用于在無線通信系統(tǒng)中測量基于大規(guī)模天線陣列的波束成形的信道變化的方法和設備的制造方法
【專利摘要】一種用于在無線通信系統(tǒng)中在用戶設備(UE)處向基站發(fā)送反饋信息的方法。該方法包括以下步驟：在第一時間和第二時間從基站接收導頻信號；基于所述導頻信號，從預定碼本中選擇與第一時間對應的第一預編碼矩陣索引和與第二時間對應的第二預編碼矩陣索引；以及向基站發(fā)送反饋信息，所述反饋信息包括與第一預編碼矩陣索引和第二預編碼矩陣索引之間的變化值有關的信息。
【專利說明】
用于在無線通信系統(tǒng)中測量基于大規(guī)模天線陣列的波束成形 的信道變化的方法和設備
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及無線通信系統(tǒng)，并且更具體地，設及一種用于在無線通信系統(tǒng)中測量 基于大規(guī)模天線陣列的波束成形的信道變化的方法和設備。
【背景技術】
[0002] 將示意地描述作為本發(fā)明可應用的無線通信系統(tǒng)的示例的第=代合作伙伴計劃 (3GPP)長期演進化TE)通信系統(tǒng)。
[0003] 圖1是例示作為無線通信系統(tǒng)的演進型通用移動電信系統(tǒng)化-UMTS)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的 圖。E-UMTS是UMTS的演進形式，并且已經(jīng)在3GPP中被標準化。通常，可W將E-UMTS稱作長期 演進化TE)系統(tǒng)。對于UMTS和E-UMTS的技術規(guī)范的細節(jié)，參考"3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network"的片反本 7和版本8。
[0004] 參照圖l，E-UMTS主要包括用戶設備(肥）、基站(或者eNB或者eNodeB)W及位于網(wǎng) 絡化-UTRAN)的端部處并連接到外部網(wǎng)絡的接入網(wǎng)關(AG)。通常，eNB能夠同時發(fā)送用于廣 播服務、多播服務和/或單播服務的多個數(shù)據(jù)流。
[0005] 每個eNB可W存在一個或更多個小區(qū)。小區(qū)被設置為使用諸如1.25MHz、2.5M化、 5MHz、10MHz、15MHz或者20MHz的帶寬，W向多個肥提供下行鏈路或者上行鏈路發(fā)送服務。不 同的小區(qū)可W被設置為提供不同的帶寬。eNB控制多個UE的數(shù)據(jù)發(fā)送或者接收。eNB發(fā)送下 行鏈路(DL)數(shù)據(jù)的化調(diào)度信息，W便向?qū)腢E通知發(fā)送數(shù)據(jù)的時間/頻率域、編碼、數(shù)據(jù) 大小W及混合自動重傳請求化ARQ)相關信息。另外，eNB向?qū)姆拾l(fā)送上行鏈路化L)數(shù)據(jù) 的化調(diào)度信息，W便向該UE通知可W由該肥使用的時間/頻率域、編碼、數(shù)據(jù)大小W及HARQ 相關信息。能夠在eNB之間使用用于發(fā)送用戶業(yè)務或者控制業(yè)務的接口。核屯、網(wǎng)絡(CN)可W 包括AG、用于肥的用戶注冊的網(wǎng)絡節(jié)點等。AG在跟蹤區(qū)（TA)的基礎上管理肥的移動性。一個 TA包括多個小區(qū)。
[0006] 盡管無線通信技術已經(jīng)被發(fā)展到了基于寬帶碼分多址(WCDMA)的長期演進化TE), 然而用戶和提供商的要求和期待不斷增加。此外，由于已經(jīng)不斷地開發(fā)了其它無線電接入 技術，因此要求新技術演進W確保未來的高競爭性。要求每比特成本的降低、服務可用性的 增加、頻率帶的靈活使用、簡單的結(jié)構(gòu)、開放的接口、適當?shù)挠脩粼O備(UE)功耗等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術問題
[000引本發(fā)明的目的旨在致力于解決在用于在無線通信系統(tǒng)中測量基于大規(guī)模天線陣 列的波束成形的信道變化的方法和設備中存在的問題。
[0009] 技術解決方案
[0010] 本發(fā)明的目的能夠通過提供一種用于在無線通信系統(tǒng)中在用戶設備(UE)處向基 站發(fā)送反饋信息的方法來實現(xiàn)，該方法包括W下步驟:在第一時間和第二時間從所述基站 接收導頻信號;基于所述導頻信號，從預定碼本中選擇與所述第一時間對應的第一預編碼 矩陣索引和與所述第二時間對應的第二預編碼矩陣索引；W及向所述基站發(fā)送所述反饋信 息，所述反饋信息包括與所述第一預編碼矩陣索引和所述第二預編碼矩陣索引之間的變化 值有關的f胃息。
[0011] 向所述基站發(fā)送所述反饋信息的步驟可W包括W下步驟:如果所述第一預編碼矩 陣索引與所述第二預編碼矩陣索引之間的變化值等于或者大于闊值，則向所述基站發(fā)送與 所述變化值有關的信息。
[0012] 該方法還可W包括W下步驟:向所述基站發(fā)送作為所述變化值的標準的初始預編 碼矩陣索引。
[0013] 在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中在基站處從用戶設備 (UE)接收反饋信息的方法，該方法包括W下步驟:在第一時間和第二時間向所述UE發(fā)送導 頻信號；W及從所述肥接收使用所述導頻信號基于預定碼本而產(chǎn)生的所述反饋信息，所述 反饋信息包括關于與所述第一時間對應的第一預編碼矩陣索引和與所述第二時間對應的 第二預編碼矩陣索引之間的變化值的信息。
[0014] 如果所述第一預編碼矩陣索引與所述第二預編碼矩陣索引之間的變化值等于或 者大于闊值，則與所述變化值有關的信息可W被接收。
[0015] 該方法還可W包括W下步驟:從所述UE接收作為所述變化值的標準的初始預編碼 矩陣索引。
[0016] 與所述變化值有關的信息可W包括與所述第一預編碼矩陣索引對應的第一波束 成形角度和與所述第二預編碼矩陣索引對應的第二波束成形角度之差。
[0017] 所述預定碼本可W由按照波束成形角度的順序排列的針對秩1的多個預編碼矩陣 索引組成。所述導頻信號可W包括用于測量垂直方向上的波束成形角度變化的第一導頻信 號和用于測量水平方向上的波束成形角度變化的第二導頻信號。
[001引有益效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，用戶設備(UE)能夠在無線通信系統(tǒng)中高效地執(zhí)行針對使 用大規(guī)模天線陣列的波束成形的反饋(即，報告信道變化信息），并且eNB能夠基于信道變化 信息來高效地執(zhí)行使用大規(guī)模天線陣列的波束成形。
[0020] 本領域技術人員將要領會的是，能夠通過本發(fā)明實現(xiàn)的效果不限于上文中具體描 述的效果，并且從W下詳細描述將更清楚地理解本發(fā)明的其它優(yōu)點。
【附圖說明】
[0021] 附圖被包括進來W提供對本發(fā)明的進一步理解，附圖例示了本發(fā)明的實施方式并 且與本說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
[0022] 在附圖中：
