CN116132223A - 多输入多输出传输装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种无线通信装置、无线通信系统和无线通信装置的操作方法。无线通信装置的操作方法包括:基于传输特性信息和信道信息来计算无线通信装置和基站之间的有效信道矩阵,传输特性信息对应于无线通信装置,并且信道信息对应于无线通信装置和基站之间的信道;基于有效信道矩阵来确定预编码矩阵;以及基于预编码矩阵来确定发送波束成形向量。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求分别于2021年11月12日和2022年4月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0156058和No.10-2022-0049544的优先权,所述申请的公开内容以引用其全部的方式并入本文。
技术领域
本发明构思涉及一种无线通信装置及其操作方法,并且更具体地,涉及一种基于发送器特性执行多输入多输出(MIMO)传输的无线通信装置及其操作方法。
背景技术
无线通信系统可使用各种技术来增加吞吐量。例如,无线通信系统可通过使用多个天线来使用多输入多输出(MIMO)以增加通信容量。根据用于增加吞吐量的技术,发送器可以以较高的复杂度发送信号,并且接收器可处理该复杂信号。
新无线电(NR)规范包括与上行链路多天线预编码有关的基于码本的传输模式和非基于码本的传输模式。在基于码本的传输模式中,终端可使用的预编码矩阵由标准确定。在非基于码本的传输模式中,终端可计算预编码矩阵。当终端计算预编码矩阵时,终端选择具有较高信道容量和数据速率的预编码矩阵。
发明内容
本发明构思涉及一种通过基于发送器特性和信道信息确定预编码矩阵来执行基于多天线的发送和接收的无线通信装置以及该无线通信装置的操作方法。
根据本发明构思的一方面,提供了一种操作无线通信装置的方法,包括:基于传输特性信息和信道信息计算无线通信装置与基站之间的有效信道矩阵,传输特性信息对应于无线通信装置,信道信息对应于无线通信装置和基站之间的信道;基于有效信道矩阵确定预编码矩阵;以及基于预编码矩阵确定发送波束成形向量。
根据本发明构思的一方面,提供了一种无线通信装置,包括:处理电路,其被配置为基于传输特性信息和信道信息计算无线通信装置和基站之间的有效信道矩阵,传输特性信息对应于无线通信装置,并且信道信息对应于无线通信装置和基站之间的信道;基于有效信道矩阵确定预编码矩阵;并且基于预编码矩阵确定发送波束成形向量。
根据本发明构思的一方面,提供了一种包括无线通信装置和基站的无线通信系统。基站可被配置为向无线通信装置发送信道状态信息-参考信号(CSI-RS)。该无线通信装置可被配置为:基于CSI-RS和信道互易性来估计上行链路信道以获得信道信息;基于传输特性信息和信道信息来计算无线通信装置和基站之间的有效信道矩阵,该传输特性信息对应于无线通信装置;基于有效信道矩阵来确定预编码矩阵;以及基于预编码矩阵来确定发送波束成形向量。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中,本发明构思的实施例将被更清楚地理解,在附图中:
图1示出根据本发明构思的实施例的无线通信系统的用于通过使用信道信息来确定多输入多输出(MIMO)传输方法的操作方法;
图2示出根据本发明构思的实施例的无线通信系统的用于基于信道信息和发送器特性来发送信号的操作方法;
图3示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的用于基于信道信息和发送器特性来发送信号的操作方法;
图4示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的用于根据发送功率自适应地配置预编码矩阵的操作方法;
图5A和图5B示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的NR非基于码本的上行链路的传输处理;
图6A和图6B示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的仿真结果;
图7示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的操作处理;
图8示出根据本发明构思的实施例的基站的操作处理;以及
图9是根据本发明构思的实施例的无线通信装置的框图。
具体实施方式
