CN112840697B - 关于csi开销减少的装置、方法和计算机程序 - Google Patents
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Abstract
提供了一种装置，所述装置包括用于以下的部件：在装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合中选择子带的子集；以及向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值。
Description
技术领域
本申请涉及一种方法、装置、系统和计算机程序，并具体地但非排他地涉及信道状态信息(CSI)开销减少。
背景技术
通信系统可以被视为通过在通信路径中涉及的各种实体之间提供载波来在两个或多个实体(诸如用户终端、基站和/或其他节点)之间实现通信会话的设施。可以例如借助于通信网络和一个或多个兼容的通信设备来提供通信系统。例如，通信会话可以包括用于承载诸如语音、视频、电子邮件(email)、文本消息、多媒体和/或内容数据等通信的数据通信。所提供的服务的非限制性示例包括双向或多向呼叫、数据通信或多媒体服务以及对数据网络系统(诸如互联网)的接入。
在无线通信系统中，至少两个站之间的通信会话的至少一部分发生在无线链路上。无线系统的示例包括公共陆地移动网络(PLMN)、基于卫星的通信系统和不同的无线本地网络，例如无线局域网(WLAN)。无线系统通常可以划分为小区，因此常常被称为蜂窝系统。
用户可以借助于适当的通信设备或终端来接入通信系统。用户的通信设备可以称为用户设备(UE)或用户设备。通信设备被提供有适当的信号接收和传输装置以实现通信，例如实现对通信网络的访问或者与其他用户直接通信。通信设备可以接入由站(例如小区的基站)提供的载波，并且在载波上传输和/或接收通信。
通信系统和相关联的设备通常根据给定的标准或规范进行操作，该标准或规范规定允许与系统相关联的各种实体做什么以及应该如何实现。通常还定义了应该用于连接的通信协议和/或参数。通信系统的一个示例是UTRAN(3G无线电)。通信系统的其他示例是通用移动电信系统(UMTS)无线电接入技术的长期演进(LTE)和所谓的5G或新无线电(NR)网络。NR正在由第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化。
发明内容
在第一方面中，提供了一种装置，所述装置包括用于以下的部件：在该装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到针对子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合选择子带的子集；以及向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值。
用于在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合的部件还可以用于：在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后确定包括跨子带集合的主特征向量的合成特征向量矩阵，其中该矩阵结构是：
其中合成特征向量矩阵V的元素是vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb，Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是层的总数，且L是在通信系统内使用的每个极化的正交波束总数。
用于从子带集合中选择子带的子集的部件还可以用于：定义离散傅里叶变换矩阵，该离散傅里叶变换矩阵在通信系统采用过采样率O＝1时维度为Nsb×Nsb，或者在通信系统采用过采样率O＞1时维度为Nsb×(Nsb×O)；基于由定义的选择标准来从离散傅里叶变换矩阵中选择向量集合，其中fj是具有Nsb×O个候选离散傅里叶变换向量的离散傅里叶变换矩阵的第j列，并且V是维度为Np×Nsb的合成特征向量矩阵，并且λi是最优的离散傅里叶变换向量的索引；以及生成由所选的向量集合形成的离散傅里叶变换矩阵F。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还可以用于：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还可以用于：使用个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵。
用于从子带集合选择子带的子集的部件还可以用于：计算合成特征向量矩阵的协方差矩阵；执行合成特征向量矩阵的协方差矩阵的特征分解，以及生成包括Rv的第一数目Ncomp个主特征向量的变换矩阵Q。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还可以用于：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还可以用于：通过使用针对变换矩阵Q中的最强系数以外的幅度/相位系数的个比特和3个比特，发信号通知针对变换矩阵Q中的每个主特征向量的最强系数的指示，来发信号通知减少开销的变换矩阵。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还可以用于：基于确定针对每个所选子带中的每层的2L个系数中的最强一个系数来选择减少开销的变换矩阵系数集合的子集；根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集；根据其他方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的剩余部分。
用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集的部件还可以用于：发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集作为针对层的宽带幅度相关报告。
用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集的部件还可以用于：通过以下来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集：利用个比特发信号通知的减少开销的变换矩阵系数的子集中的最强一者；以及使用(Nri×Ncomp-1)×(3+3)个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集中的其他者。
