CN116803015A - 用于改进的dl传输的dl测量信息信号发送 - Google Patents

用于改进的dl传输的dl测量信息信号发送 Download PDF

Info

Publication number
CN116803015A
CN116803015A CN202180091767.8A CN202180091767A CN116803015A CN 116803015 A CN116803015 A CN 116803015A CN 202180091767 A CN202180091767 A CN 202180091767A CN 116803015 A CN116803015 A CN 116803015A
Authority
CN
China
Prior art keywords
client device
antenna ports
downlink
measurement information
network access
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180091767.8A
Other languages
English (en)
Inventor
马吉德·纳斯里孔姆吉
秦熠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN116803015A publication Critical patent/CN116803015A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0417—Feedback systems
    • H04B7/0421—Feedback systems utilizing implicit feedback, e.g. steered pilot signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H04B7/0434—Power distribution using multiple eigenmodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及用于改进的下行传输的下行测量信息信号发送。特别是涉及在通信系统中参与这种信号发送和传输的客户端设备(100)和网络接入节点(300)。所述客户端设备(100)向所述网络接入节点(300)发送上行参考信号(520)的集合和反馈信号(530)。所述反馈信号指示关于所述客户端设备(100)与网络接入节点(300)之间的下行链路的测量信息。基于所述上行参考信号(520)的集合和所述反馈信号(530)，所述网络接入节点(300)可以确定预编码器，并使用所述预编码器执行去往所述客户端设备(100)的数据/导频的下行传输。此外，本发明还涉及对应的方法和计算机程序。

Description

用于改进的DL传输的DL测量信息信号发送
技术领域
本发明的示例涉及用于改进的下行传输的下行测量信息信号发送。特别是涉及在通信系统中从事这种信号发送和传输的客户端设备和网络接入节点。此外，本发明的示例还涉及对应的方法和计算机程序。
背景技术
3GPP第五代(fifth generation，5G)中的下行(downlink，DL)预编码尤其适用于大规模阵列，它基于时分双工(time-division duplex，TDD)中从用户设备(userequipment，UE)到gNB(又名基站(base station，BS))的上行(uplink，UL)探测参考信号(sounding reference signal，SRS)传输。也就是说，UE发送SRS，gNB根据接收到的SRS估计对应的UL信道。然后，gNB通过假设TDD协议下的完美互易性，基于测量的UL信道构造相关联的DL信道。它最终例如基于测量的UL信道的相关矩阵的奇异值分解(singular valuedecomposition，SVD)来形成或选择预编码器，用于对调制和编码后的DL数据或控制信号进行预编码。
在实际的TDD传输中，完全的上行-下行(uplink-downlink，UL-DL)互易性不成立。也就是说，即使UL和DL信道在相同的频率上运行，UL和DL信道也不完全相同。这会导致失配的UL-DL互易性，又名非理想或不完全互易性，这反过来又导致吞吐量的显著损失，因为选定的DL预编码器是根据与实际DL信道失配的UL信道来选择的。目前5G标准中的TDD方案并没有考虑到不完全互易性问题的存在。因此，这导致性能显著下降。
发明内容
本发明的示例的目的是提供一种方案来减少或解决传统方案的缺点和问题。
本发明示例的另一个目的是提供一种与传统方案相比具有改进的DL传输性能的方案。
上述和其他目的是通过由独立权利要求请求保护的主题来实现。在从属权利要求中提供了本发明的其他有利示例。
根据本发明的第一方面，通过一种用于无线通信系统的客户端设备实现上述和其他目的，所述客户端设备用于：
从网络接入节点接收下行参考信号集合；
基于接收到的下行参考信号的集合确定所述客户端设备的天线端口集合的下行测量信息；
确定指示所述下行测量信息的反馈信号；
通过所述客户端设备的天线端口集合向所述网络接入节点发送上行参考信号集合；
向所述网络接入节点发送所述反馈信号。
本发明的示例不限于上面给出的具体顺序。因此，只要保持此处提供的技术效果，接收、确定和发送可以按其他顺序执行。
此外，在某些标准中，客户端设备的所述天线端口集合可以表示为发送(transmission，Tx)天线端口。
根据第一方面的客户端设备的优点在于，网络接入节点能够通过使用来自客户端设备的接收到的UL参考信号和反馈信号来解决TDD中的不完全互易性。通过这样做，网络接入节点可以获得对实际下行信道的改进估计，通过该估计，它可以选择或配置增强的DL预编码器。因此，这将提高服务质量，特别是DL频谱效率。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，确定所述客户端设备的天线端口集合的下行测量信息包括：
确定所述客户端设备的天线端口集合中的每个天线端口子集的下行测量信息，其中每个天线端口子集包括至少一个天线端口。
这种实现方式的优点在于，可以针对天线端口的不同子集对测量进行分组，使得如果同一子集中的天线端口的UL和DL失配属性之间的关系是已知的，或者可以假设为在网络接入节点处是已知的，则形成天线端口的子集。例如，可以假设同一子集中的天线端口具有相同的UL-DL失配属性。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，所述客户端设备的天线端口集合基于以下至少一项被分组为天线端口子集：
与所述上行参考信号的发送相关联的、所述客户端设备的天线端口集合的天线切换模式；
所述天线端口集合中的不同天线端口之间的失配属性。
在关于不同的上行参考信号资源的天线端口上发送的上行参考信号可以具有相同的天线端口索引。这种情况也可以被认为，测量信息是针对用于天线切换的上行参考信号资源集合内的每个上行参考信号资源的。
此外，相关性是失配的属性之一，可以用作此类分组的一种方法。
失配属性可以是但不限于接收器(receiver，Rx)和发送器(transmitter，Tx)硬件失配，以及客户端设备处的比吸收率(specific absorption ratio，SAR)控制。
这种实现方式的优点在于，UL发送的参考信号可以实现对UL信道的增强估计，并减少参考信号开销。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，确定所述客户端设备的天线端口集合的下行测量信息包括：
确定携带所述下行参考信号集合的每个下行频带的下行测量信息。
这种实现方式的优点在于，该方案可以与多载波波形，例如与正交频分复用(orthogonal frequencydivision multiplexing，OFDM)一起使用。DL频带可以根据失配相干的带宽，即根据失配属性在其上几乎保持不变的带宽来确定。这样，频域中的开销可以减少到失配相干的带宽。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，所述下行测量信息指示下行信道估计的二阶统计信息，其中所述下行信道估计的二阶统计信息包括以下至少一项：
下行信道相关矩阵，
所述下行信道估计的欧几里德范数的平方，
用缩放因子缩放的所述下行信道估计的欧几里德范数的平方。
这种实现方式的优点在于，它显著减少了反馈开销，因为它依赖于二阶统计信息而不是单独信道实现，单独信道实现的报告将需要更大的开销。同时，它允许纠正UL和DL失配。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，所述下行测量信息指示所述客户端设备的天线端口集合处的下行接收功率。