[0023] 圖1是示出作為無線通信系統(tǒng)的示例的演進型通用移動電信系統(tǒng)化-UMTS)的網(wǎng)絡 結(jié)構(gòu)的圖。
[0024] 圖2是示出基于第S代合作伙伴計劃(3GPP)無線電接入網(wǎng)絡標準的用戶設備(肥） 與演進型通用陸地無線電接入網(wǎng)絡巧-UTRAN)之間的無線電接口協(xié)議架構(gòu)的控制平面和用 戶平面的圖。
[0025] 圖3是示出3GPP系統(tǒng)中使用的物理信道W及使用所述物理信道的一般信號發(fā)送方 法的圖。
[0026] 圖4是示出長期演進化TE)系統(tǒng)中使用的無線電帖的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027] 圖5是示出LTE系統(tǒng)中使用的下行鏈路無線電帖的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028] 圖6是示出LTE系統(tǒng)中使用的上行鏈路子帖的結(jié)構(gòu)的圖。
[0029] 圖7是示出一般多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的配置的圖。
[0030] 圖8是例示了天線傾斜方案的圖。
[0031] 圖9是將現(xiàn)有天線系統(tǒng)與有源天線系統(tǒng)之間進行比較的圖。
[0032] 圖10是示出基于有源天線系統(tǒng)形成肥特定波束的示例的圖。
[0033] 圖11是示出基于有源天線系統(tǒng)的S維(3D)波束發(fā)送場景的圖。
[0034] 圖12是示出將現(xiàn)有MIMO發(fā)送方案與BA波束成形方案之間的波束覆蓋范圍進行比 較的圖。
[0035] 圖13是示出DA波束成形方案的構(gòu)思的圖。
[0036] 圖14是示出DA波束成形方案的特征的圖。
[0037] 圖15是示出DBA波束成形方案的構(gòu)思的圖。
[0038] 圖16和圖17是示出用于垂直方向上的信道測量的導頻的示例的圖。
[0039] 圖18和圖19是示出用于水平方向上的信道測量的導頻的示例的圖。
[0040] 圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的通信設備的框圖。
【具體實施方式】
[0041] 本發(fā)明的配置、操作和其它特征將通過參照附圖描述的本發(fā)明的實施方式來進行 理解。下面的實施方式是將本發(fā)明的技術特征應用于第S代合作伙伴計劃(3GPP)系統(tǒng)的示 例。
[0042] 為了方便起見，雖然在本說明書中使用LTE系統(tǒng)和LTE-A系統(tǒng)來描述本發(fā)明的實施 方式，但是本發(fā)明的實施方式可應用于與W上限定對應的任何通信系統(tǒng)。此外，雖然在本說 明書中基于頻分雙工(FDD)方案來描述本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明的實施方式可W被 容易地修改并且應用于半雙工F孤化-抑D)方案或者時分雙工(TDD)方案。
[00創(chuàng)此外，在本說明書中，術語"基站"可W包括遠程無線電頭端、eNB、發(fā)射點（TP)、接 收點(RP)、中繼站等。
[0044] 圖2示出了基于3GPP無線電接入網(wǎng)絡標準的UE與演進型通用陸地無線電接入網(wǎng)絡 化-UTRAN)之間的無線電接口協(xié)議的控制平面和用戶平面?？刂破矫媸侵赣糜诎l(fā)送控制消 息的路徑，所述控制消息用于管理UE與網(wǎng)絡之間的呼叫。用戶平面是指用于發(fā)送在應用層 中生成的數(shù)據(jù)(例如，語音數(shù)據(jù)或互聯(lián)網(wǎng)分組數(shù)據(jù))的路徑。
[0045] 第一層的物理(PHY)層使用物理信道來向更高層提供信息傳送服務。PHY層經(jīng)由傳 輸信道連接至位于更高層的媒體接入控制(MAC)層。數(shù)據(jù)經(jīng)由傳輸信道在MAC層與PHY層之 間傳輸。數(shù)據(jù)也經(jīng)由物理信道在發(fā)送側(cè)的物理層與接收側(cè)的物理層之間傳輸。物理信道將 時間和頻率用作無線電資源。更詳細地，物理信道在下行鏈路中使用正交頻分多址(OFDMA) 方案來進行調(diào)制，而在上行鏈路中使用單載波頻分多址(SC-FDMA)方案來進行調(diào)制。
[0046] 第二層的媒體接入控制(MAC)層經(jīng)由邏輯信道向更高層的無線電鏈路控制(RLC) 層提供服務。第二層的化C層支持可靠的數(shù)據(jù)傳輸。可W由MAC層內(nèi)的功能塊來實現(xiàn)化C層的 功能。第二層的分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議(PDCP)層執(zhí)行報頭壓縮功能W減少不必要的控制信息， W用于在具有相對小的帶寬的無線電接口中高效地發(fā)送諸如IPv4分組或IPv6分組運樣的 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)分組。
[0047] 位于第S層的底部的無線電資源控制(RRC)層僅在控制平面中被限定，并且負責 控制與無線電承載(RB)的配置、重新配置和釋放關聯(lián)的邏輯信道、傳輸信道和物理信道。RB 是第二層提供的用于肥與網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通信的服務。為此，UE的RRC層和網(wǎng)絡的RRC層交 換RRC消息。如果已經(jīng)在無線電網(wǎng)絡的RRC層與肥的RRC層之間建立了RRC連接，則肥處于RRC 連接模式。否則，UE處于RRC空閑模式。位于RRC層上方的非接入層(NAS)層執(zhí)行諸如會話管 理和移動性管理運樣的功能。
[0048] 用于將數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡發(fā)送到UE的下行鏈路傳輸信道包括用于發(fā)送系統(tǒng)信息的廣播 信道(BCH)、用于發(fā)送尋呼消息的尋呼信道(PCH)、W及用于發(fā)送用戶業(yè)務或控制消息的下 行鏈路共享信道(SCH)。下行鏈路多播或廣播服務的業(yè)務消息或控制消息可W經(jīng)由下行鏈 路SCH來進行發(fā)送，并且也可W經(jīng)由下行鏈路多播信道(MCH)來進行發(fā)送。用于將數(shù)據(jù)從UE 發(fā)送到網(wǎng)絡的上行鏈路傳輸信道包括用于發(fā)送初始控制消息的隨機接入信道(RACH) W及 用于發(fā)送用戶業(yè)務或控制消息的上行鏈路SCH。位于傳輸信道上方并且被映射到傳輸信道 的邏輯信道包括廣播控制信道(BCCH)、尋呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控 制信道(MCCH)、W及多播業(yè)務信道(MTCH)。
[0049] 圖3是示出了在3GPP系統(tǒng)中使用的物理信道W及使用所述物理信道的一般信號發(fā) 送方法的圖。
