在支持多天线的无线通信系统中使用码本的信号传输方法和装置的制造方法_4

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上述码本具有公共特性,例如,恒模(CM)特性、嵌套特性、以及受约束符号集特性 (constrainedalphabetproperty)。根据CM特性,包含在码本中的所有预编译矩阵的各 个元素不包括为〇的值,并且被配置成具有相同大小。嵌套特性是指低秩预编译矩阵由高 秩预编译矩阵的特定列的子集构成。受约束符号集特性是指包含在码本中的所有预编译矩
阵的各个元素的符号集注 勾成。
[0142] 反馈信道结构
[0143] 基本上,由于用于在FDD系统中使用的基站(BS)不识别下行链路信道的信息,所 以从用户设备(UE)反馈的信道信息被用于下行链路传输。在传统3GPPLTE版本8/9系统 的情况下,下行链路信道信息可以通过TOCCH反馈,或者下行链路信道信息可以通过PUSCH 反馈。在TOCCH的情况下,信道信息被周期性地反馈。在PUSCH的情况下,当从基站(BS) 接收请求时,信道信息被非周期性地反馈。在反馈信道信息的情况下,可以反馈用于所分配 的频带(即,宽带(WB))的完整性的信道信息,并且可以反馈用于预定数量的RB(S卩,子带 (SB))的信道信息。
[0144] 扩展天线配詈
[0145] 图23示例性地示出8个Tx天线。图23(a)示出在不对N个天线分组的情况下构 建独立信道的示例性情况。通常,图23(a)中示出均匀线性阵列(ULA)。多个天线在空间上 相互间隔,使得构建独立信道所需的发射器和/或接收器的间隔可能不足够。
[0146] 图23(b)示出一对由两个天线构成的配对ULA。相关信道可以在相互配对的两个 天线之间使用,并且还可以使用独立于其他配对天线的信道。
[0147] 另一方面,传统3GPPLTE版本8/9系统在下行链路上使用4个Tx天线,3GPPLTE 版本10系统在下行链路上可以使用8个Tx天线。为了应用扩展天线配置,必须在不充足 的空间安装多个Tx天线,并且图23 (a)和图23 (b)中所示的ULA天线配置可能被认为是不 合适的。从而,可以使用如图23(c)所示的用于应用双极子(或交叉极子)天线配置的方 法。在构建上述Tx天线的情况下,虽然天线之间的距离(d)相对短,但是天线相关性被减 小,使得高生产率数据传输是可能的。
[0148] 码本结构
[0149] 如上所述,发射器与接收器共享预定义码本,并且当接收器反馈将被用于来自发 射器的MM0传输的预编译信息时可以减少需要的开销的量,结果实现有效预编译。
[0150] 作为用于构建预定义码本的一个示例,预编译器矩阵可以使用离散傅里叶变换 (DFT)矩阵或Walsh矩阵构建。可替换地,各种类型的预编译器可以与相移矩阵或相移分集 矩阵等组合。
[0151] 当构建基于DFT-矩阵的码本时,(nxn)DFT矩阵可以如等式3中所示限定。
[0152][等式 3]
[0153] DFTi
[0154] 等式3的DFT矩阵仅包括用于特定大小(n)的一个矩阵。从而,为了根据情况适 当地利用多种预编译矩阵,可以另外配置和使用DFTn矩阵的旋转版本。以下等式4表示示 例性的旋转DFTn矩阵。
[0155][等式 4]
[0156] 旋转
[0157] 当构建如等式4中所示的DFT矩阵时,可以生成G旋转DFTn矩阵,并且所生成的 矩阵可以满足DFT矩阵特性。
[0158] 此后将详细地描述基于Householder的码本结构。基于Householder的码本结 构指不由Householder矩阵构成的码本。在Householder变换中使用Householder矩阵。 Householder变换可以是一种线性变换,并且可以用于QR分解。QR分解是指特定矩阵被分 解为正交矩阵(QW)和上三角矩阵(R)。上三角矩阵(R)是指主对角分量的所有较低分量都 被设置为〇的正方形。(4X4)Householder矩阵的示例如等式5中所示。
[0159][等式 5]
[0162] 具有CM特征的(4X4)酉矩阵可以通过Householder变换生成。参考用于表5中 所示的4个Tx天线的码本,(nXn)预编译矩阵通过Householder变换生成,并且可以用作 用于使用所生成的预编译矩阵的列子集发射低于'n'的秩的预编译矩阵。
[0163]用于8个Tx天线的码本