用于根据第二方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的剩余部分的部件还可以用于：考虑每层中的减少开销的变换矩阵的非零宽带幅度相关系数，发信号通知使用1个比特的子带差分幅度量化以及使用3个比特的子带相位量化。
用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集的部件还可以用于：单独地量化减少开销的变换矩阵系数的子集。
根据第二方面，提供了一种方法，包括：在装置处，确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到针对子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合选择子带的子集；以及向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值。
在将信道状态信息投射到针对子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合还可以包括：在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后，确定包括跨子带集合的主特征向量的合成特征向量矩阵，其中该矩阵结构是：
其中合成特征向量矩阵V的元素是vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb，Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是层的总数，且L是在通信系统内使用的每个极化的正交波束总数。
从子带集合中选择子带的子集还可以包括：定义离散傅里叶变换矩阵，该离散傅里叶变换矩阵在通信系统采用过采样率O＝1时维度为Nsb×Nsb，或者在通信系统采用过采样率O＞1时维度为Nsb×(Nsb×O)；基于由定义的选择标准来从离散傅里叶变换矩阵中选择向量集合，其中fj是具有Nsb×O个候选离散傅里叶变换向量的离散傅里叶变换矩阵的第j列，并且V是维度为Np×Nsb的合成特征向量矩阵，并且λi是最优的离散傅里叶变换向量的索引；以及生成由所选的向量集合形成的离散傅里叶变换矩阵F。
向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值还可以包括：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值还可以包括：使用个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵。
从子带集合中选择子带的子集还可以包括：计算合成特征向量矩阵的协方差矩阵；执行合成特征向量矩阵的协方差矩阵的特征分解，以及生成包括Rv的第一数目Ncomp个主特征向量的变换矩阵Q。
向网络提供所选子带的指示以及相关的信道状态信息值还可以包括基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值还可以包括：通过使用针对变换矩阵Q中的最强系数以外的幅度/相位系数的个比特和3个比特，发信号通知针对变换矩阵Q中的每个主特征向量的最强系数的指示，来发信号通知减少开销的变换矩阵。
向网络提供所选子带的指示以及相关的信道状态信息值还可以包括：基于确定针对每个所选子带中的每层的2L个系数中的最强一个系数来选择减少开销的变换矩阵系数集合的子集；根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集；根据其他方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的剩余部分。
根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集还可以包括：发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集作为针对层的宽带幅度相关报告。
根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集还可以包括：通过以下来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集：利用个比特发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集中最强一者；以及使用(Nri×Ncomp-1)×(3+3)个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集中的其他者。
根据第二方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的剩余部分还可以包括：考虑每层中的减少开销的变换矩阵的非零宽带幅度相关系数，发信号通知使用1个比特的子带差分幅度量化以及使用3个比特的子带相位量化。
根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集还可以包括：单独地量化减少开销的变换矩阵系数的子集。
根据第三方面，提供了一种装置，包括至少一个处理器以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少：在该装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合选择子带的子集；以及向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值。
被引起来在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合的装置还可以用于：在将信道状态信息投射到针对子带集合的合适正交波束集合上之后，确定包括跨子带集合的主特征向量的合成特征向量矩阵，其中该矩阵结构是：
其中合成特征向量矩阵V的元素是vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb，Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是层的总数，且L是在通信系统内使用的每个极化的正交波束总数。
