用于多输入多输出通信的方法和装置与流程

本公开的实施例涉及无线通信，并且更具体地多输入多输出(MIMO)通信。

背景技术：

随着无线通信的发展，对数据速率的需求不断提高，同时频率资源变得更加匮乏，为了提高资源利用效率，已经提出了MIMO技术。MIMO技术能够利用空域在同一时频资源上同时传输多个数据流，从而有效地提升系统吞吐量。

两维(2D)MIMO传输已经被研究并被一些无线通信系统，例如第三代合作伙伴项目(3GPP)制定的长期演进(LTE)系统所采纳。对于2D-MIMO，传统的天线阵列被水平地布置以形成在水平平面上的波束。为了利用来自三维(3D)无线信道的潜在增益，在无线通信领域，例如在3GPP会议上，已经对3D MIMO进行讨论(例如参见3GPP文档TR 36.873)，例如，讨论了3D MIMO信道传播的建模。

为从3D无线信道获得更多潜在增益，平面(2D)有源天线阵列已经被使用以在水平和垂直域形成3D波束。这种天线布置导致天线端口数增加和天线结构的变化，这将影响无线信道的统计特性。因此，针对这种2D有源天线阵列需要设计新的码本。尤其是，为了支持多流的MIMO传输，需要设计码本来支持大于1的传输秩。

技术实现要素：

下面给出了对各实施例的简要概述，以提供对各种实施例的一些方面的基本理解。该概述不旨在标识关键元素的要点或描述各种 实施例的范围。其唯一目的在于以简化形式呈现一些概念，作为对后述更具体描述的前序。

本公开的第一方面提供了一种用于多输入多输出MIMO通信的方法，该方法包括：从设备接收用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，所述第一波束组和所述第二波束组构成2维的波束网格，并且所述波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；从所述设备接收用于所述MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；以及根据所述长期预编码信息和所述短期预编码信息，向所述设备发送经MIMO预编码的数据。

在一个实施例中，映射规则可以包括以下映射规则中的至少一个：按照第一维度优先的顺序将波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合；按照第二维度优先的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合；按照随机的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合；以及按照预定的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合。

在另一个实施例中，该方法可以进一步包括：向所述设备发送长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在又一实施例中，该方法可以进一步包括：向所述设备发送映射配置信息，所述映射配置信息指示映射规则。

在一个实施例中，短期预编码信息还包括相位调整信息，用于 指示不同天线极化之间的相位调整，并且，所述相位调整信息的长度取决于所述波束集合所包括的波束数。

在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，相位调整信息的长度大于在所述波束集合包括多个波束时相位调整信息的长度。

在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，所述一维的索引的至少一部分比特被用于所述相位调整信息。

在另一实施例中，所述第一波束组中的至少N个波束是彼此正交的，并且所述第二波束组中的至少N个波束是彼此正交的，其中N为正整数，并且N是波束组中由传输秩所确定的需要保持正交的最小波束数。

本公开的第二方面提供了一种用于MIMO通信的方法，包括：向设备发送用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，所述第一波束组和所述第二波束组构成2维的波束网格，并且所述波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；向设备发送用于所述MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；以及从所述设备接收经MIMO预编码的数据。

在一个实施例中，映射规则包括以下映射规则中的至少一个：按照第一维度优先的顺序将波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合；按照第二维度优先的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合；按照随机的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合；以及按照预定的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合。

在另一实施例中，该方法可以进一步包括：从所述设备接收长 期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在又一实施例中，该方法可以进一步包括：从所述设备接收映射配置信息，所述映射配置信息指示映射规则。

在一个实施例中，短期预编码信息还包括相位调整信息，用于指示不同天线极化之间的相位调整，并且，所述相位调整信息的长度取决于所述波束集合所包括的波束数。

在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，相位调整信息的长度大于在所述波束集合包括多个波束时相位调整信息的长度。

在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，所述一维的索引的至少一部分比特被用于所述相位调整信息。

在另一实施例中，该方法中的第一波束组中的至少N个波束是彼此正交的，并且所述第二波束组中的至少N个波束是彼此正交的，其中N为正整数，并且N是波束组中由传输秩所确定的需要保持正交的最小波束数。

