用于在采用二维天线阵列的移动通信系统中生成并传输信道反馈的方法和装置与流程

本发明总体上涉及一种无线移动通信系统，并且具体地涉及一种传输和接收信道状态信息的方法，其中，在采用多载波多接入方案(如正交频分多址接入(OFDMA))的无线移动通信系统中，用户设备测量无线电信道质量并将测量结果上报给基站，还涉及一种系统，在所述系统中，基站使用多根天线向用户设备进行传输以及从用户设备进行接收。

背景技术：

为了满足自开发4G通信系统以来对日益增长的无线数据业务的需求，已经作出努力来开发改进的5G或准5G(pre-5G)通信系统。因此，5G或准5G通信系统也被称为“4G后网络”或“后LTE系统”。5G通信系统被认为是以更高的频带(例如，毫米波)(例如，60GHz频带)实现的，以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全方位MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形以及大型天线技术。此外，在5G通信系统中，系统网络改进开发正在推进，基于高级小型小区、云无线电接入网络(RAN)、超密度网络、设备对设备(D2D)通信、无线回传、行动网络、合作通信、多点协作(CoMP)、接收端干扰消除等等。在5G系统中，已经开发了混合移频键控(FSK)、费赫正交幅度调制(FQAM)、作为高级编码调制(ACM)的滑动窗叠加编码(SWSC)、滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)以及作为高级接入技术的稀疏编码多址接入(SCMA)。

互联网(人类在其中生成和消费信息的以人为中心的连接网络)现在正演进成物联网(IoT)，在物联网中，分布式实体(如，物体)在没有人工干预的情况下交换并处理信息。通过与云服务器连接作为IoT技术与大数据处理技术的组合的万联网(IoE)已经兴起。随着技术元素(如，“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”以及“安全技术”)已被IoT实现方式所需要，传感器网络、机对机(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等等最近已经被研究。这种IoT环境可以提供智能互联网技术服务，所述服务通过收集并分析在连接的物体之间生成的数据来为人类生活创造新的价值。IoT可以通过汇聚和组合现有信息技术(IT)与各种工业应用而应用于各种各样的领域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗卫生、智能电器以及高级医疗服务。

本着这一点，已经做出了各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，如传感器网络、机器类型通信(MTC)以及机对机(M2M)通信的技术可以通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。作为上述大数据处理技术的云无线电接入网络(RAN)的应用也可以被认为是例如5G技术与IoT技术的汇聚。

与仅提供面向话音服务的早期移动通信系统相比，高级移动通信系统可以基于高速组数据通信提供高质量数据和多媒体服务。为此，服务标准化组织(包括第三代合作伙伴计划(3GPP)、3GPP2以及电气与电子工程师协会(IEEE))已进行对增强型第三代(3G)移动通信系统进行标准化的工作。近几年，已经开发了各种移动通信标准(包括3GPP长期演进(LTE)、3GPP2超移动宽带(UMB)和IEEE 802.16m)以基于多载波多址接入方案来支持高速且高质量的无线组数据服务。

现有增强型3G移动通信系统(如，LTE、UMB和802.16m)基于多载波多址接入方案并且采用用于提高传输效率的各种技术，例如，多输入多输出(MIMO)、波束成形、自适应调制和编码(AMC)以及信道敏感调度。这些技术可以通过集中传输功率或调整有待根据信道质量通过多根天线发送的数据量、或者通过以选择性方式利用可接受的信道质量将数据传输至用户来提高传输效率并且提高系统吞吐量。

在大多数情况中，这些技术基于基站(例如，演进型基站(eNB))与用户终端(用户设备(UE)或移动站(MS))之间的信道状态信息工作。因此，eNB或UE必须测量eNB与UE之间的信道状态。信道状态信息参考信号(CSI-RS)用于此目的。eNB是位于特定位点处用于下行链路传输和上行链路接收的装置，并且可以执行针对多个小区的传输和接收。在一个移动通信系统中，多个eNB分布在地理上分开的位点处并且每个eNB执行针对两个或更多个小区的传输和接收。

为了提高数据速率和系统吞吐量，现有3G和4G移动通信系统(如，LTE/LTE-高级(LTE-A))可以利用基于多根传输和接收天线的MIMO技术。在MIMO中，可以通过使用多根传输和接收天线发送多个空间分离的信息流。传输多个空间分离的信息流是指空间多路复用。所述可以通过空间多路复用发送的信息流的数量根据传输器和接收器处的天线数量变化。通常，所述可以通过空间多路复用发送的信息流的数量被称为传输秩。在多达发行(Release)11的LTE/LTE-A中，具有8根传输天线和8根接收天线的MIMO空间多路复用可以支持多达秩(rank)8传输。

图1展示了本发明适用的通信系统。

在图1中，基站传输器100可以利用几十或更多根传输天线来发送无线电信号。如图1中所示，传输天线以固定间隔均匀放置。固定间隔可以对应于被发送的无线电信号的多个半波长。通常，当传输天线被隔开对应于无线电信号的一个半波长的距离时，由传输天线发送的信号接收来自低相关性无线电信道的影响。信号之间的相关性随着传输天线之间的距离增加而变得越来越低。

在图1中，安装在基站传输器100中的几十或更多根传输天线用于将信号120传输至一个或多个UE。适当的预编码应用于传输天线，从而使得信号同时发送至多个UE。在这种情况中，UE可以接收一个或多个信息流。通常，一个UE可以接收的信息流的数量是根据UE的接收天线数量和信道状况确定的。

针对有效的MIMO实现，要求UE准确地测量信道状况和干扰并且有效地发送相应的信道状态信息至eNB。当接收到信道状态信息时，eNB可以确定用于接收下行链路传输的UE、有待使用的数据速率以及有待基于信道状态信息而应用的预编码模式。当现有LTE/LTE-A系统中所使用的信道状态信息传输和接收方案应用于涉及大量传输天线的全方位MIMO(FD-MIMO)中时，可能出现要求在上行链路中传输大量控制信息的上行链路开销问题。

在移动通信系统中，时间、频率和功率资源是有限的。这样，将更多的资源分配给参考信号可能导致可分配给数据业务信道的资源减小。这可能会减小实际传输的数据量。换言之，信道测量和估计的增强可能导致实际传输数据量的减小、降级总系统吞吐量。

因此，有必要维持针对参考信号的资源分配与针对业务信道的资源分配之间的平衡，以便在总系统吞吐量方面产生最佳性能。

图2展示了具有一个子帧和一个资源块的无线电资源，所述资源块充当用于在LTE/LTE-A系统中进行下行链路调度的最小单元。

如图2所示，无线电资源由时域中的一个子帧和频域中的一个资源块(RB)组成。无线电资源包括频域中的12个子载波以及时域中的14个正交频分复用(OFDM)符号，并因此由总共168个唯一频率-时间位置组成。在LTE/LTE-A中，图2中的每个频率-时间位置被称为资源元素(RE)。

图2中示出的无线电资源可以用于传输如下不同类型的信号。

小区特定参考信号(CRS)是针对小区内的所有UE周期性传输的参考信号，并且通常可以由多个UE使用。

解调参考信号(DMRS)是传输至特定UE的参考信号。DMRS仅当数据被发送至相应UE时被发送。DMRS可以包括总共8个DMRS端口。在LTE/LTE-A中，端口7至14对应于DMRS端口，并且这些端口之间的正交性通过码分多路复用(CDM)或频分多路复用(FDM)被保存，从而不会引起彼此之间的干扰。

物理下行链路共享信道(PDSCH)是由eNB用来将业务数据传输至UE的下行链路数据信道，并且映射至不用于图2的数据区域中的参考信号传输的RE。

信道状态信息参考信号(CSI-RS)是被传输至小区中的UE的参考信号并且用于信道状态测量。多个CSI-RS可以在小区内被发送。

其他控制信道(例如，物理混合自动重发请求(ARQ)指示符信道(PHICH)、物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH))是用于提供UE所需的控制信息以接收PDCCH或者用于传输针对与上行链路数据传输相关的混合自动重发请求(HARQ)操作的ACK确认/NACK确认(ACK/NACK)消息的信道。

除了以上信号之外，在LTE-A中，静音可被配置成用于准许相应小区内的UE在没有干扰的情况下接收由不同eNB发送的CSI-RS。静音可以应用于针对CSI-RS指定的位置，并且UE可以接收业务信号同时跳过具有配置的静音的无线电资源。在LTE-A系统中，静音可以被称为零功率CSI-RS。静音自身应用于没有传输功率分布的CSI-RS位置。

