TW201312957A - 於無線通信系統中支援多重使用者及單一使用者多重輸入多重輸出之方法及裝置 - Google Patents

於無線通信系統中支援多重使用者及單一使用者多重輸入多重輸出之方法及裝置 Download PDF

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Abstract

本發明描述一種用於支援分散式多重輸入多重輸出(MIMO)傳輸之技術。在一設計中，一使用者設備(UE)判定對多個小區之頻道估計且報告該等頻道估計。該UE在此之後接收一由該多個小區基於該等頻道估計而發送至該UE之資料傳輸。該資料傳輸可包括至少一資料流，且每一資料流可由一個小區或該多個小區發送至該UE。在另一設計中，一UE分別判定對第一小區之第一頻道估計及對第二小區之第二頻道估計，且報告該等頻道估計。該UE接著接收一由該第一小區基於該第一頻道估計而被發送至該UE之第一資料傳輸。該UE亦接收一由該第二小區基於該第二頻道估計而被發送至另一UE且避開該UE之第二資料傳輸。

Description

於無線通信系統中支援多重使用者及單一使用者多重輸入多重輸出之方法及裝置
本發明大體而言係關於通信，且更具體言之，係關於在無線通信系統中支援資料傳輸之技術。
本申請案主張2008年8月7日申請之題為「INTER-CELL DOWN-LINK DISTRIBUTED MULTI-USER MIMO」之美國臨時申請案第61/087,066號、2008年8月7日申請之題為「INTER-CELL DOWN-LINK DISTRIBUTED SINGLE-USER MIMO」之美國申請案第61/087,063號及2008年8月11日申請之題為「METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING DISTRIBUTED MIMO IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM」之美國申請案第61/087,922號之優先權，所有該等申請案已讓與給其受讓人且以引用的方式併入本文中。
無線通信系統經廣泛布署以提供各種通信內容，諸如，語音、視訊、封包資料、訊息傳遞、廣播等。此等無線系統可為能夠藉由共用可用系統資源來支援多個使用者之多重存取系統。此等多重存取系統之實例包括分碼多重存取(CDMA)系統、分時多重存取(TDMA)系統、分頻多重存取(FDMA)系統、正交FDMA(OFDMA)系統及單載波FDMA(SC-FDMA)系統。
無線通信系統(例如，蜂巢式系統)可包括若干節點B，該若干節點B可支援若干使用者設備(UE)的通信。UE可經由下行鏈路及上行鏈路與節點B通信。下行鏈路(或前向鏈 路)指代自節點B至UE之通信鏈路，且上行鏈路(或反向鏈路)指代自UE至節點B之通信鏈路。
UE可處於多個小區之覆蓋範圍內，其中術語「小區」可指代節點B之覆蓋區域及/或伺服該覆蓋區域的節點B子系統。可選擇一個小區作為UE之伺服小區，且剩餘小區可被稱作非伺服小區。UE可觀測到來自非伺服小區之強干擾。可能需要以一達成良好效能(即使在存在強相鄰小區之情況下)之方式將資料傳輸至UE。
本文中描述一種用於支援單一使用者及多重使用者分散式多重輸入多重輸出(MIMO)傳輸之技術。對於多重使用者分散式MIMO(或MU-MIMO)，多個小區可在相同的時-頻資源(time-frequency resource)上同時將資料傳輸發送至多個UE且可執行預編碼(precoding)以減少對UE之干擾。對於單一使用者分散式MIMO(或SU-MIMO)，多個小區可在未用於至其他UE之資料傳輸的資源上將資料傳輸發送至單一UE。對於MU-MIMO及SU-MIMO兩者，該等小區取決於每一小區處的傳輸天線之數目、每一UE處的接收天線之數目、小區之間的協調之階層等而以不同方式傳輸資料。
在可適用於MU-MIMO及SU-MIMO兩者之一設計中，UE可判定對多個小區(該多個小區可作為一用於至UE之資料傳輸的虛擬小區操作)之頻道估計。UE可(例如，對一伺服小區)報告該等頻道估計。UE可在此之後接收一由該多個 小區基於該等頻道估計而發送至該UE之資料傳輸。在一設計中，該資料傳輸可包含至少一資料流，且每一資料流可由該多個小區發送至該UE。在另一設計中，該資料傳輸可包含多個資料流，且每一資料流可由一個小區發送至該UE。對於MU-MIMO，可在可用來將另一資料傳輸發送至另一UE的資源上發送資料傳輸。對於SU-MIMO，可在未用來將資料傳輸發送至其他UE的資源上發送該資料傳輸。
在可適用於MU-MIMO之另一設計中，第一UE可判定對第一小區之第一頻道估計，且亦可判定對第二小區之第二頻道估計。第一UE可(例如，對一伺服小區)報告第一及第二頻道估計。第一UE可接收一由該第一小區基於該第一頻道估計而發送至該第一UE之第一資料傳輸。第一UE可接收一由該第二小區基於該第二頻道估計而發送至第二UE且避開第一UE之第二資料傳輸。第一及第二資料傳輸可由第一及第二小區在共同資源上同時發送。第一資料傳輸可由第一小區基於第一預編碼向量予以發送，該第一預編碼向量可基於來自第一UE之第一頻道估計及來自不由第一小區伺服的第三UE之第三頻道估計加以判定。可藉由該第一預編碼向量使該第一資料傳輸避開該第三UE。第二資料傳輸可由第二小區基於第二預編碼向量予以發送，該第二預編碼向量可基於來自第一UE之第二頻道估計及來自第二UE之第四頻道估計加以判定。
以下更詳細地描述本發明之各種態樣及特徵。
本文中所描述之技術可用於諸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA及其他系統之各種無線通信系統。經常可互換地使用術語「系統」與「網路」。CDMA系統可實施諸如通用陸上無線電存取(UTRA)、cdma2000等之無線電技術。UTRA包括寬頻CDMA(WCDMA)及CDMA之其他變體。cdma2000涵蓋IS-2000、IS-95及IS-856標準。TDMA系統可實施諸如全球行動通信系統(GSM)之無線電技術。OFDMA系統可實施諸如演進型UTRA(E-UTRA)、超行動寬頻(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDM®等之無線電技術。UTRA及E-UTRA為通用行動電信系統(UMTS)之部分。3GPP長期演進(LTE)及進階LTE(LTE-A)為UMTS之使用E-UTRA的新版本，其在下行鏈路上使用OFDMA及在上行鏈路上使用SC-FDMA。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A及GSM描述於來自名為「第三代合作夥伴計劃」(3GPP)之組織的文獻中。cdma2000及UMB描述於來自名為「第三代合作夥伴計劃2」(3GPP2)之組織的文獻中。本文中所描述之技術可用於上文提及之系統及無線電技術以及其他系統及無線電技術。為了清晰起見，以下針對LTE描述該等技術之特定態樣。
圖1展示無線通信系統100，其可為諸如LTE系統或某一其他系統之蜂巢式系統。系統100可包括若干節點B及可支援對若干UE之通信服務的其他網路實體。為簡單起見， 在圖1中僅展示三個節點B 110a、110b及110c。節點B可為與UE通信之台，且亦可稱為演進型節點B(eNB)、基地台、存取點等。每一節點B 110可提供對特定地理區域102的通信覆蓋。為了改良系統容量，可將節點B之全部覆蓋區域分成多個較小區域，例如，三個較小區域104a、104b及104c。每一較小區可由各別節點B子系統伺服。在3GPP中，術語「小區」可指代節點B之最小覆蓋區域及/或伺服此覆蓋區域之節點B子系統。在3GPP2中，術語「扇區」或「小區-扇區」可指代基地台之最小覆蓋區域及/或伺服此覆蓋區域之基地台子系統。為了清晰起見，在以下描述中使用小區之3GPP概念。一般而言，節點B可支援一或多個(例如，三個)小區。
若干UE可散布於整個系統中，且每一UE可為靜止或行動的。為了簡單起見，圖1在每一小區中僅展示一個UE 120。UE亦可被稱作行動台、終端機、存取終端機、用戶單元、台等。UE可為蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、無線數據機、無線通信器件、掌上型器件、膝上型電腦、無繩電話、無線區域迴路(WLL)台等。本文中可互換地使用術語「UE」與「使用者」。
