TW201318368A - 三維天線組態之碼簿之設計方法 - Google Patents

三維天線組態之碼簿之設計方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種設計一3D天線組態之一碼簿之方法，該方法包含以下步驟：自一第一碼簿選擇表徵呈該3D天線組態之一第一天線陣列之一第一碼字；自一第二碼簿選擇表徵呈該3D天線組態之一第二天線陣列之一第二碼字；及藉由將該第一碼字與該第二碼字相乘而獲得該3D天線組態之該碼簿中之一對應碼字。本發明之解決方案具有設計簡單之優點且可利用現有LTE Rel-10碼簿並因此具有良好相容性之優點。

Description

三維天線組態之碼簿之設計方法
本發明一般而言係關於無線通信，且特定而言，係關於一種設計一3D天線組態之一碼簿之方法。
當前LTE-A標準定義2D頻道建模及2D天線組態，此意指僅考量離開及到達之水平方位角但不考量沿垂直方向之角度。
最近3D頻道建模正吸引越來越多之注意，此乃因除沿水平方向之增益之外其亦提供沿垂直方向之額外效能增益。在3D頻道建模中，需要一3D天線組態以提供水平涵蓋及垂直涵蓋兩者。3D天線組態之一典型應用係用於涵蓋具有高密度之高層建築物之一城市環境。此處，一3D天線組態係指其中可產生一3D波束之一天線組態。
在一分頻雙工(FDD)系統中，一使用者設備選擇表示下行鏈路頻道狀態資訊(CSI)之一預定義碼簿中之最佳碼字且將對應於該碼字之一預編碼矩陣索引(PMI)回饋至一基地台(eNodeB)。現有標準Rel-10已提供一2D天線組態之碼簿，但迄今為止不存在一3D天線組態之碼簿之一設計。
本發明之一目的係提出一種以一簡單設計來設計一3D天線組態之一碼簿之方法，該方法將係極有利的。
根據本發明之一項態樣，提供一種設計一3D天線組態之一碼簿之方法，該方法包括以下步驟：自一第一碼簿選擇 表徵呈該3D天線組態之一第一天線陣列之一第一碼字；自一第二碼簿選擇表徵呈該3D天線組態之一第二天線陣列之一第二碼字；及藉由將該第一碼字與該第二碼字相乘而獲得該3D天線組態之碼簿中之一對應碼字。
此處，該3D天線組態係產生一3D波束之一天線組態。
此外，該3D天線組態係一矩形天線陣列；且該第一碼簿係一水平碼簿，且該第二碼簿係一垂直碼簿；且該第一碼字表徵該矩形天線陣列中之一水平線性天線陣列，且該第二碼字表徵該矩形天線陣列中之一垂直線性天線陣列。
根據本發明之另一態樣，提出一種判定具有一3D天線組態之一通信系統之一基地台中之一碼字之方法，該基地台經組態而具有一矩形天線陣列，且該方法包括以下步驟：接收關於一第一碼簿中之一第一碼字之一第一索引n之資訊、關於一第二碼簿中之一第二碼字之一第二索引m之資訊及關於來自一使用者設備之一秩r之資訊；判定對應於該所接收之第一索引n、該第二索引m及該秩r之一目標碼字，對於秩1 r N V，將該目標碼字表示為： 對於秩N V<r N V N H，將該目標碼字表示為： 其中及分別表示秩r處之具有索引m之第一碼字及第二碼字，N H表示水平線性天線陣列之一量，N V表示垂直線性天線陣列之一量，水平碼簿之一大小係N個位元，垂直碼簿之一大小係M個位元，col(A)表示將一矩陣A變換成一行向量，A(：,k)表示矩陣A之第k行，係一N H N V×r矩陣，且係一N H N V×r矩陣。
根據本發明之另一態樣，提出一種在具有一3D天線組態之一通信系統之一使用者設備中給一基地台提供碼字索引資訊之一方法，該基地台經組態而具有一矩形天線陣列，且該方法包括以下步驟：根據一預定準則將關於一第一碼簿中之一第一碼字之一第一索引n之資訊、關於一第二碼簿中之一第二碼字之一第二索引m之資訊及關於一秩r之資訊傳輸至該基地台，其中該第一碼字表徵呈該3D天線組態之一第一天線陣列，且該第二碼字表徵呈該3D天線組態之一第二天線陣列。
本發明之解決方案具有設計簡單之優點且可利用現有LTE Rel-10碼簿並因此具有良好相容性之優點。
在參考圖式審閱非限定性實施例之以下詳細說明後，本發明之其他特徵、目的及優點將旋即變得明瞭。
下文將參考圖式詳細闡述本發明之實施例。
一矩形天線陣列係其中可產生一3D波束之一典型3D天線組態。將結合一矩形天線陣列在以下說明中陳述本發明之一方法。
對於一經地理定位之矩形天線陣列，每一列天線陣列具有一類似空間方向，且每一行天線陣列亦具有一類似空間方向。此意指：對於每一列/行天線陣列，可使用相同碼字來量化對應水平/垂直頻道狀態資訊。水平碼簿表徵列天線陣列，且垂直碼簿表徵行天線陣列。該水平碼簿及一垂直碼簿可係新設計之碼簿或由一現有Rel-10碼簿中之碼字中之一部分或所有碼字構成之碼簿(此乃因Rel-10碼簿經設計而用於此一列/行天線陣列)。
