CN110383874A - 分布式fd-mimo：5g和超5g的蜂窝演进 - Google Patents

分布式fd-mimo：5g和超5g的蜂窝演进 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于利用物联网(IoT)技术来融合第五代(5G)通信系统以支持超第四代(4G)系统的更高数据速率的通信方法和系统。本公开可以应用于基于5G通信技术和基于物联网相关技术的智能服务，例如，智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车、联网汽车、医疗保健、数字教育、智能零售、安保和安全服务。提供了一种用于用户设备(UE)的方法。该方法包括：通过动态信令从基站(BS)接收信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，所述下行链路控制信息包括信道状态信息‑参考信号(CSI‑RS)组的信息；基于所述信息识别CSI‑RS资源，每个所述CSI‑RS资源均包括天线端口组；以及利用所述CSI‑RS资源的聚合来测量CSI，其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI‑RS资源的每个所述CSI‑RS资源配置了CSI‑RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。

Description

分布式FD-MIMO：5G和超5G的蜂窝演进
技术领域
本申请总体涉及用于无线通信系统的MIMO技术。更具体地，本公开涉及用于5G及超5G无线通信系统的蜂窝演进中的FD-MIMO技术。
背景技术
为了满足自4G通信系统部署以来对无线数据业务的不断增长的需求，已经努力开发改进的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也称为“超4G网络”或“后LTE系统”。为了实现更高的数据速率，考虑在较高频率(毫米波)频带(例如，60GHz频带)中实现5G通信系统。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，讨论将波束成形、大规模多输入多输出(大规模MIMO)、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大型天线技术用于5G通信系统。另外，在5G通信系统中，正在基于高级小型小区、云无线接入网络(云RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协同多点(CoMP)、接收端干扰消除等进行对系统网络改进的开发。在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(ACM)的混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
互联网从人类生成和消费信息的以人为中心的连接网络演变成物联网(IoT)，在物联网中，诸如事物的分布式实体在不需要人为干预的情况下交换或处理信息。通过与云服务器的连接将大数据处理技术与物联网技术相结合的万物互联(IoE)技术已经出现。为了实现物联网，需要诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”等技术元素。因此，近来对传感器网络、机器到机器(M2M)和机器类型通信(MTC)等进行了研究。这种IoT环境可以提供智能互联网技术(IT)服务：通过收集和分析从连接的事物生成的数据来为人类生活创建新的价值。物联网可以通过现有的信息技术(IT)与各个行业之间的融合和组合而应用于包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和先进医疗服务的各种领域。
因此，已经进行了将5G通信系统应用于IoT网络的各种尝试。例如，诸如传感器网络、机器到机器(M2M)通信和机器类型通信(MTC)的技术通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。作为上述大数据处理技术的云无线接入网络(云RAN)的应用可以被认为是5G技术与IoT技术之间的融合的示例。
蜂窝行业在未来几年可能会看到无线数据业务的急剧增长和新服务的出现。到2020年，无线网络处理的数据量可能会超过500艾字节。5G蜂窝系统有望通过显著地改善某些关键性能指标(包括频谱效率、用户体验数据速率、峰值数据速率、区域业务容量、网络能量效率、连接密度、延迟和移动性)来满足这一需求。为了将5G推向商业化的愿景，新无线(NR)标准化工作正在第三代合作伙伴计划(3GPP)中进行，其中可以引入毫米波频带的蜂窝技术，并且正在重新设计蜂窝系统的基本方面(包括波形、数字学、信道编码和多输入多输出(MIMO)方案)。5G NR MIMO方案被设置为包含关键3GPP LTE MIMO技术(包括单用户MIMO、全维度MIMO(FD-MIMO)和协同多点(CoMP)传输)。
FD-MIMO是用于3GPP长期演进(LTE)的最先进的MIMO技术。该系统的特点在于在基站(BS)处具有2D平面天线阵列，其使得数十个有源天线元件能够在低于6GHz的工作载波频率以可行的形状因子布置。与LTE系统之前的LTE MIMO系统相比，FD-MIMO提供了明显更高的系统吞吐量和改进的用户体验。
发明内容
技术问题
但是，为了满足超5G的数据业务要求，FD-MIMO的性能需要进一步改进。在本公开中，通过在整个小区中空间分布BS的天线元件，考虑称为分布式FD-MIMO(D-FD-MIMO)的新FD-MIMO系统。特别地，D-FD-MIMO是多小区系统，其中，每个小区包含执行MU-MIMO的数十个分布式天线元件。此外，与FD-MIMO相比，D-FD-MIMO不仅实现了更高的系统吞吐量，而且实现了更一致的用户体验。
问题的解决方案
在一个实施例中，一种用户设备(UE)包括收发器，所述收发器被配置为通过动态信令从基站(BS)接收信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，其中所述下行链路控制信息包括信道状态信息-参考信号(CSI-RS)组的信息。UE还包括可操作地连接到所述收发器的处理器，所述处理器被配置为：基于所述信息识别CSI-RS资源，其中每个所述CSI-RS资源包括天线端口组；以及利用所述CSI-RS资源的聚合来测量CSI，其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI-RS资源的每个所述CSI-RS资源配置了CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。
在另一实施例中，一种基站(BS)包括处理器，所述处理器被配置为识别包括信道状态信息-参考信号(CSI-RS)资源的信息，其中每个信道状态信息-参考信号资源包括天线端口组。BS还包括可操作地连接到所述处理器的收发器，所述收发器被配置为通过动态信令向用户设备(UE)发送所述信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，所述下行链路控制信息包括CSI-RS组，其中，执行所述CSI-RS资源的聚合，并且其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI-RS资源的每个所述CSI-RS资源配置了CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。
在又一实施例中，提供了一种用户设备(UE)的方法。该方法包括通过动态信令从基站(BS)接收信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，所述下行链路控制信息包括信道状态信息-参考信号(CSI-RS)组的信息；基于所述信息识别CSI-RS资源，每个所述CSI-RS资源包括天线端口组；以及利用所述CSI-RS资源的聚合来测量CSI，其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI-RS资源的每个所述CSI-RS资源配置了CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。
从以下附图、说明书和权利要求，本领域技术人员可以容易地理解其他技术特征。
