CN112204898A - 用于自适应调节mimo传输方案的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用户设备(101)，该用户设备用于通过无线通信信道与多输入多输出(MIMO)基站(131)进行无线通信，其中，用户设备(101)包括：通信接口(103)，用于通过无线通信信道从基站(131)接收当前导频信号；以及处理器(105)，用于基于当前导频信号确定当前信道状态(CSI)信息，并基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，处理器(105)用于基于先前导频信号(即先前接收的导频信号)确定先前CSI。

Description

用于自适应调节MIMO传输方案的设备和方法
技术领域
一般地，本发明涉及电信领域。更具体地，本发明涉及用于尤其在无线通信网络中自适应地调节MIMO传输方案的设备和方法。
背景技术
在基站需要与多个用户终端(user terminal，UT)或用户设备(user equipment，UE)通信的无线多用户接入场景中，基站通常发送终端已知的特殊信号，例如LTE系统中的CSI-RS(channel state information reference signal，信道状态信息参考信号)导频，从而用户终端可以生成关于从基站的无线链路的信道状态信息(channel stateinformation，CSI)。这些特殊信号称为小区特定参考信号(cell specific referencesignal，CRS)。信道状态信息(CSI)可以反馈至基站，以用于到用户终端的后续传输的调度决策，即，确定哪个用户终端在哪个时频无线资源上进行发送或/和接收。
此外，如果基站具有多个天线以及关于从这些天线到小区中的不同用户终端的无线链路的信道状态信息(CSI)(所谓的闭环场景)，则一种实用的下行传输方案是多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)线性预编码(通常称为发射波束成形)，该MIMO线性预编码在于将待发送的数据符号与用户相关系数和天线相关系数(这些系数基于共同调度的用户的信道状态信息来选择)相乘，然后增加或组合得到的信号，再将这些信号传送到天线阵列。
如果多天线基站没有必需的CSI(所谓的开环场景)，则可以使用MIMO分集策略。这种策略的一个示例是预编码器循环，其中，从预定义的预编码码本中选择不同的MIMO预编码器，并在传输带宽内的不同资源单元上使用这些不同的MIMO预编码器。另一示例是空时(频)分组编码(space-time(or frequency)block coding，ST(F)BC)，在其非加权版本中，在发射器不需要知道CSI。实际上，基站具有关于活动用户终端(UT)的CSI，但该CSI的质量不足以用于待使用的纯MIMO波束成形，例如，部分CSI、延迟CSI等。在这些情况下，最好使用组合MIMO波束成形和分集的策略。一个示例是预编码器循环，其中，使用的预编码器仅从码本的子集中选择，该子集通过部分CSI定义。另一示例是加权ST(F)BC，其中，使用由延迟CSI(因此不完美CSI)定义的矩阵对ST(F)BC符号码字进行预编码。
另一类下行参考信号是下行用户特定导频，例如，LTE和新空口(new radio，NR)系统中的解调参考信号(demodulation reference signals，DMRS)。在采用下行MIMO预编码的系统中，这些导频随数据符号一起由基站发送，并且这些导频经过与基站应用至数据符号的相同预编码。这样，用户终端(UT)可以了解其各自的有效下行信道，即，由于在基站应用空间预编码而在用户终端的天线单元处经历的标量信道。了解有效下行信道对于在用户终端处的均衡和相干解调来说是必要的。当在若干资源单元(例如，在资源块组(resourceblock group，RBG))上使用相同的预编码器时，通常可以使用联合信道估计，以获得这些资源单元上的有效信道的估计，其精确度优于分别在每个资源单元上进行信道估计的情况。
参见G.Jongren等在IEEE Trans.Inf.Theory 2002年第48卷611-627页上发表的“Combining beamforming and orthogonal space-time block coding”，一种现有的解决方案是加权ST(F)BC，其中，使用由延迟的并因此不完美的CSI确定的矩阵来对ST(F)BC码字进行预编码。更准确地，预编码矩阵由第一预编码向量组成，第一预编码向量取决于最新的(延迟的)CSI反馈，而选择其他预编码向量作为正交于第一向量的向量。这些不同向量的功率分配被确定为CSI反馈的质量的函数。然而，没有提供确定、报告、或发信令通知这种CSI质量测量的具体方式。
另一种组合了预编码和分集的解决方案是使用信道向量的协方差矩阵的最强特征向量对ST(F)BC码字矩阵进行预编码。这种方法的细节可以参见M.Cheng等于2013年在中国杭州的WCSP上发表的“Beamforming and Alamouti STBC combined downlinktransmission schemes in communication systems for high-speed railway”。然而，这种解决方法与没有CSI反馈的开环场景更相关。
在专利申请US 20100284484A1和US 20120207243A1中，仅考虑了开环预编码器循环策略，因此，没有使用部分CSI或延迟CSI来改进传输的空间。在US 2014/0029650A1中，基于自从基站上一次接收到来自用户终端的CSI反馈以来已经过了多长时间，自适应地修改将用于预编码器循环的预编码码本的子集。例如，在CSI反馈选择之后，紧接着使用纯波束成形，而仅在该反馈在某种程度上过时之后才激活预编码器循环。然而，由于该反馈通常基于较早的下行CRS传输，故该解决方案没有考虑接收到的CSI反馈的可靠性/准确度。
US 20130044610A1提出了一种方法，该方法估计无线信道的时间相关等级，该时间相关等级与该信道末端的用户终端的移动性有关，该方法还使用该估计的值来决定是使用闭环MIMO预编码策略还是使用开环MIMO分集策略。
然而，这种估计基于上行探测参考信号(sounding reference signal，SRS)，因此，甚至在具有上行-下行信道互易性的系统中，也无法直接映射到实际的基于CRS的下行CSI质量(上行SRS传输和下行CRS传输不一定具有相同的周期)。
此外，由此获得的时间相关性估计只允许在开环策略和闭环策略之间切换，而不能自适应地在混合策略中调节开环策略和闭环策略之间的平衡。
如US 20080268862A1和WO 2017049599A1所述，跟踪闭环MIMO系统的信道质量指示(channel quality indicator，CQI)反馈的值可以提供一种估计CSI的质量的方式，该CSI质量用于生成导致这些CQI值的预编码器。然而，这一潜能仍未被开发，并且未被利用以控制混合的开环和闭环传输。
因此，根据以上，需要一种改进的用户设备和基站以及相应的方法，允许部分基于CSI可靠性/精确度的测量(即，最新可用CSI有多接近于在传输时的实际信道的定量指示)以自适应的方式确定MIMO传输方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种在无线通信网络中自适应地调节MIMO传输方案的改进设备和方法。
前述目的和其他目的通过独立权利要求的主题实现。根据从属权利要求、说明书、以及附图，其他实施方式是显而易见的。
一般地，本发明实施例涉及一种用户设备(UE)和基站以及相应方法，用于估计信道状态信息(CSI)质量的可靠性测量，并用于使用该测量以计算赋予用于传输的不同MIMO预编码波束的权重。更具体地，CSI可靠性测量允许计算这些权重，从而在纯MIMO波束成形(由于CSI反馈被认为定义了优选的空间方向，因此仅使用与该CSI反馈对应的波束/预编码器)和MIMO分集(不存在优选的空间方向，因此使用诸如预编码器循环的策略，在不同的资源单元上使用不同的波束/预编码器，或使用ST(F)BC在具有相等权重的相同资源单元上使用不同的波束/预编码器)之间平衡。
在本文中，通过以平衡的方式组合MIMO波束成形和MIMO分集来设计MIMO传输方案，该策略可以根据发射器可用的CSI的精确度或可靠性水平自适应地调节。本发明的实施例还解决了可以用于控制上述权衡的CSI可靠性/精确度的计算、处理、和信令度量的问题。特别地，这与纯MIMO波束成形或纯MIMO分集各自无法实现所需的目标性能的情况相关。
虽然本发明的一些实施例在属于同一资源块组(RBG)的资源块(resource block，RB)上使用不同的预编码器，但这些预编码器通过仅应用同一向量的不同标量缩放来从同一向量导出。假如基站使用下行信令信道发信令通知这些标量权重，则仍然可以应用基于DMRS导频的RBG内的联合有效信道估计。
