在支持多个天线的无线通信系统中的有效反馈的方法和设备的制造方法
【专利说明】在支持多个天线的无线通信系统中的有效反馈的方法和设 备
[0001] 本申请是申请号为201180046372. 2、申请日为2011年9月26日、标题为"在支持 多个天线的无线通信系统中的有效反馈的方法和设备"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种无线通信系统，并且更具体地涉及用于在支持多个天线的无线通 信系统中执行有效反馈的方法和设备。
【背景技术】
[0003] 通常，以下详细描述多入多出（MM))技术。简而言之，MM)是多入多出的缩写。 MIM0技术使用多个发射（Tx)天线和多个接收（Rx)天线来改善发射/接收（Tx/Rx)数据的 效率，而现有技术通常使用单个发射（Tx)天线和单个接收（Rx)天线。换句话说，MHTO技 术允许发射端和接收端使用多个天线以便增大容量或改善性能。如果必要，则M頂0技术也 可以被称为多天线技术。为了正确地执行多天线发射，系统必须从被设计成接收多个 天线信道的接收端来接收关于信道的反馈信息。
[0004] 可以定义在传统MM0无线通信系统中从接收端向发射端反馈的各种反馈信息， 例如秩指示符（RI)、预编码矩阵索引（PMI)、信道质量信息（CQI)等。这样的反馈信息可以 被配置为适合于传统M頂0发射的信息。
[0005] 需要开发和向市场引入与传统MM0无线通信系统相比包括扩展的天线配置的新 系统。例如，虽然传统系统可以支持最多4个发射天线，但是具有扩展的天线配置的新系统 支持基于8个发射天线的MM0发射，导致增大了系统容量。
【发明内容】
[0006]【技术问题】
[0007] 支持扩展的天线配置的新系统被设计成执行比传统M頂0发射操作更复杂的M頂0 发射，使得不可能仅使用对于传统MM0发射操作定义的反馈信息来正确地支持用于该新 系统的MM0操作。
[0008] 本发明的目的是提供一种用于配置和发射反馈信息的方法和设备，该反馈信息用 于基于扩展的天线配置来正确地和有效率地支持M頂0操作。
[0009] 本发明的另外的优点、目的和特征将在随后的描述中部分地被给出，并且部分地 对于查看了下面的内容的本领域内的普通技术人员变得显然，或可以从本发明的实践来获 悉本发明的另外的优点、目的和特征。可以通过在所撰写的说明书及其权利要求以及附图 中具体指出的结构来实现和获得本发明的目的和其他优点。
[0010] 【技术解决方案】
[0011] 可以通过提供一种用于在无线通信系统中经由上行链路来发射下行链路发射的 信道状态信息（CSI)的方法来实现本发明的目的，所述方法包括：在第一子帧发射联合编 译的秩指示符（RI)和第一宽带（WB)预编码矩阵指示符（PMI);以及，在第二子帧发射宽带 信道质量指示符（WBCQI)和第二WBPMI，其中，通过第一PMI和第二PMI的组合来指示用 户设备（UE)优选的预编码矩阵，并且如果RI是秩-1或秩-2,则第一PMI指示子集之一，每 一个子集具有在预编码代码本的第一PMI的16个索引之中的8个索引。
[0012] 在预编码代码本中的第一PMI的每一个子集中包含的8个索引是在由被应用到下 行链路发射的预编码矩阵产生的波束之中的除了重叠的波束之外的索引。
[0013] 如果通过下面的表来表示用于秩-1的预编码代码本：
[0014] [表]
[0015]
[0016]其中，通过％= 来表示死，以及通过Vni= [1ei2 W32ei4"m/32ei6"m/32]T来表 示Vni，并且如果通过下面的表来表示用于秩-2的预编码代码本：
[0017][表]
[0018]