在进行下面的详细描述之前，阐述在整个本公开中使用的某些词和短语的定义可能是有利的。术语“耦接”及其衍生词是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接通信，无论这些元件是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其衍生词包括直接和间接通信。术语“包括”和“包含”及其衍生词意指包含但不限于此。术语“或”是包含性的，意思是和/或。短语“与...相关联”及其衍生词意指包括、包括在...内、与...互连、包含、包含在...中、连接到或与...连接、耦接到与...耦接、与...可通信、与...配合、交错、并置、与...接近、绑定到或与...绑定、具有、具有...的属性、与...有关等。术语“控制器”指的是控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分。这种控制器可以用硬件或硬件和软件和/或固件的组合来实现。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地还是远程的。当与项目列表一起使用时，短语“至少一个...”指的是可以使用所列项目中的一个或更多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下任何组合：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A、B和C。
此外，下面描述的各种功能可以由一个或更多个计算机程序实现或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并且包含在计算机可读介质中。术语“应用”和“程序”指的是适于在合适的计算机可读程序代码中实现的一个或更多个计算机程序、软件组件、指令集、进程、功能、对象、类、实例、相关数据或其一部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码(包括源代码、目标代码和可执行代码)。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频盘(DVD)或任何其他类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输瞬时电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可以永久存储数据的介质和可以存储并且稍后重写数据的介质，例如，可重写光盘或可擦除存储设备。
本专利文件中提供了其他特定词和短语的定义。本领域普通技术人员应该理解，在许多情况下(如果不是大多数情况)，这种定义适用于如此定义的词和短语的先前和将来的使用。
本发明的有益效果
本公开涉及提供用于支持5G通信系统及超5G通信系统的D-FD-MIMO的预第五代(5G)或5G通信系统。本公开的实施例在高级通信系统中提供了多种服务。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图的以下描述，其中，相同的附图标记表示相同的部分：
图1示出了根据本公开的实施例的示例性无线网络；
图2示出了根据本公开的实施例的示例eNB；
图3示出了根据本公开的实施例的示例UE；
图4A示出了根据本公开的实施例的示例FD-MIMO系统；
图4B示出了根据本公开的实施例的示例D-FD-MIMO系统；
图5示出了根据本公开的实施例的FD-MIMO和D-FD-MIMO的示例评估场景；
图6示出了根据本公开的实施例的示例天线共享方案；
图7示出了根据本公开的实施例的示例UE特定天线关联；
图8A示出了根据本公开的实施例的将小区组分为具有重叠的三个集群的示例OTA校准；
图8B示出了根据本公开的实施例的将小区组分为具有重叠的三个集群的另一示例OTA校准；
图9示出了根据本公开的实施例的与要为CSI获取添加或移除的RRC配置的CSI-RS资源相对应的位图的示例MAC或DCI信令；
图10示出了根据本公开的实施例的用于UE特定天线端口关联的方法的流程图；
图11示出了根据本公开的实施例的用于UE特定天线端口关联的方法的另一流程图；以及
图12示出了根据本公开的实施例的用于反馈信号的方法的另一流程图。
具体实施方式
以下讨论的图1至图12以及用于描述本专利文件中的本公开的原理的各种实施例仅是示例性的，不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当布置的系统或设备中实现。
以下文献通过引用结合到本公开中，如同在本文中完全阐述的那样：J.G.Andrewset al.,"What Will 5G Be？,"in IEEE Journal on Selected Areas inCommunications,vol.32,no.6,pp.1065-1082,June 2014；3GPP TR 38.802 V14.2.0,Study on New Radio(NR)Access Technology；Physical Layer Aspects(Release 14)；Y.H.Nam et al.,"Full-dimension MIMO(FD-MIMO)for next generation cellulartechnology,"in IEEE Communications Magazine,vol.51,no.6,pp.172-179,June 2013；J.Lee et al.,"Coordinated multipoint transmission and reception in LTE-advanced systems,"in IEEE Communications Magazine,vol.50,no.11,pp.44-50,November 2012；H.Q.Ngo,A.Ashikhmin,H.Yang,E.G.Larsson and T.L.Marzetta,"Cell-Free Massive MIMO Versus Small Cells,"in IEEE Transactions on WirelessCommunications,vol.16,no.3,pp.1834-1850,March 2017；A.Forenza,S.Perlman,F.Saibi,M.Di Dio,R.van der Laan and G.Caire,"Achieving large multiplexinggain in distributed antenna systems via cooperation with pCell technology,"2015 49th Asilomar Conference on Signals,Systems and Computers,Pacific Grove,CA,2015,pp.286-293；R.Heath,S.Peters,Y.Wang and J.Zhang,"A current perspectiveon distributed antenna systems for the downlink of cellular systems,"in IEEECommunications Magazine,vol.51,no.4,pp.161-167,April 2013；L.Dai,"An UplinkCapacity Analysis of the Distributed Antenna System(DAS):From Cellular DAS toDAS with Virtual Cells,"in IEEE Transactions on Wireless Communications,vol.13,no.5,pp.2717-2731,May 2014；C.H.Cox,E.I.Ackerman,G.E.Betts andJ.L.Prince,"Limits on the performance of RF-over-fiber links and their impacton device design,"in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,vol.54,no.2,pp.906-920,Feb.2006；D.Wake,S.Pato,J.Pedro,E.Lopez,N.Gomes andP.Monteiro,"A comparison of remote radio head optical transmissiontechnologies for next generation wireless systems,"2009IEEE LEOS AnnualMeeting Conference Proceedings,Belek-Antalya,2009,pp.442-443；G.Xu et al.,"Full Dimension MIMO(FD-MIMO)-Reduced Complexity System Design and Real-TimeImplementation,"2016IEEE International Workshop on Signal Processing Systems(SiPS),Dallas,TX,2016,pp.279-284；以及J.Shi,Q.Luo and M.You,"An efficientmethod for enhancing TDD over the air reciprocity calibration,"2011IEEEWireless Communications and Networking Conference,Cancun,Quintana Roo,2011,pp.339-344。
