CN112514278A - 用于减少反馈开销的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本文中的实施例涉及用于减少反馈开销的由无线电网络节点(700)执行的方法、一种无线电网络节点(700)、一种由UE(500)执行的方法和一种UE(500)。由所述UE(500)执行的所述方法包括至少：(401)将对应于预编码器矩阵的第(i,j)个组合系数的每一项分解成至少两个系数；(402)用至少一个位单独地量化所述至少两个系数中的每一个；和(403)报告与所述经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息。
Description
技术领域
本公开涉及无线通信的领域，并且明确地说，涉及用于通过在通信网络中使用高效振幅和相位量化和系数的报告来减少反馈开销(例如，CSI反馈)的方法和装置。
背景技术
射束成形是定义新空口(NR)存取技术的第三代合作伙伴计划(3GPP)版本(Rel.)15的极重要部分，所述技术使无线电基站(本文中也表示为gNB)和用户设备(UE)能够使用空间预编码的导频信号建立和适应通信链路。5G中改善通信链路且高效适应射束成形技术的重要信息是由gNB和/或UE报告的关于信道状态信息或CSI反馈报告的反馈。
在Rel.-15II型CSI报告中，假定在频域中基于每子带执行双级预编码，即，针对被称作‘子带’的一群邻近物理资源块(PRB)计算单个预编码器。Rel.-15II型双级预编码器包括两个分量：表示为F1的第一级预编码器，其对于所有子带是相同的且其含有选自基于离散傅立叶变换的码本(基于DFT的码本)的选定项/射束；和表示为F2的第二级预编码器，其含有所有子带的与子带有关的射束组合系数。
用于报告射束组合系数的反馈开销随子带的数目大致线性增加，且其对于大量子带，变得相当地大。为了克服Rel.-15II型CSI报告的高反馈开销，已在3GPP无线电存取网络(RAN)标准化会议3GPP RAN#81[1]中决定研究用于第二级预编码器F2的反馈压缩方案。在若干个文献[2]到[7]中，已证实当使用小的DFT或离散余弦变换(DCT)基本向量集合将F2变换成延迟域时，可极大地减少F2中的射束组合系数的数目。
Rel.-15双级预编码和CSI报告：
假定秩R传输和具有配置(N1,N2,2)的在gNB处的双极化的天线阵列，在[8]中针对第s子带和第r传输层公开的Rel.-15双级预编码器由以下给出
其中预编码器矩阵F(r)(s)具有对应于端口的数目的2N1N2个行，和用于报告的子带/PRB的S个列。矩阵
是含有用于两个极化的2L个空间射束的宽带第一级预编码器，所述两个极化对于所有S个子带是相同的，且FA是含有与2L个空间射束相关联的2L个宽带振幅的对角线矩阵，且
是含有对于第s子带与2L个空间射束相关联的2L个子带(子带振幅和相位)复频域组合系数的第二级预编码器。
根据[8]，宽带振幅矩阵FA和
中的子带组合系数的报告和量化是如下量化和报告：
矩阵FA的宽带振幅的量化和报告
-不报告对应于具有振幅值1的最强射束的宽带振幅。与其余2L-1个射束相关联的宽带振幅值是通过用3个位量化每一振幅值来报告。
子带预编码器
的振幅和相位值的量化和报告：
-不报告与第一前导射束相关联的系数的振幅和相位值(其假定为等于1和0)。
-对于每一子带，与前B-1个前导射束(不同于第一前导射束)相关联的B个系数的振幅用1位-
量化。
-不报告其余2L-B个射束的振幅值(其假定为等于1)。
-对于每一子带，与前B-1个前导射束(不同于第一前导射束)相关联的B-1个系数的相位值用3个位量化。
-其余2L-B个射束的相位值用2个位量化。
-当配置的空间射束的总数分别L＝2、3或4时，报告其子带振幅的前导射束的数目由B＝4、4或6给出。
空间延迟预编码器：
针对矩阵F(r)中的所有S个子带收集预编码器F(r)(s)，我们获得[2,3,7]
接着，可将第二级预编码器
写为：
通过考虑在子带预编码器
上的变换，可将总预编码器写为
其中矩阵
含有复杂组合系数，且矩阵
由用以执行频域中的压缩的许多基本向量构成。一般来说，当V<S时，在组合系数
的压缩。(3)中的
中的每一复杂系数与具体延迟(在变换的域中)相关联，因为每一DFT/DCT基本向量可模型化在所述子带上的线性相位增大。
在传输层上，空间射束的数目和空间射束的索引可不同、相同、部分相同或不全同。
此外，关于空间射束，在射束上的延迟可部分相同或不全同。归因于在层上的不同空间射束配置，延迟配置也可在所述层上变化。因此，延迟和延迟配置的多个配置是可能的。然而，空间延迟预编码器的空间射束和延迟配置应与无线电信道的物理结构对准。无线电信道包括与相应延迟相关联的许多散射体丛集(见图1中的信道丛集#1、延迟#1、……、信道丛集#3、延迟#2)。
在图1的实例中，gNB的每一传输空间射束(在所述实例中，射束#1、射束#2、射束#3和射束#4)与具有对应延迟的单个或少数信道丛集相关联。射束#1与丛集#1和延迟#1相关联。射束#2和射束#3与直接视线(LOS)信道分量且与丛集#3和延迟#3相关联。射束#4与丛集#2和延迟#2相关联。如所展示，丛集#1和丛集#2的延迟不同且比丛集#3(更靠近UE)的延迟长。
为了在UE处捕捉无线电信道的能量的大部分，第一级预编码器的空间DFT/DCT射束需要指向信道丛集的方向。在典型信道设定中，所述丛集围绕gNB均匀地分布，且每一传输空间射束与单个或少数相邻的丛集相关联。此外，归因于信道丛集的均匀分布，每一丛集与不同延迟相关联。每一空间射束与之相关联的丛集的数目主要地取决于射束宽度(它与在gNB处的天线阵列的孔径大小有关)。射束宽度越大(即，天线阵列的孔径大小越小)，那么越多的信道丛集与空间射束相关联。因此，每一空间射束的延迟配置(每射束的延迟的数目和延迟的值)取决于空间射束与之相关联的信道丛集。
