多用户多输入多输出的自适应信令和反馈的制作方法
【专利摘要】本发明提供了多用户多输入多输出的自适应信令和反馈，实施方式认识到：如果在链路自适应和/或数据解调过程中其它参数被提供给用户设备（UE），则多用户多输入多输出（MU-MIMO）性能可大大地增强。认识到这样的信令引起的开销，实施方式提供仅识别并发送在所述UE上已知时可产生较大增益提高的那些参数的MU-MIMO增强解决方案。在一个实施方式中，信息的信令速率可适应信道和部署条件。在另一个实施方式中，可根据不同时间尺度变化的不同参数以不同速率被信令发送至所述UE。
【专利说明】多用户多输入多输出的自适应信令和反馈
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月22日提交的美国临时申请号61/814, 559和2014年4 月18日提交的美国申请14/256, 712的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003] 本发明一般涉及增强多用户多输入多输出（MU-MM0)无线通信。
【背景技术】
[0004] 在多用户多输入多输出（MU-MIM0)中，基站采用多个发射天线来在相同时间和频 率资源上服务多个用户设备（UE)。为了减少多个传输数据流之间的干扰，基站在传输之前 预编码数据流以建立从基站到由MU-MM0数据传输服务的各个UE的空间正交路径。
【发明内容】
[0005] 根据本发明的一个方面，提供了一种接入点（AP)，包括：存储指令的存储器；和处 理器电路，被配置为通过执行所述指令用于：确定多用户多输入多输出（MU-MM0)数据传 输的参数；基于所述多用户多输入多输出数据传输的经确定的所述参数确定用于所述多用 户多输入多输出数据传输的潜在成员的多用户多输入多输出参数集；以及将所述多用户多 输入多输出参数集信令发送至所述潜在成员，以通过所述潜在成员用于链路自适应阶段。
[0006] 优选地，所述多用户多输入多输出数据传输的所述参数包括总传输排名、每个成 员排名限制，或所述多用户多输入多输出数据传输的数据流的功率分配。
[0007] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为从多个多用户多输入多输出参数集中选 择所述多用户多输入多输出参数集。
[0008] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示多用户多输入多输出特定信道质量 指示符（CQI)计算是否在所述链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用。
[0009] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示多用户多输入多输出特定信道质量 指示符计算在所述链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用，且其中，所述多用户多输 入多输出参数集还指示用于所述多用户多输入多输出特定信道质量指示符计算的信道质 量指示符计算方法。
[0010] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示所述多用户多输入多输出特定预编 码矩阵指示符（PMI)计算是否在所述链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用。
[0011] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示所述多用户多输入多输出特定预编 码矩阵指示符计算在链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用，并且其中，所述多用户 多输入多输出参数集进一步指示用于所述多用户多输入多输出特定预编码矩阵指示符计 算的预编码矩阵指示符计算方法。
[0012] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示总传输排名、所述潜在成员的排名， 或所述多用户多输入多输出数据传输的数据流的功率分配。
[0013] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示在所述链路自适应阶段期间由所述 潜在成员进行的预编码矩阵指示符（PMI)计算的预编码器码本子集限制。
[0014] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为将对应于所述多用户多输入多输出参数 集的索引信令发送至所述潜在成员。
[0015] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为：识别所述多用户多输入多输出数据传 输的成员组；以及如果所述潜在成员属于识别的所述成员组，则在所述多用户多输入多输 出数据传输期间，将与参考信号相关联的天线端口或所识别的所述成员组的另一成员的调 制方案信令发送至所述潜在成员。