[0050] 當電力被接通或者肥進入新小區(qū)時，UE執(zhí)行諸如與eNB的同步運樣的初始小區(qū)捜 索操作（S301)dUE可W從eNB接收主同步信道(P-SCH)和輔同步信道(S-SCH)，執(zhí)行與eNB的 同步，并且獲取諸如小區(qū)ID運樣的信息。此后，肥可W從eNB接收物理廣播信道，W便獲取小 區(qū)內(nèi)的廣播信息。此外，UE可W接收下行鏈路基準信號(DL RS)，W便在初始小區(qū)捜索步驟 中確認下行鏈路信道狀態(tài)。
[0051] 已完成初始小區(qū)捜索的肥可W根據(jù)PDCCH中包含的信息來接收物理下行鏈路控制 信道(PDCCH)和物理下行鏈路共享信道(PDSCH)，W便獲取更詳細的系統(tǒng)信息(S302)。
[0052] 此外，如果eNB被初次接入或者不存在用于信號發(fā)送的無線電資源，則肥可W針對 eNB執(zhí)行隨機接入過程(RACH)(步驟S303至S306)。在該情況下，肥可W經(jīng)由物理隨機接入信 道(PRACH)來發(fā)送特定序列作為前導碼(S303和S305)，并且經(jīng)由與其對應的PDCCH和PDSCH 來接收前導碼的響應消息（S304和S306)。在基于爭用的RACH的情況下，還可W執(zhí)行爭用解 決過程。
[0053] 已執(zhí)行上述過程的UE可W像一般上行鏈路/下行鏈路信號發(fā)送過程一樣執(zhí)行 PDCCH/PDSCH接收（S307) W及物理上行鏈路共享信道PUSCH/物理上行鏈路控制信道 (PUCCH)發(fā)送(S308)。具體地，肥經(jīng)由PDCCH接收下行鏈路控制信息(DCI)。運里，DCI包括諸 如肥的資源分配信息運樣的控制信息，并且其格式根據(jù)使用目的而不同。
[0054] 在上行鏈路中從UE發(fā)送到e NB的控制信息或者在下行鏈路中從e NB發(fā)送到UE的控 制信息包括上行鏈路/下行鏈路ACK/NACK信號、信道質(zhì)量指示符（CQI)、預編碼矩陣索引 (PMI)、秩指示符(RI)等。在3GPP LTE系統(tǒng)的情況下，肥可W經(jīng)由PUSCH和/或PUCCH發(fā)送諸如 CQI/PMI/RI運樣的控制信息。
[0055] 圖4是示出了在長期演進化TE)系統(tǒng)中使用的無線電帖的結(jié)構(gòu)的圖。
[0056] 參照圖4,無線電帖具有10ms(327200XTs)的長度，并且包括尺寸相同的10個子 帖。每個子帖具有Ims的長度并且包括兩個時隙。每個時隙具有0.5ms( 15360 X Ts)的長度。Ts 表示采樣時間，并且由Ts = 1/(15曲Z X 2048) = 3.2552 X l〇-s(約3化S)表示。時隙在時域中 包括多個OFDM符號，并且在頻域中包括多個資源塊(RB)。在LTE系統(tǒng)中，一個RB包括12個子 載波X 7 (6)個OFDM或者SC-FDMA符號。作為用于發(fā)送數(shù)據(jù)的單位時間的發(fā)送時間間隔(TTI) 可W被確定為一個或更多個子帖的單位。無線電帖的結(jié)構(gòu)僅是示例性的，并且包括在無線 電帖中的子帖的數(shù)目、包括在子帖中的時隙的數(shù)目或者包括在時隙中的OFDM符號的數(shù)目可 W進行各種改變。
[0057] 圖5是示出了包括在下行鏈路無線電帖中的一個子帖的控制區(qū)域中的控制信道的 圖。
[005引參照圖5,一個子帖包括14個OFDM符號。根據(jù)子帖配置，第一至第SOFDM符號被用 作控制區(qū)域，并且其余13至11個(FDM符號被用作數(shù)據(jù)區(qū)域。在圖5中，Rl至R4表示用于天線0 至3的基準信號(RS)或者導頻信號。RS在子帖內(nèi)被固定為恒定模式，而不考慮控制區(qū)域和數(shù) 據(jù)區(qū)域?？刂菩诺涝诳刂茀^(qū)域中被分配給沒有分配RS的資源，并且業(yè)務信道在控制區(qū)域中 也被分配給沒有分配RS的資源。分配給控制區(qū)域的控制信道的示例包括物理控制格式指示 符信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)、物理下行鏈路控制信道(PDCCH)等。
[0059] 物理控制格式指示符信道(PCFICH)向UE通知每子帖用于PDCCH的OFDM符號的數(shù) 目。PCFICH位于第一 (FDM符號處，并且在PHICH和PDCCH之前被配置。PCFICH包括四個資源元 素組(REG)，并且REG基于小區(qū)標識（ID)被分散在控制區(qū)域中。一個REG包括四個資源元素 (RE) dPCFICH根據(jù)帶寬具有1至3或者2至4的值，并且使用正交相移鍵控(QPSK)方案來調(diào)制。
[0060] 物理混合ARQ指示符信道(PHICH)用于承載用于上行鏈路發(fā)送的HARQACK/NACK。也 就是說，PHICH是指用來發(fā)送上行鏈路HARQ的DL ACK/NACK信息的信道。PHICH包括一個REG， 并且基于特定小區(qū)被擾碼（scramble) eACK/NACK由一個比特指示，并且使用二進制相移鍵 控(BPSK)方案來調(diào)制。經(jīng)調(diào)制的ACK/NACK利用2或4的擴頻因子(SF)重復地傳播。映射到相 同資源的多個PHICH配置PHICH組。根據(jù)擴頻代碼的數(shù)目來確定在PHICH組中復用的PHICH的 數(shù)目。PHICH(組)被重復S次，W在頻率區(qū)域和/或時間區(qū)域中獲得分集增益。
[0061] 物理下行鏈路控制信道(PDCCH)被分配給子帖的前n個(FDM符號。運里，n是1或者 更大的整數(shù)，并且由PCFICH指示。PDCCH包括一個或更多個控制信道元素(CCE) dPDCCH向每 一個肥或者UE組通知與尋呼信道(PCH)和下行鏈路共享信道(DkSCH)的資源分配關聯(lián)的信 息，該PCH和化-SCH二者是傳輸信道、上行鏈路調(diào)度授權、HARQ信息等。尋呼信道(PCH)和下 行鏈路共享信道(DkSCH)經(jīng)由PDSCH發(fā)送。因此，eNB和肥經(jīng)由PDSCH發(fā)送和接收除了特定控 制信息或者特定服務數(shù)據(jù)W外的數(shù)據(jù)。
[0062] 指示PDSCH的數(shù)據(jù)被發(fā)送到哪些肥(一個或更多個肥）的信息W及指示肥如何接收 PDSCH數(shù)據(jù)并對其進行解碼的信息在被包含在PDCCH中的狀態(tài)下被發(fā)送。例如，假定使用無 線電網(wǎng)絡臨時標識(RNTI)"A"對特定PDCCH進行CRC掩碼，并且經(jīng)由特定子帖來發(fā)送與使用 無線電資源(例如，頻率位置）"B"發(fā)送的數(shù)據(jù)W及發(fā)送格式信息(例如，發(fā)送塊尺寸、調(diào)制方 案、編碼信息等rc"有關的信息。在該情況下，位于小區(qū)內(nèi)的一個或更多個肥使用它自己的 RNTI信息來監(jiān)測PDCCH，并且如果存在具有"心'RNTI的一個或更多個肥，則所述肥接收PDCCH 并且通過與所接收的PDCCH有關的信息來接收由"B"和"護指示的PDSCH。
[0063] 圖6是示出了 LTE系統(tǒng)中使用的上行鏈路子帖的結(jié)構(gòu)的圖。
