为了减小量化噪声使用自相关矩阵进行用于基于码本的MIMO波束赋形的预编码的用户设备和方法与流程

文档序号:13674972阅读:657来源:国知局
该申请要求2013年12月18日提交的美国专利申请序列号No.14/133,538的优先权的利益,其通过引用整体合并于此。技术领域实施例涉及无线通信。一些实施例涉及蜂窝网络(例如根据用于长期演进(LTE)的3GPP标准(3GPPLTE)之一操作的E-UTRAN网络)中的多入多出(MIMO)码本波束赋形。

背景技术:
闭合环路MIMO系统典型地通过反馈路径将信道状态信息从接收机发送到发射机。信道状态信息可以用于采用波束赋形来补偿当前信道状况,增加接收机处的信噪比(SNR)等级。在这些传统系统中的某些系统中,可以基于信道状况在接收机处生成波束赋形矩阵。然后,波束赋形矩阵可以提供给发射机作为反馈。该反馈消耗了本来可以用于数据业务的带宽。为了减少与该反馈关联的开销,可以提供已知码本的码字,而不是实际波束赋形矩阵。码字可以指示发射机将使用哪个波束赋形矩阵。在这些系统中,接收机将推荐预编码器的预编码信息反馈给发射机,以用于将波束赋形后的信号发送回到接收机。由于预编码器的选择限于特定码本,因此所推荐的预编码器基于当前信道状况可能并不是理想的。针对给定码本,多用户(MU)MU-MIMO和协调多点(CoMP)传输对这种量化误差特别敏感。虽然可以通过使用较大的码本来减小这种量化误差,但是推荐与较大的码本关联的预编码器将需要显著的额外反馈以及定义较大的码本。因此,所需的是在不使用较大码本的情况下减小量化误差的用于预编码的用户设备(UE)和方法。还需要的是适合于LTE网络中的MU-MIMO和CoMP的减小量化误差的用于预编码的用户设备和方法。附图说明图1示出根据一些实施例的LTE(长期演进)网络的端到端网络架构的一部分以及该网络的各部件。图2示出用于从增强节点B(eNB)到UE的下行链路传输的下行链路资源网格的结构;以及图3示出根据一些实施例的UE。具体实施方式以下描述和附图充分示出特定实施例以使得本领域技术人员能够实践它们。其它实施例可以包括结构改变、逻辑改变、电改变、处理改变和其它改变。一些实施例的部分或特征可以包括于或替代以其它实施例的部分和特征。权利要求中所阐述的实施例囊括这些权利要求的所有可用等同物。图1示出LTE(长期演进)网络的端到端网络架构的一部分以及该网络的各部件。该网络包括通过S1接口115耦合在一起的无线电接入网(例如,如所描述的,E-UTRAN或演进通用地面无线电接入网)102和核心网络(EPC)120。(注意,为了方便和简明,仅示出核心网络的一部分和RAN。核心网络(EPC)120包括移动性管理实体(MME)122、服务网关(服务GW)124和分组数据网络网关(PDNGW)126。RAN102包括宏基站(又称为宏eNodeB或eNB)105、低功率(LP)基站(或LPeNB)106、107和UE(用户设备或移动终端)110。根据实施例,UE110可以被布置成为基于码本的MIMO波束赋形执行线性预编码。在这些实施例中,UE可以使用自相关矩阵来导出加权矢量,以便反馈到eNB。这可以减小量化噪声。以下更详细地描述这些实施例。MME在功能上与遗留服务GPRS支持节点(SGSN)相似。它管理接入中的移动性方面(例如网关选择和跟踪区域列表管理)。服务GW124朝向RAN端接接口,并且在RAN与核心网络之间路由数据分组。此外,它可以是用于eNode-B间切换的本地移动性锚定点,并且还可以提供用于3GPP间移动性的锚定。其它责任可以包括法定拦截、计费和某种策略实施。服务GW和MME可以实现于一个物理节点或者分开的物理节点中。PDNGW朝向分组数据网络(PDN)端接SGi接口。它在EPC与外部PDN之间路由数据分组,并且可以是用于策略实施和计费数据收集的关键节点。它也可以为非LTE接入提供用于移动性的锚定点。外部PDN可以是任何种类的IP网络和IP多媒体子系统(IMS)域。PDNGW和服务GW可以实现于一个物理节点或者分开的物理节点中。eNode-B(宏eNode-B或微eNode-B)端接空中接口协议,并且通常(但并非总是)用于UE110的第一接触点。在一些实施例中,eNode-B可以实现用于RAN的各种逻辑功能,包括但不限于RNC(无线电网络控制器功能),例如无线电承载管理、上行链路和下行链路动态无线电资源管理和数据分组调度以及移动性管理。S1接口是将RAN与EPC分开的接口。