在本发明构思的实施例中,与基站或另一无线通信装置通信的无线通信装置可被称为节点、用户设备(UE)、下一代UE(NG UE)、移动站(MS)、移动设备(ME)、装置、终端等。
此外,无线通信装置可包括智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、医疗设备、相机、可穿戴装置等中的至少一个。此外,无线通信装置可包括电视、数字视频盘(DVD)播放器、音频装置、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、媒体盒(例如:SamsungHomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏控制台(例如XboxTM或PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、摄像机、电子相框等中的至少一个。此外,无线通信装置可包括各种医疗装置(例如,各种便携式医疗测量装置,诸如血糖仪、心率监测器、血压监测器、体温计、磁共振血管造影(MRA)装置、磁共振成像(MRI)装置、计算机断层扫描(CT)装置、射手仪、超声波仪等)、导航装置、全球导航卫星系统(GNSS)接收器、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、汽车信息娱乐装置、船用电子设备(例如,船舶导航系统或陀螺罗盘)、航空电子设备、安全装置、车头单元、工业机器人或家业机器人、无人机、金融机构的自动柜员机(ATM)、销售点(POS)、物联网(IoT)装置(例如,灯泡、各种传感器之一、洒水装置、火灾警报器、温度调节器、路灯、烤面包机、电机装置、热水箱、加热器、锅炉等)等中的至少一个。无线通信装置可包括能够执行通信功能的各种类型的多媒体系统。
基站可与无线通信装置通信,并且向无线通信装置分配通信网络资源。基站可包括小区、NodeB(NB)、eNodeB(eNB)、gNodeB(gNB)、下一代无线接入网(NG RAN)、无线接入单元、基站控制器、网络上的节点等中的至少一个。发送器可指提供数据服务和/或语音服务的节点。节点可以是固定的或可移动的。接收器可指接收数据服务和/或语音服务的节点。例如,在上行链路中,终端可以是发送器,并且基站可以是接收器。在下行链路中,终端可以是接收器,并且基站可以是发送器。在下文中,将参照附图详细描述本发明构思的实施例。
图1示出根据本发明构思的实施例的无线通信系统的用于通过使用信道信息来确定多输入多输出(MIMO)传输方法的操作方法。
无线通信系统可包括发送器10和接收器20。发送器10可包括UE和基站中的至少一个。接收器20可包括UE和基站中的至少一个。
参照图1,发送器10可通过使用信道信息来确定多天线传输方法。根据实施例,信道信息可对应于(例如,表征等)发送器10与接收器20之间的信道。发送器10可从接收器20获得信道信息。作为特定示例,基站可向UE发送信道状态信息-参考信号(CSI-RS)。UE可基于接收的CSI-RS估计下行链路信道。然后,UE可向基站发送信道信息反馈。基站可通过从UE接收信道信息反馈来获得下行链路信道信息。作为另一示例,UE可基于信道互易性通过使用接收到的CSI-RS来估计上行链路信道。根据实施例,UE可基于关于由CSI-RS表示的下行链路信道信息的信道互易性的概念来估计上行链路信道。
作为另一特定示例,UE可向基站发送探测参考信号(SRS)。基站可基于接收的SRS获得上行链路信道信息。另外,基站可基于信道互易性通过使用接收的SRS来获得下行链路信道信息。
发送器10和/或接收器20可通过各种参考信号、同步信号块(SSB)和/或反馈获得信道信息,并且本发明构思不限于此。
参照图1,发送器10可通过使用信道信息来确定预编码矩阵,并可基于确定的预编码矩阵来确定波束成形向量。因此,发送器10可基于所确定的波束成形向量将数据发送到接收器20。
多输入多输出(MIMO)是能够基于由多个天线形成的空间域提高频谱效率的技术。在下行链路方面,MIMO被积极地用于长期演进(LTE)和新无线电(NR)商业网络(例如,NR通信网络)。在上行链路方面,MIMO已经在NR网络中被大规模商业化。因此,对上行链路MIMO的兴趣正在增加。NR上行链路MIMO传输模式包括非基于码本的上行链路传输模式。在这种情况下,UE计算预编码矩阵。传统的预编码矩阵确定方法仅考虑信道信息。
根据本发明构思,提供了一种装置的方法,以用于考虑装置的特性以及与上行链路MIMO有关的信道信息来确定最优或改进的预编码矩阵。
图2示出根据本发明构思的实施例的无线通信系统的用于基于信道信息和发送器特性来发送信号的方法。
