,UE可以被理解/解释为向基站提供关于模拟码本子集限制的信息,并且这可以适用于数字码本。
在模拟波束扫描中,由于长期和宽带特性,有效载荷大小可能不是大问题。因此,当使用模拟波束选择码本时,可以以线性组合反馈模拟波束,如等式29中所示,可以为了更精确的反馈进行考虑。
[等式29]
Figure GDA0003349232440000541
其中Sl是参与波束组合的第1波束的集合,并且ci是可以具有特定复数值并由ci,j,k=ai,jexp(jφi,k)配置的组合系数。可以在基站和UE之间预先商定Sl,ai,ji,k中的至少一些元素,并且基站可以通过RRC向UE指示这些元素。例如,如果用于Tx波束扫描的模拟波束的总数是4并且参与组合的波束的数量是2,则可以建立Sl∈{(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}、ai,j={1,0.5,0.25,0},、φi,k={1,j,-1,-j}。在以上示例中,所需反馈比特的数量是3+2+2=7,并且至少一些反馈元素/内容可以被联合编码并反馈/报告。并且/或者,每个元素/内容可以以不同的时段和/或不同的反馈粒度/单位(例如,宽带(WB)/子带(SB))反馈。与仅使用通过等式27的选择的码本相比,组合码本具有能够实现具有相对更高粒度的模拟码本的优点。
如果UE位于具有大量干扰的环境中(例如,在小区边界处),则由于来自从干扰TRP(传输接收点)发送的模拟波束的干扰,性能降级可能变得严重。在这种情况下,UE可以测量码本的干扰,并且由于干扰而在降低的功率电平上与对应的码字一起/同时向基站报告信息(例如,{0.5,0.25,0.125,0}*P,其中P是发送功率)。
已经关于基站的Tx波束扫描操作描述前述实施例。然而,如果UE执行Rx波束扫描,则UE可以向基站报告关于此的信息,以使基站获知UE的UL波束成形信息。也就是说,类似于等式25,Rx模拟波束可以由等式30表示:
[等式30]
Figure GDA0003349232440000551
Figure GDA0003349232440000552
其中A和B表示UE的TXRU的第一域和第二域中的天线元件的数量,并且o1r,TXRU和o2r,TXRU表示模拟DFT码本的第一域和第二域中的过采样因子。
最终的2D(或1D)DFT波束可以使用等式30被表达为Kronecker乘积
Figure GDA0003349232440000553
Figure GDA0003349232440000554
如等式22所示。
为了配置UL码本,UE可以另外向基站提供关于A、B、o1r,TXRU以及o2r, TXRU或Rx波束成形的数量的信息的反馈。UE可以另外向基站给予关于端口索引方向的反馈(即,
Figure GDA0003349232440000555
Figure GDA0003349232440000556
)或者与基站关于它预先商定。Rx模拟波束成形码本的整个大小(Nrx,tot)可以是“A*B*o1r,TXRU*o2r,TXRU”,并且UE的Rx波束成形选择码本可以由等式31表示:
[等式31]
Figure GDA0003349232440000557
其中N_(A,RX)表示Rx波束成形的数量。
Figure GDA0003349232440000558
的所有模拟码本中,例如,Tx-Rx波束对码本可以集体地或独立地报告,并且可以具有不同的反馈时段、偏移和/或反馈粒度/单位(例如,宽带/子带/部分频带)。可替选地,可以使用RI以便UE指示Rx波束成形。例如,如果报告RI=2,则基站可以识别报告Rx波束成形(以及Tx波束成形),并且可以通过
Figure GDA0003349232440000559
的码本来计算每个Tx-Rx波束成形。
在上述模拟波束成形选择码本中,复杂度根据模拟波束成形端口的数量线性增加。也就是说,对于N_A=128,对于一个资源所需的CSI-RS端口的数量是128,并且在每个PRB对中发送所有这些许多端口可能是低效的。因此,可以考虑CSI-Rs梳型传输,其中所有模拟波束成形的CSI-RS端口被划分为N个子端口组,并且N个子端口组被一对一地映射到N个PRB对,使得N个子端口组被发送到每个N个PRB对(即,一个资源所需的CSI-RS端口被划分并跨N个PRB对发送)。例如,对于N_A=128和N=4,对应于第0到第31个波束的端口可以在0、4、8、,...PRB对(即,4n个PRB对(n=0,1,2...))中发送,对应于第32到第63个波束的端口可以在1、5、9、...个PRB对(即,4n+1个PRB对(n=0、1、2......))中发送,对应于第64到第95个波束的端口可以在2、6、10、......个PRB对(即,4n+2个PRB对(n=0、1、2......))中发送,并且对应于第96个至第127个波束的端口可以在3、7、11、...个PRB对(即,4n+3个PRB对(n=0、1、2...))中发送。可替选地,每个子端口组中对应/包括的端口(在上面的示例中为32个端口)可以以每个子端口组的不同的时间偏移和/或时段(和/或每个子端口组中的每个端口)发送。
为了减少UE报告方面的开销,可以通过使用RI来执行端口选择,以指示上述时间偏移和/或频率偏移。例如,如果在上面的示例中最佳模拟波束是第64个波束,则UE可以向基站报告RI=3和PMI=1(Wanalog,Tx,1=[e1]∈C32×1)。
上述基于选择的码本可以仅用于波束管理的目的,并且可以具有比其他CSI更高的优先级级别(例如,i1(第一PMI)、i2(第二PMI)、RI、CQI和/或CRI)。此外,如果波束增益低于或等于特定阈值,则UE可以触发用于选择码本的CSI-RS端口传输,或者报告与就在参考资源接收之前报告的波束索引不同的波束索引(例如,第二最佳波束索引)。
