CN115039351A - 在无线mimo系统中操作终端设备和网络节点 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种操作无线多输入多输出MIMO系统(10)的设备(30)的方法，该MIMO系统在设备(30)与该MIMO系统(10)的网络节点(20)之间提供无线通信。该方法包括：从设备(30)的多个天线元件中的各个单独的天线元件(32)以正交资源向网络节点(20)传输(102)相应的原始导频信号；向网络节点(20)传输(105)指示干扰协方差矩阵的消息，其中，干扰协方差矩阵基于干扰无线通信的干扰信号；确定(106)用于从网络节点(20)接收通信信号的均衡器配置，其中，均衡器配置基于干扰协方差矩阵；从网络节点(20)接收(107)指示传输预编码信息的消息，该传输预编码信息由网络节点(20)基于原始导频信号确定；以及确定(108)将由设备(30)用于向网络节点(20)传输通信信号的传输预编码，其中，传输预编码基于传输预编码信息。

Description

在无线MIMO系统中操作终端设备和网络节点

技术领域

各种示例涉及在提供无线通信的无线多输入多输出(MIMO)系统中操作设备的方法。具体地，各种示例涉及操作终端设备的方法以及网络节点的相应协作方法，以确定要用于在终端设备与网络节点之间传送信号的传输预编码和均衡器配置。本发明还涉及实现所述方法的设备。

背景技术

为了满足日常生活中数据和语音通信(包括经由移动电话、智能电话的个人通信和机器类型通信(MTC)(例如物联网(IOT)通信))，所谓的多输入多输出(MIMO)技术可用于无线通信系统，例如无线蜂窝电信系统。MIMO技术也可以称为多天线技术。

在MIMO系统中，可以在例如基站或接入点的网络节点处以及在用于无线通信的终端设备处使用多个发射和接收天线。MIMO技术利用编码技术，所述编码技术使用时间和空间维度来传输信息。MIMO系统的这种增强编码使得能够提高无线通信的频谱和能量效率。

根据MIMO技术，网络节点可以包括完全相干地和自适应地工作的大量天线。网络节点可以包括例如几十个或甚至超过一百个具有相关收发器电路的天线。使用大量天线(例如数百或数千天线)的系统也被称为大规模MIMO系统。MIMO网络节点的额外天线允许无线电能量在空间上集中于传输以及方向敏感的接收，这提高了频谱效率和辐射能量效率。在MIMO系统中，可以使用来自不同辐射路径的多个信号，并且可以相干地组合来自不同辐射路径的多个信号，从而可以实现较高的增益，即所谓的(大规模)MIMO增益。

按照与网络节点相同的方式，每个终端设备可以包括多个天线，以允许无线电能量在空间上集中于发射以及方向敏感的接收，这提高了频谱效率和辐射能量效率。

为了根据当前活动的终端设备在网络节点的每个单独天线处适配传输和接收信号，网络节点逻辑单元需要关于终端设备与网络节点的天线之间的无线电信道属性的信息。信道探测过程(也称为导频信令方案)可用于此目的。基于训练序列(也被称为导频信号、参考信号或探测参考信号(SRS))的传输，信道探测过程允许网络节点设置用于传输信号的天线配置参数，以便将无线电能量聚焦在终端设备处和/或用于引导用于从终端设备接收无线电信号的接收灵敏度。因此，聚焦可能意味着以下二者：不同路径长度的相位对准贡献；以及主要在将到达终端设备的方向上发射。导频信号可以在专用于终端设备的资源中从终端设备传输。来自不同终端设备的训练序列可以是正交的，以便网络节点识别终端设备中的每一个的多个天线的配置参数。正交性可以通过使用时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)或频分多址(FDMA)技术或其组合来实现。

在MIMO系统使用时分多址(TDMA)或频分多址(FDMA)的情况下，每个终端设备可以在专门分配的资源(例如由其在一帧内的时隙和频率范围定义，即时间-频率无线电资源)中传输导频信号。例如，根据LTE(长期演进)技术和标准的系统支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式二者。虽然FDD利用由双工频隙分开的上行链路(UL)传输和下行链路(DL)传输的成对频谱，但是TDD将一个频率载波分成交替的时间段，用于从网络节点到终端设备的传输，反之亦然，用于从终端设备到网络节点的传输。两种模式在LTE中具有它们自己的帧结构，并且这些帧结构彼此对齐，这意味着可以在网络节点和终端设备中使用类似的硬件以允许规模经济。LTE传输在时域中被构造在无线电帧中。这些无线电帧中的每一个是10ms长，并且包括10个子帧，每个子帧1ms。频域中的正交频分多址(OFDMA)子载波间隔是15kHz。在0.5ms时隙期间一起分配的这些子载波中的十二个被称为资源块。每个资源块可以包含多个资源元素。LTE终端设备可以在下行链路或上行链路中在一个子帧(1ms)期间被分配最少两个资源块。由其时隙和子载波集合定义的资源块是可被分配给终端设备或用户的最小资源单元。这种资源块可以称为时间-频率无线电资源。经由多个连续帧中的资源块传输的数据也被称为“流”。导频信号的正交性可以通过分配不同的资源来实现。

上行链路导频信号可由网络节点的天线接收并由网络节点分析，例如由用于对上行链路无线电信道进行信道探测的特定逻辑单元分析。反之亦然，网络节点可以在所分配的资源中向终端设备传输下行链路导频信号，用于对下行链路无线电信道进行信道探测。终端设备可以在传输其导频信号的时隙和频率范围有时被称为传输帧的导频部分。帧的剩余时隙和频率范围可用于下行链路(DL)和上行链路(UL)数据和控制传输。在网络节点的多个天线处接收到的导频信号例如由相应的网络节点逻辑单元分析。作为该分析的结果，可以获得关于终端设备与网络节点的多个天线之间的无线电信道的无线电信道特性的信息。网络节点可以使用分析结果来确定用于经由天线向各个终端设备传输信号以及用于经由天线从各个终端设备接收信号的配置参数。例如，基于所接收的上行链路导频信号，可以获得接收配置参数，并且可以基于互易性来获得传输配置参数。因此，可以避免下行链路导频信令。接收配置参数也称为均衡器配置，而传输配置参数也称为传输预编码。

由于终端设备与网络节点之间的无线电信道的无线电信道特性可能随时间变化，因此导频信令通常在至少所谓的相干时间之后重复，相干时间指示信道特性被认为或假定为不变的持续时间。同样，由于有效载荷数据的传输可以使用大的频率范围，对于有效载荷数据传输的每个相干带宽，可以提供相应的导频信号来分析相干带宽内的信道特性。相干带宽是信道被认为是“平坦”的频率范围的统计测量，或者换句话说，是信号的两个频率可能经历相当的或相关的幅度衰减的近似最大带宽。

总之，(大规模)MIMO在频谱效率方面可能是有利的。它使得多个用户能够同时使用相同的时间和频率资源。然而，性能可能受到相干块大小(这是相干时间和相干带宽的组合)的限制，因为每个相干块需要每个流的导频信号。导频信号是稀缺资源，因为它们需要在时间和/或频率和/或编码(CDMA)域中正交，因此成为可能限制频谱效率的开销。

为了节约导频信号传输所需的资源，终端设备可以使用多个天线和相干块大小内的上述传输配置参数来传输导频信号，使得多个终端设备可以使用相同的资源。换句话说，使用传输预编码来传输导频信号。因此，网络节点可以区分从不同终端设备接收到的导频信号，并且可以基于所接收的导频信号为每个终端设备适配其接收配置参数。基于接收配置参数，网络节点可以基于互易性来获得或适配相应的传输配置参数(即，假设在一个方向上使用某个传输预编码的传输显示出与在另一方向上使用对应于传输预编码的均衡器配置的另一传输相似的无线电信道特性，例如，对于天线元件使用类似的或缩放的幅度和相位)。此外，代替从网络节点向终端设备传输导频信号，网络节点可以使用多个天线和上述传输配置参数来传输有效载荷数据，并且进行接收的终端设备可以通过优化增益和信噪比来适配其接收配置参数。基于如此确定的接收配置参数，终端设备可以基于互易性来获得或适配其相应的传输配置参数。

已经发现，互易性的假设并不总是准确的。于是，MIMO传输的可靠性可能受损。

发明内容

鉴于以上所述，在本领域中需要增强MIMO传输。

根据本发明，该目的通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求限定了本发明的实施方式。

本文描述的各种示例基于以下发现：可能违反互易性假设的条件是当无线电信道中存在干扰时，该干扰可能实质上仅干扰一个方向，例如仅干扰终端设备处的接收方向。这里描述的技术即使在存在信道干扰的情况下也有助于可靠的MIMO传输。

在下面的描述中，将使用术语“资源”。特别是在TDD和FDD技术中，资源可以表示“时间-频率无线电资源”。关于LTE技术，时间-频率无线电资源可以涉及至少一个资源块，因此其特征在于时隙及其子载波的频率范围。具体地，关于LTE技术并且根据本发明，时间-频率无线电资源可以涉及预定相干带宽和/或相干时间内的多个资源块。例如，多个资源块可以包括帧或一些后续帧内以及预定频率范围内(例如1到5MHz范围内的相干带宽内)的资源块。

此外，在以下描述中，将使用术语“传输预编码”和“均衡器配置”。传输预编码可以包括通信设备(例如终端设备或网络节点)的多个天线元件中的每个天线元件的相位和增益或幅度的定义。当经由相应的天线元件传输无线电通信信号(例如无线电有效载荷信号、无线电控制信号或无线电导频信号)时，使用相位和增益或幅度。因此，使用相位和增益或幅度传输的无线电信号将被指定为“预编码信号”。在本领域中，这种预编码信号有时也被指定为波束成形信号。均衡器配置可以包括通信设备(例如终端设备或网络节点)的多个天线元件中的每个天线元件的相位和增益或加权的定义。当经由相应的天线元件接收无线电通信信号(例如无线电有效载荷信号、无线电控制信号或无线电导频信号)时，使用相位和增益或加权。在本领域中，均衡器配置也被称为“接收预编码”，并且可以被认为是对经由多个天线元件接收到的无线电通信信号的滤波。

根据各种示例，提供了一种包括第一节点和第二节点的MIMO通信系统。要由第一节点用于从第一节点向第二节点传输的传输预编码不是(例如，完全地)由第一节点本身确定或生成的，而是至少部分地由第二节点确定或生成的，并且被用信号通知给第一节点。举例来说，对可被用于确定或生成传输预编码的数据进行编码的相应传输预编码信息被用信号通知给第一节点。另选地或附加地，可能的是，由第一节点用于从第二节点接收的接收均衡器不是(例如，完全地)由第一节点本身确定或生成的，而是由第二节点确定或生成的，然后用信号通知给第一节点。例如，对可被用于确定接收均衡器的数据进行编码的相应接收均衡信息编码数据被用信号通知给第一节点。

此类传输预编码信息和/或接收均衡器信息可直接且明确地指示传输预编码和/或接收均衡，或可隐含地指示传输预编码和/或接收均衡，使得使用某些额外逻辑单元来取得传输预编码和/或接收均衡。

例如，第一节点可以由终端设备实现，并且第二节点可以由网络节点实现；例如，对于副链路通信、对等通信等，可以想到其他场景。

为了实现这一点，可以将由第一节点看到的某些无线电信道属性传送到第二节点。通信可以是显式的或隐式的。例如，可以将干扰和信道的量度传送到第二节点。这可以包括传输和接收上行链路导频信号，例如原始上行链路导频信号。此外，可以传输在MIMO信道的空间中定义的相应矩阵的显式或隐式或压缩指示。

因此，在某种程度上，第一节点的MIMO操作可以说是由第二节点远程控制的。

根据本发明，提供了一种操作无线多输入多输出(MIMO)系统的设备的方法。该设备可以包括例如像移动电话的终端设备，特别是所谓的智能电话、平板PC或物联网(IoT)设备。然而，该方法不限于终端设备，而是还可以与MIMO系统的基站、中继设备或接入设备结合使用。无线MIMO系统可以包括例如由3GPP定义的蜂窝长期演进(LTE)系统或5G新无线电(NR)。MIMO系统提供所述设备与MIMO系统的网络节点之间的无线通信。网络节点可以包括例如MIMO系统的基站或接入设备，例如LTE系统中的eNB或5G NR系统中的gNB。