在图2中，可以根据用于CSI-RS传输的天线数量使用由A、B、C、D、E、F、G、H、I和J标记的位置中的一些位置来传输CSI-RS。静音还可以应用于位置A、B、C、D、E、F、G、H、I和J中的一些位置。具体地，CSI-RS可以根据用于传输的天线端口数量经由2、4或8个RE而被发送。针对两个天线端口，特定图案的一半用于CSI-RS传输；针对四个天线端口，特定图案的全部用于CSI-RS传输；并且针对八个天线端口，两个图案用于CSI-RS传输。此外，静音总是基于图案应用的。也就是说，尽管静音可以应用于多个图案，其也无法应用于一个图案的一部分，除非静音位置与CSI-RS位置重叠。静音仅在静音位置与CSI-RS位置重叠的情况下可以应用于一个图案的一部分。

在两个天线端口的CSI-RS传输的情况下，两个天线端口的信号分别经由时域中连续的两个RE被发送并且通过正交码彼此区分。在四个天线端口的CSI-RS传输的情况下，两个天线端口的信号以与以上针对两个天线端口的情况相同的方式被发送并且两个剩余天线端口的信号经由两个附加的RE以相同的方式被发送。以上过程可以应用于针对八个天线端口的CSI-RS传输情况。

在蜂窝系统中，基站必须发送参考信号至移动站以测量下行链路信道状态。在3GPP LTE-A系统中，UE通过使用由eNB传输的CSI-RS来测量eNB与UE之间的信道状态。考虑若干因素(包括下行链路干扰)来测量信道状态。这种下行链路干扰可以包括由邻近eNB的天线引起的干扰以及热噪声，并且对于确定下行链路状况而言是很重要的。例如，在具有一根传输天线的eNB将参考信号发送至具有一根接收天线的UE的情况中，所述UE必须确定可以在下行链路中基于从eNB接收到的参考信号而接收的每符号能量以及可以在接收相应符号期间同时接收的干扰量，并且确定每符号能量与干扰密度之比(Es/Io)。所确定的比值Es/Io被转换成数据速率或相应的值，所述数据速率或相应的值然后被上报给eNB作为信道质量指示符(CQI)。因此，eNB可以确定至UE的下行链路传输的数据速率。

在LTE-A系统中，UE将关于下行链路信道状态的信息反馈至eNB，从而使得eNB可以利用所述反馈信息来进行下行链路调度。也就是说，eNB测量由eNB发送的下行链路参考信号并且根据LTE/LTE-A标准中指定的规则将从所述测量中提取的信息反馈至eNB。在LTE/LTE-A中，UE通常反馈三条信息，如下所述。

秩指示符(RI)是在当前信道状况下对UE可用的空间层数量。

预编码矩阵指示符(PMI)在当前信道状况下由UE优选的预编码矩阵的索引。

信道质量指示符(CQI)是在当前信道状况下对UE可用的最大数据速率。CQI可以由类似于最大数据速率的参数取代，例如，信号干扰噪声比(SINR)、与调制方案相关联的最大纠错编码速率、或每频率数据速率。

RI、PMI和CQI含义上彼此相关联。例如，针对不同的秩对在LTE/LTE-A中支持的预编码矩阵进行不同的定义。因此，当RI被设置为1时的PMI值与当RI被设置为2时的相同PMI值的解释不同。此外，当确定CQI时，UE假定上报给eNB的PMI和RI应用在eNB处。例如，如果UE已经将RI_X、PMI_Y和CQI_Z上报至eNB，则这意味着，在秩RI_X和预编码PMI_Y的前提下，UE能够以对应于CQI_Z的数据速率接收数据。以此方式，UE可以假定有待由eNB使用的传输方案并计算CQI，从而使得当实际传输是使用假定的传输方案执行时可以获得最佳性能。

在LTE/LTE-A中，UE的周期性反馈可以根据有待包括于其中的信息被配置为以下四种反馈模式(或操作模式)之一：

上报模式1-0上报RI和宽带CQI(wCQI)；

上报模式1-1上报RI、wCQI和PMI；

上报模式2-0上报RI、wCQI和子带CQI(sCQI)；以及

上报模式2-1上报RI、wCQI、sCQI和PMI。

每种反馈模式中的反馈定时是基于通过较高层信令传输的值确定的，例如N_pd、N_偏移,CQI、M_RI和N_偏移,RI。在反馈模式1-0中，wCQI传输周期为N_pd，并且反馈定时是基于N_偏移,CQI的子帧偏移值确定的。RI传输周期是N_pd·M_RI，并且偏移是N_偏移,CQI+N_偏移,RI。

图3展示了当N_pd＝2、M_RI＝2、N_偏移,CQI＝1且N_偏移,RI＝-1时RI和wCQI的反馈定时。在图3中，每个定时(0-20)是由子帧索引指示的。

在这种情况下，反馈模式1-1具有与反馈模式1-0相同的定时，除了在wCQI传输定时处PMI是与wCQI一起传输。

在反馈模式2-0中，sCQI反馈周期为N_pd且偏移为N_偏移,CQI。wCQI反馈周期为H·N_pd且按照sCQI偏移的情况的偏移为N_偏移,CQI。在此，H＝J·K+1，其中，K是经由较高层信令传输的值并且J是基于系统带宽确定的值。例如，在10MHz系统中，J被设置为3。这意味着，在每H个sCQI传输处，wCQI被传输一次作为sCQI的替换。RI周期是M_RI·H·N_pd，并且偏移是N_偏移,CQI+N_偏移，RI。

图4展示了当N_pd＝2、M_RI＝1、J＝3(10MHz)、K＝1、N_偏移,CQI＝1且N_偏移,RI＝-1时RI、sCQI和wCQI的反馈定时。反馈模式2-1具有与反馈模式2-0相同的定时，除了在wCQI传输定时处PMI是与wCQI一起传输。

不像以上应用于多达4个CSI-RS天线端口的情况的反馈定时，针对与8个CSI-RS天线端口相关联的UE，两个PMI必须被反馈。在8个CSI-RS天线端口的情况中，反馈模式1-1被划分为两个子模式。在第一子模式中，第一PMI与RI一起传输并且第二PMI与wCQI一起传输。在这种情况中，wCQI和第二PMI的反馈周期被设置为N_pd，偏移被设置为N_偏移,CQI，并且RI和第一PMI的反馈周期被设置为M_RI·N_pd，偏移被设置为N_偏移,CQI+N_偏移,RI。在这种情况下，如果对应于第一PMI的预编码矩阵是W₁而对应于第二PMI的预编码矩阵是W₂，则UE和eNB共享指示由UE优选的预编码矩阵被确定为W₁W₂的信息。

针对8个CSI-RS天线端口，反馈模式2-1采用预编码类型指示符(PTI)作为新的信息。PTI与RI一起以周期M_RI·H·N_pd传输，其偏移为N_偏移,CQI+N_偏移,RI。

具体地，针对PTI＝0，所有第一PMI、第二PMI和wCQI被传输。在这种情况下，wCQI和第二PMI一起在相同时间处以具有偏移N_偏移,CQI的周期N_pd被发送。第一PMI是以具有偏移N_偏移,CQI的周期H'·N_pd传输的。在这种情况下，H’是经由较高层信令传输的。

针对PTI＝1，PTI与RI被一起传输。在这种情况下，wCQI和第二PMI被一起传输，并且sCQI是在单独的时间处传输的。在这种情况下，第一PMI不被传输。PTI与RI是以具有如在PTI＝0的情况下的相同偏移的相同周期传输的。sCQI是以具有偏移N_偏移,CQI的周期N_pd传输的。wCQI和第二PMI是以具有偏移N_偏移,CQI的H个N_pd周期传输的，并且H被设置为如4个CSI-RS天线端口情况下的相同值。

图5和图6展示了当N_pd＝2、M_RI＝1、J＝3(10MHz)、K＝1、N_偏移,CQI＝1且N_偏移,RI＝-1时分别针对PTI＝0和PTI＝1的反馈定时。

通常，针对采用较大数量传输天线的FD-MIMO，CSI-RS传输数量应与传输天线数量成比例地增加。例如，在LTE/LTE-A中，当使用8根传输天线时，eNB必须将对应于8个端口的CSI-RS传输至UE以进行下行链路信道状态测量。在这种情况下，为了传输对应于8个端口的CSI-RS，在一个RB中具有8个RE的无线电资源必须分配给CSI-RS传输，如由图2中的A和B所标记的位置指示。当LTE/LTE-A的CSI-RS传输方案应用于FD-MIMO时，无线电资源必须与传输天线数量成比例地被分配以进行CSI-RS传输。也就是说，具有64根传输天线的eNB必须通过使用64个RE来传输CSI-RS。这种生成每个CSI-RS的反馈信息的CSI-RS传输方案消费过多的反馈资源。因此，存在对使用较少反馈资源的方案的需求。

