编译CSI码本中的主波束信息的制作方法

本文公开的主题一般涉及无线通信，并且更具体地涉及csi码本参数。

背景技术：

在此定义以下缩写和首字母缩略词，其中至少一些在以下描述中被引用。

第三代合作伙伴计划(“3gpp”)、接入和移动性管理功能(“amf”)、接入点名称(“apn”)、接入层(“as”)、载波聚合(“ca”)、空闲信道评估(“cca”)、控制信道元素(“cce”)、信道状态信息(“csi”)、公共搜索空间(“css”)、数据网络名称(“dnn”)、数据无线电承载(“drb”)、下行链路控制信息(“dci”)、下行链路(“dl”)、增强型空闲信道评估(“ecca”)、增强型移动宽带(“embb”)、演进型节点b(“enb”)、演进的分组核心网(“epc”)、演进的umts地面无线电接入网络(“e-utran”)、欧洲电信标准协会(“etsi”)、基于帧的设备(“fbe”)、频分双工(“fdd”)、频分多址(“fdma”)、全球唯一的临时ue标识(“guti”)、混合自动重复请求(“harq”)、家庭订户服务器(“hss”)、物联网(“iot”)、关键性能指标(“kpi”)、许可辅助接入(“laa”)、基于负载的设备(“lbe”)、先听后说(“lbt”)、长期演进(“lte”)、高级lta(“lte-a”)、媒体访问控制(“mac”)、多址(“ma”)、调制编译方案(“mcs”)、机器类型通信(“mtc”)、大规模mtc(“mmtc”)、移动性管理(“mm”)、移动性管理实体(“mme”)、多输入多输出(“mimo”)、多路径tcp(“mptcp”)、多用户共享访问(“musa”)、非接入层(“nas”)、窄带(“nb”)、网络功能(“nf”)、下一代(例如，5g)节点b(“gnb”)、下一代无线电接入网(“ng-ran”)、新无线电(“nr”)、策略控制和计费(“pcc”)、策略控制功能(“pcf”)、策略控制和计费规则功能(“pcrf”)、分组数据网络(“pdn”)、分组数据单元(“pdu”)、pdn网关(“pgw”)、质量服务(“qos”)、正交相移键控(“qpsk”)、无线电接入网络(“ran”)、无线电接入技术(“rat”)、无线电资源控制(“rrc”)、接收(“rx”)、交换/分离功能(“ssf”)、调度请求(“sr”)、服务网关(“sgw”)、会话管理功能(“smf”)、系统信息块(“sib”)、传输块(“tb”)、传输块大小(“tbs”)、时分双工(“tdd”)、时分多路复用(“tdm”)、传输和接收点(“trp”)、发送(“tx”)、上行链路控制信息(“uci”)、统一数据管理(“udm”)、用户实体/设备(“移动终端”)(“ue”)、上行链路(“ul”)、用户平面(“up”)、通用移动电信系统(“umts”)、超可靠性和低延迟通信(“urllc”)以及全球微波接入互操作性(“wimax”)。

无线通信系统、csi反馈被用于报告当前信道状况。这在下行链路(dl)和上行链路(ul)信道互不相同的fdd和fdma系统中特别有用。利用mu-mimo和空间复用，诸如ue的接收设备可能需要报告多个信道或波束的信道状况。因此，许多开销专用于mu-mimo和空间复用系统中的csi报告。

技术实现要素：

公开了用于有效率地编译信道状态信息(“csi”)码本的方法。装置和系统也执行方法的功能。一种方法(例如，用户设备的方法)包括使用空间复用通过无线电接入网络与发射-接收点(“trp”)进行通信。在此，每次发送多个传输层，每个传输层包括多个波束。该方法包括识别用于多个传输层中的每个传输层的主波束，并且确定是否每个传输层的主波束相同。该方法还包括准备csi码字并将该csi码字发送到trp。在此，csi码字包括指示是否每个传输层的主波束相同的第一比特、对主波束进行编译的比特的第一集合以及对剩余波束进行编译的比特的第二集合。

附图说明

通过参考在附图中图示的特定实施例，将呈现以上简要描述的实施例的更具体的描述。应理解，这些附图仅描绘一些实施例，并且因此不应认为是对范围的限制，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释实施例，其中：

图1是图示用于有效率地编译csi码本并且从其准备码字的无线通信系统的一个实施例的示意性框图；

图2是图示用于有效率地编译csi码本并且从其准备码字的网络架构的一个实施例的框图；

图3是图示用于从有效编译的csi码本准备码字的用户设备装置的一个实施例的示意性框图；

图4是图示用于有效率地编译csi码本的基站装置的一个实施例的示意性框图；

图5是图示天线元件的一个实施例的框图；

图6是图示用于有效率地编译csi码本并且从其准备码字的过程的一个实施例的框图；

图7是图示根据有效率地编译csi码本的第一实施例的代码宽带幅度所需的比特数的图；

图8是图示根据有效率地编译csi码本的第二实施例的代码宽带幅度所需的比特数的图；以及

图9是图示用于有效率地编译csi码本并从其准备码字的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

如本领域的技术人员将理解的，实施例的各方面可以体现为系统、装置、方法或程序产品。因此，实施例可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式。

例如，被公开的实施例可以被实现为包括定制的超大规模集成(“vlsi”)电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立组件的现成半导体的硬件电路。所公开的实施例还可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备中实现。作为另一示例，所公开的实施例可以包括可执行代码的一个或多个物理或逻辑块，该可执行代码可以例如被组织为对象、过程或函数。

此外，实施例可以采取程序产品的形式，该程序产品体现在存储以下称为代码的机器可读代码、计算机可读代码和/或程序代码的一个或多个计算机可读存储设备中。存储设备可以是有形的、非临时的和/或非传输的。存储设备可能不体现信号。在某些实施例中，存储设备仅采用用于访问代码的信号。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是存储代码的存储设备。存储设备可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、装置或设备、或前述的任何合适的组合。