根据该方法，从所述设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件，在正交资源中向网络节点传输相应的原始导频信号。多个天线元件也称为天线阵列。这意味着从每个天线元件传输原始导频信号。原始导频信号可以一个接一个地从天线元件依次传输，即，首先，在多个天线元件中的其余天线元件静默的同时从第一天线元件传输原始导频信号，然后在多个天线元件中的其余天线元件静默的同时从第二天线元件传输原始导频信号，并且然后在多个天线元件中的其余天线元件静默的同时从第三天线元件传输原始导频信号，等等。这一直持续，直到多个天线元件中的其余天线元件静默的同时从多个天线元件中的最后一个天线元件传输原始导频信号。原始导频信号可以同时从多个天线元件传输，即，从第一天线元件传输原始导频信号，同时从第二天线元件传输原始导频信号，同时从第三天线元件传输原始，等等。也可以部分同时地和部分依次地传输原始导频信号。

作为一般规则，“原始”导频信号可以是在没有预编码的情况下传输的导频信号，即，从一个天线元件传输的导频信号，相对于从其它天线元件传输的导频信号没有特定相位。作为另外的一般规则，发起者节点(例如，设备)传输原始导频信号的相位可以为接收节点(例如，网络节点)所知。例如，原始导频信号可以具有关于由设备和网络节点共享的定时方案的特定相位。基于定时方案，网络节点可以确定由经由设备与网络节点之间的无线电信道的传输引起的延迟或相位偏移。“原始”导频信号的幅度可以为网络节点所知，或者至少从终端设备的不同天线元件传输的幅度之间的关系可以为网络节点所知。特别地，当从终端设备的不同天线元件传输原始导频信号时，可以使用相同的幅度。

原始导频信号可以被配置为使得网络节点可以基于接收到的原始导频信号来估计下行链路信道矩阵。相反，“预编码导频信号”可以编码关于下行链路预编码的信息，并且因此可以不用于估计下行链路信道矩阵。

为了实现正交，可以在相应的专用时间-频率资源中传输各个原始导频信号。

此外，根据该方法，向网络节点传输指示干扰的协方差矩阵的消息。干扰的协方差矩阵基于干扰无线通信的干扰信号的。例如，所述设备可以在所述设备的多个天线处接收干扰信号，并且可以分析所接收的干扰信号以确定干扰的协方差矩阵。例如，干扰信号可以来自干扰源(例如工作在MIMO系统中或工作在另一无线通信系统中的另一终端设备、接入点、中继站或基站)，或者干扰信号可以来自在MIMO系统中用于无线通信的频率范围的至少一部分中传输无线电信号的任何其它干扰源。干扰信号可以在设备的接收方向上干扰网络节点与设备之间的通信。确定将由设备用于从网络节点接收通信信号的均衡器配置。所述均衡器配置是基于干扰的协方差矩阵确定的。例如，基于干扰的协方差矩阵，设备可以计算使干扰信号衰减或无效的均衡器配置。该设备可以使用均衡器配置从网络节点接收无线电通信信号，使得在从网络节点接收无线电通信信号时可以减少来自干扰信号的干扰。

此外，根据该方法，从网络节点接收指示传输预编码信息的消息。传输预编码信息是由网络节点基于来自设备的原始导频信号确定的。基于所述传输预编码信息，所述设备确定将由所述设备用于向所述网络节点传输通信信号的传输预编码。传输预编码可以用于从设备向网络节点传输有效载荷和/或控制信息。传输预编码可用于从设备到网络节点的所有其它有效负载和控制传输，直到确定新的或更新的传输预编码为止。传输预编码可以定期更新，或者根据来自网络节点的请求(例如在检测到信号退化时)来更新。

该方法可以包括检测对无线通信造成干扰的干扰信号，并且基于该干扰信号来确定干扰的协方差矩阵。例如，干扰可以被认为是有色热噪声。可以为多天线设备确定噪声加干扰分布，并且可以基于噪声加干扰分布和热噪声来确定干扰的协方差矩阵。在确定均衡器配置时考虑干扰的协方差矩阵可以减少设备的接收方向上的干扰，并因此可以改善接收。

传输预编码信息可指示Gram矩阵。传输预编码信息可包括可被解码以获得指示Gram矩阵的指示符的编码数据。例如，可以使用多比特码字来编码这种指示符。可以基于在网络节点处接收到的原始导频信号在网络节点处确定Gram矩阵。作为一般规则，Gram矩阵表示信道矩阵(表示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况)的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。可以基于所接收的原始导频信号来确定设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。例如，网络节点可以基于在网络节点的多个天线元件处接收到的原始导频信号的接收特性(幅度和相位)来计算Hermitian共轭。所述设备要使用的传输预编码是基于所述Gram矩阵确定的。特别地，可以基于原始导频信号来确定Gram矩阵并因此确定传输预编码，但是可以独立于干扰信号来确定，例如独立于干扰的协方差矩阵。因此，由设备用于将通信信号从设备传输到网络节点的传输预编码可以具有与均衡器配置不同的特性，即，传输预编码和均衡器配置可以不是互易的。因此，有利地，在接收方向上，均衡器配置考虑干扰信号，而在可能不受干扰信号影响的传输方向上，传输预编码仅考虑信道状况。

均衡器配置可以基于考虑干扰的协方差矩阵和附加的Gram矩阵来确定。

有时或在某些条件下可能需要更新传输预编码和/或均衡器配置。例如，来自每个单独的天线元件的原始导频信号的传输与来自每个单独的天线元件的原始导频的另一传输之间的时间间隔可以小于指示干扰的协方差矩阵的消息的传输与指示干扰的另一协方差矩阵的另一消息的另一传输之间的时间间隔。换句话说，可以比干扰的协方差矩阵更频繁地传输原始导频信号。因此，传输预编码可以比均衡器配置更频繁地更新。例如，在来自每个单独的天线元件的原始导频信号的每5到10次发射中，可以仅将干扰的协方差矩阵传输一次。用于调整或更新传输预编码和/或均衡器配置的间隔可以是短的，例如在0.5到10ms的范围内，特别是例如1ms。因此，可以为网络节点与设备之间的每个通信信道维持相干性和相应的MIMO增益。

在另外的实施方式中，在检测到干扰信号的变化时，传输指示干扰的另一协方差矩阵的另一消息。因此，只有当干扰信号改变时，才可以将干扰的协方差矩阵传输到网络节点。

根据另外的实施方式，设备可以从网络节点接收传输干扰的另一协方差矩阵的请求。在接收到该请求时，设备检测对无线通信造成干扰的干扰信号，并基于该干扰信号来确定另一干扰协方差矩阵。干扰的另一协方差矩阵在另一消息中被传输到网络节点。

在另外的实施方式中，干扰的协方差矩阵可以被定期更新并被传输到网络节点，例如在定时器期满时，例如以100ms到2秒范围内的规则间隔。

为了在网络节点中确定传输预编码信息，网络节点可考虑设备的传输能力的特性。例如，可以将指示设备的传输器配置的消息传输到网络节点。设备的配置可以包括关于可用发射机或发射机链的数量的信息，即，可同时使用的发射机的数量。每个发射机可以被指派到特定的天线元件，或者每个发射机可以被动态地指派给特定的天线元件，使得在发射机的数量小于天线元件的数量的情况下，可以以时间复用的方式向天线元件提供通信信号。

在各种示例中，经由多个天线元件同时传输原始导频信号。这可以使得网络节点能够确定并考虑接收到的原始导频信号之间的相位关系，以分析设备与网络节点之间的无线通信信道的特性。

为了同时传输多个原始导频信号，设备可以针对多个天线元件中的每个天线元件包括相应的无线电发射机。也被称为发射无线电链的无线电发射机可以包括例如被配置为放大单个通信信号的功率放大器。

在其他示例中，经由多个天线元件一个接一个地依次传输多个原始导频信号。在这种情况下，可以根据预定的定时方案来传输原始导频信号，使得网络节点可以确定并考虑原始导频信号之间的相位关系，尽管它们不是同时传输的。

在例如一个接一个地依次传输多个原始导频信号的情况下，设备可以包括数量比多个天线元件中的天线元件的数量少的无线电发射机。设备可以包括切换元件，该切换元件被配置为选择性地将至少一个无线电发射机与多个天线元件中的第一天线元件或多个天线元件中的第二天线元件联接。例如，设备可以包括切换元件和仅单个无线电发射机，该切换元件被配置为选择性地将单个无线电发射机与多个天线元件中的任一个天线元件联接。

此外，可以同时传输一些原始导频信号，并且可以经由多个天线元件依次传输一些原始导频信号。例如，在四个天线元件的情况下，首先，可以从第一天线元件传输原始导频信号，同时可以从第二天线元件传输原始导频信号，然后，可以从第三天线元件传输原始导频信号，同时可以从第四天线元件传输原始导频信号。在这种情况下，设备可以包括两个无线电发射机，这两个无线电发射机可以选择性地与第一天线元件和第二天线元件联接，或者与第三天线元件和第四天线元件连接。

总而言之，设备的“最优”传输预编码可以不由设备本身取得，而是可以在网络节点处取得并传送到设备。应当注意，网络节点还可以确定设备的均衡器配置，然后将这种配置传送给设备。例如，一旦干扰的协方差矩阵和信道矩阵被取得并且设备的配置对于网络节点是已知的，就可以确定用于上行链路和/或下行链路的传输预编码和/或均衡器配置。因此，网络可以确定配置，并且设备不需要是智能的。

然而，即使当在设备处做出某些确定(例如，设备确定要由其自身使用的上行链路预编码或下行链路均衡器)时，应当理解，该确定与网络节点处的相应确定(例如，上行链路均衡器或下行链路预编码器)相匹配。因此，存在关于在下行链路和上行链路中由网络节点和设备共同使用哪个传输模式的协议。

根据各种示例，提供了一种无线多输入多输出MIMO系统的设备。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。该设备包括控制电路。控制电路可以包括例如控制逻辑单元或处理器和控制程序。控制电路被配置为在正交资源中从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输相应的原始导频信号。控制电路还被配置为向网络节点传输指示干扰的协方差矩阵的消息。干扰的协方差矩阵是基于在设备的接收方向上干扰无线通信的干扰信号。控制电路被配置为确定将由设备用于接收来自网络节点的通信信号的均衡器配置。均衡器配置是基于干扰的协方差矩阵的。所述控制电路被配置为从所述网络节点接收指示传输预编码信息的消息。传输预编码信息由网络节点基于原始导频信号来确定。控制电路被配置为确定将由设备用于向网络节点传输通信信号的传输预编码。传输预编码是基于传输预编码信息的。

该设备可以被配置为执行上述方法及其实施方式。

根据本发明，提供了另一种操作无线多输入多输出MIMO系统的设备的方法。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。该方法包括基于干扰的协方差矩阵来确定要用于从网络节点接收通信信号的均衡器配置。干扰的协方差矩阵是基于在设备的接收方向上干扰无线通信的干扰信号的。此外，根据该方法，基于Gram矩阵和干扰的协方差矩阵来确定第一传输预编码。Gram矩阵表示信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵指示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。此外，根据该方法，从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输使用第一传输预编码的相应的预编码导频信号。预编码导频信号经由多个天线元件一个接一个地依次传输到网络节点。该设备可以仅具有单个发射机。例如，发射机可以选择性地联接到多个天线元件中的任一个，用于经由多个天线元件一个接一个地传输预编码导频信号。传输预编码导频信号可以包括例如以在第一传输预编码中定义的特定幅度传输每个导频信号。此外，传输预编码导频信号可以包括：以相对于预定定时在第一传输预编码中定义的特定相位来传输每个导频信号。因此，尽管一个接一个地传输预编码导频信号，但是网络节点能够基于预定的定时来确定每个预编码导频信号的相位。网络节点可以使用这些导频信号来确定将由网络节点用于将通信信号从网络节点传输到设备的传输预编码。在设备处确定用于向网络节点传输通信信号的第二传输预编码。第二传输预编码是基于Gram矩阵的并且不依赖于干扰的协方差矩阵。因此，假设干扰信号实质上仅干扰设备的接收方向，则第一传输预编码有助于考虑了干扰信号的预编码导频信号的传输，使得网络节点可以配置要由网络节点用于从网络节点向设备传输通信信号的传输预编码，使得传输预编码被优化并适合于设备的接收方向上的均衡器配置。因此，考虑到干扰信号，优化了从网络节点到设备的通信信号传输。在相反的方向(从设备到网络节点)上，设备使用独立于干扰信号而确定的第二传输预编码，因为干扰信号基本上不影响从设备到网络节点的通信。在设备仅包括单个发射机的情况下，第二传输预编码可以定义多个天线中用于向网络节点传输通信信号的一个天线元件。

