CN112514276A

CN112514276A - 用于无线通信系统的多普勒延迟基于码本的预编码和csi报告

Info

Publication number: CN112514276A
Application number: CN201980050859.4A
Authority: CN
Inventors: 马库斯·格罗斯曼; 文卡特什·拉米雷迪; 马库斯·兰德曼; 苏萨杉·瓦拉萨拉简
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: US20240340062A1; EP4250583A2; US20230208494A1; CN112514276B; EP3804157A1; JP2021525988A; WO2019229152A1; EP3804157B1; EP4250583A3; KR20210014698A; KR102539873B1; US11616551B2; EP3576312A1; ES2962518T3; US12047148B2; US20210143885A1; JP7246414B2

Abstract

一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的通信设备包括收发器，所述收发器经由时变频率选择性MIMO信道从发送器接收无线电信号，所述无线电信号包括下行链路参考信号和下行链路信号，所述下行链路参考信号根据包括多个天线端口的参考信号配置，所述下行链路信号包括所述参考信号配置；以及处理器。所述处理器使用在无线电信道上对于下行链路参考信号的测量，在频域中估计显式CSI，所述下行链路参考信号是在一定观察时间上提供的，并基于性能量度选择用于复合多普勒延迟波束三级预编码器的多普勒延迟预编码器矩阵(W)，所述多普勒延迟波束三级预编码器是基于一个或多个码本，所述一个或多个代码本包括复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个发送侧空间波束分量、复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个延迟分量以及复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个多普勒频率分量，使用显式CSI以及具有所选择的多普勒延迟波束预编码器矩阵(W)的复合多普勒延迟波束三级预编码器计算信道质量指示CQI和/或预编码器矩阵指示PMI和/或秩指示RI中的一个或多个，以及向发送器报告包括CQI和/或PMI和/或RI中的一个或多个的CSI反馈，其中PMI和RI用于指示用于所配置的天线端口的多普勒‑延迟波束三级复合预编码器矩阵。

Description

用于无线通信系统的多普勒延迟基于码本的预编码和CSI 报告

技术领域

本申请涉及无线通信领域，更特别地，涉及采用使用多普勒延迟基于码本的预编码的预编码以及信道状态信息CSI报告的无线通信系统。

背景技术

图1是包括核心网络102和无线电接入网络104的地面无线网络100的示例的示意图。无线电接入网络104可以包括多个基站gNB₁至gNB₅，每个基站服务于由相应小区106₁至106₅示意性地示的基站周围的特定区域。基站被提供以为小区内的用户服务。术语基站(BS)指的是在5G网络中的gNB，在UMTS/LTE/LTE-A/LTE-A Pro中的eNB，或者仅仅是在其他移动通信标准中的BS。用户可以是固定设备或者移动设备。此外，无线通信系统可以通过连接到基站或者用户的移动或者固定IoT设备来访问。移动设备或者IoT设备可以包括物理设备、例如机器人或者汽车的地面车辆、飞行器(例如有人驾驶或者无人驾驶飞行器(UAV)，后者也称为无人机)、建筑物和其他物品或者设备，它们具有嵌入其中的电子设备、软件、传感器、致动器等，以及使这些设备能够在现有网络基础结构上收集和交换数据的网络连接。图1示出了仅五个小区的示例性视图，但是，无线通信系统可以包括更多这样的小区。图1示出了位于小区106₂中并且由基站gNB₂服务的两个用户UE₁和UE₂，也称为用户设备UE。在由基站gNB₄服务的小区106₄中示出了另一个用户UE₃。箭头108₁、108₂和108₃示意性地表示用于从用户UE₁、UE₂和UE₃向基站gNB₂,、gNB₄传输数据或者用于从基站gNB₂、gNB₄向用户UE₁、UE₂、UE₃传输数据的上行链路/下行链路连接。此外，图1示出了小区106₄中的两个IoT设备110₁和110₂，它们可以是固定的或者移动的设备。IoT设备110₁经由基站gNB₄访问无线通信系统以接收和发送数据，如箭头112₁示意性表示。IoT设备110₂经由用户UE₃访问无线通信系统，如箭头112₂示意性表示。各个基站gNB₁至gNB₅可以连接到核心网络102，例如经由S1接口，经由相应的回程链路114₁至114₅，其在图1中由指向“核心”的箭头示意性表示。核心网络102可以连接到一个或多个外部网络。此外，各个基站gNB₁至gNB₅中的一些或者全部可以经由各自的回程链路116₁至116₅相互连接，例如经由NR中的S1或者X2接口或者XN接口，在图1中由指向“gNBs”的箭头示意性表示。图1中描绘的无线网络或者通信系统可以由具有两个不同的重叠网络的异构网络集合成，一个是宏小区网络，每个宏小区包括如基站gNB₁至gNB₅的宏基站、和如毫微微基站或者微微基站的小小区基站的网络(图1中未示出)。

对于数据传输，可以使用物理资源网格。物理资源网格可以包括一组资源元素，各种物理信道和物理信号被映射到此资源元素。例如，物理信道可以包括承载用户专用数据的物理下行链路和上行链路共享信道(PDSCH，PUSCH)，也称为下行链路和上行链路有效载荷数据，物理广播信道(PBCH)承载例如主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)，物理下行链路和上行链路控制信道(PDCCH，PUCCH)承载例如下行链路控制信息(DCI)等。对于上行链路，物理信道还可包括物理随机接入信道(PRACH或者RACH)，一但UE同步并获得了MIB和SIB，信道通过UE来访问网络。物理信号可以包括参考信号(RS)、同步信号等。资源网格可以包括在时域中具有特定持续时间(例如10毫秒)并且在频域中具有给定带宽的帧或者无线电帧。帧可以具有一定数量的预定长度的子帧，例如，两个子帧的长度为1毫秒。每个子帧可包括两个时隙的6或者7个OFDM码元，具体取决于循环前缀(CP)长度。帧还可以包括较少数量的OFDM码元，例如，当利用缩短的传输时间间隔(sTTI)或者仅包括几个OFDM码元的基于微时隙/非时隙的帧结构时。

无线通信系统可以是使用频分复用的任何单音或者多载波系统，例如正交频分复用(OFDM)系统、正交频分多址(OFDMA)系统或者任何其他有或者没有CP的基于IFFT的信号，例如DFT-s-OFDM。其他波形，例如用于多址接入的非正交波形，例如可以使用滤波器组多载波(FBMC)、广义频分复用(GFDM)或者通用滤波多载波(UFMC)。无线通信系统可以例如根据LTE-Advanced pro标准或者5G或者NR(New Radio)标准进行操作。

在如图1所示的无线通信网络中，无线电接入网络104可以是包括主小区的网络的异构网络，每个主小区包括主基站，也称为宏基站。此外，可以为每个宏小区提供多个辅基站，也称为小小区基站。除了上述地面无线网络之外，还存在非地面无线通信网络，包括诸如卫星的星载收发器和/或诸如无人机系统的机载收发器。非地面无线通信网络或者系统可以按照与以上参考图1描述的地面系统类似的方式进行操作，例如，根据LTE-advancedpro标准或者5G或者NR(New Radio)标准。

在类似于图1中示意性描绘的无线通信系统中，例如，根据LTE或者NR，可以使用多天线技术来改善用户数据速率、链路可靠性、小区覆盖范围和网络容量。为了支持多流或者多层传输，在通信系统的物理层中使用线性预编码。线性预编码由预编码器矩阵执行，所述预编码器矩阵将数据层映射到天线端口。预编码可以被看作是波束形成的概括，它是一种将数据发送的空间定向/聚焦到预期接收器的技术。使用信道状态信息(CSI)确定在gNB处用于将数据映射到发送天线端口的预编码器矩阵。

在如上所述的通信系统中，诸如LTE或者新无线电(5G)，下行链路信号传送数据信号、包含下行链路的控制信号、DL、控制信息(DCI)以及用于不同目的的多个参考信号或者码元(RS)。gNodeB(或者gNB或者基站)分别通过所谓的物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理下行链路控制信道(PDCCH)或者增强型PDCCH(ePDCCH)传输数据和控制信息(DCI)。此外，gNB的下行链路信号可以包含一种或者多种类型的RS，包括LTE中的公共RS(CRS)、信道状态信息RS(CSI-RS)、解调RS(DM-RS)、以及相位跟踪RS(PT-RS)。CRS在DL系统带宽部分上传输，并在用户设备(UE)处使用以获得信道估计以解调数据或者控制信息。与CRS相比，CSI-RS是以在时域和频域中降低的密度进行传输的，并在UE处用于信道估计/信道状态信息(CSI)的获取。DM-RS仅在相应PDSCH的带宽部分中传输，并且由UE用于数据解调。为了在gNB处的信号预编码，引入了几种CSI-RS报告机制，诸如非预编码的CSI-RS和波束形成的CSI-RS报告(请参见参考文献[1])。对于非经预编码CSI-RS，利用了在gNB处的天线阵列的CSI-RS端口与收发器单元TXRU之间的一对一映射。因此，非预编码的CSI-RS提供了小区宽度的覆盖范围，其中不同的CSI-RS端口具有相同的波束方向和波束宽度。对于波束形成/预编码的特定于UE的或者非特定于UE的CSI-RS，波束形成操作应用于单个或者多个天线端口，以在不同方向上具有多个具有高增益的窄波束，因此，不存在小区宽度的覆盖范围。

在采用时分双工TDD的无线通信系统中，由于信道互易性，信道状态信息(CSI)在基站(gNB)处可用。但是，在采用频分双工FDD时，由于不存在信道互易性，因此必须在UE处估计信道并将其反馈给gNB。图2示出了根据LTE版本8的使用基于码本的预编码的MIMO DL传输的基于块的模型。图2示意性示出了基站200，gNB，用户设备UE 202，以及信道204，如用于基站200和用户设备202之间的无线数据通信的无线电信道。基站包括具有多个天线或者天线元件的天线阵列ANT_T，以及接收数据向量208和来自码本210的预编码器矩阵F的预编码器206。信道204可以由信道张量/矩阵212描述。用户设备202经由具有多个天线或者天线元件的天线或者天线阵列ANT_R来接收数据向量214。提供用户设备202与基站200之间的反馈信道216，用于传输反馈信息。3GPP的直到版本15为止的先前版本都支持在UE处使用多个下行链路参考码元(诸如CSI-RS)进行CSI估计。在FDD系统(直到版本15)中，UE处的所估计的信道被隐式地报告给gNB，其中由UE在反馈信道上发送的CSI包括秩指数(RI)、预编码矩阵指数(PMI)和信道质量指数(CQI)(以及来自版本13的CRI)，其允许在gNB处确定预编码矩阵、以及待发送的码元的调制阶数和编码方案(MCS)。PMI和RI用于根据称为“码本”的一组预定义的矩阵Ω确定预编码矩阵。例如，根据LTE，码本可以是在表的每个项中具有矩阵的查找表，并且来自UE的PMI和RI决定从表的哪一行和哪一列中获得所要使用的预编码器矩阵。对于配备有具有N₁个双极化天线的一维均匀线性阵列(ULA)(总共N_t＝2N₁个天线)或者具有在N₁N₂位置具有双极化天线的二维均匀平面阵列(UPA)(总共N_t＝2N₁N₂个天线)的gNB而言，预编码器和码本的设计版本最高为版本15。ULA仅允许在水平(方位角)方向上控制无线电波，因此在gNB处仅方位角的波束形成是可能的，而UPA支持在垂直(仰角)和水平(方位角)方向上的发送波束形成称为全维度(FD)MIMO。码本，例如在诸如FD-MIMO之类的大天线阵列的情形中，可以是一组波束形成权重，其使用阵列的阵列响应向量来形成空间上分离的电磁发送/接收波束。阵列的波束形成权重(也称为“阵列控制向量”)是振幅增益和相位调整，它们被应用于馈送到天线的信号(或者从天线接收的信号)以朝向特定方向发送(或者从特定方向获得)辐射。预编码器矩阵的分量是从码本中获得的，而PMI和RI用于“读取”码本并获得预编码器。当将ULA或者UPA用于信号发送时，可以通过2D离散傅立叶变换(DFT)矩阵的列来描述阵列控制向量。