存储设备的更具体示例(非详尽列表)将包括下述：具有一个或多个线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(“ram”)、只读存储器(“rom”)、可擦除可编程只读存储器(“eprom”或闪存)、便携式紧凑光盘只读存储器(“cd-rom”)、光学存储装置、磁性存储装置、或前述的任何合适的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其能够包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用。

本说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，除非另有明确说明，否则在整个说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定全部指代相同的实施例，而是意指“一个或多个但不是所有实施例”。除非另有明确说明，否则术语“包括”、“包含”、“具有”及其变体意指“包括但不限于”。除非另有明确说明，否则枚举的项目列表并不暗示任何或所有项目是互斥的。除非另有明确说明，否则术语“一(a)”、“一个(an)”和“该”也指“一个或多个”。

此外，所描述的实施例的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供许多具体细节，诸如编程、软件模块、用户选择、网络事务、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等的示例，以提供对实施例的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或者利用其他方法、组件、材料等来实践实施例。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免使实施例的一些方面模糊。

下面参考根据实施例的方法、装置、系统和程序产品的示意性流程图和/或示意性框图来描述实施例的各方面。将会理解，示意性流程图和/或示意性框图的每个块以及示意性流程图和/或示意性框图中的块的组合能够通过代码实现。此代码可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令，创建用于实现在示意性流程图和/或示意性框图中指定的功能/操作的装置。

代码还可以被存储在存储设备中，该存储设备能够指示计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在存储设备中的指令产生包括指令的制品，该指令实现在示意性流程图和/或示意性框图中指定的功能/操作。

代码还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的代码提供用于实现在示意性流程图和/或示意性框图中指定的功能/动作的过程。

附图中的示意性流程图和/或示意性框图图示根据各种实施例的装置、系统、方法和程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，示意性流程图和/或示意性框图中的每个块可以表示代码的模块、片段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的代码的一个或多个可执行指令。

还应注意，在一些替代性实施方式中，块中注释的功能可以不按附图中注释的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。可以设想其他步骤和方法，其在功能、逻辑或效果上等同于所图示的附图的一个或多个块或其部分。

每个附图中的元件的描述可以参考前述附图的元件。在所有附图中，相同的数字指代相同元件，其包括相同元件的替代实施例。

在空间复用中，发明人已经观察到，例如，75％或更多的大部分发射的能量在每个传输层的主波束中，并且在大约85％的情况下，所选波束矢量都不具有零幅度。公开的实施例利用该信息来提高使用ii型码本的用于csi反馈的码本参数的编译效率。如本领域中所理解的，ii型码本提供关于当前信道状况的高分辨率信息，并且被用于多用户mimo(“mu-mimo”)场景中，其中空间复用用于增加用户数量和/或增加用户的传输吞吐量(例如，数据带宽)。在各种实施例中，发射器将发送接收器用来测量信道状况的波束成形的csi特定参考信号(例如，“csi-rs”)。通常，波束成形的信号包括主波束和一个或多个剩余波束。

本公开描述对ii型csi码本进行编译的一种改进，其促进主波束的即时解码同时不影响编译效率。改进的码本还增加宽带波束幅度都不为零的情况下的效率，这被观察为大约85％的情况，但代价是一些波束幅度为零时损失一些效率。改进的码本将组合编译与基于组合编译的效率的可变长度码字组合在一起。

图1描绘根据本公开的实施例的用于有效率地编译csi码本150的无线通信系统100。在一个实施例中，无线通信系统100包括至少一个远程单元105、包含至少一个基本单元(baseunit)110的接入网络120、无线通信链路115和移动核心网络130。尽管在图1中描绘特定数量的远程单元105、接入网络120、基本单元110、无线通信链路115和移动核心网络130，本领域的技术人员将认识到，任意数量的远程单元105、接入网络120、基本单元110、无线通信链路115和移动核心网络130可以被包括在无线通信系统100中。在另一实施例中，接入网络120包含一个或多个wlan(例如，wi-fitm)接入点。

在一种实施方式中，无线通信系统100符合3gpp规范(例如，“5gnr”)中指定的5g系统。然而，更一般而言，无线通信系统100可以实现在其他网络之中的一些其他开放或专有通信网络，例如，lte或wimax。本公开不旨在限于任何特定的无线通信系统架构或协议的实现。

在一个实施例中，远程单元105可以包括计算设备，诸如台式计算机、膝上型计算机、个人数字助理(“pda”)、平板计算机、智能电话、智能电视(例如，连接到互联网的电视)、智能设备(例如，连接到互联网的设备)、机顶盒、游戏机、安全系统(包括安全摄像机)、车载计算机、网络设备(例如，路由器、交换机、调制解调器)等。在一些实施例中，远程单元105包括可穿戴设备，诸如智能手表、健身带、光学头戴式显示器等。此外，远程单元105可以被称为订户单元、移动设备、移动站、用户、终端、移动终端、固定终端、订户站、ue、用户终端、设备、或者本领域中使用的其他术语。远程单元105可以经由上行链路(“ul”)和下行链路(“dl”)通信信号与一个或多个基本单元110直接通信。此外，可以在无线通信链路115上承载ul和dl通信信号。

基本单元110可以分布在地理区域上。在某些实施例中，基本单元110还可以称为接入终端、接入点、基地、基站、节点b、enb、gnb、家庭节点b、中继节点、设备或本领域中使用的任何其他术语。基本单元110通常是诸如接入网络120的无线电接入网络(“ran”)的一部分，其可以包括可通信地耦合到一个或多个相应的基本单元110的一个或多个控制器。无线电接入网络的这些和其他元件未被图示，但是本领域的普通技术人员通常是众所周知的。基本单元110可以经由接入网络120连接到移动核心网络130。