[0016] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为：用多个动态指示参数集预配置所述潜 在成员；以及将对应于所述多个动态指示参数集中的所选择的动态指示参数集的索引信令 发送至所述潜在成员，其中，所选择的所述动态指示参数集包括与所述参考信号相关联的 所述天线端口或所识别的所述成员组的所述另一成员的所述调制方案。
[0017] 根据本发明的另一方面，提供了一种由接入点（AP)执行的方法，包括：确定多用 户多输入多输出（MU-MIM0)数据传输的参数；基于所述多用户多输入多输出传输数据的经 确定的所述参数确定用于所述多用户多输入多输出数据传输的潜在成员的多用户多输入 多输出参数集；和将所述多用户多输入多输出参数集信令发送至所述潜在成员，以通过所 述潜在成员用于链路自适应阶段。
[0018] 优选地，所述多用户多输入多输出数据传输的参数包括总传输排名、每个成员排 名限制，或所述多用户多输入多输出数据传输的数据流的功率分配。
[0019] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示：多用户多输入多输出特定信道质 量指示符（CQI)计算是否在所述链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用。如果所述多 用户多输入多输出特定信道质量指示符计算将由所述潜在成员使用，则信道质量指示符计 算方法用于所述多用户多输入多输出特定信道质量指示符计算；多用户多输入多输出特定 预编码矩阵指示符（PMI)计算在链路自适应阶段过程中是否由潜在成员使用；以及如果所 述多用户多输入多输出特定预编码矩阵指示符计算将由潜在成员使用，则预编码矩阵指示 符计算方法用于所述多用户多输入多输出特定预编码矩阵指示符计算。
[0020] 优选地，所述多用户多输入多输出参数集指示总传输排名、所述潜在成员的排名， 或所述多用户多输入多输出数据传输的数据流的功率分配，或在所述链路自适应阶段期间 由所述潜在成员进行的预编码矩阵指示符（PMI)计算的预编码器码本子集限制。
[0021] 优选地，该方法还包括：识别所述多用户多输入多输出数据传输的成员组；并且 如果所述潜在成员属于所识别的所述成员组，则在所述多用户多输入多输出数据传输期间 将与参考信号相关联的天线端口或所识别的所述成员组的另一成员的调制方案信令发送 至所述潜在成员。
[0022] 根据本发明的又一方面，提供了一种用户设备（UE)，包括：存储指令的存储器；和 处理器电路，被配置为通过执行所述指令用于：接收与多用户多输入多输出数据传输相关 联的多用户多输入多输出（MU-MIM0)参数集；根据所述多用户多输入多输出参数集计算信 道质量指示符（CQI)和预编码矩阵指示符（PMI);以及将所述信道质量指示符和所述预编码 矩阵指示符信令发送至网络实体。
[0023] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为：根据由所述多用户多输入多输出参数 集指示的多用户多输入多输出特定信道质量指示符计算方法计算所述信道质量指示符。
[0024] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为：根据多用户多输入多输出特定预编码 矩阵指示符计算方法或由多用户多输入多输出参数集所指示的预编码码本子集限制计算 所述预编码矩阵指示符。
[0025] 优选地，所述处理器电路进一步被配置为：在所述多用户多输入多输出数据传输 期间接收与参考信号相关联的天线端口或所述多用户多输入多输出数据传输的成员的调 制方案；和使用所述天线端口或所述调制方案来估计由于所述多用户多输入多输出数据传 输中的所述成员引起的小区内干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 结合到本文并形成本说明书的一部分的附图示出本发明并与说明书一起进一步 用于解释本发明的原理并使相关领域的技术人员制作和使用本发明。
[0027] 图1A至图1B示出实施方式可被实施或实践的示例环境。
[0028] 图2至图5示出根据实施方式的示例过程。
[0029] 将参照附图描述本发明。一般而言，在其中首次出现元件的附图通常由相应的参 考号中的最左边数字指示。
【具体实施方式】
[0030] 为了讨论的目的，术语"模块"应被理解为包括软件、固件和硬件(诸如一个或多个 电路、微芯片，处理器或装置，或它们的任意组合）中的至少一个，和它们的任意组合物。此 夕卜，应理解，每个模块可包括实际装置中的一个或一个以上组件，且形成所述模块的一部分 的每个组件可协同或独立于形成模块的一部分的任何其它组件起作用。相反，本文所述的 多个模块可表示实际装置中的单个组件。此外，模块中的组件可处于单个装置中或以有线 或无线方式分布在多个装置中。
[0031] 为了这个讨论的目的，术语"处理器电路"应理解为包括一个或多个以下装置：电 路、处理器，或它们的组合。例如，电路可包括模拟电路、数字电路、状态机逻辑、其它结构的 电子硬件，或它们的组合。处理器可包括微处理器、数字信号处理器（DSP)或其它硬件处理 器。处理器可被"硬编码"有根据本文所述的实施方式来进行相应功能的指令。可替代地， 处理器可访问内部或外部的存储器以检索存储在存储器中的指令，当由处理器执行时，所 述指令进行与处理器相关联的对应功能。