为了满足自4G通信系统部署以来对无线数据业务的不断增长的需求，已经努力开发改进的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也称为“超4G网络”或“后LTE系统”。
为了实现更高的数据速率，考虑在较高频率(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实现5G通信系统。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输范围，讨论将波束成形、大规模多输入多输出(大规模MIMO)、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大型天线技术用于5G通信系统。
另外，在5G通信系统中，正在高级小型小区、云无线接入网络(云RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程通信、移动网络、协作通信、协同多点(CoMP)传输和接收、干扰减轻和消除等进行对系统网络改进的开发。
在5G系统中，已经开发了作为适应性调制和编码(ACM)技术的混合频移键控和正交幅度调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
下面的图1-3描述了在无线通信系统中实现的各种实施例，并且使用了正交频分复用(OFDM)或正交频分多址(OFDMA)通信技术。图1-3的描述并不意味着暗示对可以实现不同实施例的方式的物理或结构的限制。可以在任何适当布置的通信系统中实现本公开的不同实施例。
图1示出了根据本公开的实施例的示例性无线网络。图1中所示的无线网络的实施例仅用于说明。可以使用无线网络100的其他实施例而不脱离本公开的范围。
如图1所示，无线网络包括eNB 101、eNB 102和eNB 103。eNB 101与eNB 102和eNB103通信。eNB 101还与至少一个网络130(例如，互联网、专有互联网协议(IP)网络或其他数据网络)通信。
eNB 102为eNB 102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(UE)提供对网络130的无线宽带接入。第一多个UE包括UE 111，其可以位于小型企业(SB)中；UE 112，其可以位于企业(E)中；UE 113，其可以位于WiFi热点(HS)中；UE 114，其可以位于第一住宅(R)中；UE115，其可以位于第二住宅(R)中；UE116可以是移动设备(M)，例如，手机、无线上网本、无线PDA等。eNB 103为eNB 103的覆盖区域125内的第二多个UE提供对网络130的无线宽带接入。第二多个UE包括UE 115和UE 116。在一些实施例中，UE 101-103中的一个或更多个可以使用5G、LTE、LTE-A、WiMAX、WiFi或其他无线通信技术彼此通信并与UE 111-116通信。
根据网络类型，术语“基站”或“BS”可以指被配置为提供对网络的无线接入的任何组件(或组件集合)，例如，发送点(TP)、发送-接收点(TRP)、增强型基站(eNodeB或eNB)、5G基站(gNB)、宏小区、毫微微小区、WiFi接入点(AP)或其他无线使能设备。基站可以根据一个或更多个无线通信协议(例如，5G 3GPP新无线接口/接入(NR)、长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速包接入(HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等)提供无线接入。为方便起见，术语“BS”和“TRP”在本公开中可互换使用，以指代提供对远程终端的无线接入的网络基础设施组件。此外，根据网络类型，术语“用户设备”或“UE”可以指代诸如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”、“接收点”或“用户设备”的任何组件。为方便起见，在本公开中使用术语“用户设备”和“UE”来指代无线接入BS的远程无线设备，无论UE是移动设备(诸如移动电话机还是智能手机)还是通常被认为是固定设备(例如，台式计算机或自动售货机)。
虚线表示覆盖区域120和125的近似程度，为了说明和解释的目的，其被显示为近似圆形。应该清楚地理解，与eNB相关联的覆盖区域(例如，覆盖区域120和125)可以为其他形状(包括不规则形状)，这取决于eNB的配置和与自然和人造障碍物相关联的无线环境的变化。
如下面更详细描述的，UE 111-116中的一个或更多个包括用于高级无线通信系统中的有效D-FD-MIMO操作的电路、编程或其组合。在某些实施例中，eNB 101-103中的一个或更多个包括用于高级无线通信系统中的有效D-FD-MIMO操作的电路、编程或其组合。
尽管图1示出了无线网络的一个示例，但是可以对图1进行各种改变。例如，无线网络可以包括任何合适布置的任何数量的eNB和任何数量的UE。而且，eNB 101可以直接与任何数量的UE通信，并且向那些UE提供对网络130的无线宽带接入。类似地，每个eNB 102-103可以直接与网络130通信并且向UE提供对UE的直接无线宽带接入。此外，eNB 101、102和/或103可以提供对其他或附加外部网络(例如，外部电话网络或其他类型的数据网络)的接入。
图2示出了根据本公开的实施例的示例eNB 102。图2中示出的eNB 102的实施例仅用于说明，并且图1的eNB 101和103可以具有相同或相似的配置。然而，eNB具有各种各样的配置，并且图2不将本公开的范围限制于eNB的任何特定实现方式。
如图2所示，eNB 102包括多个天线205a-205n、多个RF收发器210a-210n、发送(TX)处理电路215和接收(RX)处理电路220。eNB102还包括控制器/处理器225、存储器230以及回程或网络接口235。
RF收发器210a-210n从天线205a-205n接收呼入的RF信号，例如，UE在网络100中发送的信号。RF收发器210a-210n对呼入的RF信号进行下变频以生成IF或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路220，该RX处理电路220通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来产生处理后的基带信号。RX处理电路220将处理后的基带信号发送到控制器/处理器225以进行进一步的处理。
TX处理电路215从控制器/处理器225接收模拟或数字数据(例如，语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路215对呼出的基带信号进行编码、多路复用和/或数字化以产生处理后的基带或IF信号。RF收发器210a-210n从TX处理电路215接收呼出的处理后的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为通过天线205a-205n发送的RF信号。
控制器/处理器225可以包括控制eNB102的整体操作的一个或更多个处理器或其他处理设备。例如，控制器/处理器225可以根据公知原理通过RF收发器210a-210n、RX处理电路220和TX处理电路215来控制前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。控制器/处理器225也可以支持附加功能，例如，更高级的无线通信功能。例如，控制器/处理器225可以支持波束成形或定向路由操作，在定向路由操作中，来自多个天线205a-205n的呼出信号被不同地加权，以有效地使呼出信号在所需方向上转向。控制器/处理器225可以在eNB 102中支持各种其他功能中的任何功能。
控制器/处理器225还能够执行存储在存储器230中的程序和其他进程，例如，OS。控制器/处理器225可以根据执行过程的需要将数据移入或移出存储器230。
控制器/处理器225还耦接到回程或网络接口235。回程或网络接口235允许eNB102通过回程连接或通过网络与其他设备或系统通信。接口235可以支持通过任何合适的有线或无线连接的通信。例如，当eNB 102被实现为蜂窝通信系统(诸如支持5G、LTE或LTE-A的一个)的一部分时，接口235可以允许eNB 102通过有线或无线回程连接与其他eNB通信。当eNB 102被实现为接入点时，接口235可以允许eNB 102通过有线或无线的局域网或通过有线或无线连接与更大的网络(诸如互联网)通信。接口235包括支持通过有线或无线连接(例如，以太网或RF收发器)的通信的任何合适的结构。
存储器230耦接到控制器/处理器225。存储器230的一部分可以包括RAM，存储器230的另一部分可以包括闪存或其他ROM。