所述下行接收功率可以例如是参考信号接收功率或任何其他合适的功率测量。
这种实现方式的优点在于，它允许显著减少反馈开销，并同时能够校正UL和DL失配。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，所述反馈信号将所述下行测量信息指示为：
下行测量信息与先前下行测量信息相比的增量变化；或者
与其他天线端口或其他天线端口子集相比，不同天线端口或天线端口子集的下行测量信息的增量变化。
这种实现方式的优点在于进一步减少反馈开销。
在根据第一方面的客户端设备的一种实现方式中，所述反馈信号是基于均匀或非均匀量化器获得的数字反馈信号，其中所述均匀或非均匀量化器的量化区域或对应映射基于以下至少一项来配置：
比吸收率控制，
所述客户端设备的天线端口集合的不同天线端口之间的硬件失配属性。
这种实现方式的优点在于，通过基于比吸收率控制和硬件失配的属性设计量化器，量化反馈能以更低失真来更好地表示未量化反馈。也就是说，例如，基于失配的统计属性来获得量化区域和映射。
根据本发明的第二方面，通过一种用于无线通信系统的网络接入节点实现上述和其他目的，所述网络接入节点用于：
向客户端设备发送下行参考信号集合；
从所述客户端设备接收上行参考信号集合；
从所述客户端设备接收反馈信号，其中所述反馈信号指示：与所述下行参考信号集合相关联的、所述客户端设备的天线端口集合的下行测量信息。
根据第二方面的网络接入节点的优点在于，它能够校正UL和DL失配，使得网络接入节点可以获得与实际DL信道匹配的对DL信道的估计。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，预编码器的确定包括：
基于接收到的上行参考信号集合和接收到的反馈信号计算相关矩阵，
基于计算的相关矩阵确定用于去往所述客户端设备的下行传输的预编码器，
基于所述预编码器执行去往所述客户端设备的下行传输。
这种实现方式的优点在于，预编码器是基于反馈和UL参考信号设计的，这能够校正UL-DL失配。也就是说，预编码器是通过考虑失配来针对实际的DL信道设计的。这反过来又提高了传送到客户端设备的服务质量，例如频谱效率、吞吐量、误块率或误码率。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，所述反馈信号指示所述客户端设备的天线端口集合中的每个天线端口子集的下行测量信息，其中每个天线端口子集包括至少一个天线端口。
这种实现方式的优点在于，可以针对天线端口的不同子集对测量进行分组，使得如果同一子集中的天线端口的UL和DL失配属性之间的关系是已知的，或者可以假设为在网络接入节点处是已知的，则形成天线端口的子集。例如，可以假设同一子集中的天线端口具有相同的UL-DL失配属性。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，所述反馈信号指示携带所述下行参考信号集合的每个下行频带的下行测量信息。
这种实现方式的优点在于，该方案可以与多载波波形，例如与OFDM一起使用。DL频带可以根据失配相干的带宽，即根据失配属性在其上几乎保持不变的带宽来确定。这样，频域中的开销可以减少到失配相干的带宽。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，所述下行测量信息指示下行信道估计的二阶统计信息，其中所述下行信道估计的二阶统计信息包括以下至少一项：
下行信道相关矩阵，
所述下行信道估计的欧几里德范数的平方，
用缩放因子缩放的所述下行信道估计的欧几里德范数的平方。
这种实现方式的优点在于，它显著减少了反馈开销，因为它依赖于二阶统计信息而不是单独信道实现，单独信道实现的报告将需要更大的开销。同时，它允许纠正UL和DL失配。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，所述下行测量信息指示所述客户端设备的天线端口集合处的下行接收功率。
这种实现方式的优点在于，它允许显著减少反馈开销，并同时能够校正UL和DL失配。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，所述反馈信号将所述下行测量信息指示为：
下行测量信息与先前下行测量信息相比的增量变化；或者
与其他天线端口或其他天线端口子集相比，不同天线端口或天线端口子集的下行测量信息的增量变化。
这种实现方式的优点在于进一步减少反馈开销。
在根据第二方面的网络接入节点的一种实现方式中，所述反馈信号是基于均匀或非均匀量化器获得的数字反馈信号，其中所述均匀或非均匀量化器的量化区域或对应映射基于以下至少一项来配置：
比吸收率控制，
所述客户端设备的天线端口集合的不同天线端口之间的硬件失配属性。
这种实现方式的优点在于，通过基于比吸收率控制和硬件失配的属性设计量化器，量化反馈能以更低失真来更好地表示未量化反馈。也就是说，例如，基于失配的统计属性来获得量化区域和映射。
根据本发明的第三方面，通过一种用于客户端设备的方法实现上述和其他目的，所述方法包括：
从网络接入节点接收下行参考信号集合；
基于接收到的下行参考信号的集合确定所述客户端设备的天线端口集合的下行测量信息；
确定指示所述下行测量信息的反馈信号；
通过所述客户端设备的天线端口集合向所述网络接入节点发送上行参考信号集合；
向所述网络接入节点发送所述反馈信号。
根据第三方面的方法可以扩展为对应于根据第一方面的客户端设备的实现方式的实现方式。因此，所述方法的实现方式包括所述客户端设备的对应实现方式的特征。
根据第三方面的方法的优点与根据第一方面的客户端设备的对应实现方式的优点相同。
根据本发明的第四方面，通过一种用于网络接入节点的方法实现上述和其他目的，所述方法包括：
向客户端设备发送下行参考信号集合；
从所述客户端设备接收上行参考信号集合；
从所述客户端设备接收反馈信号，其中所述反馈信号指示：与所述下行参考信号集合相关联的、所述客户端设备的天线端口集合的下行测量信息。
根据第四方面的方法可以扩展为对应于根据第二方面的网络接入节点的实现方式的实现方式。因此，所述方法的实现方式包括所述网络接入节点的对应实现方式的特征。
根据第四方面的方法的优点与根据第二方面的网络接入节点的对应实现方式的优点相同。
本发明的示例还涉及一种计算机程序，其特征在于程序代码，当由至少一个处理器运行时，所述计算机程序使所述至少一个处理器执行根据本发明示例的任何方法。此外，本发明的示例还涉及一种计算机程序产品，包括计算机可读介质和所述计算机程序，其中，所述计算机程序包括在所述计算机可读介质中，并且包括以下组中的一个或多个：只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程ROM(programmable ROM，PROM)、可擦除PROM(erasable PROM，EPROM)、闪存、电EPROM(electricallyEPROM，EEPROM)和硬盘驱动器。
本发明的示例的其他应用和优点从以下详细描述中显而易见。
附图说明
附图意在阐明和阐释本发明的不同示例，其中：
-图1示出了根据本发明示例的客户端设备；
-图2示出了根据本发明示例的用于客户端设备的方法；
-图3示出了根据本发明示例的网络接入节点；
-图4示出了根据本发明示例的用于网络接入节点的方法；
-图5示出了根据本发明示例的无线通信系统；
-图6示出了根据本发明示例的移动设备；
-图7示出了根据本发明示例的gNB与UE之间的信号发送；
-图8示出了根据本发明示例的流程图；
-图9示出了本发明示例的性能结果。
具体实施方式
上述UL和DL信道之间的不完全互易性可以由两个原因解释，即接收器(receiver，Rx)和发送器(transmitter，Rx)硬件失配，以及UE处的比吸收率(specific absorptionratio，SAR)控制。
实际无线电信道不是互易的原因之一是硬件失配，因为实际无线电信道不仅包括空间无线电信道，而且还包括物理天线、射频(RF)混频器、滤波器、模数(A/D)、数模(D/A)转换器和其他相关电子设备。也就是说，在何处进行信道测量是至关重要的。因此，如果由于组件的非理想性和硬件失配，UL和DL信道的测量路径没有经过完全相同的步骤(通常情况并非如此)，则完全互易性将不成立。也就是说，即使在UL和DL传输在相同频带上的TDD协议中，我们也会看到与UL和DL信道相关联的测量值不相等。
gNB可以基于其电路而不是UE处的电路来被校准，以便它能够控制其输入输出信号。另一方面，UE处的电路是可变的，因为UE池很大且多样化，并且gNB无法针对任何任意UE进行校准。然而，gNB没有机制来发现由于UE处的电路而导致的失配。因此，UE处的电路要考虑失配。此外，gNB不能假设所有UE都有自己的硬件失配检测。因此，在设计无线通信链路时，我们需要假设UE处的硬件失配是未知的。