如圖1中所示，可執行扇區化(sectorization)以將每一節點B之覆蓋區域分成三個小區以便改良系統容量。對於每一小區，可使用具有固定波束型樣之定向天線來使小區之傳輸功率集中並減少對其他小區之干擾。該等小區可獨立地操作而無需在此等小區之間的協調，且每一小區可獨立 地將資料傳輸至其UE。一些UE可位於相鄰小區之邊界處且可被稱作小區邊緣UE。小區邊緣UE可觀測到來自非伺服小區之強小區間干擾，且可歸因於強干擾可遭受很大影響。在(i)節點B內情形(其中小區屬於同一節點B)及(ii)節點B間情形(其中小區屬於不同節點B)中可能會發生此降級。
可使用若干方案來協調至不同小區中的UE之資料傳輸，該等不同小區可屬於同一節點B或不同節點B。此等方案可採用空間維度以減少干擾並改良小區邊緣UE之效能。舉例而言，可使用下列方案：．多重使用者分散式MIMO(或MU-MIMO)-藉由波束操控(beamsteering)在相同的時-頻資源上將資料傳輸自多個小區發送至多個UE以減少干擾，及．單一使用者分散式MIMO(或SU-MIMO)-在未用於至其他UE之資料傳輸的資源上將一資料傳輸自多個小區發送至單一UE。
波束操控為控制朝向目標接收器及/或離開非所欲接收器之傳輸之空間方向的方法。如下文所描述，可藉由將預編碼向量應用於在發射器處之傳輸來執行波束操控。
圖2展示針對具有覆蓋不同地理區域之三個小區i、j及k的一個節點B藉由MU-MIMO進行之下行鏈路傳輸。鄰近的小區通常在邊緣處相互重疊，當UE在系統內到處移動時，此情形可允許UE在任一位置處接收來自一或多個小區之通信覆蓋。為了簡單起見，圖2僅展示兩個UE u及v。 UE u為位於小區i與j之邊界處的小區邊緣UE。可選擇小區i作為UE u之伺服小區，且小區j可為UE u之非伺服小區。UE v位於小區j內。小區j可為UE v之伺服小區，且小區i可為UE v之非伺服小區。一般而言，UE可位於任何數目個小區之覆蓋範圍內，且可具有任何數目個非伺服小區。
對於MU-MIMO，多個小區可將資料傳輸至多個UE，同時減少對其他小區中的UE之干擾。舉例而言，小區i可將資料傳輸至UE u，同時減少對相鄰小區j中的UE v之干擾。類似地，小區j可將資料傳輸至UE v，同時減少對相鄰小區i中的UE u之干擾。每一小區可形成朝向其UE定向之空間波束，同時減少對相鄰小區中的UE之干擾。相鄰小區中的UE可於是觀測到較少的小區間干擾。
圖3展示針對具有三個小區i、j及k之一個節點B藉由SU-MIMO進行之下行鏈路傳輸。對於SU-MIMO，多個小區可同時將一或多個資料流傳輸至同一UE。在一設計中，小區i及j兩者可將一資料流傳輸至可配備有單一接收天線之UE u。在另一設計中，小區i可將一資料流傳輸至UE u，且小區j可將另一資料流傳輸至UE u，該UE u可配備有多個接收天線。對於兩種設計，在UE u處針對兩個小區i及j之所接收功率將為所要功率(而非僅僅伺服小區i提供所要功率且非伺服小區j提供干擾功率)。當傳輸資料至UE u時，非伺服小區j可被稱作合作小區。
為了簡單起見，以下大部分描述係針對至UE u的資料傳輸，該UE u可具有一伺服小區i及一或多個具有索引j之非 伺服小區。在一MU-MIMO方案中，非伺服小區j可充當合作小區，且小區i及j皆可將資料傳輸至UE u。在另一MU-MIMO方案中，小區i可將資料傳輸至UE u，且非伺服小區j可對UE u執行干擾清除(interference nulling)。在一SU-MIMO方案中，伺服小區i及合作小區j皆可將資料傳輸至UE u。以下詳細描述此等各種MIMO方案。
一般而言，每一小區可配備有一或多個傳輸天線。每一UE亦可配備有一或多個接收天線。可取決於每一小區處的傳輸天線之數目、每一UE處的接收天線之數目、小區之間的合作之階層等而以不同方式發送資料。為了清晰起見，以下大部分描述涵蓋由兩個小區i及j進行之資料傳輸。可將本文中所描述之MIMO方案擴展至兩個以上小區。
I.多重使用者分散式MIMO
圖4展示MU-MIMO之一設計，其中每一小區配備有單一傳輸天線且每一UE配備有單一接收天線。每一UE可判定自每一小區處之傳輸天線至其接收天線的單一輸入單一輸出(SISO)頻道之複合頻道增益。UE u可獲得小區i之頻道增益h iu 及小區j之頻道增益h ju 。類似地，UE v可獲得小區i之頻道增益h iv 及小區j之頻道增益h jv 。可將每一小區之頻道增益當作虛擬頻道向量之分量。UE u可獲得虛擬頻道列向量h u =[h iu h ju ]，且UE v可獲得虛擬頻道列向量h v =[h iv h jv ]。概念上可將各具有單一傳輸天線之兩個小區視為一具有兩個傳輸天線之虛擬小區。
在一於每一小區處具有單一傳輸天線之MU-MIMO方案中，可自兩個小區i及j處之兩個傳輸天線(而非僅自一個小區處之一個傳輸天線)將一資料流發送至每一UE。小區i可接收分別意欲用於UE u及v之資料流u及v。小區i可藉由一預編碼向量w i 對兩個資料流執行預編碼以獲得一輸出流且可經由其傳輸天線發送該輸出流。類似地，小區j可接收資料流u及v，藉由一預編碼向量w j 對兩個資料流執行預編碼以獲得一輸出流且可經由其傳輸天線發送該輸出流。可以各種方式判定預編碼向量w i 及w j 。
在一設計中，可基於逼零(ZF)技術來判定預編碼向量。 可將2×2虛擬頻道矩陣形成為。可基於逼零如下判定2×2預編碼矩陣W zf ： 其中Λ為使兩個小區之傳輸功率正規化之對角矩陣，且「 H 」表示厄米特(Hermetian)或共軛轉置。
W zf 包括在兩行中之兩個預編碼向量。可提供W zf 中之一個預編碼向量作為小區i之預編碼向量w zf,i ，且可提供W zf 中之另一預編碼向量作為小區j之預編碼向量w zf,j 。若虛擬頻道矩陣準確，則UE u可觀測到來自小區j之很少的干擾，且UE v可觀測到來自小區i之很少的干擾。
在另一設計中，可基於最小均方誤差(MMSE)技術如下判定小區i之預編碼向量w mmse,i ： 其中N u 為由UE u觀測到之雜訊，P t 為小區i之傳輸功率，且I為單位矩陣。
MMSE預編碼向量w mmse,i 可使小區i之信號對引起之干擾比(SCIR)最大化，SCIR可表達為：
如等式(3)中所示，SCIR i 為UE u處的所接收功率(分子)對UE v處的干擾功率加UE u處的雜訊(分母)之比率。在等式(3)中，將w mmse,i 用於w i 可使SCIR i 最大化。
亦可以其他方式判定小區i及j之預編碼向量。舉例而言，可基於最大比率組合(MRC)技術等判定預編碼向量。
小區i可藉由其預編碼向量w i 如下執行預編碼：x i =d i w i ， 等式(4)其中d i 為包含資料流u及v中之資料符號的1×2資料向量，且x i 為小區i之輸出符號。
在等式(4)中，小區i可將w zf,i 或w mmse,i 或某一其他預編碼向量用於w i 。預編碼向量w i 包括兩個預編碼權重(precoding weight)。可將一預編碼權重應用於資料流u，且可將另一預編碼權重應用於資料流v。
對於分時雙工(TDD)系統，下行鏈路及上行鏈路共用同一頻道，且下行鏈路頻道回應可與上行鏈路頻道回應高度相關。在此情況下，該等小區可基於由UE u及v在上行鏈路上發送之導頻而估計h u 及h v 。對於分時雙工(TDD)系統，下行鏈路及上行鏈路使用不同頻道，且下行鏈路頻道 回應可與上行鏈路頻道回應不很相關。在此情況下，UE u可估計h u 且將h u 發送至其伺服小區i，且UE v可估計h v 且將h v 發送至其伺服小區j。
在一設計中，UE u可如下判定頻道方向指示符(CDI)資訊。UE u可首先獲得對h u 之估計(例如，基於自每一小區接收之參考信號或導頻)。UE u可用h u 之量值除該頻道向量以獲得單位標準向量，如下： 其中∥h u ∥為虛擬頻道列向量h u 之量值，且為具有單位量值之正規化虛擬頻道向量。
UE u可在2B個頻道向量之碼簿中選擇最緊密匹配於之頻道向量。UE u可接著發送選定頻道向量之B位元索引作為CDI資訊。