[0064] 參照圖6,上行鏈路子帖可W被劃分成分配有承載上行鏈路控制信息的物理上行 鏈路控制信道(PUCCH)的區(qū)域和分配有承載用戶數(shù)據(jù)的物理上行鏈路共享信道(PUSCH)的 區(qū)域。子帖的中間部分被分配給PUSCH，并且頻域中的數(shù)據(jù)區(qū)域的兩側(cè)被分配給PUCCH。在 PUCCH上發(fā)送的上行鏈路控制信息包括用于HARQ的ACK/NACK信號、指示下行鏈路信道狀態(tài) 的信道質(zhì)量指示符(CQI)、用于MIMO的秩指示符(RI)、作為上行鏈路無線電資源分配請求的 調(diào)度請求(SR)等。用于一個肥的PUCCH使用在子帖內(nèi)的時隙中占用不同頻率的一個資源塊。 兩個時隙使用子帖內(nèi)的不同資源塊(或者子載波）。也就是說，分配給PUCCH的兩個資源塊在 時隙邊界頻跳。圖6示出了將具有m = 0的PUCCH、具有m = 1的PUCCH、具有m = 2的PUCCH W及具 有m = 3的PUCCH分配給子帖的情況。
[0065] 在下文中，將描述多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。在MIMO系統(tǒng)中，使用多個發(fā)送天線和 多個接收天線。通過該方法，能夠改進數(shù)據(jù)發(fā)送/接收效率。也就是說，由于在無線通信系統(tǒng) 的發(fā)射器或者接收器中使用多個天線，因此能夠提高容量并且能夠改進性能。在下文中， MIMO也可W被稱作"多天線"。
[0066] 在多天線技術中，單個天線路徑不被用于接收一個消息。相反，在多天線技術中， 經(jīng)由多個天線接收的數(shù)據(jù)片段被收集并組合W便使數(shù)據(jù)完整。如果使用多天線技術，則可 W在具有特定尺寸的小區(qū)區(qū)域內(nèi)改進數(shù)據(jù)傳輸速率，或者可W在確保特定數(shù)據(jù)傳輸速率的 同時提高系統(tǒng)覆蓋范圍。此外，該技術可W被廣泛地用在移動通信終端、中繼器等中。根據(jù) 多天線技術，能夠克服使用單個天線的常規(guī)移動通信的發(fā)送量的限制。
[0067] 圖7中示出了一般多天線(MIMO)通信系統(tǒng)的配置。在發(fā)射器中設置Nt個發(fā)送天 線，并且在接收器中設置Nr個接收天線。如果在發(fā)射器和接收器二者中使用多個天線，則與 僅在發(fā)射器或者接收器中的一個中使用多個天線的情況相比，增加了理論上的信道傳輸容 量。信道傳輸容量的增加與天線的數(shù)目成比例。因此，改進了傳輸速率并且改進了頻率效 率。如果在使用一個天線的情況下的最大傳輸速率是R。，則在使用多個天線的情況下的傳 輸速率能夠在理論上增加通過將Rd乘W如下面的式1所示的速率增加率Ri而獲得的值。運 里，Ri是化和Nr運兩個值的較小者。
[006引[式1]
[0069] Ri=min(化，Nr)
[0070] 例如，在使用四個發(fā)送天線和四個接收天線的MIMO系統(tǒng)中，理論上能夠獲取單個 天線系統(tǒng)的傳輸速率4倍的傳輸速率。在20世紀中期證明了 MIMO系統(tǒng)的容量方面的理論增 加之后，迄今為止已經(jīng)積極地開發(fā)了顯著改進數(shù)據(jù)傳輸速率的各種技術。此外，多種技術已 經(jīng)被應用到諸如第=代移動通信和下一代無線局域網(wǎng)(LAN)運樣的各種無線電通信標準。
[0071] 根據(jù)迄今為止對MOMO天線的研究，已經(jīng)積極地開展了諸如對與各種信道環(huán)境和多 個接入環(huán)境中的MIMO天線的通信容量的計算有關的信息理論的研究、對MIMO系統(tǒng)的無線電 信道的模型和測量的研究、W及對改進傳輸可靠性和傳輸速率的空時信號處理技術的研究 運樣的各種研究。
[0072] 將使用數(shù)學建模來更詳細地描述MIMO系統(tǒng)的通信方法。如圖7中所示，假定存在 N T個發(fā)送天線和Nr個接收天線。在發(fā)送的信號中，如果存在N T個發(fā)送天線，則最大可發(fā)送 的信息的條數(shù)是Nt。所發(fā)送的信息可W由下面的式2所示的向量來表達。
[0073] 試2]
[0074]
[00巧]所發(fā)送的信息巧，&，'可W具有不同的發(fā)送功率。如果相應的發(fā)送功率為 巧，巧，…，Pw,，則所發(fā)送的具有經(jīng)調(diào)整的功率的信息可W由下面的式3所示的向量來表達。
[0076] 試3]
[0077]
[0078] 此外，g可W使用在下面的式4中示出的發(fā)送功率的對角矩陣P來表達。
[0079] 「井 41
[0080]
[0081] 考慮到通過將權矩陣應用到具有經(jīng)調(diào)整的發(fā)送功率的信息向量g來配置Nt個實際 上發(fā)送的信號，為，…，。權矩陣用于根據(jù)傳輸信道狀態(tài)來將所發(fā)送的信息適當?shù)胤?配到每個天線。運些發(fā)送的信號スI，ス2，'''，^晦可W通過使用如下面的式5中示出的向量X 來表達。Wu表示第i個發(fā)送天線與第j個信息之間的權重。W也被稱作權矩陣或者預編碼矩 陣。
[0082] 試5]
[0083]
[0084] 通常，信號矩陣的秩的物理含義可W是能夠經(jīng)由給定信道發(fā)送不同信息的元素的 最大數(shù)目。因此，由于信道矩陣的秩被限定為獨立的行或列的數(shù)目的較小者，因此矩陣的秩 不大于行或列的數(shù)目。信道矩陣H的秩rank化)在數(shù)據(jù)學上由式6表達。
[0085] [式6]
[0086] rank(H)《min(化，Nr)
[0087] 此外，使用MIMO技術發(fā)送的不同信息被定義為"發(fā)送的流"或者"流"。運種"流"可 W被稱作"層"。于是，發(fā)送的流的數(shù)目不大于作為能夠發(fā)送不同信息的最大數(shù)目的秩。因 此，信道秩H由下面的式7表達。
[008引[式7]
[0089] #of streams《rank(H)《min(化，Nr)
[0090] 其中，"#of stream"表示流的數(shù)目。應該注意的是，一個流可W經(jīng)由一個或更多個 天線發(fā)送。
[0091] 存在用于將一個或更多個流與多個天線關聯(lián)的多種方法。將根據(jù)MIMO技術的種類 來描述運些方法。經(jīng)由多個天線發(fā)送一個流的方法被稱作空間分集方法，而經(jīng)由多個天線 發(fā)送多個流的方法被稱作空間復用方法。此外，可W使用空間分集方法和空間復用方的組 合的混合方法。
[0092] 現(xiàn)在，給出信道狀態(tài)信息(CSI)報告的描述。在當前的LTE標準中，MIMO傳輸方法被 歸類為在沒有CSI的情況下操作的開環(huán)MIMOW及基于CSI操作的閉環(huán)MIM0。特別地，根據(jù)閉 環(huán)MIMO系統(tǒng)，eNB和肥中的每一個能夠基于CSI執(zhí)行波束成形，W獲得MIMO天線的復用增益。 為了從肥獲得CSI，eNB分配PUCCH或PUSCHW命令肥反饋用于下行鏈路信號的CSI。