基本单元110可以经由无线通信链路115服务于例如小区或小区扇区内的服务区域内的多个远程单元105。基本单元110可以经由通信信号直接与一个或多个远程单元105进行通信。通常，基本单元110在时域、频域和/或空间域中发送下行链路(“dl”)通信信号以服务于远程单元105。此外，可以在无线通信链路115上承载dl通信信号。无线通信链路115可以是许可的或非许可的无线电频谱中的任何合适的载波。无线通信链路115促进一个或多个远程单元105和/或一个或多个基本单元110之间的通信。

在一个实施例中，移动核心网130是5g核心(“5gc”)或演进分组核心(“epc”)，其可以被耦合到其他数据网络125，如互联网和个人数据网络以及其他数据网络。每个移动核心网络130属于单个公共陆地移动网络(“plmn”)。本公开不旨在限于任何特定的无线通信系统架构或协议的实现。

移动核心网络130包括几个网络功能(“nf”)。如所描绘的，移动核心网130包括接入和移动性管理功能(“amf”)135、会话管理功能(“smf”)140、以及用户平面功能(“upf”)145。尽管在图1中描绘特定数量的amf135、smf140以及upf145，本领域的技术人员将认识到，可以在移动核心网130中包括任何数量和类型的网络功能。

amf135提供诸如ue注册、ue连接管理和ue移动性管理的服务。smf140管理远程单元105的数据会话，诸如pdu会话。upf145向远程单元105提供用户平面(例如，数据)服务。远程单元105与数据网络125之间的数据连接由upf145管理。

为了支持空间复用和mu-mimo，远程单元105使用ii型码本将csi反馈提供给基本单元110。如上所述，远程单元105从csi码本150中选择码字155，其中csi码本150使用组合编译和基于组合编译的效率的可变长度编译这两者。这里，接入网120和远程单元105都具有相同的csi码本150的副本，其中远程单元105通过从csi码本150发送码字155来提供csi反馈。

作为第一示例，考虑在天线端口数量：2n1×2＝32，波束数量：l＝4并且预编译矩阵的每个层是这些l个波束的线性组合的秩为2(例如，两个传输层)码本的情况下的宽带参数的编译。数量n1、n2分别表示二维的双极化天线元件的数量。因数2解释天线阵列由两个天线元件组成，每个天线元件都对正交极化敏感(例如，水平和垂直)。这里，用于组合波束的线性组合系数的增益对于两种极化都是不同的，从而对于每个传输层达到总共八个可能的增益(例如，4个波束×2个极化)。在该示例中，仍然可以使用旧方法来编译子带参数，例如，不对宽带幅度为零的那些子带参数进行编译。

为了准备csi反馈，远程单元105首先为每个传输层识别并编译主波束。这违背常规方法，在常规方法中，第一步是识别所有的l个波束。注意，每一层的主波束可以是n1×n2＝16个波束中的任何一个。当两个主波束相同时，总共有16个可能性(不包括极化部分)。当两个主波束不同时，存在c(16,2)＝120个可能性。

为了编译主波束，远程单元105使用1比特来指示两个传输层的主波束是否相同。例如，值“0”可能指示主波束相同，而值“1”可能指示主波束不同。在波束相同的情况下，需要4个比特以从16个可能性中识别主波束。在波束不同的情况下，需要7个比特以指示来自120个可能性的主波束的组合。

另外，远程单元105使用用于每个传输层的一个比特以表示主波束对应于哪个极化。因此，如果主波束不同，则总共需要9个比特；并且如果主波束相同，则总共需要6个比特。

接下来，远程单元105识别并且编译剩余波束。对于主波束相同的情况，在本文中称为“状况-a”，远程单元识别l-1个剩余波束。对于主波束不同的情况，在本文中称为“状况-b”，远程单元105识别l-2个剩余波束。

在两个波束相同的情况下，状况a，存在个剩余波束的可能选择，因此需要9比特来表示剩余的l-1个波束。在两个主波束不同的情况下，状况b，对于剩余的l-2个波束存在c(14，2)＝c(14，2)＝91个可能选择，其可以用7个比特表示。在两种情况下，组合编译都用于指示剩余波束。

使用先前技术中最有效的编译仍然需要11+3+3＝17比特来表示l＝4个波束的集合并识别主波束。在本文所述的改进的编译中，对所有波束进行编译并识别主波束最多需要17个比特(例如，对于状况a，1+6+9＝16，并且状况b，1+9+7＝17)。有利地，改进的编译方法有助于对主波束的瞬时解码。该方法的另一个优点是，基本单元110需要解码最多10个比特而不是所有的17个比特，以找到主波束。

在某些实施例中，诸如大约15％的情况，一些宽带增益具有零幅度。在此，远程单元105已经对两个传输层的主波束进行编译。此时，存在还需要为每个传输层编译的另外七个宽带波束幅度。通过两个传输层，存在总共十四个要编译的剩余幅度。在此，远程单元105使用可变长度代码以对非零波束幅度的数量进行编译，并且使用枚举或组合编译以识别具有零幅度的波束。在某些实施例中，远程单元105使用范围编译以联合地组合非零波束的幅度。如本领域中所理解的，“范围编译”是类似于但不同于算术编译的数据编码技术。即使当存在一些零幅度波束矢量时码本开销增加，这对于没有非零波束矢量的大多数情况下导致码本开销的减少。

回想在两个主波束相同(状况a)的情况下，远程单元105能够使用16个比特而不是17个比特来编译宽带参数，因此在这种情况下直接节省1个比特。对于状况a(例如，在两个主波束相同的情况下)，远程单元105通过向剩余波束的编译添加额外的比特来指示是否存在零幅度波束矢量，因此使用10个比特而不是9个比特以编译剩余的l-1。例如，如果两层中剩余波束矢量的幅度都不为零，则可将添加的比特设置为“0”；否则，可以将该比特设置为“1”。在两个主波束不同(状况b)的情况下，剩余波束的编译效率极低(例如，使用7个比特对128个可能性中的91个值进行编译)。这里，在这种情况下，以二进制的最大码字具有值“1011010”。因为编译没有以“11”开始的任何映射值，所以在一些实施例中，远程单元105使用以“11...”开始的可变长度码字以指示存在其中至少一个波束幅度为0的情况。

