在无线通信系统中提供用于分数波束成形的控制信息的方法和装置的制造方法

文档序号:9402340阅读:295来源:国知局
在无线通信系统中提供用于分数波束成形的控制信息的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信系统,并且更特别地,涉及用于在无线通信系统中提供用于 分数波束成形的控制信息的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 将给出对于作为可以应用本发明的无线通信系统的示例的第三代合作伙伴计划 长期演进(3GPP LTE)系统的简单描述。
[0003] 图1示出作为示例性无线通信系统的演进通用移动通信系统(E-UMTS)网络的配 置。E-UMTS系统是传统UMTS系统的演进,并且3GPP基于E-UMTS标准工作。E-UMTS还被称为 LTE系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的详情,分别参考"3fd Generation Partnership Project !Technical Specification Group Radio Access Network" 的版本 7 和版本 8〇
[0004] 参考图I,E-UMTS系统包括用户设备(UE)、演进节点B (eNode B或eNB)以及位于 演进UMTS陆地无线接入网络(E-UTRAN)的端部处并且连接到外部网络的接入网关(AG)。 eNB可以同时发送多个数据流用于广播服务、多播服务和/或单播服务。
[0005] 单个eNB管理一个或更多个小区。小区被设置为在I. 25Mhz、2. 5Mhz、5Mhz、10Mhz、 15Mhz和20Mhz的带宽中的一个带宽内操作,并且在该带宽中给多个UE提供下行链路(DL) 或上行链路(UL)发送服务。可以对不同小区进行配置以提供不同带宽。eNB控制到多个 UE的数据发送和从多个UE的数据接收。关于DL数据,eNB通过将DL调度信息发送到UE 来将DL数据应被发送的时频区域、编码方案、数据大小、混合自动重传请求(HARQ)信息等 通知给特定UE。关于UL数据,eNB通过将UL调度信息发送到UE来将UE可以发送数据的 时频区域、编码方案、数据大小、HARQ信息等通知给特定UE。在eNB之间可以定义用于发送 用户流量或控制流量的接口。核心网(CN)可以包括AG和用于UE的用户注册的网络节点。 AG基于跟踪区域(TA)管理UE的移动。TA包括多个小区。
[0006] 虽然无线通信技术的开发阶段研究了基于宽带码分多址(WCDM)的LTE,但是用 户和服务提供商的需求和期望日益增加。考虑到其它无线接入技术正在开发,要求新技术 演进实现未来竞争力。具体地,要求每位的成本减少、增加的服务可用性、频带的灵活使用、 简化结构、开放接口、UE的合适功耗等。

【发明内容】

[0007] 技术问题
[0008] 计划解决该问题的本发明的目标在于一种用于提供在无线通信系统中用于分数 波束成形的控制信息的方法和装置。
[0009] 技术解决方案
[0010] 本发明的目标可以通过提供一种用于在无线通信系统中的基站(BS)处使用大规 模天线阵列执行分数波束成形的方法来实现,该方法包括:按照行或者按照列将所述大规 模天线阵列划分为多个分区;将用于所述分数波束成形的控制信息发送到用户设备(UE); 从所述UE接收基于所述控制信息的反馈信息;以及通过使用用于所述分区的子预编码器 和链接所述分区的链接预编码器执行波束成形来将信号发送到所述UE。所述控制信息包括 关于所述分区的信息、关于与所述分区对应的导频图案的信息、关于所述链接预编码器的 信息以及指示所述分区是否属于相同发送点的信息中的至少一个。
[0011] 在本发明的另一方面中,在此提供一种用于在无线通信系统中使用大规模天线阵 列执行分数波束成形的发送装置,该发送装置包括:无线通信模块,所述无线通信模块被 配置成将信号发送到接收装置并且从接收装置接收信号;以及处理器,所述处理器被配置 成按照行或者按照列将所述大规模天线阵列划分为多个分区,以从所述接收装置接收反馈 信息,并且使用用于所述分区的子预编码器和链接所述分区的链接预编码器来执行波束成 形。基于先前由所述发送装置发送到所述接收装置的控制信息来生成所述反馈信息,并且 所述控制信息包括关于所述分区的信息、关于与所述分区对应的导频图案的信息、关于所 述链接预编码器的信息以及指示所述分区是否属于相同发送点的信息中的至少一个。
[0012] 在本发明的以上实施方式中,所述控制信息还可以包括指示是否应用所述分数波 束成形的信息。
[0013] 所述控制信息可以包括指示反馈信息配置模式中的一个的信息,并且所述反馈信 息配置模式可以是将关于所述子预编码器中的至少一个的信息包括在所述反馈信息中的 第一模式、将关于所述链接预编码器的信息包括在所述反馈信息中的第二模式以及不包括 关于所述子预编码器的信息和关于所述链接预编码器的信息的第三模式。在该情况下,所 述反馈信息可以包括基于所述导频图案的聚集确定的信道质量指示符(CQI)和秩指示符 (RI) 0
