基于二维大规模多输入多输出在移动通信系统中发射和接收反馈信息的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种无线通信系统，并且尤其涉及一种在基于诸如正交频分多址 (OFDMA)的多载波多址方案运行的无线移动通信系统中，终端测量无线信道质量并且对基 站报告测量结果的信道状态信息发射/接收方法。
【背景技术】
[0002] 移动通信系统已经发展为高速、高质量的无线分组数据通信系统，从而除了早期 的面向语音的服务之外还提供数据和多媒体服务。根据这种趋势，诸如第三代合作伙伴计 划(3GPP)、3GPP2以及电气电子工程师学会（IEEE)的标准化组织正在基于多载波多址方案 标准化第三代演进移动通信标准。3GPP长期演进(LTE)、3GPP超移动宽带（UMB)以及IEEE 802.16m是基于多载波多址方案已经开发的支持高速高质量无线分组数据通信服务的移动 通信标准。
[0003] 基于多载波多址方案的、诸如LTE、UMB和IEEE 802.16m的现有3G演进移动通信标 准的特征在于如下的各种技术，包含：多输入多输出(Mnro)、波束形成、自适应调制和编码 (AMC)、信道敏感调度等等，以改善发射效率。这种技术能够利用多个天线集中发射功率或 者根据信道质量调节发射数据量并且将数据选择性地发射到具有良好信道质量的用户，从 而改善发射效率并且提高系统吞吐量。
[0004] 因为大多数这些技术基于演进Node B(eNB)(或者基站(BS))与用户设备(UE)(或 者移动站(MS))之间的信道状态信息运行，所以eNB或者UE必须基于信道状态指示基准信号 (CSI-RS)测量eNB与UE之间的信道状态。eNB是下行中的发射机以及上行中的接收机，并且 能够管理多个通信小区。移动通信系统由在地理上分布的多个eNB构成，并且每个eNB管理 多个小区，以对UE提供通信服务。
[0005] LTE/LTE-A表示的现有3G和4G移动通信系统采用利用多个发射天线/接收天线提 高数据速率和系统吞吐量的Mnro技术。采用MMO方案，能够发射空间上分离的多个信息流。 发射多个信息流的这种技术称为空间复用。通常，根据发射机和接收机的天线的数量确定 空间复用的信息流的数量。能够空间复用的信息流的数量称为相应发射的秩。LTE/LTE-A Re I eas e 11 (LTE/LTE-A版本11)支持8Χ8Μ頂0空间复用以及最高秩8。
[0006] 随着支持最多8个天线的传统LTE/LTE-A MMO方案的演进，应用了本公开建议的 方法的全维MM0(FD-M頂0)系统能够使用32个或者32个以上的发射天线。
[0007] ro-MBTO系统是能够利用几十个或者更多个发射天线发射数据的无线通信系统。
[0008] 图1示出示例的ro-Μπω系统。
[0009] 参考图1，基站发射机100通过几十个或者更多个发射天线发射无线电信号120和 130。互相之间以最小距离布置发射天线110。最小距离可用是波长的一半。通常，如果以无 线电信号的波长的一半的距离布置发射天线，则各发射天线发射的信号受到低相关的无线 电信道的影响。假定2GH的无线电信号频带，该距离是7.5cm，并且随着频带高于2GHz而缩 短。
[0010]在图1中，利用基站处布置的几十个或者更多个发射天线110将信号发射到由参考 编号120和130表示的一个或者多个终端。为了将信号同时发射到多个终端，应用适当预编 码。此时，一个终端可以接收多个信息流。通常，根据终端的接收天线的数量、信道状态和终 端的接收能力，来确定终端能够接收的信息流的数量。
[0011]为了有效实现ro-M頂〇系统，终端必须精确测量信道状况和干扰大小，并且将信道 状态信息有效发送到基站。如果收到信道状态信息，则基站为该终端确定要应用的下行发 射、下行数据速率和预编码。在ro-Μηω系统使用大量发射天线的情况下，如果在不做修改 的情况下应用传统LTE/LTE-A系统的信道状态信息发射方法，则要在上行中发射的控制信 息量显著升高，产生上行开销。