在3GPP新无线电版本15中的类型-I和类型-II CSI报告方案中使用的预编码器矩阵是在频域中定义的，并且具有双级结构：F(s)＝F₁F₂(s),s＝0…,S-1(参见参考文献[2])，其中S表示子带的数量。矩阵F₁是独立于索引s的宽带矩阵，并且包含从DFT码本矩阵中选择出的U个空间波束形成向量(所谓的空间波束)

矩阵F₂(s)是选择/组合/同相矩阵，其针对第s个所配置的子带，对F₁中定义的波束进行选择/组合/同相。

例如，对于秩-1发送和类型-I CSI报告，[2]给出了针对双极化天线阵列的F₂(s)

其中

在除了作为1的第u个位置之外的所有位置处都包含零。e_u的这种定义为天线阵列的每个极化选择第u个向量，并且跨两种极化来组合它们。此外，δ₁是针对天线阵列的第二极化的经量化的相位调整。

例如，对于秩-1发送和类型-II CSI报告，[2]给出了针对双极化天线阵列的F₂(s)

其中p_u和δ_u,u＝1,2,…,2U分别是经量化的振幅和相位波束组合系数。

对于秩-R发送，F₂(s)包含R个向量，其中每个向量的项被选择用于组合每个极化内的单个或者多个波束，和/或跨两种极化组合它们。

由UE基于当前信道状况的知识来执行矩阵F₁和F₂(s)的选择。所选择的矩阵以RI和PMI的形式包含在CSI报告中，并在gNB处用于为下一个发送时间间隔更新多用户预编码器。

对于隐式反馈方案，在[2]中描述的当前CSI报告格式的固有缺陷是RI和PMI仅包含当前信道状况的信息。因此，CSI报告速率与信道相干时间有关，信道相干时间定义了认为信道不变的持续时间。这意味着，在准静态信道场景中，UE不移动或者移动缓慢，信道相干时间较长，并且CSI需要较低的更新频率。然而，如果例如由于UE在多径信道环境中的高运动而导致信道状况快速改变，则信道相干时间短并且发送信号经历由多普勒频率扩展引起的严重衰落。对于这样的信道状况，CSI需要频繁地更新，这会导致高的反馈开销。特别是，对于未来的NR系统(版本16)，可能更以多用户为中心，在高度动态的信道场景中，来自用户的多个CSI报告将大大降低通信系统的整体效率。

为了克服这个问题，已经提出了几种显式的CSI反馈方案，这些方案考虑了信道随时间的演变(请参见参考文献[3])。此处，显式CSI是指从UE向gNB报告显式信道系数，而没有用于UE进行预编码器所选择的码本。这些方案共同地估计了多径传播信道的主信道抽头的参数以及它们在UE处的时间演变。例如，在[3]中，每个信道抽头被建模为子信道抽头的总和，其中每个子抽头通过多普勒频移和路径增益进行参数化。用于每个信道抽头的估计参数被反馈到基站，在此它们与信道模型一起用于下行链路预编码之前的基于时域的信道预测。与基于隐式的信道反馈相比，显式CSI的可用性在反馈信道上的开销增加，尤其是对于慢速变化信道而言，这与期望的不同。

例如，WO 2018/052255 A1涉及使用主分量分析(PCA)来表示无线通信系统中的信道的显式CSI获取，主分量分析应用于信道矩阵的频域信道矩阵、协方差矩阵或者特征向量。因此，提出了用于在配备有二维阵列和CSI报告配置的基站处进行下行链路信号预编码的码本方法。然而，所提出的CSI报告方案的固有缺陷是来自用户的CSI报告仅包含关于相对于当前MIMO信道状态/实现所选择的CQI、PMI和RI的信息，并且没有考虑由小规模信道衰落引起的随时间的信道变化。因此，当用户遇到快速衰落的信道状况时，需要频繁更新CSI，随着时间的推移，这会导致高昂的反馈开销。此外，提出的CSI报告方案被限制为每层PMI反馈一个波束，这导致有限的CSI精确度，并且对于多用户MIMO中的CSI获取而言是不足的。

此外，为了跟踪随时间的信道演变，需要将参考信号随时间扩展。在当前的3GPPNR规范[1]中，在特定时隙处配置单映射(single shot)CSI-RS。CSI-RS的此类时隙被定期发送或者按需触发。可以参考NZP-CSI-RS、CSI-IM或者CSI-SSB资源集的CSI-RS资源集的配置[2]是使用以下较高层参数执行的(请参阅参考文献[4])：

●CSI-ResourceConfig–该资源集配置由在资源集中配置的资源的ID、每个CSI-RS资源的按其周期性的类型、以及在其中对它们进行配置的带宽部分组成。

●CSI-ResourcePeriodicityAndOffset–根据CSI-RS的时隙数和偏移量来说明CSI-RS资源的周期性。

●CSI-RS-ResourceMapping–说明在CSI-RS资源所被映射到的时频映射中的资源元素、CSI-RS端口的数量、用于所映射的参考码元的CDM类型、以及参考码元在频域中占用的密度和带宽。

○frequencyDomainAllocation

○nrofPorts

○firstOFDMSymbolInTimeDomain

○firstOFDMSymbolInTimeDomain2

○cdm-Type

○density

○freqBand

尽管CSI-RS设计可用于获取用于链路自适应(调制和编码方案-MCS)的CSI，并用于从特定的信道实现/快照中选择预编码矩阵，但它无法及时跟踪信道演变以估计MIMO信道的多普勒频率分量。

注意，以上部分中的信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此，其可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于允许跟踪信道时间演变的CSI报告的改进方法。

此目的是通过如独立权利要求中限定的主题来实现的。

实施例在从属权利要求中定义。

附图说明

现在参考附图进一步详细描述本发明的实施例，其中：

图1示出了无线通信系统的示例的示意图；

图2示出了根据LTE版本8的使用基于码本的预编码的MIMO DL传输的基于块的模型；

图3是无线通信系统的示意图，所述无线通信系统用于在可以根据在此描述的本发明的教导进行操作的发送器与可以根据在此描述的本发明的教导进行操作的多个接收器之间进行信息通信。

图4是示出根据本发明的实施例的CSI参数的配置、CSI测量、复合预编码器矩阵计算和CSI报告的流程图；

图5(a)示出了具有10个时隙的周期性并且没有重复(CSI-RS-BurstDuration未配置或者CSI-RS-BurstDuration＝0)的CSI-RS；

图5(b)示出了具有10个时隙的周期性和4个时隙的重复(CSI-RS-BurstDuration＝4)的CSI-RS；

图6示出了根据实施例的CSI-RS-BurstDuration的信息元素；

图7示出了尺寸为N×S×T的频域信道张量(三维阵列)

图8示出了大小为N_t·T×S的复合多普勒延迟波束预编码器矩阵；

图9示出了在采用针对每个波束相等数量的延迟、以及针对每个延迟和波束相等数量的多普勒频率分量的情况下，对于层1发送，与波束、延迟和多普勒频率分量相关联的反馈索引；

图10示出了对于示例配置N₁＝4,N₂＝2,P＝2，在gNB处的第l层预编码器的基于码本的构造、以及第l层预编码器与天线端口(AP)的关联；以及

图11示出了计算机系统的示例，在该计算机系统上可以执行根据本发明方法描述的单元或者模块以及方法的步骤。

具体实施方式

在下文中，参考附图进一步详细描述本发明的优选实施例，在附图中，具有相同或者相似功能的元件由相同的附图标记表示。

本发明的实施例可以在如图1或者图2示出的无线通信系统或者网络中实现，包括诸如基站之类的发送器或者收发器，以及诸如移动或者固定终端或者IoT设备之类的通信设备(接收器)或者用户，如上所述。图3是用于在基站之类的发送器200和基站200服务的多个通信设备202₁至202_n(例如UE)之间进行信息通信的无线通信系统示意图。基站200和UE202可以通过无线通信链路或者信道204进行通信，诸如无线电链路。基站200包括一个或多个天线ANT_T或者具有多个天线元件的天线阵列，以及信号处理器200a。UE 202包括一个或多个天线ANT_R或者具有多个天线的天线阵列、信号处理器202a₁、202a_n以及收发器202b₁、202b_n。基站200和各个UE 202可以根据本文描述的发明教导进行操作。

用户设备

本发明提供了一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的通信设备202，通信设备202包括：

收发器202b，被配置为经由时变频率选择性MIMO信道204从发送器200接收无线电信号，所述无线电信号包括下行链路参考信号和下行链路信号，所述下行链路参考信号根据包括多个天线端口的参考信号配置，所述下行链路信号包括所述参考信号配置；以及

处理器(202a)，被配置为

-使用在无线电信道204上对于下行链路参考信号的测量，在频域中估计显式CSI，所述下行链路参考信号是在一定观察时间上提供的，

-基于性能量度，选择用于复合多普勒延迟波束三级预编码器的多普勒延迟预编码器矩阵(W)，所述多普勒延迟波束三级预编码器是基于一个或多个码本，所述一个或多个码本包括

○所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个发送侧空间波束分量，

○所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个延迟分量，以及

○所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个多普勒频率分量，

-使用显式CSI、以及具有所选择的多普勒延迟波束预编码器矩阵(W)的复合多普勒延迟波束三级预编码器，计算信道质量指示CQI、预编码器矩阵指示PMI和秩指示RI中的一个或多个，以及

-向发送器200报告包括CQI、和/或PMI、和/或RI中的一个或多个的CSI反馈，其中，PMI和RI用于指示用于所配置的天线端口的多普勒延迟波束三级复合预编码器矩阵。

本发明提供了一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的通信设备202。通信设备202接收参考信号资源配置，例如CSI-RS资源配置，其包括参数，如较高层(例如，RRC)参数，例如被称为CSI-RS-BurstDuration，所述参数指示下行链路参考信号的时域重复，例如根据下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示。通信设备基于重复的下行链路参考信号来确定CSI反馈，并且报告所确定的CSI反馈，例如向提供参考信号的发送器报告。