对于经变换的预编码器，每一空间射束与单个延迟或小延迟集合相关联。传输射束因此在传输前按具体延迟“延迟”。需要按使得所有2L个射束在UE处相干地组合的方式选择延迟。再次注意，每一延迟由模型化在子带上的线性相位增大的DFT/DCT向量的项表示。
针对空间射束的延迟的选择因此与DFT/DCT向量的选择相同。归因于信道丛集的延迟分布，应理解，与一个空间射束相关联的所述延迟可与与另一空间射束相关联的延迟不同。类似地，对于不同射束，延迟配置(延迟的数目和延迟值)可不同。在申请人的文献[2]、[3]、[7]中详细地论述了不同延迟配置。注意，在提交本申请时，文献[7]尚未公开，且因此[7]不应被视为本申请的权利要求的主题和教示的先前技术。
当每空间射束使用不同DFT/DCT向量时，可使用含有所有配置的空间射束的所有选定DFT/DCT向量的矩阵来形成用于变换的共同矩阵。所述共同变换矩阵含有所有射束的所有选定DFT/DCT向量。当将所述矩阵用于变换时，与一个射束相关联的组合系数含有只用于其与之相关联的DFT/DCT向量的少数非零系数，且在其它情况下，为零。因此，(3)中的矩阵
中的复杂组合系数可含有靠近零的大量值。
发明内容
本文中的实施例的目标是提供用于通过在使用射束成形和/或MIMO操作的通信网络中使用高效振幅和相位量化和系数的报告来减少(CSI)反馈开销的方法和分别呈用户设备(UE)和无线电基站或网络节点或gNB的形式的装置。另外，本实施例解决如何高效量化和报告变换的组合系数的问题。
根据本文中的实施例的方面，提供一种由UE执行以用于减少使用MIMO操作的通信网络中的与CSI有关的反馈开销的方法：
-将对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；所述第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联；
-用至少一个位单独量化所述至少两个系数中的每一个，和
-报告与所述经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息。
根据本文中的实施例的另一方面，提供一种用于减少通信网络中的反馈开销的呈UE的形式的装置，所述UE包括处理器和存储器，所述存储器含有可由所述处理器执行的指令，借此所述UE是操作性的以执行方法权利要求1到29的主题中的任一个。
还提供一种计算机程序，其包括指令，所述指令当根据权利要求30在UE的至少一个处理器上执行时使至少所述一个处理器进行根据权利要求1到29中任一项所述的方法。
一种载体，其含有所述计算机程序，其中所述载体是计算机可读存储介质、电子信号、光学信号或无线电信号中的一个。
还提供一种由无线电网络节点gNB执行以用于减少使用多入多出MIMO操作的通信网络中的与信道状态信息CSI有关的反馈开销的方法，所述方法包括：从UE接收包括与由UE用至少一个位量化的每一经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息的报告；
其中对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项由所述UE分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；所述第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联。
根据本文中的实施例的另一方面，还提供一种用于减少通信网络中的反馈开销的无线电网络节点或gNB，所述无线电网络节点包括处理器和存储器，所述存储器含有可由所述处理器执行的指令，借此所述无线电网络节点是操作性的以执行权利要求31-39中任一项的主题。
还提供一种计算机程序，其包括指令，所述指令当根据权利要求40,在无线电网络节点的至少一个处理器上执行时使至少所述一个处理器进行根据权利要求31-39中任一项所述的方法。
还提供一种载体，其含有计算机程序，其中所述载体是计算机可读存储介质、电子信号、光学信号或无线电信号中的一个。
在本公开的详细部分中提出了本文中的实施例的若干优势。
附图说明
参看附图更详细地描述实施例的实例和本文中的实施例的优势，其中：
图1描绘其中本文中的实施例可使用的实例网络情境。
图2图示在矩阵
中的组合系数的振幅分布。
图3图示根据本文中的实施例的用于方案3的系数bi,j的振幅分布。
图4图示根据本文中的一些示范性实施例的由UE执行的方法的流程图。
图5是描绘根据本文中的示范性实施例的UE的框图。
图6是描绘根据本文中的示范性实施例的无线电网络节点的框图。
具体实施方式
在下文中，结合图式提出在若干情境中的示范性实施例的详细描述，以实现本文中描述的解决方案的更容易理解。
如先前所描述，在3GPP新空口系统中，已针对支持先进MIMO操作的CSI反馈标准化两个类型的码本，即，类型1和类型2码本。
本实施例解决如何高效量化和报告变换的组合系数以便减少使用射束成形的通信网络中的CSI反馈附加项的问题。
A.矩阵 
的复杂组合系数的量化和报告
等式(3)中的先前提出且在以下重复的
是可写为以下的总体预编码器
(3)中的
中的每一复杂系数与具体延迟(在变换的域中)相关联，因为每一DFT/DCT基本向量可模型化在所述子带上的线性相位增大。
含有复杂组合系数。N1和N2的值是设计参数，且可包括于gNB处的天线阵列的配置中，所述天线阵列可例如被双极化，但本文中的实施例不限于双极化的天线阵列。
根据示范性实施例的用于量化
中的系数的振幅和相位值的方法是分别用N1和N2个位直接量化每一振幅和相位值。
举例来说，假定矩阵
含有UD个系数，则需要UD(N1+N2)个位用于对gNB报告
的振幅和相位信息。然而，如先前提到，U个射束中的每一个典型地与仅一组延迟且非所有D个延迟相关联。因此，矩阵
可被视为稀疏矩阵，其中所述系数中的大量靠近零。
在以下描述中，等式(3)中的矩阵
