专利名称：用于mimo预编码的预编码器结构的制作方法
技术领域：
本文中的教导一般地涉及码本(codebook)和预编码，并且具体涉及因式分解的预编码器结构，其提供跨越不同的传送天线配置的预编码器的重用，以及提供有效的预编码器信令。
背景技术：
多天线技术能较大地增加无线通信系统的可靠性和数据率。如果传送器和接收器 均配备有多个天线(这导致多输入多输出(MIMO)通信信道)，则性能被特别地改善。此类系统和相关技术一般被简单地称为ΜΙΜ0。3GPP LTE标准当前正与增强的MMO支持一起演进。LTE中的该支持的核心组件是MMO相关技术和MMO天线部署的支持。LTE-Advanced中当前的工作设想是用于8个传送(Tx)天线的8层空间复用模式的支持，和信道依赖预编码的可能性。该空间复用模式提供有利的信道条件下的高数据率。对于空间复用，携带符号向量s的信息乘％ X r预编码器矩阵 其服务于在#τ (对应于％个天线端口)维向量空间的子空间中分布传送能量。预
编码器典型地被选自可能的预编码器的码本，以及通过预编码器矩阵指示符(PMI)来典型地被指示。PMI值为给定数量的符号流来规定码本中唯一的预编码器。然而，某些挑战在此情景(context)中出现。例如，不同的天线配置能要求一个类型或另一个的预编码器结构，这使预编码器的预定义码本的存储变复杂。仍然还有的是，单用户(SU) MIMO和多用户(MU) MIMO模式的动态使用使码本设计变复杂，因为对于SU-MMO是最佳的预编码器通常对于MU-MMO将不是最佳的。作为一另外的复杂化，与从接收器向传送器报告例如预编码器推荐的预编码器信息相关联的开销可能是成问题的。这例如在LTE下行链路中是确实的，其中，物理上行链路控制信道(PUCCH)不能与物理上行链路共享信道(PUSCH)承受一样大的有效负载大小(payload size)。
发明内容
本文中的教导提出一种方法和设备，其实现和使用因式分解的预编码器结构，其在性能和效率方面是有利的。特别地，本文中提出的教导公开一种底层的预编码器结构，其允许跨越不同的传送情形(scenario)的某一码本重用，包括用于从传送天线的单个均匀直线阵列(ULA)的传送和从此类天线的交叉极化子组的传送。根据该设想的(contemplated)预编码器结构，总预编码器从转换预编码器和调谐预编码器来被构造。转换预编码器包括大小乂/2的天线子组预编码器，其中乂表示考虑的总天线端口的数量。对应地，调谐预编码器控制天线子组预编码器之间的波束相位的偏移，允许转换预编码器与乂/2个天线单元(antenna element)的交叉极化阵列和与乂个天线单元的共极化阵列一起被使用。本文中公开的一个实施例涉及一种无线通信收发器和一种关联的方法，其中，另一个收发器至少部分地基于从该收发器接收信道状态信息来预编码到该收发器的传送。这里，信道状态信息包括对所述另一个传送器的预编码器信息。作为一示例情况，该收发器是用户设备(UE)并且该另一个收发器是支持该UE的无线通信网络中的基站，以及该UE发送预编码器信息到基站，其通过UE指示预编码器推荐。作为一特定的示例，基站是配置成用于LTE网络中的MMO操作的eNodeB，而该UE是LTE手持机(handset)或通信设备的其它项目(配置成用于LTE情景中的MIMO操作)。该收发器配置成从一个或更多的码本选择条目，其中，选择的条目的指示服务为发送到所述另一个收发器的前述预编码器信息。该收发器选择条目作为选择的转换预编码器和选择的调谐预编码器，或作为对应于选择的转换预编码器和选择的调谐预编码器的选择的总预编码器。将理解的是，这些选择可被动态地作出和报告(在定期的或按需的基础上)，以反映变化的信道条件。该收发器还配置成传送信道状态信息中的选择的条目的指
/Jn ο上面操作的若干方面集中于存储的码本，以及特别地，集中于在它们中所存储的转换和调谐预编码器(或对应的总预编码器)的底层的结构。在该收发器所存储的一个或更多的码本包括包含个不同的转换预编码器的条目和包含多个对应的调谐预编码器的条目，或包括包含多个总预编码器的条目，每个总预编码器包含转换预编码器和调谐预编码器的乘积。每个转换预编码器包含块对角矩阵，其中，块包含天线子组预编码器。每个天线子组预编码器又是具有乂/2行的矩阵块并且属于个不同的基于DFT的波束的集合，其中Q是等于或大于2的整数，并且其中每个所述调谐预编码器包括从2^相移键控(PSK)符号系统(alphabet)所取得的相移元素并且提供用于偏移所述转换预编码器的对应的一个中 的天线子组预编码器之间的波束相位的至少2^个相对相移。因此，每个总预编码器包含提供跨越所述乂个传送天线端口的乂个传送波束的基于DFT的预编码器。该有利的预编码器结构允许例如从天线的交叉极化子组进行预编码，其中来自每个子组的波束的集合由执行预编码的传送的收发器所选择的转换预编码器中的基于DFT的天线子组预编码器的对应的一个来控制。另外，相同的预编码器结构允许跨越天线的有相等大小的总阵列的波束形成(beamf orming),其中子组之间的波束相位偏移由对应地选 择的调谐预编码器来提供。仍然还有的是，在一个或更多的实施例中，该布置通过以比用于报告调谐预编码器选择低的时间或频率分辨率来报告转换预编码器选择来被采用(exploit)。作为一个示例，该收发器比它发送选择的转换预编码器的指示更频繁地发送选择的调谐预编码器的指示。