更具体地，根据第一方面，本发明涉及一种用户设备，该用户设备用于通过无线通信信道与多输入多输出(MIMO)基站进行无线通信，其中，该用户设备包括：通信接口，用于通过无线通信信道从基站接收当前导频信号；以及处理器，用于基于当前导频信号确定当前信道状态信息(CSI)，并用于基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，上述处理器用于基于先前导频信号(即先前接收的导频信号)确定先前CSI。
因此，提供了一种改进的用户设备，该用户设备能实现更优的CSI可靠性评估和报告。
在第一方面的另一可能实施方式中，上述通信接口还用于向基站发送CSI可靠性测量值，以允许基站基于该CSI可靠性测量值以及可选的SNR值、基站天线的数量和/或用户设备天线的数量、和/或其他系统参数和链路参数确定预编码分集加权因子，其中，该预编码分集加权因子允许基站通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至用户设备的数据自适应地调节MIMO传输方案。
因此，可以以自适应的方式调节MIMO传输方案，以用于通信网络中的数据传输。
在第一方面的另一实施方式中，上述处理器还用于基于CSI可靠性测量值和可选的SNR值、基站天线的数量、和/或用户设备天线的数量确定预编码分集加权因子，并且其中，上述通信接口用于向基站发送预编码分集加权因子，其中，预编码分集加权因子允许基站通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至用户设备的数据自适应地调节MIMO传输方案。
在第一方面的另一实施方式中，上述处理器用于通过使用CSI可靠性测量值和预编码分集加权因子之间的场景特定映射，基于CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子。
在第一方面的另一实施方式中，上述处理器用于通过使用CSI可靠性测量值和预编码分集加权因子之间的场景特定映射，基于CSI可靠性测量值ρ确定预编码分集加权因子θ，上述映射由以下方程定义：
θ＝(1-1/T)ρ+1/T，
其中，T表示≥2的系统参数整数值。
在第一方面的另一可能实施方式中，上述处理器还用于将与不同的CSI延迟值ΔCSI对应的CSI可靠性测量值确定为当前信道估计或当前CSI与先前CSI之间的相关系数，先前CSI通过等于ΔCSI的时间量与当前信道估计或当前CSI间隔开。
在第一方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于基于以下方程确定与CSI延迟ΔCSI对应的CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI,new)：
Figure BDA0002813943470000031
其中，矩阵X的某个向量的‖X‖表示X的范数的值，ΔCSI表示上述通信接口接收到先前导频信号和接收到当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，ht表示当前信道响应估计的向量化形式，
Figure BDA0002813943470000041
表示量化的先前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，ρ(ΔCSI,old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。
在第一方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于基于以下方程确定与CSI延迟ΔCSI对应的CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI,new)：
Figure BDA0002813943470000042
其中，ΔCSI表示上述通信接口接收到先前导频信号和接收到当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，
Figure BDA0002813943470000043
表示量化的当前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，
Figure BDA0002813943470000044
表示量化的先前信道响应估计的向量化形式，ρ(ΔCSI,old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。
在第一方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于将ρ(ΔCSI,new)的值存储在初始为空的表中，该表的第一列由用户设备已处理的CSI延迟值ΔCSI组成，该表的第二列由与第一列中的CSI延迟值对应的CSI可靠性测量值组成。
在第一方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于在条目(ΔCSI,ρ(ΔCSI))已存在于上述表中时，从上述表中读取ρ(ΔCSI,old)的值，或者作为第一替代方案，为ρ(ΔCSI,old)假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于上述表中的现有条目的插值，例如
Figure BDA0002813943470000045
其中，(ΔCSI,1,ρ(ΔCSI,1))和(ΔCSI,2,ρ(ΔCSI,2))是上述表中的两个非空条目，使得ΔCSI,1≤ΔCSI≤ΔCSI,2。
根据第二方面，本发明涉及一种操作用户设备通过无线通信信道与基站进行无线通信的对应方法，其中，该方法包括：通过无线通信信道从基站接收当前导频信号；基于当前导频信号确定当前信道响应估计；基于当前信道响应估计确定当前信道状态信息(CSI)；以及基于当前信道估计或最新可用CSI和先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，先前CSI基于先前导频信号(即，先前接收的导频信号)确定。
根据本发明第二方面的方法可以由根据本发明第一方面的用户设备执行。根据本发明第二方面的方法的其他特征直接从根据本发明第一方面及其上述不同实施方式的用户设备的功能得到。
因此，提供了一种改进的方法，允许实现较优的CSI可靠性评估和报告。
根据第三方面，本发明涉及一种MIMO基站，用于通过无线通信信道与用户设备进行无线通信，其中，该MIMO基站包括：处理器，用于对待发送至用户设备的数据应用可自适应调节的MIMO传输方案；以及通信接口，包括多个天线，其中，该通信接口用于向用户设备发送一个或多个导频信号，并用于从用户设备接收反馈，该反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值、与上述可靠性测量对应的CSI延迟ΔCSI，其中，CSI可靠性测量值基于当前信道估计或由用户设备基于相应导频信号确定的最新CSI和先前CSI；其中，上述处理器还用于基于CSI反馈和CSI可靠性测量值和来自用户设备的相应CSI延迟值反馈，自适应地调节MIMO传输方案。
因此，提供了一种改进的MIMO基站，允许部分基于CSI可靠性/精度的测量以自适应的方式调节用于无线通信中的数据传输的MIMO传输方案。
在第三方面的另一实施方式中，来自用户设备的反馈包括信道状态信息(CSI)可靠性测量值和与可靠性测量对应的CSI延迟ΔCSI，并且其中，上述处理器用于基于CSI可靠性测量值以及可选的SNR值、基站天线的数量、和/或用户设备天线的数量确定预编码分集加权因子，其中，处理器还用于通过基于预编码分集加权因子对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于通过使用CSI可靠性测量值和预编码分集加权向量之间的映射，基于CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于通过使用CSI可靠性测量值和预编码分集加权因子之间的场景特定映射，基于CSI延迟值
Figure BDA0002813943470000051
和权利要求9中的表确定预编码分集加权因子θ，上述映射通过以下方程定义：
Figure BDA0002813943470000052
Figure BDA0002813943470000053
其中，T表示≥2的系统参数整数值，ΔCSI表示用户设备接收到先前导频信号和接收到当前导频信号之间的时间延迟，tTr表示传输时刻，tCSI表示接收到来自用户设备的反馈的时刻，在条目
Figure BDA0002813943470000054
已存在于权利要求9的表中时，
Figure BDA0002813943470000055
通过从表中读取条目
Figure BDA0002813943470000056