可含有与所有(2L)个空间射束相关联的复杂组合系数(即，U＝2L)，或仅一子集的空间射束(例如，U<2L)，和/或所有(V)个延迟/基本向量(即，D＝V)，或仅一子集的延迟/基本向量(即，D<V)。
1.通过使用位图进行的非零系数的选择和报告
为了节省用于报告
的经量化型式的反馈开销，根据示范性实施例的方法是只反馈矩阵
的非零系数的振幅和相位信息，和通过位图指示报告的系数的索引。举例来说，位图中的第一位可与第一系数相关联，第二位与矩阵
的第一系数相关联，等等。当将位图中的位设定到‘1’时，可报告对应的系数(振幅和/或相位)，且否则，不报告。以所述方式，用于报告组合系数的开销可大大地减少；然而，反馈位的数目不固定，且可针对每一报告实例变化(见下文反馈位的数目可固定的方式)。
2.K个最强系数的选择和报告
为了固定用于报告组合系数的反馈位的数目，接收器可被配置成反馈矩阵
的K个最强系数的振幅和/或相位值，其中参数K的值可由gNB配置。K个最强系数可由
中的元素上具有最高振幅(或幂)的K个项表示。当位图中的位被设定成‘1’时，UE可被配置成对gNB报告相关联的系数bi,j的相位和/或振幅值。位图可因此含有不多于K个“1”。
为了增大选择系数的灵活性和改善系统性能，接收器(例如，UE或另一gNB)可被配置成选择矩阵
中的每行/射束的Ku个最强系数，其中参数Ku可为可由gNB(传输器)配置。注意，对于矩阵
的行/射束的集合，Ku的值可相同。在所述情况中，可使用单个参数R来配置多极参数Kd。
类似地，接收器可被配置成选择矩阵
中的每列/延迟的Kd个最强系数，其中参数Kd可为可由gNB配置。注意，对于矩阵
的列/延迟的集合，Kd的值也可相同。在所述情况中，使用单个参数0来配置多个参数Kd。
3.用于报告的
的子矩阵的选择
根据示范性实施例，为了减少用于报告
中的系数的开销，接收器可被配置成只报告
中的系数的一子集的振幅和/或相位信息。
中的所述系数子集可含有与“最强”射束和/或“最强”延迟相关联的组合系数。在所述情况中，可假定
的行和/或列按使得组合系数满足以下的方式排序：
和/或
在实例中，接收器可被配置成报告与U'个“最强”射束相关联的系数的振幅和/或相位信息。接收器然后可报告系数的振幅和/或相位信息：
在另一实例中，接收器可被配置成报告与D个“最强”延迟相关联的系数的振幅和/或相位信息。接收器可报告系数的振幅和/或相位信息：
在另一实例中，接收器可被配置成报告与U'个“最强”射束和D个“最强”延迟相关联的系数的振幅和/或相位信息。接收器可报告系数的振幅和/或相位信息：
为了进一步显著减少用于报告
的经量化的型式的反馈开销，根据本文中的一些实施例描述用于
的三个分解和量化方案：
1.方案1
第一方案将与第i射束和第j延迟相关联的矩阵
的第(i,j)个组合系数分解成两个系数di和bi,j，
其中bi,j是与第i射束和第j延迟相关联的复值标准化的组合系数，且ai是表示与第i射束相关联的所有延迟的组合系数的共同振幅的实值系数。注意，值ai的计算是具体针对实施的。
2.方案2
第二方案将与第i射束和第j延迟相关联的矩阵
的第(i,j)个组合系数分解成两个系数dj和bi,j，
其中bi,j是与第i射束和第j延迟相关联的复值标准化的组合系数，且dj是表示与第j延迟相关联的所有射束的所述组合系数的共同振幅的实值系数。注意，值dj的计算是具体针对实施的。
3.方案3
第三方案将与第i射束和第j延迟相关联的矩阵
的第(i,j)个组合系数分解成三个系数aj和bi,j，
其中bi,j是与第i射束和第j延迟相关联的复值标准化的组合系数，dj是表示与第j延迟相关联的所有射束的组合系数的共同振幅的实值系数，且ai是表示与第i射束相关联的所有延迟的组合系数的共同振幅的实值系数。注意，值ai和dj的计算是具体针对实施的。
接收器可被配置成通过方案1、方案2或方案3表示
中的组合系数，或仅所述组合系数的一集合。注意，提议的方案也可加以组合以用于表示组合系数。举例来说，接收器可被配置成通过方案1或方案2表示
的组合系数的第一集合，且通过方案3表示
的组合系数的第二集合。
4.系数ai、bi,j和dj的量化
在将
的每一项分解成系数ai和bi,j或dj和bi,j或ai、dj和bi,j后，根据实施例单独地量化所述系数。以上分解方案的主要优势在于，bi,j的振幅值可用比
中的组合系数的振幅值显著低的数目个位来量化。因此，当应用提议的分解方案中的一个时，有利地显著减少用于报告
中的项的振幅值的反馈开销。
举例来说，接收器可被配置成用Na(和/或Nd)个位同等地量化实值系数ai(和/或dj)。对于振幅和相位，每一复值系数bi,j分别可用Nb,1和Nb,2个位来量化，其中Nb,1可低于Nb,2。
针对方案1的反馈开销节省：
对于方案1，假定存在矩阵
中含有的UD个组合系数，需要一共UNa+UD(Nb,1+Nb,2)个位用于报告系数ai和bi,j的振幅和相位信息。相比之下，当每振幅用Na个位和每相位用Na个位直接量化矩阵
的项时，需要2UDNa个位用于报告
的系数。假定用Nb,2＝Na个位同等地量化bi,j的相位值，则可通过方案1节省的反馈量可由U(D(Na-Nb,1)-Na)个位给出。对于U＝8、D＝4、Na＝4和Nb,1＝2的射束(U)、延迟(D)和量化位(Na)的数目的典型值，与
中的项的直接量化相比，可针对振幅和相位报告节省一共32个位。
针对方案2的反馈开销节省：
对于方案2，再次假定存在矩阵
中含有的UD个组合系数，需要一共DNd+UD(Nb,1+Nb,2)个位用于报告系数dj和bi,j的振幅和相位信息。假定用Nb,2＝Nd个位同等地量化bi,j的相位值，则可通过方案2节省的反馈量由D(U(Nd-Nb,1)-Nd)个位给出。对于U＝8、D＝4、Nd＝4和Nb,1＝2的射束(U)、延迟(D)和量化位(Nd)的数目的典型值，与
中的项的直接量化相比，可针对振幅和相位报告节省一共48个位。
针对方案3的反馈开销节省：
对于方案3，再次假定存在矩阵
