TWI580209B - 用於具有天線陣列之基地台之預編碼矩陣指示符增益正規化校正及通道品質指示符回授之方法及裝置 - Google Patents
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Description
本發明大體上係關於無線通信,且更特定言之係關於估計、傳訊且使用陣列天線場型增益正規化校正因數及對應方法。
通常咸信定義於第三代合作夥伴計劃(3GPP)無線通信協定中及別處之預編碼矩陣產生具有相等能量之天線場型之一集合。然而,規範中存在的矛盾在於,若以所得天線場型之能量相等之一方式應用預編碼矩陣,則用於解調變、預編碼矩陣選擇及通道品質估計之基於預編碼矩陣之通道估計將具有定標誤差。此外,定標誤差將係預編碼矩陣之一函數。相反地,若以基於預編碼矩陣之通道估計係正確之此一方式應用預編碼矩陣,則所得天線場型將不具有相等能量且經由來自UE之回授之預編碼矩陣選擇將並非最佳。在3GPP規範中之預編碼矩陣之選擇中,假定天線場型之能量等於預編碼矩陣之能量。然而,在並未對天線場型正規化情況下,可展示對於一些預編碼矩陣,所得天線場型之能量顯著大於預編碼矩陣之能量。相反地,對於其他預編碼矩陣,所得天線場型之能量小於預編碼矩陣之能量。在無天線陣列內之能量增益或損失(例如,歐姆加熱、阻抗失配)之一模型之情況下,應針對碼簿中之全部預編碼矩陣正規化陣列場型使得天線場型之能量
等於預編碼矩陣之能量。
在3GPP中,用以估計資料之通道增益之當前方法假定維持全部預編碼矩陣指示符之單位能量無需天線場型之重定標。若針對全部預編碼矩陣使用相等能量傳輸資料符號,且若在UE處並未執行基於PMI之重正規化,則基於預編碼矩陣指示符/特定小區參考符號(PMI/CRS)之通道估計將出現錯誤。UE必須能夠計算將起因於一給定PMI之應用之複雜通道,以便計算最佳PMI-通道品質指示符(CQI)對。運用當前模型,UE並未重正規化每一PMI之場型增益,且因此用以判定CQI之對應通道增益估計將係錯誤的。因此,可將錯誤PMI-CQI對發送至UE。此外,即使選定正確的PMI,對應CQI仍可出現錯誤。當將eNB天線陣列緊密間隔(例如,半波長間隔陣列)時,可預期上文所描述之問題係最顯著的。在分集間隔陣列之情況下,正規化問題較不顯著但仍可能成問題。
在仔細考量以下實施方式及隨附圖式之後,一般技術者將更加透徹地明白本發明之各種態樣、特徵及優點。為明確起見,已簡化該等圖式,且該等圖式不必按比例繪製。
100‧‧‧無線通信系統
101‧‧‧固定基站基礎結構單元/基站單元
102‧‧‧固定基站基礎結構單元/基站單元
103‧‧‧遠端單元
104‧‧‧遠端單元
200‧‧‧無線通信終端機或裝置
210‧‧‧收發器
212‧‧‧通道估計功能性
214‧‧‧複合通道估計功能性
216‧‧‧經更新複合通道估計功能性
217‧‧‧增益校正計算功能性
218‧‧‧解調變功能性
219‧‧‧預編碼矩陣選擇功能性
220‧‧‧控制器/處理器
230‧‧‧使用者介面
240‧‧‧記憶體裝置
圖1圖解說明一無線通信系統。
圖2圖解說明一無線通信裝置之一示意方塊圖。
圖3係在一無線通信裝置上實施之一處理程序之一流程圖。
圖4係單位範數加權向量之傳輸功率相對於天線間隔之一圖示。
在圖1中,無線通信系統100包括一或多個固定基站(base)基礎結構單元101、102,該一或多個固定基站基礎結構單元101、102形成分佈於一地理區域上以伺服時域、頻域、碼域或空間域或其等之一組合中之遠端單元之一網路。亦可將基站單元稱作為存取點、存取終端
機、基站、基地台、NodeB、增強型NodeB(eNodeB)、本籍NodeB(HNB)、本籍eNodeB(HeNB)、巨集eNodeB(MeNB)、供體eNodeB(DeNB)、中繼節點(RN)、毫微微小區、毫微微節點、微微小區、網絡節點或用於此項技術中或如下文進一步所定義之其他術語。
