用于预编码信道状态信息参考信号的方法和装置与流程
本公开通常涉及与多个发送天线相关联的部分预编码csi-rs天线端口。这种二维阵列与通常被称为“全维”mimo(fd-mimo)或大规模mimo或3d-mimo的一种类型的多输入多输出(mimo)系统相关联。
背景技术：
无线通信已成为现代历史上最成功的创新之一。最近，无线通信服务的订户数量超过五十亿，并且持续快速增长。由于智能电话和其它移动数据设备(诸如平板、“笔记本”计算机、上网本、电子书阅读器和机器类型的设备)在消费者和企业之中的日益普及，对无线数据流量的需求正在迅速增长。为了满足移动数据流量的高增长并且支持新的应用和部署，无线接口效率和覆盖的改进是至关重要的。
移动设备或用户设备可以测量下行链路信道的质量并且将该质量报告给基站，使得可以做出关于在与移动设备通信期间是否应当调整各种参数的确定。无线通信系统中的现有信道质量报告处理不能充分适应与大型二维阵列发送天线(或者一般而言，适应大量天线元件的天线阵列几何结构)相关联的信道状态信息的报告。
技术实现要素：
[技术问题]
随着流量的增加，需要用于解决该问题的装置和方法。
[问题的解决方案]
在第一实施例中，提供了一种用于操作基站(bs)的方法。该方法包括：向多个用户设备(ue)中的每一个分配至少一个相应csi-rs端口，使用所述多个ue中的每一个的第一相应预编码矩阵对所述至少一个相应csi-rs端口进行预编码，通过信道向所述多个ue中的每一个发送使用所述第一相应预编码矩阵预编码的所述至少一个相应csi-rs端口，从所述多个ue中的每一个接收第二相应预编码矩阵的索引，其中所述第二相应预编码矩阵根据由所述多个ue中的每一个通过信道接收到的使用第一预编码矩阵预编码的至少相应的一个csi-rs端口来确定，并且使用第一相应预编码矩阵和第二相应预编码矩阵对向所述多个ue的每一个的相应传输数据进行预编码。
在第二实施例中，提供了基站(bs)。bs包括收发器和处理器，该处理器被配置为向多个用户设备(ue)中的每一个分配至少一个相应csi-rs端口，使用所述多个ue中的每一个的第一相应预编码矩阵对所述至少一个相应csi-rs端口进行预编码，使得所述收发器通过信道向所述多个ue中的每一个发送使用所述第一相应预编码矩阵预编码的至少一个相应csi-rs端口，使得所述收发器从多个ue中的每一个接收第二相应预编码矩阵的索引，其中第二相应预编码矩阵根据由多个ue中的每一个通过信道接收到的使用第一预编码矩阵预编码的至少相应的一个csi-rs端口来确定，并且使用第一相应预编码矩阵和第二相应预编码矩阵对向所述多个ue中的每一个的相应传输数据进行预编码。
在第三实施例中，用户设备(ue)包括收发器和处理器，该处理器被配置为使得收发器通过信道将使用第一预编码矩阵预编码的至少一个csi-rs端口接收为ue特定，根据通过信道接收到的使用第一预编码矩阵预编码的至少一个csi-rs端口来确定第二预编码矩阵，使得收发器向bs发送所确定的第二预编码矩阵的索引，并且使得收发器对所述多个ue中的每一个接收具有第一预编码矩阵和第二预编码矩阵的传输数据。
在进行下面的详细描述之前，阐述整个本专利文档中使用的某些词语和短语的定义可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其衍生词意指包括但不限于；术语“或”是包括性的，意指和/或；短语“与…相关联”和“与之相关联”及其衍生词可以意味着包括、包括在内、与…互连、包含、包含在内、连接到或与…连接、耦接到或与…耦接、可与…通信、与…配合、交错、并排、接近、绑定到或与…绑定、具有、具有…属性等；并且术语“控制器”意指控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分，其中这样的设备、系统或部分可以实现在可由固件或软件编程的硬件中。应当注意，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论本地还是远程。贯穿本专利文档提供了某些词语和短语的定义，本领域普通技术人员应当理解，在许多情况而非大多数情况下，这样的定义适用于这样定义的词语和短语的先前以及未来的使用。
此外，下面描述的各种功能可由一个或多个计算机程序实现或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并且在计算机可读介质中具体化。术语“应用”和“程序”指代适用于在适当的计算机可读程序代码中实现的一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、进程、函数、对象、类、实例、相关数据或其部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、硬盘驱动器、致密盘(cd)、数字视频盘(dvd)或任何其它类型的存储器。“非临时”计算机可读介质不包括传输临时的电信号或其它信号的有线、无线、光学或其它通信链路。非临时计算机可读介质包括数据可被永久存储的介质和数据可被存储并且稍后被盖写的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。
贯穿本专利文档提供了其它某些词语和短语的定义。本领域普通技术人员应当理解，在许多情况而非大多数情况下，这样的定义适用于这样定义的词语和短语的先前以及未来的使用。
[发明的有益效果]
本公开的实施例可以在无线通信系统中提供高效的发送和接收。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在结合附图对以下描述做出参考，附图中相同的附图标记表示相同的部分：
图1示出了根据本公开的示例无线网络；
图2a和图2b示出了根据本公开的示例无线发送和接收路径；
图3a示出了根据本公开的示例用户设备；
图3b示出了根据本公开的示例增强型节点b(enb)；
图4a和图4b表示由布置在4×4矩形格式中的16个双极化天线元件构成的示例二维(2d)天线阵列；
图5示出了根据本公开的可以在其中实现部分预编码csi-rs处理的高级无线通信系统的一部分；
图6是示出与本公开的方法1、2和3相关联的csi-rs的部分预编码处理的图；
图7示出了根据本公开的各种实施例的使用基扩展的信道状态信息报告的仰角维度(elevationdimension)的子集，其中类似的可视化适用于方位角维度；
图8示出了根据本公开的结合使用基扩展的信道状态信息报告使用的坐标系；
图9示出了根据本公开的针对以上部分预编码方案实现csi-rs资源分配、部分预编码和复用的示例实施例；以及
图10是示出了根据本公开的应用ul-dl长期互异性时的基向量子集选择处理的示例框图。
具体实施方式
下面讨论的图1至图10以及用来在本发明文档中描述本公开的原理的各种实施例仅作为说明，并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以实现在任何适当布置的无线通信系统中。
缩略语列表
●2d：二维
●mimo：多输入多输出
●su-mimo：单用户mimo
●mu-mimo：多用户mimo
●3gpp：第三代合作伙伴项目
●lte：长期演进
●ue：用户设备
●enb：演进节点b或“enodeb”
●dl：下行链路
●ul：上行链路
●crs：小区特定参考信号
●dmrs：解调参考信号
●srs：探测参考信号
●ue-rs：ue特定参考信号
●csi-rs：信道状态信息参考信号
●scid：加扰身份
●mcs：调制及编码方案
●re：资源元素
●cqi：信道质量信息
●pmi：预编码矩阵指示符
●ri：秩指示符
●mu-cqi：多用户cqi
●csi：信道状态信息
●csi-im：csi干扰测量
●comp：协调多点
●dci：下行链路控制信息
●uci：上行链路控制信息
●pdsch：物理下行链路共享信道
●pdcch：物理下行链路控制信道
●pusch：物理上行链路共享信道
●pucch：物理上行链路控制信道
●prb：物理资源块
●rrc：无线资源控制
●aoa：到达角度
●aod：离开角度
以下文档和标准描述据此并入到本公开，如同在此完全阐述一样：第三代合作伙伴项目(3gpp)技术规范(ts)23.228版本12.5.0，“ip多媒体子系统(ims)；阶段2”；3gppts23.216版本12.1.0，“单无线语音呼叫连续性(srvcc)；阶段2”；3gpp技术要求no.23.706版本0.1.1，“关于增强网络实时通信(webrtc)接入到ip多媒体子系统(ims)的研究”；3gppts23.237版本12.7.0，“ims服务连续性；阶段2”；3gppts23.203版本12.5.0，“策略和计费控制架构”；以及3gppts23.401版本12.5.0，“用于演进型通用陆地无线接入网络(e-utran)的通用分组无线服务(gprs)增强”。