图2描绘根据本公开的实施例的用于有效率地对csi码本进行编译并从其准备码字的网络体系结构200。网络架构200可以是无线通信系统100的简化实施例。如所描绘的，网络架构200包括与enb210通信的ue205。如上所述，ue205可以是远程单元105的一个实施例并且enb210可以是基本单元110的一个实施例。在此，enb210在与ue通信时使用空间复用，其中发送多个传输层，每个层具有多个波束。

如所描绘的，enb210在下行链路上发送包括多个参考信号(“rs”)的各种信号(参见信令220)。这些信号穿过例如物理传输介质的通信信道215。当信号穿过通信信道215时，它们逐渐减弱并遇到改变它们的路径并退化信号的物体。在接收到下行链路信号时，ue205基于所接收的参考信号来测量信道状况(例如，“信道状态”)(参见块225)。

ue205使用来自csi码本的csi码字向enb210提供信道状态信息(“csi”)反馈(参见信令230)。具体地，ue205基于所测量的信道状况从csi码本中选择码字，并且将该码字发送至enb210。因为enb210使用空间复用，所以ue205从ii型码本中选择(例如，推荐)一个码字以提供csi反馈。在各个实施例中，enb210基于csi反馈来确定针对当前信道状况的最优预编译矩阵。下面参考图6讨论准备csi码字的一种过程。

如本文使用的，csi码字的集合构成csi码本。可以通过参数的集合来对csi码本中的码字集进行参数化，使得参数的每个组合都对应于码字，并且由参数的所有组合生成的码字的集合是码本。这些参数可以使用比特、整数或范围内(例如，从1到某个数字)的其他值来表示。在此，通过作为用于选择码字的参数的波束信息，使用本文所述的改进方法对csi码本进行编译。当准备码字时，ue205使用所描述的方法对波束信息进行编码以导出码字。

图3描绘根据本公开的实施例的可以被用于有效率地编译csi码本并且从其准备码字的用户设备装置300的一个实施例。用户设备装置300可以是远程单元105和/或ue205的一个实施例。此外，用户设备装置300可以包括处理器305、存储器310、输入设备315、显示器320和收发器325。在一些实施例中，输入设备315和显示器320被组合成单个设备，诸如触摸屏。在某些实施例中，用户设备装置300可以不包括任何输入设备315和/或显示器320。

如所描绘的，收发器325包括至少一个发射器330和至少一个接收器335。另外，收发器325可以支持至少一个网络接口340。这里，至少一个网络接口340促进与enb或者gnb的通信(例如，使用uu接口)。另外，至少一个网络接口340可以包括用于与移动核心网络130中的网络功能进行通信的接口，诸如用于与amf135通信的n1接口。收发器325被配置成使用空间复用在无线电接入网中与诸如基本单元110和/或enb210的发送-接收点(“trp”)进行通信，其中每次发送多个传输层，每个传输层包括多个波束。

在一个实施例中，处理器305可以包括能够执行计算机可读指令和/或能够执行逻辑操作的任何已知控制器。例如，处理器305可以是微控制器、微处理器、中央处理单元(“cpu”)、图形处理单元(“gpu”)、辅助处理单元、现场可编程门阵列(“fpga”)、或类似的可编程控制器。在一些实施例中，处理器305执行存储在存储器310中的指令以执行本文描述的方法和例程。处理器305通信地耦合到存储器310、输入设备315、显示器320和收发器325。

在一些实施例中，处理器305识别用于多个传输层中的每个传输层的主波束。在空间复用期间，收发器325可以接收多个波束和多个传输层。主波束(也称为第一波束)包含大部分传输能量，例如大于发射功率的70％。剩余的能量在剩余波束(也称为次级波束)中。在已经识别出每个传输层的主波束之后，处理器305确定对于多个传输层中的每个主波束是否相同(例如，与相同的天线元件相关联)。可替选地，处理器305确定对于前两个传输层或者对于每对传输层，主波束是否相同。

另外，处理器305准备信道状态信息(“csi”)码字，并控制收发器425以将csi码字发送到trp。在此，csi码字包括第一比特，该第一比特指示每个传输层的主波束是否相同。csi码字还包括编译主波束的比特的第一集合和编译剩余波束的比特的第二集合。在各种实施例中，csi码字属于用于csi反馈的ii型码本。

在某些实施例中，编译主波束的比特的第一集合包括一个比特以指示每个传输层的主波束极化。在某些实施例中，对剩余波束进行编译的比特的第二集合使用组合编译以指示剩余波束。

在某些实施例中，传输层的数量是两个，并且主波束是相同的(例如，状况-a)。在此，准备csi码字包括在对主波束进行编译的比特的第一集合中，使用枚举编译(enumerativecoding)来指示主波束的波束索引。在这样的实施例中，csi码字可以进一步包括一个比特以指示剩余波束是否都具有非零宽带幅度。在至少一个剩余波束具有宽带幅度为零的情况下，则对剩余波束进行编译的比特的第二集合包括可变长度码字，以识别具有带宽幅度为零的至少一个剩余波束。

在某些实施例中，传输层的数量是两个，并且主波束不相同(例如，状况-b)。在此，准备csi码字包括在编译主波束的比特的第一集合中，使用组合编译以指示与两个传输层的主波束相对应的波束索引的组合。在这样的实施例中，对剩余波束进行编译的比特的第二集合包括具有特定前缀的可变长度码字，以指示剩余波束中的至少一个是否具有零的宽带幅度。此外，可变长度码字的剩余比特用于识别具有零的宽带幅度的至少一个剩余波束。特定前缀的长度lp是使用上限函数从组合码的效率e中推导出，并由以下等式给出：