[0019] 其中，通过％1@2来表示％ ，以及通过Vni= [1ei2W32ei4W32ei6W32]T来表 示Vni，第一PMI被设置为0、2、4、6、8、10、12和14中的任何一个。
[0020] 第二PMI可以指示在预编码代码本中的第二PMI的16个索引之一。
[0021] 可以通过第一子帧的物理上行链路控制信道（PUCCH)来发射联合编译的RI和第 一PMI，以及可以通过第二子帧的PUCCH来发射CQI和第二PMI。
[0022] 可以在下行链路8个发射（Tx)天线的信道状态信息中包含RI、第一PMI、第二PMI 和CQI〇
[0023] 可以根据第一报告循环来发射联合编译的RI和第一PMI，以及可以根据第二报告 循环来发射CQI和第二PMI。
[0024] 在本发明的另一个方面中，一种用于在无线通信系统中经由上行链路来接收下行 链路发射的信道状态信息（CSI)的方法包括：在第一子帧接收联合编译的秩指示符（RI) 和第一宽带（WB)预编码矩阵指示符（PMI);以及在第二子帧接收宽带信道质量指示符（WB CQI)和第二WBPMI，其中通过第一PMI和第二PMI的组合来指示用户设备（UE)优选的预 编码矩阵，并且如果RI是秩-1或秩-2,则第一PMI指示子集之一，每一个子集具有在预编 码代码本的第一PMI的16个索引之中的8个索引。
[0025] 在预编码代码本中的第一PMI的每一个子集中包含的8个索引可以是在由被应用 到下行链路发射的预编码矩阵产生的波束之中的除了重叠的波束之外的索引。
[0026] 如果通过下面的表来表示用于秩-1的预编码代码本：
[0027] [表]
[0028]
[0029] 其中，通过来表示切，，以及通过Vni= [1ei2W32ei4W32ei6"m/32]T来表 示vm，以及
[0030] 如果通过下面的表来表示用于秩-2的预编码代码本：
[0031] [表]
[0032]
[0033] 其中，通过必=eW2来表示氣，以及通过Vni=[1ei2W32ei4W32 示Vni，第一PMI被设置为0、2、4、6、8、10、12和14中的任何一个。
[0034] 第二PMI可以指示在预编码代码本中的第二PMI的16个索引之一。
[0035] 可以通过第一子帧的物理上行链路控制信道（PUCCH)来发射联合编译的RI和第 一PMI，以及可以通过第二子帧的PUCCH来发射CQI和第二PMI。
[0036] 可以在下行链路8个发射（Tx)天线的信道状态信息中包含RI、第一PMI、第二PMI 和CQI〇
[0037] 可以根据第一报告循环来发射联合编译的RI和第一PMI，以及可以根据第二报告 循环来发射CQI和第二PMI。
[0038] 在本发明的另一个方面中，一种用于在无线通信系统中经由上行链路来发射下行 链路发射的信道状态信息（CSI)的用户设备（UE)包括：接收模块，其用于从基站（BS)接收 下行链路信号；发射模块，其用于向基站（BS)发射上行链路信号；以及处理器，其用于控制 包括接收模块和发射模块的用户设备（UE)，其中所述处理器通过发射模块来在第一子帧发 射联合编译的秩指示符（RI)和第一宽带（WB)预编码矩阵指示符（PMI)，以及在第二子帧 发射宽带信道质量指示符（WBCQI)和第二WBPMI，通过第一PMI和第二PMI的组合来指 示用户设备（UE)优选的预编码矩阵，并且如果RI是秩-1或秩-2,则第一PMI指示子集之 一，每一个子集具有在预编码代码本的第一PMI的16个索引之中的8个索引。