圖5展示MU-MIMO之一設計，其中每一小區配備有單一傳輸天線且每一UE配備有多個(R個)接收天線。每一UE可判定自每一小區處之傳輸天線至其R個接收天線的單一輸入多重輸出(SIMO)頻道之頻道回應向量(或簡單地，頻道向量)。UE u可獲得小區i之R×1頻道向量h iu =[h iu,1...h iu,R ] T ，其中h iu,r (對於r {1,...,R})為自小區i處之傳輸天線至UE u處之接收天線r的複合頻道增益，且「 T 」表示轉置。UE u亦可獲得小區j之R×1頻道向量h ju 。UE u可藉由將一接收濾波器應用於 h iu 來判定小區i之等效頻道增益h iu,eq 。舉例而言，UE u可藉由應用UE u之頻道矩陣之主要左特徵向量u u 來如下判定h iu,eq ：h iu,eq =u u h iu 。 等式(6)
該主要左特徵向量可如下所述加以判定。
UE u亦可藉由應用同一主要左特徵向量來如下判定小區j之等效頻道增益h ju,eq ：h ju,eq =u u h ju 。 等式(7)
可接著將UE u之虛擬頻道向量形成為h u =[h iu,eq h ju,eq ]。可將上文針對一個接收天線之情況所描述的處理應用於由UE u處之多個接收天線獲得之h u 。
對於每一小區配備有單一傳輸天線之情況，可以各種方式執行排程。在一設計中，每一小區可獨立地對其UE排程且可基於任何一組準則來選擇用於資料傳輸之UE。在波束成形/預編碼階段，可使選定之UE成對以用於聯合傳輸。每一UE對可包括一小區中之一UE及另一小區中之另一UE。可對成對的UE判定預編碼向量，且可使用該等預編碼向量以將資料流發送至此等UE(例如，如上所述)。
在另一設計中，聯合排程器可跨多個小區操作。在跨兩個小區之聯合排程之一設計中，排程器可首先在兩個小區中之UE當中選擇具有最高度量之UE(例如，基於公平性等)。若選定之UE在小區i中，則排程器可選擇在另一小區j中之相容UE。為了選擇相容UE，排程器可識別小區j中的UE之一子集，其頻道向量關於小區i中的選定UE之頻道向量具有小相關性。排程器可接著自小區j中的UE之該子集選擇具有最高度量之UE。排程器可接著使小區i中的選定 UE與小區j中的選定UE成對。此UE選擇方案可減少由於預編碼之功率損耗。
在一排程設計中，可自每一小區選擇一個UE(例如，如上所述)。在另一排程設計中，可選擇一特定小區中之一或兩個UE，例如，只要兩個UE皆具有高度量且其頻道向量具有小相關性。對於此排程設計，一UE可與一虛擬小區(而非一實體小區)相關聯且可由該虛擬小區中之一或多個實體小區伺服。
上文描述之設計可在相同的時-頻資源上伺服兩個小區中之兩個UE。可擴展此等設計以在相同的資源上伺服三個或三個以上小區中之三個或三個以上UE。每一UE之虛擬頻道向量可取決於將向該UE進行傳輸的小區之數目。每一小區之預編碼向量可取決於該小區將向其傳輸資料的所有UE之虛擬頻道向量。
當每一小區配備有多個(T個)傳輸天線時，可以若干方式藉由預編碼來發送資料。在第一MU-MIMO方案中，可跨多個小區執行預編碼。在第二MU-MIMO方案中，可由每一小區執行預編碼。
圖6展示針對第一MU-MIMO方案的跨小區之預編碼之設計，其中每一小區配備有多個(T個)傳輸天線且每一UE配備有單一接收天線。每一UE可判定自每一小區處之T個傳輸天線至其接收天線的多重輸入單一輸出(MISO)頻道之頻道回應列向量(或簡單地，頻道向量)。UE u可獲得小區i之頻道向量h iu=[hiu,1...h iu,T]，其中h iu,t (對於t {1,...,T})為自 小區i處之傳輸天線t至UE u處之接收天線的複合頻道增益。UE u亦可獲得小區j之頻道向量h ju 。可將每一小區之頻道向量當作虛擬頻道向量之分量。UE u可形成虛擬頻道向量h u =[h iu h ju ]。類似地，UE v可獲得小區i之頻道向量h iv 及小區j之頻道向量h jv 且可形成虛擬頻道向量h v =[h iv h jv ]。
對於第一MU-MIMO方案，可將一資料流自兩個小區i及j處之2T個傳輸天線(而非一個小區處之僅T個傳輸天線)發送至每一UE。小區i可分別接收意欲用於UE u及v之資料流u及v。小區i可藉由預編碼矩陣W i 對兩個資料流執行預編碼以獲得T個輸出流且可經由其T個傳輸天線發送此等T個輸出流。類似地，小區j可接收資料流u及v，藉由預編碼矩陣W j 對兩個資料流執行預編碼以獲得T個輸出流且可經由其T個傳輸天線發送此等T個輸出流。可基於逼零、MMSE等判定預編碼矩陣W i 及W j 。
圖7展示針對第一MU-MIMO方案的跨小區之預編碼之設計，其中每一小區配備有多個(T個)傳輸天線且每一UE配備有多個(R個)接收天線。每一UE可判定自每一小區處之T個傳輸天線至其R個接收天線的MIMO頻道之頻道回應矩陣(或簡單地，頻道矩陣)。UE u可獲得小區i之R×T頻道矩陣H iu 及小區j之頻道矩陣H ju 。UE u可基於該等頻道矩陣及用於UE u之接收濾波器而判定等效頻道向量h iu 及h ju 。類似地，UE v可獲得小區i之頻道矩陣H iv 及小區j之頻道矩陣H jv 。UE v可基於該等頻道矩陣及用於UE v之接收濾波器判定等效頻道向量h iv 及h jv 。
在一設計中，可將頻道矩陣H iu 之奇異值分解表達為： 其中U iu 為H iu 之左特徵向量之R×R單式矩陣，Λ iu 為H iu 之奇異值的R×T對角矩陣，且V iu 為H iu 之右特徵向量之T×T單式矩陣。
單式矩陣U由特性U H U=I表徵。U之行相互正交，且每一行具有單位功率。Λ iu 之對角元素為表示H iu 之特徵模式的頻道增益之奇異值。可沿著對角線從最大到最小對Λ iu 中之奇異值排序。可以與Λ iu 中之奇異值相同的方式對U iu 及V iu 中之向量排序。在排序後，U iu 之第一行為主要左特徵向量且可表示為u i,1。V iu 之第一行為主要右特徵向量且可表示為v i,1。
在一設計中，可將伺服小區i之頻道向量h iu 定義為： 其中λi,1為Λ iu 中之最大奇異值。
對於等式(9)中展示之設計，可假定UE u藉由用接收濾波器u i,1自左乘其所接收信號來執行MIMO接收濾波(或MIMO偵測)。h iu 可於是為由主要右特徵向量v i,1之按比例縮放後的版本定義之等效頻道。
在一設計中，可將非伺服小區j之頻道向量h ju 定義為：
在等式(10)中展示之設計中，藉由將同一接收濾波器u i,1應用於非伺服小區j之頻道矩陣H ju 獲得非伺服小區j之頻道向量h ju 。
對於在每一UE處具有多個接收天線之情況(如圖7中所示)，可基於h iu 及h ju 且根據逼零、MMSE等判定預編碼矩陣W i 及W j 。小區i及j可接著分別將資料發送至具有預編碼矩陣W i 及W j 之UE u及v，其發送方式與在每一UE處具有單一接收天線之情況類似。
在一設計中，可將天線排列應用於發送至一個UE之(多個)資料流以便達成在該等資料流間的對稱、平衡及/或穩固性。對於天線排列，可在不同時間間隔及/或不同頻率副載波中自不同天線發送每一資料流。
一般而言，兩個或兩個以上小區可同時藉由跨此等小區之預編碼將資料傳輸至兩個或兩個以上UE。可同時發送至一特定UE的資料流之數目(Ns)可被給定為NS mim{NT,NR}，其中NT為發送該等資料流的所有小區處之傳輸天線之總數目，且NR為該UE處的接收天線之總數目。若將一個資料流發送至每一UE，則每小區可對一個以上UE排程，只要待伺服的UE之總數目小於或等於所有小區處的傳輸天線之總數目(NT)。可基於來自正被伺服的所有UE之虛擬頻道向量判定每一小區之預編碼矩陣，且可藉由逼零、MMSE等導出每一小區之預編碼矩陣。
對於每一小區配備有多個傳輸天線之情況，可以各種方式執行排程。在一設計中，經排程用於資料傳輸的UE之數目可等於小區之數目，且可將一個資料流發送至每一經排程之UE。在此設計中，可如上文對於每一小區配備有一個傳輸天線之情況所描述而執行排程及UE選擇。詳言 之，每一小區可獨立地執行排程，且每小區可選擇一個UE(例如，按順序)。或者，可跨小區而聯合執行排程，且可自此等小區中之UE當中選擇UE(例如，按順序)。
在另一設計中，要伺服的UE之數目可大於小區之數目及/或可將一個以上資料流發送至一經排程之UE。在此設計中，一UE可發送M個虛擬頻道向量以便達成多達M個資料流，其中M1。每一虛擬頻道向量可被當成就像是自單一天線UE接收的。接著可選擇UE(例如，按基於度量之順序)。可在排程中施加額外約束。舉例而言，可執行排程以使得：自每一小區選擇至少一UE，將至多L個資料流(例如，L=2)發送至一特定UE等。發送至所有經排程之UE的資料流之總數目可小於或等於在發送此等資料流之所有小區處的傳輸天線之總數目(NT)。