所述另一个收发器配置成基于保持相同的转换预编码器但以每个新接收的调谐预编码器选择而更新总预编码器计算来确定在接收转换预编码器选择之间的选择的总预编码器。该收发器还可发送要和两个或更多的调谐预编码器选择(每一个表示与共同的转换预编码器相关联的频带的不同的子带)共同使用的一个转换预编码器选择。在另一实施例中，一种方法和关联的收发器被指向预编码到另一个无线通信收发器的多天线传送。该实施例能被理解与公开的教导的传送器侧相关，而前面的示例与接收器侧相关。因此，在该示例中，收发器(其可以是预编码到目标UE的基站)接收来自所述另一个收发器的信道状态信息，其中，该信息包括预编码器信息，诸如表示预编码器推荐的预编码器选择的指示。该收发器配置成使用接收的预编码器信息以识别来自所述另一个收发器的预编码器推荐。在接收的预编码器信息包括选择指示符(诸如PMI或其它码本索引值)的情况下，该收发器使用选择指示符以从一个或更多的码本选择条目。该收发器还配置成至少部分地基于预编码器推荐而预编码到所述另一个收发器的传送。在这点上，将理解的是，该收发器可简单地遵从(follow)所述另一个收发器所发送的预编码器推荐。然而，该收发器不一定使用所述另一个收发器所指示的预编码器选择且转而可作出不同的选择(基于总环境，诸如多个此类传送的调度、使用中的MMO模式等)。特别关注的是，该收发器使用所述另一个传送器所使用的相同的一个或更多的码本(当作出预编码器推荐时)。例如，两个收发器存储相同的码本的复本，或它们中的一个 存储等效于在另一个收发器所存储的那些码本的一个或更多的码本。因而，收发器的码本(其可被保留(hold)在收发器的存储器中)存储包含个不同的转换预编码器的条目和包含多个对应的调谐预编码器的条目，或包含多个总预编码器的条目，其中每个总预编码器包含转换预编码器和调谐预编码器的乘积。另外，如之前所描述的，对于这些转换预编码器，出自所述个不同的条目的每个转换预编码器包含块对角矩阵，其中，每个块包含基于DFT的天线子组预编码器，其对应于乂个传送天线端口的子组。每个此类天线子组预编码器为对应的子组提供个不同的基于DFT的波束，其中0是整数值并且其中个不同的转换预编码器与所述调谐预编码器的一个或更多一起对应于
个不同的总预编码器的集合。该集合中的每个总预编码器表示所述乂个传送天线端口上的大小M基于DFT的波束。在一个或更多的实施例中，该收发器是配置用于在无线通信网络中操作的基站，例如，配置用于在LTE网络中操作的eNodeB。在该情况下，基站操作为多天线MMO传送器，其考虑来自所述另一个收发器的预编码器推荐，该另一个收发器可以是UE或其它无线通信装置(其由基站来支持)。当然，特征和优点的以上简要概述不是限制性的。从示例实施例的以下详细描述和从附图，其它的特征和优点将是明显的。
图I是第一收发器的示例实施例的框图，第一收发器配置成传送预编码传送到第二收发器，第二收发器配置成将预编码推荐提供给第一收发器。图2是具有块对角结构和包括两个天线子组预编码器的转换预编码器的一个实施例的图。图3是一示例无线通信网络的框图，其中，图I的第一收发器表示为网络基站而图I的第二收发器表示为用户设备的一项。图4是作为用于形成总(overall)预编码器的示例转换(conversion)和调谐(tuning)预编码器的图。
图5和6是示例码本的图，其中，图5描述包含转换预编码器的一个码本和包含调谐预编码器的另一个，而其中图6描述包含总预编码器的一个码本，其各自对应于一特定的转换预编码器和一特定的调谐预编码器。图7是从第二收发器向第一收发器(诸如图I中示出的)提供预编码器推荐的一种方法的一个实施例的逻辑流程图。图8是第二收发器中的处理电路的一个实施例的部分框图，以用于确定预编码器推荐。图9是预编码从第一收发器到第二收发器(诸如图I中示出的)的传送的一种方法的一个实施例的逻辑流程图。图10是用于控制到第二收发器的传送的预编码的第一收发器内的处理电路的一个实施例的部分框图。图11是用于第一收发器的另外的预编码电路的一个实施例的框图。
具体实施例方式图I描述第一无线通信收发器10和第二无线通信收发器12，为了方便起见称为收发器10和12。收发器10包括多个天线14和关联的收发器电路16，包括一个或更多的射频传送器18和接收器20。仍然还有的是，收发器10包括控制和处理电路22，其包括反馈处理器24、预编码控制器26、和存储一个或更多的码本30的一个或更多的存储器/存储装置28。为方便起见，这些存储器/存储装置28简单地称为“存储器28”。在收发器10存储的一个或更多的码本30包括包含乂 Q个不同的转换预编码器32的条目(entry)和包含多个对应的调谐预编码器34的条目，或包括包含多个总预编码器36的条目，每个总预编码器36包含转换预编码器32和调谐预编码器34的乘积。这里，将理解的是，参考数字“32”用于指的是复数和单数意义中的转换预编码器，但是根据表示它的矩阵元素的数值，每个转换预编码器32通常相对其余的是唯一的。相同的理解应用于分别所用于调谐预编码器和总预编码器的参考数字“34”和“36”。每个转换预编码器32包含块对角矩阵，其中每个块包含基于DFT的天线子组预编码器38 (图2中所示)。每个天线子组预编码器38是具有乂/2行的矩阵块并属于N1Q个不同的基于DFT的波束(beam)的集合，其中，^是等于或大于2的整数，而其中每个调谐预编码器34包括从2^相移键控(PSK)符号系统所取得的相移元素和提供用于偏移转换预编码器32的对应的一个中的天线子组预编码器38之间波束相位的至少2^个相对相移。