[0039] 在本发明的另一个方面，一种用于在无线通信系统中经由上行链路来接收下行链 路发射的信道状态信息（CSI)的基站（BS)包括：接收模块，其用于从用户设备（UE)接收上 行链路信号；发射模块，其用于向用户设备（UE)发射下行链路信号；以及处理器，其用于控 制包括接收模块和发射模块的基站（BS)，其中所述处理器通过接收模块在第一子帧接收联 合编译的秩指示符（RI)和第一宽带（WB)预编码矩阵指示符（PMI)，以及在第二子帧接收宽 带信道质量指示符（WBCQI)和第二WBPMI，通过第一PMI和第二PMI的组合来指示用户设 备（UE)优选的预编码矩阵，并且如果RI是秩-1或秩-2,则第一PMI指示子集之一，每一个 子集具有在预编码代码本的第一PMI的16个索引之中的8个索引。
[0040] 应当明白，本发明的上述的一般说明和下面的详细说明这两者是示例性的和解释 性的，并且意欲提供所要求保护的本发明的进一步的说明。
[0041]【有益效果】
[0042] 本发明的实施例提供了一种用于配置和发射反馈信息的方法和设备，所述反馈信 息用于基于扩展的天线配置来正确和有效率地支持M頂0操作。
[0043]本领域内的技术人员可以明白，可以使用本发明实现的效果不限于已经在上面具 体描述的内容，并且可以从结合附图所进行的下面的详细描述来更清楚地明白本发明的其 他优点。
【附图说明】
[0044] 被包括来提供本发明的进一步的理解的附图图示了本发明的实施例，并且与说明 书一起用于说明本发明的原理。
[0045] 在附图中：
[0046] 图1示例性地示出在第三代合作伙伴计划长期演进（3GPPLTE)系统中使用的无 线电帧结构；
[0047] 图2示例性地示出了下行链路（DL)时隙的资源网格；
[0048] 图3是下行链路（DL)子帧结构；
[0049] 图4是上行链路（UL)子帧结构；
[0050] 图5示出多载波支持系统的物理层（L1)和MAC层（L2);
[0051] 图6是图示下行链路（DL)和上行链路（UL)分量载波（CC)的概念图；
[0052] 图7示出DL/ULCC的示例性链接；
[0053] 图8是图示SC-FDMA发射方案和0FDMA发射方案的概念图；
[0054] 图9是图示用于信号天线发射和MM0发射的最大发射功率的概念图；
[0055] 图10是图示M頂0通信系统的概念图；
[0056] 图11是图示在MM0系统中使用的一般⑶D结构的概念图；
[0057] 图12是图示基于代码本的预编码的概念图；
[0058] 图13示出PUCCH的资源映射结构；
[0059] 图14示出CQI信息比特的信道结构；
[0060] 图15是图示CQI和ACK/NAKC信息的发射的概念图；
[0061] 图16是图示信道状态信息的反馈的概念图；
[0062] 图17示出CQI报告模式的示例；
[0063] 图18是图示用于使得用户设备（UE)能够周期地发射信道信息的方法的概念图；
[0064] 图19是图示SBCQI发射的概念图；
[0065] 图20是图示WBCQI和SBCQI的发射的概念图；
[0066] 图21是图示WBCQI、SBCQI和RI的发射的概念图；
[0067] 图22是图示用于发射信道状态信息的方法的流程图；以及
[0068] 图23是图不根据本发明实施例的eNB设备和用户设备（UE)设备的框图。
【具体实施方式】
[0069] 通过根据预定格式来组合本发明的构成组件和特性来提出了下面的实施例。在没 有另外的备注的条件下，各个构成组件或特性应当被看作可选的因素。如果需要，则可以不 将各个构成组件或特性与其他组件或特性组合。此外，一些构成组件和/或特性可以被组 合以实现本发明的实施例。在本发明的实施例中要公开的操作的顺序可以被改变为另一 种。任何实施例的一些组件或特性也可以被包括在其他实施例中，或者在必要时可以被替 换为其他实施例的组件或特性。
[0070] 基于在基站和终端之间的数据通信关系来公开本发明的实施例。在该情况下，基 站被用作网络的终端节点，基站通过该网络可以与终端直接地进行通信。在本发明中要由 基站进行的特定操作也可以在必要时由基站的上节点进行。