本公开的第三方面提供了一种用于MIMO通信的装置，包括：第一接收器，被配置为从设备接收用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，所述第一波束组和所述第二波束组构成2维的波束网格，并且所述波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；第二接收器，被配置为从设备接收用于所述MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；第一发送器，被配置为根据所述长期预编码信息和所述短期预编码信息，向所述设备发送经MIMO预编码的数据。

在一个实施例中，该装置可以进一步包括：第二发送器，被配置为向所述设备发送长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在另一实施例中，该装置可以进一步包括：第三发送器，被配置为向所述设备发送映射配置信息，所述映射配置信息指示映射规则。

本公开的第四方面提供了一种用于MIMO通信的装置，包括：第一发送器，被配置为向设备发送用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，所述第一波束组和所述第二波束组构成2维的波束网格，并且所述波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；第二发送器，被配置为向所述设备发送用于所述MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；以及第一接收器，被配置为从所述设备接收经MIMO预编码的数据。

在一个实施例中，该装置可以进一步包括：第二接收器，被配置为从所述设备接收长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在另一实施例中，该装置可以进一步包括：第三接收器，被配置为从所述设备接收映射配置信息，所述映射配置信息指示映射规则。

根据本公开的实施例的方法或装置，能够简化短期预编码信息 的反馈；并且在一些实施例中，针对高传输秩，能够通过提供具有正交波束的波束组而改善3D MIMO的性能。

尽管在附图中通过示例的方式示出了特定的实施例，然而，应当理解，本文的具体实施例的描述不意在将实施例限制为所公开的具体形式。

附图说明

从下文的公开内容和权利要求中，本公开的目的、优点和其他特征将变得更加明显。这里仅出于示例的目的，参考附图来给出优选实施例的非限制性描述，在附图中：

图1a示出了示例性的、能够在其中实施本公开的实施例的方法的无线通信系统的示意图；

图1b示出了示例性的、2D天线阵列的示意图；

图2a-2d示出根据本公开的实施例的、用于长期列选择的各种配置的示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的、在MIMO的发送方实施的方法的流程图；

图4示出了根据本公开的实施例的、在MIMO的接收方实施的方法的流程图；

图5示出了根据本公开的实施例的、在MIMO的发送方实施的装置的结构图；以及

图6示出了根据本公开的实施例的、在MIMO的接收方实施的装置的结构图。

具体实施方式

在以下描述中，出于说明的目的而阐述许多细节。然而，本领域普通技术人员将认识到可以在不使用这些具体细节的情况下实现本公开的实施例。因此，本公开不旨在于受限于所示实施例、而是将被赋予与本文描述的原理和特征一致的最宽的范围。

应当理解，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来。而实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。另外还应当理解“包括”，“包含”仅被用来说明所陈述的特征、元素、功能或者部件的存在，然而并不排除存在一个或者多个其他的特征、元素、功能或者部件。

为了便于解释，本文中将以3GPP LTE/LTE-高级(LTE-A)为背景介绍本公开的实施例，并且采用LTE/LTE-A(例如，TS36.211v.c70，TS36.212v.c60，TS36.213vc70)中特定的术语，然而，如本领域技术人员可以理解的，本公开的实施例绝不限于3GPP LTE/LTE-A的应用环境，相反，而是可以被应用于任何存在类似问题的无线通信系统中，例如WLAN，设备到设备通信、或者未来研制的其他通信系统，例如5G，等。同样，本公开的实施例中的设备可以是用户设备(UE)，也可以是具有无线通信功能任何终端，包括但不限于，手机、计算机、个人数字助理、游戏机、可穿戴设备、以及传感器等。该术语UE能够和移动站、订户站、移动终端、用户终端或无线设备互换使用。另外，本公开的实施例中的基站可以是，例如节点B(Node B，或者NB)、基本收发器站(BTS)、基站(BS)、或者基站子系统(BSS)、中继、远程无线电头端(RRH)等。

在图1a中给出了示例性的、能够在其中实施本公开的实施例的方法的无线通信系统100的示意图。无线通信系统100可以包括一个或者多个网络节点101，例如，在该示例中，网络节点101可以体现为基站，例如演进的节点B(eNodeB，或eNB)。应当理解的是，该网络节点101也可以体现为其它形式，例如节点B(Node B，或者NB)、基本收发器站(BTS)、中继器等。网络节点101可以为处于其覆盖范围之内的多个无线设备(例如，UE 102-104)提供无线电连接。