一般而言，若UE在空間上充分分離，則選擇具有一個資料流之較多UE可優於選擇具有多個資料流之較少UE。選擇較多UE可提供較大分集增益，同時減少預編碼功率損耗。
對於第二MU-MIMO方案，可由每一小區而非跨小區執行預編碼。每一小區可將一資料流發送至其UE，且可以一減少對由另一小區伺服之另一UE之干擾的方式執行波束成形。舉例而言，小區i可將資料流發送至UE u且可執行波束成形以減少對UE v之干擾。類似地，小區j可將資料流發送至UE v且可執行波束成形以減少對UE u之干擾。
圖8展示針對第二MU-MIMO方案的每小區之預編碼之設 計，其中每一小區配備有多個(T個)傳輸天線且每一UE配備有單一接收天線。UE u可獲得伺服小區i之頻道向量h iu 及非伺服小區j之頻道向量h ju 。類似地，UE v可獲得非伺服小區i之頻道向量h iv 及伺服小區j之頻道向量h jv 。可基於頻道向量h iu 及h iv 判定小區i之預編碼向量w i 以使得可使資料傳輸朝向UE u且避開UE v。
在一設計中，可基於MMSE如下判定小區i之預編碼向量：
小區i之SCIR可表達為：
將w mmse,i 用於w i 將會使自小區i至UE u之資料傳輸的SCIR最大化。若小區i將經由頻道h iu 接收來自UE u之資料傳輸且經由頻道h iv 接收來自UE v之干擾傳輸，則 w mmse.i 可由小區i用作接收濾波器以使信號對雜訊與干擾比(SINR)最大化。
在另一設計中，可基於逼零如下判定小區i之預編碼向量：
其中為小區i之2×T虛擬頻道矩陣。
如等式(11)及(13)中所示，可基於侷限於小區i之頻道向 量h iu 及h iv 導出小區i之預編碼向量。因此，每一小區在波束成形/預編碼階層上可獨立地作出其決策。對於MMSE及逼零兩者，若頻道向量h iu 及h iv 準確，則UE v可觀測到來自小區i之很少的干擾。
圖9展示針對第二MU-MIMO方案的每小區之預編碼之設計，其中每一小區配備有多個(T個)傳輸天線且每一UE配備有多個(R個)接收天線。UE u可獲得小區i之頻道矩陣H iu 及小區j之頻道矩陣H ju 。類似地，UE v可獲得小區i之頻道矩陣H iv 及小區j之頻道矩陣H jv 。
小區i可將M個資料流傳輸至UE u，其中M1。第m個資料流之頻道向量h iu.m 及h ju,m (其中m {1,...,M})可表達為：
可基於MMSE如下判定第m個資料流之預編碼向量：
亦可基於逼零判定第m個資料流之預編碼向量。在此情況下，可將2M×R等效頻道矩陣定義為H i,eq =[h T iu,1...h T iu,M h T iv,1...h T iv,M] T 。接著可如下判定第m個資料流之預編碼向量：
如圖9中所示，小區i可基於小區i之預編碼矩陣W i 將M個資料流傳輸至UE u。可基於逼零、MMSE等判定W i 。類似 地，小區j可基於小區j之預編碼矩陣W j 將M個資料流傳輸至UE v。亦可基於逼零、MMSE等判定W j 。小區i及j可分別將相同或不同數目個資料流傳輸至UE u及v。
發送至UE u的資料流之數目(M)可等於或小於UE u處的接收天線之數目。可選擇M以使得至少一接收維度(或自由度)將可用於抑制殘餘UE間干擾。此外，小區i可將資料發送至一個以上UE，只要由小區i伺服的UE之總數目等於或小於小區i處的傳輸天線之數目(T)(假定每UE一個資料流)。
當每一小區配備有多個傳輸天線時，可以各種方式執行排程。在一設計中，每一小區可獨立地對其UE排程，且可對相鄰小區通知經排程之UE。每一小區可檢查將由相鄰小區伺服之UE(或資料流)且可基於來自其UE之頻道向量以及來自相鄰小區中的UE之頻道向量對於其UE執行波束成形以便減少對相鄰小區中的UE之干擾。
在另一設計中，可跨多個小區執行排程。在此設計中，排程器可首先選擇該多個小區中之一具有最高度量之UE(或資料流)。排程器可接著選擇另一UE，該另一UE具有高度量及在其頻道向量與選定UE之頻道向量之間的小相關性。排程器可以類似方式選擇每一後續UE(或資料流)，直至選擇了所有UE(或資料流)。此設計可減少由於預編碼之功率損耗。可施加特定限制，例如，以限制每小區一個UE，以限制每UE至多L個資料流等。在有新的相容UE之情況下可阻斷一或多個小區，可將此情形視為適應 性部分頻率再用(FFR)。
在一於每一小區處具有多個(T個)傳輸天線之第三MU-MIMO方案中，可跨此等小區而聯合選擇在同一節點B中之小區的預編碼向量。在一設計中，預編碼向量之碼簿可供使用。可基於一或多種選擇準則為每一小區選擇一預編碼向量。在一設計中，可使用一種使UE之總和速率或速率之調和平均值最大化之選擇準則來選擇預編碼向量。一組UE之總和速率R可表達為： 其中SINR l 為UE l之SINR且l {u,v,...}。
在一設計中，可選擇一組UE用於資料傳輸(例如，基於其度量來選擇)。接著可針對用於該組選定UE的小區之不同組預編碼向量計算總和速率。可選擇提供最高總和速率之該組預編碼向量來使用。在另一設計中，可按順序選擇UE。舉例而言，可首先選擇具有最高度量(例如，最大SINR)之UE。可基於逼零或MMSE判定此UE之預編碼向量以減少對第二UE造成之干擾。可自碼簿選擇第二UE之預編碼向量，例如，以使總和速率最大化。亦可如上文對於第二MU-MIMO方案所描述而執行排程。
對於上文所描述之所有MU-MIMO方案，UE u可配備有多個接收天線且可為了回饋目的而應用接收濾波器(例 如，主要左特徵向量)以獲得等效頻道向量。小區i可自小區j中之UE u以及UE v獲得等效頻道向量。小區i可基於來自UE u及v之等效頻道向量導出UE u之預編碼向量。類似地，小區j可基於來自UE v及u之等效頻道向量導出UE v之預編碼向量。若等效頻道向量準確，則在應用接收濾波器之後UE u可觀測到來自小區j之很少的干擾。然而，UE u觀測到之實際頻道可不同於由小區i及j假定之等效頻道。此差異可歸因於諸如量化誤差、頻道變化、頻道估計誤差等之各種因素。
在一設計中，UE u可基於MMSE如下導出接收濾波器： 其中 q mmse,m 為資料流m之MMSE接收濾波器。
MMSE接收濾波器可清除由於實際頻道與等效頻道之間的不匹配引起之殘餘干擾。若將僅一個資料流發送至UE u，則UE u處之R-1個接收天線可用於干擾抑制目的。UE u可藉由MMSE接收濾波器如下執行接收濾波： 其中r u 為經由UE u處之R個接收天線獲得的所接收符號之向量，且d u,m 為資料流m之偵測到之符號。
II.單一使用者分散式MIMO
對於SU-MIMO，多個小區可合作以將一或多個資料流發送至一特定UE。此等小區可經由較多傳輸天線將單一 資料流發送至該UE以獲得波束成形增益。此等小區亦可將一個以上資料流發送至該UE以改良資料效能。
圖10展示SU-MIMO之一設計，其中每一小區配備有單一傳輸天線且UE u配備有單一接收天線。UE u可獲得小區i之頻道增益h iu 及小區j之頻道增益h ju 。UE u可形成虛擬頻道向量h u =[h iu h ju ]。
在一於每一小區處具有單一傳輸天線之SU-MIMO方案中，可將資料流自兩個小區i及j處之兩個傳輸天線發送至UE u。UE u之預編碼向量w u 可基於虛擬頻道向量h u 導出(例如，w u =[w i w j ] T =)且可包括用於兩個小區i及j之兩個權重。小區i可將一權重w i 應用於發送至UE u的資料流，且小區j可將另一權重w j 應用於發送至UE u的同一資料流。由於UE u配備有一個接收天線，因此可將僅一個資料流自兩個小區發送至UE u。小區j不在用於UE u之時-頻資源上伺服任何UE。
若UE u配備有多個(R個)接收天線，則可以若干方式將多個資料流發送至UE u。在第一SU-MIMO方案中，可藉由跨多個小區之預編碼來發送多個資料流。在第二SU-MIMO方案中，可藉由每小區之預編碼來發送多個資料流。
