用于MIMO天线阵列中的数据预编码的方法和设备与流程

本公开的各种实施例涉及在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法和设备。

背景技术：

在当前的信道状态信息参考信号(csi-rs)的传输中，已经公开了基于非预编码的csi-rs、波束成形的csi-rs(k>1)，以及波束成形的csi-rs(k＝1)的csi-rs资源的传输方法和信道状态信息(csi)的报告方法，其中k表示用于每个csi-rs中的csi-rs资源。

在单一csi-ra传输方案中，可以由基站选择上述一种的方案并通过无线电资源控制(rrc)信令以非常长的周期通知ue。在这些方案中，非预编码的csi-rs方案最为灵活，但这种方案对于长期和短期csi-rs报告需要较高的csi-rs开销。小区特定的波束成形csi-rs(k＝1)由于有限的csi-rs资源，使得具有在垂直方向上较低的垂直预编码分辨率。而ue特定的波束成形csi-rs(k>1)方案在频分双工(fdd)系统中获得长期csi并不可靠。

技术实现要素：

为了解决上述以及其他潜在的问题，本公开的实施例提供了用于mimo天线阵列中的数据预编码的方法和设备。

本公开的第一方面提供了一种在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法，包括：响应于在用户设备处接收到基站利用mimo天线阵列经非预编码的波束发送的第一csi-rs信号，向基站发送第一长期宽带信道特性，以便mimo天线阵列执行对波束进行波束成形；从基站接收经波束成形后的波束发送的第二csi-rs 信号；响应于接收到第二csi-rs信号，向基站发送第二长期宽带信道特性；从基站接收经波束成形后的波束发送的第三csi-rs信号；以及响应于接收到第三csi-rs信号，向基站发送短期窄带特性信息，以便基站执行对数据的预编码。

本公开的第二方面提供了一种在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法，包括：响应于在用户设备处接收基站利用mimo天线阵列经波束成形后的多个波束发送的多个第二csi-rs信号，向基站发送第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性，以便mimo天线阵列从多个波束中选择波束；从基站接收经所选择的波束发送的第三csi-rs信号；响应于接收到第三csi-rs信号，向基站发送短期窄带特性信息，以便基站执行对数据的预编码。

本公开的第三方面提供了一种在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法，包括：在基站处向用户设备利用mimo天线阵列经非预编码的波束发送第一csi-rs信号；从用户设备接收第一长期宽带信道特性；基于第一长期宽带信道特性对波束进行波束成形；向用户设备、经波束成形后的波束发送第二csi-rs信号；从用户设备接收第二长期宽带信道特性；向用户设备、经波束成形后的波束发送第三csi-rs信号；从用户设备接收短期窄带特性；以及基于第一长期宽带信道特性、第二长期宽带信道特性、以及短期窄带特性，执行对数据的预编码。

本公开的第四方面提供了一种在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法，包括：在基站处向用户设备、利用mimo天线阵列经波束成形后的多个波束发送多个第二csi-rs信号；从用户设备接收第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性；基于第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性，从多个波束中选择波束；向用户设备、利用所选择的波束发送第三csi-rs信号；从用户设备接收短期窄带信道特性；基于第一长期宽带信道特性、第二长期宽带信道特性、以及短期窄带特性，执行对数据的预编码。

本公开的第五方面提供了一种用户设备，包括控制器和收发器， 控制器被配置为控制收发器执行本公开第一方面的方法。

本公开的第六方面提供了一种用户设备，包括控制器和收发器，控制器被配置为控制收发器执行本公开第二方面所述的方法。

本公开的第七方面提供了一种基站，包括：多输入多输出mimo天线阵列；收发器；以及控制器，控制器被配置为使基站执行本公开第三方面所述的方法。

本公开的第八方面提供了一种基站，包括：多输入多输出mimo天线阵列；收发器；以及控制器，控制器被配置为使基站执行本公开第四方面所述的方法。

应当理解，发明内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过对附图中的示例实施例的描述，本公开的特征和优点将易于理解，在附图中：

图1示出了根据本公开的实施例的用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的示意性系统图；

图2示出了根据本公开实施例的在ue侧在用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法的流程图；

图3示出了根据本公开实施例的在基站侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法的流程图；

图4示出了根据本公开另一实施例的在ue侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法的流程图；

图5示出了根据本公开另一实施例的在基站侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法的流程图；

图6示出了根据本公开实施例的用户设备的框图；以及

图7示出了根据本公开实施例的基站的框图。

在所有附图中，相同或相似参考数字表示相同或相似元素。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的目的而描述，而非建议对本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。