[0164] 在传统3GPPLTE版本8/9系统中使用的反馈方案被扩展并且然后被应用至具有 扩展天线配置(例如,8个Tx天线)的3GPPLTE版本10系统。例如,可以反馈信道状态信 息(CSI)(诸如,秩指示符(RI)、预编译矩阵索引(PMI)、信道质量信息(CQI)等)。此后将 详细地描述用于设计可应用至支持扩展天线配置的系统的基于双预编译器的反馈码本的 方法。在基于双预编译器的反馈码本中,为了指示将用于发射器的MIM0传输的预编译器, 接收器可以将PMI发射至发射器,并且预编译矩阵可以由两个不同PMI的组合指示。即,接 收器将两个不同PMI(即,第一PMI和第二PMI)反馈至发射器,并且发射器决定由第一PMI 和第二PMI的组合指示的预编译矩阵,并且将所决定的预编译矩阵应用至MM0传输。
[0165] 在基于双预编译器的反馈设计中,可以考虑8个Tx天线MM0传输、SU-MM0(单 用户MM0)和支持各种天线配置的自适应的MU-MM0 (多用户MM0)、码本设计参考、码本大 小等。
[0166] 作为应用至8个Tx天线MM0传输的码本,可以设计如下反馈码本:其在秩2或更 多的情况下仅支持SU-MM0,在小于秩2的秩的情况下,被最优化用于SU-MM0和MU-MM0, 并且适用于各种天线配置。
[0167] 在MU-MM0中,参与MU-MM0的UE在相关性域中可以相互独立。从而,用于 MU-MM0的码本需要在高相关性信道处被正确地操作。DFT矢量在高相关性信道上提供优 越性能,使得DFT矢量可以包含在扩展至秩-2的码本集合中。另外,在能够生成大量空间 信道的高散射传播环境(例如,具有大量反射波的室内环境)下,SU-MIM0操作可以更适当 地用作MIM0传输方案。从而,可以设计用于高于秩2的秩的码本,以获得用于在多层之间 区分的优越性能。
[0168] 在用于MIM0传输的预编译器中,优选一个预编码器在各种天线配置(低相关性天 线配置、高相关性天线配置、交叉极子天线配置等)中具有优越性能。在8个Tx天线的部 署中,具有4X的天线间隔的交叉极子阵列可以被配置为低相关性天线配置,具有0.5A的 天线间隔的ULA可以被配置为高相关性天线配置,并且具有0. 5X的天线间隔的交叉极子 阵列可以被配置为交叉极子天线配置。基于DFT的码本结构可以为高相关性天线配置提供 优越性能。同时,根据需要,块对角矩阵可以更适用于交叉极子天线配置。从而,假设对角 矩阵被应用至用于8个Tx天线的码本,可以构建能够将优越性能提供给所有天线配置的码 本。
[0169] 码本可以被设计成满足酉码本、CM特性、有限符号集、合适码本大小、嵌套特性等。 上述码本设计可以应用至3GPPLTE版本8/9码本,并且还可以应用至支持扩展天线配置的 3GPPLTE版本10码本。
[0170]与码本大小相关联,必须增加码本大小以充分支持由8个Tx天线获得的优点。为 了在低相关性环境下从8个Tx天线获得足够预编译增益,可能需要大尺寸码本(例如,用 于秩1和秩2的至少4比特构成的码本)。为了在高相关性环境下获得预编译增益,以上4 比特大小的码本可以被认为是足够的。然而,为了实现MU-MM0多路复用增益,可以增加用 于秩1或秩2的码本大小。
[0171] 基于上述说明,可以如下限定用于8个Tx天线的码本结构。
[0172] 为了支持多粒度反馈,8个Tx天线码本结构可以通过两个基本矩阵的Kroneker乘 积@限定。Kroneker乘积?是每个都具有预定大小的两个矩阵的运算,使得作为Kroneker 乘积?的运算结果能够获得块矩阵。例如,(mXn)矩阵A和(pXq)矩阵B的Kroneker乘 积(A?B)可以由以下等式6表示。在等式6中,amn是矩阵A的元素,并且bpq是矩阵B的 元素。
[0173][等式6]
[0175] 以下等式7示出码本结构被配置为两个基本矩阵"严和W2)的Kroneker乘积。
[0176][等式7]
[0177] W = W2^Wlm)
[0178] 在等式7中,第一基本矩阵W/m)(其中,m是传输秩)可以用于连续共极化天线的 波束成形。对于第一基本矩阵,可以使用几种类型的码本。例如,用于通过在3GPPLTE版 本8/9中限定的4个Tx天线执行下行链路MM0传输的码本(S卩,表5的码本)可以用作 第一基本矩阵。可替换地,DFT矩阵可以用作第一基本矩阵。
[0179] 等式7的第二基本矩阵^可以用于调节正交极子之间的相对相位。等式8中所示 的矩阵可以用作第二基本矩阵。例如,用于通过在3GPPLTE版本8/9中限定的2个Tx天 线执行下行链路MIM0传输的码本(S卩,表4的码本)的秩2预编译矩阵可以用作第二基本 矩阵。
[0180][等式 8]
[0181]
[0182] 可以如表6中所示限定根据传输秩用于8个Tx天线的反馈码本。
[0183][表6]
[0184]
[0185] 在表6中,W2(;,x)是矩阵W2的第X列。即,W1可以由矩阵W2的第一列构成或者 可以由矩阵W2的第二列构成。类似地,Wn(;,X:y)表示从第x列到第y列的列。例如,W3可 以由从第一列到第三列的列构成。