尽管图2示出了eNB 102的一个示例，但是可以对图2进行各种改变。例如，eNB 102可以包括图2中示出的任何数量的每个组件。作为特定示例，接入点可以包括多个接口235，并且控制器/处理器225可以支持路由功能以在不同网络地址之间路由数据。作为另一特定示例，虽然示出为包括TX处理电路215的单个实例和RX处理电路220的单个实例，但是eNB102可以包括每个(诸如每个RF收发器一个)的多个实例。而且，图2中的各种组件可以组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。
图3示出了根据本公开的实施例的示例UE 116。图3中示出的UE 116的实施例仅用于说明，并且图1的UE 111-115可以具有相同或相似的配置。然而，UE具有各种各样的配置，并且图3不将本公开的范围限制于UE的任何特定实现方式。
如图3所示，UE 116包括天线305、射频(RF)收发器310、TX处理电路315、麦克风320和接收(RX)处理电路325。UE 116还包括扬声器330、处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、触摸屏350、显示器355和存储器360。存储器360包括操作系统(OS)361和一个或更多个应用362。
RF收发器310从天线305接收网络100的eNB发送的呼入的RF信号。RF收发器310对呼入的RF信号进行下变频以生成中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路325，RX处理电路325通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来产生处理后的基带信号。RX处理电路325将处理后的基带信号发送到扬声器330(例如，用于语音数据)或发送到处理器340以进行进一步的处理(例如，用于网络浏览数据)。
TX处理电路315从麦克风320接收模拟或数字语音数据或从处理器340接收其他呼出的基带数据(例如，网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315对呼出的基带或IF信号进行编码、多路复用和/或数字化以产生处理后的基带或IF信号。RF收发器310从TX处理电路315接收呼出的处理后的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为通过天线305发送的RF信号。
处理器340可以包括一个或更多个处理器或其他处理设备，并执行存储在存储器360中的OS 361，以便控制UE 116的整体操作。例如，处理器340可以根据公知原理通过RF收发器310、RX处理电路325和TX处理电路315来控制前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。在一些实施例中，处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
处理器340还能够执行存储在存储器360中的其他进程和程序，例如，用于RAT间切换操作和状态转换的过程。处理器340可以根据执行过程的需要将数据移入或移出存储器360。在一些实施例中，处理器340被配置为基于OS 361或响应于从eNB或运营商接收到的信号来执行应用362。处理器340还耦接到I/O接口345，该I/O接口345为UE 116提供连接到其他设备(例如，膝上型计算机和手持式计算机)的能力。该I/O接口345是这些附件与处理器340之间的通信路径。
处理器340还耦接到触摸屏350和显示器355。UE 116的操作者可以使用触摸屏350将数据输入到UE 116。显示器355可以是液晶显示器、发光二极管显示器或者能够呈现例如来自网站的文本和/或至少有限图形的其他显示器。
存储器360耦接到处理器340。存储器360的一部分可以包括随机存取存储器(RAM)，存储器360的另一部分可以包括闪存或其他只读存储器(ROM)。
尽管图3示出了UE 116的一个示例，但是可以对图3进行各种改变。例如，图3中的各种组件可以组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。作为特定示例，处理器340可以被划分为多个处理器，诸如一个或更多个中央处理单元(CPU)和一个或更多个图形处理单元(GPU)。而且，虽然图3示出了配置为移动电话机或智能手机的UE 116，但是UE还可以被配置为作为其他类型的移动或固定设备操作。
D-FD-MIMO是超5G的下一代FD-MIMO系统，其有潜力将传统的FD-MIMO的小区平均吞吐量提高1.4至2倍，同时提供更一致的用户体验。由于实际部署考虑，诸如CU与RU之间的链路的硬件实现，多小区设置中的D-FD-MIMO是重要的部署场景。在本公开中，小区间干扰减轻被认为是进一步改善D-FD-MIMO的性能的关键系统设计目标之一。
图4A示出了根据本公开的实施例的示例FD-MIMO系统400。图4A中所示的FD-MIMO系统400的实施例仅用于说明。图4A中示出的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
图4B示出了根据本公开的实施例的示例D-FD-MIMO系统450。图4B中的D-FD-MIMO系统450的实施例仅用于说明。图4B中示出的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
D-FD-MIMO是FD-MIMO的演进。D-FD-MIMO网络可以采用蜂窝结构，其中小区由一个BS服务，并且每个BS与大量天线元件连接，其中各个元件在空间上分布在小区中。如图4A和图4B所示，一个或更多个天线元件配备有数字端口，并且从一个小区内的所有天线元件发送和接收到的信号被联合处理以执行高阶MU-MIMO操作。
这种蜂窝系统可以在城市区域内的室外部署，以向室外和室内用户提供服务。它也可以部署在建筑物内部，仅为室内用户提供服务。它还适用于在大量用户位于密集的位置的人口密集的区域(例如，体育场、购物中心和机场)提供服务。
与D-FD-MIMO相关的概念包括分布式大规模MIMO、协作多点传输(CoMP，也称为网络MIMO)和分布式天线系统(DAS)。分布式大规模MIMO将整个网络视为一个小区、具有大面积分布的大量接入点、共同为Artemis的所有用户pCell服务—可被视为分布式大规模MIMO的实现，尽管其在天线数量方面规模较小。CoMP依赖于来自相同或不同站点的若干传输点之间的协作，以增强小区边缘处的用户设备(UE)的体验。
DAS最初被提出用于改善室内蜂窝通信系统的覆盖范围，并且有时也在室外场景中采用。用于室外部署的一种配置是具有在整个小区中分布一些天线阵列以执行MIMO操作。另一种DAS配置在网络的每个小区中以分布式方式部署多个单独的天线元件，这类似于D-FD-MIMO设置。与本公开的系统级仿真方法不同，理论上的分析在每个小区中的UE和天线的数量都接近无穷大且其比率固定并且假设具有完美的上行链路功率控制时得出渐近总容量。
在本公开中，模拟假设和系统设计参数(例如，被选择用于评估的每个小区的天线元件的数量)仅是示例，并不意味着对本公开的限制。进行了D-FD-MIMO与传统的FD-MIMO之间的比较。网络布局包含六边形网格中的19个小区站点，每个站点服务于固定数量的同信道UE。UE随机地位于室外。在具有根据3GPP信道模型计算的路径损耗以及具有根据视距(LoS)条件计算的相位的大规模信道下执行评估。不考虑小规模衰落或多径。尽管简化了渠道模型，但仍可获得有价值的见解。考虑用于模拟的3.5GHz的载波频率(NR中的新候选频率)。理想的信道状态信息(CSI)在BS处可用的假设，该假设是时分双工(TDD)系统的合理假设。
图5示出了根据本公开的实施例的用于FD-MIMO和D-FD-MIMO的示例评估场景500。图5中所示的评估场景500的实施例仅用于说明。图5中示出的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
传统的FD-MIMO被假设为比较基线。系统级仿真用部署在六边形网格中的19个小区站点和57个扇区(即，每小区站点3个扇区)执行。如图5所示(例如，(a))，部署三个2D天线阵列以服务于一个三扇区站点。一个天线阵列由32个天线元件组成，其分别具有8H×4V个元件和在水平和垂直维度上的间距(0.5λ,2λ)。每个元件的前后比为30dB、峰值天线增益为8dB、水平和垂直方向的半功率波束宽度均为65°。
在D-FD-MIMO评估中，可以考虑两种场景。在一个示例中，一个站点由三个扇区组成。在另一示例中，一个站点由一个扇区组成，如图5所示(例如，(c)和(d))。
为了与FD-MIMO参考进行公平比较，一个扇区在每站点三扇区或每站点一扇区的D-FD-MIMO场景中分别包含32或96个分布式天线元件。在每个扇区中，全向天线元件以2m的最小距离和距离扇区边缘10m的天线排除区域(有助于减小小区间干扰)随机分布。同一扇区中的天线元件协作以执行MU-MIMO。
