用于天线阵列信道反馈的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及具有天线阵列的无线系统中用于信道反馈的方法和设备。更具体地， 本公开涉及从无线终端至基站的反馈。
【背景技术】
[0002] 多入多出（Μπω)通信系统使用在空间区域内的多个信道。具有多个发射天线的 天线阵列可以通过Μ頂0传输方案增强数据传输能力。
[0003] 可以采用两种类型的Μ頂0传输方案。单用户Μ頂0(SU-M頂0)包括在时间频率资 源上将至少一个数据流传输至单用户。多用户Μηω(Μυ-Μηω)包括在单一（即相同时间频 率）上将每个用户的至少一个数据流传输至至少两个共同调度（co-schedule)的用户。
[0004] 在ΜΜ0通信系统中，基站和移动站用码本启用信道状态信息反馈。这些码本可以 额外地用于在发射器端预编码信息流。码本的元素存储在基站和移动站中，且可以用于为 了反馈而量化空间信道状态信息。取决于信道矩阵维度和可以支持的数据流数目，每个码 本元素可以是矢量或矩阵。每个移动站根据在所述基站和所述移动站之间形成的信道从码 本所包含的多个矩阵或矢量中选择与信道信息相对应的一个矩阵或矢量。每个基站通过接 收每个移动站所选择的矩阵或矢量，使用码本识别信道信息。所选择的矩阵或矢量可以用 于波束成形，或更普遍地，在基站使用多天线传输之前对所述一个或多个数据流进行预编 码。预编码用于从适当权重的天线阵列发出多个数据流，从而使链路吞吐量最大化。
[0005] 通常，ΜΠΚ)系统可以支持最大8个信道状态信息参考信号（CSI-RS)端口，用于确 定信道状态信息反馈。然而，基站天线阵列可能使用多于8个天线元件，其超出了可以在无 线终端计算反馈的CSI-RS天线端口数目。更进一步，大型天线阵列可能需要额外的信道状 态信息（CSI)和预编码矩阵信令。
【附图说明】
[0006] 为了描述能够获得本公开的优势和特征的方法，上文所简要描述的本公开的更多 具体描述通过引用在附图中图示的其特定实施例而呈现。所述图仅描绘本公开的典型实施 例并且因此不应认为是范围的限制。
[0007] 图1是根据可能的实施例的系统的示例方框图；
[0008] 图2是根据可能的实施例的基站的示例方框图；
[0009] 图3是根据可能的实施例的基站处天线阵列的示例方框图；
[0010] 图4是通过基站所执行的波束成形的示例性方框图；
[0011] 图5是根据可能的实施例的无线通信设备的示例方框图；
[0012] 图6是根据可能的实施例图示无线通信设备的操作的示例流程图；
[0013] 图7是根据可能的实施例图示无线通信设备的操作的示例流程图；以及
[0014] 图8是根据可能的实施例图示无线通信设备的操作的示例流程图。
【具体实施方式】
[0015] 实施例提供了用于天线阵列信道反馈的方法和设备。实施例可以为可以从基站天 线阵列发送的多个波束提供合适的信道反馈。实施例也可以将信道状态信息（CSI)和预编 码矩阵信令提供给大型天线阵列。
[0016] 根据一个示例实施例，该方法可以包括在无线终端接收资源元素上的第一信道状 态信息参考信号集合、以及资源元素上的第二信道状态信息参考信号集合。所述方法可以 包括通过无线终端基于接收到的第一信道状态信息参考信号集合来确定第一预编码矩阵； 其中该第一预编码矩阵选自第一码本。该方法可以包括通过无线终端基于第二信道状态信 息参考信号集合来确定第二预编码矩阵，其中所述第二预编码矩阵选自不同于第一码本的 第二码本。该方法可以包括通过无线终端传输第一预编码矩阵与第二预编码矩阵中至少一 个的表示。
[0017] 根据另一个示例实施例，该方法可以包括在无线终端接收信道状态信息参考信号 集合。该方法可以包括通过无线终端基于所接收到的信道状态信息参考信号集合来确定预 编码矩阵，该预编码矩阵是第一预编码矩阵和第二预编码矩阵的乘积。该第一预编码矩阵 可以至少具有依据表示矩阵的表示，其中该表示矩阵可以基于选自第一码本的矩阵。第二 预编码矩阵可以基于第二码本。该方法可以包括通过无线终端发射第一预编码矩阵和第二 预编码矩阵中的至少一个的表示。
[0018] 根据另一个示例实施例，该方法可以包括在无线终端接收信道状态信息参考信号 集合。该方法可以包括通过无线终端基于接收到的信道状态信息参考信号集合来确定预编 码矩阵，其中该预编码矩阵具有依据三个分量的表示。所述三个分量中的第一分量可以从 第一矢量集合确定。所述三个分量中的第二分量可以从第一参数集合确定。所述三个分量 中的第三分量可以从第二参数集合确定，其中第二参数集合是单位幅度标量集合。该方法 可以包括通过无线终端传输该第一分量、第二分量以及第三分量中的至少一个的表示。