此外，各国政府对于人类暴露于射频(radio frequency，RF)电磁场(electromagnetic field，EMF)也有规定。特别地，UE应遵守该国政府发布的SAR限制。通常会规定一些SAR测试场景来测量和评估SAR值。一个示例场景是当UE位于耳朵附近时。测量的SAR值应低于当地法规规定的目标值，即限值，以限制辐射影响，从而确保用户健康。
SAR以W/kg为单位进行测量，表示单位质量吸收的功率。以下两个等式给出了SAR测量的定义：
其中W表示电磁能，m为质量，V为体积，ρ为密度。该等式描述了给定密度的体积元中包含的增量质量在一定时间内平均吸收的增量电磁功率。等式(1)的另一个等效定义由下式给出：
其中，c表示比热容，即为了系统的温度增加(或减小)一度而供应给系统单位质量或从系统单位质量中取出的热量，ΔT表示温度变化，Δt为暴露的持续时间。第二个定义是基于温度和比热常数的变化的等效定义。
在UE处控制根据等式(1)或(2)测量的SAR值以确保其低于目标值。当UE执行SAR控制时，它激活实现功率掩码的过程，使得发送的电磁波的能量以期望的方式被限制。一种流行的控制动作是UE降低其最大功率。这可以通过UE处的功率降低因子来建模。这种功率降低会导致UL和DL信道之间的失配，因为它只存在于UL信道上，而不会影响DL信道。
硬件失配可建模为从每个UE天线发送的信号的功率降低和相位旋转，SAR控制可建模为待从每个UE天线发送的信号的功率降低，而没有任何相位旋转。也就是说，如果Sr为UE希望在天线r上发送的上行信号，则在上述原因之后，该天线上发送的信号可以写成其中参数αr,βr和θr分别表示天线r的硬件失配的功率降低因子、SAR控制的功率降低因子和硬件失配的相位旋转。参数的范围给定为αr,βr∈(0,1]，θr∈[-π,π]。该线性模型用于举例说明本方案及其性能优点。也就是说，本方案不需要局限于该失配的线性模型，并且它可以调整为其他失配模型。
本公开的目的是引入一种方案，用于补偿由于DL和UL信道测量失配而导致的不完全UL-DL互易性对DL MIMO预编码的的不利影响，这种DL和UL信道测量失配源于在UE和gNB处使用不同电路以及实现用于限制来自UE的电磁辐射的SAR操作。
因此，本发明的示例公开了一种用于基于TDD的系统的增强DL MIMO预编码方法，通过采用从UE到gNB的具有低开销的有效反馈信号发送机制，使得gNB能够计算DL预编码器，因为它已经接入了实际的DL信道，而没有UL-DL失配。反馈信号可以例如基于接收专门设计的探测失配状态的稀疏DL导频来解释，其可以被称为失配状态信息参考信号(mismatch state information reference signal，MSI-RS)。进一步提供了具有模拟和数字反馈策略的方案。由于不存在失配，反馈信号可用于构造DL信道的相关矩阵，通过该相关矩阵，构造DL预编码器以用于对DL数据和导频的预编码。本方案的其他示例和方面将在以下公开内容中呈现。
图1示出了根据本发明示例的客户端设备100。在图1所示的示例中，客户端设备100包括处理器102、收发器104和存储器106。处理器102可以通过本领域已知的通信装置108耦合到收发器104和存储器106。客户端设备100可以进一步包括耦合到收发器104的天线或天线阵列110，这意味着客户端设备100可以用于在无线通信系统中进行无线通信。也就是说，客户端设备100可以用于执行某些动作在本发明中可以理解为意味着客户端设备100包括用于执行所述动作的合适装置，例如处理器102和收发器104。
本发明中的客户端设备100包括但不限于：UE，例如智能手机、蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(session initiation protocol，SIP)电话，无线本地环路(wirelesslocal loop，WLL)站，个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、连接到无线调制解调器的计算设备或其他处理设备、车载设备、可穿戴设备，接入回传一体化节点(integrated access and backhaul node，IAB)，例如移动汽车或安装在汽车中的设备、无人机、设备到设备(device-to-device，D2D)设备、无线摄像机、移动站、接入终端、用户单元、无线通信设备、无线局域网(wireless local access network，WLAN)站、支持无线功能的平板电脑、笔记本电脑嵌入式设备、通用串行总线(universalserial bus，USB)转换器、无线用户驻地设备(customer-premises equipment，CPE)和/或芯片组。在物联网(Internet of things，IOT)场景中，客户端设备100可以表示与另一无线设备和/或网络设备进行通信的机器或另一设备或芯片组。
UE还可以称为移动电话、蜂窝电话、具有无线能力的计算机平板电脑或笔记本电脑。在此上下文中，UE可以是，例如便携式、口袋存储式、手持式、计算机组成式或车载式移动设备，能够通过无线接入网与另一实体(例如另一接收器或服务器)传送语音和/或数据。UE可以是站点(station，STA)，即包含连接到无线介质(wireless medium，WM)的、符合IEEE802.11的介质接入控制(media access control，MAC)和物理层(physical layer，PHY)接口的任何设备。UE还可以用于在3GPP相关的LTE和高级LTE中、在WiMAX及其演进版中以及在第五代无线技术中(例如NR中)进行通信。
客户端设备100的处理器102可以被称为一个或多个通用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)、一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、一个或多个专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(field programmablegate array，FPGA)、一个或多个可编程逻辑器件、一个或多个分立门、一个或多个晶体管逻辑器件、一个或多个分立硬件组件、一个或多个芯片组。客户端设备100的存储器106可以是只读存储器、随机存取存储器或非易失性随机存取存储器(non-volatile random access memory，NVRAM)。客户端设备100的收发器104可以是收发器电路、功率控制器、天线或与其他模块或设备通信的接口。在示例中，客户端设备100的收发器104可以是单独的芯片组，也可以与处理器102集成在一个芯片组中。而在一些示例中，客户端设备100的处理器102、收发器104和存储器106集成在一个芯片组中。
参考图1和图5，在本发明的示例中，客户端设备100用于从网络接入节点300接收下行参考信号510的集合。客户端设备100用于基于接收到的下行参考信号510的集合确定客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合的下行测量信息。客户端设备100用于确定指示下行测量信息的反馈信号。客户端设备100用于通过客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合向网络接入节点300发送上行参考信号520的集合。客户端设备100用于向网络接入节点300发送反馈信号530。
天线端口120a、120b、……、120n为上行参考信号520的天线端口：
·在一个非限制性示例中，天线端口120a、120b、……、120n的集合中的每个天线端口具有与天线端口120a、120b、……、120n的集合中的其他天线端口不同的天线端口索引，例如，如果该集合中有4个天线端口，则它们的索引可以是#0、#1、#2和#3。
·在另一个非限制性示例中，天线端口120a、120b、……、120n的集合中的一些天线端口具有相同的天线端口索引。在这种情况下，天线端口可以属于多个上行参考信号资源，天线端口索引在这些上行参考信号源中被重复使用。例如，该集合中有4个天线端口，每两个天线端口可以属于一个上行参考信号资源，因此有两个上行参考信号资源。这两个上行参考信号资源属于一个上行参考信号资源集合，该资源集合的用途可以是“天线切换”或“DL CSI获取”。在这种情况下，第一上行参考信号资源中的天线端口的天线端口索引为#0和#1，第二上行参考信号资源中的天线端口的天线端口索引也为#0和#1。
针对天线端口120a、120b、……、120n的集合确定下行测量信息可以意味着基于接收天线上接收到的下行参考信号510确定下行测量信息，该接收天线对应于天线端口120a、120b、……、120n的集合的发送天线(或与发送天线相同)。发送天线可以是物理天线、虚拟天线、UE端口、UE天线端口等。
