在无线通信系统中报告信道状态信息的方法和装置的制造方法_5

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[0441] 在等式36中,Wv表示垂直波束形成权重向量。M表示垂直域中的天线数,并且m 表示垂直域中的天线编号(或天线索引)(例如,m= 0, 1,…,M-1)。K表示垂直域中的波 束数,并且k表示垂直域中的波束编号(或波束索引)。如果仰角具有在0°至90°范围内 的值,则k可具有K/2至K之间的值(例如,k=K/2,K/化1,…,K-1)。
[0442] 在基于DoA的实施例3-1的等式34中,如果dv=A/2,则可将Wv表示为Wv= exp(jXJTXmXsin(目))/sqrt(M)。运里,如果-90。《目《0。,则-1《sin(目)《0。 同时,在基于DFT的实施例3-3的等式36中,考虑到基于波束索引k,化/K具有1至2的值, 可配置基于DoA方法中的仰角0范围和基于DFT方法中的波束索引k之间的关系。
[0443] 在基于DFT方法中,如果k=K/2,K/化1,…,K,则化/K具有1至2的值。运里,如 果假定A=JTX化/K,则值A的范围为JT至2JT。另外,考虑到exp(jA),在值A的范围为JT 至2JT的情况下,exp(jA)的值等于值A的范围为-JT至0的情况下的exp(jA)的值。该情 况的原理可与化/K具有-1至0的值的原理相同。运里,在仰角0具有-90°《0《0° 范围的情况下,值化/K的范围等于值sin( 0 )的范围(即,-1《sin( 0 )《0)。
[0444] 简而言之,在基于DoA方法中设置为-90°《0《0°的仰角0可对应于在基于 DFT方法中设置为K/2至K范围内的值的波束索引k。
[0445]连施俩I3-4
[0446] 可W基于DFT通过等式37表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。
[0447] [等式 37]
[0448] 殺I- #綺没'減辨/VI
[0449] 在等式37中,Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数,并且n 表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数,h表示水平域中的波 束编号(或波束索引),并且C为取决于垂直波束形成的波束索引确定的值。
[0450] 如果方位角具有-180。至180°范围内的值(或-90°至90。范围内的值),则n 可具有0至N之间的值(例如,n= 0, 1,…,N-1)。
[0451] 如果垂直波束索引k具有K/2至K之间的值,则可将C配置成具有1至0的值。 [045引特别地,如果与实施例3-3中一样,仰角0具有-90°《0《0°范围内的值,贝U 垂直波束形成权重向量的变量k可具有K/2至K之间的值。水平波束形成权重向量包括取 决于对垂直波束形成选择的波束索引确定的值(即,C),并且可由等式38定义该值。
[0453][等式3引
[04巧]如等式38中所示,值C可用作用于基于(或者考虑到或者取决于)在垂直域中选 择的角0来选择水平域中的适当角4的系数或变量。
[0456] 同时,如果如本实现方式中所述地限制仰角(例如,-90。《0《0° ),则可通过 简单地将值C设为1(或者通过假定仰角0 =0° )而降低肥计算的复杂性。现在给出其 实例的说明。
[0457]连施俩I3-5
[0458] 可W基于DoA通过等式39表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。
[045引[等式39]
[0460] 谈表~接絲&啦诚蛛辑/、礙
[0461] 在等式39中,Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数,n表示 水平域中的天线编号(或天线索引)(例如,n= 0, 1,…,N-1),并且化表示水平域中的天 线之间的距离。A表示波长,并且4表示方位角。
[0462] 如果方位角具有-180。至180°范围内的值(或-90°至90。范围内的值),则权 重向量的变量4范围为-180°《180° (或者-90°《90。),因此Sin(Il)) 具有-1《sin(il〇《1范围内的值。
[046引实施例3-5对应于在实施例3-2中假定0 = 0°的情况。在运一点上,本实施例 可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0° )而选择方位角的方法。同样地,虽然 波束方向的精确度稍微下降,但是可有效地降低UE的计算复杂性。
[0464]连施俩I3-6
[0465] 可W基于DFT通过等式40表示用于2D天线阵列的水平波束形成权重向量。
[0466] [等式 40]