中含有的UD个组合系数，需要一共UNa+DNd+UD(Nb,1+Nb,2)个位用于报告系数ai、dj和bi,j的振幅和相位信息。假定用Na＝Nd个位同等地量化实值系数ai和dj且用Nb,2＝Na个位量化bi,j的相位值，则可通过方案3节省的反馈量由UD(Na-Nb,1)-(U+D)Na个位给出。对于U＝8、D＝4、Na＝4和Nb,1＝1的射束(U)、延迟(D)和量化位(Na)的数目的典型值，与
中的项的直接量化相比，可针对振幅和相位信息报告节省一共48个位。
5.通过使用位图对非零系数bi,j的选择和报告
为了减少用于报告
中的系数的开销，UE可被配置成报告经量化的非零系数bi,j的仅所述相位值、仅所述振幅值或所述振幅和相位值。为了指示经量化的非零系数bi,j的索引，除了振幅和/或相位信息之外，接收器还可被配置成报告位图，其中位图中的每一位与系数bi,j相关联。举例来说，第一位可与系数b1,1相关联，第二位可与系数b1,2相关联，等等。当位图中的位被设定成一时，UE可对gNB报告相关联的系数bi,j的相位和/或振幅值。位图可因此含有P个“1”，其中P对应于非零系数bi,j的数目。
6.K个最强系数bi,j的选择和报告
为了减少用于报告
中的系数的开销和为了固定用于CSI报告的反馈位的数目，UE可被配置成报告矩阵
的K个最强系数的仅相位值、仅振幅值或振幅和相位值，其中参数K的值可由gNB配置。
K个最强系数可由在
中的元素上具有最高振幅(或幂)的K个项表示。为了指示K个最强系数的索引，除了K个振幅和/或相位信息之外，接收器可被配置成报告位图，其中位图中的每一位与系数bi,j相关联。举例来说，第一位可与系数b1,1相关联，第二位可是与系数b1,2相关联等等。当位图中的位被设定成一时，UE可对gNB报告相关联的系数bi,j的相位和/或振幅值。位图可因此含有K个“1”。在经量化的矩阵
的非零振幅值的数目小于K时，UE可仅报告关于经量化的矩阵
的非零系数的振幅和/或相位信息。位图可然后含有少于K个“1”。
需要用于报告振幅和相位信息的反馈量由针对
的振幅和相位信息的UNa+DNd+K(Nb,1+Nb,2)个位和针对位图的UD个位给出(对于方案3)。因此，与对gNB报告
中的所有系数的振幅和相位信息的情况相比，可节省一共(UD-K)(Nb,1+Nb,2)-UD个位。
为了增大选择系数的灵活性和改善系统性能，接收器可被配置成选择矩阵
中的每行/射束的Ku个最强系数，其中参数Ku可为可由gNB配置。注意，对于矩阵
的行/射束的集合，Ku的值可相同。在所述情况中，可使用单个参数R来配置多极参数Kd。
类似地，接收器可被配置成选择矩阵
中的每列/延迟的Kd个最强系数，其中参数Kd可为可由gNB配置。注意，对于矩阵
的列/延迟的集合，Kd的值也可相同。在所述情况中，使用单个参数0来配置多个参数Kd。
7.无位图指示的矩阵B的仅相位信息的报告和1位振幅量化
图2和图3展示当根据先前描述的实施例应用提议的第三分解方案时矩阵
中的组合系数的振幅分布和系数bi,j的振幅分布。
如所展示，当应用提议的第三分解方案时，与矩阵
中的组合系数相比之下，系数bi,j可高效地由仅两个量化等级来表示。系数bi,j的振幅信息可因此将仅一个位用于振幅值来量化。接收器可因此配置有Nb,1＝1，且每一振幅值可由两个量化等级“a”和“b”表示，其中例如“a”和/或“b”由“a＝0”和“b＝1”给出。位图中的位然后直接对应于系数bi,j的振幅值的两个量化等级，且不需要bi,j的振幅值的额外报告。当Nb,1＝1时，也极大地减少了用于报告相位值的反馈量，这是因为不需要与零振幅系数相关联的相位值的报告。相同的量化等级也可用于方案1和方案2，以用于量化系数bi,j。
注意，以上对于方案1和方案2也适用，即，接收器可配置有Nb,1＝1，每一振幅值可由两个量化等级“a”和“b”表示，其中例如“a”和/或“b”由“a＝0”和“b＝1”给出。
8.用于bi,j的相位值的不同量化等级
为了进一步减少用于报告系数bi,j的相位信息的开销，接收器可被配置成针对系数bi,j的相位值应用不同量化等级。举例来说，接收器可被配置成将N′b,2个位用于与非零系数和U'个最强射束相关联的相位值，且将N″b,2个位用于与非零系数和其余射束相关联的相位值，其中N′b,2>N″b,2。
B.与选定DFT/DCT向量相关联的索引的报告：
除了矩阵
的经量化的系数的报告之外，下文还描述根据本文中的示范性实施例的用于高效报告与矩阵
的复杂组合系数相关联的DFT/DCT向量的索引的方法。DFT/DCT向量是选自预定DFT/DCT基本向量的集合，其中每一DFT/DCT基本向量与索引相关联。举例来说，当存在S个DFT/DCT基本向量时，第一DFT/DCT基本向量与第一索引(“1”)相关联，第二DFT/DCT基本向量与第二索引(“1”)相关联，且最后一个DFT/DCT基本向量索引(“S”)相关联。当报告D个选定DFT/DCT基本向量时，需要D[log2(S)]个反馈位。
替代直接报告DFT/DCT基本向量的索引，接收器可被配置成报告位图，其中位图中的每一位与来自基本向量集合的索引“d”相关联。
举例来说，第一位可与索引1相关联，第二位可与索引2相关联，等等。在位置“d”处的位图中的“1”然后指示与索引“d”相关联的DFT/DCT向量的选择。
作为实例，当子带的数目S＝13且D＝6时，需要用来报告选定DFT/DCT向量的索引的反馈量由D[log2(S)]＝24给出，其中相比之下，当使用位图中，只需要S＝13个位。
根据实施例，当报告的位图包括在位置“1”处的“1”时，则必须如下考虑前导射束的振幅和相位值：
在位图的位置1处的“1”指示与索引“1”相关联的前导射束的组合系数的振幅和相位分别由1和0给出，且不作报告。与其它索引相关联的前导射束的其余组合系数的振幅和相位值分别由0和0给出，且不作报告。与前导射束相关联的振幅和相位在gNB处是已知的。
如一开始描述，提议的解决方案适合于3GPP Rel-15框架。以下提出对根据本文中的一些实施例的Rel.15框架的修改(1)到(7)，其在本文中由本发明人提议。