图1示出了根据本公开的示例无线网络100。图1所示的无线网络100的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用无线网络100的其它实施例。
无线网络100包括enodeb(enb)101、enb102和enb103。enb101与enb102和enb103通信。enb101还与至少一个互联网协议(ip)网络130(诸如，互联网、专有ip网络或其它数据网络)通信。
依据网络类型，可以使用其它公知的术语替换“enodeb”或“enb”，诸如“基站”或“接入点”。为了方便起见，术语“enodeb”和“enb”在本专利文档中使用以指代提供到远程终端的无线接入的网络基础设施组件。而且，依据网络类型，可以使用其它公知的术语替换“用户设备”或“ue”，诸如“移动站”、“订户站”、“远程终端”、“无线终端”或“用户设备”。为了方便起见，术语“用户设备”和“ue”在本专利文档中使用以指代无线接入enb的远程无线设备，无论ue是移动设备(诸如移动电话或智能电话)还是通常被视为固定设备(诸如桌上型计算机或自动贩卖机)。
enb102为enb102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(ue)提供到网络130的无线宽带接入。第一多个ue包括ue111，其可以位于小型商业(sb)中；ue112，其可以位于企业(e)中；ue113，其可位于wifi热点(hs)中；ue114，其可以位于第一住所(r)中；ue115，其可位于第二住所(r)中；以及ue116，其可以是移动设备(m)，如蜂窝电话、无线膝上型计算机、无线pda等。enb103为enb103的覆盖区域125内的第二多个ue提供到网络130的无线宽带接入。第二多个ue包括ue115和ue116。在一些实施例中，enb101-103中的一个或多个可以使用第5代(5g)、长期演进(lte)、高级lte(lte-a)、全球微波接入互操作性(wimax)或其它高级无线通信技术彼此通信并且与ue111-116通信。
虚线图示了覆盖区域120和125的近似范围，仅出于说明和解释的目的将其示出为近似圆形。应当清楚地理解，与enb相关联的覆盖区域(诸如覆盖区域120和125)可以具有其它形状，包括不规则形状，这取决于enb的配置以及与自然和人为障碍相关联的无线电环境中的变化。
如下面更详细描述的，bs101、bs102和bs103中的一个或多个包括如本公开的实施例中描述的二维(2d)天线阵列。在一些实施例中，bs101、bs102和bs103中的一个或多个支持具有2d天线阵列的系统的信道质量测量和报告。
尽管图1示出了无线网络100的一个示例，但可以对图1做出各种改变。例如，无线网络100可以包括任何适当布置的任何数目的enb和任何数目的ue。而且，enb101可以与任何数目的ue直接通信，并且向那些ue提供到网络130的无线宽带接入。类似地，每个enb102-103可以与网络130直接通信，并且向ue提供到网络130的直接无线宽带接入。另外，enb101、102和/或103可以提供到其它或附加外部网络的接入，诸如外部电话网络或其它类型的数据网络。
图2a和图2b示出了根据本公开的示例无线发送和接收路径。在以下描述中，发送路径200可被描述为实现在enb(诸如enb102)中，而接收路径250可被描述为实现在ue(诸如，ue116)中。但是，应当理解，接收路径250可以实现在enb中，并且发送路径200可以实现在ue中。在一些实施例中，接收路径250被配置为支持具有如本公开的实施例中描述的2d天线阵列的系统的信道质量测量和报告。
发送路径200包括信道编码和调制块205、串行到并行(s到p)块210、规模为n的快速傅里叶逆变换(ifft)块215、并行到串行(p到s)块220、添加循环前缀块225和上变频器(uc)230。接收路径250包括下变频器(dc)255、移除循环前缀块260、串行到并行(s到p)块265、规模为n的快速傅立叶变换(fft)块270、并行到串行(p到s)块275和信道解码和解调块280。
在发送路径200中，信道编码和调制块205接收一组信息比特，应用编码(诸如低密度奇偶校验(ldpc)编码)，并且调制输入比特(诸如使用正交相移键控(qpsk)或正交幅度调制(qam))，以生成频域调制符号序列。串行到并行块210将串行调制符号转换(诸如解复用)为并行数据，以便生成n个并行符号流，其中n是在enb102和ue116中使用的ifft/fft规模。规模为n的ifft块215对n个并行符号流执行ifft操作以生成时域输出信号。并行到串行块220将来自规模为n的ifft块215的并行时域输出符号进行转换(诸如复用)，以便生成串行时域信号。添加循环前缀块225将循环前缀插入到时域信号。上变换器230将添加循环前缀块225的输出调制(诸如上变频)为rf频率用于经由无线信道发送。该信号还可在转换为rf频率前在基带处被滤波。
来自enb102的发送的rf信号在通过无线信道后到达ue116，并且在ue116处执行与在enb102处的操作相反的操作。下变频器255将接收到的信号下变频为基带频率，并且移除循环前缀块260将循环前缀移除以生成串行时域基带信号。串行到并行块265将时域基带信号转换为并行时域信号。规模为n的fft块270执行fft算法以生成n个并行频域信号。并行到串行块275将并行频域信号转换为调制数据符号序列。信道解码和解调块280对调制符号进行解调和解码以恢复原始输入数据流。
enb101-103中的每个可以实现类似于在下行链路中向ue111-116发送的发送路径200，并且可以实现类似于在上行链路中从ue111-116接收的接收路径250。类似地，ue111-116中的每个可以实现用于在上行链路中向enb101-103发送的发送路径200，并且可以实现用于在下行链路中从enb101-103接收的接收路径250。
图2a和图2b中的每个组件可以仅使用硬件或使用硬件和软件/固件的组合来实现。作为具体示例，图2a和图2b中的至少一些组件可以在软件中实现，而其它组件可以由可配置硬件、或软件和可配置硬件的混合来实现。例如，fft块270和ifft块215可被实现为可配置软件算法，其中规模n的值可以根据实现方式来修改。
此外，尽管描述为使用fft和ifft，但这仅通过说明的方式，而不应被解释为限制本公开的范围。可以使用其它类型的变换，诸如离散傅里叶变换(dft)和离散傅里叶逆变换(idft)函数。应当理解，对于dft和idft函数，变量n的值可以是任何整数(诸如1、2、3、4等)，而对于fft和ifft函数，变量n的值可以是作为2的幂的任何整数(诸如1、2、4、8、16等)。
尽管图2a和图2b示出了无线发送和接收路径的示例，但可以对图2a和图2b做出各种改变。例如，图2a和图2b中的各种组件可被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加的组件。而且，图2a和图2b意图示出可在无线网络中使用的发送和接收路径的类型的示例。任何其它合适的架构可被用来支持无线网络中的无线通信。
图3a示出了根据本公开的示例ue116。图3a所示的ue116的实施例仅用于说明，并且图1的ue111-115可以具有相同或相似的配置。但是，ue具有多种配置，并且图3a不将本公开的范围限制于ue的任何特定实现方式。
ue116包括天线305、射频(rf)收发器310、发送(tx)处理电路315、麦克风320和接收(rx)处理电路325。ue116还包括扬声器330、主处理器340、输入/输出(i/o)接口(if)345、键区350、显示器355和存储器360。存储器360包括基本操作系统(os)程序361和一个或多个应用362。
rf收发器310从天线305接收由网络100的enb发送的传入rf信号。rf收发器310将传入rf信号下变频以生成中频(if)或基带信号。if或基带信号被发送到rx处理电路325，rx处理电路325通过对基带或if信号进行滤波、解码和/或数字化来生成已处理的基带信号。rx处理电路325将已处理的基带信号发送到扬声器330(诸如针对语音数据)或主处理器340用于进一步处理(诸如针对网络浏览数据)。