图2示出了可以在客户端设备100(例如图1所示的客户端设备)中执行的对应方法200的流程图。方法200包括从网络接入节点300接收202下行参考信号510的集合。方法200包括基于接收到的下行参考信号510的集合确定204客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合的下行测量信息。方法200包括确定206指示下行测量信息的反馈信号。方法200包括通过客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合向网络接入节点300发送208上行参考信号520的集合。方法200包括向网络接入节点300发送210反馈信号530。
图3示出了本发明示例的网络接入节点300。在图3所示的示例中，网络接入节点300包括处理器302、收发器304和存储器306。处理器302通过本领域已知的通信装置308耦合到收发器304和存储器306。网络接入节点300可以分别用于在无线通信系统中进行无线通信和在有线通信系统中进行有线通信。无线通信能力利用耦合到收发器304的天线或天线阵列310提供，而有线通信能力利用耦合到收发器304的有线通信接口312提供。网络接入节点300用于执行某些动作在本发明中可以理解为意味着网络接入节点300包括用于执行所述动作的合适装置，例如处理器302和收发器304。
本公开中的网络接入节点300包括但不限于：宽带码分多址(wideband codedivision multipleaccess，WCDMA)系统中的NodeB、LTE系统中的演进Node B(evolutionalNode B，eNB)或演进NodeB(evolved NodeB，eNodeB)，或中继节点或接入端口，或车载设备、可穿戴设备或第五代(fifth generation，5G)网络中的gNB。此外，这里的网络接入节点300可以被表示为无线网络接入节点、接入网络接入节点、接入点或基站，例如无线基站(radiobase station，RBS)，在某些网络中，这些可以被称为发送器、“gNB”、“gNodeB”、“eNB”，“eNodeB”、“NodeB”或“B节点”，这取决于所使用的技术和术语。根据传输功率和相应地小区大小，无线网络接入节点可以具有不同类别，例如，宏eNodeB、家庭eNodeB或微微基站。无线网络接入节点可以是站点(station，STA)，即包含连接到无线介质的、符合IEEE 802.11的MAC和PHY接口的任何设备。无线网络接入节点也可以是对应于5G无线系统的基站。
网络接入节点300的处理器302可以被称为一个或多个通用CPU、一个或多个DSP、一个或多个ASIC、一个或多个FPGA、一个或多个可编程逻辑器件、一个或多个分立门、一个或多个晶体管逻辑器件、一个或多个分立硬件组件、一个或多个芯片组。网络接入节点300的存储器306可以是只读存储器、随机存取存储器或NVRAM。网络接入节点300的收发器304可以是收发器电路、功率控制器、天线或与其他模块或设备通信的接口。在示例中，网络接入节点300的收发器304可以是单独的芯片组，也可以与处理器302集成在一个芯片组中。而在一些示例中，网络接入节点300的处理器302、收发器304和存储器306集成在一个芯片组中。
参考图3和图5，在本发明的示例中，网络接入节点300用于向客户端设备100发送下行参考信号510的集合。网络接入节点300用于从客户端设备100接收上行参考信号520的集合。网络接入节点300用于从客户端设备100接收反馈信号530，其中反馈信号530指示与下行参考信号510的集合相关联的、客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合的下行测量信息。
图4示出了可以在网络接入节点300(例如图3所示的网络接入节点)中执行的对应方法400的流程图。方法400包括向客户端设备100发送402下行参考信号510的集合。方法400包括从客户端设备100接收404上行参考信号520的集合。方法400包括从客户端设备100接收406反馈信号530，其中反馈信号530指示与下行参考信号510的集合相关联的、客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合的下行测量信息。
图5示出了根据本发明示例的通信系统500。通信系统500包括用于在无线通信系统500中运行的客户端设备100和网络接入节点300。为了简单起见，图5所示的通信系统500仅包括一个客户端设备100和一个网络接入节点300。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，通信系统500可以包括任何数量的客户端设备100和任何数量的网络接入节点300。
在通信系统500中，执行从网络接入节点300到客户端设备100的DL传输，以及在相反方向上(即，从客户端设备100到网络接入节点300)的UL传输。图5中示出了网络接入节点300用于向客户端设备100发送DL参考信号510。图5中进一步示出了客户端设备用于向网络接入节点300发送UL参考信号520和反馈信号530。网络接入节点300可用于：使用预编码器或从可被定义于标准中的码本集合中选择预编码器，来将波束成形传输或/和多层传输发送到客户端设备100。
图6示出了呈移动设备形式的客户端设备100的非限制性示例。移动设备容纳至少一个处理器102(例如参见图1)、至少一个显示设备112和至少一个通信装置(图6中未示出)。移动设备进一步包括通信地连接到显示设备112的例如呈键盘114形式的输入装置。移动设备进一步包括例如呈扬声器116形式的输出装置。如图6所示，移动设备还包括天线端口120a、120b、……、120n的集合。移动设备可以是移动电话、平板PC、移动PC、智能手机、独立移动设备或任何其他合适的通信设备。
本发明的其他示例和方面将在以下公开内容中呈现。为了更深入地理解本方案并说明实现案例，本文给出的以下示例设置在3GPP 5G上下文中，因此使用了术语和系统架构。因此，客户端设备100被表示为UE，网络接入节点300被表示为gNB。
参考图7，假设包括N个发送天线端口的gNB与包括K个天线端口的UE之间的传输链路。接下来，我们通过描述gNB与UE之间的相关联信号发送和控制消息交换来详细介绍通用公开方案的示例。
图7中的步骤I
在步骤I中，gNB在时频平面中向UE发送DL稀疏导频信号(又名参考信号)510的集合。DL导频信号可以使用码分复用(code-division multiplexing，CDM)、频分复用(frequency-division multiplexing，FDM)或时分复用(time-division multiplexing，TDM)从映射到时频平面的相互正交序列集合中选择。本方案可以依赖于用于此目的的指定导频设计。在一种实现方式中，gNB使用先前被称为MSI-RS的新型导频，借助于该导频，在UE处探测失配状态。
MSI-RS可以周期性地发送。MSI-RS发送的周期性可以基于可用周期集合来配置，该可用周期集合根据UE类型或操作模式以及信道统计信息进行调整。在本发明的示例中，导频信号的周期基于SAR操作周期(例如40ms)来设置，UL和DL的失配即由该SAR操作而引起。这样，MSI-RS的开销显著减少。一般来说，MSI-RS可以在时间上稀疏地发送，因为失配在时间上是显著鲁棒的。
MSI-RS也可以在频率上稀疏地发送，因为失配在频率上是显著鲁棒的。例如，MSI-RS可以在为DL传输配置的带宽内的小带宽(例如，几个资源块(resource block，RB))中发送。在另一个示例中，MSI-RS可以在频率密度小于每RB 1个子载波的宽带宽中发送，该宽带宽类似于3GPP 5G中为相位跟踪参考信号(phase tracking reference signal，PT-RS)定义的频率资源。MSI-RS的频率周期性也可以根据失配相干的带宽，即根据失配属性在其上几乎保持不变的带宽来确定。这样，频域中的开销可以减少到失配相干的带宽。
在实践中，可以考虑由于gNB处的电路引起的失配系数，使得gNB天线处的对应失配系数可以假设为一，即gNB在连接到无线接入网络(radio access network，RAN)之前被校准，因此可以假设不存在失配。这使得与gNB处的不同天线对应的DL信道类似地受到UE处失配系数的影响。因此，为了探测UE处的失配，MSI-RS可以在空间(即gNB处的天线)上稀疏地发送。因此，可以仅使用gNB处的天线子集进行MSI-RS传输。也就是说，gNB只能选择天线振子或天线端口的子集来传输MSI-RS。通过这样做，除了时间和频率维度之外，MSI-RS的开销在空间上可以忽略不计。