若一水平碼簿及一垂直碼簿兩者係由一現有Rel-10碼簿中之碼字中之一部分或所有碼字構成，則可針對諸如一共極化天線及一交叉極化天線等各種天線類型進行不同碼簿子集限制。此乃因僅該等碼字之一部分可適合於不同天線類型。由於可採用一現有Rel-10碼簿，因此在本發明中提出之設計一3D天線組態之一碼簿之方法具有良好相容性之優點。
圖1圖解說明部署於一基地台處之一矩形天線陣列。如所圖解說明，圖1中之矩形天線陣列由N H個水平線性陣列及N V個垂直線性陣列構成，且天線之總數目係N H×N V。在當前LTE-A標準中，N H=1，且在本發明中，對於一3D天線組態，N H>1，舉例而言，N H=5及N V=4。
圖2圖解說明根據本發明之一實施例設計一3D天線組態之一碼簿之一方法之一流程圖。下文將參考圖2說明地詳細闡述本發明之方法。
此方法以步驟S110開始，且在步驟S120中，自一第一碼簿選擇表徵呈3D天線組態之一第一天線陣列之一第一碼字。在步驟S130中，自一第二碼簿選擇表徵呈3D天線組態之一第二天線陣列之一第二碼字。
在本實施例中，3D天線組態採用圖1中所圖解說明之矩形天線陣列。第一碼簿係表徵一列天線陣列之一水平碼簿，且第二碼簿係表徵一行天線陣列之一垂直碼簿。因此，在步驟S120中，特定而言，自水平碼簿選擇表徵矩形天線陣列中之一水平線性天線陣列之一水平碼字作為第一碼字；且自垂直碼簿選擇表徵矩形天線陣列中之一垂直線性天線陣列之一垂直碼字作為第二碼字。
在步驟S140中，將第一碼字與第二碼字相乘以獲得3D天線組態之碼簿中之一對應碼字。該方法在步驟S150中結束。
特定而言，根據下文將詳細闡述之一預定規則而將第一碼字與第二碼字相乘。
使及分別表示秩r處之具有一索引m之一水平碼字及一垂直碼字。水平碼簿及垂直碼簿之大小分別係N個位元及M個位元，且其碼字通常係一元矩陣，即，各別行彼此正交。
對於秩1，藉由將水平碼字與垂直碼字相乘，可容易地 導出所有天線之3D碼字。
對於一較高秩，可藉由將一水平碼字之某些行與一垂直碼字相乘而獲得一3D碼字之每一行。由於一角度擴展在一水平平面中比在一垂直平面中大得多，因此較佳地將一主要波束之方向選擇為在水平平面中。對於秩1 r N V，自秩r處之一水平碼簿及秩1處之一垂直碼簿組建一3D碼字。特定而言，可如下文使用秩1處之具有一索引m之一垂直碼字及秩r處之具有一索引n之一水平碼字來獲得秩r處之具有索引(mN+n)之一3D碼字： 其中col(A)表示將一矩陣A變換成一行向量，且A(：,k)表示矩陣A之第k行。係一N H N V×r矩陣。
對於秩N V<r N V N H，使用秩N V處之一水平碼簿，此乃因水平天線之數目係N V。為獲得另一秩(r-N V)，應將較高秩垂直碼簿用於3D碼簿建構。在本實施例中，將垂直碼簿之一秩數目選擇為，此乃因將一主要波束之方向選擇為在一水平平面中。
可在以下方程式中使用在秩處之具有一索引m之一垂直碼字及秩N V處之具有一索引n之一水平碼簿來獲得秩r處之具有索引(mN+n)之一3D碼字： 其中係一N H N V×r矩陣。
如可依據上述說明明瞭，所獲得之3D碼字具有一個一元矩陣之屬性。
圖3圖解說明根據本發明之一實施例判定具有一3D天線組態之一通信系統之一基地台及一使用者設備中之一碼字之一方法之一流程圖。在該方法之步驟S310中，使用者設備根據一預定準則將關於一第一碼簿中之一第一碼字之一第一索引n之資訊、關於一第二碼簿中之一第二碼字之一第二索引m之資訊及關於一秩r之資訊傳輸至基地台，其中第一碼字表徵呈3D天線組態之一第一天線陣列，且第二碼字表徵呈3D天線組態之一第二天線陣列。該預定準則係一最大容量準則或熟習此項技術者可想到之另一準則。基地台在步驟S310中接收自使用者設備傳輸之上述資訊且在步驟S320中判定對應於方程式(1)及方程式(2)中之所接收之第一索引n、第二索引m及秩r之一目標碼字。
熟習此項技術者將瞭解，上述實施例係說明的而非限定性的。可組合不同實施例中出現之不同技術特徵以突出優點。熟習此項技術者在審閱圖式、說明及申請專利範圍後將旋即瞭解並實施所揭示實施例之其他變型實施例。在申請專利範圍中，術語「包括」將不排除另一(另外)步驟； 不定冠詞「一(a)/一(an)」將不排除複數；且術語「第一」、「第二」等意欲指示一名稱而非表示任何特定次序。在不同附屬項中出現之某些技術特徵將不指示不可組合此等技術特徵以突出優點。
H‧‧‧水平
N H‧‧‧水平線性天線陣列之量
N V‧‧‧垂直線性天線陣列之量
V‧‧‧垂直
圖1圖解說明部署於一基地台處之一矩形天線陣列；圖2圖解說明根據本發明之一實施例設計一3D天線組態之一碼簿之一方法之一流程圖；且圖3圖解說明根據本發明之一實施例判定應用一3D天線組態之一通信系統之一基地台及一使用者設備中之一碼字之一方法之一流程圖。