根据实施例，多普勒延迟波束三级预编码器是基于三个单独的码本，并且其中，所述三个单独的码本包括

-第一码本(Ω₁)，用于复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个发送侧空间波束分量，

-第二码本(Ω₂)，用于复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个延迟分量，以及

-第三码本(Ω₃)，用于复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个多普勒频率分量。

根据实施例，多普勒延迟预编码器矩阵(W)由下式表示：

其中

-U^(l)是第l层的每个极化的波束的数量，

-

是第l层和第u波束的延迟的数量，

-

是第l层、第u波束和第d延迟的多普勒频率分量的数量，

-

是与预编码器的第l层、第d延迟、第u空间波束、和第p(p＝1,2)极化相关联的大小为T×1的第v多普勒频率向量；

-

是与预编码器的第l层、第u空间波束和第p极化相关联的大小为S×1的第d延迟向量；

-

是与第l层相关联的第u空间波束；

-

是与预编码器的第l层、第u空间波束、第d延迟、第v多普勒频率和第p极化相关联的多普勒延迟系数，以及

-P^(l)是标量归一化因子，以确保所有预编码器层上的平均总发送功率为1。

根据实施例，多普勒延迟波束预编码器由双级预编码器表示：

W^(l)＝W^(1,l)w^(2,l)∈N_t·T·S×1，

其中

其中

以及，w^(2,l)包含复数多普勒延迟波束组合系数，

其中

-

是与预编码器的第l层、第d延迟、第u空间波束和第p(p＝1,2)极化相关联的大小为T×1的第v多普勒频率向量；

-

是与预编码器的第l层、第u空间波束和第p极化相关联的大小为S×1的第d个延迟向量；

-

是与第l层相关联的第u空间波束；

-

根据实施例，

-第一码本(Ω₁)包括从中选择向量

的大小为N₁N₂×O_1,1N₁O_1,2N₂的第一被过采样的DFT码本矩阵，其中N₁和N₂分别指天线端口的第一和第二数量，以及O_1,1和O_1,2指过采样因子，其中O_1,1∈{1,2,3,..}，以及O_1,2∈{1,2,3,..}，

-其中，第二码本(Ω₂)包括从中选择延迟向量

的大小为S×SO₂的第二被过采样的DFT码本矩阵，其中S指所配置的子带/PRB或者子载波的数量，以及O₂指过采样因子O₂＝1,2,…，以及

-其中，第三码本(Ω₂)包括从中选择多普勒频率向量

的大小为T×TO₃的第三被过采样的DFT码本矩阵，其中T指在观察时间期间的时刻的数量，以及O₃指采样因子，其中O₃＝1,2,……。

根据实施例，通信设备被配置为根据从发送器接收的CSI报告配置向发送器报告CSI反馈，所述CSI报告配置包括例如参数ReportQuantity，所述参数ReportQuantity包括以下值的至少一个：

-cri-RI-PMIDD-CQI，

-cri-RI-PMIDy-CQI，

-cri-RI-PMIDr-CQI，

-cri-RI-LI-PMIDD-CQI，

-cri-RI-LI-PMIDy-CQI，

-cri-RI-LI-PMIDr-CQI，

-cri-RI-PMIDD，

-cri-RI-PMIDy，

-cri-RI-PMIDr，

其中，PMI量定义为：

-PMIDD–包括延迟和多普勒频率分量配置的PMI值，

-PMIDy–仅包括延迟分量配置、不包括多普勒频率分量的PMI值，以及

-PMIDr–仅包括多普勒频率分量配置、不包括延迟分量的PMI值。

根据实施例，通信设备被配置为使用无线电资源控制(RRC)层或者物理层(L1)参数从发送器接收以下值：

-用于延迟和多普勒频率分量码本(Ω₂，Ω₃)的配置的S和T的值，以及

-用于第一码本(Ω₁)的配置的参数N₁、N₂以及过采样因子O_1,1和O_1,2。

根据实施例，空间波束分量被如下配置：

-波束的数量U^(l)在层上不相同，或者

-波束的数量U^(l)对于所有层相同，使得

根据实施例，延迟分量被如下配置：

-

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，可以对于每个波束索引、层索引和极化索引变化。

-

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于每个波束索引和层索引变化，并且可以在极化索引上保持相同。

-

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引、层索引和极化索引相同。

-

个延迟值，例如，延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引和层索引相同，并且可以在极化索引上。

-

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引和极化索引相同，并且在层索引上变化。

-

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引相同，并且在层索引和极化索引上变化。

-延迟的数量

取决于波束和层索引，或者

-延迟的数量

取决于波束索引，并且对于所有层索引保持相同，

或者

-延迟的数量

对于所有波束索引相同，但是针对每层变化，

或者

-延迟的数量

对于所有波束索引和层索引相同，

根据实施例，多普勒频率分量被如下配置：

-

个多普勒频率值，例如，多普勒频率DFT向量的索引，在波束索引、延迟索引、层索引和极化索引上变化。

-

个多普勒频率值，例如，多普勒频率DFT向量的索引，在波束索引、延迟索引、层索引上变化，但是在极化索引上保持相同。

-

个多普勒频率值，例如多普勒频率DFT向量的索引，对于所有波束索引和延迟索引相同，并且可以在层索引和极化索引上变化。

-

个多普勒频率值，例如，多普勒频率DFT向量的索引，对于所有波束索引、延迟索引和极化索引相同，并且可以在层索引上变化。

-多普勒频率分量的数量

取决于波束索引、延迟索引和层索引，或者

-多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引、延迟索引和层索引相同，使得

或者

-多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引和所有延迟索引相同，但是在层索引上变化，

或者

-多普勒频率向量的数量

对于所有波束索引相同，但是在延迟索引和层索引上变化，

或者

-多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引和层索引相同，但是在延迟索引上变化，

或者

-多普勒频率分量的数量

对于U波束不同，并且对于所有延迟索引和层索引相同，

或者

-多普勒频率分量的数量

在波束索引和延迟索引上变化，并且对于所有层索引相同，

或者

-多普勒频率分量的数量

在波束索引和层索引上变化，并且对于所有延迟索引相同，

或者

根据实施例，

-显式CSI由尺寸为N×S×T的三维信道张量

表示，其中S是所配置的子带/PRB或者子载波的数量，T是在观察时间期间的时刻的数量，以及N＝N_r·N₁·N₂·P，以及信道张量的第一、第二和第三维度分别表示时变频率选择性MIMO信道的空间、频率和时间分量，或者

-显式CSI由尺寸为N_r×N_t×S×T的四维信道张量

表示，其中N_t＝N₁·N₂·P，

的第一和第二维度分别表示时变频率选择性MIMO信道的接收侧和发送侧空间分量，以及

的第三维度和第四维度分别表示信道的频率和时间分量。

根据实施例，处理器被配置为基于用于性能量度来选择多普勒延迟预编码器矩阵(W)，所述性能量度用于例如互信息

所述互信息

是多普勒延迟预编码器矩阵W和多维信道张量

的函数。

根据实施例，处理器被配置为选择宽带CQI，所述宽带CQI针对所选择的复合多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1,..,L)、以及用于T时刻的多维信道张量

在通信设备处对平均块错误率

进行优化。

根据实施例，处理器被配置为

-在第一步骤中，使用高分辨率参数估计算法直接从多维信道张量

估计信道模型的参数，或者直接从MIMO信道张量

以非参数化形式计算H(t,w)的系数，

-在第二步骤中，使用经参数化的信道模型和所选择的多普勒延迟波束复合预编码器W^(l)(l＝1,..,L)，将经参数化的经预编码的时变MIMO信道模型频域响应计算为

H_prec(t,w)＝H(t,w)[W⁽¹⁾(t,w),W⁽²⁾(t,w),…,W^(L)(t,w)]，

其中[H(t,w)]_i,j的(i,j)项＝h_i,j(t,w)，以及W^(l)(t,w)是W^(l)的第t块和第w列，

-在第三步骤中，使用经参数化的经预编码的MIMO信道模型响应，计算用于一个或多个未来时刻的一个或多个CQI值。

根据实施例，处理器被配置为

-对用于时刻/时隙n+K的CQI值进行预测，其中n表示当前时刻/时隙，以及K表示相对于当前时刻/时隙n的相对时间差，以及

-通过从K个预测的CQI值中减去平均CQI值，使用所述K个预测的CQI值计算差分预测的CQI值。

根据实施例，通信设备被配置为接收CSI报告配置，所述CSI报告配置包括分配有所述值K的参数CQI-PredictionTime，所述值K被所述通信设备用于CQI预测。

根据实施例，在所述CSI反馈使用所述PMI的情形中，所述处理器被配置为报告至少一个两分量PMI，

-其中第一PMI对应于所选择的向量

和

以及

-其中第二PMI对应于从通信设备到发送器的

个多普勒延迟波束组合系数

根据实施例，处理器被配置为

-以三元组集合的形式表示第一分量PMI，其中每个三元组(u,d,v)与所选择的空间波束向量

所选择的延迟向量

以及所选择的多普勒频率向量

相关联，所述三元组集合由i₁＝[i_1,1,i_1,2,i_1,3]表示，其中i₁表示第一PMI分量，以及其中i_1,1包含用于空间波束的所选择的DFT向量的∑_lU^(l)个索引，i_1,2指示所选择的延迟向量的

个索引，以及i_1,3指示所选择的多普勒频率向量的

个索引，

-使用码本方法对所述多普勒延迟波束组合系数进行量化，其中经量化的多普勒延迟波束组合系数由第二PMI分量i₂表示，以及

-向所述发送器报告所述两个PMI分量。

根据实施例，为了使用码本方法对复数多普勒延迟系数

进行量化，每个系数由下式表示

其中

-

是极化、波束、延迟和多普勒频率依赖的振幅系数，所述振幅系数是利用N位量化的；以及

-

表示由BPSK、或者QPSK、或者8PSK、或者任何其他较高阶PSK星座图表示的相位，或者

其中每个系数由其实部和虚部表示为

其中

和

每个是利用N位量化的。

根据实施例，CSI反馈进一步包括秩指示RI，以及

其中，处理器被配置为报告用于发送的RI，其中，所述RI是相对于所述多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1,..,L)选择的，并且表示由经多普勒延迟波束预编码的时变频率选择性MIMO信道支持的层的平均数量。

根据实施例，利用经由较高层的CSI-RS报告配置对通信设备进行配置，所述CSI-RS报告配置用于报告用于经波束形成的CSI-RS的CQI和/或RI和/或PMI，所述第一码本矩阵中的向量由N₁N₂长度列向量表示，其中第m向量(m＝1,…,N₁N₂)在第m位置包含单个1，并且在其他位置包含零。

根据实施例，通信设备被配置为接收包括较高层参数的CSI-RS资源配置，所述较高层例如是RRC，所述较高层参数例如被称为CSI-RS-BurstDuration，其指示所述下行链路参考信号的时域重复，例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示。

根据实施例，通信设备假设，对于CQI、和/或RI、和/或PMI计算，所述发送器按下式针对v＝L层将多普勒延迟波束预编码器应用于天线端口{1000,1008+v-1}上的PDSCH信号

其中

[x^(t,0)(i),…,x^(t,v-1)(i)]^T是PDSCH码元的码元向量，P∈{1,2,4,8,12,16,24,32}，

x^(t,u)(i)是在时刻t的层u的第i码元，

y^(t,u)(i)是在时刻t在天线端口u上发送的经预编码的码元，以及

W(t,i)＝[W⁽¹⁾(t,i),…,W^(L)(t,i)]是预测的预编码器矩阵，其中W^(l)(t,i)是W^(l)的第t块和第i列。

基站

本发明提供了在包括通信设备202的无线通信系统中的发送器200，包括：

天线阵列ANT_T，具有多个天线，用于与一个或多个本发明的通信设备202₁、202₂进行无线通信，以向发送器200提供信道状态信息CSI反馈；

预编码器200b，连接到天线阵列ANT_T，预编码器200c将一组波束形成权重应用于天线阵列ANT_T的一个或多个天线，以通过天线阵列ANT_T形成一个或多个发送波束或者一个或多个接收波束；

收发器200c，被配置为

-根据CSI-RS配置，向通信设备202₁、202₂发送下行链路参考信号(CSI-RS)和下行链路信号，所述CSI-RS配置包括多个CSI-RS天线端口、以及所述下行链路参考信号的时域重复的参数，所述参数例如被称为CSI-RS BurstDuration，所述参数例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示，所述下行链路信号包括所述CSI-RS配置；以及