在另一个示例中，可以通过使用信道状态信息参考信号(channel stateinformation reference signal，CSI-RS)来形成MSI-RS，以重新使用最先进的空口的现有参考信号(reference signal，RS)。在又一个示例中，可以通过使用同步信号块(synchronization signal block，SSB)来形成MSI-RS，以再次重复使用3GPP中最先进的空口的现有信号。
图7中的步骤II
在步骤II中，UE从gNB接收DL导频510。基于通过N′≤N个天线端口接收到的DL导频(又名RS)，UE针对UE的每个接收天线端口120a、120b、……、120n执行信道估计，其中N为天线端口的最大数量。如果N′＝N，则我们可以将估计的DL信道表示为
其中，hi＝[hi1 … hiN]为gNB天线与UE处的第i天线之间的信道，其大小为1×N，其中N为gNB处的天线端口数量，hl，k为gNB处的天线l与UE处的天线k之间的信道。UE处的每个天线k对应于UL RS天线端口，这将在图7的步骤IV中介绍。如果N′＜N，则等式(3)中的N可以替换为N′。在这个示例中，我们假设N′＝N。此处为了说明目的，我们假设完美的信道估计。例如当估计可以写成HDL+e，其中e为估计误差时，具有噪声信道估计的情况可以在整个过程中类似地处理。
如果从一个发送天线端口发送的DL RS映射在多个资源元素上，则等式(3)中的信道可以基于对多个资源元素的全部或子集的测量来确定。
在图7的步骤III中将介绍，仅需要基于hi的功率的测量来确定反馈信息。因此，UE可以测量hi的功率，即，|hi|2，而不是等式(3)中的全信道。请注意，对于实际功率，可能需要在必要时缩放|hi|2的值，但有时这个值被简称为功率。替代地，UE可以测量接收到的DL RS的功率，而不是信道的功率，因为发送的DL RS的功率是固定的并且在gNB处是己知的。替代地，gNB可以从与第i ULRS天线端口对应的接收到的DL RS的功率获得|hi|2。
如果对应于UL RS天线端口子集的天线的UL-DL失配属性之间的关系是已知的或可以假设在gNB处是已知的，例如，子集中的相同UL-DL失配属性，则UE可以仅针对天线端口子集中的一个i天线端口测量|hi|2。
因此，在本发明的示例中，客户端设备100可以针对客户端设备的天线端口120a、120b、……、120n的集合中的每个天线端口子集确定天线端口120a、120b、……、120n的集合的下行测量信息。天线端口120a、120b、……、120n的集合中的每个天线端口子集可以包括至少一个天线端口，即一个或多个天线端口。
在本发明的示例中，天线端口120a、120b、……、120n的集合可以进一步基于以下至少一项被分组为天线端口子集：与上行参考信号520的发送相关联的天线端口120a、120b、……、120n的集合的天线切换模式；天线端口120a、120b、……、120n的集合中不同天线端口之间的失配属性。
图7中的步骤III
UE基于估计的DL信道HDL确定或构造反馈信号。反馈信号的目的是帮助gNB调整UL信道估计，该估计例如可以通过使用从UE发送的SRS求得。
为了反馈信道估计，UE可以发送整个估计的信道。然而，对于大规模多输入多输出(multiple-input multiple-Output，MIMO)系统，这种策略的开销非常高，而且在实践中具有挑战性。因此，我们公开了一种非常低开销的反馈构造方法，使得gNB仍然能够形成其预编码器，因为UL和DL信道之间没有失配。所公开的反馈方案是基于测量二阶统计信息，特别是在UE处的K个接收天线中的每一个处的总接收功率，并将其发送回gNB。
为了激励对这种反馈策略的选择，考虑gNB处的估计的UL信道，基于R1和R2的数学模型，该估计的UL信道可以写成
因此，UE天线r上的失配因子的幅度可以写成
也就是说，失配幅度与DL和UL信道的功率有关。
本方案的另一个组成部分是使用上述反馈原理来确定DL MIMO预编码矩阵，就像测量的UL信道与预期的DL信道之间没有失配一样，如将在步骤VII中所述。特别是，如将在下文所示，基于HDL的相关矩阵的下行预编码器忽略了失配因子的相位。因此，可以将反馈减少到让gNB知道失配因子的幅度。由于数量可以在gNB处通过上行信道估计获得，因此UE只需要将每个接收天线的|hr|2的信息反馈给gNB。
因此，在本发明的示例中，下行测量信息指示下行信道估计的二阶统计信息。下行信道估计的二阶统计信息可以包括以下至少一项：下行信道相关矩阵、下行信道估计的欧几里德范数的平方和用缩放因子缩放的下行信道估计的欧几里德范数的平方。
然而，在本发明的进一步示例中，下行测量信息可以指示客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合处的下行接收功率。
接下来，本文将公开上述反馈设计/原理的多种实现方式。
模拟反馈设计
在第一种实现方式中，反馈信号(feedback signal，FS)根据下式被形成为在UE处的每个接收天线处测量的信道的欧几里德范数的平方：
也就是说，对于1≤i≤K，UE报告值|hi|2(即，g＝1)或其缩放值g|hi|2(即，g≠1)，其中g可以是例如功率缩放因子。可能需要功率缩放来满足UE处的功率传输约束。
我们强调，这种反馈构造将等式(3)中的2NK个真实维度的无线电信道空间折衷减少至等式(4)中的K个正实维度，因为UE只根据等式(4)向gNb发送K个实数的失配因子折衷的反馈指示，其中每个实数与K个UE天线相关联。在实际系统中，UE处的天线数量远小于基站处的天线数量。也就是说K＜＜N，这导致了显著的维度减少，因此该策略能够显著减少反馈开销。例如，对于具有N＝128个天线的gNB和具有K＝2个天线的UE，真实维度的总数从512个真实维度减少到2个正实维度。
等式(4)中的反馈设计构造是基于将在步骤VII中讨论的预编码器而激励的。也就是说，该设计适用于步骤VII中的实际预编码器，并且它享有低反馈开销。
渐近模拟反馈设计
在下一种实现方式中，UE在等式(4)中采用特定的缩放因子，对于该缩放因子，所公开的反馈策略随着基站处天线数量的增加而静态收敛。在下文中，考虑归一化反馈信号，其中归一化因子设置为g＝1/N，其中N为gNB处的发送天线数量。这得到，
其中，最后一个等式适用于某些类别的信道，包括当信道分量是独立的且相同分布的(independent and identically distributed，i.i.d.)时。因此，对于较大的天线数量N＞＞1，UE可以报告测量信道的平均值。也就是说，UE跟踪在每个接收天线处观察到的欧几里德范数的平方的平均值，并报告该平均值或与该平均值的偏差。还可以应用额外的功率缩放因子。
数字反馈设计
在一些实际系统中，将模拟反馈信号xFS转换为数字信号是有益的。接下来，我们讨论可以如何从所公开的模拟复本xFS生成数字反馈信号。一般的量化方法可以写成
其中表示量化函数，xq，FS为量化反馈信号(参见q，SF)向量。接下来我们讨论等式(6)的实现方式。
在下文中，设B为每个维度的量化位总数。即量化位总数为KB，其中K为UE处的天线数量。下表显示了当量化索引的数量等于2B时对于B位的量化码本的实现方式。
/>
表I：量化映射示例
索引i(1≤i≤2B)的量化值和UE处的天线k，1≤k≤K，由下式给出：
对于每个天线端口，量化映射由2B+1个参数描述，这些参数包括μk、Δk，1、Δk，2、……、其中参数μk可以理解为平均值或初始化，Δk，i可以理解为步长或偏差。
通常，数字反馈信号可以基于均匀或非均匀量化器获得，其中均匀或非均匀量化器的量化区域或对应映射基于以下至少一项来配置：比吸收率控制、客户端设备100的天线端口120a、120b、……、120n的集合的不同天线端口之间的硬件失配属性。
均匀量化
在本发明的示例中，我们可以通过针对i、j选择Δk，i＝Δk，j来使用均匀量化。一种方式为选择大多数实现发生的变量范围，然后将该范围划分为2B个间隔。设Ω为概率接近一的实现范围。然后，可以选择μ_k＝0，并且
请注意，可以根据信道统计信息，包括失配属性或当前的设计场景，来优化等式(8)中的变量Ω。
非均匀量化
在本发明的另一个示例中，我们可以通过针对i、j为Δk，i选择不等值来使用非均匀量化。设Ω为概率接近一的实现范围。然后，可以选择μ_k＝0，并且
同样，可以根据信道统计信息，包括失配属性或当前的设计场景，来优化变量Ω。
渐近数字反馈设计
在又一种实现方式中，我们针对大量天线使用渐近行为。接下来，将量化之前的归一化反馈信号视为
其中，最后一个等式类似地通过假设信道分量为i.i.d得出。因此，对于较大N，我们可能会量化并报告与平均值相关联的量化索引。也就是说，UE跟踪在UE处观察到的欧几里德范数的平方的平均值，并报告与该平均值的偏差。也就是说，我们可以设置
其中和Δk，i是根据平均值附近的方差来选择的，该方差可以根据信道统计信息求得。
接下来，我们介绍一些其他变体，这些变体可以扩展所有先前的实现方式。
差分反馈设计