这里，使用以下等式定义编译效率e，其中，x表示可以用比特数量表示的值的数量，并且y表示被编译的组合的数量：

e＝1-(log2x-log2y)，等式2

注意，对于状况a，我们已经增加额外的比特，并且因此可以说效率接近于零，因此针对状况a的特定前缀的长度为1，如使用等式1所计算出的。类似地，对于状况-b，使用等式2计算的效率为0.51，并且因此，使用等式1计算的特定前缀的长度为2。将特定前缀设计为长度为lp的特定前缀。

在一个实施例中，对剩余波束进行编译的比特的第二集合使用范围编译以将具有非零宽带幅度的每个剩余波束的幅度与另一csi参数组合。

在一个实施例中，存储器310是计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器310包括易失性计算机存储介质。例如，存储器310可以包括ram，该ram包括动态ram(“dram”)、同步动态ram(“sdram”)和/或静态ram(“sram”)。在一些实施例中，存储器310包括非易失性计算机存储介质。例如，存储器310可以包括硬盘驱动器、闪存或任何其他合适的非易失性计算机存储设备。在一些实施例中，存储器310包括易失性和非易失性计算机存储介质这两者。在一些实施例中，存储器310存储与有效率编译csi码本有关的数据，例如，波束索引、波束幅度、码本、预编译矩阵等。在某些实施例中，存储器310还存储程序代码和相关数据，诸如在用户设备装置300和一个或多个软件应用上运行的操作系统或其他控制器算法。

在一个实施例中，输入设备315可以包括任何已知的计算机输入设备，包括触摸面板、按钮、键盘、手写笔、麦克风等。在一些实施例中，输入设备315可以与显示器320集成在一起，例如，作为触摸屏或类似的触敏显示器。在一些实施例中，输入设备315包括触摸屏，使得可以使用在触摸屏上显示的虚拟键盘和/或通过在触摸屏上的手写输入文本。在一些实施例中，输入设备315包括两个或更多个不同的设备，诸如键盘和触摸面板。

在一个实施例中，显示器320可以包括任何已知的电子可控显示器或显示设备。显示器320可以被设计为输出视觉、听觉和/或触觉信号。在一些实施例中，显示器320包括能够将视觉数据输出给用户的电子显示器。例如，显示器320可以包括但不限于lcd显示器、led显示器、oled显示器、投影仪或能够向用户输出图像、文本等的类似显示设备。作为另一个非限制性示例，显示器320可以包括可穿戴显示器，诸如智能手表、智能眼镜、平视显示器等。此外，显示器320可以是智能电话、个人数字助理、电视、台式计算机、笔记本(膝上型)计算机、个人计算机、车辆仪表板等的组件。

在某些实施例中，显示器320包括用于产生声音的一个或多个扬声器。例如，显示器320可以产生听觉警报或通知(例如，嘟嘟声或蜂鸣声)。在一些实施例中，显示器320包括一个或多个用于产生振动、运动或其他触觉反馈的触觉设备。在一些实施例中，显示器320的全部或部分可以与输入设备315集成。例如，输入设备315和显示器320可以形成触摸屏或类似的触敏显示器。在其他实施例中，显示器320可以被定位于输入设备315附近。

收发器325与移动通信网络的一个或多个网络功能进行通信。收发器325在处理器305的控制下操作以发送消息、数据和其他信号，并且还接收消息、数据和其他信号。例如，处理器305可以在特定时间选择性地激活收发器(或其一部分)，以便于发送和接收消息。收发器325可以包括一个或多个发射器330和一个或多个接收器335。为了支持空间复用和/或波束成形，收发器325可以包括多个发射器330和/或多个接收器335。

图4描绘根据本公开的实施例的基站装置400的一个实施例，该基站装置400可以用于有效率地编译csi码本。基站装置400可以是基本单元110和/或enb210的一个实施例。此外，基站装置400可以包括处理器405、存储器410、输入设备415、显示器420和收发器425。在一些实施例中，输入设备415和显示器420被组合成单个设备，诸如触摸屏。在某些实施例中，基站装置400可以不包括任何输入设备415和/或显示器420。

如所描绘的，收发器425包括至少一个发射器430和至少一个接收器435。另外，收发器425可以支持至少一个网络接口440。这里，至少一个网络接口440促进与远程单元(诸如远程单元105和/或ue205)的通信。另外，至少一个网络接口440可以包括用于与移动网络核心中的一个或多个网络功能进行通信的接口，诸如用于与amf135通信的n1接口。

在各个实施例中，收发器425使用空间复用与一个或多个远程单元通信，其中每次发送多个传输层，每个传输层包括多个波束。为了支持空间复用，收发器425将包括多个发射器430和接收器435。如在上面所讨论的，收发器425发送各种下行链路信号，包括参考信号。远程单元基于参考信号确定(例如，通信介质的)物理信道状态，并且将csi反馈发送到基站装置400。因此，收发器可以从远程单元csi接收csi码字，使用本文所述的参数从csi码本中选择该csi码字。

在一个实施例中，处理器405可以包括能够执行计算机可读指令和/或能够执行逻辑操作的任何已知控制器。例如，处理器405可以是微控制器、微处理器、中央处理单元(“cpu”)、图形处理单元(“gpu”)、辅助处理单元、现场可编程门阵列(“fpga”)、或类似的可编程控制器。在一些实施例中，处理器405执行存储在存储器410中的指令以执行本文描述的方法和例程。处理器405通信地耦合到存储器410、输入设备415、显示器420和收发器425。