[0019] 图1是根据可能的实施例的系统100的示例方框图。该系统100可以包括用户设 备（诎）110、6吣(^8(6陬）120、网络130、以及网络控制器140。该诎110可以为无线终端。 例如，该UE 110可以为无线通信设备、无线电话、蜂窝电话、个人数字助理、传呼机、个人电 脑、选择性无线接收器、平板电脑，或能够在包括无线网络在内的网络上发送并接收通信信 号的任何其他设备。该eNB 120可以为基站。例如，该eNB 120可以为蜂窝基站、接入点 (AP)、接入终端（AT)、中继节点、家庭基站、微微基站（pico eNB)、毫微基站（femto eNB)、 传输点（TP)，或者可以是在无线通信设备和网络之间提供接入的任何其他设备。所述eNB 120使用网络130的通信信号或其他通信信号与终端110通信。
[0020] 网络控制器140可以连接到网络130。网络控制器140可以位于基站、无线电网络 控制器、或网络130上的任何其他地方。网络130可包括能够发送和接收诸如无线信号的信 号的任何类型的网络。例如，网络130可以包括无线通信网络、蜂窝电话网络、基于时分多 址（TDMA)的网络、基于码分多址（CDMA)的网络、基于正交频分多址（0FDMA)的网络、长期 演进（LTE)网络、基于第三代合作伙伴计划（3GPP)的网络、卫星通信网络、以及其他通信系 统。更进一步，网络130可以包括多于一个网络，且可以包括多种不同类型的网络。因此， 网络130可以包括多个数据网络、多个电信网络、数据和电信网络的结合，以及能够发送和 接收通信信号的其他类似通信系统。
[0021] 图2是根据可能的实施例的诸如eNB 120的基站200的示例方框图。基站200 可以包含控制器210、存储器220、数据库接口 230、收发器240、输入/输出（I/O)设备 接口 250、网络接口 260、以及总线270。例如，基站200可以实现任何操作系统，诸如， Microsoft Windows' UNIX 或 LINUX。例如，可以用诸如 C、C++、Java 或 Visual Basic 等任何编程语言来写基站操作软件。该基站操作软件可以运行在应用程序框架上，诸如，例 如，Java%服务器、NET&框架、或任何其他应用框架。
[0022] 收发器240可以创建与终端110的数据连接。控制器210可以是任何可编程的处 理器。公开的实施例也可以实现在通用或专用计算机、编程的微处理器或微处理器、外围集 成电路元件、专用集成电路或其他集成电路、诸如分立元件电路的硬件/电子逻辑电路、诸 如可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列的可编程逻辑设备等上。通常，控制器210可以是任 何控制器或处理器设备或能够操作基站并实现所公开的实施例的设备。
[0023] 根据可能的实施方式，存储器220包括易失性和非易失性数据存储，包括一个或 多个电、磁或光学存储器，诸如随机存取存储器（RAM)、高速缓冲存储器、硬盘驱动器、或其 他存储器设备。存储器220可以具有高速缓冲存储器来加速对特定数据的访问。存储器220 也可以连接至压缩盘-只读存储器（⑶-ROM)、数字视频盘-只读存储器（DVD-ROM)、DVD读 写输入、磁带驱动器、拇指驱动器、或允许媒体内容直接上传到系统的其他可移动存储器设 备。数据可以存储在存储器220内或存储在单独的数据库内。例如，控制器210可以使用 数据库接口 230来访问数据库。数据库可以包含将终端110连接至网络130的任何格式化 的数据。
[0024] 根据可能的实施例，1/0设备接口 250连接至一个或多个输入和输出设备，其包 括：键盘、鼠标、触摸屏、监视器、麦克风、语音识别设备、扬声器、打印机、盘驱动器、或接收 输入和/或提供输出的任何其他设备或设备组合。1/0设备接口 250可以从网络管理员接 收数据任务或连接标准。网络连接接口 260可以连接至通信设备、调制解调器、网络接口 卡、收发器、或能够传输信号到网络130和从网络130接收信号的任何其他设备。基站200 的上述组件经由总线270连接、无线链接或以其他方式连接。