此实现方式使用差分反馈。也就是说，UE报告测量值相对于先前反馈值的变化。报告的变化可以进一步像先前情况中那样以模拟或量化的方式发送。例如，如果对于当前和上次测量，UE处的第i天线端口的功率为|hi|2和则变化通过/>或/>确定。换句话说，在本发明的示例中，反馈信号530将下行测量信息指示为下行测量信息与先前下行测量信息相比的增量变化。
相对反馈设计
在这种实现方式中，测量值被布置在大小比UE处的天线端口总数小的新向量中，然后所有先前的实现方式都可以应用于这个新向量。通过这种方式，开销得以进一步减少。假设第一天线端口作为参考天线端口，使得例如量化反馈的测量可以执行为
因此，反馈开销可以减少到(K-1)B，这对于UE处的少量天线端口是非常重要的。参考天线端口可以是示例中的任何预定天线端口。换句话说，在本发明的示例中，反馈信号530将下行测量信息指示为与其他天线端口或其他天线端口子集相比，不同天线端口或天线端口子集的下行测量信息的增量变化。
多载波反馈设计
对于多载波传输的情况，例如OFDM波形中的多载波传输的情况，失配系数往往在频率上是鲁棒的。如果是这种情况，则UE可以针对所有子载波报告一个反馈信号。例如，UE可以在不同子载波上平均其所有测量值，例如信道、信道的欧几里德范数或信道的欧几里德范数的平方，然后对平均值应用任何先前的实现方式。
在频率发生失配特性变化的情况下，UE可以在频率中选择适合于特定失配模型的反馈粒度。例如，如果反馈粒度为M个RB，总带宽为N个RB，则UE需要针对每M个RB报告N/M或个反馈信号(如果N不是M的倍数，则这些反馈信号中的一个对应于/>个RB)。例如，对于M＝10和N＝25，UE需要报告3个反馈信号，这些反馈信号分别对应(RB1至RB10)、(RB11至RB20)和(RB21至RB25)。在本示例中，最后一个信号对应于/>个RB。请注意，反馈的顺序可以与RB顺序不同。与前一种情况一样，针对M个RB生成每个反馈信号。在一个示例中，M的值可以等于下行链路的预编码资源块组(precoding resource blockgroup，PRG)大小，因此可以基于一个反馈信号确定一个下行预编码。
因此，在本发明的示例中，天线端口120a、120b、……、120n的集合的下行测量信息是针对携带下行参考信号510的集合的每个下行频带的。
在上述实现方式示例中，数量|hi|2可以替换为第i接收天线端口上接收到的信号的总功率，如果不同天线端口的DL导频信号的功率相同，则该总功率相当于|hi|2的缩放值。如果不同天线端口的DL导频信号的功率不同并且这些不同天线端口之间的功率比己知，则|hi|2可以分别替换为接收到的信号的总功率除以接收到的信号的功率比。
在上述实现方式示例中，如果对应于UL RS天线端口子集的天线的UL-DL失配属性之间的关系在gNB处是已知的(或可以假设为在gNB处是已知的)，例如，子集中的相同UL-DL失配属性，则UE可以基于该子集中的仅一个i的|hi|2来报告测量信息。例如，UL RS是SRS，ULRS天线端口集合被划分为若干子集。属于同一子集的UL RS天线端口包括在同一SRS资源中，所有SRS资源包括在一个或多个SRS资源集合中，用于“天线切换”或“DL CSI获取”。在这种情况下，可以假设同一于集中的UL RS天线端口对应的UL-DL失配属性相同，因此UE只需要基于子集中的仅一个i的|hi|2进行报告。
图7中的步骤IV
gNB接收包含|hi|2(参见xFS和xq，FS)的指示的反馈信号530。接下来的步骤揭示了这种选择的重要性，以及当UL和DL信道失配时，它如何解决DL传输。
图7中的步骤V和VI
UE可以将传统的UL SRS作为UL参考信号520的集合发送，借助该UL参考信号集合，gNB可以估计失配下的UL信道。即，给出失配DL信道的信道向量。例如，在此阶段，UE已经激活了其SAR控制操作，因此UL与DL之间将存在失配。基于UL测量的失配DL信道可以表示为
其中，为失配的信道，hi为实际的DL信道。参数αi，βi∈(0，1]、θi∈[-π，π]用于对UE处的失配参数进行建模。我们进一步假设gNB处的失配被归一化为一，并且仅考虑UE处的等效失配。因此，使用UL SRS在gNB处测量的UL信道可以写成/>
根据等式(13)，我们可以将DL信道HDL写成
为了计算HDL，需要相位值θi，但这些值无法获得，因为它们不包含在反馈信息中。然而，我们将在步骤VII中示出，gNB在不知道θi的情况下仍然可以获得关键的实际预编码器之一。
我们强调，步骤V和VI可以在步骤VII之前按任何顺序执行。
图7中的步骤VII
在步骤VII中，预编码器由gNB计算，这将参考图8详细描述。
图8示出了基于接收到的反馈信号和测量的失配UL信道在gNB中生成增强预编码器设计的方法的流程图。
在图8的步骤I中，gNB接收从UE发送的反馈信号530。
在图8的步骤II中，gNB测量从UE到gNB的失配UL信道，以基于如先前解释的由UE发送的UL参考信号520的集合获得测量的UL信道。
在图8的步骤III中，gNB计算相关矩阵。在实际应用中使用的预编码器之一是基于相关矩阵的。因此，当使用反馈信号530和通过在gNB处接收到UL SRS而测量的UL信道来考虑失配的影响时，计算实际DL信道的相关矩阵是重要的。
要计算正确的相关矩阵，gNB需要知道实际的DL信道，即HDL。然而，gNB不知道矩阵HDL，并且只有该矩阵的失配版本，即HUL，在gNB处可用(参见等式(13))。在下文中，我们概述了gNB可以如何计算正确的DL相关矩阵。考虑样本相关矩阵，它可以写成
其中第2个等式通过使用等式(13a)得出。等式(14)的矩阵HDL的大小为K×N，其中N和K分别为gNB和UE处的天线数量，如前所述。因此，相关矩阵RDL的大小为N×N。通过使用这种表示，我们可以根据下式重写等式(14)中的等式，仅使用从UE接收到的反馈信号530(即，步骤I)和使用SRS求得的测量的UL信道(即，步骤II)：
其中最后一个等式后面通过基于欧几里德范数定义反馈信号来得出。
在求得正确的相关矩阵后，gNB可以根据等式(15)中给出的相关矩阵的特征向量确定预编码器。
因此，在图8的步骤IV中，gNB执行SVD。设相关矩阵的SVD分解为
其中，ei，i＝1，...，K是大小为N×1的特征向量，σi，i＝1，...，K为对应特征值，这些对应特征值在不损失一般性的情况下按降序排列。如果下行传输的秩设置为r(r≤K)，如图8所示，则在图8中的步骤V中，gNB通过根据下式选择前R个特征值来确定大小为N×R的预编码器：
PR＝[e1，e2，...，er] (17)
请注意，可以使用图7中的步骤III中讨论的任何实现方式生成xFS。
当使用缩放因子g时，相关矩阵可以修改为
对于多用户传输，不同UE之间的缩放因子g的差异可以通过使UE报告基于接收到的MSI-RS或其实现方式例如通过CSI-RS测量的参考信号接收功率(reference signalreceived power，RSRP)来估计。
在图8的步骤VI中，gNB基于所确定的预编码器对数据和/或导频进行编码，用于与UE进行DLMIMO传输。
最后，gNB执行去往UE的数据和/或导频的DL MIMO传输。
性能评价
所公开的方案可以用非常低的反馈开销解决UL-DL失配问题。本节通过观察从具有32T32R的gNB到具有2T4R的UE的DL传输来说明所公开方法的这一优点。这意味着在我们的模拟中，N＝32，K＝4。此外，配置2T4R意味着UE侧有两条RF传输链，UE必须发送两次SRS才能使gNB估计上行信道，即，UE第一次在其4个天线中的前两个天线上发送SRS，第二次在其4个天线中的其余两个天线上发送SRS。前两个天线和后两个天线的失配因子不同。因此，4个天线端口的失配因子建模为k[1，1，αβejθ，αβejθ]，其中参数k为公因子，我们在模拟中归一化k＝1。失配的参数设置为使得在模拟中每40ms随机且均匀地选择β＝-5dB、θ＝π/3和α∈[-3，-2]dB。该模型是通用模型的特殊类别，因为SRS天线切换通常会导致显著的UL-DL信道失配差异，因为：
·两组天线端口之间的布线差异导致两组之间的硬件失配更大；
·由于两组SRS的发送时间不同，SAR的功率掩码可能会有很大的不同。
与两组SRS之间的失配差异相比，每个SRS天线组内的差异通常较小。这些失配参数范围是通过一些实际测量值得出的。我们进一步假设信道模型是带宽为10个资源块(resource block，RB)的CDL-C，该带宽等于120个子载波。
在根据所公开的本发明的评估中使用以下详细步骤：
步骤1：gNB在天线端口1上向UE发送MSI-RS，
步骤2：UE将第一gNb天线端口(N′＝1)与K＝4个UE天线端口之间的下行信道估计为
其中，hk1 k＝1，2，3，4为在MSI-RS的所有RE上平均的第一gNb天线端口与第k UE天线之间的信道。
步骤3：UE向gNB反馈失配因子的指示。我们考虑3种不同的反馈方法：
·所公开的具有模拟反馈的方案：UE发送反馈其中功率缩放因子设置为g＝1。