該一或多個基站單元之各者包括用於下行鏈路傳輸之一或多個傳輸器及用於上行鏈路傳輸之一或多個接收器。基站單元大體上係無線電存取網路之部分,該無線電存取網路包含可通信地耦合至一或多個對應基站單元之一或多個控制器。存取網路通常可通信地耦合至一或多個核心網路,該等核心網路可耦合至如網際網路及公眾交換電話網路等之其他網絡。並未圖解說明存取網路及核心網絡之此等及其他元件,但一般技術者通常已知該等元件。
在圖1中,該一或多個基站單元經由一無線通信鏈路伺服一對應伺服區域(例如,小區或小區扇區)內之若干遠端單元103、104。該等遠端單元可係固定的或行動的。亦可將該等遠端單元稱作為用戶單元、行動機、行動台、行動單元、使用者、終端機、用戶台、使用者設備(UE)、使用者終端機、無線通信裝置、中繼節點或用於此項技術中之其他術語。該等遠端單元亦包括一或多個傳輸器及一或多個接收器。在圖1中,基站單元101傳輸下行鏈路通信信號以伺服時域、頻域及/或空間域中之遠端單元103。遠端單元104經由上行鏈路通信信號與基站單元102通信。有時,基站單元係稱作為遠端單元之一伺服或連接或錨定小區。該等遠端單元亦可經由一中繼節點與基站單元通信。
在一實施方案中,無線通信系統遵循3GPP全球行動電信系統(UMTS)LTE協定(亦稱為EUTRA),EUTRA促進在下行鏈路上使用多輸入單輸出(MISO)或多輸入多輸出(MIMO)天線系統,以增加容量。
在EUTRA中,基站單元在下行鏈路上使用一正交頻分多工(OFDM)調
變方案傳輸,且使用者終端機在上行鏈路上使用一單載波頻分多重存取(SC-FDMA)方案傳輸。本發明尤其關於3GPP LTE版本8(Rel-8)及其更高版本。通常,本發明更適用於在上行鏈路或下行鏈路上實施MISO或MIMO傳輸之其他現有或未來無線通信系統,諸如IEEE 802.11及IEEE 802.16系列之規範。因此,本發明並不旨在以任何特定無線通信系統架構或協定來實施。
在EUTRA系統中,在eNB處透過使用多個傳輸天線且在UE處透過使用多個接收天線而採用MIMO天線系統。UE可依靠自eNB發送用於通道估計、後續資料解調變及鏈路品質量測之一導頻或參考符號(RS)來報告。回授之鏈路品質量測可包含空間參數(諸如階層指示符(RI)或在相同資源上發送之資料流之數目)、預編碼矩陣索引(PMI)及編碼參數(諸如一調變及編碼方案(MCS)或一通道品質指示符(CQI))。
MCS或CQI、PMI及RI一起組成通道狀態資訊(CSI)之元素,該CSI傳送指示可靠性之一MIMO通道之品質及能夠支援eNB與UE之間之多流通信之通道之條件數。舉例而言,若一UE判定鏈路可支援大於1之一階層,則該UE可報告多個CQI值(例如,當階層=2時,藉由對應RI之傳訊報告兩個CQI值)。此外,如藉由一eNB指示可在一週期性或非週期性基礎上以支援回授模式之一者報告鏈路品質量測。報告可包含參數之寬頻帶或副頻帶頻率選擇性資訊。eNB可使用階層資訊、CQI及其他參數(諸如上行鏈路品質資訊)以伺服上行鏈路及下行鏈路通道上之UE。空間多工傳輸可係基於CRS(亦即,UE將CRS用於CQI/PMI/RI估計及解調變兩者)或基於專用或解調變參考符號(DRS)(例如,UE使用CRS或CSI-RS進行CQI/PMI/RI估計且使用DRS進行解調變)。
在EUTRA系統中,一上行鏈路(UL)資料通道可係一實體上行鏈路共用通道(PUSCH),一UL控制通道可係一實體上行鏈路控制通道(PUCCH),一下行鏈路(DL)控制通道可係一實體下行鏈路控制通道