被引起来从子带集合中选择子带的子集的装置还可以用于：定义离散傅里叶变换矩阵，该离散傅里叶变换矩阵在通信系统采用过采样率O＝1时维度为Nsb×Nsb，或者在通信系统采用过采样率O＞1时维度为Nsb×(Nsb×O)；基于由定义的选择标准来从离散傅里叶变换矩阵中选择向量集合，其中fj是具有Nsb×O个候选离散傅里叶变换向量的离散傅里叶变换矩阵的第j列，并且V是维度为Np×Nsb的合成特征向量矩阵，并且λi是最优的离散傅里叶变换向量的索引；以及生成由所选的向量集合形成的离散傅里叶变换矩阵F。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的装置还可以用于：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的装置还可以用于使用个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵。
用于从子带集合中选择子带的子集的装置还可以用于：计算合成特征向量矩阵的协方差矩阵；执行合成特征向量矩阵的协方差矩阵的特征分解，以及生成包括Rv的第一数量Ncomp个主特征向量的变换矩阵Q。
用于向网络提供所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的装置还可以用于：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的装置还可以用于：通过使用针对变换矩阵Q中的最强系数以外的幅度/相位系数的个比特和3个比特，发信号通知针对变换矩阵Q中的每个主特征向量的最强系数的指示，来发信号通知减少开销的变换矩阵。
用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的装置还可以用于：基于确定针对每个所选子带中的每层的2L个系数中的最强一个系数来选择减少开销的变换矩阵系数集合的子集；根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集；根据其他方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的剩余部分。
用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集的装置还可以用于：发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集作为层的宽带幅度相关报告。
用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集的装置还可以用于：通过以下来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集：利用个比特发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集中的最强一者；以及使用(Nri×Ncomp-1)×(3+3)个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集中的其他者。
用于根据第二方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的剩余部分的装置还可以用于：考虑每层中的减少开销的变换矩阵的非零宽带幅度相关系数，发信号通知使用1个比特的子带差分幅度量化以及使用3个比特的子带相位量化。
用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的子集的装置还可以用于：单独地量化减少开销的变换矩阵系数的子集。
根据第四方面，提供了一种装置，包括：用于在该装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息的部件；用于在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合的部件；用于从子带集合中选择子带的子集的部件；以及用于向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件。
根据第五方面，提供了一种包括指令的计算机程序[或包括程序指令的计算机可读介质]，以用于使装置执行至少以下操作：在该装置处，确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨子带集合的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合中选择子带的子集；以及向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值。
根据第六方面，提供了一种包括程序指令的非瞬态计算机可读介质，以用于使装置执行至少以下操作：在该装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括子带集合上的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合中选择子带的子集；以及向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值。
根据第七方面，提供了一种装置，包括：被配置为确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息的确定电路系统；被配置为在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括子带集合上的主特征向量的信道状态信息值的集合的获得电路系统；被配置为从子带集合中选择子带的子集的选择电路系统；以及被配置为向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的提供电路系统。
根据第八方面，提供了一种包括程序指令的计算机可读介质，以使装置执行至少以下：在该装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括子带集合上的主特征向量的信道状态信息值的集合；从子带集合中选择子带的子集；以及向网络提供对所选子带的指示以及相关的信道状态信息值。
该装置可以被引起来执行将控制消息提供给用户设备，该控制消息包括对组合的信道状态信息所基于的信道分量数目的指示。