[0071] 换句话说，将对于本领域内的技术人员显然的是，将通过基站或除了基站之外的 其他网络节点来进行用于在由包括基站的几个网络节点构成的网络中使得基站能够与终 端进行通信的各种操作。可以在必要时将术语"基站（BS)"替换为固定站、节点_B、e节 点-B(eNB)或接入点。可以将术语"中继器"替换为中继节点（RN)或中继站（RS)。也可以 将术语"终端"替换为用户设备（UE)、移动站（MS)、移动订户站（MSS)或订户站（SS)。
[0072] 应当注意，为了说明方便和更好地理解本发明，提出了在本发明中公开的特定术 语，并且，可以在本发明的技术范围或精神内将这些特定术语的使用改变为另一种格式。
[0073] 在一些情况下，省略公知结构和装置以便避免混淆本发明的概念，并且以框图形 式来示出该结构和装置的重要功能。将贯穿附图使用相同的附图标记，以指示相同或类似 的部分。
[0074] 通过对于下述无线接入系统中的至少一个公开的标准文件来支持本发明的示例 性实施例，该无线接入系统包括电气与电子工程师协会（IEEE)802系统、第三代合作伙伴 计划（3GPP)系统、3GPP长期演进（LTE)系统、高级LTE(LTE-A)系统和3GPP2系统。具体地 说，通过上面的文件来支持在本发明的实施例中的、未被描述以清楚地披露本发明的技术 思想的步骤或部分。通过上述文件的至少一个来支持在此使用的所有术语。
[0075] 本发明的下面的实施例可以被应用到多种无线接入技术，诸如CDMA(码分多址）、 FDMA(频分多址）、TDMA(时分多址）、0FDMA(正交频分多址）和SC-FDMA(单载波频分多址） 等。可以利用诸如UTRA(通用陆地无线电接入）或CDMA2000的无线（或无线电）技术来体 现CDMA。可以利用诸如GSM(全球移动通信系统）/GPRS(通用分组无线电业务）/EDGE(用 于GSM演进的增强数据速率）的无线（或无线电）技术来体现TDMA。可以使用诸如电气与 电子工程师协会（IEEE) 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE802. 16 (WiMAX)、IEEE802-20 和E-UTRA(演 进UTRA)的无线（或无线电）技术来体现OFDMA。UTRA是UMTS(通用移动电信系统）的一 部分。3GPP(第三代合作伙伴计划）LTE(长期演进）是使用E-UTRA的E-UMTS(演进UMTS) 的一部分。该3GPPLTE在下行链路中采用0FDMA，并且在上行链路中采用SC-FDMA。高级 LTE(LTE-A)是 3GPPLTE的演进版本。可以通过IEEE802. 16e(WirelessMAN-0FDMA参考系 统）和高级IEEE802. 16m(WirelessMAN-0FDMA高级系统）来解释WiMAX。为了清楚，下面的 说明聚焦在3GPPLTE和3GPPLTE-A系统上。然而，本发明的技术特征不限于此。
[0076]图1示例性地示出了在第三代合作伙伴计划长期演进（3GPPLTE)系统中使用的 无线电帧结构。以下将参考图1来描述下行链路（DL)无线电帧结构。在蜂窝正交频分复 用（0FDM)无线电分组通信系统中，以子帧为单位来执行上行链路/下行链路数据分组发 射。一个子帧被定义为包括多个0FDM符号的预定时间间隔。3GPPLTE标准支持适用于频 分双工（FDD)的类型1无线电帧结构和适用于时分双工（TDD)的类型2无线电帧结构。