获得，或者作为第一替代方案，为
Figure BDA0002813943470000057
假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于表中的现有条目的插值，例如，
Figure BDA0002813943470000058
Figure BDA0002813943470000059
其中，(ΔCSI,1,ρ(ΔCSI,1))和(ΔCSI,2,ρ(ΔCSI,2))是表中的两个非空条目，使得
Figure BDA00028139434700000510
在第三方面的另一可能实施方式中，上述通信接口用于向用户设备发送由上述处理器确定的预编码分集加权因子。
在第三方面的另一可能实施方式中，来自用户设备的反馈包括基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值的预编码分集加权因子，并且其中，上述处理器用于通过基于预编码分集加权因子对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
在第三方面的另一可能实施方式中，来自用户设备的反馈包括从基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值的预编码分集加权因子导出的预编码信息，并且其中，上述处理器用于通过基于在用户设备反馈中报告的预编码信息对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
在第三方面的另一可能实施方式中，可自适应调节的MIMO传输方案是与空时/频分组编码矩阵相关的预编码的空时/频分组编码策略，并且其中，上述处理器用于通过基于预编码分集加权因子对空时/频分组编码矩阵的列或行进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述通信接口用于使用多个资源元素/资源块{1,…,B}向用户设备发送数据，并且其中，上述处理器用于基于预编码分集加权因子θ导出多个权重{θb}b＝1…B，以通过对空时/频分组编码矩阵的列或行进行加权，自适应地调节MIMO传输方案，上述空时/频分组编码矩阵用于在上述多个资源元素/资源块上的数据传输。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述多个权重{θb}b＝1…B使用以下方程之一从预编码分集加权因子θ导出：
Figure BDA00028139434700000511
或
Figure BDA00028139434700000512
其中，0≤tb≤1并且0≤δb≤1视场景而定。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于基于以下方程确定对空时/频分组编码矩阵的列或行的加权：
Figure BDA0002813943470000061
Figure BDA0002813943470000062
Figure BDA0002813943470000063
其中，θb表示用于资源元素/资源块b的预编码分集加权因子，
Figure BDA0002813943470000064
是MIMO预编码矩阵，该MIMO预编码矩阵的列
Figure BDA0002813943470000065
是基于CSI确定的MIMO预编码向量，D(θb)是基于θb的值对向量
Figure BDA0002813943470000066
赋予不同权重的对角矩阵。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述通信接口用于使用多个资源元素/资源块和多个MIMO预编码向量/矩阵向用户设备发送数据，其中，处理器用于对多个资源元素/资源块中的每个资源元素/资源块应用多个预编码向量/矩阵中的一个向量/矩阵，并且其中，上述处理器用于基于所述CSI可靠性测量值θ自适应地调节所述多个预编码向量/矩阵中的每个向量/矩阵所应用至的资源元素/资源块的百分比。
在第三方面的另一可能实施方式中，上述处理器用于从预定义的MIMO传输码本[的基数T的子集]中提取相应的预编码向量/矩阵，并且其中，这些向量/矩阵之一用于在多个资源元素/资源块的100×θ％的部分上的数据传输，而其余T-1个向量/矩阵用于在多个资源元素/资源块的其余100×(1-θ)％的部分上的数据传输。
根据第四方面，本发明涉及一种操作MIMO基站通过无线通信信道与用户设备进行无线通信的相应方法，其中，该方法包括：向用户设备发送一个或多个导频信号；从用户设备接受反馈，该反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值，其中，CSI可靠性测量值基于用户设备基于相应导频信号确定的当前CSI和先前CSI；基于来自用户设备的反馈，为待发送至用户设备的数据自适应地调节MIMO传输方案；以及对上述数据或对待发送至用户设备的一些参考信号应用自适应调节的MIMO传输方案。
根据本发明第四方面的方法可以由根据本发明第三方面的MIMO基站执行。根据本发明第四方面的方法的其他特征直接从根据本发明第三方面及其不同实施方式的MIMO基站的功能得到。
因此，提供了一种操作MIMO基站的改进的方法，其允许部分基于CSI可靠性/精度的测量以自适应方式调节用于无线通信中的数据传输的MIMO传输方案。
根据第五方面，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码，当在计算机或处理器上执行时，该程序代码用于执行本发明第二方面或第四方面的方法。
本发明可以在硬件和/或软件中实现。
附图说明
将参照以下附图描述本发明的其他实施例，其中：
图1示出了根据实施例的用户设备与根据实施例的MIMO基站进行通信的示意图；
图2示出了MU-MIMO系统的示意图，该系统包括根据实施例的用户设备和MIMO基站；
图3示出了根据实施例的概述了估计通信网络中的有效信道的过程的示意图；
图4示出了根据实施例的概述了使用显式CSI可靠性反馈确定MIMO波束成形和ST(F)BC分集的自适应平衡策略的过程的示意图；
图5示出了包括用于预编码数据传输的发射器和接收器的通信系统的实施例的示意图；
图6示出了根据实施例的概述了使用隐式CSI可靠性反馈的MIMO波束成形和ST(F)BC分集的自适应平衡策略的过程的示意图；
图7示出了根据实施例的概述了使用显式CSI可靠性反馈确定MIMO波束成形和预编码器循环分集的自适应平衡策略的过程的示意图；
图8示出了包括用于预编码数据传输的发射器和接收器的通信系统的实施例的示意图；
图9示出了根据实施例的操作用户设备的方法的示意图；
图10示出了根据实施例的操作MIMO基站的方法的示意图。
在各个附图中，相同的附图标记用于相同的或至少功能上等同的特征。
具体实施方式
在下面的描述中，参考了附图，这些附图形成本公开的一部分，并且在附图中以图示的方式示出了可以放置本发明的特定方面。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他方面并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，由于本发明的范围由所附权利要求书限定，因此以下具体实施方式不应被视为限制性的。
例如，将理解，与所描述的方法有关的公开对于配置为执行该方法的相应设备或系统也可以成立，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步骤，则相应的设备可以包括执行所描述的方法步骤的单元(即使该单元未在图中明确描述或示出)。
此外，在以下具体实施方式中以及在权利要求中，描述了具有彼此连接或交换信号的不同功能块或处理单元的实施例。将理解，本发明也涵盖实施例，其包括布置在下面描述的实施例的功能块或处理单元之间的附加功能块或处理单元。
最后，应理解，除非另有具体说明，否则本文描述的各个示例性方面的特征可以彼此组合。
图1示出了通信系统100，通信系统100包括根据实施例的通信设备101和根据实施例的通信设备131，通信设备用于经由无线通信信道进行通信。在下文中，通信设备101也称为用户设备101，通信设备131也称为多输入多输出(MIMO)基站131。在实施例中，通信系统100可以是无线通信系统100。
如图1所见以及如下文将详细描述的，用户设备101包括通信接口103，通信接口103用于通过无线通信信道从基站131接收当前导频信号。在实施例中，用户设备101的通信接口103可以包括一个或多个天线。
此外，用户设备101包括处理器105，处理器105用于基于当前导频信号确定当前信道状态信息(channel state information，CSI)，并用于基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，处理器105用于基于先前导频信号(即，先前接收的导频信号)确定先前CSI。