[0467] 職洗#抵絕龄妓/嫌
[0468] 在等式40中,Wh表示水平波束形成权重向量。N表示水平域中的天线数,并且n 表示水平域中的天线编号(或天线索引)。H表示水平域中的波束数,并且h表示水平域中 的波束编号(或波束索引)。
[0469] 如果方位角具有-180。至180°范围内的值(或-90°至90。范围内的值),则n 可具有0至N的值(例如,n= 0, 1,…,N-1)。
[0470] 实施例3-6对应于在实施例3-4中假定值C为1的情况。在运一点上,本实施例 可对应于一种不考虑仰角(或者通过假定仰角为0° )而选择方位角的方法。同样地,虽然 波束方向的精确度稍微下降,但是可有效地降低UE的计算复杂性。
[0471] 在本发明提出的上述预编码码本配置方法中,可另外考虑下列问题。
[0472] 当配置预编码码本中包括的预编码矩阵(或预编码向量)时,可基于仰角的值 (或者仰角的范围)不同地设置垂直波束形成的分辨率。考虑到位于高大建筑屋顶上的物 理天线阵列,与相反情况(例如,图19(a)的情况)相比,预期其中天线阵列的位置比信号 发送/接收目标的位置更高的情况(例如,图19化)的情况)更普遍。另外,当天线阵列的 位置比信号发送/接收目标的位置更高时(例如,图19(a)的情况),考虑到由于各种障碍 导致的折射、反射等等,与相反情况(例如,图19 (a)的情况)相比,需要更精确地调节波束 方向。
[0473] 考虑到运种问题,当0°的仰角为指示垂直于天线阵列的方向的值,并且仰角范围 为-90°至90。(或者0°至90。)时,可WW下列方式设计预编码码本,即如果仰角接近 90° (即,接近天线阵列上的向下方向),则垂直波束形成具有密集分辨率,并且如果仰角 接近其相反方向(例如,-90°或0° ),则具有稀疏分辨率。也就是说,在包括用于垂直波 束形成的预编码权重向量/矩阵的预编码码本中,与其中仰角接近90°的情况相比,如果 仰角接近0°,则可将用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵的分辨率设置地低。另 夕F,在预编码码本中,对应于90°仰角附近的预编码矩阵(或预编码向量)的数目可大于对 应于-90° (或0° )仰角附近的预编码矩阵(或预编码向量)的数目。
[0474] 此外,配置预编码码本中包括的预编码矩阵(或预编码向量)时,可基于仰角的值 (或者仰角的范围)不同地设置水平波束形成的分辨率。出于上述相同原因,由于如果仰角 接近90°则精确波束方向配置有利,所W可W W下列方式设计预编码码本,即如果仰角接 近90° (即,接近天线阵列上的向下方向),则水平波束形成就具有密集分辨率,并且如果 仰角接近其相反方向(例如,-90°或0° ),则具有稀疏分辨率。也就是说,在包括用于水 平波束形成的预编码权重向量/矩阵的预编码码本中,与其中仰角具有-90°至0°范围内 的值的情况相比,如果仰角具有0°至90°范围内的值,则可将用于水平波束形成的预编 码权重向量/矩阵的分辨率设置地高。例如,如果仰角具有0°至90°范围内的值,则可将 水平波束形成的分辨率设置地密集,并且如果仰角具有-90°至0°范围内的值,则可将其 设置地稀疏。
[04巧] 连施方式2
[0476] 实施方式2设及一种配置包括预编码水平波束形成权重向量和预编码垂直波束 形成权重向量的码本集的方法。
[0477] 连施俩I1
[0478] 本实施例提出一种用于配置垂直-水平波束形成的码本的方法。
[0479] 可通过2个指示符(或者2个PMI)的组合确定或指示用于3D波束形成的预编码 权重向量(或者预编码权重矩阵)。例如,可由Ii和I 2表示运2个指示符。可同时报告, 或者在不同时间报告Il和I2,W降低反馈开销。运里,可W W长期周期报告Il,并且可将其 应用于宽带。
[0480]连施俩 I 1-1
[0481] 可将码本的一个或更多元素中的每个元素都设计成包括垂直波束形成权重向量/ 矩阵和水平波束形成权重向量/矩阵。
[0482]连施俩 I 1-2
[0483] 第一指示符(例如,Ii)指示的预编码器集包括一个垂直波束形成权重向量/矩阵 和一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选。可由第一指示符Ii的不同值确定不同 的垂直波束形成权重向量/矩阵,并且第一指示符Ii的不同值可对应于相同的水平波束形 成权重向量/矩阵。
[0484]例如,可由表15中所示的第一指示符Ii和第二指示符12配置用于3D波束形成的 指示符向量/矩阵。
[0485][表 15]
[0486]