[0077] 图1(a)是示出类型1无线电帧的结构的示意图。下行链路无线电帧包括10个子 帧，并且一个子帧在时间区域中包括两个时隙。在发射时间间隔（TTI)中定义了用于发射 一个子帧所需的时间。例如，一个子帧可以具有lms的长度，并且一个时隙可以具有0. 5ms 的长度。一个时隙可以在时间区域中包括多个OFDM符号，并且在频率区域中包括多个资源 块（RB)。因为3GPPLTE系统在下行链路中使用0FDMA，所以该0FDM符号指示一个符号持 续时间。0FDM符号可以被称为SC-FDMA符号或符号持续时间。RB是资源分配单位，并且在 一个时隙中包括多个连续载波。
[0078] 可以根据循环前缀（CP)的配置来改变在一个时隙中包括的0FDM符号的数量。CP 包括扩展CP和正常CP。例如，如果通过正常CP来配置0FDM符号，则在一个时隙中包括的 0FDM符号的数量可以是7。如果通过扩展CP来配置0FDM符号，则增大了一个0FDM符号的 长度，在一个时隙中包括的0FDM符号的数量小于正常CP的情况。例如，在扩展CP的情况 下，在一个时隙中包括的0FDM符号的数量可以是6。如果信道状态不稳定，例如，如果用户 设备（UE)以高速移动，则可以使用扩展CP以便进一步减少在符号之间的干扰。
[0079] 在使用正常CP的情况下，因为一个时隙包括7个0FDM符号，所以一个子帧包括14 个0FDM符号。此时，每一个子帧的前两个或三个0FDM符号可以被分配到物理下行链路控 制信道（PDCCH)，并且剩余的0FDM符号可以被分配到物理下行链路共享信道（PDSCH)。
[0080] 在图1(b)中示出类型2无线电帧的结构。类型2无线电帧包括两个半帧 (half-frame)，每一个半帧由5个子帧、下行链路导频时隙（DwPTS)、保护时段（GP)和上 行链路导频时隙（UpPTS)构成，其中，一个子帧由两个时隙构成。即，在不考虑无线电帧类 型的情况下，一个子帧由两个时隙构成。DwPTS用于执行初始小区搜索、同步或信道估计。 UpPTS用于执行基站的信道估计和用户设备（UE)的上行链路发射同步。保护间隔（GP)位 于上行链路和下行链路之间，以便去除由于下行链路信号的多路径延迟导致的在上行链路 中产生的干扰。即，在不考虑无线电帧类型的情况下，一个子帧由两个时隙构成。
[0081] 无线电帧的结构仅是示例性的。因此，可以以各种方式来改变在无线电帧中包括 的子帧的数量、在子帧中包括的时隙的数量或在时隙中包括的符号的数量。
[0082] 图2是示出在下行链路时隙中的资源网格的示意图。虽然在该图中一个下行链路 时隙在时域中包括7个0FDM符号并且一个RB在频域中包括12个子载波，但是本发明的范 围或精神不限于此。例如，在正常循环前缀（CP)的情况下，一个时隙包括7个0FDM符号。 然而，在扩展CP的情况下，一个时隙可以包括6个0FDM符号。在资源网格上的每一个元素 被称为资源元素。一个RB包括12X7个资源元素。基于下行链路发射带宽来确定在下行 链路时隙中包括的RB的数量N'上行链路时隙的结构可以等于下行链路时隙的结构。
[0083] 图3是示出下行链路子帧的结构的示意图。在一个子帧内的第一时隙的前部的最 多三个0FDM符号对应于控制信道被分配到的控制区域。剩余的0FDM符号对应于物理下行 链路共享信道（PDSCH)被分配到的数据区域。发射的基本单位变为一个子帧。在3GPPLTE 系统中使用的下行链路控制信道的示例包括例如物理控制格式指示符信道（PCFICH)、物理 下行链路控制信道（PDCCH)、物理混合自动重发请求指示符信道（PHICH)等。PCFICH在子帧 的第一 0FDM符号处被发射，并且包括关于用于在子帧中发射控制信道的0FDM符号的数量 的信息。PHICH包括作为对于上行链路发射的响应的HARQACK/NACK信号。通过PDCCH发 射的控制信息被称为下行链路控制信息（DCI)。DCI包括用于特定UE组的上行链路或下行 链路调度信息或上行链路发射功率控制命令。