在第九方面中，提供了一种包括程序指令的非瞬态计算机可读介质，以使装置至少执行根据第三方面的方法或根据第四方面的方法。
在上文中，已经描述了许多不同的实施例。应该了解的是，其他实施例可以由上述实施例中的任何两个或多个的组合提供。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参照附图来描述实施例，其中：
图1示出了包括基站和多个通信设备的示例通信系统的示意图；
图2示出了示例移动通信设备的示意图；
图3示出了示例控制装置的示意图；
图4示出了根据示例实施例的第一方法的流程图；以及
图5示出了根据示例实施例的又一方法的流程图。
具体实施方式
在详细解释示例之前，参照图1至3简要解释无线通信系统和移动通信设备的某些一般原理以辅助理解所描述的示例的基础技术。
在诸如图1所示的无线通信系统100中，移动通信设备或用户设备(UE)102、104、105经由至少一个基站或类似的无线传输和/或接收节点或点来提供无线接入。基站通常由至少一个适当的控制器装置控制，以便能够操作和管理与基站通信的移动通信设备。控制器装置可以位于无线电接入网络(例如无线通信系统100)中或者核心网络(CN)(未示出)中，并且可以实现为一个中央装置或其功能性可以被分布在多个装置上。控制器装置可以是基站的一部分和/或由诸如无线电网络控制器等单独实体提供。在图1中，控制装置108和109被示出为控制相应的宏级基站106和107。基站的控制装置可以与其他控制实体互连。控制装置通常设置有存储器容量和至少一个数据处理器。控制装置和功能可以分布在多个控制单元之间。在一些系统中，控制装置可以附加地或备选地被提供在无线电网络控制器中。
在图1中，基站106和107被示出为经由网关112连接到更宽的通信网络113。可以提供其他网关功能以连接至另一网络。
较小的基站116、118和120也可以连接到网络113，例如通过单独的网关功能和/或经由宏级站的控制器。基站116、118和120可以是微微或毫微微级基站等。在示例中，站116和118经由网关111连接，而站120经由控制器装置108连接。在一些实施例中，可能未提供较小的站。较小的基站116、118和120可以是第二网络(例如WLAN)的一部分并且可以是WLANAP。
通信设备102、104、105可以基于各种接入技术来访问通信系统，诸如码分多址(CDMA)或宽带CDMA(WCDMA)。其他非限制性示例包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)及其各种方案，诸如交织频分多址(IFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和正交频分多址(OFDMA)、空分多址(SDMA)等。
无线通信系统的示例是由第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化的架构。基于最新3GPP的开发通常被称为通用移动电信系统(UMTS)无线电接入技术的长期演进(LTE)。3GPP规范的各种开发阶段称为发行版。LTE的较新开发常常称为高级LTE(LTE-A)。LTE(LTE-A)采用被称为演进型通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的无线电移动架构和被称为演进分组核心(EPC)的核心网络。这种系统的基站称为演进或增强型节点B(eNB)并且向通信设备提供E-UTRAN特征，诸如用户平面分组数据汇聚/无线电链路控制/介质访问控制/物理层协议(PDCP/RLC/MAC/PHY)以及控制平面无线电资源控制(RRC)协议终止。无线电接入系统的其他示例包括由基于诸如无线局域网(WLAN)和/或WiMax(全球微波接入互操作性)等技术的系统的基站提供的那些无线电接入系统。基站可以为整个小区或类似的无线电服务区域提供覆盖范围。核心网络元件包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)和分组网关(P-GW)。
合适的通信系统的示例是5G或NR概念。NR中的网络架构可能与高级LTE的类似。NR系统的基站可以被称为下一代节点B(gNB)。网络架构的变化可能取决于支持各种无线电技术和更好的QoS支持的需求以及对例如支持用户角度的QoE的QoS级别的一些按需要求。而且，网络感知服务和应用以及服务和应用感知网络可能会给架构带来变化。这些与信息中心网络(ICN)和以用户为中心的内容递送网络(UC-CDN)方法相关。NR可能使用多输入多输出(MIMO)天线、比LTE更多的基站或节点(所谓的小小区概念)，包括与较小站协作操作的宏站点，并且还可能采用各种无线电技术以获得更好的覆盖范围和更高的数据速率。
未来的网络可以使用网络功能虚拟化(NFV)，这是网络架构概念，其提出将网络节点功能虚拟化为可以可操作地连接或链接在一起以提供服务的“构建块”或实体。虚拟化网络功能(VNF)可以包括使用标准或通用类型的服务器而非定制硬件运行计算机程序代码的一个或多个虚拟机。还可以使用云计算或数据存储。在无线电通信中，这可能意味着节点操作至少部分地在可操作地耦合至远程无线电头的服务器、主机或节点中执行。还可能的是，节点操作将分布在多个服务器、节点或主机之间。还应该理解的是，核心网络操作与基站操作之间的劳动力分布可以不同于LTE，甚或不存在。
示例5G核心网络(CN)包括功能实体。CN经由无线电接入网络(RAN)连接至UE。其角色称为PSA(PDU会话锚)的UPF(用户平面功能)可以负责在DN(数据网络)和5G上建立的隧道之间向与DN交换业务的(多个)UE来回转发帧。
UPF由从PCF(策略控制功能)接收策略的SMF(会话管理功能)控制。CN还可以包括AMF(接入和移动性功能)。
现在将参照图2更详细地描述可能的移动通信设备，图2示出了通信设备200的示意性的局部剖面图。这种通信设备常常称为用户设备(UE)或终端。适当的移动通信设备可以由能够发送和接收无线电信号的任何设备提供。非限制性示例包括移动站(MS)或移动设备，诸如移动电话或所谓的‘智能电话’、设置有无线接口卡或其他无线接口设施(例如USB加密狗)的计算机、设置有无线通信能力的个人数字助理(PDA)或平板计算机或者这些的任何组合等。例如，移动通信设备可以提供用于承载诸如语音、电子邮件(email)、文本消息、多媒体等通信的数据通信。因此可以经由其通信设备向用户供应和提供许多服务。这些服务的非限制性示例包括双向或多向呼叫、数据通信或多媒体服务，或仅包括对数据通信网络系统(诸如互联网)的访问。也可以向用户提供广播或多播数据。内容的非限制性示例包括下载、电视和广播节目、视频、广告、各种警报和其他信息。
