本申请是国际申请日为2014年2月12日、进入国家阶段日为2015年8月12日的名称为“LTE中的4TX码本增强”的中国专利申请201480008443.3(PCT/US2014/016011)的分案申请。技术领域本发明涉及无线通信诸如无线电话系统。
背景技术：
所公开的实施例涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及用于多输入多输出(MIMO)传输的物理下行共享信道(PDSCH)数据和具有基于码本反馈的专用基准信号的预编码。通过正交频分复用(OFDM)，多个码元在间隔开的多载波上传输以提供正交性。OFDM调制器通常将数据码元输入到串并转换器中，并且串并转换器的输出被认为是频域数据码元。在频带任一边的频域音调可以设定为零并称为保护音调。这些保护音调允许OFDM信号适配到适当的频谱屏蔽中。某些谱域音调被设定为接收器已知的值。在这些之中，包括信道状态信息基准信号(CSI-RS)和专用或解调基准信号(DMRS)。这些基准信号对于接收器处的信道估计是有用的。在具有多个发射/接收天线的多输入多输出(MIMO)通信系统中，数据传输经由预编码来执行。本文中，预编码是指L流数据到P流的线性(矩阵)变换，其中，L表示层的数量(也称为传输秩(transmissionrank))以及P表示发射天线的数量。通过使用专用(即，用户指定)DMRS，发射器诸如基站或eNodeB(eNodeB)，能够执行对充当接收器的用户设备(UE)是透明的预编码操作。基站从用户设备获得预编码矩阵建议是有益的。特别是在上行信道和下行信道占用频带的不同部分即上行链路和下行链路不对等的频分复用(FDD)的情况下。因此，来自UE的基于码本的反馈对于eNodeB是优选的。为允许基于码本的反馈，需要设计预编码码本。长期演进(LTE)技术规范包括用于2天线、4天线和8天线传输的码本。虽然那些码本设计有效，本发明人认识到进一步改善下行链路(DL)频谱效率是可能的。因此，下面描述的优选实施例针对这些问题并且改进现有技术。
技术实现要素：
公开用于无线通信系统中的信道状态信息(CSI)和预编码矩阵指示符(PMI)反馈的系统和方法。用于多天线传输的预编码矩阵基于至少一个远程接收器的预编码矩阵指示符(PMI)反馈生成，其中，PMI指示从第一码本和第二码本的两个矩阵的矩阵乘积导出的预编码矩阵的选择。数据流的一层或更多层利用预编码矩阵被预编码并被发射到远程接收器。在一个实施例中，无线通信系统中CSI反馈和传输数据的方法包括从远程收发器接收一个或更多个预编码矩阵指示符(PMI)信号。PMI信号指示预编码矩阵W的选择。该系统根据两个矩阵W1和W2的矩阵乘积生成预编码矩阵W。矩阵W被称为合成预编码器。矩阵W1针对宽带/长期信道特性，以及矩阵W2针对频率选择性/短期信道特性。分量W1、W2中的每个被分配码本。因此，需要两个不同的码本：C1和C2。矩阵W1基于PMI信号中的第一组位从第一码本C1生成，以及矩阵W2基于PMI信号中的第二组位从第二码本C2生成。所建议的第一码本C1和第二码本C2在下面针对不同秩和不同PMI位长度被定义。在一个实施例中，数据流的一层或更多层通过与预编码矩阵W相乘来预编码。数据流中的预编码层随后发射到远程接收器。附图说明图1示出一个示例无线电信网络。图2示出四对ULA元件的均匀线性阵列(ULA)。图3示出四对交叉极化阵列。图4示出其中被移位m＝2个波束的波束网格(gridofbeam，GoB)的一个示例。图5示出使用行选择向量删减8Tx阵列中的天线对的一个示例。图6示出用在下行链路LTE-Advanced(LTE-A)中的技术。图7是示出示例网络系统中的移动UE和eNodeB的内部细节的框图。具体实施方式图1示出示例无线电信网络100。网络100包括多个基站101、102和103。在操作中，电信网络必然包括更多的基站。每个基站101、102和103(eNodeB)可在对应的覆盖区域104、105和106上操作。每个基站的覆盖区域进一步被划分为小区。在示出的网络中，每个基站的覆盖区域被划分为三个小区104a-c、105a-c、106a-c。用户设备(UE)107诸如手持话机在小区A104a中示出。小区A104a在基站101的覆盖区域104中。基站101向UE107发射和从UE107接收传输。在UE107移出小区A104a并移入小区B105b时，UE107可以移交到基站102。因为UE107与基站101同步，UE107能够采用非同步随机存取以启动到基站102的移交。非同步UE107也采用非同步随机存取以要求上行链路108时间或频率或代码资源的分配。如果UE107具有准备传输的数据，该数据可以是业务量数据、测量报告、跟踪区域更新，UE107能够在上行链路108上传输随机存取信号。随机存取信号通知基站101：UE107要求上行链路资源以传输UE数据。基站101通过经由下行链路109传输消息到UE107来响应，该消息包含为UE107上行链路传输分配的资源参数以及可能的时序误差校正。在接收通过基站101在下行链路109上传输的资源分配和可能的时序演进消息以后，UE107可选地调节其传输时序并在规定的时间间隔期间采用分配的资源在上行链路108上传输数据。