该方法可以包括检测干扰无线通信的干扰信号，并且基于该干扰信号来确定干扰的协方差矩阵。例如，干扰可以被认为是有色热噪声。可以为多天线设备确定噪声加干扰分布，并且可以基于噪声加干扰分布和热噪声来确定干扰的协方差矩阵。在确定均衡器配置时考虑干扰的协方差矩阵可以减少设备的接收方向上的干扰，并因此可以改善接收。

均衡器配置还可以基于第一传输预编码，例如基于互易性。因此，网络节点与设备之间的无线通信信道的信道特性也被包括在均衡器配置中，从而改善接收。

在各种实施方式中，第二传输预编码可以使基于设备的发射机配置的。设备的发射机配置可以指定例如设备的发射机或发射机链的数量，即，发射机配置可以指示可以从设备的多个天线同时传输的无线电信号的数量。

所述设备可以包括数量比多个天线元件中的天线元件的数量少的无线电发射机。所述设备可以包括切换元件，该切换元件被配置为选择性地将至少一个无线电发射机与多个天线元件中的第一天线元件或多个天线元件中的第二天线元件联接。例如，所述设备可以包括切换元件和仅单个无线电发射机，该切换元件被配置为选择性地将单个无线电发射机选择性地与多个天线元件中的任一个联接。

根据各种示例，该方法还可以包括从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输原始导频信号。原始导频信号经由多个天线元件一个接一个地单独发射。网络节点可以基于接收到的原始导频信号来确定Gram矩阵，并且可以将Gram矩阵传输到所述设备。所述Gram矩阵是在所述设备处从所述网络节点接收到的。

因此，预编码导频信号可由网络节点用于确定将由网络节点用于将通信信号从网络节点传输到所述设备的传输预编码。网络节点可以使用原始导频信号来确定网络节点的用于从设备接收通信信号的均衡器配置。此外，由设备用于将通信信号从设备传输到网络节点的第二传输预编码可以是基于Gram矩阵的，Gram矩阵又是基于原始导频信号的。

在另外的示例中，该方法包括在设备的多个天线元件处从网络节点接收通信信号。通信信号可以包括来自网络节点的有效载荷或控制通信信号，特别是可以使用基于预编码导频信号在网络节点处确定的传输预编码来传输的信号。基于在多个天线处从网络节点接收到的通信信号，设备可以确定Gram矩阵，例如通过基于均衡器配置中的相位和增益的自适应来估计网络节点与设备之间的无线电信道的信道特性，以便优化从网络节点接收到的通信信号的功率和信噪比。

此外，提供了一种无线多输入多输出MIMO系统的设备。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。该设备包括控制电路，控制电路被配置为基于干扰的协方差矩阵来确定要用于从网络节点接收通信信号的均衡器配置。干扰的协方差矩阵是基于在设备的接收方向上干扰无线通信的干扰信号。此外，控制电路被配置为基于Gram矩阵和干扰的协方差矩阵来确定第一传输预编码。Gram矩阵表示信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭，信道矩阵表示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。控制电路被配置为使用第一传输预编码从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输相应的预编码导频信号。预编码导频信号经由多个天线元件一个接一个地依次传输。该设备可以仅包括用于传输预编码导频信号的单个发射机。单个发射机能够经由例如切换元件选择性地联接到多个天线元件中的每一个。网络节点可以使用接收到的预编码导频信号来确定要由网络节点用于将通信信号从网络节点传输到设备的传输预编码。控制电路还被配置为确定用于向网络节点传输通信信号的第二传输预编码。第二传输预编码是基于Gram矩阵的并且不依赖于干扰的协方差矩阵。

该设备可以被配置为执行上述方法及其实施方式。

根据各种示例，提供了操作无线多输入多输出MIMO系统的设备的另一方法。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。该方法包括基于干扰的协方差矩阵来确定均衡器配置。均衡器配置将由所述设备用于从网络节点接收通信信号。干扰的协方差矩阵是基于在设备的接收方向上干扰无线通信的干扰信号的。

此外，根据该方法，基于干扰的协方差矩阵来确定第一传输预编码。可另外基于Gram矩阵来确定第一传输预编码。此外，根据该方法，使用第一传输预编码从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输相应的第一预编码导频信号。第一预编码导频信号经由多个天线元件被同时传输到网络节点。传输第一预编码导频信号可以包括例如以在第一传输预编码中定义的特定幅度来传输每个导频信号。此外，传输第一预编码导频信号可以包括：以相对于其他导频信号的相位的特定相位来传输每个导频信号。在第一传输预编码中定义每个导频信号的相位。网络节点可以使用这些第一导频信号来确定网络节点用于将通信信号从网络节点传输到设备的传输预编码。因此，网络节点所使用的传输预编码与设备的均衡器配置对准，因此网络节点使用的传输预编码和设备的均衡器配置二者都考虑干扰信号。换言之，假设干扰信号基本上仅干扰设备的接收方向，则第一传输预编码有助于考虑了干扰信号的预编码导频信号的传输，使得网络节点可以配置要由网络节点用于从网络节点向设备传输通信信号的传输预编码，使得传输预编码被优化并适合于设备的接收方向上的均衡器配置。因此，考虑到干扰信号，优化了从网络节点到设备的通信信号传输。

确定用于将通信信号从设备传输到网络节点的第二传输预编码。第二传输预编码基于Gram矩阵并且独立于干扰的协方差矩阵。根据该方法，使用第二传输预编码从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输相应的第二预编码导频信号。第二预编码导频信号可以从设备的多个天线元件同时传输。第二预编码导频信号可以由网络节点接收。基于第二预编码导频信号，网络节点可以确定在从设备接收通信信号时要使用的均衡器配置。此外，第二传输预编码可以由设备用于向网络节点传输通信信号。因此，在相反的方向(即，从设备到网络节点)上，设备使用独立于干扰信号而确定的第二传输预编码，因为干扰信号基本上不影响从设备到网络节点的通信。网络节点用于从设备接收通信信号的均衡器配置与第二传输预编码对准，使得可以改善接收。

Gram矩阵表示信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵表示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。可以由网络节点基于例如来自设备的原始导频信号来确定Gram矩阵，这将在下面更详细地描述。可以假设Gram矩阵仅缓慢地改变，使得与传输第一和/或第二导频信号相比，Gram矩阵的更新可以较不频繁地执行。由网络节点确定的Gram矩阵可以在控制消息中从网络节点传送到设备。

总而言之，在上行链路中传输的原始导频信号可以有助于网络节点估计信道矩阵和Gram矩阵。在上行链路中传输的第一预编码导频信号可以有助于网络节点基于干扰的协方差矩阵来估计网络节点所使用的下行链路传输预编码。在上行链路中传输的第二预编码导频信号可以有助于估计网络节点使用的上行链路均衡器配置。

特别地，被设备用于向网络节点传输通信信号的第二传输预编码可以被确定为与设备处的天线元件相关的向量x。向量x具有对应于每个天线元件的向量项。在此上下文中，向量x也被称为波束成形向量。向量x可以被确定为以下的解：

其中，G＝HH^H，并且H表示信道矩阵。该表达式表示，令Wp是使该表达式最大化的x。G是Gram矩阵，H^H是H的Hermitian共轭。

被设备用于从网络节点接收通信信号的均衡器配置可以被确定为与设备处的天线元件相关的矢量y。向量y具有对应于每个天线元件的向量项。向量y可以被确定为以下的解：

W_e可以是使表达式最大化的y。

该方法可以包括检测干扰无线通信的干扰信号，并且基于该干扰信号来确定干扰的协方差矩阵。例如，干扰可以被认为是有色热噪声。可以为多天线设备确定噪声加干扰分布，并且可以基于噪声加干扰分布和热噪声来确定干扰的协方差矩阵。在确定均衡器配置时考虑干扰的协方差矩阵可以减少设备的接收方向上的干扰，并因此可以改善接收。

设备所使用的均衡器配置可另外基于第一传输预编码，例如基于互易性。因此，网络节点与设备之间的无线通信信道的信道特性也被包括在均衡器配置中，从而改善接收。

如上所述，该方法还可以包括从设备的多个天线元件中的每个单独的天线元件传输原始导频信号。原始导频信号可以经由多个天线元件同时传输。网络节点可以基于接收到的原始导频信号来确定Gram矩阵，并且可以例如在控制消息中将Gram矩阵传输到设备。所述Gram矩阵是在所述设备处从所述网络节点接收到的。

因此，第一预编码导频信号可以由网络节点用于确定要由网络节点用于将通信信号从网络节点传输到设备的传输预编码。网络节点可以使用原始导频信号来确定网络节点的用于从设备接收通信信号的均衡器配置。此外，由设备用于将通信信号从设备传输到网络节点的第二传输预编码可以是基于Gram矩阵的，Gram矩阵又基于原始导频信号。

根据其它示例，提供了一种无线多输入多输出MIMO系统的设备。该设备可以被配置为执行上述方法及其实施方式。

根据本发明，提供了一种操作无线多输入多输出MIMO系统的网络节点的方法。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。网络节点可以包括例如基站，并且可以被配置为根据所谓的长期演进(LTE)蜂窝通信网络标准进行通信。例如，网络节点可以包括如LTE中定义的eNB或如5G NR中定义的gNB。然而，在各种示例中，网络节点可以包括终端设备，例如移动电话，例如所谓的智能电话，例如在终端设备包括网络节点功能的副链路或热点场景中。附加地或另选地，本发明的网络节点可以被配置用于例如根据IEEE806.11标准的无线局域网(WLAN)中的通信。附加地或另选地，网络节点可以充当例如办公楼或机场或3GPP NR中的协调接入点(AP)。

该方法包括在网络节点的多个天线处从设备接收正交资源中的多个原始导频信号。虽然网络节点可能没有识别出导频信号是原始导频信号(即，导频信号是在没有特定预编码的情况下传输的)，但是网络节点可能仍然知道它们是原始导频信号，并且可以如下面所描述的那样相应地处理原始导频信号。基于传输导频信号的资源或基于在协议过程中接收导频信号的定时，网络节点可以知道导频信号是原始导频信号。此外，根据该方法，从设备接收指示干扰的协方差矩阵的消息。干扰的协方差矩阵是由设备基于检测到干扰无线通信的干扰信号确定的。基于多个原始导频信号和干扰协方差矩阵，确定将由网络节点用于向设备传输通信信号的传输预编码。

所述方法还包括将指示传输预编码信息的消息传输到所述设备。传输预编码信息指示将由所述设备用于向网络节点传输通信信号的传输预编码。传输预编码信息是基于多个原始导频信号的。例如，网络节点可以基于多个原始导频信号来确定指示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况的信道矩阵。基于信道矩阵，网络节点可以确定传输预编码信息。因此，网络节点可确定将由设备使用的传输预编码，并且可基于所述传输预编码来确定传输预编码信息。可由网络节点确定将由设备使用的传输预编码，使得其独立于干扰的协方差矩阵。传输预编码信息可直接或间接指示将由设备使用的传输预编码，如下文将更详细描述的。基于所述传输预编码信息，所述设备可提取或重构将由所述设备使用的传输预编码。此外，根据该方法，确定网络节点用于从设备接收通信信号的均衡器配置。均衡器配置是基于多个原始导频信号的。可以确定网络节点用于从设备接收通信信号的均衡器配置，使得它独立于干扰的协方差矩阵。