(1)应对gNB报告bi,j的振幅值的前导射束的数目(B)针对使用DFT/DCT变换的提议的CSI报告由B＝2L或2L-1给出，而非如在当前Rel.15中针对L＝2、3和4，B＝4、4和6，其中L是配置的空间射束的数目。
(2)与第一前导射束相关联的bi,j的所有经量化的振幅和相位值不对gNB报告。
(3)当Na＝3时，用于量化ai的振幅集给出为
(4)当Nd＝3时，用于量化dj的振幅集给出为统一的
(5)当Nd＝2时，用于量化dj的振幅集给出为
(6)用于bi,j的量化的振幅集给出为{0,1}。
(7)用于量化bi,j的相位集由8PSK或16PSK星座给出。
应提到，不同于以上的等式(3)，我们可在下文中介绍U×S矩阵
的新变换/分解，其可与以上提到的三个分解/量化方案组合。与等式(3)相比，以下变换/分解当与以上提到的三个分解/量化方案组合时进一步减少了报告组合系数的开销。将频域组合系数矩阵
分解成三个矩阵，
其中
-A(r)是含有矩阵
的各别行/射束的U个“宽带”振幅系数的实值U×U对角矩阵，
-
是含有U个射束和S个子带的US个“子带”组合系数的复值U×S矩阵，且
-B(r)是在其对角线上含有S个值的实值S×S对角矩阵。
矩阵A(r)含有矩阵
的组合系数的行/射束的“平均”振幅的值。矩阵B(r)是迫使与前导射束相关联的矩阵
的行中的S个组合系数为“1”的标准化矩阵。注意，前导射束与矩阵A(r)的最高“宽带”振幅系数相关联。通过现在考虑对子带系数矩阵
的变换，可将频域组合系数
写为：
其中
其中
含有与矩阵
中的V个基本向量相关联的2L×V个复杂组合系数(见等式(3))，且C(r)是含有V个基本向量的“共同”振幅值的V×V对角矩阵。
对于B(r)的报告，接收器(或例如，UE)可被配置成使用每系数NB个位报告或不报告对角矩阵B(r)的S个系数。当接收器被配置成不报告S个系数时，传输器(例如，gNB)假定当重构建预编码器矩阵时，矩阵B(r)由单位矩阵给出。注意，矩阵B(r)中的系数可由仅两个量化等级“a”和“b”表示，其中例如，“a”和/或“b”由
和“b＝1”给出。
应提到，所有参数和表示的值可采用任何合适值，且一些或所有是设计参数，所述设计参数在使用时达成在本公开中描述的实施例的技术效果和优势。
参看图4，图示由UE 500执行以用于减少使用MIMO操作的通信网络中的与CSI有关的反馈开销的方法的流程图，所述方法包括：
-(401)将对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联；
-(402)用至少一个位单独量化所述至少两个系数中的每一个，和
-(403)报告与所述经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息。
根据本文中的一些实施例的由UE执行的方法在权利要求1到39的主题中提出。
为了执行与UE有关的先前描述的过程或方法步骤，本文中的实施例包括UE以用于减少通信网络中的反馈开销。如图5中展示，UE 500包括处理器510或处理电路或处理模块或处理器或构件510；接收器电路或接收器模块540；传输器电路或传输器模块550；存储器模块520；收发器电路或收发器模块530，其可包括传输器电路550和接收器电路540。UE 500进一步包括天线系统560，其包括用于将信号传输到至少无线电网络节点或gNB和从至少无线电网络节点或gNB接收信号的天线电路系统。天线系统可使用射束成形，如先前所描述。
UE 500可在支持射束成形技术的任何无线电存取技术中操作，包括2G、3G、4G或LTE、LTE-A、5G、WLAN和WiMax等。
处理模块或/电路510包括处理器、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等等，且可被称作“处理器510”。处理器510控制网络节点500和其组件的操作。记忆体(电路或模块)520包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或另一类型的存储器来存储可由处理器510使用的数据和指令。一般来说，应理解，在一个或多个实施例中的UE 500包括固定或经编程的电路系统，其被配置成进行在本文中公开的实施例中的任何者中的操作。
在至少一个所述实例中，UE 500包括微处理器、微控制器、DSP、ASIC、FPGA或其它处理电路系统，其被配置成执行来自存储于在处理电路系统中或可为处理电路系统存取的非暂时性计算机可读介质中的计算机程序的指令。这里，“非暂时性”未必意味着永久或不变存储，且可包括在工作或易失性存储器中的存储，但所述术语确实意指至少一些持久性的存储。程序指令的执行特殊地使处理电路系统适于或配置处理电路系统以进行本文中公开的操作，包括方法权利要求1到12中的任一个。另外，应了解，UE 500可包括图5中未展示的额外组件。
如先前提出，UE 500是操作性的以：将对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；所述第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联；用至少一个位单独量化所述至少两个系数中的每一个；和报告与所述经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息。
UE被配置成使用第一方案将与所述第i射束和所述第j延迟相关联的所述矩阵
的所述第(i,j)个组合系数分解成两个系数ai和bi,j，
其中bi,j是与所述第i射束和所述第j延迟相关联的复值标准化的组合系数，且ai是表示与所述第i射束相关联的所有延迟的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
UE(500)被配置成使用第二方案将与第i射束和第j延迟相关联的矩阵