[0032] 在下面的公开中，有时使用由长期演进（LTE)标准定义的术语。例如，术语 "eNodeB"或"eNB"被用于指在其它标准中通常被描述为基站（BS)或基站收发器台（BTS) 的术语。术语"用户设备（UE)"指被用于在其它标准中通常被描述为移动台（MS)或移动终 端的术语。然而，如本领域技术人员基于本文的教导将显而易见的，实施方式不限于LTE标 准且可被应用到其它无线通信标准，包括但不限于WiMAX、WCDMA、WLAN和蓝牙。因此，根据 实施方式，本文的公开中的eNB可更一般地是接入点（AP)，其中AP涵盖接入点(例如，WLAN AP、蓝牙AP等)、基站，或终止与移动终端的空中接口的其它网络实体。
[0033] 图1A至图1B示出实施方式可根据其被实现或实施的示例环境100。示例环境100 被提供仅用于示出的目的且不限制实施方式。如图1A所示，示例环境100包括演进节点B (eNB) 102和多个用户设备（UE) 104a、104b、104c和104d。为了本讨论的目的，假设用户设 备104a、104b、104c和104d在基站102的无线服务范围内。
[0034] 在一个实施方式中，如图1B所示，基站102包括但不限于处理器电路106、存储 器108和收发器116。存储器108存储指令，当通过处理器电路106执行时所述指令使得 eNB102执行本文描述的功能。收发器116包括发送和接收电路，其允许eNB102与UE (诸 如UE104a、104b、104c和104d)无线通信。类似地，UE104a、104b、104c和104d每个可包括 但不限于处理器电路110、存储器112和收发器114。存储器112存储指令，当通过处理器 电路110执行时所述指令使得UE104进行本文描述的功能。收发器114包括发送和接收电 路，其允许UE与eNB (诸如eNB102)无线通信。
[0035] 在一个实施方式中，eNB102包括多个传输天线(例如，4、8等)(图1B中未示出），其 可同时使用来服务UE104a、104b、104c和104d中的一个或多个。在一个实施方式中，eNB102 可同时使用多个传输天线来服务UE104a、104b、104c和104d中的单个。被称为单用户多输 入多输出（SU-MM0)的这种传输模式涉及在相同频率资源上从多个天线同时传输数据流， 以实现对所预期UE接收方的波束形成效果。
[0036] 在另一个实施方式中，eNB102可采用多个传输天线来在相同时间和频率资源上、 以被称为多用户多输入多输出（MU-的ΜΜ0)的传输模式服务多个UE104a、104b、104c和 104d。例如，eNB102可在相同时间和频率资源上将专用数据流（也被称为"层"）传输至 UE104a、104b和104c。在一个实施方式中，数据流在传输之前被预编码（由与传输预编码矩 阵v的乘法)，使得从eNB102到UE104a、104b和104c的有效下行链路信道（H. V，其中H=[H1 H2 H3]代表下行链路信道）包括空间正交(或大致正交）的路径。其结果是，数据流可在相 同时间和频率资源上被传输到它们各自的预期的UE接收方，而彼此没有干扰或有最小干 扰。在另一个实施方式中，数据流可被预编码使得每个数据流被波束成型为其预期的UE接 收方。
[0037] 通过利用如以上所述的网络环境的空间复用增益，MU-MM0可导致高频谱效率。从 公平角度来看，MU-MM0也对网络运营商具有吸引力，因为与SU-MM0相比，UE可以较低延 迟被分配资源。然而，与SU-MM0不同，常规系统中的MU-MM0的可实现增益取决于几个因 素。
[0038] 例如，MU-MM0的可实现增益可对网络的负载(例如，网络中的UE的"数据就绪"的 数量，g卩eNB可从其中选择用于MU-MM0数据传输）和MU-MBTO组的大小敏感。此外，增益 可取决于用于MU-MM0组的预编码矩阵指示符（PMI)(其形成发射预编码矩阵v)的相关性 (例如，预编码下行链路信道的路径之间的空间分离的量取决于PMI的相关性)，和PMI可从 其中选择的码本的粒度(或限制PMI选择的任何配置的码本子集限制)。此外，MU-MM0增 益可对用于MU-MM0组成员的调制方案(例如，一些调制方案导致难以在非预期UE上除去 的类似高斯（Gaussian)噪声）以及UE预测信道质量指示符（CQI)的准确性(其在自适应的 基础上由UE向eNB确定并报告且由eNB基于其选择调制方案）敏感。
[0039] MU-MM0可实现增益对上述因素的灵敏度主要是由于在常规MU-MM0中在链路自 适应和数据解调两者过程中UE缺乏了解共同调度的UE引起的。具体而言，在链路自适应 过程中，UE假设可在数学上由下式描述的输入-输出关系：
[0040] y=Hxp+n (1)
[0041] 其中，y表示接收信号，Η表示从eNB到UE的下行链路信道(其可在物理下行链路 共享信道（PDSCH)的信道状态信息参考信号（CSI-RS)资源上由UE来测量)，x p表示数据符 号，且η表示噪声(其可在干扰管理资源（MR)或取决于传输模式H)SCH的小区特定参考信 号（CRS)资源上由UE来测量)。