根据各种示例，该方法包括基于信道矩阵来确定Gram矩阵。Gram矩阵表示信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵指示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。传输预编码信息可以指示Gram矩阵。通过在传输预编码信息中提供Gram矩阵，设备可以基于Gram矩阵来确定要由设备用于从设备向网络节点传输通信信号的相应传输预编码。

可能希望网络节点对由网络节点用于将通信信号传输到设备中的传输预编码进行更新。为了实现这一点，网络节点可以向设备传输用于传输另一干扰协方差矩阵的请求，该另一干扰协方差矩阵已经由设备根据当前干扰信号进行了更新。响应于该请求，网络节点可以接收指示干扰的另一协方差矩阵的另一消息。

在各种示例中，该方法可以包括接收指示设备的发射机配置的消息。设备的发射机配置可以指示设备中可用的发射机的数量。设备中可用的发射机的数量可以限制设备可以同时从该设备向网络节点传输预编码通信信号的天线元件的数量。网络节点基于发射机配置来确定指示将由设备使用的传输预编码的传输预编码信息。举例来说，在设备包括比天线元件少的发射器的情况下，网络节点可在传输预编码信息中指示哪些天线元件将被包括在传输预编码中。在设备仅包括单个发射机的情况下，网络节点可以在传输预编码信息中指示哪个天线元件将被用于从设备向网络节点传输通信信号。

根据各种示例，经由网络节点的多个天线元件同时接收多个原始导频信号。对于每个原始导频信号，确定相应的幅度。另外，为每个原始导频信号确定相应的相位。可以相对于预定定时来确定原始导频信号的相位。附加地或另选地，可以相对于其它原始导频信号的相位来确定原始导频信号的相位，例如可以确定原始导频信号之间的相位差。结果，对于每个原始导频信号，确定相应的相位和相应的幅度。然而，同时接收多个原始导频信号要求所述设备提供至少与天线元件数量相同数量的发射机。

在所述设备提供数量比天线元件数量少的发射机的情况下，可以一个接一个地依次接收原始导频信号。网络节点可以为每个原始导频信号确定相应的幅度。此外，网络节点可以确定每个原始导频信号相对于预定定时的相应相位。通过参考预定定时，可以确定由不同传播延迟和不同传播路径产生的原始导频信号之间的相位差，尽管原始导频信号是一个接一个地依次传输的。

原始导频信号的相位或相位差以及原始导频信号的幅度可用于确定设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况，从而确定信道矩阵和Gram矩阵。

提供了一种无线多输入多输出MIMO系统的网络节点，该网络节点包括控制电路。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。控制电路被配置为在网络节点的多个天线处接收来自MIMO系统的设备的正交资源中的多个原始导频信号。控制电路还被配置为从设备接收指示干扰的协方差矩阵的消息。干扰的协方差矩阵是由设备基于检测到干扰无线通信的干扰信号确定的。控制电路被配置为确定将由网络节点用于向设备传输通信信号的传输预编码。传输预编码是基于多个原始导频信号和干扰的协方差矩阵的。此外，所述控制电路被配置为向所述设备传输指示传输预编码信息的消息。传输预编码信息指示将由设备用于向网络节点传输通信信号的传输预编码。传输预编码信息是基于多个原始导频信号的。在传输预编码信息中指示的用于所述设备的传输预编码可以由网络节点独立于干扰的协方差矩阵来确定。此外，控制电路被配置为确定将由网络节点用于从设备接收通信信号的均衡器配置。均衡器配置是基于多个原始导频信号的。

网络节点可以被配置为执行上述方法及其实施方式。

根据其它示例，提供了一种操作无线多输入多输出MIMO系统的网络节点的方法。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。该方法包括在网络节点的多个天线处接收一个接一个地依次传输的多个导频信号。导频信号可使用传输预编码从设备传输，所述传输预编码考虑了在所述设备的接收方向上干扰网络节点与设备之间的通信的干扰信号。因此，多个导频信号可以被认为是多个预编码导频信号。对于每个导频信号，确定相应的幅度，并且还确定相对于预定定时的相应相位。此外，该方法包括基于导频信号的幅度和相位来确定要由网络节点使用的传输预编码。传输预编码可以由网络节点用于向设备传输通信信号。应注意，在使用传输预编码从网络节点向设备传输通信信号时，网络节点使用的传输预编码也考虑干扰信号。

在各种示例中，该方法包括在网络节点的多个天线处接收多个原始导频信号。原始导频信号可以包括从设备的多个天线一个接一个依次传输的导频信号。基于多个原始导频信号，网络节点确定将由网络节点用于从设备接收通信信号的均衡器配置。

根据各种示例，该方法还包括基于原始导频信号来确定Gram矩阵。Gram矩阵表示或包括信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵指示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。网络节点将Gram矩阵传输到设备。基于Gram矩阵，设备可以确定传输预编码，该传输预编码由设备用于将通信信号从设备传输到网络节点。

提供了一种无线多输入多输出MIMO系统的网络节点，该网络节点包括控制电路。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。控制电路被配置为在网络节点的多个天线处接收从设备一个接一个依次传输的多个导频信号。导频信号可使用传输预编码从所述设备传输，所述传输预编码考虑了在设备的接收方向上干扰网络节点与设备之间的通信的干扰信号。对于每个导频信号，确定相应的幅度。对于每个导频信号，确定相对于预定定时的相应相位。基于导频信号的幅度和相位来确定传输预编码。

网络节点可以被配置为执行上述方法及其实施方式。

根据各种示例，提供了操作无线多输入多输出MIMO系统的网络节点的另一方法。MIMO系统提供MIMO系统的设备与网络节点之间的无线通信。该方法包括在网络节点的多个天线处接收从设备的多个天线元件同时传输的多个第一导频信号。对于多个第一导频信号中的每个导频信号，确定相应的幅度，并且对于多个第一导频信号中的每个导频信号，确定相应的相位。第一导频信号是由设备使用基于干扰的协方差矩阵确定的第一传输预编码传输的。干扰的协方差矩阵是基于在设备的接收方向上干扰无线通信的干扰信号的。该方法还包括基于第一导频信号的幅度和相位来确定传输预编码。网络节点可以使用传输预编码来将通信信号从网络节点传输到设备。

在各种实施方式中，该方法可以包括在网络节点的多个天线元件处从设备接收多个第二导频信号。第二导频信号可以使用第二传输预编码从设备传输。第二传输预编码可以是基于Gram矩阵的，并且可以独立于干扰的协方差矩阵。第二预编码导频信号可以从设备的多个天线元件同时传输。基于第二导频信号，网络节点可以确定在从设备接收通信信号时要使用的均衡器配置。

Gram矩阵表示信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵表示设备与网络节点之间的无线通信信道的信道状况。Gram矩阵可以由网络节点基于例如来自设备的原始导频信号来确定。例如，网络节点可以在网络节点的多个天线元件处接收从设备传输的原始导频信号。原始导频信号可经由设备的多个天线元件同时传输。网络节点可以基于接收到的原始导频信号来确定Gram矩阵，并且可以例如在控制消息中将Gram矩阵传输到设备。

根据其他示例，提供了一种无线多输入多输出MIMO系统的网络节点。网络节点可以被配置为执行上述方法及其实施方式。

本发明的设备(例如网络节点和/或设备)可以被配置为根据所谓的长期演进(LTE)蜂窝通信网络标准进行通信。所述设备可以包括移动电话，例如所谓的智能电话。附加地或另选地，本发明的设备可以被配置用于例如根据IEEE 806.11标准的无线局域网(WLAN)中的通信。MIMO也可以由例如WLAN环境中的网络节点支持，例如在基站中。附加地或另选地，网络节点可以充当例如办公楼或机场或3GPP NR中的协调接入点(AP)。

根据实施方式，MIMO系统可以是大规模MIMO系统。所述设备可以包括多于十个天线元件，例如几十个天线元件或者甚至超过100或1000个天线元件，以传输和接收信号。此外，网络节点的天线元件可以是分布式的。多个天线元件可以包括位于彼此远离的几个位置的几个子集。若干子集可以以协作MIMO方式彼此交互。

根据本发明的MIMO系统包括至少一个上述网络节点和至少一个上述设备。

总而言之，上述方法和设备使得能够确定网络节点和设备中的传输预编码和均衡器配置，该设备考虑了来自干扰信号的干扰信号，该干扰信号基本上仅影响设备的接收方向。特别地，所得到的将由设备使用的均衡器配置考虑了干扰信号，使得干扰信号基本上通过均衡器配置衰减或变得无效。例如，可以确定设备的均衡器配置，使得接收特性对干扰源方向上的信号不敏感。网络节点所使用的传输预编码适应于设备所使用的均衡器配置。在基本上不受干扰信号影响的相反传输方向上，要由设备使用的传输预编码不考虑干扰信号。要由网络节点使用的均衡器配置适合于要由设备使用的传输预编码。因此，在两个方向上，可以改善传输。

作为一般规则，例如在干扰信号实质上影响网络节点的接收方向的情况下，可以交换网络节点和设备的角色。此外，网络节点和设备都可以代表在MIMO系统中工作的终端设备，例如使用所谓的副链路通信。

尽管以上概述和以下详细描述中的具体特征是结合本发明的具体实施方案和方面来描述的，但应理解，示例性实施方案和方面的特征可彼此组合，除非另外具体指出。特别地，在设备是检测干扰信号并传输导频信号使得网络节点可以建立不同于均衡器配置的传输预编码的设备的几个示例中，角色的分配可以转变，使得网络节点检测干扰信号并传输导频信号，使得设备可以建立不同于均衡器配置的传输预编码。

附图说明

将参照附图更详细地描述本发明的实施方式。

图1和图2示意性地示出了根据本发明实施方式的包括网络节点和设备的MIMO系统。

图3示出了根据本发明实施方式的设备。

图4示出了根据本发明其它实施方式的设备。

图5到图7示出了根据本发明实施方式的由设备执行的方法和由网络节点执行的方法的流程图。

图8和图9示出了根据本发明的其他实施方式的由设备执行的方法和由网络节点执行的方法的流程图。

图10和图11示出了根据各种示例的由设备执行的方法和由网络节点执行的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明的示例性实施方式。应当理解，除非另外具体指出，否则本文所述的各种示例性实施方式的特征可以彼此组合。图中所示的部件或设备之间的任何耦合可以是直接或间接联接，除非另外特别指出。

多输入多输出(MIMO)系统(特别是大规模MIMO系统)可以使用TDD以及FDD。TDD提供了在(大规模)MIMO系统中使用互易性的可能性，例如对于5G NR中的FR1和FR2。在5G NR中，频率范围1(FR1)可以包括6GHz以下的频带，而频率范围2(FR2)可以包括从24.25GHz到52.6GHz的频带。与FDD系统相比，TDD系统的固有问题是干扰。例如，在下行链路(DL)期间，TDD系统中的终端设备(用户设备，UE)可能经历来自其它UE的减敏(desensitization)，除非UL和DL在小区间和小区内都被同步。这是具有挑战性的，并且存在无法完全满足的情况。由于在UE侧引入了阵列天线，FR2系统中的情况稍好。所得到的波束成形改善了网络节点(例如接入节点)方向上的天线增益，并且同时衰减了来自其它方向的干扰。