如图1所见以及如下文将详细描述的，基站131包括通信接口133，通信接口133用于向用户设备101发送一个或多个导频信号，并用于从用户设备101接收反馈，该反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值、可靠性测量所对应的CSI延迟ΔCSI。在实施例中，基站131的通信接口133可以包括一个或多个天线。在实施例中，通信接口133是MIMO通信接口133。
此外，基站131包括处理器135，处理器135用于将可自适应调节的MIMO传输方案应用至待发送到用户设备101的数据。处理器135还用于基于来自用户设备101的CSI反馈和CSI可靠性测量值以及相应的CSI延迟值反馈自适应地调节MIMO传输方案。
在实施例中，CSI可靠性测量值基于当前信道估计或由用户设备101基于相应导频信号确定的最新CSI和先前CSI。在另一实施例中，可自适应调节的MIMO传输方案是与空时/频分组编码矩阵相关的预编码空时/频分组编码策略，并且如下进一步讨论的，处理器135用于通过基于预编码分集加权因子对空时/频分组编码矩阵的列或行进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
根据实施例，用户设备101或基站131可以基于CSI可靠性测量值和可选的SNR值、基站天线的数量、和/或用户设备天线的数量确定预编码分集加权因子，其中，预编码分集加权因子允许基站131通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至用户设备101的数据自适应地调节MIMO传输方案。
在实施例中，预编码分集加权因子θ可以由用户设备101的处理器105通过使用CSI可靠性测量值和预编码分集加权因子之间的场景特定映射、基于CSI可靠性测量值ρ来确定，上述场景特定映射由以下方程定义：
θ＝(1-1/T)ρ+1/T，
其中，T表示≥2的系统参数整数值。
此外，与不同CSI延迟值ΔCSI对应的CSI可靠性测量值可以由用户设备101的处理器105确定为当前信道估计或当前CSI和先前CSI之间的相关系数，先前CSI通过等于ΔCSI的时间量与当前信道估计或当前CSI间隔开，其中，与CSI延迟ΔCSI对应的CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI,new)可以基于以下方程确定：
Figure BDA0002813943470000081
或
Figure BDA0002813943470000082
其中，矩阵X的某个向量的‖X‖表示X的范数的值，ΔCSI表示通信接口接收到先前导频信号和接收到当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，ht或
Figure BDA0002813943470000083
表示当前信道响应估计或量化的当前信道响应估计的向量化形式，
Figure BDA0002813943470000084
表示量化的先前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，ρ(ΔCSI,old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。
根据实施例，用户设备101的处理器105用于将ρ(ΔCSI,new)的值存储在初始为空的表中，该表的第一列由用户设备101已处理的CSI延迟值ΔCSI组成，该表的第二列由与第一列中的CSI延迟值对应的CSI可靠性测量值组成。
此外，用户设备101的处理器105用于在条目(ΔCSI,ρ(ΔCSI))已存在于上述表中时，从表中读取ρ(ΔCSI,old)的值，或者作为第一替代方案，为ρ(ΔCSI,old)假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于上述表中的现有条目的插值，例如
Figure BDA0002813943470000085
其中，(ΔCSI,1,ρ(ΔCSI,1))和(ΔCSI,2,ρ(ΔCSI,2))是表中的两个非空条目，使得ΔCSI,1≤ΔCSI≤ΔCSI,2。
根据实施例，在基站131，处理器135用于通过使用CSI可靠性测量值和预编码分集加权因子之间的映射，基于CSI延迟值
Figure BDA0002813943470000086
和上述表确定预编码分集加权因子θ，上述映射通过以下方程定义：
Figure BDA0002813943470000087
Figure BDA0002813943470000088
其中，T表示≥2的系统参数整数值，ΔCSI表示用户设备101接收到先前导频信号和接收到当前导频信号之间的时间延迟，tTr表示传输时刻，tCSI表示接收到来自用户设备101的反馈的时刻，在条目
Figure BDA0002813943470000091
已存在于上述表中时，
Figure BDA0002813943470000092
通过从表中读取该条目
Figure BDA0002813943470000093
获得，或者作为第一替代方案，为
Figure BDA0002813943470000094
假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于来自表中的现有条目的插值，例如，
Figure BDA0002813943470000095
Figure BDA0002813943470000096
其中，(ΔCSI,1,ρ(ΔCSI,1))和(ΔCSI,2,ρ(ΔCSI,2))是表中的两个非空条目，使得
Figure BDA0002813943470000097
在实施例中，基站131的处理器135用于通过基于预编码分集加权因子对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
或者，基站131的通信接口133可以从用户设备101接收反馈，来自用户设备101的反馈包括基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值的预编码分集加权因子。基站131的处理器135用于通过基于该预编码分集加权因子对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
在另一实施例中，来自用户设备101的反馈包括基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值从预编码分集加权因子导出的预编码信息，并且基站131的处理器135用于基于在用户设备反馈中报告的预编码信息对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节MIMO传输方案。
在实施例中，基站131的通信接口133用于使用多个资源元素/资源块{1,…,B}向用户设备101发送数据，并且基站131的处理器135用于基于预编码分集加权因子θ导出多个权重{θb}b＝1…B，以通过对空时/频分组编码矩阵的列或行进行加权，自适应地调节MIMO传输方案，上述空时/频分组编码矩阵用于在多个资源元素/资源块上的数据传输，其中，上述多个权重{θb}b＝1…B使用以下方程之一从预编码分集加权因子θ导出：
Figure BDA0002813943470000098
或
Figure BDA0002813943470000099
其中，0≤tb≤1并且0≤δb≤1视场景而定。
更具体地，对空时/频分组编码矩阵的列或行的加权可以基于以下方程确定：
Figure BDA00028139434700000910
Figure BDA00028139434700000911
Figure BDA00028139434700000912
其中，θb表示用于资源元素/资源块b的预编码分集加权因子，
Figure BDA00028139434700000913
是MIMO预编码矩阵，该MIMO预编码矩阵的列
Figure BDA00028139434700000914
是基于CSI确定的MIMO预编码向量，D(θb)是基于θb的值对向量
Figure BDA00028139434700000915
赋予不同权重的对角矩阵。
在另一实施例中，基站131可以使用多个资源元素/资源块和多个MIMO预编码向量/矩阵向用户设备101发送数据，其中，基站131的处理器135用于对多个资源元素/资源块中的每个资源元素/资源块应用多个预编码向量/矩阵中的一个向量/矩阵，并且用于基于所述CSI可靠性测量值θ自适应地调节多个预编码向量/矩阵中的每个向量/矩阵所应用至的资源元素/资源块的百分比。
在另一实施例中，基站131的处理器135用于从预定义的MIMO传输码本的基数T的子集中提取相应的预编码向量/矩阵，这些向量/矩阵之一用于在多个资源元素/资源块的100×θ％的部分上的数据传输，而其余T-1个向量/矩阵用于在多个资源元素/资源块的其余100×(1-θ)％上的数据传输。