技术实现要素：

【技术问题】

本发明已被提出以至少解决上述问题和/或缺点并且以至少提供下述优点。

因此，本发明的一个方面是提供一种方法和装置，所述方法和装置使用户设备能够测量参考信号、生成信道状态信息、并传输信道状态信息以便在采用FD-MIMO的LTE-A系统中实现有效的数据传输和接收。

本发明的另一个方面在于提供一种方法和装置，所述方法和装置使基站能够将参考信号发送至用户设备并以有效的方式从用户设备接收信道状态信息。

【问题的解决方案】

根据本发明的一个方面，提供了一种用户设备向基站发送反馈信息的方法。所述方法包括：从所述基站接收信道状态指示参考信号(CSI-RS)；基于所接收的CSI-RS生成反馈信息；以及将所述生成的反馈信息传输至所述基站，其中，生成反馈信息包括针对所述基站的每个天线端口组选择预编码矩阵并且基于所述基站的所述天线端口组之间的关系选择附加的预编码矩阵。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用户设备向基站发送反馈信息的方法。所述方法包括：从所述基站接收反馈配置信息；从所述基站接收信道状态指示参考信号(CSI-RS)；基于所接收的反馈配置信息和所述CSI-RS生成反馈信息；以及将所生成的反馈信息传输至所述基站，其中，接收反馈配置信息包括接收对应于所述基站的天线端口组的反馈配置信息以及基于所述天线端口组之间的关系接收附加的反馈配置信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用户设备向基站发送反馈信息的方法。所述方法包括：传输基于来自所述基站的第一信道状态指示参考信号(CSI-RS)生成的第一反馈信息；接收基于来自所述基站的所述第一反馈信息波束成形(beamformed)的第二CSI-RS；基于所述接收的第二CSI-RS生成第二反馈信息；以及将所述第二反馈信息传输至所述基站。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基站从用户设备接收反馈信息的方法。所述方法包括：将反馈配置信息传输至所述用户设备；将信道状态指示参考信号(CSI-RS)传输至所述用户设备；以及接收基于来自所述用户设备的所述反馈配置信息和所述CSI-RS生成的反馈信息，其中，传输反馈配置信息包括发送对应于所述基站的天线端口组的反馈配置信息以及基于所述天线端口组之间的关系发送附加的反馈配置信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基站从用户设备接收反馈信息的方法。所述方法包括：接收来自所述用户设备的第一反馈信息；将基于所述第一反馈信息波束成形的信道状态指示参考信号(CSI-RS)传输至所述用户设备；以及接收基于来自所述用户设备的所述CSI-RS生成的第二反馈信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种能够将反馈信息发送至基站的用户设备。所述用户设备包括：通信单元，所述通信单元被配置成将信号发送至所述基站以及从所述基站接收信号；以及控制单元，所述控制单元被配置成执行以下过程：从所述基站接收信道状态指示参考信号(CSI-RS)、基于所接收的CSI-RS生成反馈信息、以及将生成的反馈信息传输至所述基站。

根据本发明的另一个方面，提供了一种能够将反馈信息发送至基站的用户设备。所述用户设备包括：通信单元，所述通信单元被配置成将信号发送至所述基站以及从所述基站接收信号；以及控制单元，所述控制单元被配置成执行以下过程：从所述基站接收反馈配置信息、从所述基站接收信道状态指示参考信号(CSI-RS)、基于所接收的反馈配置信息和CSI-RS生成反馈信息、以及将生成的反馈信息传输至所述基站，其中，所述控制单元进一步被配置成接收对应于所述基站的天线端口组的反馈配置信息以及基于所述天线端口组之间的关系接收附加的反馈配置信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种能够将反馈信息发送至基站的用户设备。所述用户设备包括：通信单元，所述通信单元被配置成将信号发送至所述基站以及从所述基站接收信号；以及控制单元，所述控制单元被配置成执行以下过程：传输基于来自所述基站的第一CSI-RS生成的第一反馈信息、接收基于来自所述基站的所述第一反馈信息波束成形的第二CSI-RS、基于所述接收的第二CSI-RS生成第二反馈信息、以及将所述第二反馈信息传输至所述基站。

根据本发明的另一个方面，提供了一种能够从用户设备接收反馈信息的基站。所述基站包括：通信单元，所述通信单元被配置成用于将信号发送至所述用户设备以及从所述用户设备接收信号；以及控制单元，所述控制单元被配置成执行以下过程：将反馈配置信息传输至所述用户设备、将信道状态指示参考信号(CSI-RS)传输至所述用户设备、以及接收基于来自所述用户设备的所述反馈配置信息和所述CSI-RS生成的反馈信息，其中，所述控制单元进一步被配置成发送对应于所述基站的天线端口组的反馈配置信息以及基于所述天线端口组之间的关系发送附加的反馈配置信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种能够从用户设备接收反馈信息的基站。所述基站包括：通信单元，所述通信单元被配置成用于将信号发送至所述用户设备以及从所述用户设备接收信号；以及控制单元，所述控制单元被配置成执行以下过程：接收来自所述用户设备的第一反馈信息、将基于所述第一反馈信息波束成形的信道状态指示参考信号(CSI-RS)传输至所述用户设备、以及接收基于来自所述用户设备的所述CSI-RS生成的第二反馈信息。

附图说明

本发明的上述及其他方面、特征和优点将从下面结合附图的详细描述中更加明显，在附图中：

图1展示了本发明适用的通信系统；

图2展示了具有一个子帧和一个RB的无线电资源，所述无线电资源充当用于在LTE/LTE-A系统中进行下行链路调度的最小单元；

图3至图6展示了LTE/LTE-A系统中的反馈定时；

图7展示了根据本发明的实施例的CSI-RS传输；

图8展示了由UE针对两个CSI-RS进行的RI、PMI和CQI传输；

图9是描绘了根据本发明的实施例由UE执行的操作序列的流程图；

图10是描绘了根据本发明的实施例由eNB执行的操作序列的流程图；

图11是根据本发明的实施例的UE的框图；以及

图12是根据本发明的实施例的eNB的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。可省略对在此包含的公知功能和结构的详细描述以避免使本发明的主题模糊。用在下面的说明书和权利要求书的术语和词语不限于它们的字典含义，而是应根据本发明的范围和精神被解释。

本发明的实施例的描述具体地聚焦于符合3GPP演进通用陆地无线电接入(EUTRA)标准的基于OFDM的无线电通信系统。然而，本领域技术人员应理解的是，本发明的主题或其变体在没有背离本发明的范围和精神的显著修改的情况下可应用于具有类似背景技术和信道结构的其他通信系统。

当eNB使用较大数量的传输天线来执行CSI-RS传输时，如在FD-MIMO的情况中，为了减小来自UE的反馈量，有可能将N个天线端口划分为G个组以进行CSI-RS传输。例如，当eNB的传输天线如图1所示以二维方式被安排时，eNB可以通过使用单独的CSI-RS资源将对应于每一列的天线端口发送至UE。在这种情况下，eNB可以通过使用G个CSI-RS将每根天线的信道呈现给UE。

本发明的MIMO方案，作为具有8根传输天线的现有LTE/LTE-A MIMO的高级版本，可以应用于使用16或更多根传输天线的情况，具体地应用于其中基站的传输天线被配置为二维天线阵列的情况。

在本发明的一个实施例中，针对一个CSI-RS操作二维天线阵列中的每一列。为了使本发明的原理可适用，不要求以列为基础划分天线端口。然而，在以下描述中，为了便于描述，假定天线端口是以列为基础划分的以用于CSI-RS操作。天线端口还可以在行的基础上或者无关列或行被划分，以形成天线端口组。

图7展示了根据本发明的实施例的针对二维(2D)天线阵列的CSI-RS传输。

在本发明的一个实施例中，操作2D天线阵列的eNB包括总共64个天线端口(例如，N＝64)。在这64个天线端口当中，32个天线端口(例如，A0，...，A7；B0，...，B7；C0，...，C7；D0，...，D7)被安排成用于与x轴的正向形成-45°或0°的角度，并且剩余的32个天线端口(例如，E0，...，E7；F0，...，F7；G0，...，G7；H0，...，H7)被安排成用于与x轴的正向形成+45°或90°的角度。如上定位在相同位置处的每两个天线元件形成90°的天线配置被称为交叉极化或XPOL配置。所述XPOL配置可以用于通过将多根天线放置在较小空间中而获得较大的天线增益。图7公开了本发明的另一个实施例，即，每个CSI-RS资源具有正方形形式，与以上实施例中的条形形式形成对照。

不像以上情况，操作2D天线阵列的eNB可以包括总共32个天线端口(例如，N＝32)。在这种情况下，32个天线端口(例如，A0，...，A7；B0，...，B7；C0，...，C7；D0，...，D7)被安排成用于与x轴的正向形成-45°或0°的角度。如上所有天线元件被安排成用于形成相同角度的天线配置被称为共极化或Co-POL配置。