继续图1，第二收发器12包括多个天线40和关联的收发器电路42 (包括一个或更多的射频接收器44和传送器46)。收发器12还包括控制和处理电路48。至少功能上，控制和处理电路48包括接收的信号处理电路50 (例如，解调/解码电路)、用于估计信道条件和/或信号质量的一个或更多的估计电路52、预编码反馈生成器54、以及一个或更多的存储器/存储装置56 (例如，非易失存储器诸如EEPROM或FLASH，为方便起见，简单地称为“存储器56”)。在收发器10的存储器28和在收发器12的存储器56各自存储相同的一个或更多的码本30的复本(copy)，或等效地，它们存储允许收发器10和收发器12在收发器12选择为“预编码器推荐”的预编码器方面具有相同的理解的码本或等效信息。即，在操作中，收发器10基于确定要应用的预编码器操作(即，基于确定要被用于从收发器10到收发器12的多天线传送的特定的MIMO配置和对应的预编码器权重)来预编码到收发器12的传送60。收发器10至少部分地基于从收发器12接收信道状态信息(CSI) 62 (其包括预编码器信息64)来确定预编码器操作。预编码器信息64可被理解为提供用于预编码器选择的推荐，并且预编码器信息64因此可提供作为用于索引到所述一个或更多的码本30中的预编码器矩阵指示符(PMI)值，或作为选择指示符的一些其它类型。在一个或更多的实施例中，收发器10发送控制信令66到收发器12，以控制它的预编码器信息64。例如，控制信令66可将预编码器选择限于预编码器的一特定子集，例如打算用于SU-MMO模式的那些，或打算用于MU-MMO模式的那些。在至少一个实施例中，收发器10的控制和处理电路22至少部分地包含基于计算机的电路，例如一个或更多的微处理器和/或数字信号处理器，或其它数字处理电路。在至少一个实施例中，此类电路特别地配置成基于运行存储的计算机程序指令来实现用于收发器10的本文中教导的方法。在一个或更多的实施例中，这些指令存储在存储器28中。同样地，在至少一个实施例中，收发器12的控制和处理电路48至少部分地经由可编程数字处 理电路来被实现。例如，在一个或更多的实施例中，控制和处理电路48包括一个或更多的微处理器或数字信号处理器(配置成基于运行存储在存储器56中的计算机程序指令来实现用于收发器12的本文中教导的方法的至少一部分)。在图3的示例情况下，可理解此类实现，其中收发器10配置为操作在无线通信网络72中的无线通信网络基站70。收发器12配置为UE74并且由网络72所支持。简化的网络图还描述无线电接入网(RAN) 76，包括一个或更多的基站70，以及关联的核心网络(CN)78。该布置将UE74通信地耦合到相同的网络中和/或一个或更多的其它网络中的其它装置。为此，CN78被通信地耦合到一个或更多的外部网络80，诸如英特网和/或PSTN。基站70存储所述一个或更多的码本30，如UE74所做的。因此可看到与可选的控制信令66 —起、预编码的传送60从基站70发送到UE74，可选的控制信令66控制UE74所作出的预编码器推荐。例如，可使用无线电资源控制(RRC)信令来发送此类信令。还可看到从UE74到基站70的预编码器信息64 (即，预编码器选择反馈)的传送。如所提及的，这些推荐包含选择指示符，诸如PMI，其指示由UE74当前推荐的用于由基站70在预编码到UE74的传送中使用的特定的转换和调谐预编码器32和34。在另一实施例中，这些推荐包含选择的总预编码器36的指示，总预编码器36对应于特定的转换预编码器32和特定的调谐预编码器34的选择。然而，甚至在该实施例中，推荐的总预编码器36的指示能理解为与推荐的转换和调谐预编码器32和34等效。图4提供“因式分解的预编码器”灵活性的更好图示，其中，总预编码器36 (表示为“W”)被形成为选择的转换预编码器32 (表示为“Ww ”)和选择的调谐预编码器34 (表示为“Ww ”)的矩阵乘法。码本30能包含一个码本，该一个码本包括在第一索引位置的多个转换预编码器32和在第二索引位置的多个调谐预编码器32，因此允许用于指示转换预编码器选择和调谐预编码器选择的索引值的不同范围。备选地，码本30能被实现为两个码本，诸如图5中示出的。这里，一个码本82包含转换预编码器32，以及一个码本84包含调谐预编码器34。作为一另外的备选，图6不出所述一个或更多的码本30可包含一个码本86,该一个码本86包括总预编码器36的集合，每个总预编码器36形成为特定的转换预编码器32和特定的调谐预编码器34的乘积(矩阵乘法)。在使用分离的转换和调谐预编码器码本82和84的情况下，预编码器信息64可包含索引(指向)码本82中的特定的转换预编码器32的第一索引值，以及索引(指向)码本84中的特定的调谐预编码器34的第二索引值。在使用总预编码器36的一个码本86的情况下，这些索引值可以是指向表结构中的特定的总预编码器36的二维行列索引值。有利的是，在任何这些情况下，预编码器信息64可包括用于转换和调谐预编码器选择的分离的指示。这提供信令效率方面有利的增益。例如，收发器12在第一时间间隔(interval)上发送转换预编码器推荐，而在第二，较短的时间间隔上发送调谐预编码器推荐。在该情况下，从收发器10的角度，收发器12所推荐的总预编码器36是最近地推荐的转换预编码器32和最近地推荐的调谐预编码器34的乘积。