参照图2,发送器30可通过不仅使用信道信息而且使用发送器特性来确定预编码矩阵。更具体地说,发送器30可通过使用信道信息和发送器特性来确定预编码矩阵。发送器30可通过使用确定的预编码矩阵来确定发送波束成形向量。发送器30可基于确定的发送波束成形向量向接收器40发送数据。根据实施例,发送器30可包括UE或基站中的至少一个,并且接收器40可包括UE或基站中的至少一个。根据实施例,发送器30可根据结合图1讨论的一个或多个实现来获得信道信息。
图3示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的用于基于信道信息和发送器特性来发送信号的方法。
参照图3,发送器30(例如,无线通信装置)可估计发送器信号的失真。换句话说,发送器30可掌握(例如,确定、获得等)发送器特性。发送器特性可包括每个传输路径(例如,每个MIMO传输路径)的误差向量幅度(EVM)信息。EVM可表示生成的信号相对于理想发送信号的失真程度。例如,可确定当EVM是2%(或更小)时信号质量更高,而当EVM是10%(或更大)时信号质量更低。根据实施例,术语“EVM”和“EVM信息”可互换使用。根据实施例,EVM信息对应于(例如,表征等)EVM,并且因此,EVM信息的描述还描述对应的EVM。
EVM信息可包括附加白高斯噪声(AWGN)、功率放大器非线性、同相和正交(IQ)失配、相位噪声、本地振荡器泄漏(LOL)、数模转换(DAC)(或模数转换(ADC))量化噪声和/或热噪声中的至少一个。
作为公共噪声的AWGN在所有频带中可具有均匀分布。因为AWGN是加性的,所以AWGN可被添加到信息系统的所有独特噪声。白色可意味着功率在所有频带中是均匀的。AWGN可在统计上遵循高斯分布。
功率放大器可具有这样的特性:在具有小输入信号功率的区域中输出功率与输入功率成正比地增加。当输入功率逐渐增大时,输出功率可能不与输入功率成比例。因此,功率放大器可具有非线性特性。
IQ失配可指同相信号和正交信号之间的相位差不是精确地(例如,准确地)90度。包括本地振荡器(LO)的接收器可生成正弦波和通过将正弦波延迟90度而获得的信号。这些信号可分别与RF信号混合,以分别成为同相信号和正交信号。
与频率区域中的信号频率的不稳定性相关的相位噪声可指在参考频率附近连续变化的相位偏差。相位噪声可指信号的正弦波形在时域中看起来抖动(例如,幅度的小的、快速的变化)。
当从LO泄漏的信号在混频器中与本地振荡器频率混合时,可输出无意义的DC分量(例如,没有信号信息的DC分量)。这种挑战(例如,泄漏的信号和/或对应的DC分量)可被称为LOL。
当连续信号波被量化时,量化信号可能相对于原始信号具有误差。这种误差可被称为量化噪声。可通过对量化电平进行微调来减少量化噪声。在这种情况下,数据量会增加,传输效率会降低。
由热能生成的热噪声可随着温度(例如,热能的量)增加而增加。主要由电阻器生成的热噪声可能是装置(例如,发送器30)内部的热噪声的成因。
EVM信息可根据频带和/或发送功率而变化。根据实施例,EVM信息(和/或对应EVM)的(一个或多个)值可根据由发送器30使用的频带和/或发送功率而变化(或改变)。根据实施例,EVM信息(和/或对应的EVM)的(一个或多个)值可以是由发送器30使用的每个频带的差和/或发送功率的差。发送器30可以通过校准(例如,在校准期间)估计每个传输路径的EVM信息。此外,发送器30可通过反馈接收器估计每个传输路径的EVM信息。
如上所述,发送器30可直接估计信道信息,或者可从接收器40获得信道信息。发送器30可通过使用信道信息和EVM信息来确定预编码矩阵。在下文中,将描述发送器30通过使用信道信息和EVM信息来确定预编码矩阵的方法。
下面的等式1表示接收信号。
[等式1]
y=H(Wx+nTX)+nRX
其中,y表示接收的信号向量Nr×1。Nr表示接收天线的数量。H表示MIMO信道矩阵Nr×Nt。Nt表示发送天线的数量。W表示预编码矩阵Nt×Nt。预编码矩阵满足WH表示厄米矩阵W。x表示发送信号向量Nt×1。发送信号向量满足E[xxH]=INt。INT表示单位矩阵Nt×Nt。nRX表示在接收端处的噪声向量Nr×1。在接收端处的噪声向量满足INR表示单位矩阵Nr×Nr。表示nTX表示在发送器处的噪声向量Nt×1。下面的等式2表示包括每个传输路径的EVM信息的RTX矩阵。
[等式2]
其中,nTX表示在发送器处的噪声向量Nt×1。EVM表示发送器信号的失真估计。每个传输路径的EVM可变化。EVM可包括附加白高斯噪声(AWGN)、功率放大器非线性、同相和正交(IQ)失配、相位噪声、本地振荡器泄漏(LOL)、数模转换(DAC)量化噪声和/或热噪声中的至少一个。