[0487] 在表15中,如果Ii= 0,就指示I个垂直波束形成权重向量/矩阵,例如Wv(0),并 且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选,例如Wh(0)、Wh(1)、Wh(2)和Wh(3)。另外, 通过12的值可仅指定4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地,关于I1的 其它值,Ii的值可指示一个垂直波束形成权重向量/矩阵,并且可由12的值与其组合指示 一个水平波束形成权重向量/矩阵。
[0488]连施俩I1-3
[0489] 第一指示符(例如,Ii)指示的预编码器集包括一个或更多垂直波束形成权重向量 /矩阵候选的一部分,W及一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选的全部。对应于第 一指示符Ii的第一值的垂直波束形成权重向量/矩阵可与对应于其第二值的垂直波束形 成权重向量/矩阵部分重叠。第一指示符Ii的不同值可对应于相同水平波束形成权重向 量/矩阵。
[0490] 例如,可由表16中所示的第一指示符Ii和第二指示符12指定用于3D波束形成的 指示符向量/矩阵。
[0491][表 16]
[049引在表16中,如果Ii= 0,则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵,例如Wv(O) 和Wv(1),并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选,例如Wh(0)、Wh(1)、Wh似和 Wh(3)。另外,Iz的值可仅指定2个垂直波束形成权重向量/矩阵,例如Wv(O)和Wv(I)中 的一个,W及4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地,关于Ii的其它值, Ii的值可确定2个垂直波束形成权重向量/矩阵(或权重向量/矩阵候选),并且可由I2 的值与其组合指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个W及水平波束形成权重向量 /矩阵中的一个。
[0494] 连施俩I1-4
[0495] 第一指示符(例如,Ii)指示的预编码器集包括一个或更多垂直波束形成权重向量 /矩阵候选的一部分,W及一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选的全部。第一指示 符Ii的每个值指示的垂直波束形成权重向量/矩阵不与其另一值指示的那些垂直波束形 成权重向量/矩阵重叠,并且由第一指示符Ii的不同值确定不同垂直波束形成权重向量/ 矩阵。第一指示符Ii的不同值可对应于相同水平波束形成权重向量/矩阵。
[0496] 例如,可由表17中所示的第一指示符Ii和第二指示符12指定用于3D波束形成的 指示符向量/矩阵。
[0497] [表 17]
[049引在表17中,如果Ii= 0,则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵,例如Wv(O) 和Wv(I),并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选,例如Wh(O)、Wh(I)、Wh(2)和 Wh(3)。另外,Iz的值可指定2个垂直波束形成权重向量/矩阵,例如Wv(O)和Wv(I)中的 一个,W及4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地,关于Ii的其它值,I1 的值可确定2个垂直波束形成权重向量/矩阵(或权重向量/矩阵候选),并且可由I2的 值与其组合指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个W及水平波束形成权重向量/ 矩阵中的一个。 阳500] 连施俩I1-5
[0501] 第一指示符(例如,Ii)指示的预编码器集包括一个或更多垂直波束形成权重向量 /矩阵候选的一部分,W及一个或更多水平波束形成权重向量/矩阵候选的一部分。对应于 第一指示符Ii的第一值的垂直波束形成权重向量/矩阵可与对应于其第二值的垂直波束 形成权重向量/矩阵部分或完全重叠。由第一指示符Ii的每个值指示的水平波束形成权 重向量/矩阵不与其另一值指示的那些水平波束形成权重向量/矩阵重叠,并且不同水平 波束形成权重向量/矩阵由第一指示符Ii的不同值确定。
[0502] 例如,可由表18中所示的第一指示符Ii和第二指示符12指定用于3D波束形成的 指示符向量/矩阵。
[050引[表1引 [0504]
[050引在表18中,如果Ii= 0,则指示I个垂直波束形成权重向量/矩阵,例如Wv(O), 并且指示4个水平波束形成权重向量/矩阵候选,例如Wh(0)、Wh(1)、Wh(2)和Wh(3)。另 夕F,12的值可指定4个水平波束形成权重向量/矩阵候选中的一个。类似地,关于Ii的其 它值,Ii的值可指示垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个,并且可由I2的值与其组合指 示水平波束形成权重向量/矩阵中的一个。