在另一示例实施例中，收发器12推荐用于总频带的一个转换预编码器32，和推荐用于两个或更多的子带的每个的两个或更多的调谐预编码器34。在该情况下，收发器10认出(recognize)预编码器信息64为两个或更多的总预编码器36，其各自从共同的转换预编码器32和所述两个或更多的推荐的调 谐预编码器34的相应一个调谐预编码器来形成。在使用总预编码器36的单个码本86的情况下，可布置该码本，以便每行(或列)对应于特定的转换预编码器32，同时每列(或行)对应于特定的调谐预编码器34。因此，完整的索引包含行指针和列指针，以及收发器12能一起或分离地发送这些。例如，对于转换预编码器选择，行指针更新能在一个时间间隔上或对于总频带被发送，同时，对于调谐预编码器选择，列指针更新能在另一较快的时间间隔上或对于总频带的特定的子带被发送。在这点上，应该理解的是，一个转换预编码器32能基于将它与两个或更多的调谐预编码器34的每个相乘来被用作两个或更多的总预编码器36的共同基础。考虑到这些示例，图7示出在收发器12中实现的一种方法700。收发器12配置成基于运行存储在它的存储器56中的计算机程序指令和/或基于具有特定地配置的电路来实行(carry out)方法700。总之，方法700包括收发器12从一个或更多的码本30选择条目作为选择的转换预编码器32和选择的调谐预编码器34，或作为对应于选择的转换预编码器32和选择的调谐预编码器34的选择的总预编码器36 (框702)。将理解的是，预编码反馈生成器54适合于执行这些选择(基于根据因式分解的转换和调谐预编码器格式来计算推荐)。另外，将理解的是，收发器12在它的存储器56中存储码本30，例如它存储转换预编码器32的一个码本82及调谐预编码器34的另一码本84，或它存储总预编码器36的码本86 (例如每个总预编码器36表示特定的转换预编码器32和特定的调谐预编码器34的组合)。考虑到其，方法700继续于传送预编码器信息64到收发器10 (框704)。如所提及的，可使用用于选择的转换预编码器32和选择的调谐预编码器34的分离的指示，以允许调谐预编码器推荐的更频繁的或更高分辨率信令以及转换预编码器推荐的更慢或更低(频率)的分辨率信令。在至少一个实施例中，与被用于用信号发送转换预编码器推荐相比较，调谐预编码器推荐在用于将收发器12通信地耦合到收发器10的信令协议的更低层上被发送。例如，参考图3的无线网络情况，使用无线电资源控制(RRC)信令来发送转换预编码器推荐，而调谐预编码器推荐在更低层上被发送。尽管如此，收发器12基于例如经由估计电路52评估信道条件来作出它的预编码推荐选择，估计电路52估计信道条件和/或评估接收的信号质量，诸如SNR。以及，如所提及的，它可控制它的响应于从收发器10接收的控制信令66的推荐。在图8的示例中看到此类布置，其中，预编码反馈生成器54 (图示中简写成“PFG”)基于评估估计电路52所确定的信道属性来执行来自码本30 的转换预编码器32和调谐预编码器34的动态选择。将理解的是，信道属性信息包含例如表示多路径传播信道特性和/或信道属性(诸如损害相关等)的复系数(complex coefficient)。可使得预编码器选择服从于控制信令66所施加(impose)的任何限制，其可将推荐选择限于预编码器的预定子集，诸如用于收发器10以MU-MMO模式进行操作的情况的一个子集，以及用于收发器10以SU-MMO模式进行操作的情况的另一子集。该示例与图3的示例网络情况特别地相关，其中收发器10是基站70并且可支持多个UE74 (“用户”)。虽然图7示出什么可能被认为是“接收”侧方法的示例，但是图9示出用于“传送”侧方法的示例情况，即，它详述收发器10所实现的示例操作。方法900指向预编码到收发器12的多天线传送60，并且包括从另一个收发器12接收信道状态信息62，包括接收作为预编码器信息64的选择指示符(框902)。方法900继续于通过基于包括在信道状态信息62中的选择指示，从存储在收发器10的一个或更多的码本30选择条目来识别预编码器信息64 (框904)。这里，将理解的是，在收发器10的反馈处理器24适合于处理对预编码器信息64设想的因式分解的反馈。即，反馈处理器24配置成提取和提供包括在信道状态信息62中的转换和调谐预编码器推荐。方法900还包括收发器10至少部分地基于预编码器信息64来预编码到收发器12的传送60 (框906)。如所提及的，在框904中执行的“选择”能被理解为收发器10识别收发器12为预编码到收发器12的传送60推荐的总预编码器36。然而，当收发器10确定实际的预编码操作以应用在生成传送60中时，它可遵从推荐或作出它本身的选择或修改。图10示出一示例配置，其中，反馈处理器24和预编码控制器26 (简写成“FP”和“PC”)确定要被用于预编码到收发器12的传送60的实际的预编码器选择。这些决定依赖于例如预编码器信息64和信道属性(信道状态信息62中所指示的)，以及依赖于调度信息。特别地，在收发器10传送到多个收发器12的情况下，在确定它的预编码操作方面，它可考虑数据的复数个集合(例如，用于多个收发器12的调度数据和信道条件)。关于生成预编码的传送60，图11描述包括在收发器10的传送器18中的预编码电路90，并且它将被理解为与预编码控制器26相关联。预编码电路90使得收发器10能够根据应用的预编码操作来预编码传送，而收发器10可具有多于一个的此类电路。根据该示例图示，预编码电路90接收输入数据，例如要被传送的信息符号，并且它包括响应于来自预编码控制器26的秩(rank)控制信号的层处理电路92。