在Co-POL配置的情况中，因为所有天线端口具有相同的取向，所以当N_RX指示UE处的接收天线数量时，针对一个天线组和UE由大小为N_RX×32的信道矩阵H₁对N个天线端口进行描述。在XPOL的情况中，由于具有N/2个构件的第一天线组和具有N/2个构件的第二天线组被安排在相同位置处，所以由两个天线组形成的无线电信道可以仅具有相位差异。也就是说，当N_RX指示UE处的接收天线数量并且当针对第一天线组和UE的具有大小为N_RX×32的信道矩阵是H₁时，针对第二天线组和UE的信道矩阵H₂可以由以下等式(1)所示的数积H₁表示。

【数学式1】

H₂＝e^jφH₁

在这种情况下，H_k的(i，j)分量指示在第k个天线组中从第j个传输天线至第i个接收天线的信道值。

在这种情况下，64根天线分别由A0，..，A7；B0，..，B7；C0，..，C7；D0，..，D7；E0，..，E7；F0，..，F7；G0，..，G7；H0，...，H7标记。所述64根天线针对2D天线阵列中的每一列发送一个CSI-RS。

首先，引起2D天线阵列中的每一列的信道状态测量的CSI-RS由各自具有8个天线端口的CSI-RS资源300组成，如下：

CSI-RS资源0分别将A6、A7、E6、E7、B6、B7、F6和F7(或图7中的A0、…、A7)发送至8个CSI-RS天线端口；

CSI-RS资源1分别将C6、C7、G6、G7、D6、D7、H6和H7(或图7中的B0、…、B7)发送至8个CSI-RS天线端口；

CSI-RS资源2分别将A6、A5、E4、E5、B4、B5、F4和F5(或图7中的C0、…、C7)发送至8个CSI-RS天线端口；

CSI-RS资源3分别将C4、C5、G4、G5、D4、D5、H4和H5(或图7中的D0、…、D7)发送至8个CSI-RS天线端口；

CSI-RS资源4分别将A2、A3、E2、E3、B2、B3、F2和F3(或图7中的E0、…、E7)发送至8个CSI-RS天线端口；

CSI-RS资源5分别将C2、C3、G2、G3、D2、D3、H2和H3(或图7中的F0、…、F7)发送至8个CSI-RS天线端口；

CSI-RS资源6分别将A0、A1、E0、E1、B0、B1、F0和F1(或图7中的G0、…、G7)发送至8个CSI-RS天线端口；以及

CSI-RS资源7分别将C0、C1、G0、G1、D0、D1、H0和H1(或图7中的H0、…、H7)发送至8个CSI-RS天线端口。

当多根天线如上以二维形式安排时(M×N，其中，M是竖直方向或列并且N是水平方向或行)，有可能通过使用各自具有M个CSI-RS端口资源的N个CSI-RS来测量FD-MIMO信道。

以上情况的64根传输天线使用各自具有8个CSI-RS端口资源的8个CSI-RS来执行CSI-RS传输，使UE能够针对FD-MIMO系统中的2D天线阵列的所有天线端口测量无线电信道。每个CSI-RS引起针对关于2D天线阵列的列的一个列的信道测量。同时，UE测量如以上情况发送的多个CSI-RS的信道状态并且通过将基于测量结果生成的RI、PMI和CQI反馈至eNB来通知eNB所述FD-MIMO的无线电信道状态。

图8展示了由UE针对两个CSI-RS进行的RI、PMI和CQI传输。

为了反馈PMI信息，UE通过测量与一个列相关联的信道单独地针对每个CSI-RS构成并发送第一反馈信息(例如，反馈1)，以及构成并发送指示列之间的关系的第二反馈信息(例如，反馈2)。在这种情况下，传输第一反馈信息包括测量针对一个列配置的CSI-RS以及发送反映与2D天线阵列的列相关联的信道状态的RI、PMI和CQI信息；传输第二反馈信息包括将针对单独的列构成的第一反馈信息的多个片段之间的相关性或相互关系信息发送至eNB。第二反馈信息可以以各种方式被指示。在本发明中，假定有针对单独的列配置的PMI创建的虚拟信号对应于第二反馈信息的CSI-RS资源，给出对通过使用PMI反馈虚拟信道之间的关系的方案的描述。

在这种情况下，RI、PMI和CQI彼此互相关联。也就是说，第一反馈信息中的RI可以通知由之后发送的作为第一反馈的PMI指示的秩和预编码矩阵。RI和被发送作为第一反馈的PMI可以通知由被发送作为第二反馈的PMI指示的信道数量和预编码矩阵。被发送作为第二反馈的RI可以通知由被发送作为第二反馈的PMI指示的秩和预编码矩阵。当eNB传输由第二反馈的RI指示的秩的数据时，并且当被发送作为第一反馈的PMI用于单独的列且被发送作为第二反馈的PMI应用于列之间时，第二反馈的CQI指示可用于UE的数据速率或者对应于数据速率的值。

在图8所示的反馈方案中，UE可以接收如下针对FD-MIMO的反馈分配。

首先，UE接收至少一个CSI-RS资源的分配(CSI-RS-1，...，CSI-RS-8)。也就是说，UE被eNB指导以接收可由列区分的CSI-RS资源以进行信道测量。在这种情况下，UE可能不了解对应于特定CSI-RS资源的2D天线阵列的列。

此后，UE通过无线电资源控制(RRC)信息接收反馈分配。例如，用于反馈分配的RRC信息可以如以下表1被配置。

【表1】

在用于反馈的RRC信息中，PMI码本信息是关于可用于相应反馈的一组预编码矩阵的信息。当没有PMI码本信息包含在用于反馈的RRC信息中时，UE可以确定在标准中预定义的所有预编码矩阵可用于反馈。PMI码本信息可以具有用于第一反馈和第二反馈的相同或不同的信息元素。在以上表1中所示的反馈信息中，所述“等”信息可以包括关于用于周期性反馈的周期和偏移的信息或者关于干扰测量资源的信息。

如图8所示，对针对eNB的被构造为2D天线阵列的多个传输天线包含多个CSI-RS的一个反馈进行配置以及指导UE将信道状态信息上报至eNB可以是FD-MIMO信道状态信息上报方案的一个示例。

在图8中所示的信道状态信息上报方案中，有可能使UE利用较少的CSI-RS资源生成并上报2D天线阵列的信道状态信息。然而，这个方案可能未能很好地使用FD-MIMO系统的性能。

在如图8所示针对两个CSI-RS(CSI-RS1、CSI-RS2)中的每个CSI-RS对一个反馈进行配置并且指导UE通过一些天线端口测量一个列和一个行的信道状态并基于所述测量结果上报经由信道估计(像克罗内克积(Kronecker product)(即，对在块矩阵中产生的任意大小的两个矩阵的运算))获得的剩余天线端口的信道状态信息的情况中，当UE利用在没有观察所有天线端口的情况下估计的信息时，FD-MIMO系统的性能可能不会被充分提取。

这在下文更详细地被描述。例如，如果是由UE通过CSI-RS-1估计的N_RX×N_H信道矩阵且是由UE通过CSI-RS-2估计的N_RX×N_V信道矩阵，则针对二维中的N＝N_HN_V根传输天线的N_RX×(N_HN_V)信道矩阵可以表示为以下等式(2)。

【数学式2】

在以上等式(2)中，γ是表示在水平和竖直天线基础上天线虚拟化为信道值的影响的标量值。值γ可以由eNB单独地通知或者在CSI-RS信道估计过程中被预计算为1。此外，指示矩阵的克罗内克积。矩阵A与矩阵B的克罗内克积如以下等式(3)所表示。

【数学式3】

在以上等式(3)中，

在这种情况下，a_ij的仅当i＝m或j＝1时的条目与实际测量的信道相关并且剩余条目是通过克罗内克积生成的信道值。这种信道估计误差可能引起性能降级。

在2D天线阵列系统中，当传输天线被安排在二维中时，竖直方向上的预编码和水平方向上的预编码都应用于有待发送至UE的信号。在这种情况下，当UE使用仅如图8所示的一些天线端口应用与PMI_H和PMI_V对应的预编码时，eNB可能将错误的PMI应用于其他天线端口。这可能导致系统性能的降级。

因此，在本发明的实施例中，eNB将与2D天线阵列相关的天线端口划分为一个或多个组并且通过使用一个或多个参考信号资源将参考信号传输至UE。UE测量这些参考信号、在针对所有天线端口的分组基础上生成反馈信息、并将反馈信息上报给eNB。此外，UE上报描述组之间的关系的附加反馈信息，从而使得eNB可以以最佳方式执行至UE的传输。为此，考虑一种用于上报秩、预编码和CQI信息的方案。也就是说，在本发明中，设计一种适用于2D天线阵列结构的反馈方案，并且利用所述反馈方案提供一种使UE能够生成并上报反馈信息以用于FD-MIMO的方案。在说明书中，在eNB与UE之间定义的一组预编码矩阵被称为“码本”，并且码本中的每个预编码矩阵可以被称为“码字”。码本由关于每个可支持的秩的一组预编码矩阵组成，并且特定编码矩阵的选择对应于特定秩的选择。