圖11展示第二SU-MIMO方案之一設計，其中每一小區配備有單一傳輸天線且UE u配備有多個(R個)接收天線。UE u可獲得小區i之頻道向量h iu 及小區j之頻道向量h ju 。UE u可基於每一小區之頻道向量判定該小區之SINR。每 一小區之SINR可取決於由UE u使用之接收濾波器，該接收濾波器可為逼零、MMSE、具有連續干擾消除(SIC)之MMSE、最大似然偵測(MLD)、某一其他接收濾波器。UE u可基於每一小區之SINR判定該小區之頻道品質指示符(CQI)資訊且可發送小區i及j之CQI資訊。小區i可以一基於小區i之CQI資訊所判定之速率將一資料流發送至UE u。小區j可以一基於小區j之CQI資訊所判定之速率將另一資料流發送至UE u。UE u可基於逼零、MMSE、MMSE-SIC等執行接收濾波以恢復由兩個小區發送至UE u之兩個資料流。
圖12展示第一SU-MIMO方案之一設計，其中每一小區配備有單一傳輸天線且UE u配備有多個(R個)接收天線。UE u可獲得小區i之頻道向量h iu 及小區j之頻道向量h ju 。UE u可獲得兩個小區之2×R頻道矩陣，如，且可聯合判定兩個小區之SINR。UE u可基於頻道矩陣判定兩個空間層之CQI資訊且可發送該CQI資訊作為回饋。
可由小區i及j以若干方式將兩個資料流發送至UE u。在圖12中展示之一設計中，可藉由預編碼自兩個小區發送每一資料流。可基於頻道矩陣H u (例如，使用逼零、MMSE等)導出UE u之2×2預編碼矩陣W u 。可基於W u 之一行自小區i及j處之兩個傳輸天線發送每一資料流，W u 之一行係兩個小區i及j處之兩個傳輸天線的一預編碼向量。每一小區可基於對應於W u 之一行的一預編碼向量對該兩個資料流執行預編碼。
在圖12中未展示之另一設計中，可由兩個小區藉由天線排列(且不藉由預編碼)來發送每一資料流以便增加不同資料流之間的空間對稱性。
圖13展示第一SU-MIMO方案之一設計，其中每一小區配備有多個(T個)傳輸天線且UE u配備有多個(R個)接收天線。UE u可獲得小區i之頻道矩陣H iu 及小區j之頻道矩陣H ju 。UE u可聯合處理兩個小區之頻道矩陣，且可判定M個空間層之SINR，其中M1。UE u可基於SINR判定M個空間層之CQI資訊且可發送該CQI資訊作為回饋。兩個小區處的傳輸天線之總數目可大於UE u處的接收天線之數目。UE u可接著判定兩個小區之預編碼矩陣且可將該等預編碼矩陣發送至該等小區。兩個小區可根據CQI資訊及預編碼矩陣將M個資料流發送至UE u。
對於圖13中未展示之第二SU-MIMO方案，每一小區可將一或多個資料流發送至UE u且可對發送至UE u的每一資料流執行預編碼。對於第一及第二SU-MIMO方案兩者，UE u可基於逼零、MMSE、MMSE-SIC等執行接收濾波以恢復由兩個小區發送之資料流。
對於上文所描述之所有MIMO方案，UE u可獲得對多個小區之頻道估計。對每一小區之頻道估計可包含頻道增益、頻道向量、頻道矩陣等。在一設計中，UE u可將小區i之頻道向量h iu 映射至一碼簿中之頻道向量，且可發送作為小區i之CDI資訊。類似地，UE u可將小區j之頻道向量h ju 映射至該碼簿中之頻道向量，且可發送作為小 區j之CDI資訊。在另一設計中，UE u可基於頻道估計而判定一或多個小區之一或多個預編碼向量，且可發送該(等)預編碼向量作為回饋。此設計可更適用於在每一小區處具有多個傳輸天線之SU-MIMO方案，因為傳輸天線之總數目可大於UE u處的接收天線之數目。
對於上文所描述之所有MIMO方案，UE u可估計將發送至UE u的每一資料流之SINR。UE u可基於每一資料流之SINR判定將發送至UE u的所有M個資料流之CQI資訊。可基於由UE u使用之特定接收濾波器判定SINR及(因此)CQI資訊。CQI資訊可指示每一資料流之SINR或資料速率及/或其他資訊。UE u可將CQI資訊發送至該伺服小區及/或該(等)合作小區。該伺服小區及(可能)該(等)合作小區可以根據CQI資訊所選擇之資料速度將M個資料流發送至UE u。
UE u可發送回饋資訊(例如，CQI及CDI資訊)以支援MU-MIMO或SU-MIMO。對於MU-MIMO，UE u可發送該伺服小區之CQI資訊以及該伺服小區及該(等)合作小區之CDI資訊。對於SU-MIMO，UE u可發送該伺服小區及該(等)合作小區之CQI及CDI資訊，其中CDI資訊可表示相位而非振幅。在一設計中，UE u可將回饋資訊發送至該伺服小區，該伺服小區可經由回程將針對該(等)合作小區之回饋資訊轉遞至該(等)合作小區。在另一設計中，UE u可將針對每一小區之回饋資訊直接發送至該小區。
本文中所描述之技術可用以支援自同一節點B或不同節點B中的多個小區之分散式MIMO(如上所述)。該等技術亦 可用以支援在分散式天線系統中之分散式MIMO。
圖14展示一分散式天線系統1400。節點B 1410可包括多個(例如，三個)天線1412a、1412b及1412c，該等天線可置於不同位置處以增強覆蓋。天線1412a可提供對小區i之通信覆蓋，天線1412b可提供對小區j之通信覆蓋，且天線1412c可提供對小區k之通信覆蓋。天線1412a、1412b及1412c可經由有線或無線回程鏈路(在圖14中由虛線展示)耦接至節點B 1410。可以相似的方式將上文所描述之MU-MIMO及SU-MIMO方案應用於系統1400。
本文中所描述之技術可改良小區邊緣UE之效能。上文已描述各種MU-MIMO及SU-MIMO方案及小區之間的合作之不同階層。一些方案利用高階協調，其中一虛擬小區可由多個實體小區形成且可將資料傳輸至該等實體小區中之多個UE。一些方案利用低階協調，其中每一小區可將資料傳輸至其(多個)UE，且可藉由選擇相容UE及/或藉由離開相鄰小區中之UE的波束成形來達成改良之效能。
圖15展示一用於在無線通信系統中接收資料的方法1500之設計。方法1500可藉由一UE(如下文所描述)或由某一其他實體執行。該UE可判定對多個小區之頻道估計，該多個小區可作為一用於至該UE之資料傳輸的虛擬小區操作(步驟1512)。該多個小區可屬於單一基地台或多個基地台。該多個小區亦可與分散於不同位置處之多個天線相關聯(例如，如圖14中所示)。該UE可將該等頻道估計發送至該多個小區中之至少一者(例如，發送至一伺服小區)(步驟 1514)。該UE可接收一由該多個小區基於該等頻道估計而發送至該UE之資料傳輸(步驟1516)。該UE可報告一或多個小區之CQI資訊，且該資料傳輸可進一步基於CQI資訊予以發送。
在一設計中，該資料傳輸可包含至少一資料流，且每一資料流可由多個小區發送至該UE。在另一設計中，該資料傳輸可包含多個資料流，且每一資料流可由一個小區發送至該UE。
在一設計中，對於MU-MIMO，該資料傳輸可由多個小區在可用來將另一資料傳輸發送至另一UE的資源上予以發送。在另一設計中，對於SU-MIMO，該資料傳輸可由多個小區在未用來將資料傳輸發送至其他UE的資源上予以發送。
在一設計中，該資料傳輸可由多個小區基於至少一預編碼向量予以發送，該至少一預編碼向量係基於來自該UE之頻道估計加以判定。在另一設計中，該資料傳輸可包含至少一資料流，且每一資料流可由多個小區基於該資料流之預編碼向量藉由預編碼加以發送。一般而言，可藉由跨多個小區之預編碼或藉由一個小區所進行之預編碼將一資料流發送至該UE。
在一設計中，該多個小區可各配備有單一傳輸天線，且該UE可配備有單一接收天線(例如，如圖4及圖10中所示)。該等頻道估計可包含該多個小區中之每一者的頻道增益。在另一設計中，該多個小區可各配備有單一傳輸天 線，且該UE可配備有多個接收天線(例如，如圖5、圖11及圖12中所示)。該UE可判定每一小區之頻道向量且可基於該頻道向量及一接收濾波器判定該小區之頻道增益。在又一設計中，該多個小區可各配備有多個傳輸天線，且該UE可配備有單一接收天線(例如，如圖6及圖8中所示)。該等頻道估計可包含每一小區之頻道向量。在又一設計中，該多個小區可各配備有多個傳輸天線，且該UE可配備有多個接收天線(例如，如圖7、圖9及圖13中所示)。該UE可判定每一小區之頻道矩陣且可基於該頻道矩陣及一接收濾波器判定該小區之頻道向量。對多個小區之頻道估計亦可包含其他資訊。對於所有設計，可發送至該UE的資料流之數目可受該多個小區處的傳輸天線之數目及該UE處的接收天線之數目所限制。
圖16展示一用於在無線通信系統中接收資料的裝置1600之設計。裝置1600包括一用以藉由一UE判定對多個小區之頻道估計之模組1612、一用以將該等頻道估計自該UE發送至該多個小區中之至少一者的模組1614，及一用以接收一由該多個小區基於該等頻道估計而發送至該UE之資料傳輸的模組1616。