[0093] CSI被劃分為=種信息:秩指示符(RI)、預編碼矩陣索引（PMI)和信道質(zhì)量指示符 (CQI)。首先，RI是關于如上所述的信道秩的信息，并且指示能夠經(jīng)由相同的時頻資源接收 的流的數(shù)目。由于通過信道的長期衰落來確定RI，因此RI可W通常W比PMI或者CQI的周期 更長的周期被反饋。
[0094] 其次，PMI是反映信道的空間特性的值，并且指示由肥基于信干噪比（SINR)的度量 而首選的eNB的預編碼矩陣索引。最后，CQI是指示信道的強度的信息，并且指示在eNB使用 PMI時可獲得的接收SINR。
[00M] 在諸如LTE-A系統(tǒng)的演進通信系統(tǒng)中，附加地獲得使用多用戶MIMO(MU-MIMO)的多 用戶分集。由于在MU-MIMO方案中存在在天線域中復用的肥之間的干擾，因此CSI準確性不 但可W極大地影響報告了 CSI的UE的干擾，而且可W影響其它復用的UE的干擾。因此，為了 正確地執(zhí)行MU-MIMO操作，需要報告準確性比單用戶MIMO(SU-MIMO)方案的準確性高的CSI。
[0096] 因此，LTE-A標準已經(jīng)確定了應該將最終PMI分別設計成作為長期和/或?qū)拵MI的 Wl W及作為短期和/或子帶PMI的W2。
[0097] 配置來自Wl和W2當中的一個最終PMI的分層碼本變換方案的示例可W使用如式8 中指示的信道的長期協(xié)方差矩陣。
[009引[式 8]
[0099] W=norm(Wl W2)
[0100] 在式8中，短期PMI的W2指示被配置為反映短期信道信息的碼本的碼字，W表示最終 碼本的碼字，并且norm(A)指示矩陣A的每個列的范數(shù)被歸一化為1的矩陣。
[0101] Wl和W2的詳細的配置示出在式9中：
[0102] 試9]
[0103] 2乘M矩陣。
[0104] 如果秩= r)，其中并且k、l、m是整數(shù)。
[0105] 在式9中，碼本配置被設計為反映在使用交叉極化天線時并且在天線之間的空間 密集時（例如，當相鄰天線之間的距離小于信號波長的一半時)產(chǎn)生的信道相關特性。交叉 極化天線可W被歸類為水平天線組和垂直天線組。每個天線組具有均勻線性陣列化LA)天 線的特性，并且運兩組被協(xié)同定位。
[0106] 因此，每組的天線之間的相關性具有相同的線性相位遞增的特性，并且天線組之 間的相關性具有相位旋轉(zhuǎn)的特性。因此，由于碼本是通過對信道進行量子化而獲得的值，因 此需要設計碼本，使得信道的特性被反映。為了便于描述，通過前述配置產(chǎn)生的秩1碼字被 示出如下：
[0107] 「式 IOl
[010 引
[0109] 在式10中，碼宇被表足為NtXI的向量(其中，NT是Tx天線的數(shù)目），并且利用分別 表示水平天線組和垂直天線組的相關特性的上向量Xi化)和下向量QjXi化)來構(gòu)造。Xi化)通 過反映每個天線組中的天線之間的相關特性來優(yōu)選地表達為具有線性相位遞增特性的向 量，并且可W是作為代表性示例的DFT矩陣。
[0110] 在下文中，將描述有源天線系統(tǒng)(AAS)和S維(3D)波束成形。
[0111] 在現(xiàn)有蜂窩系統(tǒng)中，基站已經(jīng)使用了用于使用機械傾斜或電傾斜來減小小區(qū)間干 擾(ICI)并且改進小區(qū)中的肥的吞吐量(例如，信干噪比（SINR))的方法，運將參照附圖更詳 細地進行描述。
[0112] 圖8是例示了天線傾斜方法的圖。具體地，圖8(a)示出了未應用天線傾斜的天線結(jié) 構(gòu)，圖8(b)示出了應用了機械傾斜的天線結(jié)構(gòu)，并且圖8(c)示出了應用了機械傾斜和電傾 斜二者的天線結(jié)構(gòu)。
[0113] 將圖8(a)與圖8(b)相比，當應用了機械傾斜時，如圖8(b)所示，波束方向被固定在 初始安裝處。另外。當應用了電傾斜時，如圖8(c)所示，傾斜角度可W使用內(nèi)部相移模塊來 改變，但是由于固定的傾斜而使得僅限制性的垂直波束成形能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0114] 圖9是示出了將現(xiàn)有天線系統(tǒng)與有源天線系統(tǒng)進行比較的圖。具體地，圖9(a)示出 了現(xiàn)有天線系統(tǒng)，并且圖9(b)示出了有源天線系統(tǒng)。
[0115] 參照圖9,與現(xiàn)有天線系統(tǒng)不同，有源天線系統(tǒng)的特征在于：因為多個天線模塊中 的每一個包括包含功率放大器（即，有源元件）的RF模塊，所W能夠?qū)崿F(xiàn)每個天線模塊的功 率和相位調(diào)整。
[0116] 作為一般MIMO天線結(jié)構(gòu)，考慮諸如均勻線性陣列(ULA)運樣的線性天線陣列（即， 一維天線陣列）。在一維陣列結(jié)構(gòu)中，可W通過波束成形而形成的波束存在于二維平面上。 運適用于現(xiàn)有基站的基于無源天線系統(tǒng)(PAS)的MIMO結(jié)構(gòu)。盡管垂直天線和水平天線甚至 存在于基于PAS的基站中，然而垂直天線被固定到一個RF模塊，并因此不能在垂直方向上實 現(xiàn)波束成形并且僅機械傾斜是適用的。
[0117] 然而，當基站的天線結(jié)構(gòu)已演進成有源天線系統(tǒng)時，可W在垂直天線中實現(xiàn)獨立 的RF模塊，并且因此不僅能夠在水平方向上實現(xiàn)波束成形，而且能夠在垂直方向上實現(xiàn)波 束成形。運被稱作垂直波束成形或仰角波束成形。
[0118] 根據(jù)垂直波束成形，由于可W在=維空間中在垂直方向和水平方向上表達可形成 的波束，因此垂直波束成形可W被稱為=維波束成形。也就是說，通過一維天線陣列結(jié)構(gòu)到 二維平面天線陣列結(jié)構(gòu)的演進使得能夠?qū)崿F(xiàn)=維波束成形。不僅能夠在平面天線陣列結(jié)構(gòu) 實現(xiàn)=維波束成形，而且能夠在環(huán)狀=維陣列結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)=維波束成形。=維波束成形的 特征在于：因為除了一維天線陣列結(jié)構(gòu)W外，還可W使用各種天線結(jié)構(gòu)，所W在S維空間中 執(zhí)行MIMO處理。
[0119] 圖10是示出了基于有源天線系統(tǒng)形成UE特定波束的示例的圖。參照圖10,由于S 維波束成形，因此不僅當UE左右移動時能夠?qū)崿F(xiàn)波束成形，而且當肥前后移動時也能夠?qū)?現(xiàn)波束成形，因此為肥特定波束成形提供更高的自由度。
[0120] 另外，作為使用基于有源天線的二維天線陣列結(jié)構(gòu)的發(fā)送環(huán)境，可W考慮室外eNB 向室外UE發(fā)送信號的環(huán)境、室夕FeNB向室內(nèi)肥發(fā)送信號（室外到室內(nèi)；021)的環(huán)境W及室內(nèi) eNB向室內(nèi)肥發(fā)送信號(室內(nèi)熱點）的環(huán)境。
[0121] 圖11是示出了基于有源天線系統(tǒng)的S維(3D)波束發(fā)送場景的圖。
[0122] 參照圖11，在每一小區(qū)中存在多個建筑物的真實小區(qū)環(huán)境中，eNB需要考慮由于建 筑物高度而導致的各種肥高度來考慮垂直波束操縱能力W及UE特定水平波束操縱。在運種 小區(qū)環(huán)境中，需要應用與現(xiàn)有無線電信道環(huán)境的信道特性不同的信道特性(例如，由于高度 差而導致的遮蔽/路徑損耗改變、衰落特性變化等）。