在下文中,将描述基于NP CSI-RS的模拟码本。
在波束扫描中,随着波束数量的增加(即,当K、L、o1和o2增加时),需要用于波束扫描和/或更多CSI-RS端口的更多数量的OFDM符号,并且UE的计算复杂度增加很多。如果天线元件的总数或K*L等于NR中支持的CSI-RS的数量,则UE可以通过使用NP CSI-RS(即,通过1:1元素到端口映射)来测量信道并报告最佳模拟波束和/或数字波束。
在一个示例中,可以通过使用等式19将等式32配置为最终码本。在这种情况下,当UE报告模拟码本时,可以基于多级码本(例如,如在等式32中的三级)报告模拟码本,并且模拟码本可以用作多级码本的一个分量。
[等式32]
Figure GDA0003349232440000571
被定位在等式32的第一矩阵的对角线项中的模拟码本(
Figure GDA0003349232440000572
(i=1,..,Nports,其中Nport是数字端口的数量)可以由等式22或23配置,并且W1和W2可以是稍后将描述的LTE码本或数字码本。此外,对于
Figure GDA0003349232440000573
,因为相同的模拟波束被应用于所有数字端口,在这种情况下,UE可以仅针对所有端口给出代表性模拟波束的PMI的反馈/报告。然而,应该注意,对于更精确的CSI反馈,UE可以假设
Figure GDA0003349232440000574
针对每个端口使用不同的模拟波束来执行反馈/报告。在这种情况下,与对每个端口使用相同的模拟波束相比,可能存在反馈比特的数量增加了N_ports的缺点。然而,关于模拟波束的PMI(即,Wa)反馈具有非常长期的特性(例如,数字W1或RI的整数倍),并且从整个系统的角度来看,开销增加可能不是那么大。
因此,为了有效使用码本,基站可以根据UE的模拟码本反馈时段在第一CSI-RS资源中的K*L端口中发送NP CSI-RS,假设相同的模拟波束应用于每个端口。在这种情况下,UE可以向基站报告最佳模拟波束索引,并且通过此,基站可以使用用于第二CSI-RS资源的模拟波束成形(对应于由UE报告的模拟波束索引)向UE发送N_ports CSI-RS。UE可以向基站给出关于针对N_ports/对应于N_port的RI、PMI和/或CQI的报告/反馈(即,数字码本反馈)。上述两个资源(即,第一和第二CSI-RS资源)可以具有不同的时段和/或偏移。如果在两个资源之间发生冲突,则用于模拟波束成形的资源(即,用于确定模拟波束的资源;上述示例中的第一CSI-RS资源)具有更高的优先级级别。
可替选地,为了应用具有高粒度的码本,基站可以在一个资源中使用K*L*N_ports个NP CSI-RS端口来发送CSI-RS,并且UE可以基于CSI-RS向基站报告最佳PMI、CQI和/或RI。
提议2)数字码本
在新RAT中,可以重用LTE码本或A类码本。这种码本具有双级结构,并且此结构的示例包括版本10 8Tx、版本12 4Tx、版本13 12Tx、16Tx、版本14 20-、24-、28-和32Tx码本。在双级结构中(即,W=W1*W2),W1用作确定具有长期/宽带特性的特定数量的波束组,并且W2用作选择被确定为W1的具有短期/子带特性的波束组内的波束,并在X-pol天线情况下执行同相。
优选地,在新RAT中使用的码本在一个框架内配置,并且期望配置具有诸如用于配置TX端口的参数N1和N2以及用于配置码本的o1和o2的配置信息的码本将使其易于维护可扩展性并实现UE。
在LTE 2端口码本中,秩1由QPSK(正交相移键控)(表4的索引0、1、2和3)配置,并且秩2由QPSK(表4中的索引0、1和2)配置。然而,如果将模拟波束应用于端口以使波束更锐利,则在性能方面增加波束粒度可能更好。
因此,本发明提出使用8-PSK配置秩1和秩2的2端口码本以进行同相,如表4中所示,以便增加2端口粒度。
[表4]
Figure GDA0003349232440000601
并且/或者,基站可以为UE配置码本比特字段以设置最终码本是QPSK还是8-PSK。例如,如果UE被给予来自基站的2比特字段,则UE可以使用表4中的索引0至3的码本,并且如果UE被给予来自基站的3比特字段,UE可以使用表4中的索引0到7的码本。这可以用于类似于码本子集限制的目的。虽然现有的码本子集限制不能减少反馈比特,但是上面提出的方法可以减少反馈比特,从而减少上行链路开销。
在另一个实施例中,如果对每个端口执行不同的模拟波束成形,并且存在构成单个模拟波束以形成非常尖锐的波束的许多用于虚拟化的天线元件,则预期由数字码本应用引起的码本性能改善不是很高。在这种情况下,将不同的波束应用于两个端口并仅选择特定端口可能更有效。在这种情况下,可以如表5中那样提出2端口码本配置。
[表5]
Figure GDA0003349232440000611
在根据表5的提议中,对于秩2不需要PMI反馈(即,波束选择)。
在另一个实施例中,可以配置具有针对不同端口具有不同量值的码字的码本,并且这个的示例如等式33中所示:
[等式33]
Figure GDA0003349232440000621
Figure GDA0003349232440000622
如等式33中所例示的,在2端口码本中,端口可以具有等于或小于另一端口的特定量值。例如,在等式33中,α={1,0.5,0.25,0}。如果α是1,则码本具有表4中例示的码本的特性,并且如果α是0,则码本类似于表5中示例的端口选择码本。α可以应用于每个宽带或部分频带,并且报告时段是长期的。在等式33中,对应于相位的φn=exp(-j2pn/4)forn=0,1,2,3,φn=exp(-j2pn/8)forn=0,1,...,7可以根据n值的范围设置为QPSK或8-PSK。