在本说明书中，天线端口可以以各种方式被划分为多个组。例如，可以执行分组，从而使得相邻或非相邻天线端口属于同一组。在本发明的以下实施例中，为了便于描述，假定在2D天线阵列结构的同一列上的天线端口是通过使用一个CSI-RS资源传输的。在本说明书中，分组还可以是基于在同一行上的天线端口或者不管列或行基于随机选择的天线端口形成的。此外，一个天线端口可以与一个或多个相邻或非相邻的天线元件相关联。

在本发明的示例中，UE基于一个或多个配置的CSI-RS针对2D天线阵列的每个列执行信道估计并且从码本中选择针对所述列的最佳预编码矩阵。此后，UE基于所产生的列之间的关系从码本中选择最佳预编码矩阵并且生成和上报RI、PMI和CQI。

如上所述，在安排成2D天线阵列的总共64根天线中，关于x轴的正方向彼此不同的CSI-RS针对形成8个天线组的单独的列被配置以用于信道测量。在这种情况下，在第一天线端口列与UE之间的大小为N_RX×8的信道矩阵可以被表示为H₁，在第二天线端口列与UE之间的大小为N_RX×8的信道矩阵可以被表示为H₂，并且在第n天线端口列与UE之间的大小为N_RX×8的信道矩阵可以被表示为H_n。

以下给出针对信道矩阵中的一个列选择最佳预编码矩阵的描述。一种用于选择使信噪比(SNR)最大的预编码矩阵的方法可以被表示为以下等式(4)。

【数学式4】

在以上等式(4)中，指示一组8×n的预编码矩阵。P是一组8×n波束成形向量并且与信道矩阵H_n组合以形成在期望方向上传播的信号波束。在这种情况下，n是预编码矩阵的秩，并且n＝1指示秩-1预编码矩阵且n＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(4)中，使SNR最大化的预编码矩阵针对不同的列有所不同并且UE选择总共N个实例。

此后，UE使用针对8个CSI-RS资源选择的构成针对N个CSI-RS资源的虚拟端口并且对虚拟端口进行测量。在这种情况下，虚拟信道可以被表示为虚拟端口与UE之间的大小为N_Rx×v的信道矩阵，并且虚拟端口的数量v可以被表示为针对每个CSI-RS资源的n之和。

UE通过使用以下等式(5)选择指定端口组(例如，端口列)之间的关系的最佳预编码矩阵。在这种情况下，选择使SNR最大化的预编码矩阵可以由如下等式(5)表示。

【数学式5】

在这种情况下，P是v×n′预编码矩阵。P是端口组之间的v×n′向量并且与虚拟信道矩阵相组合，从而使得传输被执行以便最大化信号接收性能。在这种情况下，n’是预编码矩阵的秩，并且n’＝1指示秩-1预编码矩阵且n’＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(5)中，使SNR最大化的预编码矩阵根据虚拟端口的数量v使用不同大小的码本，并因此选择最佳结果

相应地，针对PMI反馈，UE反馈N个实例和一个实例。针对秩，UE在应用于每一列且应用于列之间之后，反馈秩。针对CQI反馈，UE在应用针对每一列选择的以及针对列之间选择的之后，确定CQI并上报同一CQI至eNB。

本发明的反馈可以如下被上报给eNB。在这种情况下，假定被发送作为rPMI，被发送作为wPMI，且CQI被发送作为wCQI。

rPMI反馈的周期为N_pd，且偏移为N_偏移,CQI。wCQI反馈的周期为H·N_pd，且偏移为N_偏移,CQI，所述偏移与rPMI的偏移完全相同。在这种情况下，H＝J·K+1和K通过更高层信令被发送，并且J是基于2D天线阵列配置或CSI-RS资源数量确定的值。例如，针对64根天线，J被设置为8。也就是说，在每H个rPMI传输处，wCQI被传输一次作为rPMI的替换。RI反馈的周期是M_RIH·N_pd，并且偏移是N_偏移,CQI+N_偏移，RI。在每个rPMI传输定时处，针对CSI-RS资源的rPMI可以依次或同时被发送。在64根天线的情况中，rPMI传输可以以J＝8依次或以J＝8同时执行。

针对秩，UE可以发送n和n’两者或者仅发送n’。当仅n’被发送时，n可以被设置为固定值，例如1或2。在这种情况下，UE可以使用由eNB通过较高层信令预先通知或预先存储在存储器中的一个值。

在本发明的实施例的方案中，UE测量针对多个CSI-RS资源的信道并且反馈与针对每个CSI-RS资源所选的最佳波束相关的信息以及这些波束之间的最佳关系，从而使得利用2D天线阵列的eNB可以以最佳方式选择波束。在这个方案中，UE将多达64根天线划分为8个组以用于信道测量并且构成用于反馈的虚拟信号，从而有效地减小了反馈量和信道接收复杂性。对应于虚拟信道的码本大小可以根据针对单独的CSI-RS资源所选的秩之和变化。

在本发明的示例中，UE基于一个或多个配置的CSI-RS针对2D天线阵列的每个列执行信道估计并且从码本中选择针对所有列的最佳预编码矩阵。此后，UE基于所产生的列之间的关系从码本中选择最佳预编码矩阵并且生成和上报RI、PMI和CQI。

如上所述，在被构造成2D天线阵列的总共64根天线中，关于x轴的正方向彼此不同的CSI-RS针对形成8个天线组的单独的列被配置以用于信道测量。在这种情况下，在第一天线端口列与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₁，在第二天线端口列与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₂，并且在第n天线端口列与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H_n。

以下给出针对信道矩阵中的一个列选择最佳预编码矩阵的描述。一种选择使SNR最大的预编码矩阵的方案可以被表示为以下等式(6)。

【数学式6】

在以上等式(6)中，P指示一组8×n的预编码矩阵。P是一组8×n波束成形向量并且与信道矩阵H_n组合以形成朝期望方向传播的信号波束。在此，n是预编码矩阵的秩，并且n＝1指示秩-1预编码矩阵且n＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(6)中，使SNR最大化的预编码矩阵针对单独的列是相同的并且UE选择总共一个实例。

此后，UE使用针对8个CSI-RS资源选择的构成针对N个CSI-RS资源的虚拟端口并且对虚拟端口进行测量。在这种情况下，虚拟信道可以被表示为虚拟端口与UE之间的大小为N_Rx×v的信道矩阵，并且虚拟端口的数量v可以被表示为针对每个CSI-RS资源确定的的秩n之和。

UE通过使用以下等式(7)选择指定端口组(例如，端口列)之间的关系的最佳预编码矩阵。在这种情况下，选择使SNR最大化的预编码矩阵可以由以下等式(7)表示。

【数学式7】

在这种情况下，P是v×n′预编码矩阵。P是端口组之间的v×n′向量并且与虚拟信道矩阵相组合，从而使得传输被执行以便最大化信号接收性能。在此，n’是预编码矩阵的秩，并且n’＝1指示秩-1预编码矩阵且n’＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(7)中，使SNR最大化的预编码矩阵根据虚拟端口的数量v使用不同大小的码本，并因此选择最佳结果

相应地，针对PMI反馈，UE反馈一个实例和一个实例。针对秩，UE在应用于每一列且应用于列之间之后，反馈秩。针对CQI反馈，UE在应用针对每一列选择的以及针对列之间选择的之后，确定CQI并上报同一CQI至eNB。

本发明的反馈可以如下被上报给eNB。在这种情况下，假定被发送作为rPMI，被发送作为wPMI，且CQI被发送作为wCQI。

rPMI反馈的周期为N_pd，且偏移为N_偏移,CQI。wCQI反馈的周期为H·N_pd，且偏移为N_偏移,CQI，所述偏移与rPMI的偏移完全相同。在这种情况下，H＝J·K+1和K通过更高层信令被发送，并且J是基于2D天线阵列配置或CSI-RS资源数量确定的值。例如，针对64根天线，J被设置为1。也就是说，在每H个rPMI传输处，wCQI和wPMI被传输一次作为rPMI的替换。RI反馈的周期是M_RIH·N_pd，并且偏移是N_偏移,CQI+N_偏移，RI。

作为另一个方案，反馈定时可以被确定，从而使得wCQI和wPMI传输周期为具有子帧偏移N_偏移,CQI的N_pd。RI、rPMI传输的周期是N_pd·M_RI，其偏移是N_偏移,CQI+N_偏移，RI。