依赖于使用中的传送秩，输入数据被放置(place)在一个或更多的空间复用层上，并且对应的符号向量s被输入到预编码器94中。作为一示例，预编码器94示出为应用选择的总预编码器36 (表示为“W”)，该选择的总预编码器36形成为选择的转换预编码器32 (表示为“Ww ”)和选择的调谐预编码器34(表示为“W(t) ”)的矩阵乘法。更广义来说，预编码器94应用预编码控制器26提供给它的预编码值所确定的预编码操作。这些值可以或可不遵从包括在接收自收发器12的信道状态信息62中的预编码器信息64，而收发器10在它的预编码确定方面至少考虑那些推荐。总之，预编码器94输出预编码的信号到反快速傅立叶变换(IFFT)处理电路96，其又提供信号到与图I中示出的天线14关联的多个天线端口 98。注意的是，在一个实施例中，这些端口被管理为ULA，而在另一实施例中被管理为天线子组。有利的是，相同的转换预编码器32能用于任一情况，因为每个转换预编码器32包含块对角矩阵。更详细地，每个转换预编码器32是出自码本中个不同的条目的一个。每个转换预编码器32包含块对角矩阵。每个此类块对角矩阵是基于DFT的天线子组预编码器38，其对应于乂个传送天线端口 98的子组并且为对应的子组提供个不同的基于DFT的波束，其中^是整数值，并且其中M个不同的转换预编码器32与调谐预编码器34中的一个或更多一起对应于个不同的总预编码器36的集合，每个总预编码器36因此表示所述Nt个传送天线端口 98上的大小Nt基于DFT的波束。为了更好地理解上面的布置，考虑天线子组预编码器38是具有乂/2行的矩阵块并且属于个不同的基于DFT的波束的集合，其中P是等于或大于2的整数。另外，每个调谐预编码器34包括从2^相移键控(PSK)符号系统所取得的相移元素并且提供用于偏移·转换预编码器32的对应的一个中的天线子组预编码器38之间的波束相位的至少2^个相对相移。通过该结构，每个总预编码器36包含提供跨越乂个传送天线端口的乂个传送波束的基于DFT的预编码器。因而，在至少一个实施例中，收发器10配置成执行从在收发器10的天线14的两个或更多的子组的传送60的基于DFT的预编码。这些操作是基于使用转换预编码器32的一个(如收发器10至少部分地基于预编码器信息64从所述一个或更多的码本30所选择的)中的天线子组预编码器38的收发器10。为了更好地理解底层的(underlying)数学运算的开发中的和上面预编码器结构的优点，考虑通用的预编码器矩阵。如果预编码器矩阵限于具有正交的列，那么编码器矩阵的码本的设计对应于格拉斯曼子空间封装(Grassmannian subspace packing)问题。总之，符号向量s中的r个符号各自对应于一层,并且r被称为传送秩。这样,空间复用被实现，因为多个符号能在相同的时间/频率资源元素(TFRE)上被同时地传送。符号的数量r典型地适合于相配(suit)当前的传播信道属性。LTE使用下行链路中的OFDM (以及DFT预编码上行链路中的0FDM)并且因此对于副载波上的某一 TFRE(或备选地数据TFRE数字/ )，接收的x I向量y 因而通过以下被建模(model)
y u =+
其中，4是作为随机过程的实现所获得的噪音/干扰向量，而扎是复信道。预编码器 能够是宽带预编码器，其是频率上的常数，或频率选择的。常规地，经常选择预编码器矩阵以匹配NRxNT MIMO信道矩阵H的特性，导致所谓的信道依赖预编码。这也通常称为闭环预编码并且实质上设法将传送能量集中到子空间中，这在传达大量的传送的能量到目标接收器的意义上是强壮的(strong)。另外，也可通过正交化信道的目的来选择预编码器矩阵，意思是在UE或其它的目标接收器的合适的线性均衡(linear equalization)之后，降低层间干扰。根据本文中公开的因式分解的预编码器结构，转换预编码器32配置成具有维数乂X I其中A是可配置的并且优选地是小于对预编码考虑的传送天线端口乂的数量。在这点上，k < 乂有利地限制信道维数的数量，其在调谐预编码器34中必须被说明。对应地，调谐预编码器34配置成具有维数々X r，其中，r是传送秩。下面示出该布置
权利要求
1.一种无线通信收发器(12)中的方法(700)，其中，另一个收发器(10)至少部分地基于所述收发器(12)将信道状态信息(62 )发送到所述另一个收发器(10 )来预编码到所述收发器(12)的传送(60)，所述信道状态信息(62)包括预编码器信息(64)并且其中所述方法特征在于 从一个或更多的码本(30)选择(702)条目作为选择的转换预编码器(32)和选择的调谐预编码器(34)，或作为对应于选择的转换预编码器(32)和选择的调谐预编码器(34)的选择的总预编码器(36);以及 传送(704)所选择的条目的指示作为所述信道状态信息(62)中包括的所述预编码器信息(64)； 其中所述一个或更多的码本(30)包括包含个不同的转换预编码器(32)的条目和包含多个对应的调谐预编码器(34)的条目，或包括包含多个总预编码器(36)的条目，每个总预编码器(36)包含转换预编码器(32)和调谐预编码器(34)的乘积；以及 其中出自所述个不同的条目的每个所述转换预编码器(32)包含块对角矩阵，其中，每个块包含与乂个传送天线端口(98)的子组对应的并为对应的子组提供Λ#个不同的基于DFT的波束的基于DFT的天线子组预编码器(38)，其中^是整数值并且其中所述个不同的转换预编码器(32)与所述调谐预编码器(34)的一个或更多一起对应于M个不同的总预编码器(36)的集合，其中每个总预编码器(36)表示所述乂个传送天线端口(98)上的大小M基于DFT的波束。