[0123] 換句話說，=維波束成形是基于一維線性天線陣列結(jié)構(gòu)從水平波束成形而演進 的，并且是指作為基于諸如平面天線陣列運樣的多維陣列的天線結(jié)構(gòu)或者大規(guī)模天線陣列 對仰角波束成形或垂直波束成形的擴展或者與仰角波束成形或垂直波束成形的組合的 MIMO處理方案。
[0124] 大規(guī)模天線陣列具有W下特性中的一個或更多個。即，i)大規(guī)模天線陣列位于二 維（2D)平面上或=維(3D)空間中，ii)邏輯天線或物理天線的數(shù)目為8個或更多個(可W由 天線端口來表達邏輯天線每個天線由AAS組成。然而，大規(guī)模天線陣列的限定不限于 此。在下文中，將描述使用大規(guī)模天線陣列的各種波束成形方案。
[0125] a)應用到3D波束成形環(huán)境的基于局部天線陣列的波束成形被稱作波束寬度適應 (BA)波束成形，其具有W下特征。
[0126] 在BA波束成形方案中，根據(jù)UE的速度來調(diào)整參與數(shù)據(jù)發(fā)送的天線的數(shù)目，W調(diào)整 發(fā)送波束寬度。圖12是示出了現(xiàn)有MIMO發(fā)送方案與BA波束成形方案之間的波束覆蓋范圍的 比較的圖。具體地，圖12的左側(cè)示出了現(xiàn)有MIMO發(fā)送方案，并且其右側(cè)示出了BA波束成形方 案。
[0127] 參照圖12的左側(cè)，在4 X 4天線陣列中，如果肥W中等速度移動，則通過4 X 4天線陣 列發(fā)送的波束的寬度太窄而不能獲得信道精確性。由于開環(huán)方案覆蓋整個小區(qū)覆蓋范圍， 因此波束寬度可能過分地寬。如在圖12的右側(cè)中所示，如果僅兩個2X2中屯、天線陣列參與 發(fā)送，則可W產(chǎn)生具有相對寬的波束寬度并且能夠獲得波束增益的波束。也就是說，參與至 UE的發(fā)送的天線的數(shù)目根據(jù)UE的速度而減少W增加波束寬度，因此獲取比閉環(huán)波束成形的 波束增益低但是比開環(huán)波束成形的波束增益高的波束增益。
[0128] b)如果在BA波束成形方案中根據(jù)肥的移動性來調(diào)整波束寬度，則也可W考慮用于 根據(jù)UE的移動方向在垂直方向或者水平方向上執(zhí)行波束成形W及執(zhí)行開環(huán)預編碼的方法。 因為2D波束成形可W在3D波束成形環(huán)境中被執(zhí)行，所W該技術被稱作維度適應化A)波束成 形。
[0129] DA波束成形方案是運樣的波束成形方案：該波束成形方案用于在eNB處向垂直方 向和水平方向中的UE移動大的方向（即，多普勒效應高的方向）應用開環(huán)方案，并且向另一 方向應用閉環(huán)方案。圖13是示出了 DA波束成形方案的概念的圖。具體地，圖13的左側(cè)示出了 肥在水平方向上移動的情況，并且其右側(cè)示出了肥在垂直方向上移動的情況。
[0130] 圖14是示出了 DA波束成形方案的特征的圖。
[0131] 如果使用DA波束成形方案，則能夠在多普勒效應低的方向上獲得波束增益，但是 不能在多普勒效應高的方向獲得波束增益。因此，在產(chǎn)生波束的區(qū)域中，如圖14所示在水平 方向和垂直方向中的一個方向中產(chǎn)生具有窄寬度的波束。因此，能夠向在特定方向移動的 UE提供具有預定水平的波束增益。
[0132] C)也可W考慮作為BA波束成形方案與DA波束成形方案的組合的維度和波束寬度 適應(DBA)。圖15是示出了DBA波束成形方案的概念的圖。
[0133] DBA波束成形方案是DA波束成形方案與BA波束成形方案的組合。參照圖15,如果當 應用DBA波束成形方案時，UE在垂直方向或者水平方向上移動，則在多普勒效應低的方向 (即，與UE的移動正交的方向）上執(zhí)行閉環(huán)波束成形，并且根據(jù)UE的速度來調(diào)整參與發(fā)送的 天線的數(shù)目，W調(diào)整存在具有預定水平的多普勒效應的方向上的波束寬度。
[0134] 總之，如表1所示，當肥相對于eNB在特定方向上高速移動時，DA波束成形方案是適 合的，當UEW低速或者中等速度移動時，BA波束成形方案是適合的，而當UEW低速或者中等 速度在特定方向上移動時，DBA波束成形方案是適合的。
[0135] [表 1]
[013A1
[0137] 為了根據(jù)信道變化適應性地應用諸如DA/BA/DBA波束成形方案運樣的波束成形方 案，重要的是檢查eNB與UE之間的信道是否快速地改變。具體地，對于DA波束成形或者DBA波 束成形，應該檢查垂直方向上的信道變化和水平方向上的信道變化二者。本發(fā)明提出了一 種用于測量信道變化的方法。
[0138] 首先，本發(fā)明提出了通過對在能夠使信道增益最大化的波束成形方向上的變化進 行跟蹤來測量每單位時間的信道變化。
[0139] 在3GPP LTE系統(tǒng)或者WiMax系統(tǒng)中，肥估計MIMO信道，并且反饋優(yōu)選的波束成形方 向上的PMI。此時，肥的隨時間的PMI變化可W意指信道變化。也就是說，如果優(yōu)選的PMI快速 地改變，則信道環(huán)境快速地改變，而如果優(yōu)選的PMI緩慢地改變，則信道環(huán)境緩慢地改變。結(jié) 果，可W經(jīng)由PMI跟蹤來估計信道變化。
[0140] 在PMI跟蹤中，可W考慮用于在eNB處僅使用肥的定期/不定期PMI反饋信息來估計 信道變化的方法。然而，該方法具有W下局限性。
[0141] 1.缺少初始PMI歷史信息
[0142] 也就是說，當初始PM巧良告時或者當不定期PM巧良告時，存在諸如缺少PMI歷史運樣 的局限性。此外，即使當UE從開環(huán)發(fā)送模式切換到閉環(huán)發(fā)送模式時，也可能存在諸如缺少 PMI歷史運樣的局限性。
[0143] 2.不能在PMI報告周期內(nèi)測量信道變化
[0144] 也就是說，當PM巧良告周期是X ms時，很難在X ms內(nèi)測量信道變化。
[0145] 3.根據(jù)PMI碼本大小的跟蹤精確性限制
[0146] 更具體地，跟蹤精確性在PMI碼本的大?。?，分配到PMI反饋的比特數(shù))被限制的 狀態(tài)下低。
[0147] 4.當秩2或W上的PMI發(fā)送時難W經(jīng)由PMI跟蹤檢查信道變化
[0148] 最后，秩2或W上的PMI是指由在編號上與秩對應的正交波束成形矢量組成的矩 陣。在該情況下，很難根據(jù)PMI矩陣的變化來測量信道變化。
[0149] 為了解決運些問題，提出了用于經(jīng)由PMI跟蹤的高效信道變化估計的W下方法。
[0150] 首先，eNB配置用于使UE能夠測量PMI變化值和與其相關的反饋的導頻信號。UE測 量關于導頻信號的PMI變化值而不考慮PMI反饋，并且執(zhí)行與其相關的反饋。
[0151] 更具體地，根據(jù)當前LTE系統(tǒng)的操作，配置導頻信號（例如，CSI-RS)，并且同時，在 PUCCH/PUS01報告模式下確定是否報告PMI。因此，肥配置導頻信號，并且同時，確定是否計 算并報告導頻信號的PMI。然而，當測量到PMI變化值時，UE與CSI報告過程分離地執(zhí)行存儲 關于特定導頻信號的PMI變化歷史并且報告相關信息的過程。