因此,基站可以通过RRC向UE通知与α值和/或φn同相大小相对应的特定信息或者与UE预先商定。可替选地,基站可以单独地或整体地用信号发送/配置用于UE的码本的幅度和同相的比特字段,并且为UE设置它们。例如,如果幅度的比特字段大小被设置为1比特,α={1,0.5}或者α={1,0},并且基站可以将同相比特字段大小设置为2比特,并且基于QPSK向UE通知关于同相的信息。
上述码本可以假定X-pol并且当为每个端口配置/应用相同的模拟波束时更合适。另一方面,如果为每个端口配置/应用不同的模拟波束,则由于波束增益的差异获知哪个端口被给予更好的波束增益可能是不明确的。因此,可以建议具有如等式34中的结构的码本,其是所提出的码本的更通用形式。根据此码本,可以独立地配置每个端口的功率幅度码本,从而提高性能增益。
[等式34]
Figure GDA0003349232440000631
Figure GDA0003349232440000632
在根据等式34的码本中,参数(α,β,φn)(和/或每个参数集和/或集合大小)的值可以由RRC设置或者在基站和UE之间预先商定。可替选地,当UE向基站报告具有1比特的相对高增益的端口索引以减少α,β的反馈比特时,基站可将相应报告端口的幅度系数设置为“1”。在这种情况下,UE仅向基站报告另一个端口的幅度系数信息,并且结果,减少反馈比特。例如,在UE给出作为第二端口的具有高增益的端口索引的反馈/报告情况下,确定/设置β=1,并且可以将α确定/设置为在基站和UE之间预先商定的幅度集(例如,α={1,0.5,0.25,0})内的UE向基站报告的值。
为了将上述2端口码本应用于双级结构的统一框架,可以将W1(矩阵)假设为方阵(I),并且可以将表4或表5的码本作为W2(矩阵)(即,W=W1*W2=I*W2)应用。在另一种方法中,上述模拟波束选择码本可以被用于W1,并且W2可以如表4和表5中那样配置,使得以W=W1*W2=Wa*W2的形式定义/应用码本。对于Wa,可以使用前述Tx模拟码本配置。在另一种方法中,Wa可以是N_(a,Tx)模拟波束选择码本。例如,对于N_(a,Tx)=4,Wa的选择码本可被配置/定义为(ei,ej)∈{(i,j)|(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}或者其中一些的集合以调整成有效载荷大小-例如,(ei,ej)∈{(i,j)|(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(1,2),(1,4),(2,3),(2,4)},LTE-A秩2的波束选择组合。可替选地,对于N_(a,Tx)=4,Wa的选择码本可以专用于表5,并且通过使用针对不同端口的不同波束(在上面的示例中,(ei,ej)∈{(i,j)|(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)})来配置/定义/发送。
在用于配置2端口码本的另一方法中,W=Wa*W2中的W2可以由线性组合码本配置。例如,W2可以配置为
Figure GDA0003349232440000641
并且c1和c2具有复数值。
基站可以配置UE将由RRC使用/应用哪些上述码本。
提议3)基于面板的码本
新RAT的新特征之一是要支持由多个天线组成的多面板天线阵列,如图20中所示。在这种情况下,如图20中所示,除非以所有天线元件之间的间隔恒定的方式设置面板之间的间隔,否则不满足现有LTE所基于的DFT码本的特性(即,均匀增量),从而导致性能降解。
为了解决这个问题,本发明提出在每个面板之间执行补偿的方法(提议3-1)和/或选择特定面板和配置数字码本的方法(提议3-2)。
3-1)面板之间的补偿
为了便于解释,将参考图20描述此实施例。
在图20中,可以通过4元件垂直天线虚拟化为每个面板配置端口,每个面板(面板1到4)包括8个端口,并且因此配置总共32个数字端口。在eFD-MIMO中支持32个端口,并且可以使用A类码本。在这种情况下,最终的码本可以如等式35中所示:
[等式35]
Figure GDA0003349232440000642
其中,
Figure GDA0003349232440000643
是对角线矩阵并且用作执行码本补偿控制(即,补偿矩阵/码本),
Figure GDA0003349232440000644
是LTE系统中的双级码本的W1,N_W1对应于W1的波束组的数量,并且
Figure GDA0003349232440000645
是LTE系统中的双级码本的W2并且用作执行波束选择和同相。
参考图20,假设(N1'=4,N2'=1)N2方向是垂直方向,Wc可以如等式36中那样配置:
[等式36]
Figure GDA0003349232440000651
其中α、β、γ指的是面板2、3和4(相对于面板1)的补偿项/补偿器/校正器(下文称为“校正器”)-例如,它们可能具有特定的复数值,诸如QPSK{1,-1,j,-j}(和/或BPSK(二进制相移键控))。这些校正器可以用于补偿面板之间的相位和/或幅度,并且UE可以用信号发送校正器(例如,α,β,γ)并且通过CSI(例如,CSI中的PMI)向基站给予报告/反馈。在这种情况下,UE可以给出指示校正器根据基站的RRC模式设置(例如,模式1和2)是WB(宽带)和/或SB(子带)的报告/反馈(即,UE向基站报告根据模式设置针对宽带和/或子带选择/导出/获取的校正器(下文中,描述为“WB和/或SB面板校正器”)。
如果由于线性平面阵列的特性(例如,γ=α*β)γ能够由α和β的函数表示,则UE可能不给予关于γ的反馈,并且因此反馈开销减少。