移动设备通常设置有至少一个数据处理实体201、至少一个存储器202和其他可能的组件203，其用于软件和硬件辅助执行被设计执行的任务，包括控制对接入系统和其他通信设备的访问以及与接入系统和其他通信设备的通信。数据处理、存储和其他相关控制装置可以设置在适当的电路板上和/或芯片组中。通过附图标记204来表示该特征。用户可以借助于合适的用户界面(诸如小键盘205、语音命令、触敏屏或板、其组合等)来控制移动设备的操作。还可以提供显示器208、扬声器和麦克风。此外，移动通信设备可以包括到其他设备和/或用于将外部附件(例如免提设备)连接至它的适当连接器(有线或无线的)。
移动设备200可以经由用于接收的适当装置通过空中接口或无线电接口207接收信号，并且可以经由用于传输无线电信号的适当装置来传输信号。在图2中，通过框206示意性地指明收发器装置。例如，可以借助于无线电零件和关联的天线布置来提供收发器装置206。天线布置可以布置在移动设备内部或外部。
图3示出了用于通信系统的控制装置的示例，该通信系统例如耦合至和/或用于控制诸如RAN节点等接入系统的站，例如基站、eNB或gNB、中继节点或者诸如MME或S-GW或P-GW等核心网络节点或者诸如AMF/SMF等核心网络功能或者服务器或主机。该方法可以植入到单个控制装置中或者多于一个控制装置上。控制装置可以与核心网络或RAN的节点或模块集成在一起或者在其外部。在一些实施例中，基站包括单独的控制装置单元或模块。在其他实施例中，控制装置可以是另一网络元件，诸如无线电网络控制器或频谱控制器。在一些实施例中，每个基站都可以具有这种控制装置以及设置在无线电网络控制器中的控制装置。控制装置300可以布置为提供对系统的服务区域中的通信的控制。控制装置300包括至少一个存储器301、至少一个数据处理单元302、303和输入/输出接口304。经由接口，控制装置可以耦合至基站的接收器和发送器。接收器和/或发送器可以实施为无线电前端或远程无线电头。
以下可以适用于信道状态信息反馈，具体地适用于针对多输入多输出(MIMO)电信系统和NR MIMO的类型II信道状态信息(CSI)。
类型II CSI反馈码本设计由于在不同波束、不同极化、不同层和不同子带的幅度和相位缩放方面对波束组合系数的单独量化而具有大反馈开销。大反馈开销限制了类型IICSI反馈的使用。
考虑到性能与开销之间的权衡，本文讨论的概念旨在增强类型II CSI的反馈开销减少，例如在3GPP Rel.15和Rel.16NR MIMO系统中。
在Rel-15 RAN1会议中，已经讨论了用于类型II CSI增强的多种频率相关开销减少解决方案。
一些建议呈现用于类型II CSI的新码本设计(频率选择性预编码反馈：FSPF)，以便减小子带报告的有效载荷大小。这种码本设计的关键思想是在频域中应用具有不同级别的循环相移的2L个波束的线性组合，并因此传统线性组合(LC)码本中的子带相位组合可以被跳过。所提出的FSPF是利用子载波或PRB级变换的显式CSI码本设计。
又一提议是基于对在针对跨多个物理资源块(PRB)的每个波束组合系数的相位中存在的频率关联的观察的一种提议。
所提出的第三方法是UE仅报告部分子带的相位信息以减小类型II CSI有效载荷，然后gNB可以根据部分反馈来恢复所有子带的相位。基于梳大小为2的预定义梳图案在CSI报告频带中选择部分子带。
本文讨论的实施例尝试利用不同子带之中的频率关联以压缩和量化类型II CSI中的子带波束组合系数并且减少对应的CSI反馈开销。
关于图4示出了根据一些实施例的用于类型II CSI中的示例压缩和量化子带波束组合系数的第一方法。在以下示例中，提供了用于表示各种系数/特征向量的多个比特。这些数目仅是示例，并且要理解的是，任何合适数目的比特都可以被用于发信号通知系数/特征向量或表示系数/特征向量。
用以压缩和量化类型II CSI中的子带波束组合系数并且减少对应的CSI反馈开销的初始操作是：在将原始信道矩阵投射到正交波束上之后，构建包括跨所有子带的主特征向量的矩阵V。
换言之，按照3GPP Rel.15中的传统类型II CSI报告，假设借助于合适的波束选择矩阵W1来在空间上压缩原始信道矩阵，则本文讨论的实施例是适用的。
矩阵V的大小为Np×Nsb，其中Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是反馈秩(即，层数量)且L是每个极化的过采样DFT波束的数目。
矩阵结构被示出如下，并且其元素vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb实际上是包括类型II CSI的幅度和相位值的波束组合系数。
在图4中通过步骤401示出了在将原始信道矩阵投射到正交波束上之后生成跨所有子带的主特征向量的矩阵V。
已经生成了矩阵V，在一些实施例中，可以通过离散傅里叶变换(DFT)向量选择来执行矩阵的频率或子带压缩。
DFT向量选择是利用预定义的DFT向量集合将频率维度从Nsb降低到Ncomp的子带压缩方法。
这样，定义了DFT矩阵，其中当过采样率为O＝1时维度为Nsb×Nsb，或者备选地当过采样率为O＞1时维度为Nsb×(Nsb×O)。
在图4中通过步骤403示出了DFT矩阵的定义。
已经定义了DFT矩阵，通过仅保留满足以下等式的向量来从DFT矩阵中选择用于子带压缩的合适的Ncomp个DFT向量的集合。
其中fj是具有Nsb×O个候选DFT向量的DFT矩阵的第j列，并且V是维度为Np×Nsb的合成特征向量矩阵且λi是最优的DFT向量的索引。因此，通过Ncomp个最优的DFT向量来形成DFT选择矩阵F，即，
在图4中通过步骤405示出了从DFT矩阵中选择DFT向量。
在选择(换言之，子带压缩)之后，矩阵V被变换为大小为Np×Ncomp的
在图4中通过步骤407示出了矩阵的重新生成或变换。
通过这种方式，开销减少率可以计算为
关于图5示出了根据一些实施例的用于压缩和量化类型II CSI中的子带波束组合系数的其他方法。在这些实施例中，在将原始信道矩阵投射到正交波束上之后，通过与上面关于先前方法描述的方式类似的方式来生成跨所有子带的主特征向量的矩阵V。
如图5所示，通过步骤401示出了生成矩阵V的操作。
然而，执行特征变换而不是DFT向量选择。特征变换是上述子带压缩方法的备选方案，其中正交变换Q用于将频率维度从Nsb降低到Ncomp。
已经确定了V，计算维度为Nsb×Nsb的合成特征向量V的协方差矩阵。
在图5中通过步骤503示出了计算合成特征向量V的协方差矩阵的操作。