[0014] 如果所述大规模天线阵列按照列被划分为多个分区,则可以使用所述子预编码器 执行垂直波束成形,并且可以使用所述链接预编码器执行水平波束成形。或者,如果所述大 规模天线阵列按照行被划分为多个分区,则使用所述子预编码器执行水平波束成形,并且 使用所述链接预编码器执行垂直波束成形。
[0015] 基于所述反馈信息,可以确定所述子预编码器和所述链接预编码器中的一个。
[0016] 有益效果
[0017] 根据本发明的实施方式,可以在无线通信系统中有效地执行分数波束成形。
[0018] 本领域技术人员将想到,可以通过本发明实现的效果不限于以上特别描述的那 些,并且本发明的其它优点将从以下详细描述更清楚地理解。
【附图说明】
[0019] 被包括以提供本发明的进一步理解的附图示出本发明的实施方式,并且与说明书 一起用于解释本发明的原理。
[0020] 在附图中:
[0021] 图1示出作为无线通信系统的示例的演进通用移动通信系统(E-UMTS)网络的配 置。
[0022] 图2示出在用户设备(UE)和演进UMTS陆地无线接入网络(E-UTRAN)之间的符合 第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的无线电接口协议架构中的控制面协议 栈和用户面协议栈。
[0023] 图3示出物理信道和使用3GPP系统中的物理信道的普通信号发送方法;
[0024] 图4示出长期演进(LTE)系统中的无线电帧的结构;
[0025] 图5示出LTE系统中的下行链路无线电帧的结构;图6示出LTE系统中的上行链 路子帧的结构;
[0026] 图7示出普通多输入多输出(M頂0)通信系统的结构;
[0027] 图8和图9示出通过四个天线支持下行链路发送(4-Tx下行链路发送)的LTE系 统中的下行链路参考信号(RS)配置;
[0028] 图10示出在当前3GPP标准规范中定义的示例性下行链路解调参考信号(DMRS) 分配;
[0029] 图11示出在当前3GPP标准规范中定义的下行链路CSI-RS配置的信道状态信 息-参考信号(CSI-RS)配置#0 ;
[0030] 图12示出天线倾斜(antenna tilting)方案;
[0031] 图13是比较相关技术的天线系统与有源天线系统(AAS)的视图;
[0032] 图14示出示例性的基于AAS的用户设备(UE)-专用波束成形;
[0033] 图15示出基于AAS的二维波束发送场景;
[0034] 图16示出根据本发明的另一个实施方式的将对齐的分数预编码应用至均匀线性 阵列的示例;
[0035] 图17示出根据本发明的另一个实施方式的将按列对齐的分数预编码应用至方形 阵列的示例;
[0036] 图18示出根据本发明的另一个实施方式的将按行对齐的分数预编码应用至方形 阵列的示例;
[0037] 图19示出根据本发明的另一个实施方式的将按行组(row group-wise)对齐的分 数预编码应用至方形矩阵的示例;
[0038] 图20、图21和图22示出根据本发明的第三实施方式的用于分配导频图案的方法; 以及
[0039] 图23是根据本发明的实施方式的通信装置的框图。
【具体实施方式】
[0040] 本发明的结构、操作和其它特征将通过参考附图描述的本发明的实施方式容易地 理解。在此阐述的本发明的实施方式是本发明的技术特征应用到第三代合作伙伴计(3GPP) 系统的示例。
[0041] 虽然本发明的实施方式在长期演进(LTE)和LTE-Advanced(LTE-A)系统的上下文 中被描述,但是它们仅仅是示例性的。从而,本发明的实施方式可应用至任何其它通信系 统,只要以上定义对于通信系统有效即可。另外,本发明的实施方式在频分双工(FDD)的上 下文中描述,它们还可以通过一些修改应用至半-FDD(H-FDD)或时分双工(TDD)。
[0042] 术语"基站(BS)"可以用于覆盖包括射频拉远头(RRH)、演进节点B(eNB或 eNodeB)、接收点(RP)、中继等术语的意义。
[0043] 图2示出用户设备(UE)和演进UMTS陆地无线接入网络(E-UTRAN)之间的符合 3GPP无线电接入网标准的无线电接口协议架构中的控制面协议栈和用户面协议栈。控制面 是UE和E-UTRAN发送控制消息以管理呼叫的路径,并且用户面是发送从应用层生成的数据 (例如,语音数据或互联网分组数据)的路径。
[0044] 在第一层(LI)的物理(PHY)层将信息传输服务提供给其更高层(媒体接入控制 (MAC)层)。PHY层经由传输信道连接至MAC层。传输信道在MAC层和PHY层之间传递数 据。数据在发送器和接收器的PHY层之间的物理信道上被发送。物理信道使用时间和频率 作为无线电资源。具体地,物理信道被调制为正交频分多址(OFDMA)用于下行链路(DL),并 且被调制为单载波频分多址(SC-FDMA)用于上行链路(UL)。