tx处理电路315接收来自麦克风320的模拟或数字语音数据、或者来自主处理器340的其它传出基带数据(诸如网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。tx处理电路315对传出基带数据进行编码、复用和/或数字化以生成已处理的基带或if信号。rf收发器310从tx处理电路315接收传出的已处理的基带或if信号，并且将基带或if信号上变频为经由天线305发送的rf信号。
主处理器340可以包括一个或多个处理器或其它处理设备，并且运行存储在存储器360中的基本os程序361，以便控制ue116的整体操作。例如，主处理器340可以根据公知原理控制由rf收发器310、rx处理电路325和tx处理电路315进行的前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。在一些实施例中，主处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
主处理器340还能够运行驻留在存储器360中的其它处理和程序，诸如用于如本公开的实施例中描述的具有2d天线阵列的系统的信道质量测量和报告的操作。主处理器340可以根据运行中的处理的要求将数据移入或移出存储器360。在一些实施例中，主处理器340被配置为基于os程序361或响应于从enb或运营商接收的信号来运行应用362。主处理器340还耦接到i/o接口345，i/o接口345向ue116提供连接到其它设备(诸如膝上型计算机和掌上型计算机)的能力。i/o接口345是这些附件和主控制器340之间的通信路径。
主处理器340还耦接到键区350和显示单元355。ue116的操作者可以使用键区350将数据输入到ue116。显示器355可以是液晶显示器或能够呈现文本和/或至少有限的图形(诸如来自网站)的其它显示器。
存储器360耦接到主处理器340。存储器360的一部分可以包括随机存取存储器(ram)，并且存储器360的另一部分可以包括闪速存储器或其它只读存储器(rom)。
尽管图3a示出了ue116的一个示例，但可以对图3a做出各种改变。例如，图3a中的各种组件可被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加的组件。作为具体示例，主处理器340可被划分成多个处理器，诸如一个或多个中央处理单元(cpu)和一个或多个图形处理单元(gpu)。而且，尽管图3a示出ue116被配置为移动电话或智能电话，但ue可被配置为操作为其它类型的移动或固定设备。
图3b示出了根据本公开的示例enb102。图3b所示的enb102的实施例仅用于说明，并且图1的其它enb可以具有相同或相似的配置。然而，enb具有多种配置，并且图3b不将本公开的范围限制于enb的任何特定实施方式。注意，enb101和enb103可以包括与enb102相同或相似的结构。
如图3b所示，enb102包括多个天线370a-370n、多个rf收发器372a-372n、发送(tx)处理电路374和接收(rx)处理电路376。在某些实施例中，多个天线370a-370n中的一个或多个包括2d天线阵列。enb102还包括控制器/处理器378、存储器380和回程或网络接口382。
rf收发器372a-372n从天线370a-370n接收传入rf信号，诸如由ue或其它enb发送的信号。rf收发器372a-372n将传入rf信号下变频以生成if或基带信号。if或基带信号被发送到rx处理电路376，rx处理电路376通过将基带或if信号进行滤波、解码和/或数字化来生成已处理的基带信号。rx处理电路376将已处理的基带信号发送到控制器/处理器378用于进一步处理。
tx处理电路374从控制器/处理器378接收模拟或数字数据(诸如语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。tx处理电路374将传出基带数据进行编码、复用和/或数字化以生成已处理的基带或if信号。rf收发器372a-372n从tx处理电路374接收传出的已处理的基带或if信号，并且将基带或if信号上变频为经由天线370a-370n发送的rf信号。
控制器/处理器378可以包括控制enb102的整体操作的一个或多个处理器或其它处理设备。例如，控制器/处理器378可以根据公知原理控制由rf收发器372a-372n、rx处理电路376和tx处理电路324进行的前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。控制器/处理器378也可以支持附加功能，诸如更高级的无线通信功能。例如，控制器/处理器378可以执行诸如由bis算法执行的盲干扰感测(bis)处理，并且对减去了干扰信号的接收信号进行解码。可以由控制器/处理器378在enb102中支持多种其它功能中的任何一种。在一些实施例中，控制器/处理器378包括至少一个微处理器或微控制器。
控制器/处理器378还能够运行驻留在存储器380中的程序和其它处理，诸如基本os。控制器/处理器378还能够支持如本公开的实施例中描述的具有2d天线阵列的系统的信道质量测量和报告。在一些实施例中，控制器/处理器378支持实体之间的通信，诸如webrtc。控制器/处理器378可以根据运行中的处理的要求将数据移入或移出存储器380。
控制器/处理器378还耦接到回程或网络接口335。回程或网络接口382允许enb102在回程连接上或在网络上与其它设备或系统通信。回程或网络接口382可以支持在任何适当的有线或无线连接上的通信。例如，当enb102被实现为蜂窝通信系统(诸如支持5g、lte或lte-a的一个系统)的一部分时，回程或网络接口382可以允许enb102在有线或无线回程连接上与其它enb通信。当enb102被实现为接入点时，回程或网络接口382可以允许enb102在有线或无线局域网上或者在有线或无线连接上向更大网络(诸如互联网)通信。回程或网络接口382包括支持在有线或无线连接上通信的任何适当结构，诸如以太网或rf收发器。
存储器380耦接到控制器/处理器325。存储器330的一部分可以包括随机存取存储器(ram)，并且存储器380的另一部分可以包括闪速存储器或其它只读存储器(rom)。在某些实施例中，多个指令，诸如bis算法存储在存储器中。多个指令被配置为使得控制器/处理器378执行bis过程并且在减去由bis算法确定的至少一个干扰信号之后对接收到的信号进行解码。
如下面更详细描述的，enb102的发送和接收路径(使用rf收发器372a-372n、tx处理电路374和/或rx处理电路376实现)支持与频分双工(fdd)小区和时分双工(tdd)小区的聚合的通信。
尽管图3b示出了enb102的一个示例，但可以对图3b做出各种改变。例如，enb102可以包括任何数目的图3所示的每个组件。作为具体示例，接入点可以包括许多回程或网络接口382，并且控制器/处理器378可以支持路由功能以在不同网络地址之间路由数据。作为另一具体示例，尽管示出为包括tx处理电路374的单个实例和rx处理电路376的单个实例，但enb102可以包括每一个的多个实例(诸如每个rf收发器一个)。
当支持全维度多输入多输出(fd-mimo)(使用大型二维天线阵列)时，需要用于lte增强的高性能、可扩展(关于发送天线的数目和几何形状)并且灵活的信道状态信息(csi)反馈框架和结构。为了实现高性能，在enb处需要更准确的csi(在量化的mimo信道方面)，特别是对于fdd场景。在这种情况下，可能需要替换现有lte标准化(如，rel.12)的预编码框架(基于pmi的反馈)。然而，在反馈要求方面，反馈量化信道系数可能是过大的。在本公开中，对于提出的替选反馈方案，fd-mimo的以下属性被包括在内：
●针对每个ue使用紧密间隔的大型2d天线阵列(主要针对高波束形成增益而不是空间复用)以及相对小的角度扩展：这允许基于基函数/向量的固定集合的量化信道反馈的“压缩”或“维度降低”。
●作为fd-mimo的目标场景的低移动性：以低速率更新信道量化参数(诸如信道角度扩展)的可能性，例如使用ue特定的更高层信令。此外，还可以累积执行csi反馈。
在本公开中，描述了用于fd-mimo的可扩展和fdd使能的csi反馈方案，其中下行链路信道根据基函数/向量的有限集进行量化以减少需要量化并且从ue报告到enb的系数的数目。提出的方案的高级过程如下(假设使用2d天线阵列)：