对于TDD系统，可能希望在DL通信期间保持低干扰。如果存在干扰，则终端设备将经历减敏，并且网络节点需要增加功率，或者链路可能丢失。增加网络节点处的功率可能是有问题的，因为对其它终端设备的总干扰水平将增加，导致系统吞吐量降低。另一种方法是终端利用它的多个天线(至少在接收图案(received pattern)中)在干扰源的方向上产生空值(null)，从而增加信号对干扰和噪声比(SINR)。干扰通常被认为是有色噪声。如果可以确定噪声加干扰分布，则可以减轻干扰并改善接收。噪声加干扰分布与高斯噪声和干扰之比有关，这可以在噪声加干扰协方差矩阵中描述。例如，在MIMO系统中，对于每个资源元素，可以确定对应的噪声加干扰协方差矩阵，并且“分布”定义了所有这些矩阵的底层结构。

例如，多天线终端设备的噪声加干扰分布可以由(I*N₀+R)给出，其中，R是干扰的协方差矩阵，N₀是热噪声，I是单位矩阵，即沿着对角线具有1的适当大小的对角线矩阵。当I与标量N₀相乘时，获得沿对角线具有N₀的对角矩阵。适当的大小意味着与R相同的大小。

终端设备可以估计N₀的值，并且可以确定(I*N₀+R)。

图1示意性地示出了无线多输入多输出(MIMO)系统10，MIMO系统10包括网络节点20(例如基站)和网络设备30(例如终端设备)。MIMO系统10可以包括多个另外的网络设备，这些网络设备由网络节点20提供服务，但是为了清楚起见在图中未示出。网络节点20包括天线阵列22，天线阵列22包括多个天线元件，其中的三个天线元件由附图标记23至25表示。网络节点20可以具有大量的天线元件23至25，例如几十个或超过一百个或一千个天线元件。天线元件23至25可以以二维或三维空间阵列布置在载体上。网络节点20还包括用于天线元件23至25的相关收发器。多个天线元件也可以在空间上分布到不同的位置，例如在协作MIMO中。几个网络节点也可能在协作MIMO中交互，其中多个天线元件分布在各个位置上。

网络节点20被配置为分析在多个天线元件23至25处从终端设备30接收到的导频信号，以确定多个天线元件23至25与终端设备30之间的无线电信号传输的信道特性。为了说明，网络节点20的控制电路21可以被配置为基于由多个天线元件23至25从终端设备接收到的导频信号来确定覆盖区矩阵(footprint matrix)。在发射无线电信号到终端设备30时，控制电路21可以使用覆盖区矩阵来控制多个天线元件23到25。控制电路21可以计算足迹矩阵的Hermitian共轭，以确定由多个天线元件23至25中的每一个传输的无线电信号的时间延迟和幅度，以将无线电能量聚焦在终端设备30所在的扇区中。控制可以以这样的方式执行，即，无线电能量的聚焦不仅根据方向来执行，而且根据离网络节点20的距离来执行。由多个天线元件23至25按照上述方式传输的以单独指派给每个天线元件的延迟和幅度的无线电信号被称为“预编码无线电信号”。用于向每个天线元件指派延迟和幅度的参数集被称为“传输预编码”。该传输预编码使得网络节点20能够使用相同的时间和频率资源同时与多个终端设备通信，因为多个终端设备通过空间多路复用来寻址。

在接收方向上，控制电路21可以将对应的延迟和增益或加权指派给每个天线元件23至25，用于调整天线阵列22相对于从终端设备30发射的无线电信号的灵敏度。用于向每个天线元件指派延迟和增益的参数集被称为“均衡器配置”。均衡器配置也称为“接收预编码”。均衡器配置可以被认为是提供在多个天线元件23到25处接收的无线电信号的滤波和组合。均衡器配置使得网络节点20能够使用相同的时间和频率资源同时与多个终端设备通信，因为来自多个终端设备的无线电信号可以通过空间复用来区分。例如，可以在MIMO系统的帧中定义时间和频率资源，例如在LTE系统的小区中在频分双工(FDD)LTE帧或时分双工(TDD)LTE帧中定义的资源块。

图1所示的设备30还包括多个天线元件。作为示例，终端设备30可以包括四个天线元件，它们由附图标记32表示。如上结合网络节点20所述，终端设备30可以包括收发器和控制电路31，以在通过多个天线元件32传输和/或接收无线电信号时提供传输预编码和/或均衡器配置。传输预编码可以为每个天线元件32指派对应的单独延迟(相位)和幅度(增益)。同样，均衡器配置可以为每个天线元件32指派对应的单独延迟(相位)和幅度(增益)。

图1示出了天线发射图案33(由虚线表示)，天线发射图案33由使用传输预编码从多个天线元件32发射的无线电信号生成，该传输预编码用于将无线电信号引导到网络节点20的天线阵列22，并且优化无线电信号以由基站20的天线阵列22接收。此外，图1示出了天线接收图案34(由实线表示)，天线接收图案34表示当使用均衡器配置接收无线电信号时多个天线元件32的接收灵敏度，该均衡器配置相对于网络节点20的天线阵列22优化接收灵敏度。传输预编码可以基于均衡器配置的互易性来生成，均衡器配置的互易性例如基于网络节点20与终端设备30之间的无线电信道的信道探测以及导频信号来生成。

图1还示出了天线发射图案26(由实线表示)，天线发射图案26由使用传输预编码从网络节点20的天线阵列22的多个天线元件23至25传输的无线电信号生成，传输预编码用于将无线电信号定向到设备30的天线元件32，并优化无线电信号以由设备30的天线元件32接收。图1还示出了天线接收方向图27(由虚线表示)，天线接收方向图27指示在使用均衡器配置接收无线电信号时，网络节点20的天线阵列22的多个天线元件23至25的接收灵敏度，均衡器配置优化了相对于设备30的天线元件32的接收灵敏度。终端设备30与网络节点20之间的无线电信道的特性可以基于使用导频信号的信道探测来确定。可基于无线电信道特性来确定传输预编码以及均衡器配置。

此外，图1示出了生成干扰无线电信号的设备40。设备40可以包括例如MIMO系统或另一无线通信系统的另一终端设备，或者设备40可以包括另一网络节点，例如MIMO系统或另一无线通信系统的另一基站或另一接入点。干扰无线电信号可以具有如图1中实线所示的传输图案41。如图1所示，干扰无线电信号的发射图案41与终端设备30的天线接收图案34交叠。因此，从网络节点20传输并由终端设备30接收的无线电信号被设备40的干扰无线电信号干扰。由于干扰无线电信号的方向性，只有从网络节点20到终端设备30的下行链路方向受到干扰无线电信号的影响，而从终端设备30到网络节点20的上行链路方向不受干扰无线电信号的影响或轻微地受到影响。因此，在这种情况下，导致与从互易的均衡器配置产生的接收图案相同或相似的发射图案的传输预编码不提供上行链路和下行链路两个方向上的最优传输。

图2示出了与图1的设备20、30和40的相似布置。然而，在图2中，终端设备30具有不同的接收图案35，接收图案35考虑了来自设备40的干扰无线电信号。在该示例中，接收图案35是倾斜的，使得终端设备30的天线元件32对来自设备40的干扰信号较不敏感或不敏感。同时，发射图案33与图1所示的发射图案33相同。因此，从终端设备30到网络节点20的上行链路传输受益于对实际信道特性的最优适配，而下行链路传输可能不是以关于信道特性的最优条件接收的，但是基本上排除了干扰无线电信号的恶化。另外，网络节点20可以调整其下行链路传输预编码，使得终端设备30的倾斜接收图案35被认为增加信号强度和信噪比。如图2所示，网络节点20所使用的经调整的传输预编码可导致发射图案28，而接收图案27与图1的接收图案27相比实质上未改变。

为了实现考虑干扰无线电信号的上述接收和发射图案自适应，设备30和网络节点20采用信道探测和预编码器以及均衡器配置过程，如下面将结合图5到图11描述的。然而，可以考虑其它方面，例如设备30的发射机配置，如下面结合图3和图4所讨论的。

应当注意，图1和图2所示的接收和发射图案仅仅是用于说明本发明原理的说明性示例。根据这些原理，在下行链路方向上，对设备30的接收图案做出修改，使得接收图案基本上使来自设备40的干扰信号无效或衰减，并且优化来自网络节点20的相应发射图案，以与设备30的修改的接收图案协作。在上行链路方向上，设备30的发射图案可以被配置成使得其在不考虑来自设备40的干扰信号的情况下被优化到信道特性。网络节点20的接收图案被优化以与设备30的发射图案协作。特别地，在典型的实现中，接收和发射图案可以更复杂，例如包括多个旁瓣。

图3示出了设备30的示例的细节。设备30包括控制电路31和为每个天线元件32分配的发射机36和接收机37。因此，设备30可以经由每个天线元件32同时传输具有单独幅度和相位的相应无线电信号。此外，设备30可以经由每个天线元件32同时接收相应的无线电信号，并且可以处理具有相应的相位和幅度(增益)的每个接收到的无线电信号。

然而，特别地，具有关于低功耗、低成本和小型化设计的要求的移动设备可以具有数量比多个天线元件32的数量少的发射机。在图4所示的例子中，设备30对于每个天线元件32包括分配的接收机37，但仅包括一个单个的发射机38。另外，设备30包括切换元件39，切换元件39使得单个发射机38能够选择性地与一个或更多个天线元件32联接。因此，设备30可以经由每个天线元件32同时接收相应的无线电信号，并且可以处理具有相应的相位和幅度(增益)的每个接收到的无线电信号。然而，由于单个发射机38，该设备一次只能经由一个或更多个天线元件32传输具有特定幅度和相位的单个无线电信号。发射机38与天线元件32之间的联接可以在控制电路31的控制下动态地配置，使得在设备30的操作中，发射机38与每个天线元件32之间的分配可以动态地配置。设备30可以具有多于一个发射器，但是发射器的数量比天线元件32的数量少。例如，设备30可以具有两个发射机38和四个天线元件32。切换元件39可以在两个发射机38与四个天线元件32之间提供动态分配，使得具有单独相位和幅度的两个单独配置的无线电信号可以经由由切换元件39定义的任何两个天线元件32同时传输。

总之，具有在大规模MIMO系统中工作的多个天线的终端设备(例如在上行链路和下行链路中都采用单个流通信)因此可能需要找到用于上行链路传输的传输预编码，并找到用于下行链路接收的均衡器配置。

同样，网络节点需要找到用于下行链路传输的相应适配的传输预编码和用于上行链路接收的相应适配的均衡器配置。

一般来说，传输预编码可由包括每个天线元件的条目的预编码向量来表示。向量的每个条目可以包括例如在传输无线电信号时结合对应天线元件使用的幅度和相位。

均衡器配置可以由包括每个天线元件的条目的均衡器向量来表示，其中，向量的每个条目包括例如在接收无线电信号时与对应天线元件结合使用的幅度和相位。

下面涉及的矢量涉及终端设备处的天线元件。然而，在终端设备和网络节点交换角色的情况下，向量也可以与网络节点处的天线元件相关。例如，在具有三个天线的终端设备处，向量是3×1，在具有四个天线的终端设备处，向量是4×1等。

例如，在终端设备处接收到的干扰是3GPP中被充分研究的场景。例如，在LTE rel-11中，针对R不是缩放恒等式的情况引入了“进一步增强的小区间干扰协调”(feICIC)特征。物理场景例如可以是另一网络节点(例如gNB，例如设备40)干扰终端设备30的场景，如图1和图2所示。feICIC规定了服务小区(例如网络节点20)需要提供给终端设备30以便终端设备30估计R的信息。该信息可以包括所传输的干扰层的数量、干扰源的小区ID、干扰小区的时间-频率布局。服务小区网络节点20可以基于到干扰设备或节点40的回程来获得该信息。

如果R是缩放单位矩阵，则干扰不能被特定的均衡器配置抵消或衰减。如果R不是缩放单位矩阵(即，如果R中存在非对角元素或者如果R的对角元素不都相同)，则可以找到具有较好SINR的均衡器配置，该配置使干扰被抵消或衰减。

详细地，如果干扰协方差矩阵R是缩放的恒等式，则预编码和均衡器向量是相同的，并且该向量是对以下式的解：

其中，G＝HH^H，并且H表示DL信道矩阵。x是预编码向量。根据式(1)，Wp是使所述式最大化的x，即给出最强信道的传输预编码。G是内积(也称为Gram矩阵)，H^H是H的Hermitian共轭。