[0186] 如表6中所示,用于偶数秩(秩2、秩4、秩6、或秩8)的反馈码本可以通过两个 基本矩阵的Kroneker乘积生成。例如,用于8个Tx天线的秩2码本W2(8X2矩阵)由 <8)忙表示。在此,W2表示等式8中所示的用于2个!^天线的秩 2码本(参见表 4)的(2X2)矩阵,并且W/表示用于4个Tx天线的秩1码本(参见表5)的(4X1)矩阵。 另外,用于8个Tx天线的秩4码本W4(S卩,(8X4)矩阵)由表示。在此,W2 表示等式8中所示的用于2个Tx天线的秩2码本(参见表4)的(2X2)矩阵,并且W/表 示用于4个Tx天线的秩2码本(参见表5)的(4X2)矩阵。
[0187] 如表6中所示,用于奇数秩(秩1、秩3、秩5、或秩7)的反馈码本可以由上层 (upper)秩码本的子集构成。例如,用于8个Tx天线的秩-1码本可以由选自用于8个Tx 天线的秩2码本的子集构成。用于8个Tx天线的秩3码本可以由选自用于8个Tx天线的 秩4码本的子集构成。可替换地,用于8个Tx天线的秩5码本可以由选自用于8个Tx天 线的秩6码本的子集构成。用于8个Tx天线的秩7码本可以由选自用于8个Tx天线的秩 8码本的子集构成。表6中所示的上述码本配置仅被披露用于说明性目的,并且表6中所示 的用于生成用于每个秩的码本的方法可以独立地应用至各个秩,或者还可以同时应用至各 个秩。另外,表6中所示的各个秩的码本之间的关系(例如,由高秩码本子集构成的低秩码 本和高秩码本之间的关系)可以独立地应用至各个秩,或者还可以同时应用至各个秩。
[0188] 与多粒度反馈应用相关联,如上所述已经披露用于将Kroneker乘积应用至用于 使用两个基本矩阵的组合构建用于8个Tx天线的码本的方法的方法。以下,将详细地描述 使用内积构建两个基本矩阵的组合的方法。由等式9表示使用两个基本矩阵的内积的特定 格式。
[0189][等式 9]
[0190]
[0191] 如果将用于8个Tx天线的码本表示为内积,则第一基本矩阵可以由用于共极化天 线组的表10中所示的对角矩阵表示。
[0192][等式 10]
[0193]
[0194] 另外,如果第二基本矩阵用于调节极子之间的相对相位,则第二基本矩阵可以由 单位矩阵表示。与用于8个Tx天线的码本的较高秩相关联,第二基本矩阵可以由以下等式 11表示。如可以从等式11看出的,第二基本矩阵的第一行的系数(1)和第二基本矩阵的第 二行的系数(a或_a)之间的关系被用于反映上述相对相位的调节。
[0195][等式 11]
[0196]
[0197] 从而,用于8个Tx天线的码本可以使用第一基本矩阵和第二基本矩阵的内积由等 式12表示。
[0198][等式 12]
[0199]
[0200] 基于等式12的内积的码本可以使用以下等式13中所示的Kroneker乘积简单地 表不。
[0201] [等式I3]
[0202]
[0203] 在等式13中,包含在码本W中的预编译矩阵包括(4x2)行和(NxM)列。从而, 预编译矩阵可以用作用于8个Tx天线(NxM)秩传输的码本。例如,假设配置用于8个Tx 天线秩R传输的预编译码本,并且1由(2XM)矩阵构成,矩阵值由R/M表示。例 如,当构建用于8个Tx天线秩4传输的预编译码本时,如果^由(2X2)矩阵(即,M= 2) 构成(例如,等式8的矩阵),则%可以由(4X2)矩阵(S卩,N= 4/M= 4/2 = 2)(例如, DFT矩阵)表示。
[0204] 基于多码本的预编译器的牛成
[0205] 在MM0传输中使用的预编译操作可以被认为是用于通过层将Tx信号映射至天线 的操作。即,Y个Tx层(或Y个Tx流)可以通过(XXY)预编译矩阵映射至X个Tx天线。
[0206] 为了构建(NtXR)预编译矩阵,当R流(即,秩R)通过Nt个Tx天线发射时,从接 收器反馈至少一个预编译矩阵索引(PMI),使得发射器可以构建预编译器矩阵。以下等式 14示出由n。个矩阵构成的示例性码本。
[0207][等式 14]
[0208]
[0209] 在等式14中,k是特定资源索引(子载波索引、虚拟资源索引、或子带索引)。等 式14可以如以下等式15中所示配置。
[0210][等式 15]
[0211]
[0212] 在等式15中,仏…可以通过使A/,Xiu偏移特定复(complex)权重w2实现。从而, 当和^^.2之间的差异由特定复权重表不时,可以获得以下等式16。
[0213][等式I6]
[0214]
[0215] 另外,等式16可以使用Kroneker乘积由以下等式17表示。
[0216
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