术语“用户设备”(ue)是指能够与bs通信的任何设备。作为示例，ue可以包括终端、移动终端(mt)、订户台(ss)、便携式订户台(pss)、移动台(ms)或者接入终端(at)。“基站”(bs)可以表示节点b(nodeb或者nb)、演进节点b(enodeb或者基站)、远程无线电单元(rru)、射频头(rh)、远端射频头(rrh)、中继器、低功率节点，诸如微微基站、毫微微基站等。

本公开的各种实施例针对设计一种新的机制以实现混合类型csi-rs的传输。图1示出了用于在本公开各种实施例中的多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的示意性系统图。如图1所示，系统100包括基站130、安装在其上的mimo天线110以及ue120。如图1所示，mimo天线利用波束140向ue120传输数据以及csi-rs信号。波束可以是具有一定方向性的波束(例如，波束成形后的波束)或没有全向性的波束(例如，非预编码的波束)。

在诸如lte系统的通信系统中，已经研究了2dmimo天线阵列传输。例如，传统天线阵列是水平布置以在水平面上形成波束的。3dmimo信道传播建模也在最近的3gpp会议中被提出，并且已经被研究和提出了相应的方案以用于从3dmimo信道中获得可能性。

为了从3d的无线信道中获取更多可能的增益，2d有源天线阵列(aaa)系统已经被部署用于在垂直和水平方向形成3d波束。支持 非预编码csi-rs传输和波束成形的csi-rs传输的相应的解决方案在3gppran1会议中已经被讨论并接受。特别地，波束成形的csi-rs传输方案正处于热烈的讨论中，这是因为若干传输天线端口可以共享一个csi-rs端口资源以降低csi-rs传输开销。在这种情况下，两种解决方案已经被通过包含在今后的标准中，即k＝1的情况(小区特定)和k>1(ue特定)的情况，其中k表示用于每个csi-rs中的csi-rs资源。

与非编码csi-rs的机制相比，基于波束成形csi-rs的主要优势在于nzpcsi-rs的高效性以及通过将空间域的不同信道特性考虑进来的反馈资源利用，因此能够支持较大2d有源天线阵列。这个优势基于信道虚拟化(channelvirtualization)操作而获得，其通过对csi-rs资源上执行波束成形来将初始的高维度传播信道变换成一些低维度。

图2示出了根据本公开实施例的在ue侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法200。具体而言，方法200描述了基于非预编码csi-rs和小区特定的经波束成形的csi-rs的混合传输的方案。

在步骤202，响应于在ue120处，接收到基站利用mimo天线阵列经非预编码的波束发送的第一csi-rs信号，向基站发送第一长期宽带信道特性。如下文所述，基站130可以利用该第一长期宽带信道特性，对mimo天线阵列的波束进行波束成形。

根据本公开的一个实施例，该第一长期宽带信道特性是垂直方向的长期信道特性。在这样的实施例中，在步骤202，可以首先确定第一长期宽带信道特性。而后，从预定义的垂直码本中选择与第一长期宽带信道特性对应的垂直预编码矩阵。该垂直预编码矩阵可以以较长的周期被发送到基站。

接下来，在步骤204，从基站130接收经波束成形后的波束发送的第二csi-rs信号。作为响应，在步骤206，ue120向基站130发送第二长期宽带信道特性。在某些实施例中，第二长期宽带信道特性是水平方向的长期信道特性。在这样的实施例中，在步骤206，可以 首先确定第二长期宽带信道特性，而后从预定于的码本中选择与第二长期宽带信道特性对应的长期水平预编码矩阵，并且以长周期将该长期水平预编码矩阵发送到基站。

随后，在步骤208，从基站接收经波束成形后的波束发送的第三csi-rs信号。作为响应，在步骤210，ue120向基站130发送短期窄带特性信息。如下文所述，基站130利用该短期窄带特性信息执行对数据的预编码。

在某些实施例中，短期窄带信道特性是水平方向的短期信道特性。在这样的实施例中，在步骤210，可以首先确定短期窄带信道特性，而后从预定义的水平码本中选择与短期窄带信道特性对应的短期水平预编码矩阵，继而以短周期将短期水平预编码矩阵发送到基站。

需要指出，基站和ue可以例如共享预定义的垂直编码矩阵码本以及针对w1和w2的水平码本，或者也可能存在或最新设计出单一的预编码矩阵指示器(pmi)反馈码本。同样需要指出，在上述向基站的报告csi的过程中，预编码矩阵(即，预编码器)可以以任意形式的信息被报告，诸如预编码矩阵指示器(pmi)、波束指示器(bi)、csi-rs资源指示器等。

还需要指出，在方法200的执行过程中，ue120需要判断基站130发送来的csi-rs信号是第一、第二还是第三csi-rs信号。在某些实施例中，这可以基于来自基站130的无线电资源控制(rrc)信令来实现。