2.如权利要求I所述的方法(700)，特征还在于，所述另一个收发器(10)是无线通信网络(72 )中的基站(70 )，而所述收发器(12 )是用户设备(74 ) UE，所述UE发送所述信道状态信息(62)到所述基站(70)。
3.如权利要求2所述的方法(700)，特征还在于，从所述UE(74)到所述基站(70)传送所选择的条目的所述指示作为所述预编码器信息(64)包含传送指示所述一个或更多的码本(30)内的所选择的条目的索引值。
4.如权利要求1-3的任一项所述的方法(700)，特征还在于，所述每个天线子组预编码器(38)是具有乂/2行的矩阵块并且属于个不同的基于DFT的波束的集合，其中P是等于或大于2的整数，并且其中每个所述调谐预编码器(34)包括从2^相移键控(PSK)符号系统取得的相移元素并且提供用于偏移所述转换预编码器(32)的对应的一个中的天线子组预编码器(38)之间的波束相位的至少2^个相对相移。
5.如权利要求1-4的任一项所述的方法(700)，特征还在于，传送所选择的条目的所述指示作为所述预编码器推荐(64)包含根据第一时间或频率分辨率来传送转换预编码器选择，和根据高于所述第一时间或频率分辨率的第二时间或频率分辨率来传送调谐预编码器选择。
6.如权利要求1-5的任一项所述的方法(700),特征还在于,所述一个或更多的码本(30)包括对两个或更多的传送秩的转换和调谐预编码器(32、34)，或对两个或更多的传送秩的对应的总预编码器(36)。
7.如权利要求1-6的任一项所述的方法(700)，特征还在于，每个转换预编码器(32)能以以下形式被书写
8.一种无线通信收发器(12)，配置成将信道状态信息(62)发送到另一个无线通信收发器(10)，所述另一个无线通信收发器(10)至少部分地基于所述信道状态信息(62)来预编码到所述收发器(12)的传送(60)，所述收发器(12)包括用于从所述另一个收发器(10)接收信号的接收器(44)和用于传送信号到所述另一个收发器(10)的传送器(46)，所述传送信号包括传送传达所述信道状态信息(62)的信号，其中所述收发器(12)特征在于 存储器(56)，存储一个或更多的码本(30)，所述码本包括包含个不同的转换预编码器(32)的条目和包含多个对应的调谐预编码器(34)的条目，或包含多个总预编码器(36)的条目，每个总预编码器(36)包含转换预编码器(32)和调谐预编码器(34)的乘积，其中出自所述个不同的条目的每个所述转换预编码器(32)包含块对角矩阵，其中，每个块包含与M个传送天线端口(98)的子组对应的并为对应的子组提供个不同的基于DFT的波束的基于DFT的天线子组预编码器(38)，其中^是整数值并且其中所述个不同的转换预编码器(32)与所述调谐预编码器(34)的一个或更多一起对应于M个不同的总预编码器(36)的集合，其中每个总预编码器(36)表示所述乂个传送天线端口(98)上的大小Nt基于DFT的波束；以及 预编码反馈生成器(54)，配置成从所述一个或更多的码本(30)选择条目作为选择的转换预编码器(32)和选择的调谐预编码器(34)，或作为对应于选择的转换预编码器(32)和选择的调谐预编码器(34)的选择的总预编码器(36)； 所述预编码反馈生成器(54)还配置成经由所述传送器(46)传送所选择的条目的指示作为所述信道状态信息(62 )中包括的预编码器信息(64)。
9.如权利要求8所述的收发器(12)，特征还在于，所述另一个收发器(10)是无线通信网络(72 )中的基站(70 )，而所述收发器(12 )是用户设备(74 ) UE，所述UE将所述信道状态信息(62 )发送到所述基站(70 )。
10.如权利要求9所述的收发器(12)，特征还在于，所述基站(70)和所述UE(74)维持相同的一个或更多的码本(30)的复本，以及其中所述UE (74)通过将指示所述一个或更多的码本(30)中所选择的条目的索引值传送到所述基站(70)来传送所选择的条目的指示作为所述预编码器信息(64)。
11.如权利要求8-10的任一项所述的收发器(12)，特征还在于，所述每个天线子组预编码器(38)是具有乂/2行的矩阵块并且属于个不同的基于DFT的波束的集合，其中Q是等于或大于2的整数，并且其中每个所述调谐预编码器(34)包括从2^相移键控(PSK)符号系统所取得的相移元素并且提供用于偏移所述转换预编码器(32)的对应的一个中的天线子组预编码器(38)之间的波束相位的至少2^个相对相移。
12.如权利要求8-11的任一项所述的收发器(12)，特征还在于，所述收发器(12)配置成通过根据第一时间或频率分辨率传送转换预编码器选择和根据高于所述第一时间或频率分辨率的第二时间或频率分辨率传送调谐预编码器选择来传送所选择的条目的所述指示作为所述预编码器信息(64)。
13.如权利要求8-12的任一项所述的收发器(12)，特征还在于，所述一个或更多的码本(30)包括对两个或更多的传送秩的转换和调谐预编码器(32、34)，或对两个或更多的传送秩的对应总预编码器(36)。
14.如权利要求8-13的任一项所述的收发器(12)，特征还在于，每个转换预编码器(32)能以以下形式被书写