在一些实施例中，处理器405被配置成解码根据本文描述的实施例编码的ii型csi码字。在此，处理器405检查码字的第一比特以识别对于每个传输层(或每对传输层)主波束是否相同。然后，处理器405识别编码主波束的比特的第一集合。注意，比特的第一集合的长度基于主波束是否相同而变化。对于状况a，比特的第一集合的长度取决于基站装置400已知的天线元件的数量(n1×知2)。对于状况b，比特的第一集合的长度取决于基站装置400已知的天线元件的数量(n1×知2)和被编译的传输层的数量。

处理器405还识别对剩余波束进行编码的比特的第二集合。同样，比特的第二集合的长度基于主波束是否相同而变化。因为状况a与状况b相比至少还存在一个剩余波束，所以状况a与状况b相比比特的第二集合的长度较长。

在某些实施例中，枚举编译被用于在状况a中识别主波束，并且组合编译被用于在状况b中识别主波束。此外，组合编译可以用于指示剩余波束。在至少一个剩余波束的宽带幅度为零的情况下，比特的第二集合可以包括具有特定前缀的可变长度码字以指示这种情况，其中可变长度码字的剩余比特被用于识别具有宽带幅度为零的剩余波束。在此，特定前缀的长度基于用于指示剩余波束的组合编译的编译效率。在一个实施例中，特定前缀是由编译效率确定的长度中的为“1”的所有值。

此外，对剩余波束进行编译的比特的第二集合可以使用范围编译来联合地组合具有非零宽带幅度的每个剩余波束的幅度。在用于指示剩余波束的组合编译的编译效率足够低的情况下，对剩余波束进行编译的比特的第二集合可以使用范围编译以将具有非零宽带幅度的每个剩余波束的幅度与另一csi参数进行组合，从而节省比特并提高csi码本的整体编译效率。在此，与比特的第二集合组合的参数对于基站装置400来说是已知的。

在一些实施例中，处理器405可以使用本文描述的参数和过程来准备ulcsi码字。例如，处理器405可以生成ulcsi码字，该ulcsi码字具有指示每个传输层的主波束是否相同的第一比特、对主波束进行编译的比特的第一集合、以及对剩余波束进行编译的比特的第二集合。处理器405可以进一步控制收发器425以将ulcsi码字发送到例如远程单元。

在一个实施例中，存储器410是计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器410包括易失性计算机存储介质。例如，存储器410可以包括ram，其包括动态ram(“dram”)、同步动态ram(“sdram”)和/或静态ram(“sram”)。在一些实施例中，存储器410包括非易失性计算机存储介质。例如，存储器410可以包括硬盘驱动器、闪存或任何其他合适的非易失性计算机存储设备。在一些实施例中，存储器410包括易失性和非易失性计算机存储介质。在一些实施例中，存储器410存储与有效率地编译csi码本有关的数据，例如，波束索引、波束幅度、码本、预编译矩阵等。在某些实施例中，存储器410还存储程序代码和相关数据，诸如在基站装置400和一个或多个软件应用上运行的操作系统或其他控制器算法。

在一个实施例中，输入设备415可以包括任何已知的计算机输入设备，包括触摸面板、按钮、键盘、手写笔、麦克风等。在一些实施例中，输入设备415可以与显示器420集成，例如，作为触摸屏或类似的触敏显示器。在一些实施例中，输入设备415包括触摸屏，使得可以使用在触摸屏上显示的虚拟键盘和/或通过在触摸屏上的手写来输入文本。在一些实施例中，输入设备415包括两个或更多个不同的设备，诸如键盘和触摸面板。

在一个实施例中，显示器420可以包括任何已知的电子可控制显示器或显示设备。显示器420可以被设计为输出视觉、听觉和/或触觉信号。在一些实施例中，显示器420包括能够将视觉数据输出给用户的电子显示器。例如，显示器420可以包括但不限于lcd显示器、led显示器、oled显示器、投影仪或能够向用户输出图像、文本等的类似显示设备。作为另一个非限制性示例，显示器420可以包括可穿戴显示器，诸如智能手表、智能眼镜、平视显示器等。此外，显示器420可以是智能电话、个人数字助理、电视、台式计算机、笔记本(膝上型)计算机、个人计算机、车辆仪表板等的组件。

在某些实施例中，显示器420包括用于产生声音的一个或多个扬声器。例如，显示器420可以产生听觉警报或通知(例如，嘟嘟声或蜂鸣声)。在一些实施例中，显示器420包括用于产生振动、运动或其他触觉反馈的一个或多个触觉设备。在一些实施例中，显示器420的全部或部分可以与输入设备415集成。例如，输入设备415和显示器420可以形成触摸屏或类似的触敏显示器。在其他实施例中，显示器420可以位于输入设备415附近。

收发器425与移动通信网络的一个或多个网络功能进行通信。收发器425在处理器405的控制下操作以发送消息、数据和其他信号，并且还接收消息、数据和其他信号。例如，处理器405可以在特定时间选择性地激活收发器(或其一部分)，以便发送和接收消息。为了支持空间复用和波束成形，收发器425可以包括多个发射器430和/或多个接收器435。

图5描绘根据本公开的各种实施例的用于有效率地编译csi码本的天线元件505的阵列500。在此，天线元件505被布置成4×4网格。如所描绘的，每个天线元件505具有索引，并且可以使用第一维度510和第二维度515的坐标来描述每个天线元件505的位置。例如，可以使用坐标{3,1}来描述索引7的天线元件505，并且使用坐标{3,0}来描述索引12的天线元件505。注意，可以使用4比特值来识别波束索引。在一些实施例中，每个天线元件505是包括两个物理元件的双极化天线元件，每个物理元件对正交极化灵敏。