在本发明的实施例的方案中，UE测量针对多个CSI-RS资源的信道并且反馈与针对每个CSI-RS资源所选的最佳波束相关的信息以及这些波束之间的最佳关系，从而使得利用2D天线阵列的eNB可以以最佳方式选择波束。在这个方案中，UE将多达64根天线信道划分为8个组以用于信道测量、应用一个码本、以及构成虚拟信道以用于反馈。由此，在天线间高信道相关性的情况中，有可能有效地减小反馈量和信道接收复杂性。

在本发明的示例中，UE基于一个或多个配置的CSI-RS针对2D天线阵列的每个列执行信道估计并且从码本中选择针对所述列的最佳预编码矩阵。此后，UE基于所产生的列之间的关系从码本中选择最佳预编码矩阵并且生成和上报RI、PMI和CQI。

如上所述，在被构造成2D天线阵列的总共64根天线中，关于x轴的正方向彼此不同的CSI-RS针对形成8个天线组的单独的列被配置以用于信道测量。在这种情况下，在第一天线端口列与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₁，在第二天线端口列与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₂，并且在第n天线端口列与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H_n。

码本中的预编码矩阵可以在如以下等式(8)中所示的两个索引方面被表示。

【数学式8】

P(i₁，i₂)＝W₁(i₁)W₂(i₂)

其中

且

在这种情况下，c_Q指的是针对XPOL配置针对在一个天线组中的N/2根天线的个波束成形向量，并且假定Q个波束成形向量在以上等式(8)中可用。e_m指示其第m个分量为1且其他分量为0的单位向量，并且用于将块对角矩阵的第m列选为波束成形向量。也就是说，在确定索引(i₁，i₂)之后，组合的预编码矩阵可以被表示为以下等式(9)。

【数学式9】

，其中，i₂＝K(m-1)+k

在这种情况下，确定预编码矩阵的索引(i₁，i₂)可以具有以下属性。

首先，i₁指示可由当前信道在码本的所有波束成形向量当中选择的M个候选波束成形向量。i₂用于在由i₁指示的候选波束成形向量中选择适于当前信道的最佳波束成形向量，并且用于调整不同天线组之间的相位。因此，当针对每一列的信道被表示为P(i₁，i₂)＝W₁(i₁)W₂(i₂)时，当i₁指示可由当前信道在码本的所有波束成形向量当中选择的M个候选波束成形向量时，可以选择相同的i₁。UE可以导出使SNR最大的预编码矩阵所述预编码矩阵可以被表示为以下等式(10)。

在如下等式(10)中，UE选择针对每个列的i₁。

【数学式10】

在如下等式(11)中，UE基于所选的i₁选择针对每个列的i₂。

【数学式11】

在这种情况下，P(i₁，i₂)是8×n预编码矩阵。P(i₁，i₂)是8×n波束成形向量并且与信道矩阵H_n组合以形成在期望方向上传播的信号波束。在这种情况下，n是预编码矩阵的秩，并且n＝1指示秩-1预编码矩阵且n＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(11)中，使SNR最大化的预编码矩阵针对不同的列有所不同并且UE选择总共N个实例。

此后，UE使用针对8个CSI-RS资源选择的构成针对N个CSI-RS资源的虚拟端口并且对虚拟端口进行测量。在这种情况下，虚拟信道可以被表示为虚拟端口与UE之间的大小为N_Rx×v的信道矩阵，并且虚拟端口的数量v可以被表示为针对每个CSI-RS资源的n之和。UE通过使用以下等式(12)选择指定端口组之间的关系的最佳预编码矩阵。当P(i₁，i₂)＝W₁(i₁)W₂(i₂)时，i₁和i₂可以在以下等式(12)中被推导出，其中，i₁涉及针对每一列配置的虚拟CSI-RS资源，并且i₂涉及码本中的波束成形向量。

在如下等式(12)中，UE选择i₁。

【数学式12】

在如下等式(13)中，UE基于所选的i₁选择针对每个列的i₂。

【数学式13】

在这种情况下，是v×n’预编码矩阵。是端口组之间的v×n’向量并且与虚拟信道矩阵相组合，从而使得传输被执行以便最大化信号接收性能。在这种情况下，n’是预编码矩阵的秩，并且n’＝1指示秩-1预编码矩阵且n’＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(13)中，使SNR最大化的预编码矩阵根据虚拟端口的数量v使用不同大小的码本，并因此选择最佳结果

相应地，针对PMI反馈，UE反馈一个实例和N个实例，以及一个实例和一个实例。针对秩，UE在应用于每一列且应用于列之间之后，反馈秩。针对CQI反馈，UE在应用针对每一列选择的以及针对列之间选择的之后，确定CQI并上报同一CQI至eNB。

本发明的反馈可以如下被上报给eNB。在这种情况下，假定被发送作为rPMI，被发送作为wPMI，且CQI被发送作为wCQI。指示和的rPMI和wPMI两者被发送作为第一PMI，并且指示和的rPMI和wPMI两者被发送作为第二PMI。

本发明的方案可以通过使用N个CSI-RS资源估计安排在二维中的NxM根传输天线、生成指定N个最佳秩和相关联的预编码矩阵的PMI i₁和PMI i₂、以及生成指定N个最佳预编码矩阵的秩、i₁、i₂和CQI。UE在预设定时处将确定的秩、i₁、i₂和CQI上报至eNB。然后，eNB可以参照预定义的码本了解UE的信道状态信息，并且利用经标识的信息来针对UE执行数据调度。在这种情况中，秩、i₁、i₂和CQI可以在相同的定时处与上行链路数据一起被上报或者可以在不同定时处经由上行链路控制信道被上报。具体地，当i₁和i₂在不同定时处被上报时，优选的是，i₁的传输周期大于i₂的传输周期。也就是说，被上报的较不频繁的i₁可以提醒eNB所述一组可用的波束成形向量，并且被上报的较频繁的i₂可以使eNB能够选择适用于实际衰落信道的最佳波束成形向量并调整天线组之间的相位。在这种情况下，i₁指示可由当前信道在码本的所有波束成形向量当中选择的M个候选波束成形向量，并且i₂用于选择适于实际用途的波束成形向量，并且用于调整不同天线组之间的相位。

RI与第一PMI信息(例如，rPMI和wPMI)一起传输，并且wCQI与第二PMI信息一起传输。wCQI与第二PMI的反馈周期为H·N_pd，且偏移为N_偏移,CQI。在这种情况下，H＝J·K+1和K通过更高层信令被发送，并且J是基于2D天线阵列配置或CSI-RS资源数量确定的值。例如，针对64根天线，J被设置为8。也就是说，在每H个第二PMI(例如，rPMI)传输处，wCQI和wPMI被传输一次作为rPMI的替换。RI和第一PMI(例如，rPMI和wPMI)的反馈周期是M_RI H·N_pd，并且偏移是N_偏移,CQI+N_偏移，RI。在这种情况下，如果对应于第一PMI的预编码矩阵是W₁而对应于第二PMI的预编码矩阵是W₂，则UE和eNB共享指示由UE优选的预编码矩阵被确定为W₁W₂的信息。

作为另一个反馈方案，反馈信息可以进一步包括预编码类型指示符(PTI)信息。在这种情况中，PTI与RI一起以周期M_RI·H·N_pd传输，其偏移为N_偏移,CQI+N_偏移,RI。

例如，针对PTI＝0，所有第一PMI(例如，rPMI和wPMI)、第二PMI以及wCQI可以被反馈。在这种情况下，wCQI和第二PMI(例如，rPMI和wPMI)一起在相同定时处以具有偏移N_偏移,CQI的周期N_pd被发送。第一PMI是以具有偏移N_偏移,CQI的H’N_pd周期传输的。在此，H’是经由较高层信令传输的。

针对PTI＝1，PTI与RI被一起传输。在这种情况下，wCQI和第二PMI(例如，rPMI和wPMI)被一起传输，并且sCQI也是在单独的定时处传输的。在这种情况下，第一PMI不被传输。PTI与RI是以具有如在PTI＝0的情况下的相同偏移的相同周期传输的。sCQI是以具有偏移N_偏移,CQI的周期N_pd传输的。wCQI和第二PMI是以具有偏移N_偏移,CQI的H个N_pd周期传输的，并且H被设置为如4个CSI-RS天线端口情况下的相同值。

在本发明的实施例中，PTI＝00指示第一PMI(例如，rPMI)的传输，PTI＝01指示第一PMI(例如，wPMI)的传输，PTI＝10指示第二PMI(例如，rPMI)的传输，并且PTI＝11指示第二PMI(例如，wPMI)的传输。

在本发明的实施例中，PTI＝00指示第一PMI(例如，rPMI和wPMI)的传输，PTI＝01指示第二PMI(例如，rPMI)的传输，PTI＝10指示第二PMI(例如，wPMI)的传输，并且PTI＝11指示所有PMI的传输。