如果干扰协方差矩阵R不是缩放的单位矩阵，则预编码向量和均衡器向量可以不相同。最优UL预编码向量可以保持与之前相同，但是最优均衡器向量改变。

同时最优均衡器矢量

可以被计算为与矩阵的最强奇异值相关联的左奇异矢量。

R^-1/2HH^HR^-H/2 (2)

该均衡器向量要求应用另一UL预编码向量来确定网络节点处的DL预编码而不是上述最优预编码。为了确定网络节点处的DL预编码，使用以下UL预编码向量是最优的：

综上：

对于UL通信，如果根据(1)中定义的

确定终端设备UL预编码器，则获得最优数据速率。

对于DL通信，如果终端设备DL均衡器是根据(2)中定义的

确定的，并且预编码器是根据(3)中定义的

确定的，则获得最优数据速率。

换句话说，当终端设备传输上行链路数据时，应当使用(1)中的预编码器

对数据进行预编码。网络节点应当基于为终端设备预编码器观察到的均衡器向量来解码数据。当终端设备接收数据时，如果终端使用(3)中的

网络节点应当基于观察到的信道向量对数据进行预编码。在下文中，这通过选择由终端设备使用的第三预编码器(实际上是一组预编码器)来实现，该第三预编码器允许网络节点最优地均衡(UL)和预编码(DL)。

结合图5至图7，描述了用于设备的方法和用于网络节点的方法。

总之，根据该方法并结合图5和图6示出，设备的最优传输预编码器不是由设备本身取得的，而是在网络节点处取得并被传送到设备的。图5示出了用于具有三个天线元件和三个发射链的示例性终端设备的方法的原理的概述。图6示出了用于具有三个天线元件但仅具有单个发射链的示例性终端设备的方法的原理的概述。网络节点接收从设备的每个天线元件传输的原始导频信号(参见步骤102、102A、102B和102C)。

原始导频信号是在没有预编码的情况下传输的导频信号(即，从相对于从其它天线元件传输的导频信号没有特定相位的一个天线元件传输的导频信号)，以与来自其它天线元件的导频信号组合来实现特定的预期方向性(例如波束成形)。然而，网络节点必须知道终端设备传输原始导频信号的相位或至少相对相位，以便能够确定由终端设备与网络节点之间的无线电信道引起的相位差。同样，原始导频信号的幅度可以任意选择，但必须为网络节点所知。例如，原始导频信号可以以相同的相位和相同的幅度从多个天线元件传输。因此，原始导频信号是从天线传输的具有已知相位和幅度(与来自其它天线的导频信号相比)的导频信号。

为了实现正交，可以在相应的专用时间-频率资源中传输每个导频信号。在设备为每个天线元件提供对应的发射机的情况下，可以从多个天线元件同时传输原始导频信号(参见图5中的步骤102)，即，从第一天线元件传输原始导频信号，并且同时从第二天线元件传输原始导频信号，同时从第三天线元件传输原始导频信号等等，但是在相干块内的不同资源元素中，即，相干带宽内的不同频率。在设备提供数量比天线元件少的发射机的情况下，可以根据预定的定时方案(参见图6中的步骤102A、102B和102C)，例如以与定时方案相同的相位，从设备的天线元件一个接一个地依次传输原始导频信号。预定的定时方案在网络节点处也是已知的，并且网络节点可以确定每个接收到的原始导频信号相对于预定的定时方案的相位。在步骤105中，设备可以与网络节点共享干扰的协方差矩阵R。基于干扰R和原始导频信号的协方差矩阵，在步骤161中，网络节点可以确定要由网络节点用于从网络节点向设备传输通信信号的传输预编码(例如，网络节点的每个天线元件的加权系数和相位)。例如，网络节点可以基于原始导频信号并结合干扰的协方差矩阵R来确定Gram矩阵G，并且网络节点可以确定(3)中定义的Gram矩阵G。Gram矩阵G可以在步骤158中被传输到终端，用于在步骤111中确定将由设备用于上行链路业务的传输预编码。假设干扰变化缓慢，R可以按照比原始导频信号的传输慢的速率更新。在设备仅具有单个发射机的情况下，对于UL业务，在步骤111中可以使用与最强链路相关联的单个天线。在图5和图6中的括号中，为每个天线元件指示了要在设备处应用的传输预编码和均衡器配置。x*是x的共轭。代替在网络节点处取得G，可以在终端设备处确定G并通过控制信道与网络节点共享G。重要的是要注意，网络节点和设备都二者使用相同的Gram矩阵G。

详细地，根据如图7所示的该方法，设备30可以执行方法步骤101至110，并且网络节点20可以执行方法步骤151至160。特别地，如虚线框所示的步骤101、103、104、109、110、151、154、155、157和160可以是可选的。

在步骤101中，设备30向网络节点20传输指示发射机配置的消息。发射机配置可以包括例如指示可由设备30同时用于发射无线电信号(例如有效载荷数据信号、控制数据信号或导频信号)的发射机数量的指示。该消息还可以包括关于设备30的接收机配置的信息，例如可以由设备30同时用于接收无线电信号的多个接收机。该消息还可以包括关于设备的天线配置的信息，例如可以由接收机和发射机单独使用的多个天线。

在步骤151中，网络节点从设备30接收发射机配置，并且可以相应地存储用于处理来自设备的无线电信号的发射机配置，这将在下面更详细地描述。可以结合设备30的设备ID来存储发射机配置。此外，在网络节点20处登记设备30期间，可以在设备30与网络节点20之间传送发射机配置。

在步骤102中，设备30从多个天线元件32传输原始导频信号。在正交资源中从每个天线元件32传输相应的原始导频信号。在设备30包括与图3所示的多个天线元件32相同数量的发射机36的情况下，可以同时多个传输原始导频信号。传输“原始”导频信号可以意味着例如从每个天线元件32传输具有相同幅度的导频信号，并且在导频信号的传输之间没有相位偏移。然而，由于导频信号的不同传播延迟和不同传播路径，网络节点20可以接收具有不同相位和不同幅度的每个导频信号。正交性可以例如通过以不同的频率传输导频信号或通过使用不同的符号编码来获得，使得网络节点可以区分导频信号。在设备30包括比图4所示的天线元件32少的发射机的情况下，特别是在设备30仅包括一个单独的发射机38的情况下，可以经由天线元件32一个接一个依次地传输原始导频信号。然而，原始导频信号可以相对于预定的定时方案来传输，使得网络节点20可以在接收原始导频信号期间确定不同的传播延迟以及来自不同天线元件32的原始导频信号之间产生的这种相位偏移。

在步骤152中，网络节点接收原始导频信号，并且为每个导频信号确定对应的相位和幅度，所述相位和幅度将用于确定网络节点20与设备30之间的无线电信道的信道特性。

在步骤103中，设备30检测可能干扰基站20与设备30之间的无线通信的干扰信号。例如，干扰信号可以包括来自如图1和图2所示的设备40的无线电信号。干扰信号可能实质上干扰从基站20到设备30的通信，即下行链路通信。在步骤104中，设备30可以基于干扰信号来确定干扰的协方差矩阵R，例如如上所述通过使用由基站20经由未示出的控制消息或在登记期间提供的feICIC信息。在步骤105中，设备30例如在控制消息中向网络节点20传输干扰的协方差矩阵R。

网络节点在步骤153接收干扰的协方差矩阵R。

基于所接收的导频信号，网络节点20在步骤154中确定信道矩阵H，信道矩阵H指示设备30与网络节点20之间的无线电信道的信道状况。另外，在步骤155中，网络节点可以基于信道矩阵H来确定Gram矩阵G。Gram矩阵可以计算为信道矩阵H的内积。

基于所接收的导频信号和干扰的协方差矩阵R，网络节点在步骤156中确定在从网络节点22向设备30传输通信信号时要由网络节点20使用的传输预编码。例如，传输预编码可以被配置为使得当被网络节点20使用时，从天线阵列22传输的通信信号具有如图2所示的传输图案28。

基于信道矩阵H和Gram矩阵G，网络节点20在步骤157中确定传输预编码信息，该信息指示将由设备24用于从设备20向网络节点30传输通信信号的传输预编码。举例来说，传输预编码可经配置以使得当在设备30处使用传输预编码时，来自设备30的传输可具有图2中所示的传输图案33。在步骤158中，网络节点20可以向设备20传输预编码信息。传输预编码信息还可包括Gram矩阵G或可包括指示Gram矩阵G的信息以供设备基于其确定Gram矩阵G。Gram矩阵G也可以在单独的消息中从网络节点传输到设备。

此外，基于多个接收到的导频信号，网络节点20在步骤159中确定网络节点24用于从设备20接收通信信号的均衡器配置。例如，均衡器配置可以被配置为使得当均衡器配置被应用于网络节点20的接收机时，天线阵列22的接收特性对应于接收图案27。

在步骤107中，设备20从网络节点20接收传输预编码信息。传输预编码信息指示将由设备20用于将通信信号从设备20传输到网络节点30的传输预编码。在步骤108中，设备20基于所接收的传输预编码信息来确定传输预编码。举例来说，传输预编码信息可指示Gram矩阵G，并且设备20可基于Gram矩阵G来确定传输预编码。在其它实例中，传输预编码信息可直接指示传输预编码的配置。在其它实例中，可在MIMO系统10中预定义传输预编码的集合，并且传输预编码信息包含指示预定的传输预编码中的一者的指示符。在设备30仅包括如图4所示的单个发射器38的情况下，传输预编码信息可指示将被用于传输通信信号的天线元件。

在步骤106中，设备20基于干扰的协方差矩阵R和Gram矩阵G来确定将由设备20使用的均衡器配置。均衡器配置可以被配置成使得当应用于设备20的接收机37时，天线元件32具有如图2所示的接收图案35所指示的接收特性。因此，来自设备40的干扰可以被抵消或至少被衰减。

原始导频信号的传输(步骤102和152)可以定期重复。同样，干扰的协方差矩阵R的传输(步骤105和153)可以定期重复或根据请求重复。因此，该方法可以分别在步骤102和152重新开始。可以比干扰的协方差矩阵R更频繁地传输原始导频信号。在这种情况下，可以跳过一些步骤，例如步骤103到105和153。例如，当设备30在步骤109中确定来自设备40的干扰的变化时，可以启动干扰的协方差矩阵R的更新。在其他示例中，网络节点20可以在步骤160中向设备30传输在步骤110中接收到的更新请求。在接收到更新请求时，设备30可以至少执行步骤103到105。

图8和图9示出了用于设备的另一方法和用于网络节点的另一方法。该设备具有数量比天线元件少的发射机，例如该设备仅具有如图4所示的单个发射机。图8示出了用于具有三个天线元件但仅具有单个发射链的示例性终端设备的方法的原理的概述。根据这些原理，终端设备取得最优传输预编码器并将其传送到网络节点。假设终端设备具有G和R的估计，基于此，终端设备可以根据(3)来计算

对于终端设备具有三个天线元件的示例性情况，可以假设

其中，x、y和z是复数值加权系数(假设

(P是预编码器功率))。由于根据该矢量的导频信号不能由终端设备(仅单个发射机)传输，所以终端设备可以代之以在三个不同的符号中传输三个导频信号[x，0，0]、[0，y，0]和[0，0，z](图8中的步骤208A、208B和208C)。一旦接收到这三个符号，在步骤258中，网络节点可以将所接收的信号相干地相加，以取得用于传输DL业务的网络节点DL预编码器。对于UL，在步骤214中可以使用与最强链路相关联的单个天线(即切换的UL分集)。在图8的括号中，为每个天线元件指示要在设备处应用的传输预编码和均衡器配置。x*是x的共轭。

为了确保终端设备具有关于R和G的信息，终端设备可以偶尔向网络节点传输原始导频，如步骤202A、202B和202C所示，并且网络节点基于接收到的原始导频信号来确定其传输预编码器。网络节点可以向终端设备传输通信信号，并且终端设备可以基于通信信号来计算G，或者可以在控制消息中从网络节点接收G。