图2示出了MU-MIMO系统200的示意图，MU-MIMO系统包括根据实施例的用户设备101和基站131，其中，用户设备101和基站131可以经由MU-MIMO下行信道251进行通信，用虚线示出的块表示根据本发明实施例的新功能。
在用户设备101，“信道状态信息可靠性估计”块201使用基于小区特定参考信号(cell-specific reference signal，CRS)导频获得的信道估计来导出信道状态信息可靠性度量(后面用ρ表示)。“信道状态信息可靠性估计”块201的输出用于更新查找表(look-uptable，LUT)202，LUT 202的条目包括与不同的CSI延迟值对应的不同CSI可靠性度量值。
更新的LUT 202可以在用户设备101用于馈入“预编码分集加权因子计算”块203，以导出确定当从基站131传输时MIMO波束成形和MIMO分集之间的权衡度所需的参数(后面用θ表示)。例如，θ的可能的最高值即θ＝1(通常与ρ的可能的最高值即ρ＝1相关)得到纯MIMO波束成形传输方案，而θ的可能的最小值，即对于某个整数T≥2的θ＝1/T(通常与ρ的可能的最小值即ρ＝0相关)得到纯MIMO分集传输方案。
确定的值可以使用“预编码分集加权因子反馈”消息253发送至基站131。如果该参数在使用前被基站131修改，则更新的值使用“预编码分集加权因子信令”消息253通过信令通知。在需要具有不同级别的波束成形-分集权衡的多个资源单元之间的联合有效信道估计的情况下，则这些级别的值需要由“预编码分集加权因子计算”块203传送至“有效信道估计”块204。
“信道状态可靠性估计”块201的输出还可以使用“信道状态信息可靠性反馈”消息255反馈至基站131。在基站131，该消息用于更新查找表(LUT)234，该LUT 234在定义上类似于用户设备101的LUT。在基站131，“预编码分集加权因子计算”块231的输出用于导出“预编码器命令”和“预编码导频命令”，“预编码器命令”影响“帧构造”块232中MIMO预编码器的计算，“预编码导频命令”影响“导频插入”块233，以确保预编码导频使用由“预编码分集加权因子计算”块231指示的相同MIMO预编码器进行预编码。
图3示出了根据实施例的概述了估计通信网络中的有效信道的过程300的示意图，其中，通信网络包括用户设备101和基站131。在下文中，NTx和NRx分别指示基站131的天线单元数量和用户设备101的天线单元数量，并且snr值表示接收的信噪比。图3所示的过程300包括以下步骤：
步骤1.a：首先，用户设备(UE)101根据小区特定参考信号(例如CRS)来估计下行信道，以获得
Figure BDA0002813943470000101
(UE信道矩阵的向量化形式或该矩阵的量化的向量化形式)。然后，UE 101计算信道估计之间的相关系数ρ(ΔCSI)的估计，上述信道估计通过值ΔCSI在时间上间隔开，其中，ΔCSI是接收到最新的两次CRS之间的延迟。一种可能的方法是使用动态查找表(LUT)(条目初始设置为零)持续追踪Δ→ρ(Δ)映射，并通过应用下式更新
Figure BDA0002813943470000103
条目：
Figure BDA0002813943470000102
其中，0≤α≤1是预定义的平均系数。
步骤1.b：其次，如果需要的话，用户设备101将映射应用至估计的相关性以获得所需参数θ，这可以采取以下形式θ＝fs(ρ(ΔCSI),snr,NTx,NRx)。下标s表示一组预定义场景(例如市区微小区、郊区宏小区等)中的当前小区设置场景的索引。这些映射通常是存储在用户设备101中的LUT。在s有多个可能的值的情况下，基站131可以使用专用信令信道指示待使用的特定LUT，或者可以在用户设备101估计特定LUT。
步骤2：用户设备(UE)101反馈ρ(ΔCSI)和ΔCSI的值，或反馈θ的值，或反馈以上所有值。用户设备101还根据操作模式反馈预编码矩阵索引(pre-coding matrix index，PMI)或量化信道状态信息(CSI)值。值得注意的是，θ不需要如其他指示符一般频繁传送，可以具有其自己的反馈周期。
步骤3.a：基站131接收并处理信道状态信息(CSI)准确度反馈如下。在接收到ρ(ΔCSI)和ΔCSI时，基站131通过考虑在传输时刻的CSI延迟的实际值
Figure BDA0002813943470000111
来处理上述值，其中，
Figure BDA0002813943470000112
并且其中，tTr表示传输时刻，tCSI表示从用户设备101接收到反馈的时刻。
步骤3.b：在接收到来自用户设备101的反馈(ρ(ΔCSI),ΔCSI)的情况下，基站131通过更新
Figure BDA0002813943470000113
条目如下来使用该反馈值更新动态LUT(该动态LUT类似于步骤1中引入的用户设备的LUT)：
Figure BDA0002813943470000114
这里，0≤α≤1是预定义的平均系数。接着，基站131通过访问上述LUT中的与延迟
Figure BDA0002813943470000115
对应的条目来获得估计的CSI准确度度量
Figure BDA0002813943470000116
或者如果该条目不存在，则通过使用插值方法来获得估计的CSI准确度度量
Figure BDA0002813943470000117
然后，基站131应用映射以获得所需参数θ，该参数采取以下形式θ＝fs(ρ(ΔCSI),snr,NTx,NRx)，并且可以存储为与场景索引s的不同值对应的一组LUT。如上在步骤1.a所述，在用户设备101显式反馈θ的情况下，可以跳过先前的步骤。接着，基站131产生一组加权标量{θb}b＝1…B和所述一组标量和可用于用户的资源单元R之间的映射。通过将从一组预定义的值中得到的扰动与报告的值进行相加/相减以补偿在例如在计算θ时产生的任何潜在不精确性，可以从θ导出上述多个加权标量。
步骤4.a：基站131进入传输阶段，其中，基站131使用自适应的平衡MIMO波束成形和分集策略发送可用数据，该策略使用取自{θb}b＝1…B的标量在不同的资源单元上参数化。这种传输方案的一个示例是使用矩阵进行预编码的ST(F)BC，其中，该矩阵的列在用于资源单元b∈{1,…,B}时根据如上所述确定的权重θb调节。
步骤4.b：在适用时，例如，在预编码器粒度是资源元素(resource element，RE)或资源块(resource block，RB)时，基站131使用专用下行控制消息向用户设备101发送加权标量图样{θb}b＝1…B。实际上，在这种情况下，在用户设备处需要这些权重以执行相邻资源单元上的联合有效信道估计。
步骤5：在接收到下行数据传输时，用户设备101可以在适用时使用预编码的导频和通过信令发送的权重图样来估计有效信道，并使用估计的有效信道应用合适的MIMO接收器。
本发明的实施例特别提供了以下优势：相比于现有的MIMO解决方案，可以实现更优的可靠性性能，例如，更低的误块率值，同时需要相同的小区特定导频开销，即，相同的CSI准确度水平。实际上，如本发明实施例所启用的，由于所提出的CSI准确度度量，对MIMO波束成形和MIMO分集之间的平衡进行调整在原则上可以产生与现有解决方案相比更优的可靠性性能，同时至少实现相同的吞吐量性能。
本发明实施例提供的另一优势是对于MIMO传输，与现有解决方案相比，可以增加系统吞吐量。实际上，使用MIMO波束成形和MIMO分集之间的最优平衡能够实现与现有解决方案相同的目标可靠性性能，同时要求用于发送小区特定导频(例如CSI-RS)的更小周期。因此，降低了与小区特定导频相关的开销，并且增加了有效系统吞吐量。
总的来说，本发明实施例可以在用户设备101(UE)计算信道状态信息可靠性度量并将获得的信道状态信息可靠性度量反馈至基站131。相应方法包括以下步骤：通过持续更新与Δ→ρ(Δ)映射对应的LUT，估计用户设备处的估计的信道向量的不同实例之间的相关系数ρ(Δ)，其中，估计的信道向量的不同实例通过可能的不同CSI延迟值Δ间隔开。相应方法还包括以下步骤：反馈最新估计的相关系数以及在计算延迟值时假设的延迟值。
此外，本发明实施例可以在用户设备101处理获得的信道状态信息可靠性/准确度度量，通过使用由基站131发信令通知的可能的指令(例如，使用多个预定义的LUT中的哪个LUT)，以借助于LUT产生多个标量权重，这些标量权重在相应多个时频资源单元上使用，以相应地对自适应平衡MIMO波束成形和分集传输方案进行调整。本发明实施例还可以在基站131生成这些指令消息。
此外，本发明实施例可以从用户设备101向基站131反馈获得的标量权重，并处理来自一个或若干个用户设备的反馈信道状态信息可靠性度量。在基站131的这种处理将报告的值转换为待在相应多个时频资源单元上使用的多个标量权重，以相应地对自适应平衡MIMO波束成形/分集传输方案进行调整。最后，所确定的标量权重可以发信令通知目标用户设备101。