可以扩展以上概念以指定每个域的一个代表性面板校正器值。在上面的示例中,α可以被指定为垂直面板参考校正器,并且β可以被指定为水平面板参考校正器,并且其他面板的校正器可以由α和/或β的函数表达。例如,如果面板5存在于图20的面板3的右侧处,面板5的相位校正器(补偿值)可以由α的函数表示,例如,如在f(a)=α2中。
尽管当在SB和/或短期时段中给出反馈时校正器可以具有最大性能,但是可以通过在与W1 PMI相同的时段或其整数倍中给出报告/反馈来节省反馈开销。校正器的矩阵(补偿矩阵)的配置可能影响所有面板和端口之间的索引方法。因此,端口索引方向可以在基站和UE之间预先商定,或者通过高层信令指示给UE。
在另一种补偿方法中,可以对面板中的端口或面板子组执行补偿,其维持天线端口之间的线性增量。这能够通过公式37在数学上表达:
[等式37]
Figure GDA0003349232440000661
其中,
Figure GDA0003349232440000662
被定义为由一个面板内设置的端口数配置的W1胖型(fat)矩阵。此外,W2是对每个面板执行波束选择和同相的矩阵,已经在上面的示例中假设秩1对其进行描述,但是不限于此,并且可以扩展为一般的W2表达式。
在上述示例和稍后描述的示例中,为了便于解释,同相被描述为对于每个面板被同样地配置/报告,但是不言而喻的是,可以为了性能改进为每个面板独立地配置/报告同相。
根据等式37的方法,可以考虑以下两种情况:i)
Figure GDA0003349232440000663
和ii)
Figure GDA0003349232440000664
i)如图20中所例示,例如,8端口码本被用于每个面板,并且对于每个面板假设不同的W1波束组。因此,码本粒度显着增加,从而增加性能增益。然而,与ii)相比,计算复杂度和反馈比特的数量可以与面板的数量成比例地增加。由于对每个面板使用代表性的W1波束组,所以能够可以降低复杂性和反馈比特数的优点。在这种情况下,与等式35和/或36的码本的情况一样,用于面板补偿的α、β、γ可以具有特定的复数值,诸如QPSK{1,-1,j,-j},并且它们的反馈时段可以等于W1 PMI时段或W1 PMI时段的整数倍。
在图20中,根据等式37的方法,每个面板假设8端口码本,并且等式37也可以分别应用于由面板1和2以及面板3和4组成的两个16端口面板子组。为此,UE可以另外向基站报告关于面板子组的信息。例如,如果基站向UE通知每个面板子组的面板数量和每个面板子组中沿水平或垂直方向的面板数量,则UE可以选择特定面板子组并将其报告给基站。此子面板组(即,UE报告的子面板组)可以用于每个数字码本应用,或者可以用于指示应用相同模拟波束的组的目的。
在如等式37中为每个面板或每个子面板组配置数字预编码的情况下,可以期待端口索引优先在“一个面板内具有相同极化的端口”上执行,以便于码本配置。
3-2)面板/子面板组选择码本
当针对每个面板或针对每个子面板组执行/应用不同的模拟波束成形时,可以期待选择对应于最佳模拟波束的面板或子面板组并给出CSI反馈。为此,可以将等式37中的Wc矩阵修改为选择矩阵,如等式38中所示并使用。
[等式38]
Figure GDA0003349232440000681
ρ,α,β,γ∈{0,1}
其中,
Figure GDA0003349232440000682
如果ρ、α、β和γ中只有一个具有1的值,则执行单面板选择(在上述示例中需要2比特反馈),并且如果ρ、α、β和γ中的两个或更多个具有1的值,则执行多面板选择(在上例中需要4比特反馈)。在后一种情况下,UE可以预期将通过所选择的多面板发送相同的模拟波束。
因此,当向基站报告用于面板选择的PMI时,基站将找出UE仅使用与所报告的PMI相对应的面板中的端口,并且将激活相应的端口并且停用用于相应UE的其他端口,并将它们用于其他UE的传输。
在以上示例中,假设选择两个面板,总共激活了2*2*N1'*N2'个端口。在这种情况下,UE可以应用与2*2*N1'*N2'个端口相对应的数字码本,并给出PMI/CQI/RI报告。如果通过UE的面板选择配置非均匀端口布局,则可以应用/使用与上述端口之间的补偿方法相结合的码本来提高性能。
当结合基站的能力描述此实施例时,如果基站在面板之间具有良好的校准,则可能预期基站使用所有2*2*N1'*N2'个端口执行数字波束成形。相反,如果基站在面板之间没有良好的校准,则可能预期基站在2*N1'*N2'个端口或对应于一个面板的NP*2*N1'*N2'个端口或特定的NP个面板上执行数字波束成形。也就是说,未校准的基站可以向UE指示配置/应用面板选择码本,以便通过面板之间的端口聚合来防止数字波束成形。可替选地,如果UE由于良好的几何形状而通过模拟波束成形而具有足够高的增益,则可能不需要数字波束成形,并且UE可以通过使用面板选择码本来选择优选的面板以便减少码本计算的复杂性。
为了使前述面板选择码本正常工作,基站可以通过RRC向UE通知关于N1、N2、N1'和N2'当中的至少一个的信息或者与UE预先商定。此外,上述码本可以单独使用或组合使用。在后一种情况下,例如,可以组合使用模拟波束选择码本和面板选择码本。当将不同的模拟波束应用于不同的面板时,可以应用此示例。
3-3)面板/子面板组组合码本
当通过修改上述选择码本来配置面板线性组合码本时,可以通过等式39来配置Wc。
[等式39]
Figure GDA0003349232440000691
Figure GDA0003349232440000692
参考等式39,最终码本的维度中的列的长度被设置为2*N1'*N2',并且这可以被理解/解释为用于每个端口的具有长度为2*N1'*N2'的模拟和数字波束成形向量被组合。