●从接收到至少一个ul信号(例如，上行链路探测参考信号(ul-srs)、上行链路解调参考信号(ul-dmrs))，enb102测量与每个ue相关联的关联ul到达角(aoa)扩展，在仰角(顶点)和/或方位角维度中分别表示为[θmin,θmax]和/或[φmin，φmax]。这些参数用于与相应ue相关联的ulaoa简档(或通常是与相应ue相关联的ulaoa简档的部分)。
●获得的aoa值(θmin，θmax，φmin，φmax)或简档经由ue特定介质(诸如更高层rrc信令或动态bch(d-bch))被用信号发送到ue。还可以用信号发送一些其它参数。这些配置参数与信道量化子方案(对应于基函数/向量的减少的子集)的选择相关联。
●接收到配置参数时，ue根据配置的子方案对mimo信道进行量化，并且经由上行链路信道向enb102报告(反馈)经量化的信道。
●每当enb102更新配置参数时，重复以上所列的三个步骤。
提出的csi反馈升级需要一些大量的附加标准化。这相当多地偏离了rel.12ltecsi反馈范例。然而，随着天线阵列的规模增加，如果高性能fd-mimo是lte(尤其是在fdd场景中)未来演进的目标，则这样的演进路径最终不可避免。
本公开中描述的方法的优点包括如上所述与直接信道量化相比，通过子空间减少的从量化系数到显著更小的数目的开销减少。还可以使用例如特征向量分解(evd)或奇异值分解(svd)在ue处导出基函数/向量，并且将它们反馈到enb。然而，即使当采用正则化时，已知evd/svd预编码器对误差敏感(这导致无意的信号空间消除)。在这个意义上，基函数/向量的固定集趋向更加鲁棒。
图4a和图4b表示由布置在4×4矩形格式中的16个双极化天线元件构成的两个示例二维(2d)天线阵列400、410。在该示例中，每个标记的天线元件逻辑地映射或索引到单个天线端口上。图4a和图4b所示的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下可以使用其它实施例。
通常，一个天线端口可以对应于经由虚拟化方案组合的多个天线元件(物理天线)。图4a或图4b所示的4×4双极化阵列随后可被视为天线元件的16×2＝32元件阵列。垂直维度(由4行组成)有助于仰角波束成形，并且在水平维度(由4列双极化天线组成)上的方位角波束成形之外。rel.12lte标准化中的mimo预编码(根据ts36.211第6.3.4.2、6.3.4.4节和ts36.213第7.2.4节)主要设计为提供用于一维天线阵列的预编码增益。尽管固定波束成形(即，天线虚拟化)可在仰角维度上实现，但它不能收获由信道的空间和频率选择性质提供的可能增益。
在rel.12lte中，可以使用小区特定参考信号(crs)(参见ts36.211第6.3.4.2节)或ue-rs(参见ts36.211第6.3.4.4节)执行mimo预编码(用于空间复用)。在任一情况下，在空间复用模式下操作的每个ue被配置为报告包含pmi(即，预编码码本索引)的csi。pmi报告从标准化码本的以下集合中的一个导出：
●两个天线端口：{ts36.211表6.3.4.2.3-1}
●四个天线端口：{ts36.211表6.3.4.2.3-2}或{ts36.213表7.2.4-0a，b，c和d}
●八个天线端口：{ts36.213表7.2.4-1,2,3,4,5,6,7和8}
如果enb102遵循ue的pmi建议，则预计enb102根据建议的预编码向量/矩阵(对于给定的子帧和prb)对其发送的信号进行预编码。无论enb102是否遵循ue的建议，ue102都被配置为根据以上预编码码本来报告pmi。这里，pmi(其可由单个索引或一对索引组成)与大小为ntx×nl的预编码矩阵w相关联，其中ntx是天线端口的总数并且nl是传输层的数目。随着天线元件的数目增加(例如，多达8行的四个双极化天线，共计64个元件)，需要显著更大的预编码码本。此外，随着多用户mimo(mu-mimo)成为主要调度策略，获得来自单用户pmi的良好的多用户配对和信道质量指示(cqi)(从活动的ue接收)已证明是具有挑战性的。因此，rel.12ltecsi反馈范例限制了fd-mimo的潜力，特别是在fdd场景中，其中信道互易最多受限于长期信道统计。
此外，csi-rs资源是昂贵的并且必须有效管理。因此，期望减少每个ue的csi-rs资源的数目以及提高csi-rs覆盖。
因此，对于使用2d天线阵列(因此2d预编码)的fd-mimo，对高性能、关于发送天线的数目和几何形状的可伸缩以及灵活的csi反馈框架和结构(除了对csi-rs资源有效利用外)的需求是明显的。为了实现高性能，在enb102处需要更准确的csi(优选地在量化的mimo信道方面)。这尤其用于fdd场景的情况，其中短期dl-ul互易不可行。在这种情况下，可以替换先前的lte(例如rel.12)预编码框架(基于pmi的反馈)。然而，如前所述，在反馈要求方面，反馈量化信道系数可能是过大的。
本公开的实施例中，对于我们提出的方案，fd-mimo的以下属性被包括在内：
●针对每个ue使用紧密间隔的大型2d天线阵列(主要针对高波束形成增益而不是空间复用)以及相对小的角度扩展：这允许量化信道反馈的“压缩”或“维度降低”。在这种情况下，使用基函数/向量的集合，并且在这些基函数/向量的线性组合方面，量化基本上表示mimo信道。
●作为fd-mimo的目标场景的低移动性：以低速率更新量化参数(长期信道统计，诸如信道角扩展)的可能性，例如使用ue特定的更高层信令。此外，还可以累积执行csi反馈。
●以上两个属性还可用来对csi-rs执行预编码。因为每个ue的csi-rs端口的数目可被减少和/或csi-rs覆盖可被提高，所以这有助于csi-rs资源的更有效利用。
●尽管时变基函数/向量可被使用(例如，从evd或svd导出并且从ue反馈到enb)，但小信道角扩展保证使用主要从信道角扩展特性导出的基函数/向量的固定主集合。对于给定的信道角扩展特性，固定主集合(在ue和enb两者处都预先知道)的子集由enb选择并且用信号发送到ue。
图5示出了根据本公开的各种实施例的可以在其中实现部分预编码csi-rs处理的高级无线通信系统的一部分。图5所示的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下可以使用其它实施例。
参考图5，无线通信系统500包括至少一个基站(bs)102(有时也称为“节点b”，“演进型节点b”或“enb”)，并且通常包括多个基站(未示出)。第n个用户设备ue-n515(有时也称为“移动站”或“ms”)与基站102无线地通信。在示例性实施例中，基站102中的至少一个包括结合图4描述的天线阵列。基站102和用户设备ue-n中的每一个包括处理器(或可编程控制器等)，其耦接到无线收发器并且被配置为经由收发器控制信号的发送和接收以及执行与准备用于发送的信号和/或处理接收到的信号相关联的各种功能，诸如解调、解码等。
在该框架中，与每个ue(如，ue-n)相关联的整个tx预编码器可被写为如以下等式1中描述的那样：
w＝wlv.(1)
假设tx天线(在enb处)的总数为ntx并且发送秩(传输层的数目)为nl，则预编码器矩阵w的大小为ntx×nl。对于如图4中描绘的具有nr行和nc列的双极化阵列，tx天线的数目为ntx＝2nrnc。该预编码器可以是信道表示(诸如h(q，f)的信道量化，即与第q个rx天线和第f个子带相关联的信道)或预编码器/波束成形器表示(诸如对应于特征向量的向量或矩阵)。在第二种情况下，可以假设单用户(su)或多用户(mu)传输假设来计算预编码器。这里，wl表示可以与前述aod(离开角度)简档(由基向量/函数的子集组成)相关联的长期分量，并且v表示可以与长期分量的线性变换(诸如基函数/向量的子集的线性组合)相关联的短期分量。
波束505与使用ue-n515的预编码器矩阵wl部分预编码的至少一个csi-rs端口相关联。另外，波束510携带使用ue-n515的预编码器矩阵wlv预编码的传输数据。波束505缓慢适应，而光束510以相较于光束505更快的速率适应。
相应的csi反馈方案公开在2015年1月9日提交的标题为channelstateinformationreportingwithbasisexpansionforadvancedwirelesscommunicationssystems(“参考文献1”)的美国临时专利申请序列号no.14/593,711中，据此将其并入本公开中，如同在此完全阐述一样。在该专利申请中，结合短期预编码公开了基于以上属性的csi-rs资源利用方案。