网络节点101可以配备有2D天线阵列,例如图1b所示的N₁行N₂列并且交叉极化的有源天线阵列，以提供与UE的3D MIMO通信。该MIMO通信可以应用于从基站到UE的下行链路(前向链路)方 向，也可以应用于从UE到基站的上行链路(反向链路)方向。对于下行链路MIMO，考虑发送端使用2D有源天线阵列，并且发送信号表示为s，则接收端在进行合并之前收到的信号Y可以被表示为：

Y＝HWs+n (1)

其中H表示具有3D无线电传播模型的无线MIMO信道，n表示噪声和干扰，W表示MIMO预编码器，并且W可以如下表示：

W＝W₁W₂ (2)

其中，W₁是长期和宽带的预编码矩阵(或者称为码本)反馈，其根据长期和宽带的信道状态信息(CSI)指示一组波束，而W₂是短期和子带的反馈，其从W₁定义的波束组中进一步选取一个或者多个波束，即，从长期码本的波束组中选取一个或多个列，并调整不同天线极化之间的相位。

UE可以基于例如下行导频信号来估计信道状态信息，并且将长期码本W₁和短期码本W₂分别反馈给MIMO基站。W₁的结构可以表示如下：

其中表示克罗内克(Kronecker)乘法运算，和分别表示第一维度(例如垂直维度)的波束组和第二维度(例如水平维度)的波束组。i,j分别表示波数组的索引。和可以包括，但不限于，从离散傅里叶变换(DFT)矩阵中选出来的波束。和的每一列表示一个波束，例如的第m₁列和的第m₂列可以分别表示为：

其中N₁,N₂分别表示天线阵列的第一维度和第二维度的天线端口数，o₁和o₂分别表示天线阵列的第一维度和第二维度的过采样因子。

发送端和接收端的信道状况决定能够支持的传输秩。对于秩为1 的传输，(3)式所示的长期码本中的X₁和X₂可以被表示如下：

其中L₁’和L₂’分别表示天线阵列的第一维度和第二维度的波束组的大小，即，波束组中的波束数；s₁和s₂分别表示天线阵列的第一维度和第二维度的波束组的组间间隔。在一些实施例中，对于总天线端口数(2.N₁.N₂)为12和16的情况，L₁’和L₂’均可以被设定为L₁’＝4，L₂’＝2。

因为短期码本被用于从长期码本指示的波束组中进一步选择波束，所以，较大的波束组大小意味着需要较多的负载用于短期码本反馈。为了降低短期码本的反馈开销，可以对长期波束组应用长期列选择(参见3GPP RAN1#82bis的文档R1-156217)。例如，长期列选择可以采用如图2a-2d所示的四种配置，其中假定L₁’＝4并且L₂’＝2，图中的每个块表示一个波束，黑色块表示被选择的波束。假定用L₁和L₂表示经长期列选择后波束组中的波束数，则图2a所示配置1中，(L₁,L₂)＝(1,1),(s₁,s₂)＝(1,1),即，仅从波束网格中选择一个波束。在图2b中示出的配置2中，(L₁,L₂)＝(2,2),(s₁,s₂)＝(2,2)；该配置从波束网格中选择相邻的方形的四个波束。在图2c中示出的配置3中，(L₁,L₂)＝(2,2),(s₁,s₂)＝(2,2)；与配置2不同的是，选择了不相邻的2D波束。在图2c中示出的配置4中，(L₁,L₂)＝(2,2),(s₁,s₂)＝(2,2)；并且仅选择了水平的波束。

对于秩为1的传输，短期码本W₂仅选择水平维度的波束，之后按照(2)式，在长期列选择后的长期码本上进一步应用该短期码本，可以得到，例如：

其中Q表示总天线端口数；W的上标⁽¹⁾表示秩为1；m₁和m₂为从长期列选择后的波束组(或者说，压缩后的波束组)中选择的波束的索引；φ_n表示不同天线极化之间的相位调整因子，并且φ_n＝e^jπn/2， n∈{0,1,2,3}。