天线端口可以对应于一个或多个物理网络元件。在某些实施例中，天线端口对应于正交布置的天线元件的集合，使得天线端口可以产生具有第一极化或与第一极化正交的第二极化的波束。因此，双极化天线元件可以对应于两个天线端口，每个天线端口用于每个正交极化。在各种实施例中，准备csi码字包括识别传输层的主波束的波束索引。在此，波束索引可以是相应的(双极化)天线元件的索引。在某些实施例中，csi码字使用组合编译以识别多个传输层的主波束的波束索引。

图6描绘根据本公开的各种实施例的用于有效率地编译csi码本并从其准备码字的过程600。如上所述，可以通过诸如远程单元105、ue205和/或用户设备装置300的根据csiii型码本准备码字的通信设备执行过程600。过程600假设n1×n2为16(例如，存在16个天线元件，其导致32个天线端口)并且存在两个传输层。波束的数量用l表示。

在块605处，通信设备识别两个传输层的主波束(而不是常规方法中的识别l个波束)。用于每个传输层的主波束可以相同或不同。此外，每个传输层的主波束可以是n1×n2＝16个波束中的任何一个(忽略极化部分)。

在决定块610处，通信设备确定主波束是否相同。响应于主波束相同，通信设备确定状况-a应用(参见块615)并且对主波束进行编译(参见块620)。因为在状况a中对于主波束存在16个可能性，所以只需要4个比特以对主波束进行编译。注意，需要用于每层的一个比特来表示主波束对应于哪个极化，因此在状况-a中总共需要六个比特来编译主波束。在块625处，通信设备使用组合编译来编译剩余波束(l-1个波束)。使用以下等式确定状况a中剩余波束的组合编译所需的比特数量na：

在l等于4的情况下，由于存在455个可能选择(例如，c(15,3)＝455)，所以比特数量na为9。

相反，响应于主波束不相同，通信设备确定状况-b应用(参见块630)并且使用组合编译对主波束进行编译(参见块635)。在状况b中，存在120个可能性(例如，由于c(16,2)＝120)。这需要七个比特来对两个主波束进行编译。同样，需要用于每层的一个比特来表示主波束对应于哪个极化，因此在状况-b中总共需要九个比特来编译主波束。在块640处，通信设备使用组合编译来编译剩余波束(l-2个波束)。使用以下等式确定在状况b中对剩余波束进行组合编译所需的比特数量nb：

在l等于4的情况下，由于存在91个可能选择(例如，c(14,2)＝91)，所以比特数量nb为7。在对主波束进行编译并且对剩余波束进行编译之后，例如使用等式2通信设备找到组合编译的效率(参见块645)。

在状况a中，对来自于9个比特可表示的512个可能值中的455个组合进行编译，因此剩余波束的组合编译具有e＝0.83的效率。在状况b中，对由7个比特表示的可能的128个值中的91种组合进行编译，因此剩余波束的组合编译具有e＝0.51的效率。显然，状况b中的剩余波束的组合编译效率很低。

在块650处，通信设备基于计算出的效率来设计用于非零增益的数量的可变长度代码。下面参考图7和8进一步讨论可变长度码字。这里，在状况b下，用于l-2个波束的码字可以(例如，使用范围编译)与其他参数组合以提高整体编译效率。图8描绘组合参数以便于提高编译效率的一个示例。

使用常规编译，需要17(11+3+3)个比特来表示l＝4个波束的集合并识别主波束。在状况a中，仅需要16个比特(例如，1指示层具有相同的主波束，6用于编译主波束，并且9用于编译剩余波束)，与先前的ii型码本编译相比，导致节省了1个比特。在状况b中，需要17个比特(例如，1指示该层具有不同的主波束，9用于编译主波束组合，并且7用于编译剩余波束)。有利地，过程600促进主波束的瞬时解码。此外，为了使用所公开的码本找到主波束，trp仅需要解码最多10个比特(而不是传统的17个比特)。

图7描绘根据本公开的各种实施例的第一表700，该第一表700图示对剩余波束的宽带幅度进行编译所需的比特数。在此，假设n1×n2为16(例如，存在16个天线元件和32个天线端口)，存在2个传输层和2个极化，并且波束数量l为4。通过两个极化和四个波束，针对总共16个要编译的幅度，每个层总共有八个可能的宽带增益(幅度)。表700包括具有零的数量nz的列和具有表示零位置的比特数量a的列。使用以下等式来计算a的值：

a＝log2(c(14，nz))等式5

这里，c(14，nz)是14和nz的组合。选择14的值，因为这是剩余幅度的数量(例如，16个幅度小于两个主波束)。注意具有四个波束(例如，(n1×n2)-2)。在其他实施例中，等式5中的14的值可以用nr代替，其中nr表示剩余幅度的数量(例如，在对每个传输层的主波束进行编译之后)。请注意，a的值不是整数值。这是由于用于表示零位置的组合编译的效率低。

表700还包括具有编译宽带幅度所需的位数b。b的值可以使用以下等式来计算：

b＝(14-nz)×log2(7)等式6

再次，14是剩余幅度的数量并且在其他实施例中，14的值可以被替换成等式6中的nr。如上所述，可以将效率低的组合码与其他参数组合，以便于提高效率并保存比特。在某些实施例中，当组合参数以提高编译效率时，可以使用不同的编译技术。组合参数以提高效率的示例如图8中所示。

表700包括具有指示零位置和剩余的宽带幅度所需的总比特数量c的列。表700还示出用于用信号发送nz的可变长度码字。还包括列，其具有总比特数量c和可变长度码字的总和。另外，表700包括具有针对nz的每个值的比特节省的列。回顾一下，最有效的现有技术编译需要42个比特来编译次级波束的宽带幅度。

如所示的，当不存在非零幅度波束时，存在比特节省，这是大约85％的时间的情况。但是，当零宽带幅度的数量(nz)为1、2、3和4时，要编译宽带幅度的所需的比特会增加。回顾一下，如果任何宽带幅度为零，则相应的边带相位和边带幅度不会被编译。因此，即使在使用很少的额外比特来进行宽带幅度的编译之后，本文描述的编译也不会增加最坏情况的比特，并且实际上存在对用于如本文描述的ii型码本的改进编译的最坏情况的比特的节省。