[0012] 移动通信系统受限于诸如时间、频率和发射功率的资源。因此，如果对基准信号分 配的资源升高，则对数据业务信道发射所分配的资源就减少，结果绝对数据发射量减少。在 这种情况下，尽管信道估计和测量性能得到改善，但是数据发射量降低，导致整个系统吞吐 量降低。
[0013] 因此，需要对基准信号和业务信道发射有效地分配资源，以使整个系统吞吐量最 大。
[0014] 图2示出在下行子帧的单个资源块(RB)作为LTE/LTE-A系统中的最小调度单元的 情况下的示例时间一频率网格。
[0015] 如图2所示，无线电资源在时域中是一个子帧，而在频域中是一个RB。无线电资源 包括频域中的12个子载波和时域中的14个OFDM码元，8卩，168个唯一 (unique)频率一时间位 置。在LTE/LTE-A中，每个频率一时间位置称为资源元素(RE)。
[0016] 能够使用如图2所示结构的无线电资源发射如下多个不同类型的信号。
[0017] l.CRS(小区特定的基准信号）：发射到小区内的所有UE的基准信号 [0018] 2.DMRS(解调基准信号）：发射到特定UE的基准信号
[0019] 3.PDSCH(物理下行共享信道）：eNB使用其将数据发射到UE的下行中发射的、并且 被映射到不用于图2的数据区中的基准信号发射的RE的数据信道
[0020] 4.CSI-RS(信道状态信息基准信号）：发射到小区内的UE的并且用于信道状态测量 的基准信号。在小区内能够发射多个CSI-RS。
[0021] 5.其他控制信道(PHICH、PCFICH、PDCCH):用于对UE接收PDCCH提供所需的控制信 道，并且对于上行数据发射发射HARQ操作的ACK/NACK的信道
[0022]除了上面的信号，还能够配置零功率CSI-RS，以便相应小区内的UE接收由LTE-A系 统中的不同eNB发射的CSI-RS。零功率CSI-RS(静噪(mut ing))能够映射到对CSI-RS指定的 位置，并且通常UE接收跳过相应无线电资源的业务信号。在LTE-A系统中，将零功率CSI-RS 称为静噪。零功率CSI-RS(静噪）自然地映射到CSI-RS位置，而无需发射功率分配。
[0023]在图2中，根据发射CSI-RS的天线的数量，能够在A、B、C、D、E、F、G、H、I和J标记的一 些位置处发射CSI-RS。此外，零功率CSI-RS(静噪）能够映射到位置A、B、C、D、E、F、G、H、I和J 中的一些。根据用于发射的天线端口的数量，CS I-RS能够映射到2、4或者8个RE。对于2个天 线端口，特定模式的一半被用于CSI-RS发射，对于4个天线端口，整个特定模式被用于CSI-RS发射，以及对于8个天线端口，2个模式被用于CSI-RS发射。同时，静噪始终由模式执行。 gp，尽管静噪可以应用于多个模式，但是如果静噪位置与CSI-RS位置不匹配，则静噪不能部 分地应用于一个模式。
[0024]在两个天线端口发射CSI-RS的情况下，在时域中，CSI-RS映射到2个连续RE，并且 利用正交代码互相区别开。在4个天线端口发射CSI-RS的情况下，CSI-RS以使多两个CSI-RS 映射到多两个连续RE的相同方式映射。这适用于8个天线端口发射CSI-RS的情况。
[0025]在蜂窝式系统中，为了下行信道状态测量，必须发射基准信号。对于3GPP LTE-A系 统，UE利用eNB发射的CSI-RS测量与eNB的信道状态。考虑到包含下行干扰的几个因素测量 信道状态。下行干扰包含相邻eNB的天线产生的干扰和在确定下行信道状况时重要的热噪 声。例如，在具有一个发射天线的 eNB向具有一个接收天线的UE发射基准信号的情况下，UE 必须确定在下行中能够收到的每个码元的能量和接收相应码元期间可以收到的干扰量，以 从收到的基准信号计算Es/Io。计算的Es/Io被报告给eNB，使得eNB确定用于UE的下行数据 速率。
[0026]在LTE-A系统中，UE反馈关于下行信道状态的信息，以在eNB的下行调度时使用。 即，UE测量eNB在下行中发射的基准信号，并且以LTE/LTE-A标准中定义的格式，将从基准信 号估计的信息反馈到eNB。在LTE/LTE-A中，UE反馈信号包含下面3个指示符：