[0152] 可W使用各種方法來配置相關反饋信息。與PMI變化有關的反饋信息的示例如下。
[0153] 1)在特定持續(xù)時間期間PMI的方差或者標準差(見下面的式11)
[0154] [式 11]
[0155]
[0156] t表示測量時間索引，TO 表示測量開始時間并且T表示測量持續(xù)時間。
[0157] 2)在特定持續(xù)時間期間的PMI變化值(見式12)
[015 引
[0159]
[0160] 其中，I'd表示基準時間，Tl表示報告時間并且等于To+C(C是常數(shù)）。
[0161] 3)施加了權重的PMI變化值(見下面的式13)
[0162] 試13]
[0163；
[0164] 其中，Wt表示時間t的權重，其可W隨時間t增加。
[0165] 4)PMI平均方差值(見下面的式14)
[0166] 試14]
[0167]
[016引其中，T2巧一1 =報告時間Ti。
[0169] 在W上示例中，對于PMI變化值與信道變化之間的相關性，按照波束成形角度的順 序排列的索引被用作PMI。如果再利用實際LTE系統(tǒng)中所使用的PMI碼本，則由于碼本沒有按 照波束成形角度的順序排列，因此還要求用于按照波束成形角度的順序重新排列碼本的碼 本排列或者重新排列。
[0170] 例如，如果按均勻線性陣列化LA)的波束成形角度的順序（即，按0°、90°、-90°、30° 和-30°的順序)排列現(xiàn)有碼本索引，則要求按-90°、-30°、0°、30°和90°的順序重新排列索引 的過程。運樣的重新排列過程僅應用于針對優(yōu)選波束跟蹤的PMI碼本，而不應用于針對現(xiàn)有 CS I反饋的PMI碼本。
[0171] 為了不執(zhí)行重新排列過程，如在下面的實施方式中，可W直接使用由PMI指示的波 束成形角度值。也就是說，如下面的式15所示，在特定持續(xù)時間期間PMI的波束成形角度變 化值被用作反饋信息。
[0172] 試15]
[0173]
[0174] 其中，TO表示基準時間，Tl表示報告時間并且Tl等于T0+C(C是常數(shù)）。此外，Angle (X)表示與PMI索引X對應的波束成形角度。
[0175] 此外，用于測量PMI變化值的PMI碼本被重新限定或者現(xiàn)有PIM碼本被再利用。此 時，i)按波束成形角度的順序配置碼本，ii)碼本僅由秩IPMI組成，iii)碼本是詳盡的，也就 是說，碼本的大小大于現(xiàn)有碼本的大小，W及iv)包括現(xiàn)有秩1PMI。運里，特征ii)和iii)能 夠解決上述跟蹤精確性問題W及由于在秩2或W上的情況下的PMI跟蹤而導致的在信道變 化測量方面的模糊性(ambiguity)。
[0176] 因此，在特征iv)中，由于發(fā)送是在經(jīng)由單個層的閉環(huán)MIMO發(fā)送時基于現(xiàn)有秩IPMI 碼本而執(zhí)行的，因此即使當考慮到實際波束成形模式的信道變化測量，也優(yōu)選地包括現(xiàn)有 秩IPMI碼本。然而，如果針對除了不同天線布置(例如，交叉極化)或者波束成形(例如，出于 選擇天線的目的似外的目地，在現(xiàn)有秩IPMI碼本中包括一些PMI，則可W從用于測量PMI變 化值的碼本中排除運些PMI。
[0177] 根據(jù)本發(fā)明的W上提議，能夠解決缺少初始PMI歷史的問題W及不能在PM巧良告周 期內(nèi)測量信道變化的問題。例如，當W4ms的周期發(fā)送CSI-RS時，按照獨立導頻和反饋配置 W 20ms的周期執(zhí)行PM巧良告，但是W4ms的周期執(zhí)行PMI歷史跟蹤。在該情況下，由于不需要 W4ms的周期執(zhí)行PMI歷史的反饋，因此可W W更長的周期來執(zhí)行反饋，使得反饋開銷不會 增加。也就是說，PMI變化值的測量周期和報告周期可W彼此不同。
[0178] PMI變化值可W被不定期地報告。也就是說，當PMI改變了預定值或者更大時，即， 如果信道變化等于或者大于預定值，則可W執(zhí)行報告。另選地，如果信道變化不大，則定期 地執(zhí)行反饋，并且如果信道變化等于或者大于預定值，則W短周期執(zhí)行PMI變化值的反饋。
[0179] 因此，根據(jù)本發(fā)明，肥可W W預定周期或者僅當PMI變化值等于或者大于預定值時 向eNB報告所測量的PMI變化值。另選地，UE可W根據(jù)PMI變化值來確定所測量的PMI變化值 的報告周期。
[0180] 現(xiàn)在將描述利用上述技術來測量DA波束成形或者DBA波束成形的在垂直方向和水 平方向上的信道變化的方法。
[0181] 首先，用于測量PMI變化值的導頻被劃分為如圖16至圖19所示的用于垂直方向上 的信道變化測量的導頻和用于水平方向上的信道變化測量的導頻。
[0182] 圖16和圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于在垂直方向上的信道測量的 導頻的示例的圖。參照圖16和圖17,用于在垂直方向上的信道變化測量的導頻的特征在于： 天線端口在天線陣列的垂直方向上被依次映射。
[0183] 圖18和圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于水平方向上的信道測量的導 頻的示例的圖。參照圖18和圖19,用于水平方向上的信道變化測量的導頻的特征在于:天線 端口在天線陣列的水平方向上被依次映射。
[0184] 如果一個導頻或者一個天線端口被映射到多個物理天線，并且經(jīng)由諸如圖17和圖 19的多個物理天線進行發(fā)送，則當執(zhí)行對應的映射過程時，不同的波束成形系數(shù)被應用到 多個物理天線。也就是說，其能夠按預編碼導頻的形式來實現(xiàn)。
[0185] 如果分別使用上述方法來發(fā)送用于垂直方向上的信道變化測量的導頻和用于水 平方向上的信道變化測量的導頻，則UE可W測量并報告導頻的PMI變化值，W便測量垂直方 向上的信道變化和水平方向上的信道變化。
[0186] 圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的通信設備的框圖。
[0187] 參照圖20,通信設備2000包括處理器2010、存儲器2020、射頻(RF)模塊2030、顯示 模塊2040和用戶接口模塊2050。
[0188] 通信設備2000是為了方便描述而示出的，并且可W省略通信設備2000的一些模 塊。此外，通信設備2000還可W包括必需的模塊。此外，還可W將通信設備20400的一些模塊 細分。處理器2010被配置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的參照附圖描述的實施方式的操作。對于處理 器2010的操作的詳細描述，可W參考與圖1至圖19關聯(lián)的描述。