注意，在状况b下，所需的比特数量比在状况a下进行编译所需的比特数量多一个。还要注意，对于状况-b，可变长度码字的前两个比特被用于识别是否存在零宽带幅度。即使这样，状况b仍需要7个比特以对l-2个剩余波束进行编译，同时仅使用可能的128种组合中的91种组合。如上所述，这使得码字效率极低。当参数被低效率地编译时，例如，参数可以与范围编译相结合以提高效率。

图8描绘根据本公开的各种实施例的第二表800，该第二表图示对剩余波束的波束位置和宽带幅度进行编译所需的比特数量。这里，假设n1×n2为16(例如，存在16个天线元件，导致32个天线端口)并且存在两个传输层。在表800中，剩余波束的位置与幅度信息组合以提高编译效率，从而在状况-b中节省额外的比特。因此，通过包括波束位置信息，状况a和状况b的码字长度变得相同。在各种实施例中，剩余波束信息(例如，位置和幅度信息这两者)使用范围编码。

如所描绘的，表800包括具有零的数量nz的列nz、具有代表零位置的比特数量a的列(使用等式4计算)、以及具有对宽带幅度进行编译(使用公式5计算)所需要的比特数量b的列。表800还包括列，该列具有指示l-2个波束的位置所需的比特数量(在此，6.51的固定值)以及指示零位置、剩余的宽带幅度和波束位置所需的比特总数d。表700还示出用于用信号发送nz的可变长度码字。还包括列，其具有总比特数量c和可变长度码字的长度的总和。另外，表700包括具有nz的每个值的比特节省的列。注意，最有效的现有技术编译需要49个比特(例如，42+7)以对次级波束的宽带幅度和波束位置进行编译。

如所示的，当不存在非零幅度波束时，存在改进的比特节省，这是大约85％的时间的情况。此外，对于存在1、2、3或4的情况，与表700相比，组合参数编译方法需要更少的附加比特。

图9描绘根据本公开的实施例的用于有效率地编译csi码本并从其准备码字的方法900。在一些实施例中，方法900由诸如远程单元105、ue205和/或用户设备300的装置执行。在某些实施例中，方法900可以由执行程序代码的处理器，例如，微控制器、微处理器、cpu、gpu、辅助处理单元、fpga等执行。

方法900开始于使用空间复用通过无线电接入网络与发送-接收点(“trp”)进行通信905。在此，每次发送多个传输层，每个传输层包括多个波束。在一个示例中，通信905包括ue接收两个传输层和四个波束，其中n1×n2＝16。

方法900包括识别910用于多个传输层中的每个传输层的主波束，以及确定915每个传输层的主波束是否相同。如上所述，该装置基于每个传输层的主波束是否相同来使用不同的码本参数。

方法900包括准备920信道状态信息(“csi”)码字。在此，csi码字包括指示每个传输层的主波束是否相同的第一比特、对主波束进行编译的比特的第一集合以及对剩余波束进行编译的比特的第二集合。在一些实施例中，编译主波束的比特的第一集合包括一个比特，以指示用于每个传输层的主波束极化。在一些实施例中，对剩余波束进行编译的比特的第二集合使用组合编译来指示剩余波束。

方法900包括将csi码字发送925到trp。方法900结束。在某些实施例中，传输层的数量是两个，并且主波束是相同的。在此，在编译主波束的比特的第一集合中，csi码字可以使用枚举编译来指示主波束的波束索引。在这样的实施例中，csi码字可以进一步包括一个比特以指示剩余波束是否都具有非零宽带幅度。在至少一个剩余波束具有宽带幅度为零的情况下，对剩余波束进行编译的比特的第二集合包括可变长度码字，以识别具有至少一个带宽幅度为零的剩余波束。

在某些实施例中，传输层的数量是两个，并且主波束不相同。在此，在对主波束进行编译的比特的第一集合中，csi码字可以使用组合编译来指示与两个传输层的主波束相对应的波束索引的组合。在这样的实施例中，对剩余波束进行编译的比特的第二集合包括具有特定前缀的可变长度码字，以指示剩余波束中的至少一个是否具有零的宽带幅度。此外，特定前缀可以是可变长度码字的开始处的两比特值，其中可变长度码字的剩余比特被用于识别具有宽带幅度为零的至少一个剩余波束。回顾一下，特定前缀的长度基于被用于编码剩余波束的组合码的编译效率。对于具有n1×n2＝16且l＝4的状况b(例如，在两个主波束不同的情况下)，编译效率为0.51(使用等式2)，并且前缀长度为2(使用等式1)。在一个实施例中，编译剩余波束的比特的第二集合使用范围编译以将具有非零宽带幅度的每个剩余波束的幅度与另一csi参数组合。

上面描述的实施例专注于n1×n2＝16，l＝4以及2个传输层的情况。然而，本文描述的编译方法还通过对主波束进行编译，找到用于对剩余波束进行编译的各种组合码的效率，然后基于组合编译的效率采用可变长度码字来应用于其他情况。在某些实施例中，可以组合无效编译的参数以提高编译效率。此外，范围编译可以与无效的组合码一起使用以提高编译效率。

在传输层的数量超过2的一个实施例中，上述编译过程(例如，对主波束进行编译，对剩余波束进行编译等)用于前两个传输层，而传统的编译技术被用于剩余的传输层。在其中传输层的数量超过2的另一实施例中，以上编译过程(例如，编译主波束，编译剩余波束等)被用于传输层对，而常规编译技术被用于任何剩余的传输层。

可以以其他特定形式实践实施例。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述来指示。在权利要求的含义和等同范围内的所有变化都包含在其范围内。