它被划分为两个部分:S1-U,其在eNode-B与服务GW之间传送业务数据;以及S1-MME,其为eNode-B与MME之间的信令接口。X2接口是各eNodeB之间(至少多数之间,如以下关于微eNB将提到的那样)的接口。X2接口包括两个部分:X2-C和X2-U。X2-C是各eNode-B之间的控制平面接口,而X2-U是各eNode-B之间的用户平面接口。在蜂窝网络的情况下,LP小区典型地用于将覆盖扩展到室外信号并不良好地到达的室内区域,或者用于在电话使用率非常密集的区域(例如火车站)中增加网络容量。如在此所使用的那样,术语低功率(LP)eNB指代用于实现(比宏小区窄的)较窄小区(例如毫微微小区、微微小区或微小区)的任何合适的相对低功率eNodeB。毫微微eNB典型地由移动网络运营商提供给其民用消费者或企业消费者。毫微微小区典型地是民用网关的大小或更小,并且通常连接到用户的宽带线路。一旦插入,毫微微小区就连接到移动运营商的移动网络,并且提供典型地用于民用毫微微小区的30米至50米范围的额外覆盖。因此,LPeNB107可以是毫微微eNB,因为它通过PDNGW126耦合。相似地,微微小区是典型地覆盖很小区域(例如建筑物中(办公室、商城、火车站等),或者更新近地,飞行器中)的无线通信系统。微微小区eNB通常可以通过其基站控制器(BSC)功能经由X2链路连接到另一eNB(例如宏eNB)。因此,LPeNB106可以用微微小区eNB实现,因为它经由X2接口耦合到宏eNB。微微小区eNB或用于该事情的其它LPeNB可以包括宏eNB的一些或所有功能。在一些情况下,这可以称为接入点基站或企业毫微微小区。图2示出用于从eNB到UE的下行链路传输的下行链路资源网格的结构。所描绘的网格示出称为资源网格的时间-频率网格,其为每个时隙中的下行链路中的物理资源。这种时间-频率平面表示是用于OFDM系统的普遍实践,使得对于无线电资源分配是直观的。资源网格的每列和每行分别对应于一个OFDM符号和一个OFDM子载波。时域中的资源网格的持续时间对应于无线帧中的一个时隙。资源网格中的最小时间-频率单元表示为资源元素。每个资源网格包括多个资源块,其描述特定物理信道对资源元素的映射。每个资源块包括资源元素的集合,并且在频域中,这表示当前能够分配的资源的最小份额。存在使用这些资源块传递的若干不同的物理下行链路信道。与本公开特别相关的是,这些物理下行链路信道中的两个是物理下行链路共享信道和物理下行链路控制信道。物理下行链路共享信道(PDSCH)将用户数据和更高层信令传送到UE110(图1)。物理下行链路控制信道(PDCCH)传送关于与PDSCH信道有关的传输格式和资源分配的信息。它还通知UE与上行链路共享信道有关的传输格式、资源分配和H-ARQ信息。典型地,基于从UE反馈到eNB的信道质量信息,在eNB处执行下行链路调度(将控制信道资源块和共享信道资源块分配给小区内的UE),然后在用于(分配给)UE的控制信道(PDCCH)上将下行链路资源分配信息发送到UE。PDCCH使用CCE(控制信道元素)来传递控制信息。在映射到资源元素之前,PDCCH复数值符号首先被组织为四元组,然后使用子块交织器对其进行排列,以便进行速率匹配。每个PDCCH是使用这些控制信道元素(CCE)中的一个或多个来发送的,其中每个CCE对应于九组被称为资源元素组(REG)的四个物理资源元素。四个QPSK符号映射到每个REG。取决于DCI的大小和信道条件,可以使用一个或多个CCE来发送PDCCH。可以存在具有不同数量的CCE(例如,聚合等级,L=1、2、4或8)的LTE中所定义的四个或更多个不同的PDCCH格式。在闭环MIMO(例如MU-MIMO和CoMP)中,通过预定义码本对信道矢量进行量化。典型地,可以使用迫零(ZF)预编码来减少用户间干扰。传统上,尚未尝试减少量化影响。在此所公开的实施例提供一种改进的线性预编码方法,其减少量化噪声的影响,而无需改变码本。传统上,关于ZF或MMSE的推导,没有考虑量化噪声。根据实施例,代替在预编码中使用码本,可以在以最小化量化噪声影响的方式导出加权矢量中使用对应的自相关矩阵。多个协作发射机和非协作接收机(例如多个小区之间的CoMP和MU-MIMO)看作处于小区内。假设NxK信道矩阵H=[h1h2…hN]T。具有KxK预编码矩阵W的接收到的信号可以表示为:y=HWd+n其中,d是Kx1数据矢量,n表示噪声。3GPP将用于有限反馈的码本指定为C={c1c2……cM
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