在上述方法中,ρ、α、β和γ的值可以由例如ρ=aaexp(jψa),α=abexp(jψb),β=acexp(jψc),γ=adexp(jψd)表达。在这种情况下,可以独立地或整体地报告幅度分量(aa,ab,ac,ad)和相位分量(ψabcd)。例如,在独立报告中,UE可以单独地报告作为宽带(或部分频带)/长期的幅度分量和作为宽带/子带的相位分量。因为组合完成,幅度(a)可以设置为值{1,0.5,0.25,0}之一,并且相位(ψ)可以设置为值QPSK{1,-1,j,-j}之一。
为了保存有效载荷大小,可以将组合面板的数量限制为特定数量,并且面板的此数量可以通过RRC(或MAC(媒体访问控制)CE(控制元素))来用信号发送或者可以在UE和基站之间预先商定。也就是说,在上面的示例中,如果假设组合面板的数量是2,则UE可以针对最不优选的两个面板索引报告功率指数0,或者可以首先在面板组合码本的前端处选择两个面板。也就是说,在组合四个面板波束中的两个波束的情况下,如果为每个面板组合分配索引,如{(1,2),(1,3),(1,4),(2)3),(2,4),(3,4)}中,UE可以首先将它们选择的特定索引报告给基站,并且然后为所选择的面板执行面板组合码本。此外,报告对应于所有功率组合系数的每个值可能是低效的。因此,可以假设/设置特定面板(即,具有最高波束增益的面板或默认的第一面板)的功率组合系数为特定值,并且UE可以仅报告用于其它组合波束的功率组合系数。例如,如果假设第一面板的功率为“1”,则UE可以报告与另一个面板对应的α、β和γ的幅度值。
在上面提出的面板组合码本中,基站可以配置UE是否将针对每个面板使用相同的码本或相位补偿(WB和/或SB)或者针对每个面板使用不同的码本或相位组合。
在针对每个极化具有不同波束组的码本的情况下,如果应用上述面板补偿码本,则可以针对每个极化独立地设置/应用ρ、α、β和γ的值。也就是说,用于第一极化的ρ_1、α_1、β_1和γ_1以及用于第二极化的ρ_2、α_2、β_2和γ_2-即,总共8个独立变量-可以用于执行面板补偿。
与上面提出的方法类似,可以考虑/提出用于指示/报告面板和参考面板之间的补偿值的差的码本。
所提出的补偿码本可以作为SB面板校正码本、以及WB面板校正码本被广泛地应用。这可以增加用于SB CSI反馈的有效载荷,但是可以为每个SB应用面板校准码本,其更好地反映频率选择性并因此导致性能的非常大的改进。然而,为了解决有效载荷增加的问题,可以与WB面板校正器的反馈粒度/单位/尺寸/位宽不同地设置/定义SB面板校正器的反馈粒度/单位/尺寸/位宽。特别地,为了减少反馈开销,可以将SB面板校正器的反馈粒度/单位/尺寸/位宽设置/定义为小于WB面板校正器的反馈粒度/单位/尺寸/位宽(即,SB面板校正器的反馈粒度低于WB面板校正器的反馈粒度)。例如,WB面板校正器的反馈粒度/单位/尺寸/位宽可以设置为2比特(以QPSK为单位),并且可以将SB面板校正器的反馈粒度/单位/尺寸/位宽设置为1比特(以BPSK为单位)。
在这种情况下,UE可以向基站给出关于是否使用WB和/或SB面板校正码本的推荐/反馈。并且/或者,基站可以通过RRC配置来配置UE是否使用WB和/或SB面板校正码本。例如,WB面板校正码本的应用可以被定义为第一模式,并且WB和SB面板校正码本的应用可以被定义为第二模式,并且基站可以通过特定RRC信令(例如,“CodebookMode”)来向UE指示应用哪种模式。当设置第一模式时,UE可以通过CSI(特别地,PMI)向基站报告基于以2比特大小的QPSK选择/导出的WB面板校正器。当设置第二模式时,UE可以通过CSI(特别地,PMI)向基站报告基于2比特大小的QPSK选择/导出的WB面板校正器以及基于1比特大小的BPSK选择/导出的SB面板校正器。在第二模式中,WB面板校正器可以用于补偿整个同相,并且SB面板校正器可以用于补偿整个同相,并且SB面板校正器可以用于精细地补偿同相。
可替选地,是否使用WB面板校正码本或SB面板校正码本可以与基站的面板的数量(=Mg*Ng)相关联。例如,对于Mg*Ng=4,可以将数字码本中的W1的波束的数量N_W1设置/应用为1,并且对于Mg*Ng=2,数字码本中的W1的波束的数量N_W2可以设置/应用于2(N_W1=2)。
虽然已经关于DL描述所提出的码本,但是不限于此,而是可以容易且广泛地应用于UL码本配置。
在下文中,将描述假设单个面板的类型1码本配置。
首先,将描述相同波束组的使用,其可以表达为等式40:
[等式40]
Figure GDA0003349232440000721
其中W1在双级码本中执行具有WB/长期特性的波束分组。在这种情况下,
Figure GDA0003349232440000722
并且B可以具有L个值(例如,L=1、2、4、7、...)。尽管在指示W1的波束组的数量之前已经使用N_W1,但是在下文中将其替换为L。现在,将给出UE选择L个波束的情况的描述。
UE可以以显式方式(例如,以位图形式或通过指示波束索引)自由且明确地指示被用于基站的L个波束。在这种情况下,所需比特数是L*N1*N2*O1*O2或者
Figure GDA0003349232440000723
,并且存在反馈比特随着L而增加并且Tx天线端口的数量增加的问题。因此,UE可以自由地选择特定GoB(波束的网格)内的波束作为减少反馈比特的数量的方式。下面将参考图21描述其示例。
图21是图示根据本发明的示例性实施例的N1=4、O1=4、N2=2并且O2=4的GoB的视图。
参考图21,当配置4乘6的波束选择窗口时,UE可以在此窗口内自由选择L-1个波束。在这种情况下,UE可以给出关于主/前导波束2101的位置和4乘以6的窗口大小的反馈。