的第(i,j)个组合系数分解成两个系数dj和bi,j，
其中bi,j是与所述第i射束和所述第j延迟相关联的所述复值标准化的组合系数，且dj是表示与所述第j延迟相关联的所有射束的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
UE(500)被配置成使用第三方案将与第i射束和第j延迟相关联的矩阵
的第(i,j)个组合系数分解成三个系数aj、dj和bi,j，
其中bi,j是与所述第i射束和所述第j延迟相关联的所述复值标准化的组合系数，dj是表示与所述第j延迟相关联的所有射束的所述组合系数的共同振幅的实值系数，且ai是表示与所述第i射束相关联的所有延迟的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
UE(500)被配置成通过所述第一方案、所述第二方案或所述第三方案表示
中的所述组合系数或所述组合系数的仅一个集合。
已公开与由UE执行的功能性或行动有关的额外细节(见由UE执行的方法步骤)。
还提供一种计算机程序，其包括指令，所述指令当根据权利要求30在UE 500的至少一个处理器510上执行时使所述处理器510进行根据权利要求1到29中任一项所述的方法。
还提供一种根据一些示范性实施例的由无线电基站或无线电网络节点或gNB 700执行的方法。
用于减少使用MIMO操作的通信网络中与CSI有关的反馈开销的方法包括：
(601)从UE 500接收包括与由UE 500用至少一个位量化的每一经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息的报告；其中对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项由所述UE(500)分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；所述第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联。
所述方法包括配置UE以反馈矩阵
的K个最强系数的振幅和/或相位值，其中K的值可由无线电网络节点(700)或gNB配置。
所述方法包括配置UE以在矩阵
中的每行/射束选择Ku个最强系数，其中参数Ku可由无线电基站或gNB配置。
所述方法包括配置UE以在矩阵
中的每列/延迟选择Kd个最强系数，其中参数Kd可由无线电基站(700)或gNB配置。
所述方法包括配置UE以针对
中的所述系数的子集只报告所述振幅和/或相位信息。
所述方法包括配置UE以通过权利要求2的第一方案、权利要求3的第二方案或权利要求4的第三方案表示
中的组合系数或所述组合系数的仅一个集合。
所述方法包括配置UE以用Na(和/或Nd)个位同等地量化实值系数ai(和/或dj)，其中ai是表示针对用于与所述第i射束相关联的所有延迟的组合系数的共同振幅的实值系数。
所述方法包括配置UE以报告经量化的非零系数bi,j的仅相位值、仅振幅值或振幅和相位值。
所述方法包括配置UE以报告位图，其中所述位图中的每一位与来自DFT/DCT基本向量的集合的索引“d”相关联。
由无线电网络节点700执行的额外功能已被公开且不需要重复。
为了执行与无线电网络节点有关的先前描述的过程或方法步骤，本文中的一些实施例包括无线电网络节点700以用于减少通信网络中的反馈开销。
如图7中展示，无线电网络节点700包括处理器710或处理电路或处理模块或处理器或构件710；接收器电路或接收器模块740；传输器电路或传输器模块770；存储器模块720；收发器电路或收发器模块730，其可包括传输器电路770和接收器电路740。无线电网络节点700进一步包括天线系统760，其包括用于将信号传输到至少网络节点和其它UE等和从至少网络节点和其它UE等接收信号的天线电路系统。天线系统使用射束成形，如先前所描述。
无线电网络节点700可在支持射束成形技术的任何无线电存取技术中操作，包括2G、3G、4G或LTE、LTE-A、5G、WLAN和WiMax等。
处理模块或/电路710包括处理器、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等等，且可被称作“处理器710”。处理器710控制UE 700和其组件的操作。记忆体(电路或模块)720包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或另一类型的存储器来存储可由处理器710使用的数据和指令。一般来说，应理解，在一个或多个实施例中的无线电网络节点700包括固定或经编程的电路系统，其被配置成进行在本文中公开的实施例中的任何者中的操作。
在至少一个所述实例中，无线电网络节点700包括微处理器、微控制器、DSP、ASIC、FPGA或其它处理电路系统，其被配置成执行来自存储于在处理电路系统中或可为处理电路系统存取的非暂时性计算机可读介质中的计算机程序的指令。这里，“非暂时性”未必意味着永久或不变存储，且可包括在工作或易失性存储器中的存储，但所述术语确实意指至少一些持久性的存储。程序指令的执行特殊地使处理电路系统适于或配置处理电路系统以进行本文中公开的操作，至少包括方法独立权利要求15的特征。另外，应了解，无线电网络节点700可包括图7中未展示的额外组件。
为了减少使用多入多出MIMO操作的通信网络中与信道状态信息CSI有关的反馈开销，gNB是操作性的以执行方法权利要求31到39的主题中的任一个。
由无线电网络节点700执行的额外功能已被公开且不需要再次重复。
还提供一种计算机程序，其包括指令，所述指令当根据权利要求40在无线电网络节点700的至少一个处理器710上执行时使至少所述一个处理器710进行根据至少权利要求33到39所述的方法。
还提供一种载体，其含有所述计算机程序，其中所述载体是计算机可读存储介质、电子信号、光学信号或无线电信号中的一个。