对于大于1的传输秩，将选择多于一个波束。这种情况下，为了指示在由第一维度的第一波束组和第二维度的第二波束组所构成的2维波束网格中选择的多个波束，短期码本的反馈将不能够直接应用现有设计，因为现有设计仅允许短期码本进行水平域的波束选择。

为了实现简单有效的短期码本设计，同时支持大于一的传输秩，本公开提出了改进的方法的装置。

在图3中示出了根据本公开的实施例在无线通信网络(例如网络100)中的用于MIMO通信的方法300的流程图。该方法300可以由MIMO的发送方来执行，例如在下行MIMO的情况下由图1a中的eNB 101执行，或者在上行MIMO的情况下由图1a中的UE102-104中的任何一个执行。仅作为示例，在下文的描述中，该方法由eNB执行。

如图3所示，该方法300包括：在块S301处，eNB从设备(例如UE 102)接收用于MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，第一波束组和第二波束组构成2维的波束网格，并且该波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；在块S302，eNB从所述设备接收用于MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；在块S303，该eNB根据所述长期预编码信息和所述短期预编码信息，向所述设备发送经MIMO预编码的数据。

在一个实施例中，在块S301处接收的长期预编码信息可以指示如(3)式所示的长期码本W1，其由第一维度(例如垂直维度)的波束组X₁和第二维度(例如水平维度)的波束组X₂表示，并且X₁和X₂的每一列可以表示为，例如(4)式所示的形式。但是，如本领域技术人员能够理解的，X₁和X₂的具体形式仅是作为示例给出 的，本公开的实施例绝不限于此。

在一个实施例中，该长期预编码信息可以体现为长期预编码索引(PMI)的形式。

在一个实施例中，S301的接收可以通过物理上行链路控制信道进行，但是本公开的实施例不限于此。例如，在其他的实施例中，S301的接收也可以通过物理上行链路共享信道进行。

在目前的3GPP关于LTE(例如Rel-10)的规范中，短期码本仅用来进行水平维度的列选择，因此，并不适合用于从上述长期码本中选择波束用于3D MIMO通信，尤其是对于大于1的传输秩。

为了得到有效的短期码本反馈，例如使得能够重用现有的LTE Rel-10中的短期码本设计，来支持3D MIMO(尤其是传输秩大于1的3D MIMO)，在本公开的实施例中，提出了波束映射的概念。将由第一波束组和第二波束组所组成的2维波束网格中的波束映射到一个波束集合中，从而使得短期码本反馈能够仅使用1维的索引从中选择波束，正如在LTE Rel-10中从水平域选择波束一样。

在另一个实施例中，也可以首先对长期码本进行长期列选择得到经压缩的第一波束组和经压缩的第二波束组，然后将由经压缩的第一波束组和经压缩的第二波束组所构成的波束网格中的波束映射到波束集合，并使用短期码本从中选择波束。例如，经压缩的第一波束组和经压缩的第二波束组可以根据图2a-2d中的示例配置中的任一配置获得。

因此，根据本公开的实施例，在S302中接收的短期预编码信息指示从映射到的波束集合中选择的波束。

在一个实施例中，根据接收的长期预编码信息和短期预编码信息，可以确定如下最终预编码器：

其中，在一个实施例中，可以是长期预编码信息所指示的W₁；而在另一实施例中，可以是经长期列选择后的W₁，即W₁的子集，例如，可以表示为：

W₂被设计为长期预编码器中选择波束，并且对不同的天线极化应用相位调整。根据本公开的实施例，由于已经将长期预编码器中的第一维度的第一波束组(或者在具有长期列选择的情况下其子集)和第二维度的第二波束组(或者在具有长期列选择的情况下其子集)所构成的2维波束网格中的波束映射到一个波束集合，所以W₂可以通过1维的索引来指示针对每个秩所选择的波束，例如，可以重用LTE Rel-10中的现有W₂设计，即

其中k和k’分别指示针对第一秩和第二秩所选择的波束(或者称为列)的一维索引，0≤k,k'≤L₁L₂-1；e_k表示第k个元素为1其余元素为0的向量，该向量指示的第k列被短期反馈所选择；n指示相位调整因子的索引。

根据本公开的一个实施例，用于将2维波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合的映射规则包括：按照第一维度优先的顺序将波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合。例如，该映射规则可以被表示为：