下文提出了用于csi-rs的部分预编码的三种方法：方法1、2和3。
方法1：当dlaod简档估计(角度扩展和平均值/中值，或aod分布)在enb处可用时，csi-rs端口根据估计的dlaod简档被预编码。代替dlaod简档估计，可以使用至少一个长期dl信道统计。所得预编码csi-rs资源占用较少数目的端口。在诸如ul-dl双工距离不太大时保持ul-dl长期互易时，这尤其重要。在这种情况下，可以从测量至少一个ul信号获得长期dl信道特性的估计。
方法2：当dlaod简档估计或dl长期信道属性的估计不可用时，csi-rs端口根据给定子帧的预定子集被预编码。所得预编码csi-rs资源也占用较少数目的端口。在诸如ul-dl双工距离太大时不保持ul-dl长期互易时，这尤为重要。
方法3：该方法是方法1的变型，它对ue特定csi-rs预编码的可能覆盖增益和csi-rs资源的利用进行折衷。在该方法中，一组ue共享相同的csi-rs资源或相同的csi-rs资源集。
方法1：操作以上方法1的过程可以包括四个主要操作，如下的操作1-1至1-4。
在操作1-1中，enb获取dlaod简档的估计或长期dl信道特性的估计。为此，存在两个示例性方法：第一个选择是从ul信号接收(例如，ul-srs、ul-dmrs)，enb102测量ulaoa扩展的估计或与每个ue相关联的长期dl信道特性的估计。在aoa扩展的情况下，这在仰角(顶点)和方位角维度上分别表示为[θmin，θmax]和[φmin，φmax]。所以，enb通过扫描aoa值的整个范围执行aoa估计/测量。这产生粗略的aoa简档，其允许enb102估计aoa的范围。通过长期信道统计的互易，由于ul/dl多路径简档(长期统计)密切相关，所以对于特定ue，ulaoa的范围表示dlaod的范围。因此，enb102可以从ul估计dl多路径简档。
可以使用与用于dl传输的天线阵列或可用天线元件的子集相同的天线(2d)天线阵列进行ul测量。
操作1-1的第二个选择是，代替enb102，ue116可以测量dlaoa的范围或长期dl信道特性的估计，并且将其经由ul反馈信道报告给enb102。由于空间信道简档缓慢变化，所以低速率反馈是足够的。尽管以上讨论假设使用由
在操作1-2中，在获取用于每个ue(如，ue-n)的dlaod简档(或一般地，dl信道长期统计)的估计时，enb102确定要应用到分配给ue-n的csi-rs资源的ue特定预编码。关于等式1，该ue特定预编码器对应于wl。该ue特定分配包括ue特定预编码器wl和由enb102为ue-n选择的一组csi-rs端口二者。分配给ue-n的csi-rs端口的数目取决于在aod简档
○尽管为ue-n选择的子集是ue特定的，但所有可能的基向量的主集合对于所有的ue是公共的。
○在csi-rs端口的ue特定集方面、ue特定预编码器wl方面或两者方面，用于不同ue的分配可以重叠。重叠可以是部分或完全的。
○alt1-2-1：对于相同时间(子帧模式)和频率分配(与csi-rs资源相关联)，不同ue可被分配不重叠的基向量/函数子集。因此，在不同的基向量上在空间域中执行csi-rs资源复用。
○alt1-2-2：同样，对于基向量/函数的相同或重叠的子集，可以为不同ue选择不同的时间(子帧模式)和/或频率分配。因此，在时域和频域中执行csi-rs资源复用。
○alt1-2-3：又一可能性是在相同的时间和频率分配以及基向量/函数的相同子集内执行csi-rs资源的空间复用。尽管这是最有效的利用方案，但它在复用的csi-rs资源之间引起更多的干扰。
■为了确保合理的性能，该方案需要在每个ue处的多个rx天线(≥复用资源的数目)。
■对于alt1-2-3，为了能够辅助经由csi-rs的信道测量(尽管未要求)，enb102向属于子集选择的每个ue-n发送一些信息。这样的信息的示例包括所选子集中的基向量/函数的数目、部分预编码的csi-rs端口的数目、和/或所选子集上的部分或全部指示符。这可以经由更高层信令(诸如lte中的rrc)进行或者包括在ul授权(在参考文献1中详述子集选择的该dl信令)和/或dl分配的下行链路控制信息(dci)中。
在操作1-3中，当接收到其csi-rs以及相关联的配置信息时，ue-n在要测量的信道中执行信道测量，包括长期(例如，宽带)预编码器，即，h(q，f)wl。因此，enb102处与wl相关联的长期预编码操作对ue-n是透明的，因为它与测量的信道组合。该操作要对分配了csi-rs资源的每个ue进行。同样，ue不需要知道与enb102相关联或由enb102使用的基函数/向量的主集合。
在操作1-4中，一旦执行了操作1-3中的信道测量，ue-n响应于测量的信道选择短期(例如，频率选择性)预编码器。关于等式1，该预编码器是v，其实质上是基向量/函数(由wl表示)的所选子集的线性变换(例如，线性组合)，其对ue-n透明。预编码器v可以对应于dlmimo信道量化系数或者测量信道的至少一个特征向量或取自预编码码本的矩阵/向量的量化。该操作的细节在参考文献1和2014年10月31日提交的标题为codebookdesignandfeedbackproceduresformimowirelesscommunicationsystems(“参考文献2”)的美国临时专利申请no.62/073,782中描述，其中据此也将参考文献2并入本公开，如同在此完全阐述一样。
○enb经由半静态或动态方式向ue用信号发送nb(csi-rs端口的数目)的值。
○从所有ue和enb102已知的预定码本中选择预编码器v，以根据csi-rs端口的数目优化通过信道的吞吐量。因此，码本针对不同数目的预编码csi-rs端口进行标准化和设计。
给定一定数目的预编码的csi-rs端口的码本＝{v(0)，v(1)，...v(n-1)}，ue102基于性能度量选择优选的或建议的预编码器。例如，ue选择使m的结果最大化的最优预编码器v(pmi)，其中m是作为信道状态h和预编码器v的函数的性能度量：
m{h×v(0)}，m{h×v(1)}，...m{h×v(n-1)}-＞所选择的预编码器v可经由诸如pucch或pusch的ul信道报告给enb102。使用pucch，需要配置新的周期性报告机制(这里，可能需要多个pucch资源)。使用pusch，可以在enb102触发ue报告量化的dl信道系数的情况下利用非周期性的基于pusch的报告。
○在2d天线阵列的dl信道量化的情况下(在fd-mimo的情况下)，与每个极化(+45或-45)、第q个接收天线(ue处)和第f个子带相关联的信道矩阵h(q，f)的量化意味着计算等式2a或2b中的相对于基集{a(φk，θl)}k，l的扩展系数
○在一些实施例中，角度的子集{φk，θ1}k，1被选择以覆盖aod的范围[θmin，θmax]和[φmin，φmax]。nr×nc矩阵是针对给定aod对的发送天线阵列响应a(φk，θ1)。在多锥配置的情况下，等式2a应用到多个锥中的每一个：
○在一些实施例中，角度对的子集ω＝{(φk，θl)}被选择以表示多个锥，其中子集的元素被一对一映射到多个锥(由ω表示)。nr×nc矩阵如下等式2b的子集的发送天线阵列响应a(φk，θl)：
方法2：除方法1的操作1-1不执行外，方法2的过程类似于方法1。替代地，为每个ue(例如，ue-n)选取固定的预定子集选择作为操作2-1。该子集选择可被实现为随时间(子帧)和/或频率(re)变化的模式。例如，子集选择可以表示在时间和/或频率上的固定的预定跳频模式序列，其中针对不同的时间、频率或时频位置选择基函数/向量的不同子集。替选地，该模式可以只是不随时间或频率位置变化的固定子集。
●给定操作2-1中的模式，操作2-2通过选择关联的wl进行响应。否则，该操作(包括csi-rs资源分配)与方法1的操作1-2类似。
●方法2的操作2-3和2-4与方法1的操作1-3和1-4相同。
方法3：尽管方法1最大化每个ue的csi-rs波束成形增益(从而也最大化csi-rs覆盖增益)，但是当连接到enb的ue的数目大时，可能是不适合的。当csi-rs资源受限并且ue的数目大时，期望对ue特定的csi-rs波束成形增益和csi-rs资源利用进行折衷。该折衷在方法3中举例，这意味着基于组的csi-rs预编码。为了节省csi-rs资源，ue被划分成多个组，其中每组被分配一个csi-rs资源，或者一般地，csi-rs资源的公共集合。除了操作1-2外，方法3的过程类似于方法1：