-从通信设备202₁、202₂接收包括多个CSI报告的上行链路信号；以及处理器200a，被配置为：

-从多个CSI报告中提取至少两分量预编码器矩阵标识符和秩指示；以及

-使用PMI的第一分量和第二分量构造应用于天线端口上的多普勒延迟波束预编码器矩阵，并响应于所构造的预编码器矩阵来确定波束形成权重。

根据实施例，为了促进用于QT个未来时刻的预编码器矩阵预测，处理器被配置为将多普勒频率DFT向量

循环扩展到长度QT的向量

循环扩展由以下定义

其中

以及

针对第l层和第q(q＝1,..,QT)时刻的预测预编码器矩阵由下式给出

其中

是

的第q项。

系统

本发明提供了一种基础无线通信网络，包括至少一个本发明的UE和至少一个本发明的基站。

根据实施例，通信设备和发送器包括以下中的一个或多个：移动终端或者固定终端、或者蜂窝IoT-UE、或者IoT设备、或者地面车辆、或者飞行器、或者无人机、或者移动基站、或者路边单元、或者建筑物、或者宏小区基站、或者小小区基站、或者路边单元、或者UE、或者远程无线电头端或者AMF、或者SMF、或者核心网络实体、或者NR或5G核心环境中的网络切片，或者使得物品或设备能够使用无线通信系统进行通信的任何发送/接收点(TRP)，所述物品或设备设有用于使用无线通信系统进行通信的网络连接性。

方法

本发明提供一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的方法，方法包括：

经由时变频率选择性MIMO信道从发送器接收无线电信号，所述无线电信号包括下行链路参考信号和下行链路信号，所述下行链路参考信号根据包括多个天线端口的参考信号配置，所述下行链路信号包括所述参考信号配置；

在所述通信设备处，使用在无线电信道上对下行链路参考信号的测量，在频域中估计显式CSI，所述下行链路参考信号是在一定观察时间上提供的，

基于性能量度，在所述通信设备处，选择用于复合多普勒延迟波束三级预编码器的多普勒延迟预编码器矩阵(W)，所述多普勒延迟波束三级预编码器基于一个或多个码本，所述一个或多个码本包括

○复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个发送侧空间波束分量，

○复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个延迟分量，以及

○复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个多普勒频率分量，

在所述通信设备处，使用所述显式CSI、以及具有所选择的多普勒延迟波束预编码器矩阵(W)的复合多普勒延迟波束三级预编码器，计算信道质量指示CQI、预编码器矩阵指示PMI、和秩指示RI中的一个或多个，以及

从所述通信设备向所述发送器报告包括所述CQI、所述PMI、和所述RI中的一个或多个的CSI反馈，其中，所述PMI和RI用于指示用于所配置的天线端口的多普勒延迟波束三级复合预编码器矩阵。

本发明提供了一种用于在包括通信设备和发送器的无线通信系统中进行发送的方法，方法包括：

根据CSI-RS配置，向通信设备发送下行链路参考信号(CSI-RS)和下行链路信号，所述CSI-RS配置包括多个CSI-RS天线端口、以及指示所述下行链路参考信号的时域重复的参数，所述参数例如被称为CSI-RS BurstDuration，所述参数例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示所述时域重复，所述下行链路信号包括所述CSI-RS配置；

在发送器处，从所述通信设备接收包括多个CSI报告的上行链路信号；

在发送器处，从所述多个CSI报告中提取至少两分量预编码器矩阵标识符和秩指示；

在发送器处，使用PMI的第一分量和第二分量构造应用于天线端口上的多普勒延迟波束预编码器矩阵，以及

响应于所构造的预编码器矩阵，确定用于连接到所述发送器的天线阵列的预编码器的波束形成权重。

计算机程序产品

本发明提供一种包括指令的计算机程序产品，所述指令当由计算机执行时使计算机执行根据本发明的一种或者多种方法。

因此，本发明的实施例提供了对现有CSI-RS的扩展以跟踪信道时间演变，例如，对于具有例如由于UE在多路径信道环境中的高运动而快速变化的信道状况、以及具有短信道相干时间的信道。本发明是有利的，因为通过跟踪信道时间演变，即使对于具有变化的信道状况的信道，也不需要被较不频繁地更新CSI，例如以类似于具有长信道相干时间的信道的速率，从而减少或者避免反馈开销。例如，即使在具有短信道相干时间的信道中，诸如路径损耗和阴影衰落之类的大规模信道参数也可能不会随时间快速变化，因此信道变化主要与小规模信道衰落有关。这意味着脉冲响应的MIMO信道参数，诸如路径分量和信道延迟，不会在更长的时间段内发生变化，并且由UE移动引起的信道变化仅仅会导致MIMO信道路径分量的相位波动。这意味着空间波束、预编码器多普勒频率DFT向量、延迟DFT向量以及多普勒延迟波束三级预编码器的多普勒延迟系数在长时间段内保持相同或者基本相同，并且需要被较不频繁地更新。

为了解决常规方法中的上述问题，根据这些问题，当前的CSI反馈方案是不够的，本发明的实施例提供了一种CSI-RS设计，其允许跟踪CSI的时间演变或者新的隐式CSI报告方案，其考虑了信道时间演变，并以压缩形式提供有关当前和将来的RI、PMI和CQI的信息，以降低反馈速率。

图4是示出根据本发明的实施例的CSI参数、CSI测量、复合预编码器矩阵计算和CSI报告的配置的流程图。可以利用经由较高层(诸如RRC)的CSI-RS资源配置对UE进行配置，所述CSI-RS资源配置包含关于用于向UE的发送的所分配的CSI-RS端口的数量的信息。CSI-RS端口的数量M等于PN₁N₂(其中，在基站处，对于同极化阵列天线，P＝1，对于双极化阵列天线，P＝2)，其中N₁和N₂分别是gNB阵列的第一空间维度和第二空间维度的天线端口的数量。利用经由较高层和/或物理层(经由DCI)的CSI报告配置对UE进行配置，所述CSI报告配置还包含用于在UE处评估诸如CQI、RI和PMI之类的CSI反馈参数的信息。基站或者gNB经由较高层或者物理层发信号通知针对(N₁,N₂,P)、S和T的至少五个整数值信号，其中(N₁,N₂,P)用于配置第一码本，S和T分别用于配置用于UE处的PMI分解/计算的第二码本和第三码本。根据随后描述的实施例，在UE处执行CQI、RI和PMI选择。

在步骤250，gNB或者基站向UE发送CSI-RS配置和CSI报告配置。根据实施例，CSI-RS配置可以包括相对于TS 38.211[1]中的子条款7.4.1.5以及TS.38.331[4]中的子条款6.3.2的CSI-RS资源配置。此外，还包括称为CSI-RS-BurstDuration的额外的较高层参数配置。

包括CSI-RS-BurstDuration以提供允许跟踪信道的时间演变的CSI-RS设计。根据实施例，除了来自于上文提及的TS 38.211[2]中的条款7.4.1.5以及TS.38.331[4]中的条款6.3.2的配置之外，还利用具有较高层参数CSI-RS-BurstDuration的CSI-RS资源集对UE进行配置，以跟踪CSI的时间演变。根据CSI-RS在其中重复的连续时隙的数量，通过较高层参数CSI-RS-BurstDuration提供CSI-RS的时域重复。对于NR数字μ的CSI-RS-BurstDuration的可能值是2^μ·X_B时隙，其中X_B∈{0,1,2,…,maxNumBurstSlots-1}。NR数字μ＝0,1,2,3,4…定义了例如根据NR标准的2^μ·15kHz的子载波间隔。

例如，当X_B＝0的值或者参数CSI-RS-BurstDuration未被配置时，CSI-RS不会在多个时隙上重复。突发持续时间随所述数字缩放，以保持跟随时隙大小的减小。使用与CSI-RS的周期性相同的逻辑。图5(a)示出了具有10个时隙的周期性且没有重复(CSI-RS-BurstDuration未被配置或者CSI-RS-BurstDuration＝0)的CSI-RS，图5(b)示出了具有10个时隙的周期性和4个时隙的重复(CSI-RS-BurstDuration＝4)的CSI-RS。图6示出了根据实施例的CSI-RS-BurstDuration信息元素。新的RRC参数CSI-RS-BurstDuration的信息元素如下：紧接在文本burstSlots之后的值指示X_B的值，对于给定的新无线电数字μ(请参见[1])，该值提供了CSI-RS的突发(burst)持续时间2^μ·X_B，即CSI-RS重复的连续时隙的数量。

跨越多个连续时隙的突发CSI-RS使得能够提取CSI的时间演变信息并用于预编码器矩阵的报告，例如作为PMI的一部分，具体方式详见下文所述。换句话说，UE可以根据以下描述的实施例，利用在多个连续时隙上的CSI-RS资源的重复来计算CQI、RI和PMI，并相应地报告它们。

返回图4的流程图，由eNB提供的CSI报告配置可以进一步包括至少以下参数中的一个或多个：

○相对于TS 38.214[2]中的子条款5.2.1.1的CSI报告配置的配置，以及以下较高层参数：TS 38.331[1]中列出的ReportQuantity，具有以下附加参数：

■cri-RI-PMIDD-CQI

■cri-RI-PMIDy-CQI

■cri-RI-PMIDr-CQI

■cri-RI-LI-PMIDD-CQI

■cri-RI-LI-PMIDy-CQI

■cri-RI-LI-PMIDr-CQI

■cri-RI-PMIDD

■cri-RI-PMIDy

■cri-RI-PMIDr

报告量中提到的CRI(CSI-RS资源指示)、RI(秩指示)和LI(层指示)被报告，即所报告的可能值以及用于报告CRI、RI和LI的格式与TS 38.214[2]中的可能值和格式相同。ReportQuantity中提到的PMI量定义为：

■PMIDD–包括如以下实施例中所述的延迟和多普勒频率分量配置的PMI值；

■PMIDy–仅包括如以下实施例中所述的延迟分量配置、不包括多普勒频率分量的PMI值；

■PMIDr–仅包括如以下实施例中所述的多普勒频率分量配置、不包括延迟分量的PMI值。

○分配有用于CQI预测的值K的参数CQI-PredictionTime(如果配置)。

如在随后描述的实施例中解释的，可以在多个时隙上计算报告量中提及的CQI值、预测的CQI值等(如果配置)。所报告的CQI的值与TS 38.214[2]中提到的相同。

而且，可以由eNB经由物理层或者较高层(RRC)参数向用户设备发信号通知以下参数：

○用于延迟和多普勒频率分量码本Ω₂和Ω₃的配置的S和T的值分别由参数CodebookConfig-S、CodebookConfig-T表示。码本Ω₂和Ω₃的过采样因子O₂和O₃分别由CodebookConfig-O2和CodebookConfig-O3表示。

○用于第一码本Ω₁的配置的参数N₁、N₂和过采样因子O_1,1和O_1,2，如下所述。参数N₁和N₂分别由CodebookConfig-N1和CodebookConfig-N2表示。过采样因子O_1,1和O_1,2分别由CodebookConfig-O1_1和CodebookConfig-O1_2表示。

响应于报告配置，UE

-在步骤252，在T个连续时刻/时隙上对下行链路CSI-RS执行测量，

-在步骤254，构造时变频率选择性MIMO信道张量

-在步骤256，相对于如下面更详细解释的特定性能量度，为每一层选择多普勒延迟波束复合三级预编码器矩阵(PMI选择)；

-在步骤258，使用所选择的多普勒延迟波束复合三级预编码器矩阵、以及使用MIMO信道张量

和对于未来时刻的MIMO信道张量的预测之中的至少一个，计算对于未来时刻或者对于一组未来时刻的CQI值、预测的CQI值或者预测的差分CQI值(如果配置)，并且可选地，使用所选择的多普勒延迟波束复合三级预编码器矩阵和MIMO信道张量