通过对等式1的接收信号执行项定理(term theorem)来获得下面的等式3。
[等式3]
y=H(Wx+nTX)+nRX=(HWx)+(HnTX+nRX)
其中,(HWx)表示期望的信号项(signal term)。(HnTX+nRX)表示噪声项(noiseterm)。噪声项包括在发送器处的噪声信息以及在接收端处的噪声。可以白化噪声项,以便可以应用奇异向量分解(SVD)和注水算法。
下面的等式4表示包括发送器特性信息的信道容量。根据实施例,发送器特性信息在本文中也可被称为传输特性信息。
[等式4]
KD=E[(HWx)(HWx)H]=(HW)(HW)H
其中,C表示信道容量。INr表示单位矩阵Nr×Nr。KD表示与信号项有关的等式。KN是与噪声有关的等式。H表示信道矩阵Nr×Nt。W表示预编码矩阵Nr×Nt。nRX表示在接收端处的噪声向量Nr×1。nTX表示在发送器处的噪声向量Nt×1。表示RTX表示在上文等式2中描述的发送器的EVM相关矩阵。
下面的等式5表示有效信道矩阵的SVD。
[等式5]
下面的等式6表示最大化或增加上述信道容量的最佳或改进的预编码矩阵。根据实施例,发送器30可使用确定的预编码矩阵来执行非基于码本的预编码操作,以用于生成波束成形向量。
[等式6]
其中,P可表示具有被分配给对应流的功率(例如,被分配给每个传输路径的功率量)作为对角元素的对角矩阵。可通过将注水算法应用于等式5的来确定P。P可表示被分配给每个流(例如,发送器30的每个传输路径)的功率的比率。根据实施例,对于发送器30的上载流中的每个流,P可表示(1)被分配给对应流的功率量与(2)被分配给所有流的总功率量的相应比率。注水算法可指用于将更多功率分配给处于良好条件(或具有高信噪比(SNR))的信道并将更少功率分配给处于不良条件(或具有低SNR)的信道或不将功率分配给处于不良条件(或具有低SNR)的信道的技术。是通过对在上文等式5中描述的有效信道矩阵执行SVD而获得的矩阵。根据实施例,是通过对在上文等式5中描述的有效信道矩阵执行SVD而获得的矩阵。
图4示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的用于根据发送功率自适应地配置预编码矩阵的方法。
当发送功率改变时,传输路径的EVM可能改变。作为特定示例,当发送功率改变时,EVM可能由于PA非线性特性而改变。因此,随着发送器30的发送功率改变,EVM可改变,使得预编码矩阵的有效性可改变(例如,降低)。发送器30可随着发送功率的改变自适应地确定预编码矩阵。
例如,每当发送功率改变(例如,响应于发送功率改变)一定量(例如,预定义的或替代地,给定的阈值量)时,发送器30可重新计算(例如,更新)预编码矩阵。作为另一示例,发送器30可通过根据发送功率预先导出(或导出)EVM来创建(和存储)表。因此,当发送功率改变时,发送器可在表中找到相应的EVM以再次确定预编码矩阵。
图5A和图5B示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的NR非基于码本的上行链路的传输处理。
具体地,图5A示出在非基于码本的预编码中UE 50和基站60之间的操作处理。图5B示出UE 50用于确定非基于码本的预编码中的波束成形向量的处理。
NR上行链路多天线传输方法可被划分为基于码本的传输模式和非基于码本的传输模式。在基于码本的传输模式中,通过标准来确定预编码矩阵。基站可选择UE要使用的预编码矩阵,并且可通过上行链路调度许可向UE通知所选预编码矩阵。UE可通过使用预编码矩阵将传输层映射到天线端口来向基站发送物理上行链路共享信道(PUSCH)。根据实施例,发送PUSCH可包括在PUSCH上进行发送(例如,发送数据和/或控制信息)。基站估计UE和基站之间的信道,以便选择适当的秩和预编码矩阵。因此,在被设置为基于码本的传输模式的UE中,设置至少一个多端口SRS传输。基站可通过使用基于SRS的测量结果来确定秩和上行链路预编码矩阵。
在非基于码本的预编码中,UE可基于UE选择的预编码矩阵向基站发送PUSCH。UE可从基站接收CSI-RS,并且可测量下行链路信道。UE可基于测量的下行链路信道来选择上行链路多层预编码器。在该处理中,可应用根据本发明构思的上行链路预编码矩阵选择方法,这将在下文中详细描述。
参照图5A,在操作S501a中,基站60可将CSI-RS发送到UE 50,在操作S503a中,UE50可基于接收的CSI-RS确定波束成形向量。在下文中,将详细描述波束成形向量确定处理。