(PDCCH),且DL資料通道可係一實體下行鏈路共用通道(PDSCH)。可經由PUCCH及/或PUSCH傳遞UL控制資訊,且通常經由PDCCH傳遞DL控制資訊。UE可進一步傳輸上行鏈路探測參考信號以協助eNB針對頻分雙工(FDD)排程上行鏈路傳輸且針對時分雙工(TDD)排程UL及DL傳輸之一者或兩者。在UL上,UE可使用鄰接或非鄰接資源配置傳輸,且UE亦可使用所謂的同時PUCCH及PUSCH傳輸方案在UL上同時傳輸資料及控制。在頻分雙工(FDD)操作中,UL及DL中之訊框結構之各者包括一10毫秒(ms)無線電訊框,該10 ms無線電訊框繼而被劃分成各具有1 ms持續時間之十個子訊框,其中每一子訊框係劃分成各具有0.5 ms之兩個時槽,其中每一時槽含有若干個OFDM符號。將DL及UL頻寬細分成資源區塊,其中每一資源區塊(RB)包括頻域中之一或多個副載波及時域中之一或多個OFDM符號(對於正常循環首碼(CP),12個副載波×7個OFDM符號)。在LTE中,資源區塊係在時槽基礎上加以定義。資源區塊(RB)係針對上行鏈路及下行鏈路通信指派資源配置之一典型單位。
在EUTRA中,eNB組態適當通道用於UL及DL控制資訊交換。針對DL,PDCCH係用於發送UL及DL控制資訊至UE。PDCCH係在一子訊框之開始部分中潛在可變數目個OFDM符號上發送,且此數目(對於諸如5 MHz等之大系統頻寬通常係0至3,且對於諸如1.25 MHz之較小系統頻寬通常係0至4)係在實體控制格式指示符通道(PCFICH)上傳訊或經由更高層傳訊發送。然而,在其他案例中,PDCCH亦可定位於特定固定或可變時間/頻率/空間資源中,亦即橫跨一或多個子訊框及/或一或多個空間層之一或多個副載波。舉例而言,PDCCH可佔用資源區塊之一子集而非橫跨整個DL系統頻寬。實體混合ARQ通道(PHICH)係用以發送用於自UE之UL資料傳輸之DL上之HARQ回授之應答指示符通道。在DL子訊框開始時,在OFDM符號上發送
PCFICH、PHICH、PDCCH。在諸如ABS之一些子訊框中,或當eNB不具有經排程之UE(亦即,非常低或無負載情況)時,此等通道可不存在。
圖2圖解說明包括可通信地耦合至一控制器220之一收發器210之一無線通信終端機或裝置200。如上文所論述,該裝置實施一無線通信協定且可能夠進行電路或封包切換通信或兩者。UE亦可包括用於執行通常與無線通信終端機相關聯之其他功能性之一使用者介面230,除了其他使用者介面裝置以外亦包含(但不限於)小鍵盤或其他輸入裝置、顯示器及音頻輸入及輸出。此等終端機之此等及其他元件為一般技術者所熟知且在本文中並未進一步描述。在一實施例中,將控制器實施為執行儲存於一或多個記憶體裝置240中之指令以執行本文中所描述之功能性之一數位處理器。或者,可將控制器實施為一等效硬體電路或實施為硬體與軟體實施電路之一組合。
在圖3之處理程序圖300中,在310處,無線通信裝置接收複數個參考符號。該無線通信裝置可係一基站單元或一遠端單元。在3GPP UMTS LTE用語中,該無線通信裝置係eNB或UE。在圖2中,該無線通信裝置之收發器210在處理器220之控制下接收包含參考符號之信號。
在圖3中,在320處,無線通信裝置使用自對應天線埠接收之一參考符號估計一傳輸裝置之複數個傳輸天線埠之各者之一通道。在圖2中,處理器包含藉由執行儲存於記憶體中之韌體或軟體指令而實施之通道估計功能性212。或者,可藉由等效硬體電路或藉由硬體及軟體之一組合實施該通道估計功能性。
在圖3中,於330處,無線通信裝置基於使用參考符號估計之通道及基於一預編碼矩陣來判定一複合通道估計。在一實施例中,無線通信裝置對參考符號所接收自之裝置之複數個傳輸天線埠所傳輸之一
符號判定複合通道估計,其中在每一傳輸天線埠處,藉由自預編碼矩陣獲得之一對應預編碼權重來加權資料符號。或者,無需對一傳輸資料符號判定複合通道估計。在圖2中,無線通信裝置之處理器包含藉由執行儲存於記憶體中之韌體或軟體指令而實施之複合通道估計功能性214。或者,可藉由等效硬體電路或藉由硬體與軟體之一組合來實施該複合通道估計功能。
在圖3中,於340處,無線通信裝置使用複合通道估計及對應於預編碼矩陣之一增益校正來判定一經更新之複合通道估計。在圖2中,處理器包含藉由執行儲存於記憶體中之韌體及軟體指令而實施之經更新的複合通道估計功能性216。或者,可藉由等效硬體電路或藉由硬體與軟體之一組合來實施該經更新之複合通道估計功能性。