选择RI值(如果配置)，以及

-在步骤260，将CSI报告发送给gNB。

在步骤262，gNB重建多普勒延迟波束复合三级预编码器矩阵(PMI报告)，以促进对于未来时刻的多用户预编码矩阵计算和预编码器矩阵预测。

基于重复的下行链路参考信号进行操作的本发明方法的其他实施例，可以使用其他预编码器或者其他技术，以基于重复的下行链路参考信号来确定CSI反馈并报告确定CSI反馈。

使用复合多普勒延迟三级预编码器的CQI/PMI报告

根据实施例，一旦利用CSI-RS资源和CSI报告配置对UE进行了配置(参见图4中的步骤250)，则UE使用在PRB上对于下行链路CSI-RS的测量，估计未量化的显式CSI，其中CSI-RS是在频域中在T个连续时刻/时隙上配置的(请参阅图4中的步骤252)。

根据实施例，显式CSI由尺寸为N×S×T的三维信道张量(三维阵列)

表示，其中S为所配置的子带/PRB或者子载波的数量(参见图7)，以及N＝N_r·N₁·N₂·P，其中N_r是UE接收天线的数量。在此，信道张量的第一、第二和第三维度分别表示时变频率选择性MIMO信道的空间、频率和时间分量。

根据其他实施例，显式CSI由尺寸为N_r×N_t×S×T的四维信道张量

表示，其中N_t＝N₁·N₂·P。在此，

的第一维度和第二维度分别表示时变频率选择性MIMO信道的接收侧和发送侧空间分量。

的第三维度和第四维度分别表示MIMO信道的频率和时间分量。

在下一步骤中，UE使用信道张量

形式的显式CSI和使用三个单独的码本构造的复合多普勒延迟波束三级预编码器来计算CQI：

-第一码本Ω₁，用于多普勒延迟波束预编码器的发送侧空间(波束)分量；

-第二码本Ω₂，用于多普勒延迟波束预编码器的延迟分量；以及

-第三码本Ω₃，用于多普勒延迟波束预编码器的多普勒频率分量。

根据实施例，不是使用三个独立码本中，而代之以可以将上述波束、延迟和多普勒频率分量包括在单个或者公共码本中，或者将上述波束、延迟和多普勒频率分量中的两个包括在一个码本中，并将其余分量包括在另一个码本中。

假设秩L发送，针对第l层(l＝1,..,L)的尺寸为N_t·T×S的复合多普勒延迟波束三级预编码器W^(l)由(按列)克罗内克积(假设gNB处的双极化发送天线阵列)表示为

其中U^(l)是第l层的每个极化的波束的数量，

是第l层和第u波束的延迟的数量，

是第l层、第u波束和第d延迟的多普勒频率分量的数量，以及

-

是与多普勒延迟波束预编码器的第l层、第d延迟、第u空间波束和第p(p＝1,2)极化相关联的大小为T×1的第v多普勒频率向量，选自码本矩阵Ω₃，；

-

是与多普勒延迟波束预编码器的第l层、第u空间波束和第p极化相关联的大小为S×1的第d延迟向量，选自码本矩阵Ω₂；

-

是与第l层相关联的第u空间波束(与极化无关)，选择码本矩阵Ω₁；

-

是与多普勒延迟波束预编码器的第l层、第u空间波束、第d延迟、第v多普勒频率和第p极化相关联的多普勒延迟系数，以及

--P^(l)是标量归一化因子，以确保所有预编码器层上的平均总发送功率为1。

图8示出了多普勒延迟波束复合预编码器矩阵的结构，其示出了大小为N_t·T×S的复合多普勒延迟波束预编码器矩阵。

根据其他实施例，多普勒延迟波束预编码器可以表示为双级预编码器：

W^(l)＝W^(1,l)w^(2,l)∈N_t·T·S×1，

其中

其中

以及，w^(2,l)包含复数多普勒延迟波束组合系数，

根据实施例，波束的数量、延迟和多普勒频率分量的值

是通过较高层(例如，RRC或者MAC)信令配置的，或者作为从gNB到UE的下行链路许可中DCI(物理层信令)的一部分来配置。根据另一个实施例，UE将

的优选值作为CSI报告的一部分来报告。根据其他实施例，

的值是由UE先验已知的。

波束配置：

根据实施例，波束的数量U^(l)可以被配置为在层上不相同。根据其他实施例，波束的数量U^(l)可以被配置为对于所有层相同。在这种情形中，

根据其他实施例，波束配置可以是由UE先验已知的。

延迟配置：

根据各种实施例，延迟分量被以不同的方式配置，如现在将描述的。

-根据第一实施例，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，可以对于不同的波束、层和极化不同。

-根据第二实施例，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，可以对于不同的波束和层不同，但是对于所有极化相同。

-根据第三实施例，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束、层和极化相同。

-根据第四实施例，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束和层相同，但是可以在极化上不同。

-根据第五实施例，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引和极化索引相同，但是可以在层上变化。

-根据第六实施例，

个延迟值，例如，延迟DFT向量的索引，对于所有波束相同，但是可以在层和极化上变化。

-根据第七实施例，延迟的数量

取决于波束和层索引。

-根据第八实施例，延迟的数量

取决于波束索引，并且对于所有层索引保持相同，

-根据第九实施例，延迟的数量

对于所有波束索引相同，但是可以针对每层变化，

-根据第十实施例，延迟的数量

对于所有波束索引和层索引相同，

如上所述的延迟分量配置可以经由较高层(例如，RRC或者MAC)信令来配置，或者可以作为从gNB到UE的下行链路许可中的DCI(物理层信令)的一部分来配置。根据其他实施例，延迟配置可以是由UE先验已知的。

多普勒频率配置：

根据各种实施例，多普勒频率分量被以不同的方式配置，如现在将描述的。

-根据第一实施例，多普勒频率分量的数量

取决于波束索引、延迟索引和层索引。

-根据第二实施例，多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引、延迟索引和层索引相同，使得

-根据第三实施例，，多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引和所有延迟索引相同，但是可以在层索引上变化，

-根据第四实施例多普勒频率向量的数量

对于所有波束索引相同，但是其在延迟索引和层索引上变化，

-根据第五实施例，多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引和层索引相同，但是其在延迟索引上变化，

-根据第六实施例，多普勒频率分量的数量

可以对于U波束不同，并且对于所有延迟索引和层索引可以相同，

-根据第七实施例，多普勒频率分量的数量

在波束索引和延迟索引上变化，并且对于所有层索引相同，

-根据第八实施例，多普勒频率分量的数量

在波束索引和层索引上变化，并且对于所有延迟索引相同，

-根据第九实施例，

个多普勒频率值(多普勒频率DFT向量的索引)可以在波束、延迟、层和极化上变化。

-根据第十实施例，

个多普勒频率值(多普勒频率DFT向量的索引)可以在波束、延迟和层上变化，但是对于所有极化都相同。

-根据第十一实施例，

个多普勒频率值对于所有波束和延迟相同，但是可以在层和极化上变化。

-根据第十二实施例，

个多普勒频率值对于所有波束、延迟和极化相同，但是可以在层上变化。

如上所述的多普勒频率分量配置可以经由高层(例如，RRC或者MAC)信令来配置，或者可以作为从gNB到UE的下行链路许可中的DCI(物理层信令)的一部分来配置。根据其他实施例，多普勒频率配置可以是UE事先已知的。

用于Ω₁、Ω₂和Ω₃的DFT码本矩阵结构：

现在描述用于实现上述码本的实施例。

根据实施例，从大小为N₁N₂×O_1,1N₁O_1,2N₂的被过采样的DFT码本矩阵Ω₁中选择向量(空间波束)

DFT码本矩阵由两个过采样因子O_1,1∈{1,2,3,..}和O_1,2∈{1,2,3,..}参数化。DFT码本矩阵包含一组向量，其中每个向量都由对应于垂直波束的长度N₁的DFT向量

和对应于水平波束的长度N₂的DFT向量

的克罗内克积表示。

可以从大小为S×SO₂的被过采样的DFT码本矩阵

中选择延迟向量

DFT码本矩阵Ω₂包含SO₂个向量，其中每个向量都由长度S的DFT向量

表示。码本矩阵中的每个项都与特定的延迟相关。DFT码本矩阵由过采样因子O₂＝1,2,…来参数化。

可以从大小为T×TO₃的被过采样的DFT码本矩阵

中选择多普勒频率向量

DFT码本矩阵Ω₃包含TO₃个向量，其中每个向量由长度T的DFT向量

表示。码本矩阵中的每个项都与特定的多普勒频率相关。DFT码本矩阵由过采样因子O₃＝1,2,……来参数化。

DFT码本矩阵的过采样因子O_1,1、O_1,2、O₂、O₃可以经由较高层(例如RRC或者MAC)信令进行配置，或者可以作为从gNB到UE的下行链路许可中的DCI(物理层信令)的一部分来配置。可替代地，DFT码本矩阵的过采样因子O_1,1、O_1,2、O₂、O₃可以由UE已知。

W的UE侧选择：

UE基于性能量度来选择优选的多普勒延迟预编码器矩阵W(参见图4中的步骤256)。

根据实施例，对于每个所配置的SB、PRB或者子载波，UE选择对互信息I

进行优化的预编码器矩阵W，互信息I

是多普勒延迟预编码器矩阵W和多维信道张量

的函数。

根据其他实施例，逐步地选择U空间波束、多普勒频率和延迟。例如，对于秩1发送，在第一步骤中，UE选择对互信息进行优化的U个空间波束：

(对于秩1)。

在第二步骤中，UE利用U个空间波束

来计算尺寸为2UN_r×S×T的波束形成的信道张量

在第三步骤中，UE选择多普勒频率DFT向量、延迟DFT向量和多普勒延迟波束组合系数的三元组，其中从码本Ω₃和Ω₂中分别选择多普勒频率和延迟DFT向量，使互信息

被优化。

RI的UE侧选择：

根据实施例，UE可以选择秩指示RI，以进行报告(参见图4中的步骤258)。当在UE处配置RI报告时，UE报告用于发送的秩指示(层的总数)。秩指示是相对于多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1,..,L)(参见上面的等式(1))选择的，并且指示由经多普勒延迟波束预编码的时变频率选择性MIMO信道支持的层的平均数量。

CQI的UE侧选择：

根据实施例，UE可以选择信道质量指示CQI用于报告(参见图4中的步骤258)。当在UE处配置CQI报告时，UE基于特定性能量度，诸如信号与干扰加噪声比(SINR)、平均比特误码率、平均吞吐量等，报告优选CQI。

例如，UE可以选择CQI，所述CQI针对所选择的复合多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1,..,L)(参见上面的等式(1))、以及用于T时刻的给定的多维信道张量

在UE处对平均块错误率

进行优化。CQI值表示由经多普勒延迟波束预编码的时变频率选择性MIMO信道支持的“平均”CQI。

此外，根据其他实施例，可以使用所选择的复合多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1,..,L)(参见上面的等式(1))和用于T时刻的给定的多维信道张量