作为参考，在本公开中，D-FD-MIMO的结果被部署为分布式圆形阵列，如图5所示(例如，(b))。在本公开中，考虑每站点三扇区的布局，其中每个扇区包含4个圆形阵列，每个圆形阵列由8个全向天线元件组成。沿圆周的两个相邻元件之间的间距为0.5λ。
针对上述场景评估系统性能。在本公开中，考虑了200m和500m的站点间距离(ISD)。如3GPP信道模型所定义的，在每个天线周围施加10m的UE不能驻留的UE排除区域。将三扇区站点中的扇区面积表示为区域，使用每个区域的大量UE来评估性能。FD-MIMO和D-FD-MIMO都采用SLNR(信号泄漏噪声比)预编码，以全带宽同时服务于扇区中的所有UE。SLNR预编码被设计为最大化目标UE信号与其对小区中的其他UE产生的干扰之间的比率。它被计算为W＝HH(HHH+σ2I)-1，其中，H是BS的所有天线元件与其所有服务UE之间的信道系数，并且σ2是在每个UE处接收到的噪声。
计算信号干扰噪声比(SINR)累积分布函数(CDF)和吞吐量。可以观察到，当ISD较小时，FD-MIMO产生比D-FD-MIMO更好的小区平均吞吐量。然而，当ISD较大时，D-FD-MIMO的两种场景都实现了比FD-MIMO高得多的小区平均吞吐量，分别产生大约1.4倍和2倍的增益。有趣的是，与具有较小ISD的D-FD-MIMO相比，具有较大ISD的D-FD-MIMO产生大约两倍的小区平均吞吐量，尽管5％的UE吞吐量略微降低。
另一方面，在FD-MIMO中没有观察到这种性能的提高。此外，D-FD-MIMO提供比FD-MIMO更好的5％的UE吞吐量。即使具有相同的天线与UE的数量比，每站点一扇区的D-FD-MIMO也实现了比每站点三扇区的D-FD-MIMO更好的性能，表明更大的协作天线集群对D-FD-MIMO有益。相比之下，圆形阵列部署不提供超过D-FD-MIMO的小区平均吞吐量增益，并且严重降低5％的用户吞吐量。
因此，评估结果表明D-FD-MIMO在ISD较大时或在隔离小区中优于FD-MIMO。更大的协作集群也更有利于D-FD-MIMO性能。
在一些实施例中，考虑了关于每站点三扇区的D-FD-MIMO和FD-MIMO的观察结果背后的原因。
随着ISD的增大，一个有趣的观察结果是，对于D-FD-MIMO，小区间干扰比小区内干扰更占优势，而FD-MIMO则相反。此外，与FD-MIMO相比，D-FD-MIMO的两种干扰之间的绝对差异明显更大。可以示出，对于多小区设置中的D-FD-MIMO，减轻小区间干扰是实现D-FD-MIMO的全系统性能潜力的重要系统设计目标。
在一些实施例中，小区间干扰是D-FD-MIMO性能的主要限制因素之一。为了解决这个问题，可能存在两种方案，例如，多小区(MC)SLNR预编码和天线共享方案。
在多小区SLNR预编码的一些实施例中，一个BS的所有天线元件联合执行SLNR预编码以服务所有小区内的UE，同时抑制对其他小区中的一些UE的干扰。如果其他小区的UE看到来自BS的强信道增益，则使用MC-SLNR预编码来抑制对其的干扰是有益的，使得UE不从BS接收强干扰。与SLNR类似，MC-SLNR波束成形权重计算如下：其中，H是BS的所有天线元件与其小区内UE之间的信道系数，H1是天线元件与其他小区UE之间待抑制的信道，σ2是接收到的噪声。
在一些实施例中，出于选择用于执行MC-SLNR预编码的其他小区UE的目的，从BS到其他小区UE的信道增益在下面给出：从小区中的所有天线元件到其他小区UE的平均信道增益UE；和/或从小区中的所有天线元件到其他小区UE的最大信道增益。
图6示出了根据本公开的实施例的示例天线共享方案600。图6中示出的天线共享方案600的实施例仅用于说明。图6中示出的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
在一些实施例中，为了进一步减少小区间干扰，考虑天线共享方案，其中小区边缘处的一些天线连接到多个小区，使得多个小区可以使用这些天线进行预编码。表1示出了天线共享方案的性能增益。
表1
[表1]
表1.天线共享方案的性能增益
图6示出了天线共享方案的示例，其中来自小区中心的特定半径(虚线圆圈)内的天线连接到小区的BS，并且用于服务小区中的UE。与多个圆圈(浅灰色方块)相关联的天线属于多个小区。在该方案中，一个BS具有更多天线元件以执行MC-SLNR预编码。因此，可以更好地抑制对其他小区UE的干扰(例如，浅灰色点UE)。
在一个示例中，天线共享的性能在具有ISD为500m、每站点96个天线元件和72个UE的设置的每站点一小区中来评估，并且在表1中给出了结果。在这样的示例中，将D-FD-MIMO、具有MC-SLNR的D-FD-MIMO、具有MC-SINR的D-FD-MIMO的每个UE的性能与1.2或1.5的小区半径内的天线共享进行比较。在这种负载很重的系统中，MC-SLNR提供有限的性能增益，尤其是对于小区平均UE而言；而具有天线共享的MC-SLNR为小区边缘UE和小区平均UE产生更大的增益。较大的天线共享半径提供了更好的性能，但是协作天线的数量也急剧增加，从而给实现带来了高复杂性。
如前述实施例和示例中所示，天线共享方案提供了相当大的性能增益。然而，考虑便于实现的复杂性降低方案是有益的。可以使用UE特定天线关联方案来实现复杂性降低。
图7示出了根据本公开的实施例的示例UE特定天线关联700。图7中示出的UE特定天线关联700的实施例仅用于说明。图7中示出的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
在一个实施例中，如图7所示描述UE特定天线端口关联。在不脱离本公开的原理的情况下，步骤的变化是可能的。
在初始UE特定天线聚类的步骤1中，每个UE与其服务BS的最佳天线元件组(包括服务BS和其他BS共享的元件)相关联。在一个示例中，最佳天线元件组具有到UE的最小路径损耗。
在步骤2中，如果满足干扰条件，则合并相邻UE集群。在一个示例中，假设UE特定天线集群执行最大比率发射(MRT)波束成形以服务其UE，可以对于任何两个UE计算它们的共有SIR。例如，考虑UE i和j，以及它们的服务天线集群Ci和Cj，分别对它们执行MRT波束成形。UE i和UE j从它们的集群接收信号Si和Sj，并且从其他UE集群接收干扰Iji和Iij。UE i和j之间的共有SIR是一对
在步骤2的子步骤2.1中，当两个UE之间的共有SIR中的任一个低于阈值时，两个UE彼此引起强干扰，这意味着两个天线集群不能有效地分离UE。如果两个集群中的所有元件都与同一个BS连接，则它们将合并为更大的集群。在步骤2的子步骤2.2中，如果两个较大的集群包含重叠的UE，则它们可以组合成更大的集群。
在步骤3中，执行在第二步骤之后形成的每集群的SLNR预编码。在这样的步骤3中，由于天线共享方案，在小区边缘处的UE可以与多个集群相关联。在这种情况下，UE由属于其服务BS的天线集群服务。与UE相关联的其他集群执行MC-SLNR预编码以抑制对UE的传输干扰。
为每个集群独立计算波束成形权重。当天线元件由多个集群共享时，天线的波束成形权重叠加。如果天线元件的发射功率超过最大限制并且根据SLNR原理计算波束成形权重，则网络中每个BF权重的功率按相同因子成比例缩小。另一方面，如果部署MRT波束成形，则仅需要缩短超过限制的天线元件的功率。
表2通过选择适当的集群组合阈值(例如，15dB)和天线共享半径来示出复杂性降低方案的性能。
表2
[表2]
表2.复杂性降低方案的性能
为了实现前述实施例中描述的D-FD-MIMO性能增益，对FD-MIMO的主要硬件挑战之一是在整个小区中分布天线，这导致中心单元(CU)和多个远程单元(RU)的分离。在D-FD-MIMO中可以满足对FD-MIMO中的硬件的类似系统要求。这些要求包括：所有ADC/DAC和RF收发器都需要具有相干时钟；DL和UL信号都在CU与RU之间的链路上承载；CU向所有RU发送TDD和其他控制信号。RU的供电是D-FD-MIMO系统的另一个挑战。通常有两种选择，即，本地供电或通过电缆远程供电。
CU与RU之间的链路可以被视为无线通信中的前沿技术。可以考虑两种主要的前沿技术，例如，同轴电缆和光纤，并且该前沿技术可以应用于D-FD-MIMO。在表3中比较了这两种前沿技术。光纤可以进一步分为数字链路和模拟链路。由于对实时处理和高带宽的要求以及部署中的挑战，不考虑基于无线的前沿技术。
表3
[表3]
表3.同轴电缆链路、模拟光纤链路和数字光纤链路的比较
由于电缆损耗与电缆长度成比例，当CU与RU之间的链路是同轴电缆时，支持的最大链路距离很短。RU配备了PA和LNA以减轻电缆损耗的影响。TDD和控制信号可以通过模拟信号覆盖经由同轴电缆发送到RU，其中控制信号被调制成窄带信号并以低频率(例如，50MHz的FSK信号)承载。同时，同轴电缆可以作为为RU供电的介质，这对于简化部署来说显著有益。
与同轴电缆类似，模拟光纤链路通过光纤链路将射频(RF)信号从CU传送到RU，这被称为射频光纤技术(RFoF)。它可以支持更长的距离，可以长达几公里。RFoF技术基于IM/DD调制/解调方案来应用光子收发器，其不需要解调侧的时钟恢复。因此，两个换能器不会引起恢复的RF信号的额外频移。此外，RFoF链路引起的延迟和相位旋转在每次通电后都是稳定的。因此，RFoF技术是具有零频移、恒定延迟和相位旋转特性的D-FD-MIMO系统的理想选择。在这种设置中，RU可以配备有PA和LNA以补偿光纤链路两端的一对换能器引入的功率损耗。与同轴电缆链路一样使用窄带边带信号的类似技术可以用于RFoF链路的TDD和控制信息传送。