在另一种方法中,图22的示例性实施例可以被应用。
图22是图示根据本发明的示例性实施例的用于N1=4、O1=4、N2=2和O2=4的窗口配置方法的视图。
参考图22,整个GoB被划分为由基站或UE推荐/反馈的大小的窗口,并且UE可以给出关于窗口的索引(位置)的反馈和/或关于在该窗口内自由选择的L个波束的选择的信息。图22图示存在8个4乘6的窗口。根据该配置,相邻窗口可以重叠。在这种情况下,基站可以配置关于UE的窗口的位置和/或大小的信息。
如果UE选择用于W1的L个波束,如在上面所提出的,则需要高反馈比特率。因此,反馈信息(例如,关于L个波束的选择的信息)可以限于使用PUCCH报告,而不是使用PUSCH报告。
在下文中,将描述形成W1的不同对角矩阵(即,用于每个极化的不同波束组),其能够被表达为等式41。
[等式41]
Figure GDA0003349232440000731
其中,B1≠B2,并且B1和B2可以具有不同的尺寸。定义
Figure GDA0003349232440000741
Li表示i-倾斜的波束组中的波束数量(例如,i=1H倾斜,并且i=2V倾斜),并且L1和L2可以具有不同的值(例如,L1=1并且L2=2)。基站可以与UE预先商定L1和L2值,或者可以通过高层(例如,RRC或MAC CE)为UE配置这些值。可替选地,UE可以向基站给出关于L1和L2值的信息的推荐/反馈。
如上配置W1具有为每个极化应用最佳码字的优点,但是具有显着增加W1的反馈开销的缺点。因此,将提出用于解决这些缺点的示例性实施例。
首先,将描述L1=L2(即,如果垂直波束的数量和水平波束的数量相等)。
在这种情况下,将如等式42中那样提出用于秩1码本配置的W2。
[等式42]
Figure GDA0003349232440000742
其中i≠j,i,j∈{1,...,L}并且φn={1,j,-1,-j}被定义,并且ei表示其长度为L且其第i个元素具有值为1且其他元素具有值为0的选择向量。在这种情况下,必须单独报告i和j,并且与使用相同波束组时相比,为了波束选择消耗很多反馈开销。对于此设计,i、j和同相值可以作为SB报告。为了减少波束选择的SB反馈开销,应满足L1=L2=1。在这种情况下,W2可以设置为
Figure GDA0003349232440000743
在另一种方法中,UE可以给出关于B1的i11和i12的报告/反馈,并且给出关于B1和B2之间的差异的附加报告/反馈。这里,i11和i12表示如在LTE码本中的W1 PMI的第一和第二域索引。也就是说,UE可以向基站提供关于B2与第一域和第二域中的B1的前导波束索引i11和i12间隔多远的反馈/报告。例如,当B1的前导波束索引(i11,i12)是(10,2)并且对应于(2.4)的值作为B1的差异被另外报告/反馈给基站时,基站可以将B2的前导波束(i11,i12)识别为(12,6)并配置B2。
在这种指示B1(索引)和B2(索引)之间的差异的方法中,可以在UE和基站之间商定该差异作为每个域的特定值,或者基站可以为UE配置该差异,或UE可以向基站给出报告/反馈。为了减少报告/反馈开销,UE可以仅给出关于特定域(例如,第一域或第二域)的信息的反馈。在这种情况下,基站可以为UE配置特定域,或者UE可以向基站通知特定域。
秩2码本配置可以如等式43中表达:
[等式43]
Figure GDA0003349232440000751
从等式43中能够看到,i,j,k和l的变量应满足以下条件以维持秩2码本中的每个层的正交性。
1.ei=ek,ej=el:在这种情况下,码本指示在配置层时为每个极化选择相同的波束。在配置码本时,φn可以限于例如φn={1,j}。在这种情况下,形成码本的波束可以归一化为1。
2.{ei≠ek},{ej≠el}:在这种情况下,应为每个极化配置W1的B1,使得由i和k选择的波束彼此正交,并且应为每个极化配置W1的B2,使得由j和l选择的波束彼此正交。也就是说,W1的B1和B2的波束组应该由彼此正交的波束组成。可替选地,如果存在一些非正交波束,则可以通过在上述方法中配对正交波束来配置码本。例如,对于
Figure GDA0003349232440000752
假设
Figure GDA0003349232440000753
彼此正交并且
Figure GDA0003349232440000754
彼此正交,并且可以根据上述第二方法配对
Figure GDA0003349232440000755
Figure GDA0003349232440000756
-即,可以总共进行两次配对。在此方法中,可以使用φn={1,j,-1,-j}的同相。
在下文中,将讨论L1≠L2。在这种情况下,可以通过广泛应用为L1=L2在上面提出的方法来配置码本。
作为L1≠L2的特定示例,首先将描述L1=1。在这种情况下,W2的秩1配置如等式44中所示:
[等式44]
Figure GDA0003349232440000761
在这种情况下,对于对应于一个倾斜的波束,波束选择和同相是可能的。因此,可以针对每个极化独立地确定/指示PMI,从而增加码本粒度并改善性能。在这种情况下,可以使用φn={1,j,-1,-j}。
当如上设计码本时,可以以建立
Figure GDA0003349232440000762
的方式(即,B2的L个波束始终包括B1)来配置码本,以形成LTE A类码本配置1的超集。可替选地,UE可以向基站推荐关于B2的信息。
类似地,秩2码本可以如等式45中那样配置:
[等式45]
Figure GDA0003349232440000763
对于ei=ej,可以使用φn={1,j},并且对于ei≠ej,如果被选择为i和j的波束彼此正交,则可以使用φn={1,j,-1,-j}。可替选地,可以将具有相同粒度的同相应用于两种情况。