按照该映射规则将图2b中(配置2)的、经长期列选择得到的波束网格中的被选择的波束(图中的黑色块)映射到波束集合{b0,b1,b2,b3}中可以得到：

b0＝(0,0),b1＝(1,0),b2＝(0,1),b3＝(1,1) (12)

其中(i，j)表示波束集合中的各元素所映射到的第一维度波束和第二维度波束的索引。

在另一实施例中，该映射规则还可以包括按照第二维度优先的顺序将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波 束映射到所述波束集合。该映射规则例如可以被表示为：

按照该映射规则将图2b中的黑色块表示的波束映射到波束集合{b0,b1,b2,b3}中可以得到：b0＝(0,0),b1＝(0,1),b2＝(1,0),b3＝(1,1)。

在又一实施例中，该映射规则还可以包括按照预定的/随机的顺序将波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合。在一个实施例中预定的/随机的顺序可以随时间变化。

同理，上述映射规则也可以应用于图2c中的配置3。这种情况下，第一维度优先的映射规则可以表示为,例如:

其中q＝L₁'/L₁。按照该映射规则将图2c中的黑色块表示的波束映射到波束集合{b0,b1,b2,b3}中可以得到：b0＝(0,0),b1＝(2,0),b2＝(1,1),b3＝(3,1)。

如果对配置3引用第二维度优先的映射规则，例如：

则可以得到b0＝(0,0),b1＝(1,1),b2＝(2,0),b3＝(3,1)。

对于图2d所示的配置4，例如可以应用一下映射规则：

由此得到b0＝(0,0),b1＝(1,0),b2＝(2,0),b3＝(3,0)。

在另一个实施例中，也可以对利用配置3或者配置4进行列选择后的波束网格的子集按照预定的或者随机的顺序进行映射。

如本领域技术人员能够理解的，本公开的实施例不限于任何特定的映射规则和顺序。

在一个实施例中，该方法可以进一步包括：在块S311，向设备发送长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在另一实施例中，被用于映射到波束集合的所述波束网格的所述子集也可以不依赖于在块S311发送的长期预编码配置信息，而是通过其他方式获得。例如是通过预定选择规则用波束网格中选取的。

在又一个实施例中，该方法还可以包括：在块S312，向所述设备发送映射配置信息，所述映射配置信息指示用于将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合的映射规则。例如，该映射配置信息可以指示应用第一维度优先、第二维度优先和预定顺序/随机顺序映射中的一种映射规则，并且/或者,该映射配置信息还可以指示用于确定预定/随机映射的映射顺序的参数。

在另一实施例中，该映射规则可以是预定的，从而不需要在设备间通过信令传递。

在一些实施例中，在块S302接收的短期预编码信息中还包括相位调整信息，用于指示不同天线极化之间的相位调整，如结合(10)式所述。

本公开的发明人认识到，从中选择波束的波束集合的大小在不同配置的情况下可能不同。例如，当应用如图2a-2d中不同的长期列选择配置时，所选中的2维波束网格中的波束数是不同的，导致映射到的波束集合的大小也不同。因此，本公开提出，对于不同的波束集合大小，可以使用不同长度的索引来指示选择的波束，以节省信令开销。例如，对于图2a所示的配置1进行长期列选择时，仅有一个波束被选中。这种情况下，将不再需要比特用于波束的指示，而仅需要指示不同天线极化之间的相位调整。因此，在一个实施例中，短期码本可以具有如下形式：

因此，在一个实施例中，当不需要或者需要较短的索引指示波束选择时，可以增加用于指示相位调整信息的比特，也就是说，相位调整信息的长度可以取决于波束集合所包括的波束数。这能够在不增 加总的反馈负载的情况下保证更好的性能。

在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，相位调整信息的长度可以大于在所述波束集合包括多个波束时相位调整信息的长度。在另一实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时(例如，当应用图2a的配置1时)，用于指示波束选择的一维索引的至少一部分比特可以被用于所述相位调整信息。该示例实施例使得能够重用波束指示比特以指示相位调整，从而使得反馈负载的利用效率更高。例如，在现有设计短期码本反馈的设计中，可以使用1比特来指示相位调整，即(10)式中的n可以取值为0或者1；而根据一个实施例，可以利用原本指示k的比特来进一步指示n，从而使得n能够被扩展到，例如，2比特，即，n∈{0,1,2,3},即，相位调整可以从4个备选中进行选择。