方法3的操作3-1、3-3和3-4分别类似于方法1的操作1-1、1-3和1-4。
方法3的操作3-2：在获取所有ue的dlaod简档(或者一般地，dl信道长期统计)的估计时，enb102将所有这些ue划分成多个组，其中每组(例如，组n)被分配一个csi-rs资源或csi-rs资源的公共集合。关于等式1，该组特定的预编码器对应于wl。该组特定的分配包括组特定的预编码器wl和由enb102为组n选择的一组csi-rs端口。分配给组n的csi-rs端口的数目取决于所选择的基函数/向量的减少的子集。这是针对组n内的所有ue共同选择的。它可能与组n中的所有ue相关联的aod简档中的角度扩展
○尽管针对组n的选择的子集是组特定的，但所有可能的基向量的主集合是针对所有的ue组共同做出的。
○不同组的分配可能在csi-rs端口的ue特定集合方面、ue特定预编码器wl方面或两者方面上重叠。重叠可以是部分或完全的。
○(alt3-2-1)对于相同时间(子帧模式)和频率分配(与csi-rs资源相关联)，不同的组可被分配基向量/函数的非重叠子集。因此，在不同的基向量上在空间域中执行csi-rs资源复用。
○(alt3-2-2)同样，对于基向量/函数的相同或重叠的子集，可以为不同的组选择不同的时间(子帧模式)和/或频率分配。因此，在时域和频域中执行csi-rs资源复用。
○(alt3-2-3)又一可能性是在相同的时间和频率分配以及基向量/函数的相同子集内执行csi-rs资源的空间复用。尽管这是最有效的利用方案，但它在复用的csi-rs资源之间引起更多干扰。
■为了确保合理的性能，该方案需要在每组处的多个rx天线(≥复用资源的数目)。
■对于alt3-2-3，为了能够辅助经由csi-rs的信道测量(尽管未要求)，enb102向属于子集选择的每个组发送一些信息。这样的信息的示例包括所选子集中的基向量/函数的数目、部分预编码的csi-rs端口的数目和/或所选子集上的部分或全部指示符。这可以经由更高层的信令(诸如lte中的rrc)进行或者包括在ul授权(在参考文献1中详细描述该dl信令或子集选择)或dl分配的下行链路控制信息(dci)中。
○可以以各种方式进行ue的分组。
■一个实施例是基于ue的估计的dlaod简档或长期dl信道统计对ue进行分组。其dlaod简档或长期信道统计相似的ue被一起分组到一个组中。然后，该组ue被分配csi-rs资源的公共集合。
■如果使用估计的dlaod简档，则示例性的两步过程如下：步骤(i)：将所有ue划分成多个组，其中每个组由具有相似dlaod简档的ue组成；步骤(ii)：对于给定组g(n)，导出公共aod简档用于选择csi-rs资源的子集。该公共简档可以是相关联的aod简档的并集(例如，∪i∈g(n)
■如果使用诸如信道协方差矩阵的长期dl信道统计，则该矩阵可以用dft矩阵的线性组合来表示。基于扩展系数的强度(幅度)，导出公共基向量简档用于选择csi-rs资源的子集，类似于先前替选方案的步骤(ii)。所使用的基向量(来自主集合)的并集或交集可被用来导出该公共简档。
对于所有这三种方法，可以为不同的ue或不同的组使用相同的csi-rs端口的集合，但不同的ue特定或组特定的预编码器wl。除时间和频率位置(偏移)之外，这增加了可以在ue和组上分配的不同csi-rs资源分配的数目。图6是示出与以上方法1、2和3相关联的csi-rs的部分预编码操作的图。图6所示的实施例仅用于说明。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其它实施例。
这里，公共主集合在给定enb处由所有ue共享。csi-rs资源分配块610分别表示方法1、2和3的操作1-1、2-1和3-1。在该操作块中，基于ue特定或组特定的方式分配csi-rs资源。
然后基向量块615的主集合分别表示方法1、2和3的操作1-2、2-2和3-2。在该操作块中，依据基本选择标准(方法1、2或3)，为每个ue选择基函数/向量的子集，以形成用于csi-rs的预编码器。
预编码操作块620分别表示方法1、2和3的操作1-3、2-3和3-3。在该操作块中，向相应ue分配的csi-rs资源使用所选择的基函数/向量的子集进行预编码。
复用操作块625分别表示方法1、2和3的操作1-4、2-4和3-4。一旦预编码，所有预编码的csi-rs资源与数据、控制信令、dmrs和其它下行链路信号复用。所得复用信号被发送到所有txru以用于传输。
基函数/向量的选择及其相关联的信令
实施例1
对于具有足够小元件间间隔的2d双极化阵列，每个极化(+45或-45)a(φ，θ)可被写为如下(参见图7和图8)：
在该情况下，需要量化的信道系数
所提出的方案基于预定的基函数/向量的主集合来操作。该主集合被固定和构造以覆盖aod值的整个范围，即{(φ，θ)：φ∈[0，2π)∧θ∈[0，π)}。对于给定数目的行和列(nr，nc)，需要至少nr个值的θ(优选地良好间距跨度[0，π))和nc个值的φ(同样优选地间距跨度[0,2π))来构建完整的基集合(在多维复值域/空间中)。可以从对应于等式2a和/或等式3的均匀间隔的aod值中构造一个可能的完整(和紧密)的主集合：
在等式4中，主集合中的基函数的数目为nrnc。但是，出于各种原因，在实践中具有过完备(over-complete)的主集合是较好的，其可以通过对aod维度进行过采样来构造。这导致更大规模的主集合。例如，使用过采样因子ωr和ωc(>1的整数)，以下aod过采样方案可被用来构建大小为ωrωcnrnc的主集合：
实施例2
注意到，等式2a和等式3促进(或至少鼓励)aod域中的线性离散化。替选地，还可以将mimo信道表示为dft相域中的基函数/向量的线性组合，其为：
类似于第一实施例，在多锥配置的情况下，等式6和等式7应用于多个锥中的每一个。
类似于等式5，等式7中的δr和δc是过采样因子(≥1的整数，在非重叠dft波束的特殊情况下是1)，其产生重叠的dft波束。在这种情况下，如以下等式8a给出与等式6和等式7相关联的主集合：
l＝0，1，…，δrnr-1，k＝0，1，…，δcnc-1(8a)
如上所述，过采样因子1对应于非重叠波束，即临界采样的dft向量。类似地，需要量化的信道系数
在实施例1和2中，为每个ue选择值{k0，k，l0，l}，使得由
实施例3
从实施例1或2开始，如果将等式2/2b或等式6中的信道表示应用于信道特征向量而非信道本身，则可以实现另一个级别的维度的降低。使用等式2b来示出该方法(本领域技术人员应当容易地扩展到等式2或等式6的情况)，过程如下：
●对于每个极化和频率子带的dlmimo信道执行特征分解或奇异值分解。这里，与不同接收天线相关联的信道被连结成一个信道矩阵。
●基于选择的ri(例如，n＝1或2)，ue116选择n个优势(最强)特征向量(或右奇异向量)，并且对应的特征值被反映/捕获在与ri一起报告的n个cqi值中。
●由于ue位于一个或几个小角锥内，所以n个特征向量(用于每个极化和频率子带)中的每一个允许以下近似(参见等式2b))。
这里vec{x}通过堆叠x的所有列向量而将矩阵x转换为向量。
●对于n个特征向量中的每一个，系数
●一旦enb102从ue116接收到报告，enb102就根据等式8b重建n个特征向量中的每一个。
一般而言，该实施例捕获ue116反馈和enb102对n个传输层的n个量化预编码向量的重建，其中n个预编码向量(特殊情况下n＝1或2)中的每一个根据等式2a/2b或等式6中的信道表示量化，如体现在等式8b中的。相关联的cqi值对应于ri的值和n个预编码向量的选择。预编码向量是特征向量的以上实施例是示例性的。
对于所有前述实施例1、2和3，需要量化方案。给定以上信道表示参数，将由ue计算系数
系数
●由于系数
●替选地，首先将系数的实部和虚部分开，然后在固定长度n的向量中向量化，最后使用向量码本进行向量量化。向量码本可以在欧几里德空间中的n维区域中是均匀的或不均匀的。
○在一个设计中，向量码本对于实分量和虚分量是不同的。
○在另一设计中，相同向量码本用于实分量和虚分量两者。
■在一个向量化方法中，向量由系数的所有实分量或所有虚分量组成。
■在另一向量化方法中，向量由系数的实分量和虚分量二者组成。例如，相同系数的实分量和虚分量彼此挨着放置在相同向量或两个相邻向量(实分量是该向量的最后一个元素，而虚分量是相邻向量的第一个元素)中。
■在另一向量化方法中，实分量和虚分量根据预定义的排列放置。
●替选地，使用幅度和相位码本分别量化系数的幅度和相位。