PDCCH可以包括下行链路共享信道（DL-SCH) 的资源分配和发射格式、上行链路共享信道（UL-SCH)的资源分配信息、寻呼信道（PCH)的 寻呼信息、关于DL-SCH的系统信息、诸如在H)SCH上发射的随机接入响应（RAR)的较高层 控制消息的资源分配、用于在特定UE组中的各个UE的一组发射功率控制命令、发射功率 控制信息、IP语音（VoIP)的激活等。可以在控制区域内发射多个H)CCH。UE可以监控多 个roCCH。在一个或几个连续控制信道元素（CCE)的集合上发射roCCH。CCE是逻辑分配 单元，其用于以基于无线电信道的状态的编译速率来提供roccH。CCE对应于多个资源元素 组。基于在CCE的数量和由CCE提供的编译速率之间的相关性来确定roCCH的格式和可用 比特的数量。基站根据要向UE发射的DCI来确定roCCH格式，并且向控制信息附接循环冗 余校验（CRC)。根据roCCH的拥有者或使用来利用无线电网络暂时标识符（RNTI)来掩蔽 CRC。如果roCCH用于特定UE，则可以对于CRC掩蔽UE的小区-RNTI(C-RNTI)。可替选地， 如果roCCH用于寻呼消息，则可以向CRC掩蔽寻呼指示符标识符（P-RNTI)。如果roCCH用 于系统信息（更具体地，系统信息块（SIB))，则可以向CRC掩蔽系统信息标识符和系统信息RNTI(SI-RNTI)。为了指示作为对于UE的随机接入前导的发射的响应的随机接入响应，则 可以向CRC掩蔽随机接入-RNTI(RA-RNTI)。
[0084] 图4是示出上行链路帧的结构的示意图。上行链路子帧可以在频率区域中被划分 为控制区域和数据区域。包括上行链路控制信息的物理上行链路控制信道（PUCCH)被分配 到控制区域。包括用户数据的物理上行链路共享信道（PUSCH)被分配到数据区域。为了保 持单载波特性，一个UE不同时发射PUCCH和PUSCH。用于一个UE的PUCCH被分配到在子帧 中的RB对。属于该RB对的RB相对于两个时隙占用不同的子载波。因此，向PUCCH分配的 RB对在时隙边缘处被"跳频"。
[0085] 载波聚合
[0086] 虽然下行链路和上行链路带宽彼此不同，但是无线通信系统通常使用一个载波。 例如，可以基于单个载波来提供无线通信系统，该无线通信系统具有用于下行链路和上行 链路中的每一个的一个载波、以及在下行链路和上行链路带宽之间的对称。
[0087] 国际电信联盟（ITU)请求高级頂T候选者支持比传统无线通信系统更宽的带宽。 然而，在大部分的世界上，宽频率带宽的分配是困难的。因此，被称为载波聚合（带宽聚合） 或频谱聚合的、用于有效率地使用小分段的带的技术已经被开发以便将多个物理带聚合到 逻辑更宽的带。
[0088] 载波聚合被引入来支持增大的吞吐量，防止由宽带RF装置的引入所引起的成本 增大，并且保证与传统系统的兼容性。载波聚合使能通过一组载波在UE和eNB之间的数据 交换，该一组载波中的每一个具有在传统无线通信系统（例如，在3GPPLTE-A的情况下的 3GPPLTE版本8或版本9)中定义的带宽单元。每一个具有在传统无线通信系统中定义的 带宽单元的载波可以被称为分量载波（CC)。使用一个或多个CC的载波聚合可以被应用到 下行链路和上行链路中的每一个。载波聚合可以通过下述方式来支持高达100MHz的系统 带宽：聚合多达5个CC，每一个CC具有5、10或20MHz的带宽。
[0089] 下行链路CC和上行链路CC可以分别被表示为DLCC和ULCC。载波或CC可以在 3GPPLTE系统中的功能上被表示为小区。因此，DLCC和ULCC可以分别被称为DL小区和 UL小区。以下，将使用术语"载波"、"分量载波"、"CC"或"小区"来表示载波聚合被应用到 的多个载波。
[0090] 虽然下面的说明示例性地使用eNB(BS)或小区