图4示出了根据实施例的概述了使用显式CSI可靠性反馈确定MIMO波束成形和ST(F)BC分集的自适应平衡策略的过程的示意图。图4所示的过程包括以下分别在用户101和基站131处的步骤：
在用户设备101，用户设备101根据小区特定下行导频估计向量信道(步骤401)。
用户设备101估计估计的信道的用ΔCSI分隔的实例之间的CSI相关系数(步骤402)并向基站131反馈上述值(步骤405)。
在适用时，用户设备101从基站131接收权重到资源块的映射(步骤403)并使用接收的权重映射执行资源块上的联合有效信道估计(步骤404)。
用户设备101使用估计的有效信道应用合适的MIMO接收器(步骤407)。
在基站131，基站131从用户设备101接收CSI相关系数(步骤411)。
基站131导出多个权重θ并使用多个权重调节不同资源块上的预编码矩阵的列的大小(步骤413)。
基站131使用上述加权预编码矩阵对在不同资源块上发送的数据进行预编码，并通过信令通知使用的权重或这些权重的图样的索引(步骤415)。
根据该实施例，CSI可靠性反馈以及
Figure BDA0002813943470000121
的值用于通过待在B个RB上使用的映射θ＝fs(ρ(ΔCSI),snr,NTx,NRx)导出多个权重{θb}b＝1…B(对于某个整数T≥2，
Figure BDA0002813943470000122
)如下。
在第b个RB上，矩阵Wb(θb)用于对T×T的ST(F)BC矩阵
Figure BDA00028139434700001214
(例如，T＝2的Alamouti码矩阵)进行预编码，以产生
Figure BDA0002813943470000123
其中，
Figure BDA0002813943470000124
Figure BDA0002813943470000125
Figure BDA0002813943470000126
这里，
Figure BDA0002813943470000127
是由最新(延迟)CSI反馈指示的预编码向量，
Figure BDA0002813943470000128
是正交于
Figure BDA0002813943470000129
的预编码向量。注意，对不同的预编码向量的功率分配(即，一方面调节向量
Figure BDA00028139434700001210
另一方面调节向量
Figure BDA00028139434700001211
)由θb的值指示，θb的值由CSI可靠性反馈指示。例如，考虑以下映射：
Figure BDA00028139434700001212
(其中，
Figure BDA00028139434700001213
Figure BDA0002813943470000131
并且
Figure BDA0002813943470000132
)。
如果反馈可靠性值高(对应于相对准确的CSI反馈)，则上述映射产生的θb的值通常接近于1，即，大部分发射功率转到与(相对准确的)CSI反馈对应的预编码向量
Figure BDA0002813943470000133
然而，如果CSI可靠性值低(对应于相对过时的CSI反馈)，则上述映射产生的θb的值通常接近于
Figure BDA0002813943470000134
即，由于CSI反馈的低可靠性，没有优选的预编码向量，因此发射功率在T个预编码向量之间均等划分。
图5示出了通信系统500的实施例的示意图，通信系统500包括用于预编码数据传输的诸如基站131的发射器和诸如用户设备101的接收器，假设传输发生在B个RB上，使用具有如上图4中所述确定的预编码分集加权因子{θ1,θ2,…,θB}的波束成形以及ST(F)BC。
图6示出了根据实施例的概述了使用隐式CSI可靠性反馈的MIMO波束成形和ST(F)BC分集的自适应平衡策略的过程的示意图。图6所示的过程包括分别在用户设备101和基站131的以下步骤：
在用户设备101，用户设备101根据小区特定参考信号估计向量下行信道(步骤601)。
用户设备101估计估计的信道的用ΔCSI分隔的实例之间的相关系数(步骤603)。
用户设备通过将映射应用于估计的相关系数来获得θ参数(步骤605)。
θ参数在用户设备101用于调节预编码矩阵的列的大小，在使用某些预定义的码本对预编码矩阵进行量化后，该预编码矩阵被反馈至基站131(步骤607)。
在基站131，基站131接收从用户设备101发送的预编码矩阵(步骤609)并使用该预编码矩阵作为预编码矩阵的列(步骤611)。
基站131随后使用加权的预编码矩阵对在不同资源块上发送的数据进行预编码(步骤613)。
该实施例类似于前一实施例，只是在用户设备101计算的θ参数(对于某个整数T≥2，
Figure BDA00028139434700001312
)并非使用专用反馈信道显式地反馈。相反，该参数在用户设备101处用于调节将反馈至基站131的预编码矩阵的列的大小(在使用某些预定义的码本对其进行量化后)，并且该预编码矩阵将在基站131处用于在ST(F)BC码字传输之前对ST(F)BC码字进行预编码。该预编码数据传输可以由图5中的通信网络执行。
图7示出了根据实施例的概述了使用显式CSI可靠性反馈确定MIMO波束成形和预编码器循环分集的自适应平衡策略的过程的示意图。图7所示的过程包括分别在用户设备101和基站131处的以下步骤：
在用户设备101，用户设备101根据小区特定导频估计下行信道(步骤701)。
用户设备101估计估计的信道的用ΔCSI分隔的实例之间的相关系数(步骤703)，并将这些值反馈给基站131(步骤705)。
用户设备101还可以反馈预编码向量
Figure BDA0002813943470000135
以及正交于
Figure BDA0002813943470000136
的其他可能的预编码向量(步骤707)。
在基站131，基站从用户设备101接收估计的相关系数和预编码向量(步骤709)。
基站使用存储的映射从(ΔCSI)、ΔCSI、和
Figure BDA0002813943470000137
获得θ参数(步骤711)。
基站131建立从
Figure BDA0002813943470000138
到传输资源元素或资源块的映射，从而在这些资源元素或资源块的θ％上使用
Figure BDA0002813943470000139
在这些资源元素或资源块的上使用
Figure BDA00028139434700001311
(步骤713)。
基站131随后使用上述资源到预编码器映射对在不同资源块上发送的数据进行预编码，并发信令通知使用的权重或其图样的索引(步骤715)。
在该实施例中，使用基于报告的(延迟的)CSI的波束/预编码器完成可用于MIMO传输的总时频资源中等于θ比例(
Figure BDA0002813943470000141
对于某个整数T≥2)的资源元素(RE)、资源块(RB)、或资源块组(RBG)，并且使用属于基数T-1的子集的波束/预编码器完成等于1-ρ比例的这些资源，基数T-1的子集从预定义的MIMO传输码本中选择，并且与基于报告的CSI的波束/预编码器正交/准正交。如上述两个实施例，参数θ作为
Figure BDA0002813943470000142
的函数计算(参见图7)，
Figure BDA0002813943470000143
本身是发送时刻的实际CSI延迟
Figure BDA0002813943470000144
以及CSI可靠性度量ρ(ΔCSI)的函数，ρ(ΔCSI)通过假设可能与
Figure BDA0002813943470000145
不同的CSI延迟值ΔCSI来测量。这种函数的示例是
Figure BDA0002813943470000146
值得注意的是，当可靠性度量最小时，即
Figure BDA0002813943470000147
时，该映射使得θ＝1/T，即完全随机化和最大分集。然而，当可靠性度量处于可能的最高值时，即
Figure BDA0002813943470000148
时，则该映射使得θ＝1，即，没有随机化，只有基于报告的CSI的波束/预编码器用于在考虑的时频资源上的MIMO传输。
图8示出了通信系统800的实施例，通信系统800包括用于预编码数据传输的诸如基站131的发射器和诸如用户设备101的接收器，假设传输发生在B个RB上，使用具有如图7所确定的预编码分集因子θ的波束成形/预编码器循环。图8中的索引被选择为使得|{b∈{1,…,B}|ib(θ)＝1}|≈θ，其中，符号|ε|表示集合ε的基数。
图9示出了操作用户设备101以通过无线通信信道与基站131进行无线通信的方法900的示意图。
方法900包括由用户设备101执行的以下步骤：通过无线通信信道从基站131接收901当前导频信号；基于当前导频信号确定903当前信道响应估计；基于当前信道响应估计确定905当前信道状态信息(CSI)；基于当前信道估计或最新可用的CSI和先前CSI确定907CSI可靠性测量值，其中，先前CSI基于先前导频信号(即先前接收的导频信号)确定。