圖17展示一用於在無線通信系統中發送資料的方法1700之設計。方法1700可由一基地台或某一其他實體執行。可自至少一UE接收對多個小區之頻道估計(步驟1712)。該多個小區可作為一虛擬小區操作且可屬於單一基地台或多個基地台。可基於該等頻道估計將至少一資料傳輸自該多個 小區發送至該至少一UE，其中每一資料傳輸由該多個小區發送至一各別UE(步驟1714)。
在一設計中，針對每一UE之資料傳輸可包含至少一資料流，且每一資料流可由該多個小區發送至該UE。在另一設計中，針對每一UE之資料傳輸可包含多個資料流，且每一資料流可由一個小區發送至該UE。
在一設計中，對於MU-MIMO，至少兩個資料傳輸可由該多個小區在共同資源上同時發送至至少兩個UE。在另一設計中，對於SU-MIMO，單一資料傳輸可由該多個小區在未用來將資料傳輸發送至其他UE的資源上發送至單一UE。
在步驟1714之一設計中，可基於該等頻道估計(例如，藉由逼零或MMSE)判定至少一預編碼向量。每一預編碼向量可包含一用於該多個小區處的每一傳輸天線之權重。每一資料傳輸可由該多個小區基於一各別預編碼向量而發送至該各別UE。在步驟1714之另一設計中，每一資料傳輸可包含至少一資料流。可基於該等頻道估計而判定每一資料流之預編碼向量。每一資料流可由多個小區基於該資料流之預編碼向量予以發送。
圖18展示一用於在無線通信系統中發送資料的裝置1800之設計。裝置1800包括一用以自至少一UE接收對多個小區之頻道估計的模組1812，及一用以基於該等頻道估計將至少一資料傳輸自該多個小區發送至該至少一UE的模組1814，其中每一資料傳輸由該多個小區發送至一各別 UE。
圖19展示一用於在無線通信系統中接收資料的方法1900之設計。方法1900可由一第一UE(如下文所描述)或由某一其他實體執行。第一UE可判定對一第一小區之第一頻道估計(步驟1912)且亦可判定對一第二小區之第二頻道估計(步驟1914)。第一UE可將第一及第二頻道估計發送至第一及第二小區中之至少一者(例如，發送至一伺服小區)(步驟1916)。第一UE可接收一由該第一小區基於該第一頻道估計而發送至該第一UE之第一資料傳輸(步驟1918)。第一UE可接收一由該第二小區基於該第二頻道估計而發送至該第二UE且避開該第一UE之第二資料傳輸(步驟1920)。第一及第二資料傳輸可由第一及第二小區在相同的資源(例如，在LTE中，同一資源塊)上同時發送。
第一資料傳輸可由第一小區基於一第一預編碼向量予以發送，該第一預編碼向量可基於來自該第一UE之第一頻道估計及來自一不由第一小區伺服的第三UE之第三頻道估計加以判定。可藉由該第一預編碼向量使該第一資料傳輸避開該第三UE，該第一預寫碼向量可減少對該第三UE之干擾。第二資料傳輸可由第二小區基於一第二預編碼向量予以發送，該第二預編碼向量可基於來自該UE之第二頻道估計及一來自該第二UE之第四頻道估計加以判定。該第二預編碼向量可減少對該第一UE之干擾。
在一設計中，第一及第二小區可各配備有多個傳輸天線，第一UE可配備有單一接收天線，且第一及第二頻道 估計可各包含一頻道向量。在另一設計中，該多個小區可各配備有多個傳輸天線，且第一UE可配備有多個接收天線。對第一小區之第一頻道估計可包含一基於該第一小區之第一頻道矩陣及一接收濾波器而判定之第一頻道向量。對第二小區之第二頻道估計可包含一基於該第二小區之第二頻道矩陣及同一接收濾波器而判定之第二頻道向量。該接收濾波器可基於該第一小區之第一頻道矩陣之特徵向量加以判定。第一及第二頻道估計亦可包含其他資訊。
第一UE可基於第一及第二頻道估計(例如，根據MMSE技術，如等式(20)中所示)導出一第二接收濾波器。第一UE可基於該第二接收濾波器對第一資料傳輸執行接收濾波。
圖20展示一用於在無線通信系統中接收資料的裝置2000之設計。裝置2000包括一用以藉由一第一UE判定對一第一小區之第一頻道估計的模組2012、一用以藉由該第一UE判定對一第二小區之第二頻道估計的模組2014、一用以將第一及第二頻道估計自該第一UE發送至第一及第二小區中之至少一者的模組2016、一用以接收一由第一小區基於第一頻道估計而發送至第一UE之第一資料傳輸的模組2018，及一用以接收一由第二小區基於第二頻道估計而發送至第二UE且避開第一UE之第二資料傳輸的模組2020。
圖21展示一用於在無線通信系統中發送資料的方法2100之設計。方法2100可由一基地台或某一其他實體執行。可 自第一UE接收對一小區之第一頻道估計(步驟2112)。可自第二UE接收接收對該小區之第二頻道估計(步驟2114)。可基於第一與第二頻道估計之間的低相關性而選擇第一UE。可基於第一及第二頻道估計(例如，藉由逼零或MMSE技術)而判定一預編碼向量(步驟2116)。可基於該預編碼向量將一資料傳輸自該小區發送至該第一UE且使該資料傳輸避開該第二UE(步驟2118)。
圖22展示一用於在無線通信系統中發送資料的裝置2200之設計。裝置2200包括一用以自第一UE接收對一小區之第一頻道估計的模組2212、一用以自第二UE接收對該小區之第二頻道估計的模組2214、一用以基於第一及第二頻道估計而判定一預編碼向量的模組2216，及一用以基於該預編碼向量將一資料傳輸自該小區發送至該第一UE且避開該第二UE的模組2218。
圖23展示一用於在無線通信系統中對UE排程的方法2300之設計。方法2300可由一基地台或由某一其他實體執行。可自多個小區中之多個UE當中選擇至少一UE，該多個小區可作為一虛擬小區操作(步驟2312)。可將至少一資料傳輸自該多個小區發送至至少一UE(步驟2314)。在步驟2312之一設計中，可選擇第一小區中之第一UE(例如，基於至少一度量)。接著可選擇第二小區中之第二UE(例如，基於來自第一及第二UE之頻道估計之間的低相關性)。在選擇第二UE之一設計中，可判定一組UE，其具有與來自第一UE之頻道估計具有低相關性的頻道估計。可將該組 UE當中具有最高度量之UE選擇為第二UE。步驟2312中之UE選擇可受一或多種約束(諸如，自每一小區選擇至少一UE、自任一小區選擇至多L個UE(其中L1)等)所控管。
圖24展示一用於對UE排程之裝置2400之設計。裝置2400包括一用以在多個小區中之多個UE間當中選擇至少一UE的模組2412及一用以將至少一資料傳輸自該多個小區發送至該至少一UE的模組2414。
圖16、圖18、圖20、圖22及圖24中之模組可包含處理器、電子器件、硬體器件、電子組件、邏輯電路、記憶體、軟體程式碼、韌體程式碼等或其任何組合。
圖25展示節點B 110及UE 120之一設計之方塊圖，節點B 110為圖1中的節點B中之一者且UE 120為圖1中的UE中之一者。節點B 110可配備有T個天線2534a至2534t，且UE 120可配備有R個天線2552a至2552r，其中一般而言T1且R1。
在節點B 110處，傳輸處理器2520可自資料源2512接收用於一或多個UE之資料，基於經選擇用於每一UE之一或多個調變及編碼方案來處理(例如，編碼、交錯及調變)用於該UE之資料，且提供用於所有UE之資料符號。傳輸處理器2520亦可自控制器/處理器2540接收控制資訊，處理該控制資訊，且提供控制符號。傳輸處理器2520亦可產生用於一參考信號或導頻之導頻符號。傳輸(TX)MIMO處理器2530可對資料符號、控制符號及/或導頻符號(若適用)執行預編碼/波束操控，且可將T個輸出符號流提供至T個調 變器(MOD)2532a至2532t。每一調變器2532可處理其輸出符號流(例如，對於OFDM等)以獲得一輸出樣本流。每一調變器2532可進一步調節(例如，轉換成類比、濾波、放大及增頻轉換)其輸出樣本流且產生一下行鏈路信號。可分別經由天線2534a至2534t傳輸來自調變器2532a至2532t之T個下行鏈路信號。
在UE 120處，天線2552a至2552r可自節點B 110接收該等下行鏈路信號且可將所接收之信號分別提供至解調器(DEMOD)2554a至2554r。每一解調器2554可調節(例如，濾波、放大、降頻轉換及數位化)其所接收之信號以獲得樣本且可進一步處理該等樣本(例如，對於OFDM等)以獲得所接收之符號。每一解調器2554可將所接收之資料及控制符號提供至一MIMO偵測器/等化器2560且將所接收之導頻符號提供至一頻道處理器2594。頻道處理器2594可基於所接收之導頻符號估計自節點B 110至UE 120之無線頻道的回應且可提供對每一感興趣的小區之頻道估計。MIMO偵測器/等化器2560可基於該等頻道估計對所接收之資料及控制符號執行接收濾波(亦即，MIMO偵測/等化)，且可提供偵測到之符號，其為對所傳輸之資料及控制符號的估計。接收處理器2570可處理(例如，解調變、解交錯及解碼)偵測到之符號，將經解碼之資料提供至資料儲集器2572，且將經解碼之控制資訊提供至控制器/處理器2590。