[0045] 在第二层(L2)的MAC层经由逻辑信道,向其更高层(无线链路控制(RLC)层)提 供服务。在L2的RLC层支持可靠数据发送。RLC功能可以在MAC层的功能块中被实现。在 L2的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行头部压缩,以减少不必要的控制信息的量,并且从而 经由具有窄带宽的空中接口,有效地发送互联网协议(IP)分组,诸如,IP版本4 (IPv4)分 组或IP版本6 (IPv6)分组。
[0046] 在第三层(或L3)的最下部的无线资源控制(RRC)层仅在控制面上被定义。RRC 层控制关于无线电承载的配置、重配置和释放的逻辑信道、传输信道以及物理信道。无线电 承载是指在L2提供的服务,用于UE和E-UTRAN之间的数据发送。为此目的,UE和E-UTRAN 的RRC层相互交换RRC消息。如果在UE和E-UTRAN之间建立RRC连接,则UE处于RRC连 接模式,否则,UE处于RRC空闲模式。RRC层之上的非接入(Non-Access Stratum NAS)层 执行包括会话管理和移动性管理的功能。
[0047] 用于将数据从E-UTRAN传递到UE的DL传输信道包括承载系统信息的广播信道 (BCH)、承载寻呼消息的寻呼信道(PCH)以及承载用户业务或控制消息的共享信道(SCH)。 DL多播业务或控制消息或DL广播业务或控制消息可以在DL SCH或者单独定义的DL多播 信道(MCH)上被发送。用于将数据从UE传递到E-UTRAN的UE传输信道包括承载初始控制 消息的随机接入信道(RACH)和承载用户业务或控制消息的UL SCH。在传输信道之上定义 并且被映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共 控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)、多播业务信道(MTCH)等。
[0048] 图3示出物理信道和用于在3GPP系统中的物理信道上发送信息的一般方法。
[0049] 参考图3,当UE被加电或者进入新小区时,UE执行初始小区搜索(S301)。初始小 区搜索涉及获取到eNB的同步。具体地,UE将其定时同步到eNB,并且通过从eNB接收主同 步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)获取小区标识符(ID)和其它信息。然后,UE可以 通过从eNB接收物理广播信道(PBCH),获取小区中广播的信息。在初始小区搜索期间,UE 可以通过接收下行链路参考信号(DL RS)监控DL信道状态。
[0050] 在初始小区搜索之后,UE可以通过基于包括在HXXH中的信息,接收物理下行链 路控制信道(PDCCH)并且接收物理下行链路共享信道(PDSCH),获取详细系统信息(S302)。
[0051] 如果UE最初接入eNB或者不具有用于到eNB的信号发送的无线电资源,则UE可 以与eNB执行随机接入过程(S303至S306)。在随机接入过程中,UE可以在物理随机接入 信道(PRACH)上发送预定序列作为前导(S303和S305),并且可以在HXXH和与HXXH相 关联的I 3DSCH上接收对前导的响应消息(S304和S306)。在基于竞争的RACH的情况下,UE 可以另外执行竞争解决过程。
[0052] 在以上过程之后,UE可以从eNB接收PDCCH和/或PDSCH (S307),并且将物理上行 链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH)发送到eNB (S308),其是一般 DL和UL信道发送过程。特别是,UE在HXXH上接收下行链路控制信息(DCI)。在此,DCI 包括诸如用于UE的资源分配信息的控制信息。不同DCI格式根据DCI的不同使用而被定 义。
[0053] 控制信息(UE在UL上将该控制信息发送到eNB或者在DL上从eNB接收该控制信 息)包括DL/UL肯定应答/否定应答(ACK/NACK)信号、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵 索引(PMI)、秩指示符(RI)等。在3GPP LTE系统中,UE可以在PUSCH和/或PUCCH上发送 诸如CQI、PMI、RI等的控制信息。
[0054] 图4示出在LTE系统中使用的无线电帧的结构。
[0055] 参考图4,无线电帧为10ms (327200xTs)长,并且被划分为10个相等大小的子帧。 每个子帧为Ims长,并且被进一步划分为两个时隙。每个时隙为0. 5ms (15360xTs)长。在此, Ts表示采样时间,并且Ts=V(15kHzx2048) = 3. 2552x10 8(约33ns)。时隙包括在时域中 的多个正交频分多路复用(OFDM)符号或SC-FDMA符号乘以在频域中的多个资源块(RB)。 在LTE系统中,一个RB包括12个子载波乘以(by) 7 (或6)个OFDM符号。数据被发送的单 位时间被定义为发送时间间隔(TTI)。可以以一个或更多
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