在上述方法中,可以与B2索引一起报告用于B2的波束的WB同相。也就是说,可以设置
Figure GDA0003349232440000764
并且W1可以如等式46中那样配置。
[等式46]
Figure GDA0003349232440000771
例如,ψn是WB同相值,例如,ψn={1,j,-1,-j}。在这种情况下,SB同相可以如在
Figure GDA0003349232440000772
中被配置,例如,具有与WB不同的同相,从而增加码本粒度。为了节省SB反馈比特,UE可以通过使用1比特同相(例如,
Figure GDA0003349232440000773
)来报告2级同相。
所提出的方法可以容易地应用于B1=B2,并且W1的B1和B2可以针对每个频带(或频带组)独立地配置/应用。
如上所述,类似于针对每个偏振使用不同波束组的方法,可以减小SB尺寸以增加SB PMI的精度。一旦SB尺寸减小,每SB的PMI能够更准确但反馈开销增加。因此,基站可以为UE配置是否减小SB大小和/或使用B1≠B2的码本。
可以通过组合上面提出的码本设计来配置新的码本。
图23是图示根据本发明的示例性实施例的UE报告CSI的方法的流程图。关于此流程图,前述实施例/描述可以同样或类似地应用,并且将省略多余的解释。
首先,UE可以通过多个面板测量从基站发送的CSI-RS(S2310)。
接下来,UE可以向基站CSI报告基于CSI-RS测量生成的CSI(S2320)。
在这种情况下,如果UE报告用于多个面板的WB面板校正器和SB面板校正器作为CSI(根据基站的CSI设置),则可以以不同的位宽报告WB面板校正器和SB面板校正器。这里,WB面板校正器可以对应于基于WB的CSI-RS(资源)的测量导出/确定/选择的每个面板的波束/码本相位校正器,并且SB面板校正器可以对应于基于SB(或每个SB)的CSI-RS(资源)的测量导出/确定/选择的每个面板的波束/码本相位校正器。也就是说,WB面板校正器和SB面板校正器可以用于多个面板之间的相位校正。可以通过高层信令来设置面板的数量。
特别地,SB面板校正器的位宽可以短于WB面板校正器的位宽-例如,SB面板校正器的位宽可以设置为1比特,并且WB面板校正器的比特宽度可以设置为2比特。因此,可以基于QPSK报告WB面板校正器,并且可以基于BPSK报告SB面板校正器。如果UE仅报告WB面板校正器作为CSI,则可以以2比特的位宽报告WB面板校正器。是报告WB面板校正器和SB面板校正器二者还是仅报告WB面板校正器可以根据基站设置的模式(例如,由RRC信令设置的模式)来确定。例如,如果基站向UE指示模式“1”,则UE可以识别仅报告WB面板校正器,并且如果基站指示模式“2”,则UE可以识别报告WB面板校正器和SB面板校正器二者。
当报告时,WB面板校正器和SB面板校正器可以包括在CSI内的PMI中。此外,可以针对多个面板中的每一个独立地报告WB面板校正器和SB面板校正器。
本发明可适应的通用设备
图24图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统的框图。
参考图24,无线通信系统包括基站(eNB)2410,和位于基站2410的区域内的多个用户设备(UE)1420。
基站2410包括处理器2411、存储器2412和RF(射频)单元2413。处理器1411执行在上面提出的功能、过程和/或方法。无线接口协议的层可以由处理器2411执行。存储器2412被连接到处理器2411,并且存储用于驱动处理器2411的各种类型的信息。RF单元2413被连接到处理器2411,并且发送和/或接收无线电信号。
UE 2420包括处理器2421、存储器2422和射频单元2423。处理器2421执行在上面提出的功能、过程和/或方法。无线接口协议的层可以由处理器2421执行。存储器2422被连接到处理器1421,并且存储用于驱动处理器2421的各种类型的信息。RF单元2423被连接到处理器2421,并且发送和/或接收无线电信号。
存储器2412和2422可以位于处理器2411和2421的内部或者外部,并且可以通过公知的手段被连接到处理器2411和2421。此外,基站2410和/或UE 2420可以具有单个天线或者多个天线。
上述实施例对应于以规定形式的本发明的要素和特征的组合。并且,除非明确提及,否则各个要素或特征可以被认为是选择性的。每个要素或特征能够以不能与其他要素或特征组合的形式实现。此外,通过将要素和/或特征部分地组合在一起,能够实现本发明的实施例。能够修改针对本发明的每个实施例说明的一系列操作。一个实施例的一些配置或特征能够包括在另一个实施例中,或者能够代替另一个实施例的相应配置或特征。并且,显然可理解的是,通过将在所附权利要求中没有明确引用关系的权利要求组合在一起来配置实施例,或者能够在提交申请之后通过修改将其包括为新权利要求。
在本说明书中,“A和/或B”能够解释为“A和B中的至少一个”。
本发明的实施例可以通过各种手段,例如,硬件、固件、软件和它们的组合实现。在硬件实现的情况下,本发明的实施例可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程序逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等等来实现。
在由固件或者软件实现的情况下,本发明的实施例可以以执行迄今已经描述的功能或者操作的模块、过程或者函数的形式来实现。软件代码可以被存储在存储器中,并且由处理器驱动。该存储器可以位于在处理器的内部或者外部,并且可以经由各种公知的手段与处理器交换数据。