[0027] 一秩指示符(RI) :UE经历的当前信道能够支持的空间层的数量。
[0028] 一预编码矩阵指示符(PMI) :UE经历的当前信道推荐的预编码矩阵。
[0029] 一信道质量指示符(CQI)=UE在当前信道状态下能够接收信号的最高可能数据速 率。CQI可以由能够以与最高数据速率相似的方式使用的SINR、最高纠错码速率和调制方 案，或者每频率数据效率(per-frequency data efficiency)来代替。
[0030] RI、PMI和CQI在意义上互相关联。例如，对于每个秩，不同地配置LTE/LTE-A中支持 的预编码矩阵。因此，对于Rl设定为1和Rl设定为2的情况，对PMI值"X"有不同解释。此外，当 确定CQI时，UE假定eNB应用UE已经报告的PMI和RI。即，如果UE报告则 这意味着当应用秩RI_X和预编码矩阵PMI_Y时，UE能够以对应于CQI_Z的数据速率接收信 号。这样，在假定由eNB选择发射模式的情况下，UE计算在实际发射时，利用其实现最佳性能 的 CQI。
[0031] 在LTE/LTE-A中，根据在此要包含的信息，UE配置有下面的4个反馈或者报告模式 中的一个：
[0032] 1.模式 l-〇:RI、宽带 CQI(wCQI)
[0033] 2 ·模式1 - 1: RI、wCQI、宽带 PMI (wPMI)
[0034] 3 ·模式2 - 0: RI、wCQI、子带CQI (sCQI)
[0035] 4 ·模式2 - 1: RI、wCQI、wPMI、sCQI、sPMI
[0036] 基于通过尚层信令发射的Icqi/pmi和对应于Iri的NPd、N〇FFSET, cqi、MriNqffset,ri，确定相 应反馈模式中的反馈定时。在模式1 一〇中，wCQI发射周期是Npd，并且基于Nqffset, CQI的子帧偏 移值来确定反馈定时。RI发射周期是Npd · Mr1，并且RI发射周期偏移是Nqffset,阳+Nqffset, RI。 [0037]图 3示出在NPd = 2、Mri = 2、Nqffet, CQi = 1 以及Nqffset, Ri = -1 情况下的 RI 和wCQI 的示例 反馈定时。
[0038]在此，每个定时由子帧索引指示。
[0039]在此，除了在wCQI发射定时一起发射PMI外，反馈模式1 -1与反馈模式1 一0具有相 同的定时。
[0040]在反馈模式2 - 0中，sCQI反馈周期是具有偏移NciFFSET.o^^rVuwCQI反馈周期是偏 移Nqffset,CQI等于sCQI偏移的H · Npd。在此，H = J · K+1，其中通过较高层信号发射K，并且根据 系统带宽确定J。
[0041 ]例如，在IOMHz系统中J被确定为3。这意味着，代替SCQI，在每次H SCQI发射时，发 射wCQKRI 周期Mri · H · NPd具有偏移Nqffset, cqi+Nqffset,ri。
[0042]图4示出在NPd = 2、MRi = 2、J = 3(10MHz)、K=l、N〇FFSET,CQi = l、以及Nqffset,ri = -1的情 况下的RI、sCQI和wCQI的示例反馈定时。
[0043]除了在wCQI发射定时一起发射PMI，反馈模式2 - 1与反馈模式2 - 0在反馈定时中 相同。
[0044]与上面描述的4个CSI-RS天线端口情况下的反馈定时不同，对于8个CSI-RS天线端 口，必须发射2个PMI。对于8个CSI-RS天线端口，将反馈模式1 一 1分割为2个子模式。在第一 子模式，和RI-起发射第一PMI，而与wCQI-起发射第二PMI。在此，wCQI以及第二PMI反馈周 期和偏移被定义为N pd和Nqffset, CQI，并且RI以及第一 PMI反馈周期和偏移分别被定义为Mr1 · NPd和Nqffset, cqi+Nqffset, Ri。如果第一PMI指不的预编码矩阵是Wl并且第二PMI指不的预编码矩 阵是W2，则UE和eNB共享关于W1W2的UE优选预编码矩阵的信息。
[0045] 对于8个CSI-RS天线端口，反馈模式201米用以具有偏移Nqffset, CQi+Nqffset,Ri的周