图10示出了操作MIMO基站131以通过无线通信信道与用户设备101进行无线通信的方法1000。
方法1000包括由MIMO基站131执行的以下步骤：向用户设备101发送1001一个或多个导频信号；从用户设备101接收1003反馈，该反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值，其中，CSI可靠性测量值基于由用户设备基于相应导频信号确定的当前CSI和先前CSI；基于来自用户设备101的反馈，为待发送至用户设备101的数据自适应地调节1005MIMO传输方案；以及对上述数据以及一些待发送至用户设备101的参考信号应用自适应调节的MIMO传输方案。
虽然可能已经仅针对若干实施方式或实施例之一公开了本公开的特定特征或方面，但是可以根据需要和对于任何给定的或特定的应用有利地将这样的特征或方面与其他实施方式或实施例的一个或多个其他特征或方面组合。此外，在具体实施方式或权利要求书中使用了术语“包括”、“具有”、“有”或其他变形形式，此类术语旨在以类似于术语“包括”的方式包括在内。同样，术语“示例性”、“例如”、和“如”仅作为示例，并非最佳或最优。可以使用术语“耦合”和“连接”以及派生词。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或相互作用，而不管这两个元件是直接物理接触还是电气接触，或者不是彼此直接接触。
尽管本文已经示出和描述了特定方面，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，各种替代和/或等效实现方式可以代替所示出和描述的特定方面。本申请旨在覆盖本文讨论的特定方面的任何改编或变型。
尽管以下权利要求中的元素以带有相应标记的特定顺序进行了叙述，但除非权利要求书中的引用暗含了用于实现这些元素中的某些或全部元素的特定顺序，否则这些元素并不一定要局限于该特定内容中的实现。
根据上述教导，许多替代、修改、和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。当然，本领域技术人员容易认识到，本发明的应用超出了本文所述的范围。尽管已经参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员认识到可以在不脱离本发明范围的情况下对其进行许多改变。因此，应当理解，在所附权利要求及其等同物的范围内，可以不同于本文具体描述的方式实施本发明。

Claims (26)

1.一种用户设备(101)，用于通过无线通信信道与多输入多输出(MIMO)基站(131)进行无线通信，所述用户设备(101)包括：
通信接口(103)，用于通过所述无线通信信道从所述基站(131)接收当前导频信号；以及
处理器(105)，用于基于所述当前导频信号确定当前信道状态信息(CSI)，并基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，所述处理器(105)用于基于先前导频信号确定所述先前CSI。
2.根据权利要求1所述的用户设备(101)，其中，所述通信接口(103)还用于向所述基站(131)发送所述CSI可靠性测量值，以允许所述基站基于所述CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子，其中，所述预编码分集加权因子允许所述基站通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至所述用户设备的数据自适应地调节所述MIMO传输方案。
3.根据权利要求1所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)还用于基于所述CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子，并且其中，所述通信接口(103)用于向所述基站(131)发送所述预编码分集加权因子，其中，所述预编码分集加权因子允许所述基站(131)通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至所述用户设备的数据自适应地调节所述MIMO传输方案。
4.根据权利要求3所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于通过使用所述CSI可靠性测量值和所述预编码分集加权因子之间的映射，基于所述CSI可靠性测量值确定所述预编码分集加权因子。
5.根据权利要求4所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于通过使用所述CSI可靠性测量值和所述预编码分集加权因子之间的映射，基于所述CSI可靠性测量值ρ确定所述预编码分集加权因子θ，所述映射由以下方程定义：
θ＝(1-1/T)ρ+1/T，
其中，T表示≥2的系统参数整数值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于将与不同CSI延迟值ΔCSI对应的所述CSI可靠性测量值确定为当前信道估计或所述当前CSI和先前CSI之间的相关系数，所述先前CSI通过等于ΔCSI的时间量与所述当前信道估计或所述当前CSI间隔开。
7.根据权利要求6所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于基于以下方程确定与所述CSI延迟ΔCSI对应的所述CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI，new)：
Figure FDA0002813943460000011
其中，矩阵X的某个向量的||X||表示X的范数的值，ΔCSI表示所述通信接口接收到所述先前导频信号和接收到所述当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，ht表示所述当前信道响应估计的向量化形式，
Figure FDA0002813943460000012
表示量化的先前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，ρ(ΔCSI，old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。
8.根据权利要求6所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于基于以下方程确定与所述CSI延迟ΔCSI对应的所述CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI，new)：
Figure FDA0002813943460000021
其中，ΔCSI表示所述通信接口接收到所述先前导频信号和接收到所述当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，
Figure FDA0002813943460000022
表示量化的当前信道响应估计的向量化形式，
Figure FDA0002813943460000023
表示量化的先前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，ρ(ΔCSI，old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。
9.根据权利要求7或8所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于将ρ(ΔCSI，new)的值存储在初始为空的表中，所述表的第一列由所述用户设备已处理的所述CSI延迟值ΔCSI组成，所述表的第二列由与所述第一列中的所述CSI延迟值对应的所述CSI可靠性测量值组成。
10.根据权利要求9所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于在所述条目(ΔCSI，ρ(ΔCSI))已存在于所述表中时，从所述表中读取ρ(ΔCSI，old)的值，或者作为第一替代方案，为ρ(ΔCSI，old)假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于所述表中的现有条目的插值，例如
Figure FDA0002813943460000024
其中，(ΔCSI，1，ρ(ΔCSI，1))和(ΔCSI，2，ρ(ΔCSI，2))是所述表中的两个非空条目，使得ΔCSI，1≤ΔCSI≤ΔCSI，2。
11.一种方法(900)，用于操作用户设备(101)通过无线通信信道与基站(131)进行无线通信，其中，所述方法(900)包括：
通过所述无线通信信道从所述基站(131)接收(901)当前导频信号；