参照图5B,在操作S501b中,UE 50可基于接收的CSI-RS估计下行链路信道。UE 50可基于估计的下行链路信道来选择上行链路多层预编码矩阵。例如,UE可基于信道互易性通过使用估计的下行链路信道来选择上行链路多层预编码矩阵。此外,UE 50可获得传输路径的EVM信息。EVM信息可包括附加白高斯噪声(AWGN)、功率放大器非线性、同相和正交(IQ)失配、相位噪声、本地振荡器泄漏(LOL)、数模转换(DAC)量化噪声和/或热噪声中的至少一个。
在操作S503b中,UE 50可基于估计的下行链路信道和传输路径的EVM信息来确定上行链路多层预编码矩阵。根据实施例,UE 50可根据结合图3讨论的等式,基于估计的下行链路信道和EVM信息来确定上行链路多层预编码矩阵。UE 50可基于确定的上行链路多层预编码矩阵来确定波束成形向量。
再次参照图5A,在操作S505a中,UE 50可基于确定的波束成形向量向基站60发送SRS。例如,UE 50可分别向与确定的上行链路多层预编码矩阵的列对应的波束发送多个SRS。根据实施例,UE 50可将多个SRS中的每个相应的SRS发送到与确定的上行链路多层预编码矩阵的列相关的波束中的对应波束。基站60可接收多个SRS,并且可确定要由发送PUSCH的UE 50使用的秩和波束成形向量。例如,基站60可从接收自UE 50的多个SRS波束中选择一些SRS波束。
在操作S507a中,基站60可向UE 50发送探测参考信号资源指示符(SRI)。SRI可包括要用于发送PUSCH的秩和波束成形向量(例如,波束成形向量信息)。例如,SRI可包括关于由基站选择的SRS波束的信息。UE 50可从基站60接收SRI。
在操作S509a中,UE 50可基于接收的SRI确定将用于发送PUSCH的秩和波束形成向量。UE 50可基于确定的秩和波束成形向量来向基站60发送PUSCH。例如,UE 50可基于由基站从由UE发送到基站的多个SRS波束中选择的SRS波束来确定波束成形向量。另外,UE 50可基于确定的波束成形向量向基站60发送PUSCH。
图6A和图6B示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的仿真结果。
参照图6A和图6B,在单位矩阵预编码方案中,假设通过应用单位矩阵波束成形将相等的功率(或几乎相等的功率)分配给每个路径。在传统的预编码方案中,假设通过应用基于信道矩阵的SVD波束成形和注水算法来向每个路径分配功率。在根据实施例所提出的预编码方案中,假设通过应用基于“TX EVM感知”有效信道矩阵的SVD波束成形和注水算法来向每个路径分配功率。在本示例中,假设辐射器的数量和接收天线的数量各自为四。假设信道是瑞利衰落信道(Rayleigh fading channel)。
参照图6A,假设传输路径EVM为[0.01 0.01 0.3 0.3]。注意,所提出的针对每个SNR的预编码方案的频谱效率(SE)高于传统预编码方案和单位矩阵预编码的频谱效率。
参照图6B,假设SNR为15dB。假设主传输路径EVM为0.01。随着子传输路径EVM增加,根据所提出的预编码方案的频谱效率与根据传统预编码方案的频谱效率之间的差增加。随着传输路径EVM和传输路径之间的EVM差的增加,与传统预编码方案相比,性能提高。
图7示出根据本发明构思的实施例的无线通信装置的操作过程。
在操作S701中,无线通信装置可获得传输特性信息和信道信息。例如,无线通信装置可通过在用信号通知经调制的发送信号之前反馈经调制的发送信号来获得传输特性信息。
作为另一示例,无线通信装置可通过在调制发送信号的处理中对发送信号执行校准来获得传输特性信息。例如,每当(例如,每次)无线通信装置被开启时,无线通信装置可执行校准。作为另一实例,每当(例如,每次)无线通信装置发送数据时,无线通信装置可执行校准。
传输特性信息可包括附加白高斯噪声(AWGN)、功率放大器非线性、同相和正交(IQ)失配、相位噪声、本地振荡器泄漏(LOL)、数模转换(DAC)量化噪声和/或热噪声中的至少一个。可基于EVM对传输特性信息进行建模。EVM可基于频带和/或发送功率中的至少一个而改变。根据实施例,传输特性信息可对应于(例如,包括等)EVM信息和/或发送器特性。
无线通信装置可获得信道信息。例如,无线通信装置可从基站接收CSI-RS,并且可基于接收的CSI-RS来估计下行链路信道。
在操作S703中,无线通信装置可基于传输特性信息和信道信息来计算有效信道矩阵。