如从以上提出的详细描述明显的，若干优势由公开的实施例达成。
贯穿本公开，词语“包括(comprise或comprising)”已按非限制性意义来使用，即，意味着“至少由……组成”。虽然本文中可使用具体术语，但其只是按一般性且描述性意义来使用，且并非为了限制的目的。本文中的实施例可应用于可使用射束成形技术的任何无线系统中，包括GSM、3G或WCDMA、LTE或4G、LTE-A(或先进型LTE)、5G、WiMAX、WiFi、卫星通信、TV广播等。
参考文献
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[9]诺基亚，诺基亚上海贝尔，“针对MU-MIMO增强的CSI反馈开销减少”，R1-1813488，2018年11月12日到16日。
Claims (40)
1.一种由一用户设备UE(500)执行的用于减少使用多入多出MIMO操作的通信网络中的与信道状态信息CSI有关的反馈开销的方法，所述方法包括：
-(401)将对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；所述第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联；
-(402)用至少一个位单独量化所述至少两个系数中的每一个，和
-(403)报告与所述经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其包括使用第一方案将与所述第i射束和所述第j延迟相关联的所述矩阵
的所述第(i,j)个组合系数分解(401)成两个系数ai和bi,j，
其中bi,j是与所述第i射束和所述第j延迟相关联的复值标准化的组合系数，且ai是表示与所述第i射束相关联的所有延迟的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其包括使用第二方案将与所述第i射束和所述第j延迟相关联的矩阵
的所述第(i,j)个组合系数分解(401)成两个系数di和bi,j，
其中bi,j是与所述第i射束和所述第j延迟相关联的所述复值标准化的组合系数，且dj是表示与所述第j延迟相关联的所有射束的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其包括使用第三方案将与所述第i射束和所述第j延迟相关联的矩阵
的所述第(i,j)个组合系数分解(401)成三个系数aj、dj和bi,j，
其中bi,j是与所述第i射束和所述第j延迟相关联的所述复值标准化的组合系数，dj是表示与所述第j延迟相关联的所有射束的所述组合系数的共同振幅的实值系数，且ai是表示与所述第i射束相关联的所有延迟的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其包括通过所述第一方案、所述第二方案或所述第三方案表示
中的所述组合系数或所述组合系数的仅一个集合。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其包括通过所述第一方案或所述第二方案表示
的组合系数的第一集合，和通过所述第三方案表示
的所述组合系数的第二集合。
7.根据权利要求2、3、4中任一项所述的方法，其包括用Na(和/或Nd)个位同等地量化(402)所述实值系数ai(和/或dj)，其中每一复值系数bi,j可用分别针对所述振幅和相位的Nb,1和Nb,2个位来量化，其中Nb,1可低于Nb,2。
8.根据权利要求2所述的方法，其包括每振幅用Na个位且每相位用Na个位来量化(402)矩阵
的所述项，并将2UDNa个位用于报告
的所述系数，其中UD是矩阵
中的组合系数的数目。
9.根据权利要求3所述的方法，其中量化(402)包括用Nb,2＝Nd个位同等地量化bi,j的所述相位值，并将DNd+UD(Nb,1+Nb,2)个位用于报告所述系数dj和bi,j的振幅和相位信息，其中UD是矩阵
中的组合系数的所述数目。
10.根据权利要求4所述的方法，其中量化(402)包括用Na＝Nd个位同等地量化所述实值系数ai和dj，且用Nb,2＝Na个位同等地量化bi,j的所述相位值，可通过方案3节省的反馈量由UD(Na-Nb,1)-(U+D)Na个位给出，并将UNa+DNd+UD(Nb,1+Nb,2)个位用于报告所述系数ai、dj和bi,j的所述振幅和相位信息，其中UD是矩阵
中的组合系数的所述数目。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括报告矩阵
的K个最强系数的仅所述相位值、仅所述振幅值或所述振幅和相位值，其中参数K的值可由无线电网络节点或gNB配置。
12.根据权利要求11所述的方法，其包括矩阵
中的每行/射束选择Ku个最强系数，其中参数Ku可由所述无线电网络节点或gNB配置。
13.根据权利要求11所述的方法，其包括矩阵
中的每列/延迟选择Kd个最强系数，其中参数Kd可由所述无线电网络节点或gNB配置。
14.根据权利要求4所述的方法，其包括通过仅两个量化等级来表示所述系数bi,j，和针对所述振幅值使用仅一个位来量化所述系数bi,j的所述振幅信息，且其中所述UE(500)可由无线电网络节点或gNB配置，其中Nb,1＝1，且通过两个量化等级“a”和“b”表示每一振幅值，其中“a”和/或“b”由“a＝0”和“b＝1”给出。
15.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其包括所述UE(500)可由无线电基站或gNB配置，其中Nb,1＝1，且通过两个量化等级“a”和“b”表示每一振幅值，其中例如当使用所述第一方案或所述第二方案时，“a”和/或“b”由“a＝0”和“b＝1”给出。
16.根据权利要求2、3、4中任一项所述的方法，其包括针对所述系数bi,j的所述相位值应用不同量化等级。