当应用如图2b-2d所示的配置2-4进行长期列选择时，可以不重用指示k的比特，例如，W₂依然具有(10)式所示的形式。因此，用于指示k的比特的含义可以随不同的配置而变化，保证反馈负载的灵活利用。

在一个实施例中，假定短期码本能够通过重用LTE Rel-10中W₂的现有设计进行构造。本公开的发明人意识到，通过W₂中的相位调整因子只能保证两个波束是正交的，也就是说，对于大于2的传输秩，当需要选择多于两个波束时，被选择的一些波束本身就应该是互相正交的，以保证良好的MIMO性能。例如，对于传输秩为3或者4的情况，被选择的波束中至少2个波束需要是正交的；而对于秩为5或者6的情况，被选择的波束中至少3个波束应该是互相正交的；对于秩为7或者8的情况，被选择的波束中至少4个波束应该是互相正交的。由于经W₂选择出的波束依赖于长期码本设计，因此，在本公开中的一些实施例中，还提出了长期码本设计的准则。

在一个实施例中，在块S301中所接收的长期预编码信息所指示的第一波束组中的至少N个波束是彼此正交的，并且第二波束组中的至少N个波束是彼此正交的，其中N为正整数，并且N是波束 组中由传输秩所确定的需要保持正交的最小波束数。例如，N可以被设定为其中R表示传输秩。

在一个实施例中，可以针对(例如图2a-2d中所示的)每种长期列选择配置来设计特定的长期码本，来保证在波束组中具有最小数目的正交波束(正交列)。例如，对于传输秩为3或者4的码本设计，可以将限制如下:

这种情况下，跨第二维度的用于不同秩的任何W₂设计列选择均能够保证正交性(例如对于配置2,3,4)。替代地，或者附加地，可以将设计如下：

这种情况下，跨第一维度的用于不同秩的任何W₂设计列选择利用2个波束间隔能够保证正交性(例如对于配置3,4)。这种设计例如可以用于传输秩为3或者4的情况。

在另一个实施例中，可以设置使得X^i,j中的所有波束均为正交的。例如，块S301中接收到的长期预编码信息所指示的第一波束组和第二波束组可以被设计如下：

对于N₁＝4,N₂＝2,o₁＝8,o₂＝4,L₁’＝4,L₂’＝2,L₁＝2,L₂＝2的情况,可以得到：

这种情况下，无论使用哪种长期列选择配置，W₂所选择出的波束都可以保证是正交的。

如本领域技术人员能够理解的，以上给出的长期码本的波束正交设计仅是示例性的，本公开不限于任何具体的波束正交设计。

另外，应该注意的是，在一些实施例中，本公开的长期码本的 波束正交设计可以独立于短期码本的简化反馈方法被实施。这意味着，即使使用不同于以上所述的波束映射和短期预编码信息反馈方法，长期码本的波束正交设计也可以被使用。

现在参考图4，其示出根据本公开的实施例在无线通信网络(例如网络100)中用于MIMO通信的方法400的流程图。该方法400与方法300对应，并且可以由MIMO的接收方来执行。例如，在下行MIMO的情况下可以由图1a中的UE 102来执行，或者在上行MIMO的情况下由图1a中的eNB 101来执行。并且该方法也可以用于非蜂窝的网络，例如设备到设备通信，其中MIMO的发送方和接收方均可以是用户设备。仅作为示例，在下文的描述中，该方法由UE执行。

如图4所示，该方法400包括：在块S401处，向设备(例如基站101)发送用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，第一波束组和第二波束组构成2维的波束网格，并且该波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；在块S402，向所述设备发送用于MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；以及在块S403处，从所述设备接收经MIMO预编码的数据。

由于方法400是与方法300对应的在MIMO接收端处的方法，因此，块S401和块S402处所发送的长期预编码信息以及短期预编码信息与方法300中块S301和块S302处所接收的长期预编码信息以及短期预编码信息可以是相同的，因此，在此不再赘述。例如，块S402处所发送的短期预编码信息可以指示从经映射后的波束集合中选择的波束。该映射使得能够重用LTE Rel-10中已有的短期码本设计，简化了短期预编码信息的反馈。关于映射规则，已经在上文结合方法300进行了描述，在此不在重复。