数字光纤链路基于公共无线接口(CPRI)或开放式基站架构联盟(OBSAI)，它们是定义CU与RU之间的灵活接口的两组协议。基于CPRI或OBSAI标准的光纤链路在CU与RU之间传送成帧的I/Q样本数据、同步以及其他用户定义的信息。因此，ADC/DAC和整个RF收发器电路位于RU中，与模拟(RFoF)光纤链路相比，CU和RU之间的划分有很大差异。总成本很高，并且至少对于RU的实现复杂性比对于数字光纤链路的实现复杂性要高得多。
天线校准是实现在TDD模式下运行的D-FD-MIMO系统的性能增益的关键过程，其中，利用了信道互易性。校准的目的是补偿发射器和接收器电路组件的不同响应。通过在RU上部署全部或部分RF电路，由于多个RU的大规模的分离，使用传统的方案的集成校准对于D-FD-MIMO系统是不可行的。一种解决方案是通过无线(OTA)校准，其中，由目标收发器无线地发送和接收校准信号。
图8A示出了根据本公开的实施例的将小区组分为具有重叠的三个集群的示例OTA校准800。图8A中所示的OTA校准800的实施例仅用于说明。图8A中所示的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
在D-FD-MIMO系统中，由于物理分布的RF电路(尤其是PA和LNA)，每个RU天线可以用作OTA校准中的目标天线。为了处理NLoS(BS天线之间的NLoS)场景，可以通过基于组的OTA校准策略来实现校准操作，其中，天线与至少一个重叠天线分成一组，并且逐个组地执行校准。基于组的OTA校准在图8A中示出，其中，分布式天线被分组为具有重叠天线的三个集群。在FD-MIMO中，由于阵列尺寸紧凑，功率校准的目的是平衡每个天线元件的输出功率。由于分布式天线阵列系统中的路径损耗不同，在D-FD-MIMO情况下保持输出功率的平衡并不重要。
通过使用现有的FD-MIMO硬件来验证D-FD-MIMO的概念，开发了D-FD-MIMO测试平台，并获得了用于与FD-MIMO系统的性能比较的初始测试结果。实验装置由具有32个独立RF链的FD-MIMO基站组成，其中，32个RF链中的一半仍连接到FD-MIMO并置天线，另一半通过每个具有十米的长度的同轴电缆连接到16个分布式天线。
图8B示出了根据本公开的实施例的将小区组分为具有重叠的三个集群的示例OTA校准850。图8B中所示的OTA校准850的实施例仅用于说明。图8B中所示的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
六个TDD UE仿真器连接至系统，并且聚合的下行链路吞吐量被监视为主系统性能度量。在天线校准之后，我们通过打开/关闭专用于FD-MIMO和D-FD-MIMO的天线组在FD-MIMO与D-FD-MIMO之间切换。图8B示出了D-FD-MIMO和FD-MIMO中的天线的系统设置和几何分布。该系统首先在D-FD-MIMO中运行，并通过在33.8秒处打开FD-MIMO天线组来切换到FD-MIMO。D-FD-MIMO和FD-MIMO的平均聚合的下行链路吞吐量分别为150Mbps和112Mbps。当随机改变UE仿真器的位置时，记录类似的测试结果。
LTE FD-MIMO在LTE规范中被标准化，其中，可以将多达16个信道状态信息-参考信号(CSI-RS)端口配置给UE。接下来是LTE规范中的增强型FD-MIMO(eFD-MIMO)，其中，支持的CSI-RS端口的最大数量增加到32个。然而，FD-MIMO和eFD-MIMO都被设计用于共址天线。
随着5G NR的持续标准化，进一步的MIMO演进正在进行中。在NR MIMO中，可以引入单个流线型框架以支持关键3GPP MIMO技术系列，包括单用户MIMO、FD-MIMO和CoMP。还期望支持能够由UE测量和报告高分辨率空间信息的高级CSI反馈。然而，D-FD-MIMO代表了一种尚未在3GPP中详细研究的新部署场景。因此，需要进一步研究在各种条件(包括各种室内或室外环境、小区大小、UE移动性、天线密度和UE密度)下支持D-FD-MIMO的使能器。
传统的蜂窝系统基于下行链路测量(例如，基于LTE中的小区特定RS(CRS))来处理L3移动性。对L1/L2移动性处理(小区内移动性)的支持可能是5G NR中的主要增强。然而，5GNR的移动性处理预计将保持固有的下行链路测量。由于UE移动性，D-FD-MIMO需要支持频繁的UE特定天线组重新配置的有效机制。因此，可能需要增强基于下行链路的L1/L2移动性以支持低延迟测量和报告周期。UE测量报告开销还可以被最小化。
为了规避由基于下行链路的移动性机制引起的延迟和UE报告开销，可以考虑基于上行链路的移动性。为了支持基于上行链路的移动性，UE可以被配置为周期性地或按需地发送上行链路参考信号(例如，探测RS(SRS)或物理随机接入信道(PRACH))，该信号将在D-FD-MIMO网络的天线处测量。基于上行链路测量，D-FD-MIMO网络动态地配置与每个UE相关联的天线组以用于CSI反馈，从而避免UE的测量、天线选择和报告的延迟。
表4
[表4]
表4.LTE eFD-MIMO、NR MIMO和D-FD-MIMO之间的标准影响的比较。
为了实现UE特定天线关联以便如先前所描述的那样实现复杂性降低，需要指定有效的UE过程以随着UE在小区内移动而动态地改变UE可以测量用于CSI获取的天线组。
在方法1的一个实施例中，可以如下执行UE特定天线组配置。在步骤1中，gNB通过RRC信令为UE配置CSI-RS资源组。每个CSI-RS资源表示D-FD-MIMO系统的发送/接收点的天线元件。在一个示例中，每个CSI-RS资源是一个或两个端口。可以存在与每个CSI-RS资源相关联的标识符。可以将CSI-RS资源映射到正交资源元素(在时域/频域/码域中)。为了促进资源重用，也可以将相同的资源元素分配给不同的CSI-RS资源，只要它们足够远。可以利用资源特定值对CSI-RS的物理信号进行加扰，以减轻资源之间的干扰。
在步骤2中，UE可以仅测量天线端口的子集以用于CSI获取。要测量的端口组是在步骤1中配置的CSI-RS资源的子集的聚合。可以通过另一个RRC信令或动态信令(例如，MAC控制元素(CE)或动态控制信息(DCI)信令)来配置CSI-RS资源的初始子集。对于动态信令，MAC CE或DCI信令可以从步骤1中的配置指示该标识符组。例如，比特值为1的RRC配置的CSI-RS资源的位图可以与对应于要添加的天线端口的每个标识符相关联；而比特值0可以与对应于要移除的天线端口的每个标识符相关联。图9中示出了示例。在另一个示例中，动态信令指示要测量的资源标识符的索引。
图9示出了根据本公开的实施例的与要为CSI获取添加或移除的RRC配置的CSI-RS资源相对应的位图900的示例MAC或DCI信令。图9中所示的位图900的MAC或DCI信令的实施例仅用于说明。图9中所示的一个或更多个组件可以在配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
在步骤3中，为了支持用于CSI获取的一个或更多个天线端口/资源的动态添加和移除，可以定义MAC CE或DCI信令以添加和/或移除一个或更多个天线端口/资源。MAC CE信令可以与步骤2中使用的相同。在一个示例中，可以定义两个单独的MAC CE或DCI信令，其中，一个用于添加一个或更多个天线端口；另一个用于移除一个或更多个天线端口。对于使用位图添加天线端口的动态信令，位图大小可以仅限于当前未激活以节省开销的资源。同样，对于使用位图移除天线端口的动态信令，位图大小可以仅限于当前激活的资源。
图10示出了根据本公开的实施例的用于UE特定天线端口关联的方法1000的流程图。图10中示出的方法1000的实施例仅用于说明。图10中所示的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
在图10中示出了根据第一方法的前述实施例的过程。对于在步骤2和/或步骤3中使用DCI的动态信令，可以定义新的DCI格式以添加/移除一个或更多个天线端口。UE可以使用其配置的C-RNTI(UE ID)来接收DCI格式(例如，利用RNTI对DCI格式CRC进行加扰)。在一个示例中，为此目的定义单独的RNTI。
步骤3意味着用于CSI获取的天线端口的数量可以随时间动态地改变。使用上述过程可以维持一组以上的CSI-RS天线端口。在这种情况下，在动态信令中可以存在附加标识符，以识别附加/移除所对应的不同测量组或过程。在另一种方法中，使用上述过程维持用于CSI获取的第一CSI-RS天线端口组，但是存在另一并行过程，其用于通过具有更简单的测量度量的CSI-RS资源的UE测量(例如，参考信号接收功率(RSRP)或参考信号接收质量(RSRQ)测量等)来维持第二CSI-RS资源组。