17.根据权利要求16所述的方法，其包括将N′b,2个位用于与所述非零系数和U'个最强射束相关联的所述相位值，且将N″b,2个位用于与所述非零系数和其余射束相关联的所述相位值，其中N′b,2>N″b,2。
18.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其进一步包括报告与矩阵
的所述复杂组合系数相关联的离散傅立叶变换/离散余弦变换DFT/DCT向量的索引。
19.根据权利要求18所述的方法，其包括从预定DFT/DCT基本向量的集合选择所述DFT/DCT向量，其中每一DFT/DCT基本向量与索引相关联。
20.根据权利要求19所述的方法，其包括：当存在S个DFT/DCT基本向量时，第一DFT/DCT基本向量与第一索引(“1”)相关联，第二DFT/DCT基本向量与第二索引(“1”)相关联，且最后一个DFT/DCT基本向量与索引(“S”)相关联，且当报告D个选定DFT/DCT基本向量时，需要D[log2(S)]个反馈位。
21.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其包括报告位图，其中所述位图中的每一位与来自与矩阵
的所述复杂组合系数相关联的离散傅立叶变换/离散余弦变换DFT/DCT基本向量的所述集合的索引“d”相关联。
22.根据权利要求21所述的方法，其包括当位图由在位置“1”处的“1”组成时，则如下考虑所述前导射束的所述振幅和相位值：
-在所述位图的位置1处的“1”指示与索引“1”相关联的所述前导射束的所述组合系数的所述振幅和相位分别由1和0给出，且不作报告；以及
-与其它索引相关联的所述前导射束的所述其余组合系数的所述振幅和相位值分别由0和0给出，且不作报告。
23.根据权利要求2、3或4中任一项所述的方法，其中应对无线电基站或gNB报告bi,j的所述振幅值的前导射束的数目B由用于使用DFT/DCT变换报告的B＝2L或2L-1给出，其中L是配置的空间射束的数目。
24.根据权利要求2、3或4所述的方法，其包括不对无线电基站或gNB报告与所述第一前导射束相关联的bi,j的所述经量化的振幅和相位值。
25.根据权利要求10到24中任一项所述的方法，其中当Na＝3时，用于量化ai的振幅集给出为
26.根据权利要求10到24中任一项所述的方法，其中当Nd＝3时，用于量化dj的振幅集给出为统一的
27.根据权利要求10到24中任一项所述的方法，其中当Nd＝2时，用于量化dj的所述振幅集给出为
28.根据权利要求2到27中任一项所述的方法，其中用于bi,j的量化的振幅集给出为{0,1}。
29.根据权利要求2到28中任一项所述的方法，其中用于量化bi,j的所述振幅集由8PSK相移键控星座或16PSK星座给出。
30.一种用于减少使用多入多出MIMO操作的通信网络中的与信道状态信息CSI有关的反馈开销的用户设备(500)，所述UE(500)包括处理器(510)和含有可由所述处理器(510)执行的指令的存储器(520)，借此所述UE(500)是操作性的以执行方法权利要求1到29的主题中的任一个。
31.一种由一无线电网络节点(700)或gNB执行的用于减少使用多入多出MIMO操作的通信网络中的与信道状态信息CSI有关的反馈开销的方法，所述方法包括：
(601)从UE(500)接收包括与由UE(500)用至少一个位量化的每一经量化的系数的至少一个相位值或至少一个振幅值或至少一个相位值和振幅值有关的信息的报告；
其中对应于预编码器矩阵
的第(i,j)个组合系数的每一项由所述UE(500)分解成至少两个系数，其中r表示第r传输层；所述第(i,j)个组合系数与第i射束和第j延迟相关联，且其中每一组合系数与振幅和相位信息相关联。
32.根据权利要求31所述的方法，其包括配置所述UE(500)以反馈矩阵
的K个最强系数的所述振幅和/或相位值，其中K的值可由无线电网络节点(700)或所述gNB配置。
33.根据权利要求31或权利要求32所述的方法，其包括配置所述UE以在矩阵
中的每行/射束选择Ku个最强系数，其中参数Ku可由所述无线电基站(700)或gNB配置。
34.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其包括配置所述UE(500)以在矩阵
中的每列/延迟选择Kd个最强系数，其中参数Kd可由所述无线电基站(700)或gNB配置。
35.根据权利要求31到35中任一项所述的方法，其包括配置所述UE(500)以针对
中的所述系数的子集仅报告所述振幅和/或相位信息。
36.根据权利要求31到35中任一项所述的方法，其包括配置所述UE(500)以通过权利要求2的所述第一方案、权利要求3的所述第二方案或权利要求4的所述第三方案表示
中的所述组合系数或所述组合系数的仅一个集合。
37.根据权利要求31到36中任一项所述的方法，其包括配置所述UE(500)以用Na(和/或Nd)个位同等地量化实值系数ai(和/或dj)，其中ai是表示针对用于与所述第i射束相关联的所有延迟的所述组合系数的共同振幅的实值系数。
38.根据权利要求31到37中任一项所述的方法，其包括配置所述UE(500)以报告所述经量化的非零系数bi,j的仅所述相位值、仅所述振幅值或所述振幅和相位值。
39.根据权利要求31到38中任一项所述的方法，其包括配置所述UE(500)以报告位图，其中所述位图中的每一位与来自DFT/DCT基本向量的集合的索引“d”相关联。
40.一种用于减少使用多入多出MIMO操作的通信网络中的与信道状态信息CSI有关的反馈开销的无线电网络节点(700)或gNB，所述gNB(700)包括处理器(710)和含有可由所述处理器(710)执行的指令的存储器(720)，借此所述gNB(500)是操作性的以执行方法权利要求31到39的主题中的任一个。
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