在一个实施例中，方法400可以进一步包括：在块S411处，从所述设备接收长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在另一实施例中，方法400可以进一步包括：在块S412处，从所述设备接收映射配置信息，所述映射配置信息指示用于将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合的映射规则。在又一实施例中，映射规则可以是预定的，从而不需要在设备间通过信令指示。

在一些实施例中，在块S402发送的短期预编码信息中还包括相位调整信息，用于指示不同天线极化之间的相位调整。考虑到从中选择波束的波束集合的大小在不同配置的情况下可能不同，本公开提出，对于不同的波束集合大小，可以使用不同长度的索引来指示选择的波束，以节省信令开销。替代的或者附加的，在一个实施例中，当不需要或者需要较短的索引指示波束选择时，可以增加用于指示相位调整信息的比特，也就是说，相位调整信息的长度可以取决于波束集合所包括的波束数。这能够在不增加总的反馈负载的情况下保证更好的性能。

在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，相位调整信息的长度可以大于在所述波束集合包括多个波束时相位调整信息的长度。在另一实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时(例如，当应用图2a的配置1时)，在块S402中发送的用于指示从波束集合中选择的波束的一维索引中，至少一部分比特可以被用于指示不同天线极化之间的相位调整。该实施例使得在没有必要进行波束指示时，将指示比特或者其一部分用于指示相位调整，提高反馈负载的利用效率。

在另一实施例中，在块S401中发送的长期预编码信息所指示的 第一波束组和第二波束组可以被进一步配置，使得经短期码本选择出的波束正交。例如，第一波束组中的至少N个波束可以被设置为是彼此正交的，并且第二波束组中的至少N个波束可以被设置为是彼此正交的，其中N为正整数，并且N是波束组中由传输秩所确定的需要保持正交的最小波束数。在一个示例中，可以使每个波束组中具有最小数目的正交波束数；在另一实施例中，可以使每个波束组中的所有波束正交。如本领域技术人员能够理解的，本公开不限于任何具体的波束正交设计。

图5示出根据本公开的实施例的在无线通信网络中用于多输入多输出MIMO通信的装置500的示例性结构图。在一个实施例中，装置500可以被实施为MIMO通信中的发送方(例如，eNB 101或者UE 102)或其的一部分。装置500可操作用于执行参照图3所描述的方法300，以及任何其他的处理和方法。应当理解，方法300不局限于由装置500来执行，方法300的至少一些块也可以由其它的装置或者实体来执行。

如图5所示，装置500包括第一接收器501，被配置为从另一设备接收用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，第一波束组和第二波束组构成2维的波束网格，并且该波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；第二接收器502，被配置为从所述设备接收用于MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；以及第一发送器503，被配置为根据所述长期预编码信息和所述短期预编码信息，向所述设备发送经MIMO预编码的数据。

关于长期预编码信息、短期预编码信息、波束网格或者波束网格的子集到波束集合的映射规则，在上文已经关于图3-4进行了描述，在此不再重复。

在一个实施例中，装置500还可以包括第二发送器511，用于向所述设备发送长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

在另一实施例中，装置500还可以包括第三发送器512，用于向所述设备发送映射配置信息，所述映射配置信息指示用于将所述波束网格中的波束或者所述波束网格的所述子集中的波束映射到所述波束集合的映射规则。

如以上结合方法300和400所述的，在一些实施例中，第二接收器所接收的短期预编码信息还可以包括相位调整信息，用于指示不同天线极化之间的相位调整，并且，所述相位调整信息的长度取决于所述波束集合所包括的波束数。在一个实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，相位调整信息的长度大于在所述波束集合包括多个波束时相位调整信息的长度。

在另一实施例中，在所述波束集合仅包括单个波束时，第二接收器所接收的短期预编码信息中的一维索引的至少一部分比特被用于相位调整信息。

另外地，或者替代地，在一个实施例中，第一接收器501所接收的长期预编码信息所指示的第一波束组可以被设置为，其中的至少N个波束是彼此正交的，并且第二波束组可以被设置为，其中的至少N个波束是彼此正交的，其中N为正整数，并且N是波束组中由传输秩所确定的需要保持正交的最小波束数。