已经生成了合成特征向量的协方差矩阵，然后执行特征分解(ED)
在图5中通过步骤505示出了协方差矩阵的特征分解。
然后生成了变换矩阵Q。变换矩阵包含RV的前Ncomp个主特征向量，该变换矩阵是从U中选择的
在图5中通过步骤507示出了变换矩阵的生成。
通过变换矩阵Q和矩阵V，通过将变换矩阵应用于合成特征向量V的V矩阵来生成减少开销的变换矩阵，然后生成大小为Np×Ncomp的
在图5中通过步骤509示出了V的变换。
在这种实施例中，开销减少率被计算为大约
在一些实施例中，CSI反馈包括若干项目，诸如波束选择、子带压缩和经压缩的矩阵等。
在一些实施例中，用于波束选择的CSI反馈项目(以与常规的类型II CSI类似的方式)可以假设每个极化天线端口在水平和垂直维度上具有(N1，N2)、对应的过采样率以及波束数目L：
a)波束选择使用个比特而被发信号通知
b)宽带幅度
1.针对每层的非零宽带幅度数目的指示：个比特
2.针对每层的2L个系数中的最强系数的指示：个比特
3.除针对每层的最强系数之外的宽带幅度(每3个比特)：(2L-1)×3个比特
通过使用关于图4描述的DFT选择实现用于子带压缩的CSI反馈项目，DFT选择使用个比特而被发信号通知。
此外，使用关于图5描述的特征变换实现用于子带压缩的CSI反馈项目假设总共具有Nsb×Ncomp个系数的变换矩阵Q，那么矩阵Q中的每个主特征向量的最强系数的指示可以使用个比特而被发信号通知，并且除矩阵Q中的最强系数之外的任何系数(每3个比特用于幅度/相位的)可以使用(Nsb-1)×(3+3)×Ncomp个比特而被发信号通知。表示主特征向量和其他特征向量的比特数的这些值仅是示例，并且在其他实施例中可以是任何合适的比特数。
根据一些实施例，发信号通知针对压缩矩阵的CSI反馈项目，假设压缩矩阵总共具有2L×Nri×Ncomp个系数以用于子带压缩之后的量化，以及每层的N个非零宽带幅度和矩阵/>中的最强系数的量化。由于每个所选DFT向量(针对DFT实施例)或主特征向量(针对特征分解实施例)的每层的信道向量不再在子带压缩之后归一化，因此矩阵/>中的所有最强系数(总共Nri×Ncomp个)应该被单独地量化。
在这种实施例中，针对每个所选DFT向量(针对DFT实施例)或主特征向量(针对特征分解实施例)中的每层的2L个系数中的一个最强系数的指示可以重用针对对应层的宽带幅度相关报告，因此不需要再次报告。
此外，在一些实施例中，Nri×Ncomp个最强系数中的一个最强系数的指示应该利用个比特而被发信号通知，并且其他最强系数使用(Nri×Ncomp-1)×(3+3)个比特而被发信号通知。在一些实施例中，通过以下方式发信号通知除仅考虑非零宽带幅度的矩阵/>中的最强系数之外的系数的量化，这可以合计为(N-1)×Nri×Ncomp。
子带差分幅度量化w/1比特：(N-1)×Nri×Ncomp×1个比特子带相位量化w/3比特：(N-1)×Nri×Ncomp×3个比特
表示上述系数的特定比特数仅是示例，并且在其他实施例中可以是任何合适的比特数。
在一些实施例中，与3GPP Rel.15类型II CSI相比，特征变换提出的子带压缩方案可以仅产生4％的小区平均SE损失，但是具有3％的小区边缘SE增益，同时可以节省高达47％的反馈开销。
DFT实施例与3GPP Rel.15类型II CSI相比可以产生小于10％的系统性能损失，同时提供显著的开销减少能力，例如与3GPP Rel.15类型II CSI相比高达63％的减少以及与梳状物图案报告提议相比48％的减少。
-以下详述了这些有效载荷统计量和性能比较。
-用于要分析的模拟的一些配置假设是：
-9个子带，秩2
-(N1，N2)＝(4，4)，(O1，O2)＝(4，4)，用于波束选择的波束数量L＝4
-以(3，1，3)个比特量化(WB幅度、SB幅度、SB相位)
-为了便于计算和与现有技术进行比较，每层中的非零WB幅度数目为N
-为了便于计算，K＝2L
在以下表格中给出了NR类型II CSI的3种CSI反馈的详述有效载荷统计量。
按照本发明，采用上面讨论的一些实施例的系统考虑了Ncomp＝2个所选的DFT向量(针对基于DFT的实施例)或主特征向量(针对基于特征分解的实施例)以执行子带压缩，针对基于DFT的实施例，过采样率为O＝4。
在这种系统中，波束选择信令需要以下：
波束选择的指示：个比特，以及
宽带幅度：个比特。
子带压缩还需要以下：
DFT选择：个比特或者
特征变换：个比特压缩矩阵信令需要
最强系数的量化：个比特，以及
除最强系数之外的系数的量化：(N-1)×Nri×Ncomp×(1+3)＝16×(N-1)个比特。
总之，在以下表格中给出了上面讨论的所提出的子带压缩CSI实施例的详述的有效载荷统计量。
在以下表格中图示了当非零宽带幅度数量N变化时3种方案的有效载荷的比较。
附加地，在以下表格中示出了所提出的子带压缩方案相对于3GPP Rel.15类型IICSI的相对有效载荷率。
在上表中，正数(负数)表示反馈开销增加(减少)。
此外，我们还要注意的是，上面讨论的CSI方案具有与3GPP Rel.15类型II CSI相同的波束选择和宽带幅度量化设计，因此它们具有非零宽带幅度数量的共同分布。因此在以下表格中示出了非零宽带幅度系数的报告数量占总报告数量的百分比。
根据上表，基于DFT选择的子带压缩方案实施例关于类型II CSI具有优异的开销减少能力，除了概率仅为0.1％的配置N＝1之外。
此外，在大多数情况下，基于ED的子带压缩方案与3GPP Rel.15类型II CSI相比可以减少CSI反馈开销(例如高达47％)，除了概率小于10％的N≤3之外。
针对所提出的子带压缩CSI方案的性能评估，在LTE 3D Uma场景中执行完整缓冲器系统级评估，并且在用户调度过程中考虑MU-MIMO，每个UE最多具有2层。针对分别在水平和垂直维度上具有(N1,N2)＝(4,4)的32个天线端口提供结果。在以下表格中给出了相关的模拟参数。
3GPP Rel.15类型II CSI被用作基准。在详述不同CSI方案的系统级评估的以下表格中示出了模拟结果。
如上面的表9所示，与3GPP Rel.15类型II CSI相比，在一些实施例中详述的基于ED的子带压缩方案仅模拟了4％的小区平均SE损失，但是具有3％的小区边缘SE增益，同时允许实现高达47％的反馈开销减少。实际上，在一些实施例中详述的基于DFT的子带压缩方案与3GPP Rel.15类型II CSI相比具有小于10％的系统性能损失，同时具有显著的开销减少能力，例如与3GPP Rel.类型II CSI相比减少高达63％。