在一實施例中,無線通信裝置自接收自另一無線通信裝置之一訊息來獲得增益校正。在一實施例中,例如,一基站單元或一EUTRA eNB在一下行鏈路(DL)訊息中發信號通知至少一預編碼矩陣之一增益校正。在3GPP中,該訊息可係一主控資訊區塊(MIB)或一系統資訊區塊(SIB)或一單播傳輸。在其他協定實施方案中,增益校正可在一些其他訊息中傳訊至無線通信裝置。
在另一實施例中,無線通信裝置計算增益校正。舉例而言,無線通信裝置基於自包含於接收自另一實體之一訊息中之矩陣資訊獲得或計算之資訊而計算增益校正。在3GPP LTE中,傳送矩陣之訊息可係一主控資訊區塊(MIB)或一系統資訊區塊(SIB)或一單播傳送。在其他協定實施方案中,增益校正可在一些其他訊息中傳訊至無線通信裝置。在另一實施例中,無線通信裝置基於在無線通信裝置處接收之一符號之一振幅與複合通道估計之一振幅之比率而計算增益校正,其中使用預編碼矩陣傳輸在該無線通信裝置處接收之符號。在圖2中,處理器包含藉由執行儲存於記憶體中之韌體或軟體指令而實施之增益校
正計算功能性217。或者,可藉由等效硬體電路或藉由硬體與軟體之一組合實施增益校正計算功能性。下文中進一步描述增益校正之計算。
在圖3中,在350處,無線通信裝置使用經更新複合通道估計解調變一資料符號。該資料符號係自複數個傳輸天線埠接收,其中已在每一傳輸天線埠處藉由自預編碼矩陣獲得之對應預編碼權重而加權所接收之資料符號。在圖2中,無線通信裝置之處理器包含藉由執行儲存於記憶體中之軟體或韌體指令而實施之解調變功能性218。或者,可藉由等效硬體電路或藉由硬體與軟體之一組合實施該解調變功能性。
在另一實施例中,無線通信裝置將與所選擇預編碼矩陣相關聯之一預編碼矩陣指示符(PMI)傳輸至一接收實體。根據此實施例,無線通信裝置首先針對儲存於該裝置上之一碼簿中之對應複數個預編碼矩陣判定複數個複合通道估計,其中該複數個複合通道估計之各者係基於一對應預編碼矩陣。使用對應複合通道估計及一對應增益校正判定該複數個複合通道估計之各者之一經更新複合通道估計。此後,無線通信裝置自碼簿選擇一預編碼矩陣用於一未來傳輸,其中該選擇係基於該等經更新複合通道估計之一性質。在圖2中,無線通信裝置之處理器包含藉由執行儲存於記憶體中之軟體或韌體指令而實施之預編碼矩陣選擇功能性219。或者,可藉由等效硬體電路或藉由硬體與軟體之一組合實施該預編碼矩陣選擇功能性。接著,無線通信裝置將與所選擇預編碼矩陣相關聯之PMI傳輸至接收實體。
在另一實施例中,無線通信裝置選擇一預編碼矩陣用於一未來傳輸,其中該選擇係基於經更新複合通道估計之一性質。此後,無線通信裝置基於對應於一所選擇預編碼矩陣之一經更新複合通道估計判定一通道品質指示或度量(CQI)。該通道品質指示可係輸送區塊大
小、一階層指示或指示通道品質之一些其他度量。根據此實施例,無線通信裝置在一上行鏈路通道上傳輸通道品質度量。
可將增益校正特性化為針對使用一特定PMI傳輸之一資料符號之(實際)複合通道之振幅與源自對每一天線埠通道估計應用相同PMI之複合通道估計之振幅之一比率。若使用對應於一特定PMI矩陣之一權重傳輸一參考符號(已知其相對於CRS參考符號之振幅),則UE可將增益校正估計為所接收參考符號之振幅與對應於相同PMI矩陣之複合通道之振幅之比率。若已知定義於方程式(13)中之矩陣Q,則可在eNB處計算每一PMI之增益校正。類似地,若UE已知方程式(13)中之矩陣Q,則可在UE處計算每一PMI之增益校正。可藉由下文方程式(14)定量表示增益校正。