[0189] 存儲器2020連接到處理器2010, W便存儲操作系統(tǒng)、應用、程序代碼、數(shù)據(jù)等。RF模 塊2030連接到處理器20010, W便執(zhí)行用于將基帶信號轉(zhuǎn)換成無線電信號或者將無線電信 號轉(zhuǎn)換成基帶信號的功能。RF模塊2030執(zhí)行模擬轉(zhuǎn)換、放大、濾波和頻率上轉(zhuǎn)換，或者執(zhí)行 其逆過程。顯示模塊2040連接到處理器2010，W便顯示各種信息。作為顯示模塊2040，可W 使用諸如液晶顯示器化CD)、發(fā)光二極管(LED)或有機發(fā)光二極管(OLED)運樣的公知器件， 但是不限于此。用戶接口模塊2050連接到處理器2010,并且可W通過諸如鍵盤和觸摸屏運 樣的公知用戶接口的組合來配置。
[0190] 上述實施方式是通過將本發(fā)明的組成組件和特性根據(jù)預定格式進行組合而提出 的。在不存在附加備注的條件下，各個組成組件或者特性應該被認為是可選的。如果要求， 各個組成組件或者特性可W不與其它組件或者特性組合。此外，一些組成組件和/或特性可 W被組合W實現(xiàn)本發(fā)明的實施方式。在本發(fā)明的實施方式中公開的操作順序可W改變。任 何實施方式的一些組件或者特性也可W包括在其它實施方式中，或者可W根據(jù)需要用其它 實施方式的組件或者特性替換。另外，將顯而易見的是，引用特定權利要求的一些權利要求 可W與引用除了所述特定權利要求W外的其它權利要求的另外的權利要求組合W構(gòu)成實 施方式，或者在提交本申請之后通過修改的方式來添加新的權利要求。
[0191] 在本文檔中，被描述為由BS執(zhí)行的特定操作可W由BS的上層節(jié)點執(zhí)行。即，顯而易 見的是，在由包括BS的多個網(wǎng)絡節(jié)點組成的網(wǎng)絡中，可W由BS或者由除BSW外的網(wǎng)絡節(jié)點 來執(zhí)行用于與UE進行通信而執(zhí)行的各種操作。術語BS可W用術語固定站、節(jié)點B、eNode B (eNB)、接入點等替換。
[0192] 能夠通過各種手段(例如，硬件、固件、軟件或其組合)來實現(xiàn)本發(fā)明的實施方式。 在通過硬件來實現(xiàn)本發(fā)明的情況下，本發(fā)明能夠通過專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理 器(DSP)、數(shù)字信號處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程口陣列(FPGA)、處 理器、控制器、微控制器、微處理器等來實現(xiàn)。
[0193] 如果本發(fā)明的操作或者功能通過固件或者軟件來實現(xiàn)，則本發(fā)明能夠按照各種格 式(例如，模塊、程序、函數(shù)等）的形式來實現(xiàn)。軟件代碼可W被存儲在存儲單元中，W便由處 理器驅(qū)動。存儲單元可W位于處理器的內(nèi)部或者外部，使得它能夠經(jīng)由各種公知部件與前 述處理器通信。
[0194] 對于本領域技術人員而言將顯而易見的是，能夠在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍 的情況下對本發(fā)明進行各種修改和變型。因此，本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的落入在所附的權 利要求及其等同物的范圍內(nèi)的修改和變型。
[0195] 工業(yè)實用性
[0196] 雖然描述了用于在無線通信系統(tǒng)中測量基于大規(guī)模天線陣列的波束成形的信道 變化的方法和設備被應用于3GPP LTE系統(tǒng)的示例，但是本發(fā)明可適用于除3GPPLTE之外的 各種無線通信系統(tǒng)。雖然本發(fā)明設及大規(guī)模天線，但是本發(fā)明可適用于其它天線結(jié)構(gòu)。
【主權項】
1. 一種用于在無線通信系統(tǒng)中在用戶設備UE處向基站發(fā)送反饋信息的方法，該方法包 括以下步驟： 在第一時間和第二時間從所述基站接收導頻信號； 基于所述導頻信號，從預定碼本中選擇與所述第一時間對應的第一預編碼矩陣索引和 與所述第二時間對應的第二預編碼矩陣索引；以及 向所述基站發(fā)送所述反饋信息，所述反饋信息包括與所述第一預編碼矩陣索引和所述 第二預編碼矩陣索引之間的變化值有關的信息。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，與所述變化值有關的信息包括與所述第一預編碼 矩陣索引對應的第一波束成形角度和與所述第二預編碼矩陣索引對應的第二波束成形角 度之差。3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述預定碼本由按照波束成形角度的順序排列的 針對秩1的多個預編碼矩陣索引組成。4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述導頻信號包括用于測量垂直方向上的波束成 形角度變化的第一導頻信號和用于測量水平方向上的波束成形角度變化的第二導頻信號。5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，向所述基站發(fā)送所述反饋信息的步驟包括以下步 驟:如果所述第一預編碼矩陣索引與所述第二預編碼矩陣索引之間的變化值等于或者大于 閾值，則向所述基站發(fā)送與所述變化值有關的信息。6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟：向所述基站發(fā)送作為所述變化 值的標準的初始預編碼矩陣索引。7. -種用于在無線通信系統(tǒng)中在基站處從用戶設備UE接收反饋信息的方法，該方法包 括以下步驟： 在第一時間和第二時間向所述UE發(fā)送導頻信號；以及 從所述UE接收使用所述導頻信號基于預定碼本而產(chǎn)生的所述反饋信息，所述反饋信息 包括關于與所述第一時間對應的第一預編碼矩陣索引和與所述第二時間對應的第二預編 碼矩陣索引之間的變化值的信息。8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，與所述變化值有關的信息包括與所述第一預編碼 矩陣索引對應的第一波束成形角度和與所述第二預編碼矩陣索引對應的第二波束成形角 度之差。9. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述預定碼本由按照波束成形角度的順序排列的 針對秩1的多個預編碼矩陣索引組成。10. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述導頻信號包括用于測量垂直方向上的波束 成形角度變化的第一導頻信號和用于測量水平方向上的波束成形角度變化的第二導頻信 號。11. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，如果所述第一預編碼矩陣索引與所述第二預編 碼矩陣索引之間的變化值等于或者大于閾值，則與所述變化值有關的信息被接收。12. 根據(jù)權利要求7所述的方法，該方法還包括以下步驟:從所述UE接收作為所述變化 值的標準的初始預編碼矩陣索引。
【文檔編號】H04B7/04GK105940615SQ201480074642
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年9月3日
【發(fā)明人】姜智源, 金起臺, 李吉范
【申請人】Lg電子株式會社