报告用于每个所配置的SB的CQI(多CQI报告)。

PMI报告：

根据实施例，UE可以选择预编码器矩阵指示PMI用于报告(参见图4中的步骤258)。当在UE处配置PMI报告时，UE报告至少一个两分量PMI。

第一PMI分量可以对应于所选择的向量

和

并且可以以三元组集合的形式表示，其中每个三元组(u,d,v)与所选择的空间波束向量

所选择的延迟向量

以及所选择的多普勒频率向量

相关联。例如，对于秩-1传输，三元组集合可以由i₁＝[i_1,1,i_1,2,i_1,3]表示。在此，i_1,1包含用于空间波束的所选择的DFT向量的∑_lU^(l)个索引，i_1,2包含所选择的延迟向量的

个索引，以及i_1,3包含所选择的多普勒频率向量的

个索引。

图9示出了在假设每波束相等的延迟的数量

以及每延迟和波束相等的多普勒频率分量的数量

的情形中，与用于层l发送的波束、延迟和多普勒频率分量相关联的反馈索引。图9示出了用于层l发送的i₁的示例。i₁的子集i_1,1表示从码本Ω₁中选择的波束索引，并由

表示。i₁的子集i_1,2表示从码本Ω₂中选择的延迟索引，由

表示。i₁的子集i_1,3表示从码本Ω₃选择的多普勒频率索引，并由

表示。

根据实施例，为了从UE向gNB报告

个多普勒延迟波束组合系数

UE可以使用码本方法来量化系数。经量化的组合系数由第二PMI，i₂表示。这两个PMI被报告给gNB。

诸如路径损耗和阴影衰落之类的大规模信道参数不会随时间快速变化，并且信道变化主要与小规模信道衰落有关。这意味着脉冲响应的MIMO信道参数，诸如路径分量和信道延迟，不会在更长的时间段内发生变化，并且由UE移动引起的信道变化仅仅会导致MIMO信道路径分量的相位波动。这意味着空间波束、预编码器多普勒频率DFT向量、延迟DFT向量以及多普勒延迟波束三级预编码器W^(l)的多普勒延迟系数在长时间段内保持相同，并且需要被较不频繁地更新。

gNB处的预编码器构造：

根据实施例，gNB可以使用来自UE的两分量PMI反馈来根据图10所示的基于码本的构造来构造预编码器矩阵，图10示出了对于示例配置N₁＝4,N₂＝2,P＝2，在gNB处的第l层预编码器的基于码本的构造、以及第l层预编码器与天线端口(AP)的关联。预编码器矩阵信息用于计算多用户预编码矩阵，其被应用于发送信号以使发送参数适应当前的多用户信道状况。上述的基于克罗内克的多普勒延迟复合式的预编码器矩阵定义还有助于预测未来时刻的预编码器矩阵。这样，可以大大减少CSI报告的数量并节省反馈开销。

为了促进用于QT个未来时刻的预编码器矩阵预测，可以将多普勒频率DFT向量

循环扩展到长度QT的向量

循环扩展定义为

其中

针对第l层和第q(q＝1，..，QT)时刻的经预测的预编码器矩阵由下式给出

其中，

是

的第q项。

经预测的预编码矩阵可以用在预测性多用户调度算法中，此算法尝试通过使用用户当前和将来的预编码器矩阵的知识来优化例如所有用户的吞吐量。

用于多普勒延迟组合系数的码本：

根据实施例，UE可以被配置为使用码本方法对复数多普勒延迟系数

进行量化。

每个系数由下式表示

其中

-

-

表示由BPSK、或者QPSK、或者8PSK、以及任何较高阶星座图表示的相位。

根据其他实施例，每个系数可以由其实部和虚部表示为

其中

和

每个是利用N位量化的。

到CQI值预测的扩展：

根据附加的实施例，UE可以被配置为对用于时刻/时隙“n+K”的CQI值进行预测，其中，n表示当前时刻/时隙，以及K表示相对于当前时刻/时隙n的相对时间差。

在一个实施例中，UE在第一步骤中使用高分辨率参数估计算法，例如RIMAX(参见参考文献[5])，直接从多维信道张量

估计信道模型的参数。例如，时变MIMO信道模型脉冲响应可以由多个信道抽头定义，其中每个信道抽头都使用信道增益、多普勒频移和延迟进行参数化。第igNB天线和第jUE天线之间的时变频率选择性MIMO信道模型频域响应可以表示为

其中

-M是信道延迟的数量，

-h_i,j(m)是第m路径增益，具有相关联的多普勒频移f_m和信道延迟τ_m，

-t表示时刻，

-w表示子载波索引，以及

-W表示子载波的总数。

在本文示例中，假设采用非极化信道模型，其中MIMO信道的所有链路(i,j)的信道延迟均相同。

注意，还可以通过使用线性块滤波方法(例如最小二乘或者最小均方误差滤波(MMSE))(请参见参考文献[6]和[7])直接从MIMO信道张量

以非参数化形式计算H(t,w)的系数。在这种情形中，信道预测器由MIMO信道张量H的加权和形成。

在第二步骤中，使用经参数化的信道模型和所选择的多普勒延迟波束复合预编码器W^(l)(l＝1,..,L)(请参见上面的等式(1))，将经参数化的经预编码的时变MIMO信道模型频域响应计算为

H_prec(t,w)＝H(t,w)[W⁽¹⁾(t,w),W⁽²⁾(t,w),…,W^(L)(t,w)]，

其中[H(t,w)]_i,j的(i,j)项＝h_i,j(t,w))，以及W^(l)(t,w)是W^(l)的第t块和第w列(请参见图8)。

在第三步骤中，UE使用经参数化的经预编码的MIMO信道模型响应，计算用于未来时刻n+K的CQI值，即，将CQI(n+K)表示为H_prec(n+K,w)。

根据附加的实施例，UE还可以使用以上经参数化的经预编码的MIMO信道响应，对用于“n+k”(k＝0,..,K)个未来时刻的K个未来CQI值进行预测(多CQI报告)。通过从K个预测的CQI值中减去“平均”CQI值，可以使用K个预测的CQI值计算差分预测的CQI值。预测的单个CQI值、或者预测的K个CQI值、或者预测的K个差分CQI值被报告给gNB。

如上所述，基于重复的下行链路参考信号进行操作的其他实施例可以使用其他预编码器或者其他技术来基于重复的下行链路参考信号来确定CSI反馈并报告确定CSI反馈。因此，本发明的其他实施例提供了一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的通信设备，其中所述通信设备接收包括较高层(例如，RRC)参数的CSI-RS资源配置，所述参数例如被称为CSI-RS-BurstDuration，其指示下行链路参考信号的时域重复，例如，根据下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示。所述通信设备基于重复的下行链路参考信号来确定CSI反馈，并报告所确定的CSI反馈。

到端口选择码本的扩展：

根据实施例，UE可以利用经由较高层的CSI-RS报告配置进行配置，所述CSI-RS报告配置用于报告用于经波束形成的CSI-RS的CQI、RI和PMI(如果配置)。在这种情形中，第一码本矩阵中的向量由N₁N₂长度的列向量表示，其中第m向量(m＝1,…,N₁N₂)在第m位置包含单个1，并且在其他位置包含零。

gNB处的预编码器应用：

根据实施例，UE可以假设，对于CQI、和/或RI、和/或PMI计算，gNB按下式针对v＝L层将相对于以上等式(1)计算的多普勒延迟波束预编码器应用于天线端口{1000,1008+v-1}上的PDSCH信号

其中

[x^(t,0)(i),…,x^(t,v-1)(i)]^T是来自在TS 38.211[1]中第7.3.1.4小节中定义的层映射的PDSCH码元的码元向量，P∈{1,2,4,8,12,16,24,32}，

x^(t,u)(i)是时刻t的层u的第i个码元，

W(t,i)＝[W⁽¹⁾(t,i),…,W^(L)(t,i)]是根据等式(1)计算的预测预编码器矩阵，其中W^(l)(t,i)是W^(l)的第t块和第i列。

在天线端口[3000,3000+P-1]上发送的相应PDSCH信号[y^(t,3000)(i)…y^(t,3000+P-1)(i)]具有每资源元素的能量EPRE相对于CSI-RS EPRE的比率等于TS 38.214[2]的4.1小节中给出的比率。

注意，对于在[2]中描述的当前PDSCH传输方案，预编码器矩阵在时间上保持恒定，直到被报告的PMI更新为止。相反，根据实施例的方法通过随时间连续更新预编码器矩阵而无需瞬时PMI报告来考虑信道变化。

根据实施例，UE可以被配置有用于多普勒频率分量码本Ω₃的配置的参数T＝1，使得多普勒频率分量码本由标量值1和多普勒延迟预编码器矩阵(W)给出，相应的PMI基于或者包括用于多普勒延迟预编码器矩阵(W)的一个或多个发送侧空间波束分量的第一码本和用于一个或多个延迟分量的第二码本。

根据实施例，无线通信系统可以包括地面网络或者非地面网络，或者使用空中车辆或者航天车辆或者其组合作为接收器的网络或者网络段。

根据实施例，UE可以包括移动终端或者固定终端、IoT设备、地面车辆、飞行器、无人机、建筑物，或者具有使得物品/设备能够通过无线通信系统进行通信的网络连接能力的任何其他物品或者设备中的一个或多个，例如传感器或者致动器。

根据实施例，基站可以包括以下中的一个或多个：宏小区基站，或者小小区基站，或者航天器，如卫星或者太空设备，或者航空器，如无人机系统(UAS)，例如系留式UAS、轻于空气的UAS(LTA)、重于空气的UAS(HTA)和高空UAS平台(HAP)，或者使得设有网络连接性的物品或设备能够使用无线通信系统进行通信的任何发送/接收点(TRP)。

上面已经参考采用秩1或者层1通信的通信系统描述了本发明的实施例。然而，本发明不限于这样的实施例，并且还可以在采用更高秩或者层通信的通信系统中实现。在这样的实施例中，反馈包括每层的延迟和每层的复数预编码器系数。

上面已经参考通信系统描述了本发明的实施例，其中，发送器是为用户设备服务的基站，并且通信设备或者接收器是由基站服务的用户设备。然而，本发明不限于这样的实施例，并且还可以在通信系统中实现，发送器是用户设备站，并且通信设备或者接收器是为用户设备服务的基站。根据其他实施例，通信设备和发送器都可以是经由直接(例如，经由侧链接口)进行通信的UE。

尽管已在设备的上下文中描述了所描述概念的某些方面，但是很显然，这些方面也表示了相应方法的描述，其中，框或者设备对应于方法步骤或者方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对相应装置的相应框或者项目或者特征的描述。

本发明的各种元件和特征可以通过使用一个或多个通用或者专用处理器执行指令，或者使用硬件和软件的组合，使用模拟和/或数字电路的硬件、软件，通过指令的执行来实现。例如，可以在计算机系统或者另一处理系统的环境中实现本发明的实施例。图11示出了计算机系统350的示例。单元或者模块以及由这些单元执行的方法的步骤可以在一个或多个计算机系统350上执行。计算机系统350包括一个或多个处理器352，例如专用或者通用数字信号处理器。处理器352连接到诸如总线或者网络的通信基础设施354。计算机系统350包括主存储器356，诸如，随机存取存储器(RAM)，以及辅助存储器358，例如，硬盘驱动器和/或可移动存储装置。辅助存储器358可以允许将计算机程序或者其他指令加载到计算机系统350中。计算机系统350可以进一步包括通信接口360，以允许软件和数据在计算机系统350和外部设备之间传输。通信可以来自能够由通信接口处理的电子、电磁、光或者其他信号。通信可以使用电线或电缆、光纤、电话线、蜂窝电话链路、RF链路和其他通信信道362。