下文進一步描述用於將更精確天線陣列正規化資訊提供至一無線通信裝置之替代方法。在論述中,在將增益校正提供至UE之一基站單元處(例如,在一EUTRA eNB處)執行正規化。然而,更一般言之,可在UE或具有一MIMO天線陣列之任何無線通信裝置處執行正規化。在一第一實施例中,一傳輸天線陣列之特徵在於大小等於該陣列之尺寸之一複雜矩陣Q。因為該矩陣係赫米特矩陣(Hermitian),所以僅將複雜矩陣之上對角線值或下對角線值提供給UE係足夠的。此矩陣係用於執行計算每一PMI之一複雜通道增益所需之場型正規化。在一第二實施例中,將各PMI向量之一實值增益直接提供給UE。複雜Q矩陣僅係傳輸器天線陣列之一函數,且因此該複雜Q矩陣為藉由該陣列伺服之全部UE所共有。因此,可經由諸如MIB或SIB之共同通道發送資訊。或者,可經由專用通道發送此資訊。類似地,PMI定標或校正值僅係PMI矩陣而非藉由該陣列伺服之UE之一函數。因此,可經由諸如MIB或SIB之共同通道發送PMI校正值。或者,可經由專用通道發送此資訊。
若天線陣列經校準,則Q矩陣及PMI增益校正值將係時間恆定。
因此,此等值可僅經計算一次。相反地,若天線陣列未經校準使得天線饋電之相對相位隨時間改變,則必須周期性地重新計算及/或重新量測Q矩陣計算及PMI校正值。儘管UE可能以決策導向方式直接估計PMI增益校正值,然將最有可能使用一天線室(antenna chamber)完成Q矩陣之計算。
若UE可精確估計PMI校正值,則eNB可能不必將此等值發送至UE。然而,在一些UE可能具有不良信雜比(SNR)及/或可能並未運用足夠頻率觀察全部PMI值之情況下,UE最好將其等對每一PMI之增益校正之量測發送至eNB,其中eNB可組合此等估計且可經由MIB或SIB將改良之估計發送至全部UE。因此,在一些實施例中,基站單元或其他實體基於自一或多個其他無線通信裝置接收之一量測判定一預編碼矩陣之增益校正。
若陣列未經校準,則饋電之相對相位不得隨時間改變太快,否則eNB將無法在PMI校正值變得陳舊及過時之前收集、組合及傳輸該等值。若相對相位改變非常快,則即使UE可估計校正值,在一時槽中估計之校正值可在UE可應用此等校正值時過時。注意,因為僅使用單個PMI,所以無法藉由單個UE在單個時槽內計算PMI校正值。
在一實施例中,基站單元基於一校準程序(例如,傳輸器天線陣列子系統內之天線範圍量測或主動校準處理程序)判定一預編碼矩陣之增益校正。
下文中描述2元件陣列之傳輸功率之計算。考量其中兩個陣列元件之各者係一全向天線之2元件陣列。對於此實例,假定全向天線僅在平面內輻射,使得
其中p(,θ)表示元件場型,且(-π/2 π/2)及θ(0 θ 2π)分別表示天線仰角及方位角。注意,該全向元件經按比例調整使得其在平面內輻射單位功率。
使w 0及w 1分別表示應用於第一天線元件及第二天線元件之加權係數,且使d.λ表示兩個元件之間距,其中λ表示信號波長。接著,藉由以下方程式給出作為方位角之一函數之所得遠場陣列場型:
在3GPP模型中,假定針對全部加權向量w,方程式(2)中自陣列輻射之功率係相等的,其中L2範數之平方∥w∥2=|w 1|2+|w 2|2保持恒定(或等效地,只要L2範數保持恒定)。然而,運用一簡單反例可展示此假定係錯誤的。明確言之,針對此簡單兩個元件實例,將展示吾人可選擇任意數目對加權向量w及v使得∥w∥2=∥v∥2且所得天線場型仍未輻射相等功率。
自一天線輻射之功率等於遠場天線場型之量值之平方之積分,使得藉由以下方程式給出輻射功率:
其中在此實例中,僅需要在方位角θ上積分,因為元件場型p(,θ)已經定義使得其僅在平面內輻射。更一般言之,亦將需要在仰角上積分。若除要求∥w∥2=1之外,吾人進一步要求複雜權重w 0及w 1具有相等量值,使得|w 0|=|w 1|=1/,則可進一步簡化該實例。在無進一步一般性損失之情況下,接著吾人將具有:
使得∥w∥2=1,無關於相位差ψ。運用此等複雜權重,藉由以下方程式給出天線場型:
且藉由以下方程式給出傳輸功率:
其中在最後步驟中省略項sin(ψ)sin(2 π d sin θ),此係因為其係θ之一奇函數且因此在區間[0,2π)上積分為0。針對兩個元件之間之相位差ψ之若干不同值,給出如方程式(6)中計算作為天線間隔d(以波長為單位)之一函數之輻射功率(以dB為單位)。不管在全部情況中∥w∥2=1之事實,隨著天線間隔趨於0,輻射功率自最大值2(3 dB)變化至最小值0(負無窮dB)。