本发明的反馈方案包括本发明的各实施例或其组合之一关于针对每个CSI-RS的反馈以及CSI-RS之间的反馈的反馈方案。这种组合的方案可以在2D天线阵列变化时被利用。

在本发明的实施例中，UE针对一个或多个CSI-RS反馈配置中的每个CSI-RS反馈配置执行信道估计、从码本中选择最佳预编码矩阵、并生成和上报RI、PMI和CQI。此外，UE基于所产生的CSI-RS反馈信息之间的关系从码本中选择最佳预编码矩阵并且生成和上报RI、PMI和CQI。

UE基于CSI-RS标识一个或多个反馈配置。反馈配置可以由表2中所示的整个或部分RRC信息构成。

【表2】

UE基于CSI-RS反馈配置标识一条反馈配置信息。反馈配置可以由表3中所示的整个或部分RRC信息构成。

【表3】

UE接收针对被构造成2D天线阵列的总共64根天线中形成8个天线组的单独列的关于相对x轴的正方向彼此不同的CSI-RS反馈配置的信息，并针对N个CSI-RS资源执行信道测量。在这种情况下，在第一CSI-RS反馈配置与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₁，在第二CSI-RS反馈配置与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₂，并且在第n个CSI-RS反馈配置与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H_n。

给出对选择以CSI-RS反馈配置测量的信道矩阵的最佳预编码矩阵的描述。在此，一种用于选择使信噪比(SNR)最大化的预编码矩阵的方法可以被表示为以下等式(14)。

【数学式14】

在以上等式(14)中，P指示一组8×n的预编码矩阵。P是一组8×n波束成形向量并且与信道矩阵H_n组合以形成在期望方向上传播的信号波束。在这种情况下，n是预编码矩阵的秩，并且n＝1指示秩-1预编码矩阵且n＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(14)中，使SNR最大化的预编码矩阵针对不同的列有所不同并且UE选择总共N个实例。相应地，针对PMI反馈，UE反馈针对N个反馈配置的N个实例。针对秩，UE在应用之后反馈秩。针对CQI反馈，UE在应用针对每个CSI-RS反馈配置选择的秩和之后，确定CQI并上报同一CQI至eNB。

此后，UE使用针对8个CSI-RS反馈配置选择的构成针对N个CSI-RS资源的虚拟端口并且针对N+1个CSI-RS反馈配置对虚拟端口进行测量。在这种情况下，虚拟信道可以被表示为虚拟端口与UE之间的大小为N_Rx×v的信道矩阵，并且v可以被表示为针对以CSI-RS反馈配置确定的每个CSI-RS资源的n之和。

UE通过使用以下等式(15)选择指定CSI-RS反馈配置之间的关系的最佳预编码矩阵。在这种情况下，选择使SNR最大化的预编码矩阵可以由如下等式(15)表示。

【数学式15】

在这种情况下，P是v×n’预编码矩阵。P是端口组之间的v×n’向量并且与虚拟信道矩阵相组合，从而使得传输被执行以便最大化信号接收性能。在这种情况下，n’是预编码矩阵的秩，并且n’＝1指示秩-1预编码矩阵且n’＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(15)中，使SNR最大化的预编码矩阵根据虚拟端口的数量v使用不同大小的码本，并因此选择最佳结果

相应地，针对PMI反馈，UE反馈一个实例。针对秩，UE在应用之后反馈秩。针对CQI反馈，UE在应用针对所选的秩和之后，确定CQI并上报同一CQI至eNB。

本发明的反馈可以如下被上报给eNB。在这种情况下，假定针对每个CSI-RS反馈配置的PMI被发送作为wPMI，并且CQI被发送作为wCQI。可以通过应用之前针对每个CSI-RS反馈配置描述的反馈模式来执行反馈：

上报模式1-0上报RI和宽带CQI(wCQI)；

上报模式1-1上报RI、wCQI和PMI；

上报模式2-0上报RI、wCQI和子带CQI(sCQI)；以及

上报模式2-1上报RI、wCQI、sCQI和PMI。

针对秩，UE可以发送n和n’两者或者仅发送n’。当仅n’被发送时，n可以被设置为固定值，例如1或2。在这种情况下，UE可以使用由eNB通过较高层信令预先通知的或预先存储在存储器中的一个值。

在本发明的实施例的方案中，UE测量针对多个CSI-RS资源的信道并且将此信息上报至eNB、反馈与针对每个CSI-RS资源所选的最佳波束相关的信息以及当上报的波束被同时使用时波束之间的最佳关系，从而使得利用2D天线阵列的eNB可以以最佳方式选择波束。在这个方案中，UE可以不管eNB的天线配置信息如何，通过将多个天线信道划分为1、2、4或8个信道测量资源来反馈信道信息，以进行信道测量、构成虚拟信道、以及将信道反馈传输至eNB。对应于虚拟信道的码本大小可以根据针对单独的CSI-RS资源所选的秩之和变化。

在本发明的实施例中，UE针对一个或多个CSI-RS反馈配置中的每个CSI-RS反馈配置执行信道估计、从码本中选择最佳预编码矩阵、并生成RI和PMI。UE基于CSI-RS反馈信息之间的关系从码本中选择最佳预编码矩阵并且生成和上报RI和PMI。此后，eNB基于所接收的RI和PMI发送作为将反馈PMI应用至附加CSI-RS配置的结果的CSI-RS，并且UE测量相应的CSI-RS信道并反馈CQI。

UE基于CSI-RS标识一个或多个反馈配置。反馈配置可以由表4中所示的整个或部分RRC信息构成。

【表4】

UE基于CSI-RS反馈配置标识一条反馈配置信息。反馈配置可以由表5中所示的整个或部分RRC信息构成。

【表5】

附加的反馈配置可以用信号发送至UE作为如以下表6中所示的波束成形的CSI-RS信道的测量资源。

【表6】

UE接收针对被构造成2D天线阵列的总共64根天线中形成8个天线组的单独列的关于相对x轴的正方向彼此不同的CSI-RS反馈配置的信息，并针对N个CSI-RS资源执行信道测量。在这种情况下，在第一CSI-RS反馈配置与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₁，在第二CSI-RS反馈配置与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H₂，并且在第n个CSI-RS反馈配置与UE之间的大小为N_Rx×8的信道矩阵可以被表示为H_n。

给出对选择以CSI-RS反馈配置测量的信道矩阵的最佳预编码矩阵的描述。在这种情况下，一种用于选择使信噪比(SNR)最大化的预编码矩阵的方法可以被表示为以下等式(16)。

【数学式16】

在以上等式(16)中，P指示一组8×n的预编码矩阵。P是一组8×n波束成形向量并且与信道矩阵H_n组合以形成朝期望方向传播的信号波束。在此，n是预编码矩阵的秩，并且n＝1指示秩-1预编码矩阵且n＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(16)中，使SNR最大化的预编码矩阵针对不同的列有所不同并且UE选择总共N个实例。相应地，针对PMI反馈，UE反馈针对N个反馈配置的N个实例。针对秩，UE在应用之后反馈秩。

此后，UE使用针对8个CSI-RS反馈配置选择的构成针对N个CSI-RS资源的虚拟端口并且针对N+1个CSI-RS反馈配置对虚拟端口进行测量。在这种情况下，虚拟信道可以被表示为虚拟端口与UE之间的大小为N_Rx×v的信道矩阵，并且虚拟端口数量v可以被表示为针对以CSI-RS反馈配置确定的每个CSI-RS资源的n之和。

UE通过使用以下等式(17)选择指定CSI-RS反馈配置之间的关系的最佳预编码矩阵。在这种情况下，选择使SNR最大化的预编码矩阵可以由如下等式(17)表示。

【数学式17】

在这种情况下，P是v×n’预编码矩阵。P是端口组之间的v×n’向量并且与虚拟信道矩阵相组合，从而使得传输被执行以便最大化信号接收性能。在这种情况下，n’是预编码矩阵的秩，并且n’＝1指示秩-1预编码矩阵且n’＝2指示秩-2预编码矩阵。在以上等式(17)中，使SNR最大化的预编码矩阵根据虚拟端口的数量v使用不同大小的码本，并因此选择最佳结果

相应地，针对PMI反馈，UE反馈一个实例。针对秩，UE在应用之后反馈秩。

此后，UE测量针对第N+1个CSI-RS资源的信道并反馈针对相应信道的CQI。在这种情况下，由于相应的CSI-RS是利用由UE反馈的PMI波束成形的CSI-RS，所以仅反馈CQI。

图9是流程图，描绘了根据本发明的实施例由UE执行的操作序列。

参照图9，在步骤910中，UE接收与一个或多个CSI-RS相关的配置信息以针对每个天线端口组执行信道估计。基于所接收的配置信息，UE可以标识与同每个CSI-RS相关联的端口数量、CSI-RS的传输定时和资源位置、序列、以及传输功率中的至少一者相关的信息。