该方法可以实施在参照图2描述的用户设备或者参照图3描述的控制装置中。一种装置可以包括：用于在该装置处确定多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息的部件。该装置还可以包括用于在将信道状态信息投射到子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括子带集合上的主特征向量的信道状态信息值的集合的部件。附加地，该装置可以包括用于从子带集合中选择子带的子集的部件。该装置还可以包括用于向网络提供所选子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件。在一些实施例中，用于确定的部件、用于获得的部件、用于选择的部件和用于提供的部件由单个部件实施。
应该理解的是，装置可以包括或者耦合至其他单元或模块等，诸如无线电零件或无线电头，以在传输和/或接收中使用或者用于传输和/或接收。尽管装置已经被描述为一个实体，但是不同模块和存储器可以实施在一个或多个物理或逻辑实体中。
要注意的是，尽管已经关于类型II CSI报告系统描述了实施例，但是可以关于其他网络和通信系统(其中使用显式时域CSI报告)来应用类似原理。因此，尽管上面参照无线网络、技术和标准的某些示例架构通过示例描述了某些实施例，但是实施例可以应用于除了本文图示和描述的通信系统之外的任何其他合适形式的通信系统。
在本文中还要注意的是，尽管上文描述了示例实施例，但是在不脱离本发明的范围的情况下存在可以对所公开的解决方案进行的多种变型和修改。
通常，各种实施例可以实现在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中。本发明的一些方面可以实施在硬件中，而其他方面可以实施在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中，尽管本发明并不限于此。尽管本发明的各个方面可以被图示和描述为框图、流程图或者使用一些其他图形表示，但是要充分理解的是，本文描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性示例实施在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合中。
本发明的实施例可以通过由移动设备的数据处理器(诸如在处理器实体中)可执行的计算机软件，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合实施。计算机软件或程序(也称为程序产品，包括软件例程、小程序和/或宏)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括程序指令以执行特定任务。计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可执行组件，该一个或多个计算机可执行组件在程序运行时被配置为执行实施例。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其部分。
进一步地，在这方面，应该注意的是，附图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤或者互连的逻辑电路、框和功能或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在作为存储器芯片的这种物理介质、或者实施在处理器内的存储器块、诸如硬盘或软盘等磁性介质以及诸如例如DVD及其数据变型CD等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。
存储器可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术实现，诸如基于半导体的存储器设备、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移除存储器。数据处理器可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括以下一个或多个：通用计算机、专用计算机、微处理器、数据信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、FPGA、门级电路和基于多核处理器架构的处理器。
本发明的实施例可以实践在诸如集成电路模块等各种组件中。集成电路的设计大体上是高度自动化的过程。复杂且功能强大的软件工具可用于将逻辑级设计转换为准备在半导体衬底上蚀刻和形成的半导体电路设计。
前述描述通过非限制性示例提供了对本发明的示例性实施例的完整且信息丰富的描述。然而，鉴于前述描述，在结合附图和所附权利要求阅读时，各种修改和改编对于相关领域的技术人员来说可能变得显而易见。然而，本发明的教导的所有这种修改和类似的修改仍将落入所附权利要求所限定的本发明的范围内。实际上，存在又一实施例，其包括一个或多个实施例与先前讨论的任何其他实施例的组合。
Claims (13)
1.一种用于通信的装置，包括用于以下的部件：
在所述装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；
在将所述信道状态信息投射到针对所述子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨所述子带集合的主特征向量的所述信道状态信息的值的集合，
其中用于在将所述信道状态信息投射到针对所述子带集合的合适正交波束集合上之后、获得包括跨所述子带集合的主特征向量的所述信道状态信息的所述值的集合的所述部件还用于：
在将所述信道状态信息投射到针对所述子带集合的合适正交波束集合上之后，确定包括跨所述子带集合的主特征向量的合成特征向量矩阵，其中所述矩阵结构是：
其中所述合成特征向量矩阵V的元素是vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb，Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是层的总数，且L是在所述通信系统内使用的每个极化的正交波束总数；
从所述子带集合选择子带的子集；以及
向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值。
2.根据权利要求1所述的装置，其中用于从所述子带集合中选择子带的子集的所述部件还用于：