基站101配置UE107以用于周期性上行链路探测参考信号(SRS)传输。基站101根据SRS传输估计上行链路信道质量信息(CSI)。本发明的优选实施例利用基于码本的反馈通过预编码的多天线传输提供改善的通信。在蜂窝通信系统中，UE在给定时间唯一连接到单蜂窝基站或eNodeB并由该基站服务。此类系统的一个示例为3GPPLTE系统，该系统包括LTE-Advanced(LTE-A)系统。利用在eNodeB处增加传输天线的数量，设计具有预期特性的高效码本的任务是有挑战性的。CSI包括信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)、预编码类型指示符(PTI)和/或秩指示(RI)组成。能够由UE使用从而报告CSI的时间和频率资源由eNodeB控制。在一个实施例中，用于CSI反馈的双级码本基于在下列方程中提出的乘积格式：W＝W1W2(1)其中，W1针对宽带/长期信道特性，以及矩阵W2针对频率选择性/短期信道特性。分量W1、W2中的每个被分配码本。因此，需要两个不同的码本：CB1和CB2。W被称为合成预编码器。W1和W2的选择经由PMI1和PMI2指示。下列原理经实施以用于码本设计：(1)用于W的有限字母表：每个矩阵元素属于有限的一组值或星群{例如，M-PSK字母表)。(2)用于W的恒定模数：预编码矩阵中的所有元素具有相同的大小。这对于在所有情况下促进功率放大器(PA)平衡特性是重要的。需要指出，恒定模数是PA平衡的充分条件，但不是必要条件。不过，实施恒定模数特性倾向于产生更简单的码本设计。还需要指出，在预编码的码本(用于反馈)符合恒定模数特性时，这不限制eNodeB使用非恒定模数预编码器。这是可能的，因为使用UE专有导频(UE-specificRS)用于解调。(3)用于W的嵌套特性：rank-n的每个矩阵/向量是rank-(n+1)预编码矩阵的子矩阵，n＝1、2，...，N-1，其中N是层的最大数量。虽然这个特性是所期望的，因为它允许降低PMI选择的复杂性，但是如果使用UE专有导频，则它不一定有助于秩覆盖(rankoverride)。(4)关联的反馈信令开销应最小。这通过与W1(宽带，长期)和W2(子带，短期)相关联的开销之间的平衡来实现。此处，时间(反馈率)和频率(反馈粒度)两者的维度是重要的。(a)如果希望一定的性能水平，盲目增加CB1的大小(同时减小CB2的大小)不保证减少总体反馈开销。如果码本CB1意味着覆盖具有给定空间分辨率的特定预编码器子空间，增加CB1的大小要求在时间和频率两方面增加与W1相关联的反馈信令。这是因为CB1开始采集短期信道特性，该特性意味着是CB2的部分。(b)为确保CB1不需要太频繁更新(在时间和频率上)，CB1应当采集长期信道特性(诸如天线设定和离开角(AOD)的值范围)，其与空间相关性相关联。(c)设计应努力保持与W2/CB2相关联的最大开销与Release8PMI开销(即，≤4位)相同。(5)用于W的单式预编码器：(预编码器矩阵的列向量必须彼此成对正交)，虽然不是必要条件，但却是维持恒定平均传输功率的充分条件。这个约束也用于设计至少某些相关秩的码本。本文公开的用于LTE的4Tx码本的设计目的在于增强LTERelease8中的4Tx码本上的多用户(MU)MIMO。不同于重新设计4Tx码本，本文公开的增强集中于增强MU-MIMO性能，因为LTERelease84Tx码本已设计用于提供针对单用户(SU)MIMO的有竞争性的性能(同时MU-MIMO保持支持rank-1码本中的8离散傅里叶变换(DFT)向量)。基于这种考虑，4Tx增强集中于rank-1并且至多rank-2，在这种情况下MU-MIMO变得相关。就天线设定而言，三种设定可以考虑：-两个在两个元件之间具有λ/2(半波长)间隔的双极化元件，-两个在两个元件之间具有4λ间隔(更大)的双极化元件，以及-具有λ/2(半波长)间隔的均匀线性阵列(ULA)。第一设定和第二设定具有最高优先等级。应确保双(即，交叉)极化天线阵列在小间隔和大间隔下的良好性能。图2和图3中指出的天线元件索引列举空间信道系数Hn，m，其中，n和m分别是接收器和发射器天线索引。图2示出ULA或索引为1-8的四对ULA元件。图3示出四对交叉极化阵列。四对交叉极化天线的索引表示具有相同极化的两个天线分组，这往往是更相关的。这与图2中的四对ULA的索引是类似的。提出的码本结构下列符号用于定义下面的码本：W：4Tx反馈预编码矩阵。W1：第一反馈预编码矩阵W2：第二反馈预编码矩阵i1：W1的PMI索引i2：W2的PMI索引N：最大层数NTXA：发射天线的数量Ik：(k×k)维单位矩阵遵循使用4Tx增强和8Tx的相同原理的准则，使用块对角固定波束赋形(GoB，grid-of-beam)结构。这种结构在4Tx与8Tx之间是公用的。W1和关联的码本能够写成如下：B＝[b0b1…bN-1](2)[B]1+m,1+n=ej2πmnN,m=0,1,...,NTXA2-1,n=0,1,...,N-1---(3)]]>X(k)∈{b(Nbk)modNb(Nbk+1)modN...b(Nbk+Nb-1)modN:k=0,1,...,NNb-1