[0506] 在上述各种实例中,可使用上文关于实施方式1所述的方法配置基于DoA或DFT 的预编码权重向量/矩阵。
[0507] 另外,可WW下列方式设计码本,即水平域码本的大小取决于垂直域PMI的值而 自适应地变化。例如,可通过允许7个水平域PMI,例如怖(0)至怖(7)对应于Wv(O)而设 计大码本,并且可通过允许2个水平域PMI,例如怖(0)至怖(1)对应于Wv(3)而设计小码 本。
[050引替选地,可将码本设计成取决于垂直方向中的仰角的值(或范围)而具有不同尺 寸。例如,可将码本设计成对于0°至45°的仰角,包括大量垂直和/或水平预编码权重矩 阵/向量(即,支持密集波束形成),并且对于45°至90°的仰角,包括少量垂直和/或水 平预编码权重矩阵/向量(即,支持稀疏波束形成)。作为另外的实例,可将码本设计成对 于0°至-45°的仰角,包括大量垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量(即,支持密集波束 形成),并且对于0°至90°的仰角,包括少量垂直和/或水平预编码权重矩阵/向量(即, 支持稀疏波束形成)。类似地,可将码本设计成对于特定仰角范围,密集地或稀疏地限定垂 直和/或水平预编码权重矩阵/向量。
[0509] 下文实施例设及一种用于分别配置用于水平波束形成的码本集和垂直波束形成 码本集的方法。 阳510] 连施俩I 2
[0511] 本实施例设及一种用于配置包括用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵(多 个矩阵)的码本(下文称为垂直波束形成码本)的方法。
[051引根据本实施例,可由2个指示符(或者2个PMI)的组合确定或指示垂直波束形成 码本的特定预编码向量/矩阵。例如,可由V-Ii和V-12表示运2个指示符。可同时报告或 者在不同时间报告V-Ii和V-I2,W降低反馈开销。运里,W长期周期报告用于垂直波束形 成的PMI(例如,V-Ii和/或V-12),并且将其应用于宽带。替选地,在用于垂直波束形成的 PMI之间,与V-Iz相比,可W长期周期报告V-I1,并且将其应用于宽带。
[0513] 如上所述,如果由2个指示符指示用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵,贝U 可通过另外组合一个(或多个)用于水平波束形成的预编码权重向量/矩阵(多个矩阵) 而最终指定用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。例如,可由2个V-PMI和I个H-PMI的组合指示用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。
[0514] 可WW下列方式配置垂直波束形成码本,即V-PMI(例如,V-Ii和/或V-I2)指示 使用上文关于实施方式1所述的方法基于DoA或DFT配置的预编码权重向量/矩阵。
[051引另外,取决于垂直域中的天线端口数确定V-PMU例如,V-Ii和/或V-I2)的大小 和长度。
[0516] 此外,对应于V-Ii的第一值的垂直波束形成权重向量/矩阵可部分或完全与对应 于其第二值的垂直波束形成权重向量/矩阵重叠。例如,可由表19中所示的V-Ii和/或 V-Iz指定用于垂直波束形成的预编码向量/矩阵。
[0517] [表 19]
[0519] 在表19中,如果V-Ii= 0,则指示2个垂直波束形成权重向量/矩阵候选,例如 Wv(O)和Wv(I),由V-Iz的值确定运两个候选中的一个。如果V-I1= 1,则指示2个垂直波 束形成权重向量/矩阵候选,例如Wv(1)和Wv(2),并且由V-Iz的值确定运两个候选中的一 个。类似地,关于V-Ii的其它值,可由I1的值指示一组垂直波束形成权重向量/矩阵候选, 并且可由V-Iz的值与其组合指示其垂直波束形成权重向量/矩阵中的一个。
[0520] 当在不同时间报告V-Ii和V-I2时,可如下文所述地配置其报告周期。
[052U 在V-Ii和V-I2之间,与V-I1相比,可更频繁地报告V-I2 (或者,可将V-I2的报告 周期设置地比V-Ii的报告周期短)。
[052引在V-Iz和H-PMI之间,与H-PMI相比,可更频繁地报告V-I2 (或者,可将V-Iz的报 告周期设置地比H-PMI的报告周期短)。替选地,可在与H-PMI相同的时间报告V-I2。
[052引如果将H-PMI配置成2个指示符(例如,H-I郝H-I2),则可在与V-Iz相同的时间 报告H-Ii。替选地,可在与RI相同的时间报告H-Ii。否则,可不与另一PMI或另一类型的 CSI同时报告H-Ii,并且可单独报告。作为代替,可在相同时间报告H-Ii和H-12。