在操作S705中,无线通信装置可通过使用有效信道矩阵来确定最大化或增加有效信道容量的预编码矩阵。作为示例,无线通信装置可基于通过将SVD应用于有效信道矩阵而生成的第一矩阵和每个传输路径的分配功率比来确定预编码矩阵。第一矩阵可对应于是由无线通信装置对上述等式5中的有效信道矩阵执行SVD而获得的矩阵之一。可通过将注水算法应用于通过将SVD应用于有效信道矩阵而生成第二矩阵来确定每个传输路径的分配功率比。第二矩阵可对应于 是由无线通信装置对上述等式5中的有效信道矩阵执行SVD而获得的矩阵之一。
无线通信装置可基于确定的预编码矩阵来确定发送波束成形向量。无线通信装置可基于确定的发送波束成形向量向基站发送SRS。基站可基于接收的SRS来确定与PUSCH的传输相关的秩和波束成形向量。基站可向无线通信装置发送包括确定的与PUSCH的传输相关的秩和波束成形向量的SRI。无线通信装置可从基站接收SRI。无线通信装置可基于接收的SRI向基站发送PUSCH。
图8示出根据本发明构思的实施例的基站的操作处理。
在操作S801中,基站可获得传输特性信息和信道信息。例如,基站可通过在用信号通知调制的发送信号之前反馈调制的发送信号来获得传输特性信息。作为另一示例,基站可通过在调制发送信号的处理中对发送信号执行校准来获得传输特性信息。
基站可获得信道信息。例如,基站可从无线通信装置接收SRS,并且可基于接收的SRS来估计信道。作为另一示例,基站可通过将CSI-RS发送到无线通信装置并从无线通信装置接收CSI-RS的报告消息来获得信道信息。
在操作S803中,基站可基于传输特性信息和信道信息来计算有效信道矩阵。
在操作S805中,基站可通过使用有效信道矩阵来确定最大化或增加有效信道容量的预编码矩阵。作为示例,基站可基于通过将SVD应用于有效信道矩阵而生成的第一矩阵和每个传输路径的分配功率比来确定预编码矩阵。第一矩阵可对应于是由无线通信装置对上述等式5中的有效信道矩阵执行SVD而获得的矩阵之一。可通过将注水算法应用于通过将SVD应用于有效信道矩阵而生成的第二矩阵来确定每个传输路径的分配功率比。第二矩阵可对应于是由无线通信装置对上述等式5中的有效信道矩阵执行SVD而获得的矩阵之一。
基站可基于确定的预编码矩阵来确定发送波束成形向量。基站可基于确定的发送波束成形向量向无线通信装置发送数据。例如,基站可基于确定的发送波束成形向量来发送物理下行链路控制信道(PDCCH)和/或物理下行链路共享信道(PDSCH)。
图9是根据本发明构思的实施例的无线通信装置70的框图。
参照图9,无线通信装置70可包括至少一个处理器710和/或至少一个射频集成电路(RFIC)720。至少一个处理器710可控制RFIC720并且可实现根据本发明构思的无线通信装置70的操作方法(如在操作流程图中所示,诸如图5B、图7和/或图8的操作流程图)。无线通信装置70可具有多个天线,并且RFIC 720可通过一个或多个天线发送和接收无线信号。多个天线中的至少一些可对应于(例如,可以是)辐射器。(一个或多个)辐射器可将无线信号发送到不是无线通信装置70的外部设备(例如,另一UE或基站)。多个天线中的其余天线可对应于(例如,可以是)接收天线。(一个或多个)接收天线可从外部设备接收无线信号。
例如,RFIC 720可通过多个天线获得无线通信装置70和基站之间的信道信息。具体地,RFIC 720可从基站接收CSI-RS。此外,至少一个处理器710可基于接收的CSI-RS和信道互易性来估计下行链路信道。至少一个处理器710可获得无线通信装置70的传输特性信息。例如,至少一个处理器710可通过在用信号发送经调制的发送信号之前反馈经调制的发送信号来获得传输特性信息。作为另一示例,至少一个处理器710可通过在调制发送信号的处理中对发送信号执行校准来获得传输特性信息。
至少一个处理器710可基于获得的传输特性信息和信道信息来计算无线通信装置70和基站之间的有效信道矩阵。至少一个处理器710可通过使用有效信道矩阵来确定最大化或增加有效信道容量的预编码矩阵。至少一个处理器710可基于通过将SVD应用于有效信道矩阵而生成的第一矩阵和每个传输路径的分配功率比来确定预编码矩阵。第一矩阵可对应于上述等式5的至少一个处理器710可通过将注水算法应用于通过将SVD应用于有效信道矩阵而生成的第二矩阵来确定每个传输路径的分配功率。第二矩阵可对应于上述等式5的
至少一个处理器710可基于确定的预编码矩阵来确定发送波束成形向量。RFIC720可基于由一个或多个辐射器确定的发送波束成形向量向基站发送SRS。RFIC 720可通过一个或多个接收天线从基站接收SRI。SRI可包括与PUSCH的传输有关的秩和波束成形向量信息。可基于SRS来确定与PUSCH的传输有关的秩和波束成形向量信息。RFIC 720可基于通过一个或多个辐射器接收的SRI来发送PUSCH。