第二组的过程对于提供网络测量结果是有用的，该网络测量结果是网络决定要包括在第一组中的天线端口的基础。维持用于RSRP/RSRQ测量等的CSI-RS资源组的动态信令独立于维持用于CSI获取的CSI-RS资源组的动态信令。在一个实施例中，它们由相同的动态信令共同指示，在这种情况下，动态信令中需要测量组或过程标识符以区分它们。作为RSRP/RSRQ测量过程的替代方案，UE可以被配置为发送诸如SRS或PRACH的探测信号，网络测量该探测信号以确定第一CSI-RS天线端口组。
在方法2的一些实施例中，可以如下执行UE特定天线组配置。在步骤1中，gNB通过RRC信令为UE配置CSI-RS资源组。每个CSI-RS资源表示D-FD-MIMO系统的发送/接收点的天线元件。在一个示例中，每个CSI-RS资源是一个或两个端口。可以存在与每个CSI-RS资源相关联的标识符。可以将CSI-RS资源映射到正交资源元素(在时域/频域/码域中)。为了促进资源重用，也可以将相同的资源元素分配给不同的CSI-RS资源，只要它们足够远。可以利用资源特定值对CSI-RS的物理信号进行加扰，以减轻资源之间的干扰。
在步骤2中，BS为UE配置专用物理随机接入信道(PRACH)前导码。
在步骤3中，BS触发UE例如通过物理下行链路控制信道(PDCCH)命令发送的专用PRACH前导码，并且UE在接收到触发时发送专用PRACH。在另一替代方案中，高层信令配置要由UE执行的PRACH传输的周期，并且UE相应地发送专用PRACH。或者，UE根据预定义或配置的标准自主地触发PRACH传输。在一个示例中，触发标准可以是当前天线端口组的CQI低于特定阈值。还可以考虑其他度量，例如，在步骤1中由RRC配置的一个或更多个CSI-RS资源的RSRP/RSRQ。
在步骤4中，BS在多于一个天线端口处检测专用PRACH，并确定可以与UE相关联以用于CSI获取的天线端口组。可以基于PRACH信号强度来确定该组。
在步骤5中，BS发送包括UE可以测量以用于CSI获取的CSI-RS天线端口组的随机接入响应(RAR)。RAR包括在步骤1中配置的CSI-RS资源标识符，并且RAR更新(激活)要测量的CSI-RS端口/资源是CSI-RS资源的聚合。其余的CSI-RS端口/资源被停用。在一个示例中，如果不存在步骤1，则步骤4中的RAR指示完整的CSI-RS资源配置。
图11示出了根据本公开的实施例的用于UE特定天线端口关联的方法1100的另一流程图。图11中所示的方法1100的实施例仅用于说明。图11中所示的一个或更多个组件可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实现，或者一个或更多个组件可以由执行指令以执行所述功能的一个或更多个处理器来实现。在不脱离本公开的范围的情况下使用其他实施例。
为了跟踪UE的适当天线组，有时执行步骤3到步骤5以移动UE。PRACH也可以被配置为由UE周期性地发送，而不是网络触发PRACH，这有利于节省下行链路信令开销。根据第二方法的过程在图11中示出。
在一些实施例中，PRACH可以用SRS或SR替换。在这种情况下，RAR可以用对SRS和SR的特殊DL响应替换、在由PDCCH调度的PDSCH上或在PDCCH上的DCI上发送。或者，方法1(步骤3)或方法2(步骤5或如上所述的替代方案)中的DL响应可以包括在时隙n中发送的PDCCH上的UL授权DCI，其在时隙n+k1中触发非周期性CSI-RS或半静态CSI-RS，并且还在n+k2中触发调度的PUSCH上的CSI报告，其中，k1＝0,1,2,...,k2≥k1。
在一些实施例中，前述方法1(步骤3)或前述方法2(步骤5或如上所述的其替代方案)中的DL响应可以包括用于在PDSCH上调度MAC CE的DL分配DCI，其包括信息以用于：(1)从CORESET池或CORESET配置中更新(添加/移除)/激活/去激活CORESET(例如，用于更新激活的CORESET的QCL CSI-RS资源关联)，和/或；(2)从配置的CSI-RS资源池中激活/去激活CSI-RS资源，和/或；(3)用于更新CSI-RS资源池(即，向/从池中添加/移除CSI-RS端口/资源)并从更新的池中激活CSI-RS资源的子集，和/或；(4)至少用于触发针对激活/更新的CSI-RS资源的CSI报告的UL授权；和/或(5)UL PC配置(例如，使用从更新的CSI-RS资源池导出的具有测量限制的CSI-RSRP)。
调度的PUSCH可以包括用于更新/激活/去激活CORESET或CORESET配置的UE推荐。为此，可以与为其他“正常”UL授权DCI配置的CORESET分开地配置单独的CORESET。在该CORESET中，触发AP/SP CSI-RS的字段能够指示来自比其他CORESET更大/与其他CORESET不同的池的CSI-RS资源。
在一些实施例中，在时隙n中发送的特殊类型的DL响应还可以在时隙n+k中触发非周期性CSI-RS或半静态CSI-RS。
方法1和2都可以并行执行，以管理两个天线端口组。例如，可以通过RRC信令明确指示用于控制(PDCCH)和数据(PDSCH)的方法1和方法2中的哪种方法。信令可以是每CORESET、每DL传输模式、每CC、每BWP、或者对于CC/BWP上的PDCCH和PDSCH中的每一个。或者，对于PDCCH，可以使用方法2；对于PDSCH，可以使用方法1。
在一个实施例中，对于(UE组)公共PDCCH和(UE组)公共PDSCH/“回落”PDCCH/PDSCH，可以使用方法2(在空闲模式&RRC连接模式中)；并且对于单播PDCCH和PDSCH，可以使用方法1(在RRC连接模式中)。
在一个实施例中，对于(UE组)公共PDCCH和(UE组)公共PDSCH，可以使用方法2；并且对于单播PDCCH和PDSCH，可以使用方法1。
由于不同的UE组可以共享不同的天线端口，因此CSI-RS RE与PDSCH RE(或者PDSCH RE的EPRE与CSI-RS RE)的功率(EPRE)比率对于不同的CSI-RS天线端口/资源可以是不同的。为了实现动态MU-MIMO信令，可以在动态信令中指示每CSI-RS资源/端口的EPRE比率信息。在一个替代方案中，该指示是n位显式和/或单独的信令。在另一替代方案中，在用于更新UE要测量的CSI-RS资源/端口的信令中联合对该指示进行编码(方法1的步骤2/3和方法1的步骤5)。RRC可以配置默认EPRE比率值，并且仅在动态信令中指示差异(如果存在)。
在另一替代方案中，每CSI-RS资源/端口的EPRE信息是RRC配置的，以节省动态信令开销，但在调度灵活性方面存在一些限制。在另一替代方案中，可以在非周期性CSI-RS触发字段和/或非周期性CSI报告触发字段中指示每CSI-RS资源/端口的EPRE比率信息。在另一替代方案中，可以在动态信令中指示每CSI-RS资源/端口的EPRE比率信息。
可以在RRC信令中将CSI-RS资源的EPRE比率配置为固定值或一个变量值组。例如，对于CSI-RS资源，EPRE被配置为{x dB,y dB}。对于该CSI-RS资源，在一个示例中，除非另有说明，否则EPRE比率默认为xdB；并且UE被明确指示为由DCI动态地或由MAC CE半动态地使用y dB。在另一示例中，UE被明确指示为由DCI动态地或由MAC CE半动态地使用x dB和y dB中的任一个。
UE可以有RRC配置的多个CSI-RS资源设置，其中，一个资源设置具有单个功率比率，并且另一个资源设置具有用于功率比率的多个候选值。指示使用哪个功率比率的MACCE或DCI信令可以适用于具有多个候选功率比率值的资源设置。
UE可以有RRC配置的CSI-RS资源设置，其中，一个资源设置具有单个功率比率，而另一个资源设置具有用于功率比率的多个候选值。指示使用哪个功率比率的MAC CE或DCI信令可以适用于具有多个候选功率比率值的资源设置。可以进一步指示UE聚合多个CSI-RS资源以在DCI中动态地导出单个CSI组(CRI/PMI/CQI/RI等)，在这种情况下，UE可以采用半动态指示的聚合资源中各个CSI-RS端口/资源的比率。
在一个示例中，UE有RRC配置的具有6dB的固定功率比率的CSI-RS资源0-3以及具有两个候选功率比值{+6dB,+3dB}的CSI-RS资源4-7，并且UE有RRC进一步配置或硬编码的默认功率比率值的UE以用于资源4-7。可以通过MAC CE信令更新功率比率；UE可以接收MACCE信令以分别针对资源{4,5,6,7}将功率比率更新为{+6dB,+3dB,+3dB,+6dB}。UE还可以接收CSI-RS资源{3,4,5,6}的非周期性/半静态CSI-RS触发，以报告关于聚合触发的CSI-RS资源构建的CSI-RS资源的非周期性CSI报告(即，{3,4,5,6})。然后，在假设功率比率如所示的情况下，UE在聚合的CSI-RS资源上导出CSI；对于在资源3和4中的端口，UE使用由RRC配置的功率比率+6dB，并且对于资源5和6中的端口，UE使用如MAC CE中所示的功率比率+6dB、+3dB。
在如前述实施例中描述的一些实施例中，不同的天线端口可以由多个小区共享。如果CSI-RS物理信号被诸如小区id的小区特定值加扰，则需要向UE指示CSI-RS资源/端口的小区id，例如，在第一方法和第二方法的步骤1中的RRC信令中。如果未配置信息，则UE可以假设小区id与服务小区id相同。