对于那些本领域技术人员来说将会理解,在不脱离本发明的基本特征的情况下,能够进行各种修改和变化。因此,详细描述不限于上述的实施例,但是其应被视为示例。应通过所附的权利要求的合理解释来确定本发明的范围,并且在等同物的范围内的所有的修改应被包括在本发明的范围中。
本发明的模式
已经在用于执行本发明的最佳模式中描述本发明的各种实施例。
工业实用性
虽然已经主要关于3GPP LTE/LTE-A系统的应用的示例描述本发明,但是其可以被应用于除了3GPP LTE/LTE-A系统之外的各种无线通信系统。

Claims (15)

1.一种在无线通信系统中由终端报告信道状态信息(CSI)的方法,所述方法包括:
通过测量从具有多个面板的基站通过多个面板发送的CSI-RS(参考信号)来获得CSI测量;和
将基于所述CSI-RS测量生成的CSI报告给所述基站,
其中,报告所述CSI包括:针对多个面板报告(i)用于WB(宽带)的第一面板相位补偿参数和(ii)用于SB(子带)的第二面板相位补偿参数两者,
其中,所述WB的第一面板相位补偿参数和所述SB的第二面板相位补偿参数被用于多个面板的相位补偿,
其中,通过补偿作为多个面板之一的参考面板与除参考面板之外的每个面板之间的相位差来应用对多个面板的相位补偿,以及
其中,所述WB的第一面板相位补偿参数使用2比特报告,以及所述SB的第二面板相位补偿参数使用1比特报告。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,基于仅报告所述WB的第一面板相位补偿参数作为所述CSI,使用2比特来报告所述WB的第一面板相位补偿参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个面板的数量由高层信令设置。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述WB的第一面板相位补偿参数和SB的第二面板相位补偿参数的报告由所述高层信令设置。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,在所述CSI中的PMI(预编码矩阵索引)中报告所述WB的第一面板相位补偿参数和所述SB的第二面板相位补偿参数。
6.根据权利要求3所述的方法,其中,至少针对所述多个面板的每个或多个极化的每个独立地报告WB的第一面板相位补偿参数和SB的第二面板相位补偿参数。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一面板和所述第二面板中的每一个包括多个天线元件,并且
其中,用于WB的第一面板相位补偿参数和用于SB的第二面板相位补偿参数为在所述第一面板和所述第二面板之间的天线元件提供相位补偿。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,用于WB的所述第一面板相位补偿参数为整体同相提供第一补偿量,以及用于SB的所述第二面板相位补偿参数为整体同相提供第二补偿量,除了所述第一补偿量。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,对于多个子带中的每一个使用1比特,对所述多个子带报告用于SB的第二面板相位补偿参数。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,报告所述CSI进一步包括:对于所述多个面板,报告用于所述多个面板的每一个中包括的交叉极化天线端口之间的相位补偿的第三相位补偿参数,以及
其中,应用于所述多个面板中的每个面板的所述第三相位补偿参数的值是相同的。
11.一种在无线通信系统中配置用于报告信道状态信息(CSI)的终端,所述终端包括:
射频(RF)单元;和
至少一个处理器,
至少一个计算机存储器,其可操作地连接到所述至少一个处理器,并且在其存储指令,当由所述至少一个处理器执行指令时,执行操作如下:
通过测量从具有包括第一面板和第二面板的多个面板的基站通过多个面板发送的CSI-RS(参考信号)来获得CSI测量;和
将基于所述CSI-RS测量生成的CSI报告给所述基站,
其中,报告所述CSI包括:针对多个面板中的第二面板报告(i)用于WB(宽带)的第一面板相位补偿参数和(ii)用于SB(子带)的第二面板相位补偿参数两者,
其中,所述WB的第一面板相位补偿参数和所述SB的第二面板相位补偿参数被用于多个面板之间的相位补偿,
其中,通过补偿作为多个面板之一的参考面板与除参考面板之外的每个面板之间的相位差来应用对多个面板的相位补偿,以及
其中,所述WB的第一面板相位补偿参数使用2比特报告,以及所述SB的第二面板相位补偿参数使用1比特报告。
12.根据权利要求11所述的终端,其中,所述第一面板和所述第二面板中的每一个包括多个天线元件,并且
其中,用于WB的第一面板相位补偿参数和用于SB的第二面板相位补偿参数为在所述第一面板和所述第二面板之间的天线元件提供相位补偿。
13.根据权利要求11所述的终端,其中,用于WB的所述第一面板相位补偿参数为整体同相提供第一补偿量,以及用于SB的所述第二面板相位补偿参数为整体同相提供第二补偿量,除了所述第一补偿量。
14.根据权利要求11所述的终端,其中,对于多个子带中的每一个使用1比特,对所述多个子带报告用于SB的第二面板相位补偿参数。
15.根据权利要求11所述的终端,其中,报告所述CSI进一步包括:对于所述多个面板,报告用于所述多个面板的每一个中包括的交叉极化天线端口之间的相位补偿的第三相位补偿参数,以及
其中,应用于所述多个面板中的每个面板的所述第三相位补偿参数的值是相同的。
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