为了实现用于NR MIMO通信的非基于码本的上行链路传输模式,UE计算预编码矩阵。用于计算预编码矩阵的常规装置和方法仅基于信道数据(例如,表征UE与诸如基站的另一装置之间的信道的数据)来计算预编码矩阵。常规装置和方法在计算预编码矩阵时没有考虑UE的传输特性信息。由于传输特性信息对应于(例如,表征)可能影响上行链路传输的UE的传输特性,因此由常规装置和方法计算的预编码矩阵可能提供不足的信道容量(例如,不足的频谱效率和/或频率效率)。
然而,根据实施例,提供了用于计算预编码矩阵的改进的装置和方法。改进的装置和方法可基于UE的信道信息和传输特性信息来计算预编码矩阵。因此,改进的装置和方法克服了传统装置和方法的缺陷,以至少计算具有更高信道容量(例如,增加的频谱效率和/或频率效率)的预编码矩阵。
根据实施例,可由处理电路执行本文描述为由发送器10、接收器20、发送器30、接收器40、UE 50、基站60、无线通信装置70、至少一个处理器710和/或RFIC 720执行的操作。如本公开中所使用的术语“处理电路”可指例如包括逻辑电路的硬件;硬件/软件组合,诸如执行软件的处理器;或它们的组合。例如,处理电路更具体地可包括但不限于中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
上述方法的各种操作可由能够执行操作的任何合适的装置来执行,诸如上述处理电路。例如,如上所述,可由各种硬件和/或在某种形式的硬件(例如,处理器、ASIC等)中实现的软件来执行上述方法的操作。
软件可包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表,并且可被体现在任何“处理器可读介质”中,以供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用,所述指令执行系统、设备或装置诸如单核处理器或多核处理器或包含处理器的系统。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的块或操作以及功能可直接体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或二者的组合中。如果以软件实施,那么所述功能可作为一个或多个指令或代码存储在有形非暂时性计算机可读媒体上或经由有形非暂时性计算机可读媒体被发送。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CDROM或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。
可参考可结合下面更详细讨论的单元和/或装置实现的操作的动作和符号表示(例如,以流程图、流程图表、数据流程图表、结构图表、框图等的形式)来描述实施例。尽管以特定方式进行了讨论,但是在特定块中指定的功能或操作可以与在流程图、流程图表等中指定的流程不同地执行。例如,被示出为在两个连续块中依次执行的功能或操作实际上可同时、同步地、同时期地执行,或者在一些情况下可以以相反的顺序执行。
将理解的是,当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时,它可直接连接或耦接到另一元件,或者可存在中间元件。如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项的任何和所有组合。
尽管已经参照本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构思,但是将理解,在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下,可在其中进行形式和细节上的各种改变。
Claims (20)
1.一种无线通信装置的操作方法,所述操作方法包括:
基于传输特性信息和信道信息计算无线通信装置和基站之间的有效信道矩阵,所述传输特性信息与所述无线通信装置对应,并且所述信道信息与所述无线通信装置和基站之间的信道对应;
基于所述有效信道矩阵来确定预编码矩阵;以及
基于所述预编码矩阵来确定发送波束成形向量。
2.如权利要求1所述的操作方法,其中,确定所述预编码矩阵基于第一矩阵和分配给所述无线通信装置的多个传输路径中的每个传输路径的功率量来确定所述预编码矩阵,所述第一矩阵和第二矩阵是通过对所述有效信道矩阵执行奇异值分解而生成的,并且分配给所述多个传输路径中的每个传输路径的功率量是通过向所述第二矩阵应用注水算法来确定的。