在步骤920中，UE基于一个或多个CSI-RS接收反馈配置信息。

反馈配置信息包括关于上报模式或反馈模式的信息，所述反馈模式指示有待由UE生成和上报的反馈信息的类型。反馈方案可以包括通过使用CSI-RS-1-N来估计针对N个传输天线组的信道；生成PMI i₁和PMI i₂或CQI，所述CQI指定估计信道的最佳秩和相关联的预编码矩阵并且将同一CQI上报给eNB；以及生成PMI i₁和i₂和CQI，所述CQI基于在CSI-RS之间选择的PMI在CSI-RS之间指定最佳秩和预编码矩阵并且上报同一CQI至eNB。

PMI码本信息是关于在码本中在当前信道状况下可用的一组预编码矩阵的信息。当没有PMI码本信息包含在用于反馈的RRC信息中时，UE可以确定在码本中定义的所有预编码矩阵可用于反馈。

在步骤930处，UE接收CSI-RS并估计eNB的N个天线组与UE的N_Rx个接收天线之间的信道。

在步骤940中，UE基于估计的信道、CSI-RS之间的虚拟信道、接收的反馈配置以及定义的码本生成包括秩、PMI i₁和i₂以及CQI的多条反馈信息。

在步骤950中，UE在根据来自eNB反馈配置确定的反馈定时处将多条反馈信息发送至eNB，从而结束用于使用2D天线阵列生成和上报信道反馈的过程。

图10是描绘了根据本发明的实施例由eNB执行的操作序列的流程图。

参照图10，在步骤1010中，eNB发送与一个或多个CSI-RS相关的配置信息至UE，以针对每个天线端口组执行信道估计。配置信息可以包括与同每个CSI-RS相关联的端口数量、CSI-RS的传输定时和资源位置、序列、以及传输功率中的至少一者相关的信息。

在步骤1020中，eNB基于一个或多个CSI-RS将反馈配置信息发送至UE。在本发明的实施例中，针对两个CSI-RS的反馈配置可以由以上表2中所示的整个或部分RRC信息构成。

此后，eNB将经配置的CSI-RS发送至UE。UE针对每个天线端口执行信道估计，并且基于每个天线端口的估计结果针对虚拟资源执行附加的信道估计。UE确定在本发明的各实施例中描述的反馈之一，生成相应的CQI并且将CQI发送至eNB。

在步骤1030中，eNB在预设定时处接收反馈信息并基于所接收的反馈信息标识UE与eNB之间信道状态。

图11是根据本发明的实施例的UE的框图。

参照图11，UE包括通信单元1110和控制单元1120。

通信单元1110将数据发送至外部实体(例如，eNB)并且从外部实体接收数据。具体地，通信单元1110在控制单元1120的控制下将反馈信息发送至eNB。

控制单元1120控制UE的其他部件的状态和操作。具体地，控制单元1120根据从eNB接收的配置信息生成反馈信息。控制单元1120还控制通信单元1110根据由eNB设置的定时将信道状态信息反馈至eNB。为此，控制单元1120包括信道估计器1130。

信道估计器1130根据CSI-RS标识所要求的反馈信息并且反馈从eNB接收的配置信息，并且基于所接收的CSI-RS和经标识的反馈信息执行信道估计。

在图11中，UE被描述为包括通信单元1110和控制单元1120。然而，UE可以根据其特征或功能进一步包括其他各种部件。例如，UE可以进一步包括用于显示当前状态的显示器单元、用于从用户接收用于功能执行的输入信号的输入单元、以及用于存储在操作过程中生成的数据的存储单元。在以上描述中，信道估计器1130被描述为包括在控制单元1120中。然而，本发明不局限于此。

控制单元1120控制通信单元1110从eNB接收针对一个或多个参考信号资源中的每个参考信号资源的配置信息。为了测量至少一个参考信号并生成相应的反馈信息，控制单元1120还控制通信单元1110从eNB接收反馈配置信息。

控制单元1120测量通过通信单元1110接收的至少一个参考信号并根据反馈配置信息生成反馈信息。控制单元1120控制通信单元1110在由反馈配置信息指示的反馈定时处将所生成的反馈信息发送至eNB。

控制单元1120接收CSI-RS，基于所接收的CSI-RS生成反馈信息以及将反馈信息上报至eNB。在这种情况下，控制单元1120针对eNB的每个天线端口组选择预编码矩阵以及基于天线端口组之间的关系选择附加的预编码矩阵。控制单元1120基于针对天线端口组选择的预编码矩阵创建虚拟信道以及经由虚拟信道发送附加的预编码矩阵至eNB。预编码矩阵和附加的预编码矩阵包括第一索引和第二索引，所述第一索引指示可由eNB与UE之间的当前信道选择的候选波束成形向量，所述第二索引用于选择有待使用的波束成形向量。

控制单元1120接收CSI-RS，基于所接收的CSI-RS生成反馈信息以及将反馈信息上报至eNB。在这种情况下，控制单元1120针对eNB的所有天线端口组选择预编码矩阵以及基于天线端口组之间的关系选择附加的预编码矩阵。控制单元1120基于针对天线端口组选择的预编码矩阵创建虚拟信道以及经由虚拟信道发送附加的预编码矩阵至eNB。

控制单元1120从eNB接收反馈配置信息，接收CSI-RS，基于所接收的反馈配置信息和CSI-RS生成反馈信息，以及将生成的反馈信息发送至eNB。在这种情况下，控制单元1120接收对应于eNB的每个天线端口组的反馈配置信息，以及基于天线端口组之间的关系接收附加的反馈配置信息。

控制单元1120发送基于来自eNB的第一CSI-RS生成的第一反馈信息，接收基于来自eNB的第一反馈信息波束成形的第二CSI-RS，基于所接收的第二CSI-RS生成第二反馈信息，以及将所述第二反馈信息发送至eNB。

图12是根据本发明的实施例的eNB的框图。

参照图12，eNB包括控制单元1210和通信单元1220。

控制单元1210控制eNB中的部件的整体状态和操作。具体地，为了估计UE的水平和竖直域信道，控制单元1210将CSI-RS资源分配给UE并为UE分配反馈资源和定时。为此，控制单元1210包括资源分配器1230。

为了使UE能够针对每个天线端口组执行信道估计，资源分配器1230将CSI-RS分配至相应的资源并通过所述资源发送CSI-RS。资源分配器1230分配反馈配置和定时从而使得来自不同UE的反馈不会彼此冲突，并且接收和分析在预设定时处发送的反馈信息。

通信单元1220被配置成用于来往于UE发送并接收数据、参考信号和反馈信息。在这种情况中，通信单元1220通过在控制单元1210的控制下分配的资源将CSI-RS发送至UE并从UE接收关于信道状态的反馈信息。

在以上描述中，资源分配器1230被描绘为包括在控制单元1210中。然而，本发明不局限于此。

控制单元1210控制通信单元1220将针对一个或多个参考信号的配置信息发送至UE并生成参考信号。控制单元1210还控制通信单元1220将反馈配置信息发送至UE，从而使得UE可以生成对应于测量结果的反馈信息。

控制单元1210控制通信单元1220在根据反馈配置信息设置的反馈定时处将一个或多个参考信号发送至UE并从UE接收反馈信息。

控制单元1210将反馈配置信息发送至UE，将CSI-RS发送至UE，并且从UE接收基于反馈配置信息和CSI-RS生成的反馈信息。在这种情况下，控制单元1210发送对应于eNB的每个天线端口组的反馈配置信息，以及基于天线端口组之间的关系发送附加的反馈配置信息。

控制单元1210从UE接收第一反馈信息，基于所述第一反馈信息将CSI-RS发送至UE，以及从UE接收基于CSI-RS生成的第二反馈信息。

如上文所述，本发明的实施例使具有被构造成二维阵列的较大数量的传输天线的基站能够避免分配过多的反馈资源用于CSI-RS传输而不会增加用户设备的信道估计复杂性。用户设备可以测量与所述较大数量的传输天线相关联的信道、基于测量结果构成反馈信息、以及以有效的方式将所述反馈信息上报至基站。

在本发明的特征中，具有被构造成二维阵列的多根传输天线的基站可以避免分配过多的无线电资源用来测量与多个天线端口相关联的信道。用户设备可以测量与多个天线端口相关联的信道、基于测量结果构成反馈信息、以及以有效的方式将所述反馈信息上报至基站。

虽然本发明已经参照其特定的实施例被示出和描述，但是本领域技术人员应理解的是，在不背离本发明的如由所附权利要求书及其等效物所限定的范围和精神的情况下可以在其中作出各种形式和细节上的修改。