UE 120可評估頻道條件且產生回饋資訊，該回饋資訊可 包含伺服小區、合作小區、非伺服小區等之CDI資訊、CQI資訊及/或其他資訊。來自資料源2578之回饋資訊及/或資料可由傳輸處理器2580處理，由TX MIMO處理器2582(若適用)預編碼，且進一步由調變器2554a至2554r處理以產生可經由天線2552a至2552r傳輸的R個上行鏈路信號。在節點B 110處，來自UE 120之上行鏈路信號可由天線2534a至2534t接收，由解調器2532a至2532t處理，由MIMO偵測器/等化器2536在空間上處理，且進一步由接收處理器2538處理以恢復由UE 120發送之回饋資訊及資料。可將經解碼之資料提供至資料儲集器2539。控制器/處理器2540可基於經解碼之回饋資訊而控制至UE 120之資料傳輸。
控制器/處理器2540及2590可分別指導在節點B 110及UE 120處之操作。處理器2540及/或在節點B 110處之其他處理器及模組可執行或指導圖17中之方法1700、圖21中之方法2100、圖23中之方法2300及/或用於本文中所描述之技術的其他方法。處理器2590及/或在UE 120處之其他處理器及模組可執行或指導圖15中之方法1500、圖19中之方法1900及/或用於本文中所描述之技術的其他方法。記憶體2542及2592可分別儲存用於節點B 110及UE 120之資料及程式碼。排程器2544可基於自所有UE接收之回饋資訊(例如，CDI及CQI資訊)而選擇UE 120及/或其他UE用於在下行鏈路及/或上行鏈路上之資料傳輸擇。
熟習此項技術者將理解，可使用多種不同技術及技藝中 之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或者其任何組合來表示可能貫穿以上描述而提及之資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號及碼片。
熟習此項技術者將進一步瞭解，結合本文中之揭示內容所描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為了清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟已在上文大體在其功能性方面加以描述。將此功能性實施為硬體還是軟體取決於特定應用及外加於整個系統上之設計約束。熟習此項技術者可針對每一特定應用以變化的方式實施所描述之功能性，但是此等實施決策不應被理解成會造成脫離本發明之範疇。
可藉由通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或經設計以執行本文中所描述之功能之其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執行結合本文中之揭示內容所描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代例中，處理器可為任一習知之處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如，一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器、一或多個微處理器連同一DSP核心或者任何其他此組態。
結合本文中之揭示內容所描述之方法或演算法的步驟可 直接體現於硬體中、由處理器執行之軟體模組中或兩者之組合中。軟體模組可駐留於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、抽取式碟片、CD-ROM或此項技術中已知之任一其他形式的儲存媒體中。例示性儲存媒體耦接至處理器，使得處理器可自儲存媒體讀取資訊並將資訊寫入至儲存媒體。在替代例中，儲存媒體可整合至處理器。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。ASIC可駐留於使用者終端機中。在替代例中，處理器及儲存媒體可作為離散組件駐留於使用者終端機中。
在一或多個例示性設計中，所描述之功能可實施於硬體、軟體、韌體或其任何組合中。若實施於軟體中，則可將該等功能作為一或多個指令或程式碼儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體來傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體及通信媒體兩者，通信媒體包括促進電腦程式自一處傳送至另一處的任何媒體。儲存媒體可為可由通用或專用電腦存取之任何可用媒體。藉由實例而非限制，此等電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件，或可用來以指令或資料結構之形式攜載或儲存所要程式碼構件且可由通用或專用電腦或通用或專用處理器存取的任何其他媒體。再者，可恰當地將任何連接稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術自一 網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術包括於媒體之定義中。如本文中所使用，磁碟及光碟包括光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟用雷射以光學方式再生資料。以上各者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
提供本發明的先前描述以使任何熟習此項技術者能夠製造或使用本發明。熟習此項技術者將易於瞭解對本發明之各種修改，且本文中定義之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他變化。因此，本發明並不意欲限於本文中所描述之實例及設計，而應符合與本文中揭示之原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。
100‧‧‧無線通信系統
102‧‧‧特定地理區域
104a‧‧‧較小區域
104b‧‧‧較小區域
104c‧‧‧較小區域
110‧‧‧節點B
110a‧‧‧節點B
110b‧‧‧節點B
110c‧‧‧節點B
120‧‧‧使用者設備(UE)
1400‧‧‧分散式天線系統
1410‧‧‧節點B
1412a‧‧‧天線
1412b‧‧‧天線
1412c‧‧‧天線
1500‧‧‧用於在無線通信系統中接收資料的方法
1600‧‧‧用於在無線通信系統中接收資料的裝置
1612‧‧‧用以藉由一UE判定對多個小區之頻道估計的模組
1614‧‧‧用以將該等頻道估計自該UE發送至該多個小區中之至少一者的模組
1616‧‧‧用以接收一由該多個小區基於該等頻道估計而發送至該UE之資料傳輸的模組
1700‧‧‧用於在無線通信系統中發送資料的方法
1800‧‧‧用於在無線通信系統中發送資料的裝置
1812‧‧‧用以自至少一UE接收對多個小區之頻道估計的模組
1814‧‧‧用以基於該等頻道估計而將至少一資料傳輸自該多個小區發送至該至少一UE的模組，每一資料傳輸由該多個小區發送至一各別UE
1900‧‧‧用於在無線通信系統中接收資料的方法
2000‧‧‧用於在無線通信系統中接收資料的裝置
2012‧‧‧用以藉由一第一UE判定對一第一小區之一第一頻道估計的模組
2014‧‧‧用以藉由該第一UE判定對一第二小區之一第二頻道估計的模組
2016‧‧‧用以將該第一及該第二頻道估計自該第一UE發送至該第一及該第二小區中之至少一者的模組
2018‧‧‧接收由該第一小區基於該第一頻道估計而發送至該第一UE之第一資料傳輸的模組
2020‧‧‧接收由該第二小區基於該第二頻道估計而發送至該第二UE且避開該第一UE之第二資料傳輸的模組
2100‧‧‧用於在無線通信系統中發送資料的方法