3.如权利要求1所述的操作方法,其中,所述传输特性信息包括附加白高斯噪声、功率放大器非线性、同相和正交失配、相位噪声、本地振荡器泄漏、数模转换量化噪声和热噪声中的至少一个。
4.如权利要求3所述的操作方法,其中,基于误差向量幅度来对所述传输特性信息进行建模。
5.如权利要求4所述的操作方法,其中,所述误差向量幅度基于频带和发送功率中的至少一个而改变。
6.如权利要求1所述的操作方法,还包括:
获取信道信息,包括:
从基站接收信道状态信息-参考信号,以及
基于所述信道状态信息-参考信号来估计下行链路信道,所述下行链路信道在所述无线通信装置和所述基站之间。
7.如权利要求6所述的操作方法,还包括:
基于所述发送波束成形向量向所述基站发送探测参考信号;
响应于发送所述探测参考信号,从所述基站接收探测参考信号资源指示符,所述探测参考信号资源指示符包括秩和波束成形向量信息;以及
基于所述探测参考信号资源指示符来发送物理上行链路共享信道。
8.如权利要求1所述的操作方法,还包括:
获得所述传输特性信息包括在用信号通知经调制的发送信号之前反馈所述经调制的发送信号。
9.如权利要求1所述的操作方法,还包括:
获得所述传输特性信息包括在调制传输信号的处理中校准所述传输信号。
10.一种无线通信装置,包括:
处理电路,被配置为:
基于传输特性信息和信道信息来计算所述无线通信装置与基站之间的有效信道矩阵,所述传输特性信息对应于所述无线通信装置,并且所述信道信息对应于所述无线通信装置与所述基站之间的信道,
基于所述有效信道矩阵确定预编码矩阵,以及
基于所述预编码矩阵来确定发送波束成形向量。
11.如权利要求10所述的无线通信装置,其中,所述处理电路被配置为基于第一矩阵和分配给所述无线通信装置的多个传输路径中的每个传输路径的功率量来确定所述预编码矩阵,所述第一矩阵和第二矩阵是通过对所述有效信道矩阵执行奇异值分解而生成的,并且分配给所述多个传输路径中的每个传输路径的功率量是通过对所述第二矩阵应用注水算法而确定的。
12.如权利要求10所述的无线通信装置,其中,所述传输特性信息包括附加的白高斯噪声、功率放大器非线性、同相和正交失配、相位噪声、本地振荡器泄漏、数模转换量化噪声和热噪声中的至少一个。
13.如权利要求12所述的无线通信装置,其中,所述传输特性信息是基于误差向量幅度来建模的。
14.如权利要求13所述的无线通信装置,其中,所述误差向量幅度基于频带和发送功率中的至少一个而改变。
15.如权利要求10所述的无线通信装置,其中,所述处理电路被配置为:
获取信道信息,包括:
从所述基站接收信道状态信息-参考信号,以及
基于所述信道状态信息-参考信号和信道互易性来估计下行链路信道。
16.如权利要求15所述的无线通信装置,其中,所述处理电路被配置为:
基于所述发送波束成形向量向所述基站发送探测参考信号;
响应于所述探测参考信号的传输,从所述基站接收探测参考信号资源指示符,所述探测参考信号资源指示符包括秩和波束成形向量信息;以及
基于所述探测参考信号资源指示符来发送物理上行链路共享信道。
17.如权利要求10所述的无线通信装置,其中,所述处理电路被配置为获得包括在用信号通知经调制的发送信号之前反馈所述经调制的发送信号的所述传输特性信息。
18.如权利要求10所述的无线通信装置,其中,所述处理电路被配置为获得包括在调制传输信号的处理中校准所述传输信号的所述传输特性信息。
19.一种无线通信系统,包括:
无线通信装置;以及
基站,其被配置为向所述无线通信装置发送信道状态信息-参考信号,
其中所述无线通信装置被配置为:
基于所述信道状态信息-参考信号和信道互易性来估计上行链路信道以获得信道信息,
基于传输特性信息和所述信道信息来计算所述无线通信装置与所述基站之间的有效信道矩阵,所述传输特性信息对应于所述无线通信装置,
基于所述有效信道矩阵来确定预编码矩阵,以及
基于所述预编码矩阵来确定发送波束成形向量。
20.如权利要求19所述的无线通信系统,其中,
所述无线通信装置被配置为基于所述发送波束成形向量向所述基站发送探测参考信号;
所述基站被配置为:
基于所述探测参考信号来确定秩和波束成形向量信息,以及
向所述无线通信装置发送探测参考信号资源指示符,所述探测参考信号资源指示符包括所述秩和波束成形向量信息;并且
所述无线通信装置被配置为基于所述探测参考信号资源指示符向所述基站发送物理上行链路共享信道。
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