15.一种至少部分地基于从另一个收发器(12)接收(902)信道状态信息(62)来预编码从无线通信收发器(10)到所述另一个无线通信收发器(12)的多天线传送(60)的方法(900)，所述信道状态信息(62)包括预编码器信息(64)，所述方法特征在于 通过响应于包括在所述信道状态信息(62)中的选择指示而从在所述收发器(10)已知的一个或更多的码本(30)选择条目来识别(904)所述预编码器信息(64);以及 至少部分地基于所述预编码器信息(64)来预编码(906)到所述另一个收发器(12)的传送(60)； 其中，由所述收发器(10 )已知的所述一个或更多的码本(30 )包括包含N1Q个不同的转换预编码器(32)的条目和包含多个对应的调谐预编码器(34)的条目，或包含多个总预编码器(36 )的条目，每个总预编码器(36 )包含转换预编码器(32 )和调谐预编码器(34)的乘积，以及其中出自所述个不同的条目的每个所述转换预编码器(32)包含块对角矩阵，其中，每个块包含与乂个传送天线端口( 98 )的子组对应的并为对应的子组提供个不同的基于DFT的波束的基于DFT的天线子组预编码器(38)，其中^是整数值并且其中所述个不同的转换预编码器(32)与所述调谐预编码器(34)的一个或更多一起对应于个不同的总预编码器(36)的集合，其中每个总预编码器(36)表示所述乂个传送天线端口(98)上的大小乂基于DFT的波束。
16.如权利要求15所述的方法(900)，特征还在于，使用通过所述收发器(10)至少部分地基于所述预编码器信息(64)从所述一个或更多的码本(30)所选择的所述转换预编码器(32)的一个中的天线子组预编码器(38)来执行从在所述收发器(10)的天线(14)的两个或更多子组的传送的基于DFT的预编码。
17.如权利要求15或16所述的方法(900)，特征还在于，每个天线子组预编码器(38)是具有乂/2行的矩阵块并且属于个不同的基于DFT的波束的集合，其中P是等于或大于2的整数，并且其中每个所述调谐预编码器(34)包括从2^相移键控(PSK)符号系统所取得的相移元素并且提供用于偏移所述转换预编码器(32)的对应的一个中的天线子组预编码器(38)之间的波束相位的至少IQ个相对相移。
18.如权利要求15-17的任一项所述的方法(900)，特征还在于，识别所述预编码器信息(64)包括接收所述信道状态信息(62)中的所述选择指示作为在第一时间或频率分辨率接收的第一指示和作为在高于所述第一时间或频率分辨率的第二时间或频率分辨率的第二指示，其中，所述第一指示指示所选择的转换预编码器(32)以及所述第二指示指示所选择的调谐预编码器(34)。
19.如权利要求18所述的方法(900)，特征还在于，基于计算在所述第一时间或频率分辨率所指示的所选择的转换预编码器(32)和在所述第二时间或频率分辨率所指示的所选择的调谐预编码器(34)的矩阵乘积来确定所选择的总预编码器(36)。
20.如权利要求15-19的任一项所述的方法(900)，特征还在于，基于所述选择指示来确定两个或更多的选择的总预编码器(36)，所述选择指示包括所选择的转换预编码器(32 )的指示和两个或更多的对应选择的调谐预编码器(34 )的指示，其每个对应于与所选择的转换预编码器(32)相关联的总频带的不同的频率子带。
21.如权利要求15-20的任一项所述的方法(900)，特征还在于，每个转换预编码器(32)能以以下形式被书写
22.一种无线通信收发器(10)，配置成至少部分地基于从另一个收发器(12)接收信道状态信息(62)来预编码到所述另一个无线通信收发器(12)的多天线传送(60)，所述收发器(10)包括用于传送所述多天线传送(60)的多个天线(14)和传送器(18)以及用于接收所述信道状态信息(62)的接收器(20)，以及其中所述收发器(10)特征在于 存储器(28)，存储一个或更多的码本(30)，所述码本包括包含个不同的转换预编码器(32)的条目和包含多个对应的调谐预编码器(34)的条目，或包含多个总预编码器(36)的条目，每个总预编码器(36)包含转换预编码器(32)和调谐预编码器(34)的乘积，其中出自所述个不同的条目的每个所述转换预编码器(32)包含块对角矩阵，其中，每个块包含与M个传送天线端口(98)的子组对应的并为对应的子组提供个不同的基于DFT的波束的基于DFT的天线子组预编码器(38)，其中^是整数值并且其中所述个不同的转换预编码器(32)与所述调谐预编码器(34)的一个或更多一起对应于M个不同的总预编码器(36)的集合，其中每个总预编码器(36)表示所述乂个传送天线端口(98)上的大小Nt基于DFT的波束； 反馈处理器(24)，配置成识别来自所述另一个接收器(12)的预编码器信息(64)，所述识别基于使用所述信道状态信息(62)中包括的选择指示以从所述一个或更多的码本(30)来识别选择的转换和调谐预编码器(32、34)或对应于选择的转换和调谐预编码器(32、34)的选择的总预编码器(36);以及 预编码控制器(26)和关联的预编码电路(90)，配置成至少部分地基于所述预编码器信息(64 )来预编码到所述另一个收发器(12 )的传送(60 )。
23.如权利要求22所述的收发器(10)，特征还在于，所述预编码控制器(26)和关联的预编码电路(90 )配置成通过使用所述收发器(10 )从所述一个或更多的码本(30 )所选择的转换或总预编码器(32、36)中的天线子组预编码器(38)来执行从所述天线(14)的两个或更多子组的传送的基于DFT的预编码，从而预编码到所述另一个收发器(12)的传送(60)，其中所述收发器(10)的所述选择至少部分地基于所述预编码器信息(64)。