详细地，参考图9，设备30可以执行方法步骤201到213，并且网络节点20可以执行方法步骤251到259。具体地，如虚线框所示的步骤201至205、210至213、251至255、258和259可以是可选的。

在步骤201中，设备30可以在消息中向网络节点20传输其发射机配置，即，设备30可以指示其具有数量比天线元件32少的发射机。特别地，设备30可以指示它仅具有单个发射机38。在步骤251中，网络节点20从设备30接收发射机配置，并存储该发射机配置供以后使用。该消息还可以包括关于设备30的接收机配置的信息，例如可以由设备30同时用于接收无线电信号的接收机的数量。该消息还可以包括关于设备的天线配置的信息，例如可以由接收机和发射机单独使用的天线的数量。

在步骤202中，设备30从每个天线元件32传输原始导频信号。由于设备30具有数量比天线元件32少的发射机，所以设备30可以相对于网络节点20也已知的预定的定时方案一个接一个依次地传输原始导频信号。

网络节点20在步骤252接收原始导频信号。基于所接收的原始导频信号，网络节点20在步骤253中确定网络节点20在从设备30接收通信数据时要使用的均衡器配置。在步骤253中确定的均衡器配置可以被配置为使得当被应用于网络节点20的接收机时，可以实现图2所示的接收图案27。另外，网络节点20可以在步骤254中确定Gram矩阵G。Gram矩阵表示信道矩阵的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵指示设备30与网络节点20之间的无线通信信道的信道状况。可以基于在步骤252中接收的原始导频信号来确定信道矩阵。

在步骤255中，网络节点20将Gram矩阵G传输到设备30，设备30在步骤203中接收Gram矩阵G。

在步骤204中，设备30检测可以干扰网络节点20与设备30之间的无线通信的干扰信号。例如，干扰信号可以包括来自如图1和图2所示的设备40的无线电信号。干扰信号可能实质上干扰从网络节点20到设备30的通信，即，下行链路通信。在步骤205中，设备30可以基于干扰信号来确定干扰的协方差矩阵R，例如如上所述通过使用由网络节点20经由未示出的控制消息或在登记期间提供的feICIC信息。

在步骤206中，设备30基于干扰的协方差矩阵R来确定将由设备30使用的均衡器配置。均衡器配置可以被配置成使得当应用于设备30的接收机37时，天线元件32具有如图2所示的接收图案35所指示的接收特性。因此，来自设备40的干扰可以被抵消效或至少被衰减。

在步骤207中，设备30基于Gram矩阵G和干扰的协方差矩阵R来确定第一传输预编码。第一传输预编码被配置成使得当在来自设备30的天线元件32的导频信号的传输期间被应用时，第一传输预编码创建与接收图案35互易的发射图案，即，使得它对应于基本上使来自设备40的干扰被抵消或显著衰减的接收图案35。在步骤208中，使用第一传输预编码从设备30的每个天线元件32传输预编码导频信号。由于设备30仅具有单个发射机38，所以相对于设备30和网络节点20已知的预定定时方案，一个接一个依次地传输预编码导频信号。

在步骤256中，网络节点20接收随后传输的预编码导频信号。对于每个接收到的预编码导频信号，确定相应的幅度，并且对于每个接收到的预编码导频信号，在网络节点20处确定相对于预定定时方案的相应相位。因此，尽管传输预编码导频信号被依次地传输，当设备30利用具有接收图案35的均衡器配置时，网络节点20可以组合导频信号，使得它可以分析设备30与网络节点20之间的无线通信信道的信道特性。在步骤257中，网络节点20确定要由网络节点用于将通信信号从网络节点20传输到设备30的传输预编码(步骤258)。基于在步骤256中接收到的导频信号的幅度和相位来确定传输预编码。因此，传输预编码可以具有图2所示的发射图案28。

在步骤209中，设备30确定要用于从设备30向网络节点20传输通信信号的第二传输预编码。第二传输预编码基于Gram矩阵G并且独立于干扰的协方差矩阵R。因此，当在通信信号的传输期间应用第二传输预编码时，第二传输预编码可导致图2中所指示的发射图案33。然而，由于设备30仅具有单个发射器38，所以基于第二传输预编码，可选择天线元件中的一个用于传输通信信号，所述通信信号具有与发射图案33最优匹配的传输特性。

在步骤210中，设备30可以使用在步骤206中确定的均衡器配置来接收在步骤258中从网络节点20传输的通信数据。可选地，在步骤211中，基于接收到的通信数据(例如基于增益优化)，可以重新确定或更新Gram矩阵G。

尽管在图9中未示出，但是设备30还可以使用第二传输预编码来传输另外的导频信号，并且网络节点20可以基于这些另外的导频信号来确定和更新其均衡器配置。

原始导频信号的传输(步骤202和252)可以定期重复。同样，Gram矩阵G的传输(步骤203和255)和预编码导频信号的传输(步骤208、256)可以定期地或根据请求重复。因此，方法可以分别在步骤202和252重新开始。可以比预编码导频信号更频繁地传输原始导频信号。在这种情况下，可以跳过一些步骤，例如步骤206到208和256。例如，当设备20在步骤212中确定来自设备40的干扰改变时，可以发起预编码导频信号的附加传输。在其他示例中，网络节点20可以在步骤259中向设备30传输在步骤213中接收的更新请求。在接收到更新请求时，设备30可以至少执行步骤206到208。

图10和图11示出了用于设备的另一方法和用于网络节点的另一方法。终端设备具有与天线元件数量相同数量的发射机，例如终端设备可以被配置为图3所示的设备30。图10示出了用于具有三个天线元件和三个发射链的示例性终端设备的方法的原理的概述。根据这些原理，利用了从终端设备传输到网络节点的两组预编码UL导频信号。使用(根据

)一组预编码导频信号(步骤310)，使得网络节点可以在步骤311中直接取得其用于UL通信的均衡器配置，并且在步骤359中，网络节点使用单独的一组预编码导频(步骤308，根据

)来取得用于DL通信的DL传输预编码器。在图10的括号中，指示了每个天线元件的要在设备处应用的传输预编码和均衡器配置。x*是x的共轭。假设终端设备偶尔传输另外的原始导频，从而可以获得Gram矩阵G。干扰的协方差矩阵R可以如上所述例如通过终端设备处的标准方法来确定。在这方面，可以假设G和R都缓慢变化。

详细地，如图11所示，设备30可以执行方法步骤301至310，并且网络节点20可以执行方法步骤351至358。

在步骤301中，设备30可以在消息中向网络节点20传输其发射机配置，即，设备30可以指示其具有数量与天线元件32相同的发射机。在步骤351中，网络节点20从设备30接收发射机配置，并且在下文中考虑该信息。该消息还可以包括关于设备30的接收机配置的信息，例如可以由设备30同时用于接收无线电信号的接收机的数量。该消息还可以包括关于设备的天线配置的信息，例如可以由接收机和发射机单独使用的天线的数量。

在步骤302中，设备30在正交资源中从每个天线元件32传输原始导频信号。

网络节点20在步骤352接收原始导频信号。基于所接收的原始导频信号，网络节点20在步骤353中确定Gram矩阵G，并且在步骤354中将Gram矩阵G传输到设备20。Gram矩阵G表示信道矩阵H的内积和信道矩阵的Hermitian共轭。信道矩阵H指示设备30与网络节点20之间的无线通信信道的信道状况。可以基于在步骤352中接收到的原始导频信号来确定信道矩阵H。

尽管在图11中未示出，网络节点20可以可选地基于在步骤352中接收到的原始导频信号(例如基于信道矩阵H)，确定网络节点20用于从设备30接收通信信号的均衡器配置。该均衡器配置可以被重新确定或更新，这将在下面的步骤358中说明。

设备30在步骤303接收Gram矩阵G。

在步骤304中，设备30检测可能干扰基站20与设备30之间的无线通信的干扰信号。例如，干扰信号可以包括来自如图1和图2所示的设备40的无线电信号。干扰信号可能实质上干扰从基站20到设备30的通信，即，下行链路通信。在步骤305中，设备30可以基于干扰信号来确定干扰的协方差矩阵R，例如如上所述通过使用由网络节点20经由未示出的控制消息或在登记期间提供的feICIC信息。

在步骤306中，设备20基于干扰的协方差矩阵R确定将由设备20使用的均衡器配置。均衡器配置可以被配置为使得当应用于设备20的接收机37时，天线元件32具有如图2所示的接收图案35所指示的接收特性。因此，来自设备40的干扰可以被抵消或至少被衰减。

在步骤307中，设备30基于Gram矩阵G和干扰的协方差矩阵R来确定第一传输预编码。第一传输预编码被配置成使得当在来自设备30的天线元件32的导频信号的传输期间应用时，它创建与接收图案35互易的发射图案，即，使得它对应于实质上使来自设备40的干扰被抵消或显著衰减的接收图案35。在步骤308中，使用第一传输预编码从设备30的每个天线元件32传输预编码导频信号。预编码导频信号经由天线元件32在正交资源中同时传输到网络节点20。

在步骤355中，网络节点20接收在步骤308中由设备20传输的预编码导频信号。对于每个接收到的预编码导频信号，在网络节点20处确定相应的幅度，并且对于每个接收到的预编码导频信号，确定相应的相位。因此，当设备30利用具有接收图案35的均衡器配置时，网络节点20可以分析设备30与网络节点20之间的无线通信信道的信道特性。因此，在步骤356中，网络节点20确定将由网络节点20用于将通信信号从网络节点20传输到设备30的传输预编码。应当注意，基于在步骤355中接收到的导频信号的幅度和相位来确定传输预编码。因此，传输预编码可以具有图2所示的发射图案28。

在步骤309，设备30确定要用于从设备30向网络节点20传输通信信号的第二传输预编码。第二传输预编码基于Gram矩阵G并且独立于干扰的协方差矩阵R。因此，当在通信信号的传输期间应用第二传输预编码时，第二传输预编码可导致图2中所指示的发射图案33。

在步骤310中，设备30可以使用来自每个天线元件32的第二传输预编码来传输预编码导频信号。

在步骤357中，网络节点20接收在步骤310中由设备30传输的导频信号。基于这些导频信号，在步骤358中，网络节点20确定网络节点20在从设备30接收通信信号时要使用的均衡器配置。由于这些导频信号是使用独立于干扰的协方差矩阵R的传输预编码传输的，均衡器配置与第二传输预编码(图2中的图案33)对准，并且可以提供如由图2中的接收图案27所指示的接收特性。

原始导频信号的传输(步骤302和352)可以定期重复。同样，Gram矩阵G的传输(步骤303和354)和预编码导频信号的传输(步骤308、355)可以定期或根据请求重复。因此，方法可以分别在步骤302和352重新开始。可以比预编码导频信号更频繁地传输原始导频信号。在这种情况下，可以跳过一些步骤，例如步骤306到308和355。例如，当设备20在步骤311中确定来自设备40的干扰改变时，可以发起预编码导频信号的附加传输。在其他示例中，网络节点20可以在步骤359中向设备30传输在步骤312中接收到的更新请求。在接收到更新请求时，设备30可以至少执行步骤306到308。

Claims (37)

1.一种操作无线多输入多输出MIMO系统(10)的设备(30)的方法，该MIMO系统(10)提供所述设备(30)与所述MIMO系统(10)的网络节点(20)之间的无线通信，所述方法包括：

-在正交资源中从所述设备(30)的多个天线元件中的各个单独的天线元件(32)向所述网络节点(20)传输(102)相应的原始导频信号；

-向所述网络节点(20)传输(105)指示干扰协方差矩阵的消息，其中，所述干扰协方差矩阵是基于干扰所述无线通信的干扰信号的；

-确定(106)将用于从所述网络节点(20)接收通信信号的均衡器配置，其中，所述均衡器配置是基于所述干扰协方差矩阵的，

-从所述网络节点(20)接收(107)指示传输预编码信息的消息，所述传输预编码信息是由所述网络节点(20)基于所述原始导频信号确定的；

-确定(108)将由所述设备(30)用于向所述网络节点(20)传输通信信号的传输预编码，其中，所述传输预编码是基于所述传输预编码信息的。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