在已有的混合csi-rs传输方案中，csi-rs类型将动态变化或同时作用以提供宽带长期csi和窄带短期csi。使用不同类型的csi-rs发送和csi报告的混合机制在之前并没有被限定。尤其是如何通知ue正在使用哪个csi-rs传输类型，以及如何利用ue行为反馈csi也没有被公开。这使得上述附加步骤201尤其有利。

表1中示出了与上述rrc信令的编码值一一对应的多种类型的csi-rs传输。这使得ue可以知道来自基站的csi-rs传输类型，以及能够确保ue采用对应的行为。

表1

上述具有长周期和短周期csi报告的双csi处理实现了混合csi-rs类型的方案。利用这一方法，基站将定义两个独立的csi发送和汇报过程。例如，如果针对不同过程的csi测量被设定不同优先级，则不同的csi报告过程的csi-rs资源可以重叠。并且在一个子帧上仅可以应用一个csi测量。如果针对不同过程的csi测量没有被设定不同优先级，则不同的csi报告过程的csi-rs资源必须不能重叠。两个csi测量甚至可以应用在相同的子帧上。

需要指出，长期csi传输以及报告可以是非周期性的，并且短期csi传输和报告可以是周期性或非周期性的。利用这一机制，将仅具有以短期csi测量为目的的csi传输和报告。长期csi传输和报告将由下行控制信息(dci)形式或随机接入响应授权(randomaccessresponsegrant)来触发。在这种情况下，dci形式和机接入响应授权应当为扩展成包括对触发的csi-rs传输和报告类型的指示。如下 面表2所示。

表2

图3示出了根据本公开实施例的在基站侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法300。具体而言，方法300同样描述了基于非预编码csi-rs和小区特定的经波束成形的csi-rs的混合传输的方案。

在步骤302，在基站处向用户设备利用mimo天线阵列经非预编码的波束发送第一csi-rs信号。此后，在步骤304，从用户设备接收第一长期宽带信道特性。在某些实施例中，第一长期宽带信道特性是垂直方向的长期信道特性。在这样的实施例中，在步骤304，可以以长周期从用户设备接收与第一长期宽带信道特性对应的垂直预编码矩阵。而后，基站130在步骤306基于接收到的第一长期宽带信道特性对波束进行波束成形，并且在步骤308向用户设备以经波束成形后的波束发送第二csi-rs信号；

接下来，在步骤310，基站130从用户设备接收第二长期宽带信道特性。在某些实施例中，第二长期宽带信道特性是水平方向的长期信道特性。在某些实施例中，在步骤310，可以包括以长周期从用户设备接收与第二长期宽带信道特性对应的长期水平预编码矩阵。而后，基站130在步骤312，向用户设备、经波束成形后的波束发送第三csi-rs信号。

接下来，在步骤314，从用户设备接收短期窄带特性。根据本公开的一个实施例，短期窄带信道特性是水平方向的短期信道特性。根据本公开的一个实施例，步骤314可以包括以短周期从用户设备接收与短期窄带信道特性对应的短期水平预编码矩阵。

最后，方法300进行到步骤316，在此，基于第一长期宽带信道特性、第二长期宽带信道特性、以及短期窄带特性，执行对数据的预编码。根据本公开的具体实施例，根据上述方法步骤中确定的垂直预编码矩阵、长期水平预编码矩阵以及短期水平预编码矩阵共同执行对数据的预编码。

需要指出，方法300还可以包括附加的步骤301(未示出)，在此，向用户设备发送无线电资源控制信令，无线电资源控制信令用于识别用户设备接收到第一csi-rs信号、第二csi-rs信号或第三csi-rs信号。

图4示出了根据本公开另一实施例的在ue侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法400。具体而言，方法400描述了基于小区特定的经波束成形的csi-rs和基于ue特定的csi-rs的混合传输的方案。现参考图1对图4中所示方法400进行详细描述，方法400包括下列步骤：

在步骤402，响应于在用户设备处接收基站利用mimo天线阵列经波束成形后的多个波束发送的多个第二csi-rs信号，向基站发送第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性，以便mimo天线阵列从多个波束中选择波束。根据本公开的一个实施例，第一长期宽带信道特性是垂直方向的长期信道特性，并且第二长期宽带信道特性是水平方向的长期信道特性。根据本公开的一个实施例，步骤402可以包括确定第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性；从预定义的垂直码本中和水平码本中分别选择与第一长期宽带信道特性对应的垂直预编码矩阵和与第二长期宽带信道特性对应的长期水平预编码矩阵；以及以长周期将垂直预编码矩阵和长期水平预编码矩阵发送到基站。接下来，在步骤404，从基站接收经所选择的波束发送的第三csi-rs信号。