基于所述当前导频信号确定(903)当前信道响应估计；
基于当前信道响应估计确定(905)当前信道状态信息(CSI)；以及
基于所述当前信道估计或所述最新可用CSI和先前CSI确定(907)CSI可靠性测量值，其中，所述先前CSI基于先前导频信号确定。
12.一种MIMO基站(131)，用于通过无线通信信道与用户设备(101)进行无线通信，其中，所述MIMO基站(131)包括：
处理器(135)，用于对待发送至所述用户设备(101)的数据应用可自适应调节的MIMO传输方案；以及
通信接口(133)，包括多个天线，其中，所述通信接口(133)用于向所述用户设备(101)发送一个或多个导频信号，并用于从所述用户设备(101)接收反馈，所述反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值、与所述可靠性测量对应的CSI延迟ΔCSI，其中，所述CSI可靠性测量值基于当前信道估计或由所述用户设备基于相应导频信号确定的最新CSI和先前CSI；
其中，所述处理器(135)还用于基于来自所述用户设备(101)的所述CSI反馈和CSI可靠性测量值和相应CSI延迟值反馈，自适应地调节所述MIMO传输方案。
13.根据权利要求12所述的MIMO基站(131)，其中，来自所述用户设备的所述反馈包括信道状态信息(CSI)可靠性测量值和与所述可靠性测量对应的所述CSI延迟ΔCSI，并且其中，所述处理器(135)用于基于所述CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子，其中，所述处理器(135)还用于通过基于所述预编码分集加权因子对所述MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节所述MIMO传输方案。
14.根据权利要求13所述的MIMO基站(131)，其中，所述处理器(135)用于通过使用所述CSI可靠性测量值和所述预编码分集加权因子之间的映射，基于所述CSI可靠性测量值确定所述预编码分集加权因子。
15.根据权利要求14所述的MIMO基站(131)，其中，所述处理器(135)用于通过使用所述CSI可靠性测量值和所述预编码分集加权因子之间的映射，基于所述CSI延迟值
Figure FDA0002813943460000031
和权利要求9中的所述表确定所述预编码分集加权因子θ，所述映射通过以下方程定义：
Figure FDA0002813943460000032
Figure FDA0002813943460000033
其中，T表示≥2的系统参数整数值，ΔCSI表示所述用户设备(101)接收到所述先前导频信号和接收到所述当前导频信号之间的时间延迟，tTr表示传输时刻，tCSI表示从所述用户设备(101)接收到所述反馈的时刻，在所述条目
Figure FDA0002813943460000034
已存在于权利要求9的所述表中时，
Figure FDA0002813943460000035
通过从所述表中读取所述条目
Figure FDA0002813943460000036
获得，或者作为第一替代方案，为
Figure FDA0002813943460000037
假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于所述表中的现有条目的插值，例如，
Figure FDA0002813943460000038
其中，(ΔCSI，1，ρ(ΔCSI，1))和(ΔCSI，2，ρ(ΔCSI，2))是所述表中的两个非空条目，使得
Figure FDA0002813943460000039
16.根据权利要求12至15中任一项所述的MIMO基站(131)，其中，所述通信接口(133)用于向所述用户设备(101)发送由所述处理器(135)确定的预编码分集加权因子。
17.根据权利要求12所述的MIMO基站(131)，其中，来自所述用户设备(101)的所述反馈包括基于所述信道状态信息(CSI)可靠性测量值的预编码分集加权因子，并且其中，所述处理器用于通过基于所述预编码分集加权因子对所述MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节所述MIMO传输方案。
18.根据权利要求12所述的MIMO基站(131)，其中，来自所述用户设备(101)的所述反馈包括从基于所述信道状态信息(CSI)可靠性测量值的预编码分集加权因子导出的预编码信息，并且其中，所述处理器(135)用于通过基于在所述用户设备反馈中报告的所述预编码信息对所述MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，自适应地调节所述MIMO传输方案。
19.根据权利要求12至17中任一项所述的MIMO基站(131)，其中，可自适应调节的所述MIMO传输方案是与空时/频分组编码矩阵关联的预编码空时/频分组编码策略，并且其中，所述处理器(135)用于通过基于所述预编码分集加权因子对所述空时/频分组编码矩阵的列或行进行加权，自适应地调节所述MIMO传输方案。
20.根据权利要求19所述的MIMO基站(131)，其中，所述通信接口(133)用于使用多个资源元素/资源块{1，...，B}向所述用户设备(101)发送所述数据，并且其中，所述处理器(135)用于基于所述预编码分集加权因子θ导出多个权重{θb}b＝1...B，以通过对所述空时/频分组编码矩阵的所述列或行进行加权，自适应地调节所述MIMO传输方案，所述空时/频分组编码矩阵用于在所述多个资源元素/资源块上的数据传输。
21.根据权利要求20所述的MIMO基站(131)，其中，所述多个权重{θb}b＝1…B使用以下方程之一从所述预编码分集加权因子θ导出：
Figure FDA00028139434600000310
或
Figure FDA00028139434600000311
其中，0≤tb≤1和0≤δb≤1视场景而定。
22.根据权利要求21所述的MIMO基站(131)，其中，所述处理器(135)用于基于以下方程确定所述空时/频分组编码矩阵的所述列或所述行的加权：
Figure FDA00028139434600000312
Figure FDA00028139434600000313
Figure FDA0002813943460000041
其中，θb表示用于资源元素/资源块b的所述预编码分集加权因子，
Figure FDA0002813943460000042
是MIMO预编码矩阵，所述MIMO预编码矩阵的列
Figure FDA0002813943460000043
是基于CSI确定的MIMO预编码向量，D(θb)是基于θb的值对向量
Figure FDA0002813943460000044
赋予不同权重的对角矩阵。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的MIMO基站(131)，其中，所述通信接口(133)用于使用多个资源元素/资源块和多个MIMO预编码向量/矩阵向所述用户设备(101)发送所述数据，其中，所述处理器(135)用于对所述多个资源元素/资源块中的每个资源元素/资源块应用所述多个预编码向量/矩阵中的一个向量/矩阵，并且其中，所述处理器(135)用于基于所述CSI可靠性测量值θ自适应地调节所述多个预编码向量/矩阵中的每个向量/矩阵所应用到的资源元素/资源块的百分比。
24.根据权利要求23所述的MIMO基站(131)，其中，所述处理器(135)用于从预定义的MIMO传输码本中提取相应的预编码向量/矩阵，并且其中，这些向量/矩阵之一用于在所述多个资源元素/资源块的100×θ％的部分上的数据传输，而其余T-1个向量/矩阵用于在所述多个资源元素/资源块的其余100×(1-θ)％的部分上的数据传输。
25.一种方法(1000)，用于操作MIMO基站(131)通过无线通信信道与用户设备(101)进行无线通信，其中，所述方法(1000)包括：
向所述用户设备(101)发送(1001)一个或多个导频信号；
从所述用户设备(101)接收(1003)反馈，所述反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值，其中，所述CSI可靠性测量值基于由所述用户设备基于相应导频信号确定的当前CSI和先前CSI；
基于来自所述用户设备(101)的所述反馈，为待发送至所述用户设备(101)的数据自适应地调节MIMO传输方案；以及
对所述数据或对待发送至所述用户设备(101)的一些参考信号应用自适应调节的所述MIMO传输方案。
26.一种计算机程序产品，包括程序代码，当在计算机或处理器上执行时，用于执行根据权利要求11所述的方法(900)和/或根据权利要求25所述的方法(1000)。
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