-检测(103)干扰所述无线通信的所述干扰信号；

-基于所述干扰信号来确定(104)所述干扰协方差矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述传输预编码信息指示Gram矩阵，所述Gram矩阵是在所述网络节点(20)处基于在所述网络节点(20)处接收到的所述原始导频信号确定的，所述Gram矩阵指示信道矩阵的内积和所述信道矩阵的Hermitian共轭，所述信道矩阵指示所述设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信信道的信道状况；

-基于所述Gram矩阵来确定(108)将由所述设备(30)使用的所述传输预编码。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，来自各个单独的天线元件(32)的所述原始导频的传输(102)与来自各个单独的天线元件(32)的原始导频的另一传输(102)之间的时间间隔小于指示所述干扰协方差矩阵的所述消息的传输(105)与指示另一干扰协方差矩阵的另一消息的另一传输(105)之间的时间间隔。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-在检测到(109)所述干扰信号的改变时，传输(105)指示另一干扰协方差矩阵的另一消息。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-从所述网络节点(20)接收(110)传输(106)另一干扰协方差矩阵的请求，并且在接收到所述请求时：

-检测(103)干扰所述无线通信的干扰信号；

-基于所述干扰信号来确定(104)另一干扰协方差矩阵；

-传输(106)指示所述另一干扰协方差矩阵的另一消息。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-传输(101)指示所述设备的发射机配置的消息。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述原始导频信号是经由所述多个天线元件(32)同时传输的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述设备(30)包括所述多个天线元件中的各个天线元件(32)的相应无线电发射机(36)。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述原始导频信号是经由所述多个天线元件(32)一个接一个依次地传输的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述设备(30)包括数量比所述多个天线元件中的天线元件(32)的数量少的无线电发射机(38)，其中，所述设备(30)包括切换元件(39)，所述切换元件被配置成将所述无线电发射机(38)中的至少一个无线电发射机选择性地与所述多个天线元件中的第一天线元件或所述多个天线元件中的第二天线元件联接。

12.一种无线多输入多输出MIMO系统(10)的设备(30)，所述MIMO系统提供所述设备(30)与所述MIMO系统(10)的网络节点(20)之间的无线通信，所述设备(30)包括控制电路(31)，所述控制电路(31)被配置为：

-在正交资源中从所述设备(30)的多个天线元件中的各个单独的天线元件(32)传输相应的原始导频信号；

-向所述网络节点(20)传输指示干扰协方差矩阵的消息，其中，所述干扰协方差矩阵是基于干扰所述无线通信的干扰信号的；

-确定将用于从所述网络节点(20)接收通信信号的均衡器配置，其中，所述均衡器配置是基于所述干扰协方差矩阵的；

-从所述网络节点(20)接收指示传输预编码信息的消息，所述传输预编码信息是由所述网络节点(20)基于所述原始导频信号确定的；

-确定将由所述设备(30)用于向所述网络节点(20)传输通信信号的传输预编码，其中，所述传输预编码是基于所述传输预编码信息的。

13.根据权利要求12所述的设备(30)，其中，所述设备(30)被配置为执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

14.一种操作无线多输入多输出MIMO系统(10)的设备(30)的方法，所述MIMO系统(10)提供所述设备(30)与所述MIMO系统(10)的网络节点(20)之间的无线通信，所述方法包括：

-基于干扰协方差矩阵来确定(206)将用于从所述网络节点(20)接收通信信号的均衡器配置，其中，所述干扰协方差矩阵是基于干扰所述无线通信的干扰信号的；

-基于Gram矩阵和所述干扰协方差矩阵来确定(207)第一传输预编码，所述Gram矩阵指示信道矩阵的内积和所述信道矩阵的Hermitian共轭，所述信道矩阵指示所述设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信信道的信道状况；

-使用所述第一传输预编码从所述设备(30)的多个天线元件中的各个单独的天线元件(32)传输(208)相应的预编码导频信号，其中，所述预编码导频信号是经由所述多个天线元件(32)一个接一个依次地传输的；

-确定(209)用于向所述网络节点(20)传输通信信号的第二传输预编码，其中，所述第二传输预编码是基于所述Gram矩阵的并且独立于所述干扰协方差矩阵。

15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括：

-检测(204)干扰所述无线通信的所述干扰信号；以及

-基于所述干扰信号来确定(205)所述干扰协方差矩阵。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述均衡器配置另外基于所述第一传输预编码。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-基于所述设备(30)的发射机配置来确定(209)所述第二传输预编码。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述设备(30)包括数量比所述多个天线元件中的天线元件(32)的数量少的无线电发射机(38)，其中，所述设备(30)包括切换元件(39)，所述切换元件被配置为将所述无线电发射机(38)中的至少一个无线电发射机选择性地与所述多个天线元件中的第一天线元件或所述多个天线元件中的第二天线元件联接。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-从所述设备(30)的多个天线元件中的各个单独的天线元件(32)传输(202)原始导频信号，其中，所述原始导频信号是经由所述多个天线元件一个接一个地单独传输的，

-从所述网络节点(20)接收(203)所述Gram矩阵。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-在所述设备(30)的所述多个天线元件(32)处从所述网络节点(20)接收(210)通信信号，

-基于在所述多个天线元件(32)处从所述网络节点(20)接收到的所述通信信号来确定(211)所述Gram矩阵。

21.一种无线多输入多输出MIMO系统(10)的设备(30)，所述MIMO系统提供所述设备(30)与所述MIMO系统(10)的网络节点(20)之间的无线通信，所述设备(30)包括控制电路(31)，所述控制电路(31)被配置为：

-基于干扰协方差矩阵来确定用于从所述网络节点(20)接收通信信号的均衡器配置，其中，所述干扰协方差矩阵是基于干扰所述无线通信的干扰信号的；

-基于Gram矩阵和所述干扰协方差矩阵来确定第一传输预编码，所述Gram矩阵指示信道矩阵的内积和所述信道矩阵的Hermitian共轭，所述信道矩阵指示所述设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信信道的信道状况；

-使用所述第一传输预编码从所述设备(30)的多个天线元件中的各个单独的天线元件(32)传输相应的预编码导频信号，其中，所述预编码导频信号是经由所述多个天线元件(32)一个接一个地依次传输的；

-确定用于向所述网络节点(20)传输通信信号的第二传输预编码，其中，所述第二传输预编码是基于所述Gram矩阵的并且不依赖于所述干扰协方差矩阵。

22.根据权利要求21所述的设备(30)，其中，所述设备(30)被配置为执行根据权利要求14至20中任一项所述的方法。

23.一种操作无线多输入多输出MIMO系统(10)的网络节点(20)的方法，所述MIMO系统(10)提供所述MIMO系统(10)的设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信，所述方法包括：

-在所述网络节点(20)的多个天线(23至25)处从所述设备(30)接收(152)正交资源中的多个原始导频信号；

-从所述设备(30)接收(153)指示干扰协方差矩阵的消息，所述干扰协方差矩阵是由所述设备(30)基于检测到干扰所述无线通信的干扰信号来确定的；

-确定(156)将由所述网络节点(20)用于向所述设备(30)传输通信信号的传输预编码，其中，所述传输预编码是基于所述多个原始导频信号和所述干扰协方差矩阵的；

-向所述设备(30)传输(158)指示传输预编码信息的消息，其中，所述传输预编码信息指示将由所述设备(30)用于向所述网络节点(20)传输通信信号的传输预编码，其中，所述传输预编码信息是基于所述多个原始导频信号的；

-确定(159)将由所述网络节点(20)用于从所述设备(30)接收通信信号的均衡器配置，其中，所述均衡器配置是基于所述多个原始导频信号的。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述方法还包括：

-基于所述多个原始导频信号来确定(154)指示所述设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信信道的信道状况的信道矩阵；

-基于所述信道矩阵来确定(157)所述传输预编码信息。

25.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括：

-基于所述信道矩阵来确定(155)Gram矩阵，所述Gram矩阵指示所述信道矩阵的内积和所述信道矩阵的Hermitian共轭，所述信道矩阵指示所述设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信信道的信道状况；

-其中，所述传输预编码信息指示所述Gram矩阵。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-向所述设备(30)传输(160)用于传输另一干扰协方差矩阵的请求，以及

-接收(153)指示所述另一干扰协方差矩阵的另一消息。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-接收(151)指示所述设备(30)的发射机配置的消息；

-基于所述发射机配置来确定(157)所述传输预编码信息。

28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中，所述原始导频信号是经由所述多个天线元件(23至25)同时接收到的，其中，针对各个原始导频信号，确定相对于预定定时的相应幅度和相位。

29.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中，所述原始导频信号是经由所述多个天线元件(23至25)一个接一个依次地接收到的，其中，针对各个原始导频信号，确定相对于预定定时的相应幅度和相位。

30.一种无线多输入多输出MIMO系统(10)的网络节点(20)，所述MIMO系统提供所述MIMO系统(10)的设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信，所述网络节点(20)包括控制电路(21)，所述控制电路(21)被配置为：

-在所述网络节点(20)的多个天线(23至25)处从所述设备(30)接收正交资源中的多个原始导频信号；

-从所述设备(30)接收指示干扰协方差矩阵的消息，所述干扰协方差矩阵是由所述设备(30)基于检测到干扰所述无线通信的干扰信号来确定的；

-确定将由所述网络节点(20)用于向所述设备(30)传输通信信号的传输预编码，其中，所述传输预编码是基于所述多个原始导频信号和所述干扰协方差矩阵的，

-向所述设备(30)传输指示传输预编码信息的消息，其中，所述传输预编码信息指示将由所述设备(30)用于向所述网络节点(20)传输通信信号的传输预编码，其中，所述传输预编码信息是基于所述多个原始导频信号的；

-确定将由所述网络节点(20)用于从所述设备(30)接收通信信号的均衡器配置，其中，所述均衡器配置是基于所述多个原始导频信号的。

31.根据权利要求30所述的网络节点(20)，其中，所述网络节点(30)被配置成执行根据权利要求23至29中任一项所述的方法。

32.一种操作无线多输入多输出MIMO系统(10)的网络节点(20)的方法，所述MIMO系统提供所述MIMO系统(10)的设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信，所述方法包括：

-在所述网络节点(20)的多个天线(23至25)处接收(256)一个接一个依次传输的多个导频信号，其中，针对各个导频信号，确定相应幅度，并且确定相对于预定定时的相应相位；

-基于所述导频信号的幅度和相位来确定(257)将由所述网络节点(20)使用的传输预编码。

33.根据权利要求32所述的方法，所述方法还包括：

-在所述网络节点(20)的多个天线(23至25)处接收(252)多个原始导频信号，

-基于所述多个原始导频信号来确定(253)将由所述网络节点(20)使用的均衡器配置。

34.根据权利要求33所述的方法，所述方法还包括：

-基于所述原始导频信号来确定(254)Gram矩阵，所述Gram矩阵指示信道矩阵的内积和所述信道矩阵的Hermitian共轭，所述信道矩阵指示所述设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信信道的信道状况；

-将所述Gram矩阵传输(255)到所述设备(30)。

35.根据权利要求32至34中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-使用所述传输预编码来传输(258)通信信号。

36.一种无线多输入多输出MIMO系统(10)的网络节点(20)，所述MIMO系统提供所述MIMO系统(10)的设备(30)与所述网络节点(20)之间的无线通信，所述网络节点(20)包括控制电路(21)，所述控制电路(21)被配置为：

-在所述网络节点(20)的多个天线(23至25)处接收一个接一个地依次传输的多个导频信号，其中，针对各个导频信号，确定相应的幅度，并且确定相对于预定定时的相应相位；

-基于所述导频信号的幅度和相位来确定将由所述网络节点(20)使用的传输预编码。

37.根据权利要求36所述的网络节点(20)，其中，所述网络节点(20)被配置成执行根据权利要求32至35中任一项所述的方法。

Images