·所公开的具有5位均匀数字反馈的方案：UE发送反馈其中/>为根据等式(8)的均匀量化操作。在此模拟中，我们将每个|hk1|2均匀量化为5位，并且针对信道实现的90％的值计算量化范围。也就是说，每个UE的天线端口仅有5位反馈给gNB。我们设置g＝1。
·所公开的具有5位非均匀数字反馈的方案：UE反馈其中/>为根据等式(9)的非均匀量化操作。在此模拟中，我们还将每个|hk1|2非均匀地量化为5位，并且针对信道实现的90％的值计算量化范围。我们设置g＝1。
步骤4：gNB接收在步骤3中来自UE的反馈信号。
步骤5和6：UE发送SRS，gNB基于接收到的SRS估计上行信道。估计的上行信道可以表示为
步骤7：gNB基于HUL和反馈信息将相关矩阵计算为：
其中，xFS，k，k＝1，2，3，4，为从UE反馈中获得的第k失配因子。
gNB还确定DL传输的秩，该秩在本模拟中假设为r＝2。然后，gNB计算对应于前2个最大特征值的RDL的r＝2个特征向量e1、e2。最后，gNB确定下行预编码器为
P＝[e1，e2]
毕竟，gNB可以通过使用预编码器P发送下行数据/导频。
我们观察当DL中的两个数据流同时发送时，使用16QAM以不同码率进行长度为960的NR低密度奇偶校验(low density parity check，LDPC)编码传输的误块率(block errorrate，BLER)。
图9描述了对于四种方案的32T32R的gNB和2T4R的UE的两个数据流，作为以dB为单位的SNR(x轴)的函数的对于码率1/2的LDPC编码传输的BLER性能(y轴)，这四种方案如下：没有反馈的现有技术，所公开的具有完美模拟反馈的方案、所公开的具有5位均匀数字反馈的方案和所公开的具有5位非均匀数字反馈的方案。总频谱效率为4[bpcu]。
从图9观察到，所公开的方案/方法显著改进了传统的方案/方法，我们可以通过只具有5位反馈来非常接近完美的模拟反馈的性能。特别地，我们观察到，对于速率1/2和2/3，所公开的方案/方法提供了接近1.3[dB]的功率增益，对于码率3/4，所公开的方案/方法在BLER为10％时提供了近1.5[dB]的功率增益。
此外，根据本发明的示例的任何方法可以在具有代码装置的计算机程序中实现，该计算机程序由处理装置运行时，使处理装置执行方法步骤。计算机程序包括在计算机程序产品的计算机可读介质中。计算机可读介质基本上可以包括任何存储器，例如只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，PROM)、可擦除PROM(erasable PROM，EPROM)、闪存、电可擦除EPROM(electricallyerasable PROM，EEPROM)或硬盘驱动器。
此外，技术人员认识到，客户端设备100和网络接入节点300的示例包括用于执行方案的功能、装置、单元、元件等形式的必要通信能力。其他此类装置、单元、元件和功能的示例为：处理器、存储器、缓冲器、控制逻辑、编码器、解码器、速率匹配器、去速率匹配器、映射单元、乘法器、决策单元、选择单元、开关、交织器、解交织器、调制器、调制解调器、输入、输出、天线、放大器、接收单元、发送单元、DSP、MSD、TCM编码器、TCM解码器、电源单元、电源馈线、通信接口、通信协议等，它们适当地布置在一起以执行技术方案。
具体地，例如，客户端设备100和网络接入节点300的一个或多个处理器可以包括中央处理单元(central processing unit，CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)、微处理器，或可以解释和执行指令的其他处理逻辑的一个或多个实例。因此，表达“处理器”可以表示包括多个处理电路的处理电路系统，所述处理电路例如为上述处理电路中的任何、一些或全部。处理电路系统还可以执行用于输入、输出和处理数据的数据处理功能，这些数据处理功能包括数据缓冲和设备控制功能，例如调用处理控制、用户界面控制等。
最后，应理解，本发明并不限于上述示例，而是还涉及且结合了所附独立权利要求书的范围内的所有示例。

Claims (19)

1.一种用于通信系统(500)的客户端设备(100)，所述客户端设备(100)用于：
从网络接入节点(300)接收下行参考信号(510)的集合；
基于接收到的下行参考信号(510)的集合确定所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的下行测量信息；
确定指示所述下行测量信息的反馈信号；
通过所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合向所述网络接入节点(300)发送上行参考信号(520)的集合；
向所述网络接入节点(300)发送所述反馈信号(530)。
2.根据权利要求1所述的客户端设备(100)，其中，确定所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的下行测量信息包括：
确定所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合中的每个天线端口子集的下行测量信息，其中每个天线端口子集包括至少一个天线端口。
3.根据权利要求2所述的客户端设备(100)，其中，所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合基于以下至少一项被分组为天线端口子集：
与所述上行参考信号(520)的发送相关联的、所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的天线切换模式；
所述天线端口(120a、120b、……、120n)的集合中的不同天线端口之间的失配属性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的客户端设备(100)，其中，确定所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的下行测量信息包括：
确定携带所述下行参考信号(510)的集合的每个下行频带的下行测量信息。
5.根据前述权利要求中任一项所述的客户端设备(100)，其中，所述下行测量信息指示下行信道估计的二阶统计信息，所述下行信道估计的二阶统计信息包括以下至少一项：
下行信道相关矩阵，
所述下行信道估计的欧几里德范数的平方，
用缩放因子缩放的所述下行信道估计的欧几里德范数的平方。
6.根据前述权利要求中任一项所述的客户端设备(100)，其中，所述下行测量信息指示所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合处的下行接收功率。
7.根据前述权利要求中任一项所述的客户端设备(100)，其中，所述反馈信号(530)将所述下行测量信息指示为：
下行测量信息与先前下行测量信息相比的增量变化；或者
与其他天线端口或其他天线端口子集相比，不同天线端口或天线端口子集的下行测量信息的增量变化。
8.根据前述权利要求中任一项所述的客户端设备(100)，其中，所述反馈信号(530)是基于均匀或非均匀量化器获得的数字反馈信号，其中所述均匀或非均匀量化器的量化区域或对应映射基于以下至少一项来配置：
比吸收率控制，
所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的不同天线端口之间的硬件失配属性。
9.一种用于通信系统(500)的网络接入节点(300)，所述网络接入节点(300)用于：
向客户端设备(100)发送下行参考信号(510)的集合；
从所述客户端设备(100)接收上行参考信号(520)的集合；
从所述客户端设备(100)接收反馈信号(530)，其中所述反馈信号(530)指示：与所述下行参考信号(510)的集合相关联的、所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的下行测量信息。
10.根据权利要求9所述的网络接入节点(300)，其中，所述预编码器的确定包括：
基于接收到的上行参考信号(520)的集合和接收到的所述反馈信号(530)计算相关矩阵，
基于计算的所述相关矩阵确定用于去往所述客户端设备(100)的下行传输的预编码器，
基于所述预编码器执行去往所述客户端设备(100)的下行传输。
11.根据权利要求9或10所述的网络接入节点(300)，其中，所述反馈信号(530)指示所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合中的每个天线端口子集的下行测量信息，其中每个天线端口子集包括至少一个天线端口。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的网络接入节点(300)，其中，所述反馈信号(530)指示携带所述下行参考信号(510)的集合的每个下行频带的下行测量信息。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的网络接入节点(300)，其中，所述下行测量信息指示下行信道估计的二阶统计信息，所述下行信道估计的二阶统计信息包括以下至少一项：