[0W4] 连施俩I3
[0525] 本实施例设及另一种用于配置包括用于垂直波束形成的预编码权重向量/矩阵 (多个矩阵)的码本(下文称为垂直波束形成码本)的方法。
[0526] 根据本实施例,可由1个指示符(或者1个PMI)确定或指示垂直波束形成码本的 特定预编码向量/矩阵。例如,可由V-I表示该指示符。运里,可WW长期周期报告用于垂 直波束形成的PMI(例如,V-I),并且将其应用于宽带。
[0527] 如上所述,如果由1个指示符(例如,V-I)指示用于垂直波束形成的预编码权重向 量/矩阵,则可通过另外组合一个(或多个)用于水平波束形成的预编码权重向量/矩阵 (多个矩阵)而最终指定用于3D波束形成的预编码权重向量/矩阵。例如,可由1个V-I 和I个或更多个H-PMI(例如,H-I,或者H-Ii和H-I2)的组合指示用于3D波束形成的预编 码权重向量/矩阵。
[052引可WW下列方式配置垂直波束形成码本,即V-I指示使用上文关于实施方式1所 述的方法基于DoA或DFT配置的预编码权重向量/矩阵。
[0529] 另外,取决于垂直域中的天线端口数确定V-I的大小和长度。
[0530] 例如,如表20中所示,V-I可指示特定垂直波束形成的预编码向量/矩阵。
[0531] [表 20]
[0532]
[053引同时,可在与H-PMU例如,H-I,或者H-Ii和H-I2)不同的时间报告V-I。在该情 况下,与H-PMI相比,可更频繁地报告V-I(或者,可将V-I的报告周期设置地比H-PMI的报 告周期更短)。
[0534] 作为上述实施例的改进实施例,可通过组合垂直波束形成权重向量/矩阵和水平 波束形成权重向量/矩阵配置用于3D波束形成(即,用于同时确定垂直波束形成和水平波 束形成)的权重向量/矩阵。例如,可W下列方式配置码本,即一个PMI指示应用于垂直域 和水平域两者的一个预编码向量/矩阵。在如上所述地配置码本后,可由一个PMI或多个 PMI的组合指示特定3D预编码向量/矩阵。 阳5对 连施方式3
[0536] 实施方式3设及一种定义PUCCH报告类型的方法。特别地,本实施方式提出一种 在具有基于AAS的2D天线阵列构造的MIMO系统中执行肥特定垂直波束形成和水平波束 形成时,报告用于垂直波束形成的预编码器的索引和用于水平波束形成的预编码器的索引 的方法。
[0537] 在传统3GPPLTE系统(例如,3GPPLTE版本8、9、10或11系统)中,可将PUCCH 资源设计成发送高达11至13比特。此外,可支持用于秩2或更高秩传输的2个传输块(或 2个码字),并且可将运2个传输块一对一地与运2个码字对应。另外,可每一传输块(或 码字)都测量和报告CQI。在该清空下,使用4比特表示第一传输块(或码字)的CQI,并 且使用3比特表示第二传输块(或码字)的CQI。同样地,需要总共7比特报告2个传输块 (或码字)的CQI。如果在其中应用预编码的系统中需要4比特报告PMI,则可使用高达11 比特同时报告预编码信息和CQI。
[053引传统的3GPPLTE系统仅支持水平波束形成,并且定义下文所述的一种为此通过PUCCH报告CSI的方法。特别地,已经基于2个指示符(例如,用于第一指示符ii和第二指 示符i2)设计了用于8Tx传输的码本。为此,可使用下文所述的S种方法WPUCCH报告模 式报告第一指示符和第二指示符。
[0539] 第一,报告第一指示符ii,然后同时报告第二指示符i2和CQI。
[0540] 第二,同时报告第一指示符ii、第二指示符i2和CQI。
[0541] 第=,定义指示是否报告第一指示符ii的特定指示符(例如,预编码型指示符 (PTI)),并且基于该特定指示符而使用不同的报告方法。如果该特定指示符指示报告第一 指示符ii,贝帷预定时间报告第一指示符ii,并且然后同时报告第二指示符i2和CQI。如果 该特定指示符指示不报告第一指示符ii,则在预定时间报告第二指示符i2和CQI(在该情 况下,由于不能仅通过第二指示符i2而不通过第一指示符i1确定特定预编码向量/矩阵, 所W可通过假定使用先前报告的第一指示符ii确定或指示特定预编码向量/矩阵)。
[0542] 对于增强3GPPLTE系统(例如,版本11之后的3GPPLTE系统),下面讨论一种最 大化采取基于AAS的2D天线阵列构造的MIMO系统的潜在增益的方法。基于AAS的2D天 线阵列构造与传统系统的不同在于,能够可变地和/或UE特定地执行垂直域波束形成。当 应用垂直波束形成时,与传统系统的不同在于肥选择最适合(或优选)于该肥的垂直域 波束方向,并且将其报告给eNB。本发明现在提出一种当报告用于垂直波束形成和水平波束 形成的PMI时应另外考虑的UE操作。
[05
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