在步骤406，响应于接收到第三csi-rs信号，向基站发送短期窄带特性信息，以便基站执行对数据的预编码。根据本公开的一个实施例，短期窄带信道特性是水平方向的短期信道特性。根据本公开的 一个实施例，步骤406可以包括确定短期窄带信道特性；从预定义的水平码本中选择与短期窄带信道特性对应的短期水平预编码矩阵；以及以短周期将短期水平预编码矩阵发送到基站。

与方法200类似，方法400也可以包括附加的步骤401(未示出)，在此，接收由基站发送的无线电资源控制信令，以及基于无线电资源控制信令，识别接收到第一csi-rs信号、第二csi-rs信号或第三csi-rs信号。

图5示出了根据本公开另一实施例的在基站侧用于在多输入多输出mimo天线阵列中对数据进行预编码的方法500。具体而言，方法500描述了基于小区特定的经波束成形的csi-rs和基于ue特定的csi-rs的混合传输的方案。现参考图1对图5中所示方法500进行详细描述，方法500包括下列步骤：

在步骤502，在基站处向用户设备、利用mimo天线阵列经波束成形后的多个波束发送多个第二csi-rs信号。例如，预先给出4个波束。

在步骤504，从用户设备接收第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性。根据本公开的一个实施例，第一长期宽带信道特性是垂直方向的长期信道特性，并且第二长期宽带信道特性是水平方向的长期信道特性。根据本公开的一个实施例，步骤504可以包括以长周期从用户设备接收与第一长期宽带信道特性对应的垂直预编码矩阵以及与第二长期宽带信道特性对应的长期水平预编码矩阵。

在步骤506，基于第一长期宽带信道特性和第二长期宽带信道特性，从多个波束中选择波束。例如，从上述给出的4个波束中选择其中一个波束。在步骤508，向用户设备、利用所选择的波束发送第三csi-rs信号。

接下来，在步骤510，从用户设备接收短期窄带信道特性。根据本公开的一个实施例，短期窄带信道特性是水平方向的短期信道特性。根据本公开的一个实施例，步骤510可以包括以短周期从用户设备接收与短期窄带信道特性对应的短期水平预编码矩阵。

在步骤512，基于第一长期宽带信道特性、第二长期宽带信道特性、以及短期窄带特性，执行对数据的预编码。根据本公开的一个实施例，根据上述方法步骤中确定的垂直预编码矩阵、长期水平预编码矩阵以及短期水平预编码矩阵共同执行对数据的预编码。

与方法300类似，方法500也可以包括附加的步骤301(未示出)，在此，向用户设备发送无线电资源控制信令，无线电资源控制信令用于识别用户设备接收到第一csi-rs信号、第二csi-rs信号或第三csi-rs信号。

图6示出了根据本公开实施例的用户设备600的框图。如图所示，用户设备600包括控制器602和收发器604。收发器604被控制器602控制用于执行上述方法200和/或400中的中的全部接收和发送操作。

图7示出了根据本公开实施例的基站700的框图。如图所示，基站700包括多输入多输出mimo天线阵列702，mimo天线阵列702被配置为执行上述方法300和/或500。基站700还包括收发器704，收发器用于执行接收和发送操作。基站700还包括控制器706，控制器706被配置为使基站700执行上述方法300和/或500。例如，控制器704可以控制基站700执行波束成形操作以及对数据的预编码操作。

总体而言，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任意组合实施。一些方面可以以硬件实施，而其它一些方面可以以固件或软件实施，该固件或软件可以由控制器、微处理器或其它计算设备执行。虽然本公开的各种方面被示出和描述为框图、流程图或使用其它一些绘图表示，但是可以理解本文描述的框、设备、系统、技术或方法可以以非限制性的方式以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备或其一些组合实施。

此外，虽然操作以特定顺序描述，但是这不应被理解为要求这类操作以所示的顺序执行或是以顺序序列执行，或是要求所有所示的操作被执行以实现期望结果。在一些情形下，多任务或并行处理可以是有利的。类似地，虽然若干具体实现方式的细节在上面的讨论中被包含，但是这些不应被解释为对本公开的范围的任何限制，而是特征的 描述仅是针对具体实施例。在分离的一些实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地执行。相反对，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分离地实施或是以任何合适的子组合的方式实施。

虽然本公开以具体结构特征和/或方法动作来描述，但是可以理解，在所附权利要求书中限定的技术方案的范围并不必然限于上述具体特征或动作。换言之，以上描述的仅仅是本公开的可选实施例。对于本领域的技术人员来说，本公开的实施例可以存在各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等效替换、改进等，均包含在本公开的保护范围之内。