术语“计算机程序介质”和“计算机可读介质”通常用于指有形存储介质，例如可移动存储单元或者安装在硬盘驱动器中的硬盘。这些计算机程序产品是用于向计算机系统350提供软件的装置。计算机程序，也称为计算机控制逻辑，被存储在主存储器356和/或辅助存储器358中。计算机程序也可以经由通信接口被接收。计算机程序在被执行时使计算机系统350能够实现本发明。特别地，计算机程序在被执行时使处理器352能够实现本发明的过程，诸如本文描述的任何方法。因此，这样的计算机程序可以表示计算机系统350的控制器。在使用软件来实现本公开的情形中，可以将软件存储在计算机程序产品中，并使用可移动存储驱动器、接口等，诸如通信接口360，将其加载到计算机系统350中。

可以使用数字存储介质(例如云存储、软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或者闪存)执行硬件或者软件中的实施，其中存储了电子可读控制信号，与可编程计算机系统合作(或者能够合作)，从而执行相应的方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。

根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数量据载体，此电子可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文描述的方法之一。

一般而言，本发明的实施例可以被实现为具有程序代码的计算机程序产品，此程序代码可操作用于在计算机上运行计算机程序产品时，执行其中一种方法。程序代码可以例如存储在机器可读载体上。

其他实施例包括存储在机器可读载体上的，用于执行本文描述的方法之一的计算机程序。换句话说，因此，本发明方法的实施例是一种计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，计算机程序具有用于执行本文描述的方法之一的程序代码。

因此，本发明方法的进一步实施例是一种数据载体(或者数字存储介质，或者计算机可读介质)，其包括记录在其上的用于执行本文所述方法之一的计算机程序。因此，本发明方法的另一实施例是表示用于执行本文描述的方法之一的计算机程序的数量据流或者信号序列。数据流或者信号序列可以例如用于经由数据通信连接，例如经由互联网来传输。另一个实施例包括处理方法，例如计算机或者可编程逻辑器件，其用于或者适于执行本文描述的方法之一。另一实施例包括一种计算机，其上安装了用于执行本文描述的方法之一的计算机程序。

在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如现场可编程门阵列)可以用于执行本文描述的方法的一些或者全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以便执行本文描述的方法之一。通常，该方法优选地由任何硬件设备执行。

上面描述的实施例仅用于说明本发明的原理。应当理解，本文所述的布置和细节的修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本发明的意图仅由即将来临的专利权利要求的范围限制，而不受通过本文的实施例的描述和解释而给出的具体细节的限制。

参考文献：

[1]3GPP TS 38.211 V15.1.0,“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；NR；Physical channels andmodulation(版本15),2018年3月。

[2]3GPP TS 38.214 V15.1.0,“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；NR；Physical layerprocedures for data(版本15),2018年3月。

[3]K.Manolakis,S.Jaeckel,V.Jugnickel,and V.Braun,“Channel Predictionby Doppler-Delay Analysis and Benefits for Base Station Cooperation,”发表于第77次IEEE Vehicular Technology Conference,2013年6月。

[4]3GPP TS 38.331 V15.1.0,“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；NR；Radio Resource Control(RRC)；Protocol specification(版本15),2018年3月。

[5]R.S.

M.Landmann,and A.Richter,“RIMAX-Amaximum likelihoodframework for parameter estimation in multidimensional channel sounding.”Proceedings of the International Symposium on Antennas and Propagation(ISAP'04).2004。

[6]I.Barhumi,G.Leus,and M.Moonen,“Optimal training design for MIMOOFDM systems in mobile wireless channels,”IEEE Trans.Signal Process,第51卷,第6号,第1615–1624页,2003年6月。

[7]P.Hoeher,S.Kaiser,and P.Robertson,“Two-dimensional pilot-symbol-aided channel estimation by Wiener filtering,”发表于Proc.IEEE ICASSP-97,慕尼黑,德国,1997年4月,第1845–1848页。

Claims

1.一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的通信设备，所述通信设备包括：

收发器，被配置为经由时变频率选择性MIMO信道从发送器接收无线电信号，所述无线电信号包括下行链路参考信号和下行链路信号，所述下行链路参考信号根据包括多个天线端口的参考信号配置，所述下行链路信号包括所述参考信号配置；以及

处理器，被配置为

-使用在无线电信道上对于所述下行链路参考信号的测量，在频域中估计显式CSI，所述下行链路参考信号是在一定观察时间上提供的，

о所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个发送侧空间波束分量，

о所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个延迟分量，以及

о所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个多普勒频率分量，

-使用所述显式CSI、以及具有所选择的多普勒延迟波束预编码器矩阵(W)的复合多普勒延迟波束三级预编码器，计算信道质量指示CQI、和/或预编码器矩阵指示PMI、和/或秩指示RI中的一个或多个，以及

-向所述发送器报告包括所述CQI、和/或所述PMI、和/或所述RI中的一个或多个的CSI反馈，其中，所述PMI和RI用于指示用于所配置的天线端口的多普勒延迟波束三级复合预编码器矩阵。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述多普勒延迟波束三级预编码器是基于三个单独的码本，并且其中，所述三个单独的码本包括

-第一码本(Ω₁)，用于所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的所述一个或多个发送侧空间波束分量，

-第二码本(Ω₂)，用于所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的所述一个或多个延迟分量，以及

-第三码本(Ω₃)，用于所述复合多普勒延迟波束三级预编码器的一个或多个多普勒频率分量。

3.根据权利要求1或2所述的通信设备，其中，所述多普勒延迟预编码器矩阵(W)由下式表示：

其中

-U^(l)是第l层的每个极化的波束的数量，

-

是第l层和第u波束的延迟的数量，

-

是第l层、第u波束和第d延迟的多普勒频率分量的数量，

-

是与预编码器的第l层、第d延迟、第u空间波束、和第p(p＝1，2)极化相关联的大小为T×1的第v多普勒频率向量；

-

-

是与第l层相关联的第u空间波束；

-

4.根据权利要求1或2所述的通信设备，其中，所述多普勒延迟波束预编码器由双级预编码器表示：

W^(l)＝W^(1，l)w^(2，l)∈N_t·T·S×1，

其中

其中

以及，w^(2，l)包含复数多普勒延迟波束组合系数，

其中

-

是与预编码器的第l层、第d延迟、第u空间波束和第p(p＝1，2)极化相关联的大小为T×1的第v多普勒频率向量；

-

-

是与第l层相关联的第u空间波束；

-

5.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，

-所述第一码本(Ω₁)包括从中选择向量

的大小为N₁N₂×O_1，1N₁O_1，2N₂的第一被过采样的DFT码本矩阵，其中N₁和N₂分别指天线端口的第一和第二数量，以及O_1，1和O_1，2指过采样因子，其中O_1，1∈{1，2，3，..}，以及O_1，2∈{1，2，3，..}，以及

-其中，所述第二码本(Ω₂)包括从中选择延迟向量

的大小为S×SO₂的第二被过采样的DFT码本矩阵，其中S指所配置的子带/PRB或者子载波的数量，O₂指过采样因子O₂＝1，2，....。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，

-所述第一码本(Ω₁)包括从中选择向量

的大小为N₁N₂×O_1，1N₁O_1，2N₂的第一被过采样的DFT码本矩阵，其中N₁和N₂分别指天线端口的第一和第二数量，以及O_1，1和O_1，2指过采样因子，其中O_1，1∈{1，2，3，..}，以及O_1，2∈{1，2，3，..}，

-其中，所述第二码本(Ω₂)包括从中选择延迟向量

的大小为S×SO₂的第二被过采样的DFT码本矩阵，其中S指所配置的子带/PRB或者子载波的数量，以及O₂指过采样因子O₂＝1，2，....，以及

-其中，所述第三码本(Ω₂)包括从中选择多普勒频率向量

的大小为T×TO₃的第三被过采样的DFT码本矩阵，其中T指在观察时间期间的时刻的数量，以及O₃指采样因子，其中O₃＝1，2，.....。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述通信设备被配置为根据从所述发送器接收的CSI报告配置向所述发送器报告所述CSI反馈，所述CSI报告配置包括例如参数ReportQuantity，所述参数ReportQuantity包括以下值中的至少一个：

-cri-RI-PMIDD-CQI，

-cri-RI-PMIDy-CQI，

-cri-RI-PMIDr-CQI，

-cri-RI-LI-PMIDD-CQI，

-cri-RI-LI-PMIDy-CQI，

-cri-RI-LI-PMIDr-CQI，

-cri-RI-PMIDD，

-cri-RI-PMIDy，

-cri-RI-PMIDr，

其中，PMI量定义为：

-PMIDD-包括延迟和多普勒频率分量配置的PMI值，

-PMIDy-仅包括延迟分量配置、不包括多普勒频率分量的PMI值，以及

-PMIDr-仅包括多普勒频率分量配置、不包括延迟分量的PMI值。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述通信设备被配置为使用无线电资源控制(RRC)层或者物理层(L1)参数从所述发送器接收以下值：

-用于所述延迟分量码本(Ω₂)的配置的S的值，以及

-用于所述第一码本(Ω₁)的配置的参数N₁、N₂。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的通信设备，其中，所述通信设备被配置为使用无线电资源控制(RRC)层或者物理层(L1)参数从所述发送器接收以下值：

-用于第一码本(Ω₁)的配置的参数N₁、N₂以及过采样因子O_1，1和O_1，2。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述空间波束分量被如下配置：

-波束的数量U^(l)在层上不相同，或者

-波束的数量U^(l)对于所有层相同，使得

11.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述延迟分量被如下配置：

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，可以对于每个波束索引、层索引和极化索引变化，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于每个波束索引和层索引变化，并且

可以在极化索引上保持相同，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引、层索引和极化索引相同，

个延迟值，例如，延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引和层索引相同，并且可以在极化索引上，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引和极化索引相同，并且在层索引上变化，

个延迟值，例如延迟DFT向量的索引，对于所有波束索引相同，并且在层索引和极化索引上变化，

-延迟的数量

取决于波束索引和层索引，或者

-延迟的数量

取决于波束索引，并且对于所有层索引保持相同，

或者

-延迟的数量

对于所有波束索引相同，但是针对每层变化，

或者

-延迟的数量

对于所有波束索引和层索引相同，

12.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述多普勒频率分量被如下配置：

-

个多普勒频率值，例如，多普勒频率DFT向量的索引，在波束索引、延迟索引、层索引和极化索引上变化，

-

个多普勒频率值，例如，多普勒频率DFT向量的索引，在波束索引、延迟索引、层索引上变化，但是在极化索引上保持相同，

-

个多普勒频率值，例如多普勒频率DFT向量的索引，对于所有波束索引和延迟索引相同，并且可以在层索引和极化索引上变化，

-

个多普勒频率值，例如，多普勒频率DFT向量的索引，对于所有波束索引、延迟索引和极化索引相同，并且可以在层索引上变化，

-多普勒频率分量的数量

取决于波束索引、延迟索引和层索引，或者

-多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引、延迟索引和层索引相同，使得

或者

-多普勒频率分量的数量

或者

-多普勒频率向量的数量

对于所有波束索引相同，但是在延迟索引和层索引上变化，

或者

-多普勒频率分量的数量

对于所有波束索引和层索引相同，但是在延迟索引上变化，

或者

-多普勒频率分量的数量

对于U个波束不同，并且对于所有延迟索引和层索引相同，

或者

-多普勒频率分量的数量

在波束索引和延迟索引上变化，并且对于所有层索引相同，

或者

-多普勒频率分量的数量

在波束索引和层索引上变化，并且对于所有延迟索引相同，

或者。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，

-所述显式CSI由尺寸为N×S×T的三维信道张量

表示，其中S是所配置的子带/PRB或者子载波的数量，T是在观察时间期间的时刻的数量，以及N＝N_r·N₁·N₂·P，以及所述信道张量的第一、第二和第三维度分别表示时变频率选择性MIMO信道的空间、频率和时间分量，或者