Claims (10)

  1. 一種設計一3D天線組態之一碼簿之方法，該方法包括以下步驟：自一第一碼簿選擇表徵呈該3D天線組態之一第一天線陣列之一第一碼字；自一第二碼簿選擇表徵呈該3D天線組態之一第二天線陣列之一第二碼字；及藉由將該第一碼字與該第二碼字相乘而獲得該3D天線組態之該碼簿中之一對應碼字。
  2. 如請求項1之設計一碼簿之方法，其中該3D天線組態係產生一3D波束之一天線組態。
  3. 如請求項1之設計一碼簿之方法，其中該3D天線組態係一矩形天線陣列。
  4. 如請求項3之設計一碼簿之方法，其中該第一碼簿係一水平碼簿，且該第二碼簿係一垂直碼簿；且該第一碼字表徵該矩形天線陣列中之一水平線性天線陣列，且該第二碼字表徵該矩形天線陣列中之一垂直線性天線陣列。
  5. 如請求項4之設計一碼簿之方法，其中將一主要波束之一方向選擇為在一水平平面中。
  6. 如請求項4之設計一碼簿之方法，其中根據一預定規則將該第一碼字與該第二碼字相乘，該預定規則使得將該3D天線組態之該碼簿中之一秩r處之具有一索引(mN+n)之一碼字表示為：對於秩1 r N V， 對於秩N V<r N V N H， 其中，及分別表示該秩r處之具有一索引m之該第一碼字及該第二碼字，N H表示該等水平線性天線陣列之一量，N V表示該等垂直線性天線陣列之一量，該水平碼簿之一大小係N個位元，該垂直碼簿之一大小係M個位元，col(A)表示將一矩陣A變換成一行向量，A(：,k)表示該矩陣A之第k行，係一N H N V×r矩陣，且係一N H N V×r矩陣。
  7. 如請求項1之設計一碼簿之方法，其中該第一碼簿及該第二碼簿係新設計之碼簿或由一現有Rel-10碼簿中之碼字中之所有或一部分碼字構成之碼簿。
  8. 一種判定具有一3D天線組態之一通信系統之一基地台中之一碼字之方法，該基地台經組態而具有一矩形天線陣列，且該方法包括以下步驟：i.接收關於一第一碼簿中之一第一碼字之一第一索引n之資訊、關於一第二碼簿中之一第二碼字之一第二索引 m之資訊及關於來自一使用者設備之一秩r之資訊；ii.判定對應於該所接收之第一索引n、該第二索引m及該秩r之一目標碼字，對於該秩1 r N V，將該目標碼字表示為： 對於該秩N V<r N V N H，將該目標碼字表示為： 其中及分別表示該秩r處之具有該索引m之該第一碼字及該第二碼字，N H表示該等水平線性天線陣列之一量，N V表示該等垂直線性天線陣列之一量，該水平碼簿之一大小係N個位元，該垂直碼簿之一大小係M個位元，col(A)表示將一矩陣A變換成一行向量，A(：,k)表示該矩陣A之該第k行，係一N H N V×r矩陣，且係一N H N V×r矩陣。
  9. 一種輔助一基地台判定具有一3D天線組態之一通信系統之一使用者設備中之一碼字之方法，該基地台經組態而具有一矩形天線陣列，且該方法包括以下步驟：根據一預定準則將關於一第一碼簿中之一第一碼字之 一第一索引n之資訊、關於一第二碼簿中之一第二碼字之一第二索引m之資訊及關於一秩r之資訊傳輸至該基地台，其中該第一碼字表徵呈該3D天線組態之一第一天線陣列，且該第二碼字表徵呈該3D天線組態之一第二天線陣列。
  10. 如請求項9之方法，其中該預定準則係一最大容量準則。
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