[0042] 基于上述输入输出模型假设，UE计算从eNB的下行链路信道Η的估计，并且使用 信道估计来选择ΡΜΙ和CQI (其分别标识在传输到UE中由eNB使用的传输预编码和调制和 编码方案（MCS))。例如，UE可选择ΡΜΙ/CQI组合，其提供信道的所需容量(例如，数据速率） (同时满足预定义的错误率)。UE将所选择的PMI和CQI信令发送至eNB，其根据所报告的 PMI和CQI将链路调适到UE。
[0043] 然而，上述模型假设对于MU-MM0是次优化的，因为其假设对于链路自适应，数据 解调的干涉条件相同，这大致对于SU-MM0是真实的但对于MU-MM0不是真实的。更具体 而言，当上述模型假设等式（1)在现实中在MU-MM0数据传输过程中在UE上所接收的信号 (对于任何分频带'f'）在数学上可被写为：
【权利要求】
1. 一种接入点（AP)，包括： 存储指令的存储器；和 处理器电路，被配置为通过执行所述指令用于： 确定多用户多输入多输出（MU-MMO)数据传输的参数； 基于所述多用户多输入多输出数据传输的经确定的所述参数确定用于所述多用户多 输入多输出数据传输的潜在成员的多用户多输入多输出参数集；以及 将所述多用户多输入多输出参数集信令发送至所述潜在成员，以通过所述潜在成员用 于链路自适应阶段。
2. 根据权利要求1所述的接入点，其中，所述多用户多输入多输出数据传输的所述参 数包括总传输排名、每个成员排名限制，或所述多用户多输入多输出数据传输的数据流的 功率分配，并且所述处理器电路进一步被配置为从多个多用户多输入多输出参数集中选择 所述多用户多输入多输出参数集。
3. 根据权利要求1所述的接入点，其中，所述多用户多输入多输出参数集指示多用户 多输入多输出特定信道质量指示符（CQI)计算是否在所述链路自适应阶段期间将由所述潜 在成员使用，并且所述多用户多输入多输出参数集指示多用户多输入多输出特定信道质量 指示符计算在所述链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用，且其中，所述多用户多输 入多输出参数集还指示用于所述多用户多输入多输出特定信道质量指示符计算的信道质 量指示符计算方法。
4. 根据权利要求1所述的接入点，其中，所述多用户多输入多输出参数集指示所述多 用户多输入多输出特定预编码矩阵指示符（PMI)计算是否在所述链路自适应阶段期间将由 所述潜在成员使用，并且所述多用户多输入多输出参数集指示所述多用户多输入多输出特 定预编码矩阵指示符计算在所述链路自适应阶段期间将由所述潜在成员使用，并且其中， 所述多用户多输入多输出参数集进一步指示用于所述多用户多输入多输出特定预编码矩 阵指示符计算的预编码矩阵指示符计算方法。
5. 根据权利要求1所述的接入点，其中，所述多用户多输入多输出参数集指示总传输 排名、所述潜在成员的排名，或所述多用户多输入多输出数据传输的数据流的功率分配，并 且所述多用户多输入多输出参数集指示在所述链路自适应阶段期间由所述潜在成员进行 的预编码矩阵指示符（PMI)计算的预编码器码本子集限制。
6. 根据权利要求1所述的接入点，其中，所述处理器电路进一步被配置为将对应于所 述多用户多输入多输出参数集的索引信令发送至所述潜在成员。
7. 根据权利要求1所述的接入点，其中，所述处理器电路进一步被配置为： 识别所述多用户多输入多输出数据传输的成员组；以及 如果所述潜在成员属于识别的所述成员组，则在所述多用户多输入多输出数据传输期 间，将与参考信号相关联的天线端口或所识别的所述成员组的另一成员的调制方案信令发 送至所述潜在成员。
8. 根据权利要求7所述的接入点，其中，所述处理器电路进一步被配置为： 用多个动态指示参数集预配置所述潜在成员；以及 将对应于所述多个动态指示参数集中的所选择的动态指示参数集的索引信令发送至 所述潜在成员，其中，所选择的所述动态指示参数集包括与所述参考信号相关联的所述天 线端口或所识别的所述成员组的所述另一成员的所述调制方案。
9. 一种由接入点（AP)执行的方法，包括： 确定多用户多输入多输出（MU-MMO)数据传输的参数； 基于所述多用户多输入多输出传输数据的经确定的所述参数确定用于所述多用户多 输入多输出数据传输的潜在成员的多用户多输入多输出参数集；以及 将所述多用户多输入多输出参数集信令发送至所述潜在成员，以通过所述潜在成员用 于链路自适应阶段。
10. -种用户设备（UE)，包括： 存储指令的存储器；和 处理器电路，被配置为通过执行所述指令用于： 接收与多用户多输入多输出数据传输相关联的多用户多输入多输出（MU-MIMO)参数 集； 根据所述多用户多输入多输出参数集计算信道质量指示符（CQI)和预编码矩阵指示符 (PMI);以及 将所述信道质量指示符和所述预编码矩阵指示符信令发送至网络实体。
【文档编号】H04B7/04GK104113364SQ201410163019
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】克里希纳·戈马达姆, 乔尔杰·图吉口维斯 申请人:美国博通公司