-所述显式CSI由尺寸为N_r×N_t×S×T的四维信道张量

表示，其中N_t＝N₁·N₂·P，

的第一维度和第二维度分别表示时变频率选择性MIMO信道的接收侧和发送侧空间分量，以及

的第三维度和第四维度分别表示信道的频率和时间分量。

14.根据前述权利要求中任一项所述的通信设备，其中，所述处理器被配置为基于性能量度选择多普勒延迟预编码器矩阵(W)，所述性能量度用于例如互信息

所述互信息

是多普勒延迟预编码器矩阵w和多维信道张量

的函数。

15.根据权利要求14所述的通信设备，其中，所述处理器被配置为选择宽带CQI，所述宽带CQI针对所选择的复合多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1，..，L)、以及用于T时刻的多维信道张量

在通信设备处对平均块错误率

进行优化。

16.根据权利要求1至13中的任一项所述的通信设备，其中，所述处理器被配置为：

估计信道模型的参数，或者直接从MIMO信道张量

以非参数化形式计算H(t，w)的系数，

-在第二步骤中，使用经参数化的信道模型和所选择的多普勒延迟波束复合预编码器W^(l)(l＝1，..，L)，将经参数化的经预编码的时变MIMO信道模型频域响应计算为

H_prec(t，w)＝H(t，w)[W⁽¹⁾(t，w)，W⁽²⁾(t，w)，...，W^(L)(t，w)]，

其中[H(t，w)]_i，j的(i，j)项＝h_i，j(t，w)，以及W^(l)(t，w)是W^(l)的第t块和第w列，

17.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述处理器被配置为：

18.根据权利要求17所述的通信设备，其中，所述通信设备被配置为接收CSI报告配置，所述CSI报告配置包括分配有所述值K的参数CQI-PredictionTime，所述值K被所述通信设备用于CQI预测。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，在所述CSI反馈包括所述PMI的情形中，所述处理器被配置为报告至少一个两分量PMI，

-其中第一PMI指示所选择的向量

和

以及

-其中第二PMI表示从所述通信设备到所述发送器的波束组合系数。

20.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，在所述CSI反馈包括所述PMI的情形中，所述处理器被配置为报告至少一个两分量PMI，

-其中第一PMI指示所选择的向量

和

以及

-其中第二PMI指示从所述通信设备到所述发送器的组合系数。

21.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，在所述CSI反馈包括所述PMI的情形中，所述处理器被配置为报告至少一个两分量PMI，

-其中第一PMI指示所选择的向量

和

以及

-其中第二PMI指示从所述通信设备到所述发送器的

个多普勒延迟波束组合系数。

22.根据权利要求21所述的通信设备，其中，所述处理器被配置为：

-以三元组集合的形式表示所述第一分量PMI，其中每个三元组(u，d，v)与所选择的空间波束向量

所选择的延迟向量

以及所选择的多普勒频率向量

相关联，所述三元组集合由i₁＝[i_1，1，i_1，2，i_1，3]表示，其中i₁表示第一PMI分量，以及其中i_1，1指示用于空间波束的所选择的DFT向量的索引，i_1，2指示所选择的延迟向量的索引，以及i_1，3指示所选择的多普勒频率向量的索引，

-向所述发送器报告所述两个PMI分量。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的通信设备，其中，所述处理器被配置为：

-以三元组集合的形式表示第一分量PMI，其中每个三元组(u，d，v)与所选择的空间波束向量

所选择的延迟向量

以及所选择的多普勒频率向量

相关联，所述三元组集合由i₁＝[i_1，1，i_1，2，i_1，3]表示，其中i₁表示第一PMI分量，以及其中i_1，1指示用于空间波束的所选择的DFT向量的∑_lU^(l)个索引，i_1，2指示所选择的延迟向量的

个索引，以及i_1，3指示所选择的多普勒频率向量的

个索引，

-向所述发送器报告所述两个PMI分量。

24.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，为了使用码本方法对复数多普勒延迟系数

进行量化，每个系数由下式表示

其中

-

-

其中每个系数由其实部和虚部表示为

其中

和

每个是利用N位量化的。

25.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述CSI反馈进一步包括秩指示RI，以及

其中，所述处理器被配置为报告用于发送的RI，其中，所述RI是相对于所述多普勒延迟波束预编码器矩阵W^(l)(l＝1，..，L)选择的，并且表示由经多普勒延迟波束预编码的时变频率选择性MIMO信道支持的层的平均数量。

26.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，利用经由较高层的CSI-RS报告配置对所述通信设备进行配置，所述CSI-RS报告配置用于报告用于经波束形成的CSI-RS的CQI和/或RI和/或PMI，所述第一码本矩阵中的向量由N₁N₂长度列向量表示，其中第m向量(m＝1，…，N₁N₂)在第m位置包含单个1，并且在其他位置包含零。

27.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述通信设备被配置为接收包括较高层参数的CSI-RS资源配置，所述较高层例如是RRC，所述较高层参数例如被称为CSI-RS-BurstDuration，其指示所述下行链路参考信号的时域重复，例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示。

28.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述通信设备假设，对于CQI、和/或RI、和/或PMI计算，所述发送器按下式针对v＝L层将多普勒延迟波束预编码器应用于天线端口{1000,1008+v-1}上的PDSCH信号

其中

[x^(t，0)(i)，...，x^(t，v-1)(i)]^T是PDSCH码元的码元向量，P∈{1，2，4，8，12，16,24,32}，

x^(t，u)(i)是在时刻t的层u的第i码元，

y^(t，u)(i)是在时刻t在天线端口u上发送的经预编码的码元，以及

W(t，i)＝[W⁽¹⁾(t，i)，...，W^(L)(t，i)]是经预测的预编码器矩阵，其中W^(l)(t，i)是W^(l)的第t块和第i列。

29.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，波束U(l)的数量对于所有层相同，使得

30.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，延迟的数量

取决于层索引。

31.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述延迟分量配置是经由从所述发送器到所述通信设备的较高层信令配置的，所述较高层信令例如是RRC或者MAC信令，或者其中，所述延迟配置是由所述通信设备先验已知的。

32.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述波束配置是经由从所述发送器到所述通信设备的较高层信令配置的，所述较高层信令例如是RRC或者MAC信令，或者其中，所述波束配置是由所述通信设备先验已知的。

33.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述多普勒频率分量配置是经由从所述发送器到所述通信设备的较高层信令配置的，所述较高层信令例如是RRC或者MAC信令，或者其中，所述多普勒-频率配置是由所述通信设备先验已知的。

34.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述DFT码本矩阵的过采样因子O_1，1，O_1，2和/或O₂和/或O₃可以是由所述通信设备已知的。

35.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述通信设备选择用于报告的信道质量指示CQI，并且在所述通信设备处配置CQI报告的情形中，所述通信设备基于特定性能量度报告优选CQI，所述特定性能量度诸如是信号与干扰加噪声比(SINR)、平均比特误码率、平均吞吐量等。

36.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述第一码本(Ω₁)表示端口选择码本，并且所述第一码本的每个向量包含单个1，并且在其他位置包含零。

37.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述第一码本(Ω₁)表示端口选择码本，并且所述第一码本的每个向量包含单个1，并且在其他位置包含零。

38.根据前述权利要求中的任一项所述的通信设备，其中，所述多普勒延迟预编码器矩阵(W)是基于用于所述一个或多个发送侧空间波束分量的第一码本和用于所述多普勒延迟预编码器矩阵的一个或多个延迟分量的第二码本。

39.一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的通信设备，

其中，所述通信设备被配置为接收包括参数的参考信号资源配置，所述参考信号资源配置例如是CSI-RS资源配置，所述参数比如是较高层参数，所述较高层例如是RRC，所述参数例如被称为CSI-RS-BurstDuration，所述参数指示所述下行链路参考信号的时域重复，例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示，以及

其中，所述通信设备被配置为基于重复的下行链路参考信号来确定所述CSI反馈，并且报告所确定的CSI反馈。

40.一种在包括通信设备的无线通信系统中的发送器，所述发送器包括：

天线阵列，具有多个天线，用于与根据前述权利要求中任一项所述的一个或多个通信设备进行无线通信，以向所述发送器提供信道状态信息CSI反馈；以及

预编码器，连接到所述天线阵列，所述预编码器将一组波束形成权重应用于所述天线阵列中的一个或多个天线，以通过所述天线阵列形成一个或多个发送波束或者一个或多个接收波束，

收发器，被配置为

-根据CSI-RS配置，向所述通信设备发送下行链路参考信号(CSI-RS)和下行链路信号，所述CSI-RS配置包括多个CSI-RS天线端口、以及指示所述下行链路参考信号的时域重复的参数，所述参数例如被称为CSI-RS BurstDuration，所述参数例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示，所述下行链路信号包括所述CSI-RS配置；以及

-从所述通信设备接收包括多个CSI报告的上行链路信号；以及

处理器，被配置为：

-从所述多个CSI报告中提取至少两分量预编码器矩阵标识符和秩指示；以及

-使用PMI的第一分量和第二分量构造应用于所述天线端口上的多普勒延迟波束预编码器矩阵，并响应于所构造的预编码器矩阵来确定波束形成权重。

41.根据权利要求40所述的发送器，其中，为了促进用于QT个未来时刻的预编码器矩阵预测，所述处理器被配置为将多普勒频率DFT向量

循环扩展到长度QT的向量

所述循环扩展由以下定义

其中，

以及

其中，

是

的第q项。

42.一种无线通信网络，包括：

根据权利要求1至39中任一项所述的至少一个通信设备，以及

根据权利要求40或41所述的至少一个BS。

43.根据权利要求42所述的无线通信网络，其中，所述通信设备和所述发送器包括以下中的一个或多个：

-移动终端，或

-固定终端，或

-蜂窝IoT-UE，或

-IoT设备，或

-地面车辆，或

-飞行器，或

-无人机，或

-移动基站，或

-路边单元，或

-建筑物，或

-宏小区基站，或

-小小区基站，或

-路边单元，或

-UE，或

-远程无线电头端，或

-AMF，或

-SMF，或

-核心网络实体，或

-NR或5G核心环境中的网络切片，或

-使得物品或设备能够使用无线通信系统进行通信的任何发送/接收点(TRP)，所述物品或设备设有用于使用无线通信系统进行通信的网络连接性。

44.一种用于在无线通信系统中提供信道状态信息CSI反馈的方法，所述方法包括：

在所述通信设备处，使用在无线电信道上对所述下行链路参考信号的测量，在频域中估计显式CSI，所述下行链路参考信号是在一定观察时间上提供的，

45.一种用于在包括通信设备和发送器的无线通信系统中进行发送的方法，所述方法包括：

根据CSI-RS配置，向所述通信设备发送下行链路参考信号(CSI-RS)和下行链路信号，所述CSI-RS配置包括多个CSI-RS天线端口、以及指示所述下行链路参考信号的时域重复的参数，所述参数例如被称为CSI-RS BurstDuration，所述参数例如根据所述下行链路参考信号在其中重复的连续时隙的数量来指示所述时域重复，所述下行链路信号包括所述CSI-RS配置；

在发送器处，使用PMI的第一分量和第二分量构造应用于所述天线端口上的多普勒延迟波束预编码器矩阵，以及

46.一种非暂时性计算机程序产品，包括存储指令的计算机可读介质，所述指令当在计算机上执行时执行根据权利要求44或45所述的方法。