可自此兩元件實例作出兩個其他觀察。第一,在二分之一波長之一天線間隔情況下,輻射功率自-1.58 dB(ψ=0)變化至1.15 dB(ψ=π)。因此,即使在加權向量之範數保持恆定時(若在ψ之全部值上評估,則可略大),作為天線相位差之一函數之輻射功率仍可變化2.73 dB。第二,隨著天線間隔增加,作為相對相位ψ之一函數之功率之變動減少。明確言之,在天線間隔等於9.5 λ之情況下,輻射功率自最小值-0.33 dB(ψ=0)變化至最大值0.31 dB(ψ=π),使得差僅係0.62 dB(若在ψ之全部值上評估,則可略大)。
下文中描述天線場型之正規化。如通常所假定,若陣列之輸入阻抗經匹配用於相位差ψ之全部值,則必需遵循自天線輻射之功率等於激勵向量之L2範數之平方。乍看,此要求看似矛盾,因為∥w∥2之值係恆定,且又方程式(5)中之天線場型之輻射功率亦係相對相位ψ之一函數。針對此看似矛盾之解決方案在於若陣列之阻抗經匹配使得輻射功率等於∥w∥2,則天線場型並非藉由方程式(2)給出,而係藉由以下正規化場型給出:
其中下標n表示場型經正規化以具有等於∥w∥2之輻射功率。針對方程式(7)中之正規化天線場型,藉由以下方程式給出輻射功率:
須重申,若天線陣列之輸入阻抗經匹配使得輻射功率等於∥w∥2,則所得天線陣列場型係藉由方程式(7)而非藉由方程式(2)給出。在無此正規化之情況下,因為進入陣列中之功率不等於離開陣列之功率,所以具有一明顯矛盾。
下文中描述基於PMI之通道估計之校正。對於若干3GPP傳輸模式,藉由將PMI應用於每一傳輸天線埠之通道估計而產生資料之通道
估計。然而,基於PMI之通道估計假定遠場天線場型係個別埠之通道估計之基於PMI線性組合。為了使此假定正確,天線場型必須如方程式(2)中所給出。然而,方程式(2)中之天線場型未經正規化以具有等於∥w∥2之能量。若將天線場型正規化至∥w∥2(因為其應遵守規範),則藉由一實值正規化純量(對於兩元件陣列,此因數係在以下方程式(9)中給出),基於PMI通道估計將出現錯誤。為適當計算通道估計,UE須知每一PMI之正確正規化純量。明確言之,對於方程式(2)中之兩元件實例,藉由以下方程式給出正規化純量:
針對其中預編碼向量w如下之特定實例:
藉由以下方程式給出正規化純量:
下文中描述基於PMI之CQI估計之校正。為了估計通道品質(CQI)或通道狀態(CSI),必須能夠正確估計起因於每一PMI之應用之通道。因上文中識別之理由,在無每PMI增益正規化校正之情況下,針對各PMI之複雜通道估計將具有一定標誤差,且此將導致CQI之計算誤差。若UE具有對基於每PMI之正規化校正之存取,則UE可正確計算每一PMI之CQI及/或CSI。運用正確增益正規化,UE可正確判定最佳PMI及相關聯CSI/CQI。
下文中描述一般天線陣列之傳輸功率之計算。為此分析之目的,考量其中天線元件之數目係K之更一般情況。此外,陣列元件無需具有相同場型,儘管通常假定情況並係如此。使長度K之複雜向量
q(θ,)表示此等元件之天線場型,其中如先前所述,(-π/2 π/2)及θ(0 θ 2π)分別表示天線仰角及方位角。
藉由以下方程式給出傳輸功率:
其中將矩陣Q定義為:
可注意Q矩陣具有以下性質:Q矩陣之尺寸係K x K,其中K係傳輸器陣列中之天線元件之數目;且自Q矩陣之定義,顯而易見Q矩陣係赫米特矩陣使得Q H =Q。
一般而言,每一PMI係尺寸為K x L之一矩陣,其中K係陣列中天線(或天線埠)之數目,且L係傳輸層之數目。吾人假定PMI矩陣之各向量必須滿足相同單位能量約束。使w表示一給定傳輸層之預編碼向量,或等效言之,使w表示PMI之任一行。接著,藉由對應傳輸能量之倒數之平方根或等效言之藉由以下方程式給出此預編碼向量所需之校正因數:
其中w係預編碼矩陣且Q係藉由天線元件場型及天線元件之間距判定。因此,存在與各PMI之各行相關聯之一正規化校正因數。此等正規化因數必須自eNB發送至UE,或其等必須由UE獲悉。