24.如权利要求23所述的收发器(10)，特征还在于，每个天线子组预编码器(38)是具有乂/2行的矩阵块并且属于个不同的基于DFT的波束的集合，其中0是等于或大于2的整数，并且其中每个所述调谐预编码器(34)包括从撕相移键控(PSK)符号系统所取得的相移元素并且提供用于偏移所述转换预编码器(32)的对应的一个中的天线子组预编码器(38)之间的波束相位的至少2Q个相对相移。
25.如权利要求22-24的任一项所述的收发器(10)，特征还在于，所述反馈处理器(24)还配置成接收所述信道状态信息(62)中的所述选择指示作为在第一时间或频率分辨率接收的第一指示和在高于所述第一时间或频率分辨率的第二时间或频率分辨率的第二指示，其中，所述第一指示指示所选择的转换预编码器(32)以及所述第二指示指示所选择的调谐预编码器(34)。
26.如权利要求22-25的任一项所述的收发器(10)，特征还在于，所述预编码控制器(26 )配置成基于来自所述另一个收发器(12 )的所述选择指示来确定两个或更多的选择的总预编码器(36)，所述选择指示包括所选择的转换预编码器(32)的指示和两个或更多的对应选择的调谐预编码器(34)的指示，其每个对应于与所选择的转换预编码器(32)相关联的总频带的不同的频率子带。
27.如权利要求22-25的任一项所述的收发器(10)，特征还在于，所述预编码控制器(26)还配置成基于共同选择的转换预编码器(32)和为对应于所述共同选择的转换预编码器(32)的更宽的频谱的子带所选择的两个更多不同的频率选择调谐预编码器(34)来维持两个或更多的更新的总预编码器(36)。
28.如权利要求22-27的任一项所述的收发器(10)，特征还在于，每个转换预编码器(32)能以以下形式被书写
29.一种预编码从无线通信收发器(10)到另一个无线通信收发器(12)的多天线传送(60)的方法，其中所述方法包括选择总预编码器(36)、至少部分地基于所选择的总预编码器(36)为两个或更多的传送天线(14)的相应一些来确定传送权重、以及依照所述传送权重从所述两个或更多的传送天线(14)传送加权的信号，以及其中所述方法特征在于 所述总预编码器(36)因式分解成转换预编码器(32)和调谐预编码器(34)，其中，所述转换预编码器(32)是块对角的而其中所述调谐预编码器(34)具有以下属性所有非零元素是恒模；每列正好具有两个非零元素；以及每行正好具有两个非零元素；两列在相同的两行中具有非零元素或在相同的行中不具有任何非零元素；以及在相同的两行中具有非零元素的两列彼此是正交的； 以及另外，其中所述转换预编码器(32)具有2pt/2l列，其中，k是非负整数，以及如果行m在调谐预编码器列中具有非零元素，则行w+fA/2'!也如此。
30.如权利要求29所述的方法，其中，对秩r的调谐预编码器(34)的列是对秩r+1的调谐预编码器的列的子集。
31.一种将预编码信息从第二收发器(12)提供到第一收发器(10)的方法，所述第一收发器(10)在选择用于预编码到所述第二收发器(12)的多天线传送的预编码器时考虑所述预编码信息，所述方法包括 选择因式分解成转换预编码器(32)和调谐预编码器(34)的总预编码器(36)，或选择对应于特定的总预编码器(36)的转换预编码器(32)和调谐预编码器(34);以及 将作为所述预编码器信息的所选择的总预编码器(36)的指示或所选择的转换和调谐预编码器(32、34)的指示发送到所述第一收发器(10)； 其中，转换预编码器(32)各自是块对角的而其中每个调谐预编码器(34)具有以下属性所有非零元素是恒模；每列正好具有两个非零元素；以及每行正好具有两个非零元素；两列在相同的两行中具有非零元素或在相同的行中不具有任何非零元素；以及在相同的两行中具有非零元素的两列彼此是正交的； 以及另外，其中转换预编码器(32)具有2flr/2l列，其中，k是非负整数，以及如果行m在调谐预编码器列中具有非零元素，则行w+fA/2l也如此。
32.如权利要求31所述的方法，其中对秩!■的调谐预编码器(34)的列是对秩r+Ι的调谐预编码器的列的子集。
全文摘要
本文中的教导提出一种方法(700、900)和设备(10、12)，其实现和使用因式分解的预编码器结构，其在性能和效率方面是有利的。特别地，本文中提出的教导公开一种底层的预编码器结构，其允许跨越不同的传送情形的某一码本重用，包括用于从传送天线(14)的单个均匀直线阵列(ULA)的传送和从此类天线(14)的交叉极化子组的传送。根据该结构，总预编码器(36)从转换预编码器(32)和调谐预编码器(34)来被构造。转换预编码器(32)包括大小NT/2的天线子组预编码器(38)，其中NT表示考虑的总天线端口(98)的数量。对应地，调谐预编码器(34)控制天线子组预编码器(38)之间的波束相位的偏移，允许转换预编码器(32)与NT/2个天线单元的交叉极化阵列和与NT个天线单元的共极化阵列一起被使用。
文档编号H04B7/06GK102823153SQ201180017909
公开日2012年12月12日 申请日期2011年4月6日 优先权日2010年4月7日
发明者D.哈默瓦尔, G.约恩格伦 申请人:瑞典爱立信有限公司