○幅度码本可以是标量码本，其中每个系数的幅度被单独量化。幅度码本可以在(al，ah)中是均匀的或不均匀的，其中0≤al＜ah是正数。
○替选地，幅度码本还可以是向量码本，其中所有系数的幅度(固定长度n)首先被向量化，然后使用向量幅度码本进行量化，该向量幅度码本可以在正象限的n维区域中是均匀的或不均匀的。
○相位码本可以在(αl，αh)中是均匀的或不均匀的，其中0≤αl≤αh≤2π。
●在上述或其它码本设计中，ue116处的向量化和量化以及enb102处的重建和解向量化(提取实分量和虚分量)必须对齐。
●由于不同的向量化和量化方法将导致不同的码本，所以向量化和量化方法可以由enb102配置，并且该配置可以与信道表示参数信令(见上文)一起用信号发送到ue116。依据配置的向量化和量化方法，ue116对系数进行向量化，并且使用对应的码本量化该向量。
●设计的码本可以是基础不可知或基础已知的。如果它是基础不可知的，则希望设计一种普遍适用于所有ue的码本，而不管其配置基础(a(φk，θl)orbk，l)。如果它是基础已知的，则码本设计可以特定于该基础，并且可以在基础之间改变。
●在一些设计中，码本可以是固定的并且不随时间自适应，并且它可以基于诸如二阶矩的一些信道统计而一次设计。在其它设计中，它可以随时间自适应，并且因此基于实际信道测量周期性地或非周期性地更新。该码本自适应可由enb与信道表示参数信令(见上文)一起或单独配置。
●在一些设计中，码本可以是非自适应的(预定的)，但是仅码本的子集用于给定的dl信道系数量化。在这种情况下，码本的不同子集由感兴趣的ue116在连续量化(和报告实例)上使用。在接收到反馈时，enb102可以考虑多个实例的报告以导出对应的dlmimo信道的较高分辨率表示。例如，可以在enb处在多个报告实例上执行线性过滤。由于在多个报告实例上使用不同的子集，所以对于给定的期望分辨率，可以减少反馈开销。它还允许enb102以最高可能的报告速率重建和更新dlmimo信道系数。
●可以单独执行信道系数计算和量化，其中首先计算信道系数，例如根据下面的等式9，然后将它们
●如果ue的信道驻留在多个锥中，即aod参数集{(θmin，θmax，φmin，φmax)}，则信道系数量化和反馈可以是共同的，或者它可以是锥体特定的。
ue和enb过程
一旦enb接收并解码来自ue-k的短期预编码器反馈v(具有
其它变型
与rel.12csi报告并行的操作
当等式1对应于dlmimo信道量化或特征向量量化(即，显式反馈)时，以下讨论适用。
尽管所提出的显式信道反馈有助于在enb102处的全链路自适应和调度，但是结合rel.12csi报告操作它可能是有益的。一些原因如下：
●与rel.12csi并行的操作可以简化测试(性能要求或互操作性)。
●rel.12csi可被用来至少传达dl干扰信息和/或任何相关的比例因子。
在这种情况下，enb102使用两种报告方案配置感兴趣的ue116：1)如上所述的dl信道反馈，2)rel.12csi反馈方案(例如，一个基于周期性的pucch和一个基于非周期性的pusch)。以下示例性实施例是可能的。
使用基于周期性的pucch的报告。结合显式dl信道反馈，配置周期性的csi报告。存在两种可能性：
○没有pmi(模式1-0或2-0)：这里ri向enb用信号发送建议的传输秩(假设单用户传输)。cqi可以指示建议的频谱效率(mcs)，假设在enb处具有单用户传输的给定预编码。该给定的预编码可以是固定的预编码向量/矩阵或最大比率传输(mrt)预编码向量/矩阵。
■一旦enb接收到该报告以及量化的dl信道，enb就可以推断出ue所经历的干扰等级(无论它是1-0的宽带还是2-0的窄带)。
■enb还可以基于其它配置参数或码本子集限制特征将ri限制为1或2。
○使用pmi(模式1-1或2-1)：当包含pmi时，使用对现有的rel.12预编码码本(2-、4-或8-天线端口码本)的引用。本质上，pmi是码本内的预编码矩阵的索引。当与fd-mimo相关联的天线端口的数目大于8(最可能是这种情况)时，可以使用所报告的pmi来用信号发送与水平天线阵列维度(其不超过例如8，见图4a或图4b)相关联的建议的预编码矩阵/向量。该pmi假设单用户传输。参考该pmi使用cqi/ri。
■一旦enb接收到该报告以及量化的dl信道，enb就可以推断出ue所经历的干扰等级(无论是1-1的宽带还是2-1的窄带)。
■enb还可以基于其它配置参数或码本子集限制特征将ri限制为1或2。
使用基于非周期性的pusch的报告。结合显式dl信道反馈，配置非周期性csi报告。与周期性报告类似，存在两种可能性：
○没有pmi(模式1-0、2-0或3-0)：这里ri向enb用信号发送建议的传输秩(假设单用户传输)。cqi可以指示建议的频谱效率(mcs)，假设在enb处具有单用户传输的给定预编码。该给定的预编码可以是固定的预编码向量/矩阵或最大比率传输(mrt)预编码向量/矩阵。
■一旦enb接收到该报告和量化的dl信道，enb就可以推断出ue所经历的相对干扰等级(无论它是1-0的宽带还是2-0/3-0的窄带)。
■enb还可以基于其它配置参数或码本子集限制特征将ri限制为1或2。
○使用pmi(模式1-2、2-1、3-1或3-2)：当包含pmi时，使用对现有的rel.12预编码码本(2-、4-或8-天线端口码本)的引用。本质上，pmi是码本内的预编码矩阵的索引。当与fd-mimo相关联的天线端口的数目大于8(最可能是这种情况)时，可以使用所报告的pmi来用信号发送与水平天线阵列维度(其不超过8，参见图4a或图4b)相关联的建议的预编码矩阵/向量。该pmi假设单用户传输。参考pmi使用cqi/ri。
■一旦enb接收到该报告和量化的dl信道，enb就可以推断出ue所经历的相对干扰等级(无论它是1-2的宽带还是2-1/3-1/3-2的窄带)。
■enb102还可以基于其它配置参数或码本子集限制特征将ri限制为1或2。
替选地，现有的rel.12csi报告机制(模式)可以用于主要向enb报告相关联的ue的干扰信息(或者一般地，干扰级别的指示)。在这种情况下，可以使用cqi字段来指示量化的干扰能力，或者指示建议的mcs级别(按照rel.12cqi定义)，假设预定义的预编码(如上所述)和/或传输秩。
除了依赖当前现有机制(如上所述)之外，显式信道反馈内容还可以被设计为包括cqi/ri。作为示例，考虑具有2个接收天线(2-rx)的ue-尽管本领域技术人员将能够将以下方案扩展到任何数目的接收天线。
enb实现方式
图9示出了用于以上部分预编码方案的实现csi-rs资源分配、部分预编码和复用的示例实施例。图9所示的实施例仅用于说明。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其它实施例。
这里示出了ue特定的预编码而非csi-rs资源特定的预编码。用于部分预编码csi-rs的操作框图900如下给出。
在子集选择块905中，给定n_p个csi-rs天线端口，每个ue(例如，ue-k)被分配一个或多个csi-rs资源。通过将多个n_p个csi-rs天线端口与ntx×n_p预编码矩阵wl相乘来执行预编码操作。
○(实施例4-1)ue特定预编码：对于每个ue(ue-k)，分配特定(部分)预编码器。在这种情况下，如果ue-k被分配了多个csi-rs资源，则一个ue特定预编码器wl用于所有分配的csi-rs资源。
○(实施例4-2)csi-rs资源特定预编码：替选地，对于每个csi-rs资源分配，使用特定(部分)预编码器。在这种情况下，如果ue-k被分配多个csi-rs资源，则一个资源特定预编码器wl用于每个分配的csi-rs资源，得到与ue-k相关联的多个预编码器。
在基向量块910的主集合中，基于相关联的子集选择和固定的预定的基向量或矩阵的主集合来确定预编码矩阵wl(ue特定的或资源特定的)。给定ue-k的子集选择，enb选择主集合内的子集以生成wl。子集选择由enb基于以下内容确定：1)至少一个ul信号的一些enb测量，或者2)来自ue-k的一些csi反馈。
○如果保持ul-dl长期互易，则可以使用第一替选方案，使得可以从至少一个ul信号中测量dlaod简档或长期dl信道统计。
■(实施例5-1)enb102调度或配置ue-k以发送至少一个ul探测参考信号(srs)。例如，在测量srs时，enb估计ulaoa简档。然后将该ulaoa简档转换为dlaod简档。enb使用该dlaod简档来确定子集选择。
■(实施例5-2)替选地，enb102利用与ulsrs不同的至少另一ul信号。一些示例是uldmrs(解调参考信号)、pusch和/或pucch。