可以每CSI-RS资源明确地配置加扰ID(以指示CSI-RS加扰初始化)。在这种情况下，UE可以被配置为使用CSI-RS资源聚合来导出CSI，该CSI-RS资源聚合包括其加扰ID可能不同的CSI-RS资源。
可以针对资源联合配置和/或指示加扰ID和功率比率。在一个示例中，RRC信令可以指示CSI-RS资源的功率比和加扰ID的两个候选对。例如，UE配置有CSI-RS资源的两个候选对{(+6dB,SCID1),(+3dB,SCID2)}，并且UE还在MAC CE和/或DCI中指示使用两个候选中的一个用于CSI-RS资源以用于导出CSI。
图12示出了根据本公开的实施例的可以由用户设备(UE)执行的用于反馈信号的方法1200的另一个流程图。
如图12所示，方法1200从步骤1205开始。在步骤1205中，UE通过包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个的动态信令从基站(BS)接收信息，其中，下行链路控制信息包括用于信道状态信息参考信号(CSI-RS)组的信息。
在一些实施例中，UE在步骤1205中通过无线资源控制(RRC)信令接收信息。
在这样的实施例中，在非周期性CSI-RS触发或非周期性CSI报告触发中的至少一个中指示每个CSI-RS资源的EPRE比率信息。
在这样的实施例中，配置到每个CSI-RS资源的EPRE比率是通过RRC信令从配置的变量值组中选择的。
随后，在步骤1210中，UE基于该信息识别CSI-RS资源，每个CSI-RS资源包括天线端口组。
最后，在步骤1215中，UE使用CSI-RS资源的聚合来测量CSI，其中，在信息中配置CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。每个CSI-RS资源包括聚合的CSI-RS资源。
在一些实施例中，如图12中所示的UE确定专用物理随机接入信道(PRACH)；通过PRACH向BS发送上行链路信令；从BS接收随机接入响应(RAR)，该RAR包括UE用于测量CSI获取的CSI-RS天线端口组。
在一些实施例中，如图12所示的UE基于物理下行链路控制信道(PDCCH)命令确定专用PRACH前导码；并通过上行链路信道发送专用PRACH前导码。
尽管已经利用示例性实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求范围内的这些改变和修改。
本申请中的描述均不应理解为暗示任何特定元素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围中的基本要素。专利主题的范围仅由权利要求限定。此外，没有一项权利要求旨在援引35U.S.C.§112(f)，除非确切的表达“用于…装置”包含分词。

Claims (15)

1.一种用户设备(UE)，所述用户设备包括：
收发器，所述收发器被配置为通过动态信令从基站(BS)接收信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，所述下行链路控制信息包括信道状态信息-参考信号(CSI-RS)组的信息；以及
处理器，所述处理器可操作地连接到所述收发器，所述处理器被配置为：
基于所述信息识别CSI-RS资源，其中，每个所述CSI-RS资源均包括天线端口组；以及
利用所述CSI-RS资源的聚合来测量CSI，其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI-RS资源的每个所述CSI-RS资源配置了CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。
2.根据权利要求1所述的UE，其中，所述收发器还被配置为通过无线资源控制(RRC)信令来接收所述信息。
3.根据权利要求1所述的UE，其中：
所述处理器还被配置为确定专用物理随机接入信道(PRACH)；并且
所述收发器还被配置为：
通过所述PRACH向所述BS发送上行链路信令；以及
从所述BS接收随机接入响应(RAR)，所述随机接入响应包括所述UE用来测量CSI获取的CSI-RS天线端口组。
4.根据权利要求1所述的UE，其中：
所述处理器还被配置为基于物理下行链路控制信道(PDCCH)命令确定专用PRACH前导码；并且
所述收发器还被配置为通过上行链路信道发送所述专用PRACH前导码。
5.根据权利要求1所述的UE，其中，在非周期性CSI-RS触发或非周期性CSI报告触发中的至少一个中指示每CSI-RS资源的EPRE比率信息，并且
其中，配置给每个所述CSI-RS资源的所述EPRE比率是通过RRC信令从所配置的变量值组中选择的。
6.一种基站(BS)，所述基站包括：
处理器，所述处理器被配置为识别包括信道状态信息-参考信号(CSI-RS)资源的信息，其中，每个所述CSI-RS均包括天线端口组；以及
收发器，所述收发器可操作地连接到所述处理器，所述收发器被配置为通过动态信令向用户设备(UE)发送所述信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MAC CE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，所述下行链路控制信息包括CSI-RS组，其中，执行了所述CSI-RS资源的聚合，并且
其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI-RS资源的每个所述CSI-RS资源配置了CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。
7.根据权利要求6所述的BS，其中，所述收发器还被配置为经由无线资源控制(RRC)信令来发送所述信息。
8.根据权利要求6所述的BS，其中：
所述处理器还被配置为确定专用物理随机接入信道(PRACH)；并且
所述收发器还被配置为：
通过所述PRACH从用户设备(UE)接收上行链路信令；以及
向所述UE发送随机接入响应(RAR)，所述随机接入响应包括所述UE用来测量CSI获取的CSI-RS天线端口组。
9.根据权利要求6所述的BS，其中：
所述处理器还被配置为基于物理下行链路控制信道(PDCCH)命令确定专用PRACH前导码；并且
所述收发器还被配置为接收所述专用PRACH前导码，其中，所述专用PRACH前导码是由所述BS在多于一个天线端口处发送的，并且
其中，所述处理器还被配置为确定要与所述UE相关联的天线端口组。
10.根据权利要求6所述的BS，其中，所述处理器还被配置为：识别所述BS动态分配给多个不同UE组的天线端口，其中，所述多个不同UE组是由所述BS配置的，并且其中，所述BS从动态地分配了所述天线端口的所述多个不同UE组中选择至少一个UE组，
其中，在非周期性CSI-RS触发或非周期性CSI报告触发中的至少一个中指示每CSI-RS资源的EPRE比率信息，并且
其中，配置给每个所述CSI-RS资源的所述EPRE比率是通过RRC信令从变量值组中选择的。
11.一种用户设备(UE)的方法，所述方法包括：
通过动态信令从基站(BS)接收信息，所述动态信令包括媒介访问控制信道元素(MACCE)或下行链路控制信息(DCI)中的至少一个，所述下行链路控制信息包括信道状态信息-参考信号(CSI-RS)组的信息；
基于所述信息识别CSI-RS资源，每个所述CSI-RS资源均包括天线端口组；以及
利用所述CSI-RS资源的聚合来测量CSI，其中，在所述信息中为包括所聚合的CSI-RS资源的每个所述CSI-RS资源配置了CSI-RS与物理下行链路共享信道(PDSCH)之间的每资源元素的能量(EPRE)比率。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括通过无线资源控制(RRC)信令接收所述信息。
13.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
确定专用物理随机接入信道(PRACH)；
通过所述PRACH向所述BS发送上行链路信令；以及
从所述BS接收随机接入响应(RAR)，所述随机接入响应包括所述UE用来测量CSI获取的CSI-RS天线端口组。
14.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
基于物理下行链路控制信道(PDCCH)命令确定专用PRACH前导码；以及
通过上行链路信道发送所述专用PRACH前导码。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在非周期性CSI-RS触发或非周期性CSI报告触发中的至少一个中指示每CSI-RS资源的EPRE比率信息，并且
其中，配置给每个所述CSI-RS资源的所述EPRE比率是通过RRC信令从所配置的变量值组中选择的。
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