定义离散傅里叶变换矩阵，所述离散傅里叶变换矩阵在所述通信系统采用过采样率O＝1时维度为Nsb×Nsb，或者在所述通信系统采用过采样率O＞1时维度为Nsb×(Nsb×O)；
基于由定义的选择标准来从所述离散傅里叶变换矩阵中选择向量集合，其中fj是具有Nsb×O个候选离散傅里叶变换向量的所述离散傅里叶变换矩阵的第j列，并且V是所述维度为Np×Nsb的所述合成特征向量矩阵，并且λi是最优的离散傅里叶变换向量的索引；以及
生成由所选的所述向量集合形成的离散傅里叶变换矩阵F。
3.根据权利要求2所述的装置，其中用于向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值的所述部件还用于：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
4.根据权利要求3所述的装置，其中用于向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还用于：使用个比特来发信号通知所述减少开销的变换矩阵。
5.根据权利要求1所述的装置，其中用于从所述子带集合中选择子带的子集的所述部件还用于：
计算所述合成特征向量矩阵的协方差矩阵；
执行所述合成特征向量矩阵的所述协方差矩阵的特征分解，其中U包括所述合成特征向量矩阵的所述协方差矩阵Rv的特征向量；以及
生成包括Rv的第一数目个主特征向量的变换矩阵Q，其中所述第一数目为Ncomp。
6.根据权利要求5所述的装置，其中用于向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值的所述部件还用于：基于Np×Ncomp的来生成减少开销的变换矩阵。
7.根据权利要求6所述的装置，其中用于向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还用于：通过使用针对所述变换矩阵Q中的最强系数以外的幅度/相位系数的个比特和3个比特，发信号通知针对所述变换矩阵Q中的每个主特征向量的所述最强系数的指示，来发信号通知所述减少开销的变换矩阵。
8.根据从属于权利要求3或6的任何权利要求所述的装置，其中用于向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值的部件还用于：
基于确定针对每个所选子带中每层的2L个系数中的最强一个系数来选择减少开销的变换矩阵系数集合的子集；
根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集；
根据其他方案来发信号通知所述减少开销的变换矩阵系数的剩余部分。
9.根据权利要求8所述的装置，其中用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集的所述部件还用于：发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集作为针对所述层的宽带幅度相关报告。
10.根据权利要求8所述的装置，其中用于根据第一方案来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集的所述部件还用于：通过以下来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集：
利用个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集中的最强一个系数；以及
使用(Nri×Ncomp-1)×(3+3)个比特来发信号通知减少开销的变换矩阵系数的所述子集中的其他系数。
11.根据权利要求8所述的装置，其中用于根据第二方案来发信号通知所述减少开销的变换矩阵系数的所述剩余部分的所述部件还用于：考虑每层中的所述减少开销的变换矩阵的非零宽带幅度相关系数，发信号通知使用1个比特的子带差分幅度量化以及使用3个比特的子带相位量化。
12.一种通信方法，包括：
在装置处确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；
在将所述信道状态信息投射到针对所述子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨子带集合的主特征向量的所述信道状态信息的值的集合，
其中在将所述信道状态信息投射到所述子带集合的合适正交波束集合上之后获得包括跨所述子带集合的主特征向量的所述信道状态信息的所述值的集合还包括：
在将所述信道状态信息投射到所述子带集合的合适正交波束集合上之后，确定包括跨所述子带集合的主特征向量的合成特征向量矩阵，其中所述矩阵结构是：
其中所述合成特征向量矩阵V的元素是vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb，Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是层的总数，且L是在所述通信系统内使用的每个极化的正交波束总数；
从所述子带集合选择子带的子集；以及
向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值。
13.一种用于通信的装置，包括至少一个处理器以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述装置至少：
在所述装置处，确定用于多输入多输出通信系统内的子带集合的信道状态信息；
在将所述信道状态信息投射到所述子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨所述子带集合的主特征向量的所述信道状态信息的值的集合，
其中所述装置被使得通过以下操作而在将所述信道状态信息投射到所述子带集合的合适正交波束集合上之后，获得包括跨所述子带集合的主特征向量的所述信道状态信息的所述值的集合：
在将所述信道状态信息投射到所述子带集合的合适正交波束集合上之后，确定包括跨所述子带集合的主特征向量的合成特征向量矩阵，其中所述矩阵结构是：
其中所述合成特征向量矩阵V的元素是vi(j)，i＝1，…，Np，j＝1，…，Nsb，Np＝2L×Nri，Nsb是子带的总数，并且Nri是层的总数，且L是在所述通信系统内使用的每个极化的正交波束总数；
从所述子带集合选择子带的子集；以及
向网络提供对所选的所述子带的指示以及相关的信道状态信息值。
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