此外，在一些实施例中，第一波束组和第二波束组的上述正交设计可以独立于任何特定的短期预编码信息反馈方法被实施。

如本领域技术人员能够理解的，装置500还可以包括图5中未示出的其它单元。

图6示出根据本公开的实施例的在无线通信网络中用于多输入 多输出MIMO通信的装置600的示例性结构图。在一个实施例中，装置600可以被实施为MIMO通信中的接收方(例如，eNB 101或者UE 102)或其的一部分，并且可以与装置500进行MIMO通信。装置600可操作用于执行参照图4所描述的方法400，以及任何其他的处理和方法。应当理解，方法400不局限于由装置600来执行，方法400的至少一些块也可以由其他的装置或者实体来执行。

如图6所示，装置600包括第一发送器601，其被配置为向设备发送用于所述MIMO通信的长期预编码信息，所述长期预编码信息指示针对第一维度的第一波束组，以及针对第二维度的第二波束组，所述第二维度不同于所述第一维度；其中，第一波束组和第二波束组构成2维的波束网格，并且该波束网格中的波束或者所述波束网格的子集中的波束被按照映射规则映射到波束集合；第二发送器602，被配置为向所述设备发送用于MIMO通信的短期预编码信息，所述短期预编码信息包括一维的索引，所述索引用于指示从所述波束集合中选择的波束；以及第一接收器603，被配置为从所述设备接收经MIMO预编码的数据。

由于装置600可操作用于执行参照图4所描述的方法400，并与装置500通信，因此，关于方法300、400所进行的关于长期预编码信息、短期预编码信息、波束网格或者其子集到波束集合的映射规则的描述在此同样适用，并不再重复。

在一个实施例中，装置600还可以进一步包括第二接收器611，被配置为从所述设备接收长期预编码配置信息，所述长期预编码配置信息用于从所述第一波束组中进行波束选择得到压缩的第一波束组，以及从所述第二波束组中进行波束选择得到压缩的第二波束组；其中所述压缩的第一波束组和所述压缩的第二波束组构成所述波束网格的所述子集。

替代的或者附加地，在一个实施例中，装置600还可以进一步包括第三接收器612，被配置为从所述设备接收映射配置信息，所述映射配置信息指示用于将所述波束网格中的波束或者所述波束网格 的所述子集中的波束映射到所述波束集合的映射规则。

如本领域技术人员能够理解的，装置500、600分别还可以包括图5、6中未示出的其它单元。

本公开的实施例所提出的方法和装置的优点包括以下的至少一项：

-能够简化用于3D MIMO的短期预编码信息的反馈；

-提高反馈信息的利用效率；

-保证被选的波束的正交性；

-实现3D-MIMO系统性能的改善。

本领域技术人员将容易地认识到，各种上述各种方法中的块或者步骤可以通过编程的计算机来执行。在本公开中，一些实施例还意在涵盖程序存储设备，例如，数字数据存储介质，这是机器或计算机可读的并且编码机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中，所述指令执行上述方法的一些或所有步骤。程序存储设备可以是，例如，数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。该实施例还意在涵盖编程为执行所述上述方法的步骤的计算机。一些实施例还意在涵盖一种装置，该装置包括至少一个处理器；以及至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为：与所述至少一个处理器一起，促使所述装置执行方法300或者400。

在附图中示出的装置的各种元件的功能，可以通过使用软件、专用硬件以及与适当软件相关联的能够执行软件的硬件、或者固件、或者其结合来提供。当由处理器提供时，该功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个单独的处理器来提供。此外，术语“处理器”可以包括但不限于，数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储装置。还可以包括其他常规和/或定制的硬件。

本领域技术人员应当理解，说明书和附图仅仅说明本公开的原 理。因此，应当理解，本领域的技术人员将能够设计出各种布置，虽然这里没有明确地描述或示出，但是该布置体现本公开的原理并且被包括在本公开的精神和范围内。此外，这里阐述的所有示例主要旨在明确仅用于教学目的，以帮助读者理解本公开的原理和发明人贡献的用于促进本领域的概念，并且应被解释为不限于这些具体阐释的示例和条件。而且，这里阐述本公开的原理、方面和实施例的所有阐述及其具体示例也意在包含其等同物。