下文中進一步描述增益正規化校正因數至UE之傳訊。可以若干種形式將各PMI之增益正規化校正因數傳輸至諸UE。在一種形式中,eNB可將各PMI之增益正規化校正因數傳輸至UE。每一可能預編碼向
量之增益正規化校正因數必須經量測及/或計算且傳輸至UE。注意:對於一多層PMI矩陣,必須針對每一層發送一校正因數。在多數例項中,不同PMI矩陣將具有一些共同預編碼向量。UE量測及/計算至該UE之每一可能預編碼向量(在全部可能PMI值之聯集內)之增益正規化係足夠的。增益正規化校正因數僅取決於PMI而非取決於UE。因此,增益正規化校正因數可經由諸如MIB或SIB之共同通道發送。或者,增益校正因數可經由專用通道發送至諸UE。
在一替代實施例中,Q矩陣係發送至UE。在已知Q矩陣之情況下,UE本身可計算增益正規化校正因數。如先前段落中所提及,Q矩陣係赫米特矩陣,因此僅需要將矩陣之上三角值或下三角值發送至UE。若傳輸天線陣列具有K個元件,則僅需要將K個實值及K x(K-1)/2個複數值(等效地,總共K2個實值)發送至UE以使UE能夠計算增益校正值。取決於天線之數目及PMI矩陣之數目,在一些情況中,發送各PMI矩陣之一增益校正將更有效率,然而在其他情況中,發送Q矩陣之值將更有效率。
必須估計及計算增益正規化校正因數。在一些情況中,可量測一天線室中之天線陣列的Q矩陣。相反地,可個別地量測陣列之個別元件之場型q(θ,)。若已知或可量測天線饋電之間的相位差,則可使用數值積分計算Q矩陣。
另一替代例係關於UE以某一方式量測增益正規化校正因數。舉例而言,UE可嘗試估計複合導頻或合成導頻(藉由將PMI應用於針對各埠量測之複雜通道增益)與計算振幅之間的振幅差。由於此差僅係PMI而非UE之一函數,可將此等量測回授至eNB。eNB可組合來自該等UE之估計以形成一更佳估計,接著可經由MIB或SIB發送出該更佳估計。應注意:UE僅可量測用以發送資料之PMI的增益校正因數。因此,若PMI矩陣之集合為大,則在UE具有量測全部增益校正因數之一
機會之前,可能需要一些時間。應進一步注意:量測之品質將取決於UE之信號對干擾及雜訊比(SINR)。對於涵蓋範圍之邊緣處之UE,估計之品質可係不良,且因此eNB可選定捨棄或不再強調此等量測。
若天線饋電之相對相位快速改變,則在可應用增益校正因數之估計之前,該等估計可能過時。特定言之,在可使用用於PMI/CQI選擇之增益校正因數之前,該等增益校正因數可能過時,此係因為PMI/CQI回授之計算需要全部PMI之增益正規化校正估計,但UE可僅估計用於當前子訊框之PMI之增益正規化校正。
儘管已以建立所有權及使一般技術者能夠製造及使用本發明之方式描述本發明及其最佳模式,然應瞭解及了解,存在本文中所揭示之例示性實施例之等效物,且在不脫離本發明之範疇及精神(其等並非受限於例示性實施例而是受限於隨附申請專利範圍)之情況下,可對例示性實施例作出修改及變動。
Claims (22)
- 一種無線通信裝置,其包括:一收發器;一處理器,其耦合至該收發器;該處理器經組態以使用自複數個傳輸天線埠之各者接收之一參考符號來估計該對應天線埠之一通道;該處理器經組態以基於該等估計通道及一預編碼矩陣來判定一複合通道估計;且該處理器經組態以使用該複合通道估計且額外使用針對該預編碼矩陣之一增益校正來判定一經更新之複合通道估計,其中該增益校正係基於使用該預編碼矩陣傳輸且在該無線通信裝置處接收之一資料符號。
- 如請求項1之裝置,該處理器經組態以使用該經更新之複合通道估計來解調變使用該預編碼矩陣傳輸且在該無線通信裝置處接收之該資料符號。
- 如請求項2之裝置,其中在每一傳輸天線埠處,藉由自該預編碼矩陣獲得之一對應預編碼權重來加權該資料符號。
- 如請求項1之裝置,該處理器經組態以針對該無線通信裝置之一碼簿中之複數個預編碼矩陣來判定對應之複數個複合通道估計;該處理器經組態以使用該對應之複合通道估計及一對應之增益校正來判定該複數個複合通道估計之各者之一經更新之複合通道估計;該處理器經組態以自該碼簿中選擇一預編碼矩陣用於一未來傳輸,該選擇係基於該等經更新之複合通道估計之一性質;且 該無線通信裝置經組態以傳輸與該所選擇預編碼矩陣相關聯之一預編碼矩陣指示符。