[0025] 虽然没有要求，可以使用由电子设备执行的计算机可执行指令来实现实施例，所 述计算机可执行指令诸如程序模块，所述电子设备诸如通用计算机。通常，程序模块可以 包括例行程序、对象、组件、数据结构、以及执行特定任务或实现特定抽象数据类型的其他 程序模块。程序模块可以是基于软件的和/或可以是基于硬件的。例如，程序模块可以存 储于计算机可读存储介质上，诸如硬件盘、闪存驱动器、光学驱动器、固态驱动器、⑶-ROM介 质、拇指驱动器、以及提供除暂时性传播信号之外的非暂时性存储的其他计算机可读存储 介质。此外，可以在具有多种类型的计算机系统配置的网络计算环境中实践实施例，所述网 络计算环境包括个人电脑、手持设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产 品、网络个人计算机、小型计算机、大型计算机、以及其他计算环境。
[0026] 图3是根据可能的实施例的天线阵列300的示例方框图，所述天线阵列300可以 在诸如eNB 120的基站200处被收发器240所使用。天线阵列300可以是（ML) X N个天线 310的发射天线栅格。例如，天线阵列300可以包括L(L> = 1)个垂直组的M(M>1)个天线 (垂直子集阵列或垂直子阵列）来创建ML个垂直天线元件。天线阵列300可以包括N(N>1) 列ML个垂直天线元件。例如，以8x8阵列为例，ML = 8且N = 8。垂直元件间分离用山来 表示，例如dve {〇. 5λ，4λ}，且水平元素间分离用dH来表示，例如dHe {〇. 5λ，4λ}，其 中λ是适用于LTE载波的中心频率或发射信号的载波频率的波长。示例天线阵列300可 以视为包含单（如，同极化）极化天线元件，该天线元件可以在水平和垂直维度看作是均匀 线性阵列。在另一个示例中，天线阵列可以包含双极化或交叉极化天线元件。在一个实施 例中，形成天线阵列中的子阵列（例如，垂直组的Μ个天线元件），使得在子阵列中相关性是 非常大的（例如，具有相同极化的天线元件），相关性结构随时间缓慢变化。相反，子阵列之 间信道的衰落具有低相关性，子阵列的信道之间的相对相位快速变化。具有双极化或交叉 极化天线元件的天线阵列可以看作在每个维度（水平或垂直）包括两个（或多个）同极化 子阵列，每个子阵列为均匀线性阵列。eNB 120可以估算发射信号的出射角（AoD)和/或终 端110相对于天线阵列300的粗略位置，所述估算基于上行链路探测参考信号（SRS)传输， 或更普遍地通过利用TDD(时分双工）系统中上行链路信道响应互易性或FDD(频分双工） 系统中多路径到达方向互易性的、来自终端110的任何上行链路传输。可以相对于AoD校 准天线阵列300,其可以在终端110的方向上启用波束控制。
[0027] 图4是被eNB 120所执行的波束成形的示例性方框图400。eNB 120可以通过使用 用于波束成形的天线阵列300来发射和接收信号而与终端110通信以实现信道需要。数据 流460是空间层的，其包括调制符号序列。包括调制符号序列的数据流460可以首先在乘 法器440中乘以复值加权因子450。产生的信号（每个天线430 -个），可以馈送到收发器 410,其中基带信号可以转化为载波频率。收发器410也可以对信号应用过滤以及额外的处 理。收发器输出然后可以传递到功率放大器（PA)420,在其中增加信号的功率。PA 420的 输出可以馈送到天线430。可以因此控制天线阵列中每个天线430中信号的相位与振幅，以 便在终端110获取构造图。可以在水平和垂直方向通过改变加权因子450来调整波束或发 射辐射图。用于发射及接收信号的波束的传输功率调整和部署，可以用于满足信道需要。波 束成形可以帮助应对多路径情况，并可以通过提供额外的功率集中来克服额外的衰减。在 MU-MBTO情况下，波束成形也可以用于减少对临近小区的干扰，或者对小区或协调的小区集 群内协作调度的UE的干扰。图4所图示的波束成形的方法仅是实现数据流460波束成形 的示例性示例。可替代地，可以在将信号转化为载波频率之后（在收发器之后立即或在ΡΑ 之后）应用加权因子，或者也可以将该加权因子分成应用在传输链路的不同位置处的多个 加权因子，例如，应用于基带的加权因子以及在收发器之后应用的加权因子。
[0028] -种用于在eNB 120形成垂直和/或水平波束的方法可以基于静态波束配置。例 如，可以部分重叠地形成LN个静态垂直波束或虚拟天线。图3中每列内的Μ个天线元件 可以被虚拟化为形成每列L个垂直波束，诸如当ML = 8且Μ = 4,那么L = 2,可以从每列 Μ = 4个元素中获取每列L = 2个垂直波束。一列中Μ = 4个元素可以是如图3所示临近 相邻组的天线元件，或者可以是诸如列中每个其他天线元件的交错或不相邻组的天线元件 (图3中未显示）。不同的列可以使用不同组的天线元件（本示例中为Μ = 4个天线元件） 来从该列形成虚拟天线