2200‧‧‧用於在無線通信系統中發送資料的裝置
2212‧‧‧用以自一第一UE接收對一小區之一第一頻道估計的模組
2214‧‧‧用以自一第二UE接收對該小區之一第二頻道估計的模組
2216‧‧‧用以基於該第一及該第二頻道估計而判定一預編碼向量的模組
2218‧‧‧用以基於該預編碼向量而將一資料傳輸自該小區發送至該第一UE且避開該第二UE的模組
2300‧‧‧用於在無線通信系統中對UE排程的方法
2400‧‧‧用於對UE排程的裝置
2412‧‧‧用以在多個小區中之多個UE當中選擇至少一UE之模組
2414‧‧‧用以將至少一資料傳輸自該多個小區發送至該至少一UE之模組
2512‧‧‧資料源
2520‧‧‧傳輸處理器
2530‧‧‧傳輸(TX)MIMO處理器
2532a‧‧‧調變器/解調器
2532t‧‧‧調變器/解調器
2534a‧‧‧天線
2534t‧‧‧天線
2536‧‧‧MIMO偵測器/等化器
2538‧‧‧接收處理器
2539‧‧‧資料儲集器
2540‧‧‧控制器/處理器
2542‧‧‧記憶體
2544‧‧‧排程器
2552a‧‧‧天線
2552r‧‧‧天線
2554a‧‧‧解調器/調變器
2554r‧‧‧解調器/調變器
2560‧‧‧MIMO偵測器/等化器
2570‧‧‧接收處理器
2572‧‧‧資料儲集器
2578‧‧‧資料源
2580‧‧‧傳輸處理器
2582‧‧‧TX MIMO處理器
2590‧‧‧控制器/處理器
2592‧‧‧記憶體
2594‧‧‧頻道處理器
圖1展示一無線通信系統；圖2展示MU-MIMO之下行鏈路傳輸；圖3展示SU-MIMO之下行鏈路傳輸；圖4至圖9展示針對各種天線組態之MU-MIMO；圖10至圖13展示針對各種天線組態之SU-MIMO；圖14展示一分散式天線系統；圖15及圖16展示用於接收資料之一方法及一裝置；圖17及圖18展示用於發送資料之一方法及一裝置；圖19及圖20展示用於接收資料之另一方法及裝置；圖21及圖22展示用於發送資料之另一方法及裝置； 圖23及圖24展示用於對UE排程之一方法及一裝置；及圖25展示節點B及UE之方塊圖。
104a‧‧‧較小區域
104b‧‧‧較小區域
104c‧‧‧較小區域
110‧‧‧節點B

Claims (22)

  1. 一種在一無線通信系統中接收資料之方法，包含：藉由一第一使用者設備(UE)判定對一第一小區之一第一頻道估計；藉由該第一UE判定對一第二小區之一第二頻道估計；將該第一及該第二頻道估計自該第一UE發送至該第一及該第二小區中之至少一者；接收一由該第一小區基於該第一頻道估計而發送至該第一UE之第一資料傳輸；及接收一由該第二小區基於該第二頻道估計而發送至一第二UE且避開該第一UE之第二資料傳輸。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一及該第二資料傳輸係在共同資源上同時發送。
  3. 如請求項1之方法，其中該第一資料傳輸由該第一小區基於一預編碼向量予以發送，該預編碼向量係基於來自該第一UE之該第一頻道估計及來自一不由該第一小區伺服之第三UE之一第三頻道估計加以判定，該預編碼向量減少對該第三UE之干擾。
  4. 如請求項1之方法，其中該第二資料傳輸由該第二小區基於一預編碼向量予以發送，該預編碼向量係基於來自該第一UE之該第二頻道估計及來自該第二UE之一第三頻道估計加以判定，該預編碼向量減少對該第一UE之干擾。
  5. 如請求項1之方法，其中該第一及該第二小區各配備有 多個傳輸天線，其中該第一UE配備有單一接收天線，且其中該第一及該第二頻道估計各包含一頻道向量。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一及該第二小區各配備有多個傳輸天線，其中該第一UE配備有多個接收天線，其中對該第一小區之該第一頻道估計包含一基於該第一小區之一第一頻道矩陣及一接收濾波器所判定之第一頻道向量，且其中對該第二小區之該第二頻道估計包含一基於該第二小區之一第二頻道矩陣及該接收濾波器所判定之第二頻道向量。
  7. 如請求項6之方法，進一步包含：基於該第一小區之該第一頻道矩陣之一特徵向量而判定該接收濾波器。
  8. 如請求項6之方法，其進一步包含：基於該第一頻道向量且根據最小均方誤差(MMSE)技術而判定一第二接收濾波器；及基於該第二接收濾波器對該第一資料傳輸執行接收濾波。
  9. 一種用於在一無線通信系統中接收資料之裝置，包含：用於藉由一第一使用者設備(UE)判定對一第一小區之一第一頻道估計之構件；用於藉由該第一UE判定對一第二小區之一第二頻道估計之構件；用於將該第一及該第二頻道估計自該第一UE發送至該第一及該第二小區中之至少一者之構件； 用於接收一由該第一小區基於該第一頻道估計而發送至該第一UE之第一資料傳輸之構件；及用於接收一由該第二小區基於該第二頻道估計而發送至一第二UE且避開該第一UE之第二資料傳輸之構件。
  10. 如請求項9之裝置，其中該第一資料傳輸由該第一小區基於一預編碼向量予以發送，該預編碼向量係基於來自該第一UE之該第一頻道估計及來自一不由該第一小區伺服之第三UE之一第三頻道估計加以判定，該預編碼向量減少對該第三UE之干擾。
  11. 如請求項9之裝置，其中該第二資料傳輸由該第二小區基於一預編碼向量予以發送，該預編碼向量係基於來自該第一UE之該第二頻道估計及來自該第二UE之一第三頻道估計加以判定，該預編碼向量減少對該第一UE之干擾。
  12. 一種在一無線通信系統中發送資料之方法，其包含：自一第一使用者設備(UE)接收對一小區之一第一頻道估計；自一第二UE接收對該小區之一第二頻道估計；基於該第一及該第二頻道估計而判定一預編碼向量；及基於該預編碼向量而將一資料傳輸自該小區發送至該第一UE且避開該第二UE。
  13. 如請求項12之方法，其中該判定該預編碼向量包含基於逼零或最小均方誤差(MMSE)技術而判定該預編碼向量。
  14. 如請求項12之方法，進一步包含：基於該第一與該第二頻道估計之間的相關性而選擇該第一UE。
  15. 一種用於在一無線通信系統中發送資料之裝置，包含：用於自一第一使用者設備(UE)接收對一小區之一第一頻道估計之構件；用於自一第二UE接收對該小區之一第二頻道估計之構件；用於基於該第一及該第二頻道估計而判定一預編碼向量之構件；及用於基於該預編碼向量而將一資料傳輸自該小區發送至該第一UE且避開該第二UE之構件。
  16. 如請求項15之裝置，其中用於判定該預編碼向量之該構件包含用於基於逼零或最小均方誤差(MMSE)技術而判定該預編碼向量之構件。
  17. 如請求項15之裝置，進一步包含：用於基於該第一與該第二頻道估計之間的相關性而選擇該第一UE之構件。
  18. 一種用於無線通信之方法，其包含：在多個小區中之多個UE當中選擇至少一使用者設備(UE)，其中該選擇至少一UE包含選擇基於至少一度量所選擇之在該多個小區當中的一第一小區中之一第一UE，及選擇基於來自該第一及該第二UE之頻道估計之間的相關性所選擇之在該多個小區當中的一第二小區中之一第 二UE；及將至少一資料傳輸自該多個小區發送至該至少一UE。
  19. 如請求項18之方法，其中該選擇該第二UE包含判定一組UE，其具有與來自該第一UE之一頻道估計具有低相關性的頻道估計，及在該組UE當中選擇一具有一最高度量之UE作為該第二UE。
  20. 如請求項18之方法，其中該選擇至少一UE包含自該多個小區中之每一者選擇一或多個UE。
  21. 如請求項18之方法，其中該選擇至少一UE包含自該多個小區中之任一者選擇至多L個UE，其中L為一整數值一或更大。
  22. 一種用於無線通信之裝置，其包含：用於在多個小區中之多個UE當中選擇至少一使用者設備(UE)之構件、用於基於至少一度量而在該多個小區當中選擇一第一小區中之一第一UE之構件，及用於基於來自該第一及該第二UE之頻道估計之間的相關性而在該多個小區當中選擇一第二小區中之一第二UE之構件；及用於將至少一資料傳輸自該多個小區發送至該至少一UE之構件。
TW101145510A 2008-08-07 2009-08-10 於無線通信系統中支援多重使用者及單一使用者多重輸入多重輸出之方法及裝置 TWI530110B (zh)

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