- 如請求項1之裝置,該處理器經組態以選擇一預編碼矩陣用於一未來傳輸,該選擇係基於該經更新之複合通道估計之一性質;該處理器經組態以基於對應於該所選擇之預編碼矩陣之該經更新之複合通道估計而判定一通道品質度量;及該無線通信裝置經組態以在一上行鏈路通道上傳輸該通道品質度量。
- 如請求項5之裝置,其中該通道品質度量係一輸送區塊大小或一階層指示。
- 如請求項1或4之裝置,該處理器經組態以判定該增益校正。
- 如請求項7之裝置,其中該增益校正係進一步基於在該無線通信裝置處接收之該資料符號之一振幅與該複合通道估計之一振幅之一比率。
- 如請求項1之裝置,其中該增益校正校正該複合通道估計之一正規化定標誤差(scaling error),該正規化定標誤差之存在係該預編碼矩陣及該無線通信裝置之一碼簿中產生具有相等能量之一組天線場型之至少另一預編碼矩陣之結果。
- 一種在一無線通信裝置中之方法,該方法包括:在該無線通信裝置處接收複數個參考符號;使用自複數個傳輸天線埠之各者接收之一參考符號來估計該對應天線埠之一通道;基於該等估計通道及一預編碼矩陣來判定一複合通道估計;且使用該複合通道估計且額外使用針對該預編碼矩陣之一增益校正來判定一經更新之複合通道估計, 其中該增益校正係基於使用該預編碼矩陣傳輸且在該無線通信裝置處接收之一資料符號。
- 如請求項10之方法,進一步包括:自該複數個傳輸天線埠接收使用該預編碼矩陣傳輸之該資料符號,其中在每一傳輸天線埠處,藉由自該預編碼矩陣獲得之一對應預編碼權重來加權該資料符號;及使用該經更新之複合通道估計來解調變該資料符號。
- 如請求項10之方法,進一步包括:針對一碼簿中之複數個預編碼矩陣判定對應之複數個複合通道估計;使用該對應複合通道估計及一對應增益校正來判定該複數個複合通道估計之各者之一經更新之複合通道估計;自該碼簿選擇一預編碼矩陣用於一未來傳輸,該選擇係基於該等經更新之複合通道估計之一性質;及在一上行鏈路通道上傳輸與該所選擇預編碼矩陣相關聯之一預編碼矩陣指示符。
- 如請求項10之方法,進一步包括:選擇一預編碼矩陣用於一未來傳輸,該選擇係基於該經更新之複合通道估計之一性質;基於對應於該所選擇預編碼矩陣之該經更新之複合通道估計來判定一通道品質度量;及基於該通道品質度量,在一上行鏈路通道上傳輸。
- 如請求項10之方法,進一步包括在選自包括以下各者之一群組之一訊息中接收該增益校正:一主控資訊區塊(MIB);一系統資訊區塊(SIB);及一單播傳輸。
- 如請求項10之方法,進一步包括接收矩陣資訊,自該矩陣資訊 可計算該增益校正,該矩陣資訊係在選自包括以下各者之一群組之一訊息中接收:一主控資訊區塊(MIB);一系統資訊區塊(SIB);及一單播傳輸。
- 如請求項10之方法,進一步包括將該無線通信裝置處之增益校正判定為在該無線通信裝置處接收之該資料符號之一振幅與該複合通道估計之一振幅之一比率。
- 如請求項16之方法,進一步包括自該無線通信裝置傳輸該增益校正。
- 如請求項11之方法,其中一預編碼矩陣之該增益校正係基於自一無線終端機接收之一量測。
- 如請求項11之方法,其中一預編碼矩陣之該增益校正係基於一校準程序。
- 如請求項11之方法,其中自該複數個天線埠傳輸之該參考符號具有為該無線通信終端機所知之振幅。
- 如請求項11之方法,其中自該複數個天線埠傳輸之該參考符號係用於資料符號之該解調變之一解調變參考符號(DMRS)。
- 如請求項11之方法,其中該增益校正校正該複合通道估計之一正規化定標誤差(scaling error),該正規化定標誤差之存在係該預編碼矩陣及該無線通信裝置之一碼簿中產生具有相等能量之一組天線場型之至少另一預編碼矩陣之結果。
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