■(实施例5-3)可以使用实施例5-1和5-2的组合。
○如果csi反馈与相关联的dlaod简档(可以由enb使用以导出wl)有关，则可以使用第二替选。一些示例包括指示wl的建议选择(例如，相对于码本定义)的pmi反馈和/或aod的量化和编码值。
■(实施例5-4)一种可能性是使用基于pucch的周期性csi报告用于报告pmi建议。由于预计wl变化缓慢，所以可以以类似于ri(在其周期性和pucch资源使用方面)的方式将其报告。例如，对于具有子模式1的pucch模式1-1，它与类似于rel.10w1的ri共同报告。在这种情况下，enb使用一个周期性csi报告模式及其周期性来配置ue-k(经由更高层信令)。然后，enb102经由pucch(或pusch，如果报告被捎带到pusch中以维持单载波约束)周期性地接收反馈。
■(实施例5-5)另一可能性是使用基于pusch的非周期性csi报告。在这种情况下，enb102向ue-k发送ul授权中的非周期性csi请求/触发。在指定数目的子帧(tti)之后，enb102接收pusch上的pmi建议。
至少一个csi-rs天线端口包括多个小区特定csi-rs端口的线性组合，其中线性组合响应于来自ue的第一反馈或来自ue的上行链路传输的测量。多个小区特定csi-rs端口的线性组合的数目响应于来自ue的第二反馈或来自ue的上行链路传输的测量。
注意，n_p(csi-rs天线端口的数目)的值可以是固定的(静态的)或变化的(半静态的或动态的)。如果可以改变，则可以基于aod简档测量和/或ue反馈来选择csi-rs天线端口n_p的数目(关于选择n_p的详细信息，参见：于2015年11月17日提交的标题为partiallyprecodedcsi-rs(channelstateinformationreferencesignal)foradvancedwirelesscommunicationsystem(“参考文献3”)的美国临时专利申请no.62/080,884，据此将其并入本公开，如同在此完全阐述一样；以及于2014年12月02日提交的标题为downlinksignalingforpartiallyprecodedcsi-rsandcsifeedback(“参考文献4”)的美国临时专利申请no.62/086,488，据此将其并入本公开，如同在此完全阐述一样。因此，由于n_p是wl的列数，所以n_p的选择与wl的选择有关(甚至相同)。
在预编码器块915中，分配给相应ue的csi-rs资源使用选择的基函数/向量的子集进行预编码。
在复用块920中，一旦预编码，所有预编码的csi-rs资源与数据、控制信令、dmrs和其它下行链路信号复用。所得复用信号被发送到所有txru以用于传输。
可以选择基向量的主集合来覆盖大范围的天线阵列。例如，矩形阵列允许mimo信道的表示作为dft相位域中的基函数/向量的线性组合。这在图6中示出(尽管是示例性的)。即：
在具有多个锥体的信道的情况下，等式9和10应用于多个锥体中的每一个。等式9中的参数δr和δc是产生重叠dft波束的过采样因子(≥1的整数，其中1作为非重叠dft波束的特殊情况)。在这种情况下，与公式9和10相关联的主集合如下给出：
l＝0，1，…，δrnr-1，k＝0，1，…，δcnc-1(11)
如上所述，过采样因子1对应于非重叠波束，即临界采样的dft向量。当(θmax-θmin)和(φmax-φmin)相对较小时，预计kl＜＜nrnc(这导致反馈需求的一些节省)。
图10是示出当应用ul-dl长期互易时的基向量子集选择处理的示例框图。图10所示的实施例仅用于说明。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其它实施例。
当可以假设ul-dl长期互易时，例如，当ul-dl双工距离足够小时，以下实施例适用。如果使用以上基于dft的主集合，则enb可以使用与预编码主集合相同的基向量集合来估计ulaoa简档(通过利用ul-dl长期互易而将被转换成dlaod简档)。
在相关器框1005中，将基向量的主集合表示为s＝{bk，l＝vec(bk，l)}，来自ue-k的一个或多于一个的ul信号(见以上的基向量的主集合框910，实施例5-1、5-2和5-3)由enb接收并且与由集合s中的所有基向量组成的相关器组相关。这里，vec(.)将矩阵的所有列向量堆叠成一个长向量。
在另外的处理框1015中，可以进一步处理相关器组的输出(例如，用于去相关或正则化)。这产生成简档：每个基向量bk,l的相关幅度。这里，去相关表示通常的最小二乘解，而正则化只是正则化的最小二乘法。当所有基向量彼此正交时，不需要去相关或正则化。
在转换框1020中，作为ulaoa简档的简档被处理，如果需要的话，将其转换成dlaod简档的估计。
在基向量子集选择框1025中，enb利用该简档为ue-k分配子集选择。对所有的ue都这样做。例如，enb可以通过利用aod简档上的阈值来选择与aod最紧密对齐的基向量(表示dft波束1030)的子集。给定阈值，导致足够高(例如，高于阈值)相关幅度的基向量被包括在所选择的子集中。
也可以迭代地将相关器块1005重复到基子集选择块1025。由于用于去相关的加权系数倾向于随着附加基向量被添加到先前(较小)子集上而变化，所以当使用去相关或正则化时，这可能是有益的。
为了利用ul-dl长期互易，期望与ul接收相关联的enb天线阵列响应和与dl传输相关联的enb天线阵列响应匹配(在阵列几何形状、天线元件的数目、每元件响应等方面)。
然而，实际上，可能通常仅使用所有可用天线元件的子集(其在enb处可用)用于ul接收。在这种情况下，ul接收器阵列的尺寸小于dl发送器阵列的尺寸。尽管可以选择天线元件的任何子集用于构成ul接收器阵列，但是可以使用以下示例实施例。
实施例6-1：可以选择具有相同总孔径的均匀间隔的天线元件子集(因此增大了元件间间距)。
实施例6-2：替选地，可以保持相同的元件间间隔。在这种情况下，这种设计导致更小的阵列孔径。
实施例6-3：还可以根据enb处的所选的(预定的)模式随时间改变天线元件的子集。在这种情况下，enb处的相关器组随时间变化，并且其输出也随时间变化。可以处理时变的输出(例如，使用滤波或内插/外推算法)以估计具有更精细分辨率的dlaod简档。
○例如，enb处所有可用天线元件或txru(其全部用于dl传输)可以被划分为p个阵列子集，其中每个阵列子集用于给定时间。时变模式执行从一个阵列子集跳到另一阵列子集，直到所有p子集在给定的时间量内被覆盖。
○在这样的时间段内，enb利用滤波内插/外推算法来导出具有更精细分辨率的dlaod简档。
○该方案需要在天线元件(rf)水平上的切换。这里至少有两种可能性：
■物理天线端口被虚拟化成多个固定(不可配置)子阵列，其中enb可以在ulaoa简档测量的一个时间段内从一个子阵列切换到另一子阵列。
■物理天线端口被虚拟化成多个可重配置子阵列(例如，使用可重新配置的rf组合器/分路器)，其中enb可以在ulaoa简档测量的一个时间段内从一个子阵列切换到另一子阵列。
如上所述，根据各种实施例的用户设备包括收发器、和与收发器可操作地耦接的处理器，其中处理器被配置为从基站通过信道接收使用第一预编码矩阵预编码的至少一个csi-rs端口，根据接收到的使用第一预编码矩阵预编码的至少一个csi-rs端口确定第二预编码矩阵，将所确定的第二预编码矩阵的索引发送给bs，并且从基站接收具有第一预编码矩阵和第二预编码矩阵的数据传输。其中，第一预编码矩阵根据至少一个上行链路(ul)信号的测量或来自多个ue中的每一个的csi反馈来确定。
另外，其中所述至少一个csi-rs端口被分配给每个组，并且其中每个组由所述多个ue的一部分形成。
另外，其中第一预编码矩阵是长期宽带预编码矩阵，并且其中第二预编码矩阵是短期预编码矩阵。
另外，其中所述至少一个csi-rs天线端口包括多个小区特定csi-rs端口的线性组合，并且其中所述线性组合响应于来自ue的第一反馈或来自ue的上行链路传输的测量。其中多个小区特定csi-rs端口的线性组合的数目响应于来自ue的第二反馈或来自ue的上行链路传输的测量。
尽管已用示例性实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员暗示各种改变和修改。意图是本公开涵盖落入所附权利要求的范围内的这些改变和修改。
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