下行信道相关矩阵，
所述下行信道估计的欧几里德范数的平方，
用缩放因子缩放的所述下行信道估计的欧几里德范数的平方。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的网络接入节点(300)，其中，所述下行测量信息指示所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合处的下行接收功率。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的网络接入节点(300)，其中，所述反馈信号(530)将所述下行测量信息指示为：
下行测量信息与先前下行测量信息相比的增量变化；或者
与其他天线端口或其他天线端口子集相比，不同天线端口或天线端口子集的下行测量信息的增量变化。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的网络接入节点(300)，其中，所述反馈信号(530)是基于均匀或非均匀量化器获得的数字反馈信号，其中所述均匀或非均匀量化器的量化区域或对应映射基于以下至少一项来配置：
比吸收率控制，
所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的不同天线端口之间的硬件失配属性。
17.一种用于客户端设备(100)的方法(200)，所述方法(200)包括：
从网络接入节点(300)接收(202)下行参考信号(510)的集合；
基于接收到的下行参考信号(510)的集合确定(204)所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的下行测量信息；
确定(206)指示所述下行测量信息的反馈信号；
通过所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合向所述网络接入节点(300)发送(208)上行参考信号(520)的集合；
向所述网络接入节点(300)发送(210)所述反馈信号(530)。
18.一种用于网络接入节点(300)的方法(400)，所述方法(400)包括：
向客户端设备(100)发送(402)下行参考信号(510)的集合；
从所述客户端设备(100)接收(404)上行参考信号(520)的集合；
从所述客户端设备(100)接收(406)反馈信号(530)，其中所述反馈信号(530)指示与所述下行参考信号(510)的集合相关联的、所述客户端设备(100)的天线端口(120a、120b、……、120n)的集合的下行测量信息。
19.一种具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述计算机程序用于执行根据权利要求17或18所述的方法。
CN202180091767.8A 2021-02-25 2021-02-25 用于改进的dl传输的dl测量信息信号发送 Pending CN116803015A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2021/054630 WO2022179687A1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Dl measurement information signaling for improved dl transmissions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116803015A true CN116803015A (zh) 2023-09-22

Family

ID=74797920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180091767.8A Pending CN116803015A (zh) 2021-02-25 2021-02-25 用于改进的dl传输的dl测量信息信号发送

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230354072A1 (zh)
EP (1) EP4244989A1 (zh)
CN (1) CN116803015A (zh)
WO (1) WO2022179687A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8099132B2 (en) * 2007-08-15 2012-01-17 Qualcomm Incorporated Antenna switching and uplink sounding channel measurement
IN2015DN02516A (zh) * 2012-09-28 2015-09-11 Nterdigital Patent Holdings Inc
EP4333515A2 (en) * 2016-05-11 2024-03-06 InterDigital Patent Holdings, Inc. Systems and methods for beamformed uplink transmission
US10447352B2 (en) * 2016-08-11 2019-10-15 National Instruments Corporation UE-aided channel reciprocity compensation for radio access in MIMO wireless communication systems

Also Published As

Publication number Publication date
EP4244989A1 (en) 2023-09-20
US20230354072A1 (en) 2023-11-02
WO2022179687A1 (en) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11705950B2 (en) Method and apparatus for resource-based CSI acquisition in advanced wireless communication systems
US11283503B2 (en) Communication method and communications apparatus
WO2020156103A1 (zh) 信息反馈方法及装置
CN110521137B (zh) 用于利用dl和ul参考信号的信道状态信息(csi)获取的方法和设备
WO2020057383A1 (zh) 数据传输的方法和装置
CN107733549B (zh) 信道质量信息计算方法、装置及系统
CN112689969A (zh) 生成csi报告的方法和装置
WO2020143647A1 (zh) 传输信道状态信息的方法和装置
CN113746573B (zh) 一种信道测量方法及装置
CN110999120B (zh) 用于信道质量指示符和信道状态信息报告的方法和装置
JP2019537874A (ja) プリコーディング行列指示方法、装置、及びシステム
WO2019137441A1 (zh) 一种通信方法及装置
CN113348711B (zh) 无线通信中的信道状态评估和上报方案
WO2020029942A1 (zh) 波束测量的方法和装置
CN114642019A (zh) 一种信道信息获取的方法
CN110324070B (zh) 通信方法、通信装置和系统
CN111435864B (zh) 发送信道状态信息的方法和装置
US20230421228A1 (en) Method and apparatus for compression-based csi reporting
WO2020233500A1 (zh) 一种通信方法及通信装置
CN108370286B (zh) 用于高级接收机的信道状态信息反馈的方法、装置
WO2018023735A1 (zh) 一种终端、基站和获得信道信息的方法
US20220417778A1 (en) Method and apparatus for csi reporting
CN116803015A (zh) 用于改进的dl传输的dl测量信息信号发送
CN116326044A (zh) 信道状态信息报告
CN116114183A (zh) 一种信息传输的方法、相关装置以及设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination