用于為多輸入多輸出無線通信變換預編碼信號的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在MIMO無線通信系統(tǒng)中用于變換通過空中接口傳輸?shù)念A編碼信號的方法。本方法的實施例可包括在發(fā)射機側在使用部署在第一天線配置中的多個天線傳送信號之前，將變換矩陣和預編碼矩陣應用到該信號。所述預編碼矩陣是為部署在非散射環(huán)境中的第二天線配置定義的碼本中選擇的。所述變換矩陣是基于所述第一天線配置和與所述發(fā)射機相關聯(lián)的散射環(huán)境來定義的。
【專利說明】用于為多輸入多輸出無線通信變換預編碼信號的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，并且更具體地，涉及無線通信系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]無線通信系統(tǒng)通常使用射頻信號來通過發(fā)射機和接收機之間的空中接口傳輸信息。例如,基站(或e節(jié)點B (eNodeB))可使用在基站和用戶設備中實現(xiàn)的收發(fā)機與用戶設備(UE)通信。最簡單的收發(fā)機使用單個天線來傳送和接收射頻信號。然而，更先進的收發(fā)機可使用超過一個天線來用于傳送和接收通過空中接口傳送的信號。例如，基站可使用2、4、8或更多天線的陣列來用于傳送和接收通過空中接口的射頻信號。用戶設備也可實現(xiàn)超過一個天線。在接收機側和/或發(fā)射機側使用多個天線的系統(tǒng)通常被稱為多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)。MMO系統(tǒng)也可實現(xiàn)為單用戶MMO (SU-MMO)系統(tǒng)或多用戶MMO (MU-MMO)系統(tǒng)。
[0003]在MMO系統(tǒng)中無線通信信道由信道矩陣定義，該信道矩陣將接收側天線所接收的信號強度確定為由發(fā)射機側天線所傳送的信號強度的函數(shù)。因此，信道矩陣是發(fā)射機和接收機天線配置、以及發(fā)射機和接收機之間的散射環(huán)境的函數(shù)。信道矩陣的維度由發(fā)射機側和接收機側天線的數(shù)目確定。由信道矩陣的非對角元素所表示的交叉天線干擾在理論上可以通過對所傳送的信號進行預編碼以便使得信道矩陣對角化來移除。例如，為每個UE對角化下行鏈路信道矩陣的預編碼矩陣可使用用于對稱信道矩陣的信道矩陣的傳統(tǒng)特征值/特征向量分解或用于非對稱信道矩陣的信道矩陣的奇異值分解來確定。然而，為每個UE確定準確的預編碼矩陣需要來自UE的足夠的反饋以便準確地確定下行鏈路信道矩陣，以及足夠的計算能力以便實時計算預編碼。在實際中，上行鏈路信道的開銷和收發(fā)機設計的限制使得這不可能。
[0004]因此，傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)使用包括預定的量化的預編碼矩陣集合的碼本。碼本中包括對角化為特定天線配置和非散射環(huán)境所定義的理想信道矩陣的預編碼矩陣的集合。發(fā)射機然后可以基于從接收機接收到的反饋來選擇所述預編碼矩陣中的一個預編碼矩陣。例如，UE可反饋信道狀態(tài)信息，其中，信道狀態(tài)信息可被用于選擇預編碼矩陣以便應用到通過下行鏈路發(fā)送到該UE的信號。示例性的信道狀態(tài)信息(CSI)包括信道質(zhì)量信息(CQI)、預編碼矩陣指示符(PMI)、秩(rank)指示符、預編碼類型指示(PTI)等等。CQI通常代表推薦的調(diào)制方案和應該用于下行鏈路傳輸?shù)拇a率，RI提供關于信道秩的信息并可用于確定在空間復用系統(tǒng)中應該用于下行鏈路傳輸?shù)淖顑?yōu)層數(shù)，并且PMI指示使用哪個預編碼矩陣，例如，在閉環(huán)空間復用系統(tǒng)中。預編碼碼本的維數(shù)由用于提供必須的反饋的控制信令的可用開銷所限制。
[0005]對于一種假定的天線配置，例如交叉極化天線陣列或線性天線陣列，碼本通常是標準的。例如，在下行鏈路，用于2、4和8個TX天線的線性陣列的碼本已經(jīng)針對版本-10LTE技術規(guī)范而被執(zhí)行標準化，以便支持SU-MMO和MU-MM0。遵從標準運行的eNodeB和UE必須使用這些碼本用于通過空中接口進行傳輸，而不管他們的實際天線配置如何。此外，用于DL MIMO的CSI反饋機制設計是基于標準的碼本的，并且每個UE假定它已經(jīng)接收到的信號是由實現(xiàn)假定天線配置的eNodeB所生成的。又例如，在上行鏈路上，針對UL SU或MU-MMO的分配給UE的預編碼向量是基于定義在由第三代合作伙伴計劃(3GPP)所制定的技術規(guī)范中的用于2和4TX天線的碼本的。eNodeB將從指定集合中給每個UE分配碼本，而不管UE所使用的實際天線配置如何。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開的主題目的是解決上述提出的問題中的一個或多個問題的影響。為提供本公開主題的一些方面的基本理解，以下給出本公開主題的簡單總結。本總結不是本公開主題的詳盡總結。其目的并不是為了指出本公開的主題的關鍵或重要要素或勾畫出本公開主題的范圍。它的唯一目的是以簡化的形式給出一些概念作為隨后論述的更詳細描述的開端。
[0007]在一個實施例中，提供了一種用于在MIMO無線通信系統(tǒng)中變換用于通過空中接口傳輸?shù)念A編碼信號的方法。所述方法的實施例可包括在使用部署在第一天線配置中的多個天線來傳送信號之前，將變換矩陣和預編碼矩陣應用(在發(fā)射機側)到該信號。所述預編碼矩陣是從為部署在非散射環(huán)境中的第二天線配置定義的碼本中選擇的。所述變換矩陣是基于所述第一天線配置和與所述發(fā)射機相關聯(lián)的散射環(huán)境而定義的。
[0008]在另一實施例中，提供一種用于選擇一種變換以應用于在MIMO無線通信系統(tǒng)中用于通過空中接口的傳輸?shù)念A編碼信號的方法。所述方法的實施例可包括選擇(在無線通信網(wǎng)絡內(nèi)的功能實體側)與用戶設備相關聯(lián)的變換矩陣。所述變換矩陣和預編碼矩陣在使用部署在第一天線配置中的多個天線傳送信號之前被選擇以便應用到該信號。所述預編碼矩陣是從為部署在非散射環(huán)境的第二天線配置的碼本中選擇的。所述變換矩陣基于所述第一天線配置和與所述發(fā)射機相關聯(lián)的散射環(huán)境而被定義。
[0009]在又一個實施例中，提供了一種為確定為應用到在MIMO無線通信系統(tǒng)中用于通過空中接口的傳輸?shù)念A編碼信號的變換矩陣的方法。所述方法中的實施例包括基于第一天線配置、第二天線配置和與發(fā)射機相關聯(lián)的散射環(huán)境來為發(fā)射機確定變換矩陣。所述變換矩陣和預編碼矩陣被配置為在使用部署在所述第一天線配置中的多個天線傳送所述信號之前應用到該信號。所述預編碼矩陣是從為部署在非散射環(huán)境中的所述第二天線配置定義的碼本中選擇的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本公開的主題可參考結合附圖的以下描述理解，其中相似的參考數(shù)字指示相似的元素，其中:
[0011]圖1概念性地示出無線通信系統(tǒng)的第一示例性實施例；
[0012]圖2概念性地示出無線通信系統(tǒng)的第二示例性實施例；
[0013]圖3A概念性地示出從均勻圓陣到均勻線陣的變換；
[0014]圖3B概念性地示出從具有第一方向的均勻線陣到具有第二方向的均勻線陣的變換，其中第二方向相對于第一方向以特定角度偏移；
[0015]圖4示出由預編碼用于通過8個天線端口傳輸?shù)膮⒖夹盘査傻牟ㄐ?；[0016]圖5概念性地示出無線通信系統(tǒng)的第三示例性實施例；
[0017]圖6概念性地示出無線通信系統(tǒng)的第四示例性實施例；
[0018]圖7概念性地示出可用于提供根據(jù)用戶特定變換矩陣的已被修改的參考信號的時序圖；
[0019]圖8概念性地示出一種用于變換用于通過空中接口的下行鏈路的傳輸?shù)念A編碼信號的方法的第一示例性實施例；
[0020]圖9概念性地示出一種用于變換用于通過空中接口的上行鏈路的傳輸?shù)念A編碼信號的方法的第一示例性實施例；
[0021]圖10概念性地示出一種用于確定變換矩陣的方法的一種示例性的實施例。
[0022]雖然本公開主題容易受到多種修改和替換形式，但是其具體實施例已通過示例的方式在附圖中示出并詳細地描述于此。然而，應該理解本文中的具體實施例的描述不是意在將本公開主題限制到公開的具體形式，而是相反地，其目的是涵蓋在所附權利要求范圍內(nèi)的所有修改、等價和替換。
【具體實施方式】
[0023]以下描述示例性的實施例。為了清晰，在本說明書中并沒有描述實際實施的所有特征。當然應該理解在任意這樣的實際實施例的開發(fā)中，應當作出許多具體實施決定來實現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，例如符合系統(tǒng)相關的和業(yè)務相關的限制，所述開發(fā)者的特定目的在一個實施到另一個實施之間會有變化。而且，應該理解這樣的開發(fā)努力可能是復雜的和耗時的，但是對受益于本公開的本領域的普通技術人員來說是一項常規(guī)任務。
[0024]現(xiàn)參照附圖來描述所公開的主題。僅為了說明的目的，并且以便不用本領域技術人員所眾所周知的細節(jié)混淆本發(fā)明，多種結構、系統(tǒng)和裝置在圖中僅示例性地示出。然而，所述附圖被包含以便描述和闡述本公開的主題的示例性實施例。本文中所用的詞和短語應該被理解和解釋為與由相關領域的那些技術人員對這些詞和短語的理解具有相一致的含義。術語或短語的非特別定義，即不同于如本領域的技術人員所理解的普遍和習慣含義的定義，被預定為由本文的該術語和短語相一致的用法所暗示。在術語或短語被預定為具有特別含義(即不同于技術人員所理解的含義)的方面，這樣的特別定義會在本說明書中以明確的方式清楚地給出，所述的定義的方式直接地并明確地為該術語和短語提供特別的定義。
[0025]一般來說，本申請描述在多輸入多輸出(MMO)無線通信系統(tǒng)中解釋不同天線配置和/或環(huán)境條件的變換預編碼矩陣的技術的實施例。開銷約束通常將傳統(tǒng)預編碼矩陣的數(shù)目限制到預定量化集合，所述集合定義用于一種選擇的天線配置和一種非散射環(huán)境，即射頻信號被假定為通過在發(fā)射天線和接收天線之間沒有遇到任何障礙物的理想真空傳導。因此，預定的碼本不會準確地反映環(huán)境影響，例如在代表通過空中接口的通信信道的信道矩陣上的散射和/或衰落。而且，實際的天線配置可能不同于假定的標準配置。因此，在預定碼本中的預編碼矩陣為所有可能的部署減少交叉天線干擾不是最優(yōu)的。傳統(tǒng)的信道狀態(tài)信息反饋(其用于選擇預編碼傳送的信號的預編碼矩陣)在假定接收到的信號是使用假定的天線配置而被傳送的情況下被確定。因此，所述反饋可能不能準確地指示用于非標準天線配置和/或在散射環(huán)境中通過空中接口的實際信道。[0026]為了至少部分解決在傳統(tǒng)實踐中的這些缺點，變換矩陣可被定義以便應用變換矩陣可將用于與發(fā)射機(例如，基站或用戶設備)相關聯(lián)的散射環(huán)境中的第一天線配置的信道矩陣轉(zhuǎn)換成為非散射環(huán)境中的第二天線配置定義的信道矩陣。例如，變換矩陣可基于用于定義預編碼矩陣的標準天線配置、部署的天線配置、和在部署系統(tǒng)的地理位置中的環(huán)境條件的仿真來計算。變換矩陣也可通過部署和測試該變換矩陣來校準。位于基站和/或用戶設備中的發(fā)射機然后可以將一個或多個變換矩陣以及選擇的預編碼矩陣在通過空中接口傳送信號之前應用到該信號。參考信號也可以通過使用標準的預編碼矩陣和變換矩陣而被預編碼，以便反饋信息可由接收機基于在非散射環(huán)境中為標準天線配置定義的標準信道矩陣而被準確地確定。
[0027]圖1概念性地示出無線通信系統(tǒng)100的第一示例性實施例。在該示例性實施例中，無線通信系統(tǒng)100根據(jù)在一個或多個eNodeB或基站105和一個或多個移動單元或用戶設備110之間通過空中接口支持MIMO傳輸?shù)臉藴屎?或協(xié)議運行。例如，所述基站105可使用包括用于傳送和/或接收射頻信號的4個天線115的陣列。所述天線115可被部署在多種配置中，所述配置包括線性陣列、交叉極化陣列、圓陣列等等。而且，受益于本公開的本領域的普通技術人員應該理解，所述天線115的陣列可包括任意數(shù)目的天線115。例如，2、4、8和12個天線的陣列通常被部署在多種配置中。用戶設備110也可實現(xiàn)多個天線(在圖1中未示出)來用于傳送和/或接收射頻信號。
[0028]在基站105和移動單元110之間交換的射頻信號通常不是通過真空傳導。在該示例性實施例中，所述射頻信號可遇到多個障礙物和/或散射體，例如建筑物120和其它固定的和/或可變的實體例如山、樹、車輛、人等等。而且，環(huán)境條件也可影響通過空中接口的射頻信號的傳播。這些障礙物和/或條件可統(tǒng)稱為與所述基站105和/或所述用戶設備110相關聯(lián)的散射環(huán)境125。散射環(huán)境125取決于位置、時間和/或頻率。散射環(huán)境125的位置、時間和/或頻率依賴性可稱為空間分集、時間分集和/或頻率分集，以指示當射頻信號在不同的位置之間、在不同的時間、和/或具有不同的頻率傳導時射頻信號通過不同條件傳播。雖然散射環(huán)境125在圖1中被示出位于基站105和用戶設備110之間，但是受益于本公開的本領域的普通技術人員應該理解所述基站105和/或所述用戶設備110也可被放入和/或被包圍在所述散射環(huán)境125中。
[0029]在基站105和用戶設備110之間通過空中接口的通信信道可根據(jù)傳統(tǒng)上稱為信道矩陣H的矩陣定義。信道矩陣的維數(shù)由在基站115中實現(xiàn)的天線數(shù)目(M)和在用戶設備110中實現(xiàn)的天線數(shù)目(N)所確定，因此信道矩陣H為MxN矩陣。信道矩陣的對角元素可代表對應于每個天線的空中接口信道，以及非對角線元素代表交叉天線干擾。通過空中接口傳送的預編碼信號可被用于使得MIMO信道矩陣對角化、并降低或減少交叉天線干擾。例如，預編碼矩陣可被應用到所傳送的信號以降低或減少所接收到的信號中的交叉天線干擾。
[0030]對于從基站105到用戶設備110的下行鏈路，由基站105傳送的參考信號也可被預編碼，以便基站105能選擇任意的用于傳送至用戶設備110的預編碼矩陣。然而，在一些實施例中，用戶設備110通過反饋從具有有限維數(shù)的量化的預編碼矩陣集合(例如，碼本)中選擇的預編碼矩陣的指示可協(xié)助預編碼矩陣的選擇。例如，用戶設備110可反饋預編碼矩陣指示符(PMI)和其它反饋，例如信道質(zhì)量指示符(CQI )、秩指示符(RI)和/或預編碼類型指示符(PTI)-由用戶設備110提供的反饋信息可統(tǒng)一稱作信道狀態(tài)信息(CSI)。如本文中所述，預編碼碼本的維數(shù)可通過限制用于控制信令和反饋的可用開銷來限制。因此，2、4和8TX天線碼本已被標準化用于下行鏈路傳輸，例如，Rel-1OLTE技術規(guī)范定義具體的天線碼本以支持SU-MMO和MU-MM0。用于DL MIMO的CSI反饋機制設計是基于具體的碼本。這些碼本是針對應用到部署在非散射環(huán)境中的標準線性天線陣列配置的預編碼矩陣所定義。
[0031]對于從用戶設備110到基站105的上行鏈路，基站105(或網(wǎng)絡100中的其它實體)可分配預編碼向量給用戶設備110。例如，根據(jù)第三代合作伙伴計劃(3GPP)標準和/或協(xié)議運行的基站105可為上行鏈路SU或MU-MMO分配基于在所述技術規(guī)范中所定義的2和4TX天線的碼本所定義的預編碼向量。定義在3GPP標準中的碼本被優(yōu)化用于具體的天線配置(例如，線性陣列天線)而不是被優(yōu)化用于其它天線配置。如果碼本不與天線配置匹配，那么交叉天線干擾可能增加并且預編碼增益可能降低。而且，為每種可能的目前和未來的天線配置定義碼本是不現(xiàn)實甚至不可能的，至少部分是因為試圖設計和實現(xiàn)如此大數(shù)目的潛在碼本將在用戶設備110側增加顯著的復雜性，并增加用于實現(xiàn)和測試該碼本的工作量。
[0032]因此基站105和/或用戶設備110可使用變換矩陣來將為一種天線配置和/或散射環(huán)境定義的信道矩陣轉(zhuǎn)換成為不同的一種天線配置和/或散射環(huán)境定義的信道矩陣。例如，變換矩陣可被定義為將來自任意隨意天線配置所生成的MMO信道轉(zhuǎn)換成為標準預編碼碼本定義的標準MMO信道。所述變換矩陣可被定義為:
[0033]H^n = T嚴 H P
[0034]其中:
[0035]Hmxnstd是從在標準規(guī)范中所定義的一種天線配置所生成的Mx匪頂O信道。在3GPPLTE系統(tǒng)中，DL4x4和2x2碼本是基于使用豪斯霍爾德(Householder)變換的酉向量所生成。DL8x8碼本是基于酉向量從離散傅里葉變換(DFT)所導出的。
[0036]Hkxnc是來自任意部署的天線配置所生成的KxN MIMO信道。
[0037]tcmxk是將所述部署的天線配置轉(zhuǎn)換成標準的MxN信道的MxK變換矩陣。
[0038]變換矩陣可被設計為將任意具體天線配置的發(fā)射波形轉(zhuǎn)換成由統(tǒng)一的線性陣列天線配置所生成的波形。在轉(zhuǎn)換后，在接收機側所見的所述具體天線配置的實際MIMO信道將表現(xiàn)出類似于來自線性陣列天線配置所生成的MIMO信道。因此，在標準中所定義的碼本可被用于任意天線配置，而不必定義新的碼本。
[0039]圖2概念性地示出無線通信系統(tǒng)200的第二示例性實施例。在該示例性實施例中，基站205和用戶設備210全部支持通過空中接口的MMO通信。所述基站205包括使用天線225通過空中接口用于傳送和接收信號的發(fā)射機215和接收機220。用戶設備210包括使用天線240通過空中接口傳送和接收信號的發(fā)射機230和接收機235。受益于本公開的本領域的普通技術人員應該理解天線225、240的數(shù)目和配置是用作示例的，并且基站205和/或用戶設備210的替換實施例可使用不同數(shù)目和/或配置的天線。
[0040]基站205和用戶設備210包括用于生成和/或存儲預編碼用于通過空中接口傳送的信號的預編碼矩陣的功能體245、250。在該示例性實施例中，功能體245、250可稱為碼本245、250。每個碼本245、250是可被用于對所傳送的信號進行預編碼以降低或減少在基站205和用戶設備210之間的MIMO信道的交叉天線干擾的量化的預編碼矩陣集合(也稱為碼字)(或用于生成所述該集合的功能體)。例如，下行鏈路碼本245可被設計為使得用戶設備210能夠反饋用于閉環(huán)空間分集的DL MMO信道。再如，上行鏈路碼本250可被設計成允許基站205為上行鏈路傳輸分配預編碼向量以便獲得最佳的MIMO性能。通常，標準的碼本被設計為具有由預編碼矩陣所定義的波束之間的最大的空間分離。如果實際部署的天線配置不同于設計用于碼本的默認的天線配置，那么在碼本中，所述的空間分離在預編碼向量之間將不會被優(yōu)化。而且，在散射環(huán)境中的變化可導致標準的預編碼向量生成非最佳波束。
[0041]在一些實施例中，基站205還可向用戶設備210指示來自碼本的碼字的子集。用戶設備210可從所述子集中選擇碼字。例如，基站205可從其天線配置中導出所述子集。在一個實施例中，用戶設備210包括存儲器250，所述存儲器250包括存儲的反饋碼字的預定碼本，并且基站205可向用戶設備210指示反饋碼字的子集，從該反饋碼字的子集中用戶設備205可選擇碼字。因此，由用戶設備210提供的反饋可包括從所述子集中所選擇的碼字。
[0042]變換矩陣255、260可被定義為補償不同線性配置和/或散射環(huán)境的影響。變換矩陣255、260可用于改變傳送到不同用戶設備210的信號，例如目的地是特定用戶設備210的數(shù)據(jù)流量，以及用于改變通過空中接口廣播的各種參考信號。例如，變換矩陣255可被設計為適合應用于用于DIiOMO傳輸?shù)腃SI反饋，并且變換矩陣260可被定義為應用于用于ULMIMO傳輸?shù)陌l(fā)射預編碼器。對于下行鏈路，為了支持在用戶設備210側的CSI導出，變換矩陣255可應用于由基站205所使用的MMO相關參考信號(RS)以便估計上行鏈路信道從而對來自用戶設備210的上行鏈路傳輸進行解碼。例如，由于CS1-RS是UE特定配置，變換矩陣255可應用于CS1-RS。所述CS1-RS被用作用于CSI測量和用于支持8層波束成形的傳輸模式9的反饋推導的參考信號。CS1-RS可為每個地理位置或垂直位置中的不同水平面被區(qū)別地配置，例如為處于不同高度的用戶設備210被區(qū)別地配置。變換矩陣255不能應用于小區(qū)特定RS (CRS)，這是因為CRS通常用作非波束成形DL傳輸模式并與無線鏈路監(jiān)測(RLM)和無線資源管理(RRM)過程關聯(lián)，對于所述CRS，假定了單天線端口。對于ULΜΙΜ0, CSI信息由基站205使用探測參考信號(SRS)來估計，SRS可包括周期的和非周期的SRS。因此，變換矩陣260可以基于天線配置和/或用戶設備210的位置來應用于SRS。
[0043]一種在水平域中可將8ΤΧ天`線均勻圓陣(UCA)轉(zhuǎn)換成8ΤΧ均勻線陣(ULA)的固定2-D變換矩陣巧的示例為:
[0044]=[I, VH,,νμ,,^]
[0045]其中
'I '.1mn.1mnxl
_ ,如 I 0 8
[0046]^


? 2mm<5


2.χ6
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[0047]圖3A概念性地示出從均勻圓陣305到均勻線陣310的變換300。變換300的一個實施例可對應于所述固定2-D變換矩陣。然而，受益于本公開的本領域的普通技術人員應該理解其它變換矩陣可被用于在其它類型的天線陣列之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換。例如，圖3B概念性地示出從具有第一方向的均勻線陣320到具有第二方向的均勻線陣325的變換315，其中第二方向相對于第一方向以特定角度偏移。在其它類型的天線配置之間的其它轉(zhuǎn)換也可使用不同的變換矩陣來實現(xiàn)。
[0048]圖4示出由預編碼用于通過8天線端口傳輸?shù)膮⒖夹盘査傻牟ㄐ?00。在該示例性實施例中，垂直坐標軸代表以dB測量的虛擬天線增益，并且水平坐標軸代表相對于參考角度O的角度(度)。預編碼波形400假定了非散射環(huán)境。用戶設備可在預編碼CS1-RS中使用生成的波形400來導出在下行鏈路中的CSI反饋。在該示例性實施例中，端口 I和7的虛擬天線增益用三角形指示，端口 2和6用正方形指示，端口 3和5用圓形指示，端口 4用菱形指示，端口 8用倒三角形指示。每個端口的虛擬天線增益相對于由粗虛線所指示的理想全向虛擬天線增益被確定。
[0049]圖5概念性地示出無線通信系統(tǒng)500的第三示例性實施例。在該示例性實施例中，無線連接由包括提供無線連接給小區(qū)510的主天線505和一組遠程射頻頭(RRH) 515的集成系統(tǒng)提供，其中每個RRH在小區(qū)或熱點520內(nèi)部提供無線連接。因此，用戶設備525可接收來自主天線505和/或一個或多個RRH515的不同組合的無線連接。例如，移動單元525
(I)可接收來自主天線505和RRH515 (1_2)的無線連接，移動單元525 (2)可只接收來自RRH515 (3)的無線連接，移動單元525 (3)可只接收來自主天線505的無線連接，并且移動單元525 (4)可接收來自主天線505和RRH515 (4)的無線連接。
[0050]因此，代表天線505、515和不同移動單元525之間通過空中接口的信道的信道矩陣可能差別很大，并且相關聯(lián)的預編碼矩陣可能遠遠背離為預定和/或標準天線配置定義的標準碼本。因此在該示例性實施例中，變換矩陣可以是不同的用戶設備位置特定的，以便支持不同的天線配置和/或在不同地理區(qū)域的傳播條件。例如，變換矩陣集合可基于天線配置和由主天線505和RRH515的部署所定義的相應的覆蓋區(qū)域來確定。一個或多個變換矩陣然后可以基于每個用戶設備525的坐標和天線505、515的覆蓋區(qū)域來選擇，該天線505,515組成在用戶設備525的位置提供無線連接的天線配置。依賴于用戶設備525的位置，示例性的天線配置可以僅包括中心天線505、僅包括一個或多個RRH515、或者包括中心天線505和一個或多個RRH515的組合。
[0051]圖6概念性地示出無線通信系統(tǒng)600的第四示例性實施例。在該示例性實施例中，無線連接由提供無線連接至小區(qū)610的主天線605提供。建筑物615位于小區(qū)610內(nèi)，并且用戶設備620可位于地面或多種不同高度，例如，在建筑物615內(nèi)。因此，代表天線605和處于不同高度的移動單元620之間通過空中接口的信道的信道矩陣可能差別很大，并且相關聯(lián)的預編碼矩陣可能遠遠背離定義用作預定和/或標準天線配置的標準碼本。因此在該示例性實施例中，3-D變換矩陣可被定義為將移動單元620高度的變化考慮在內(nèi)。例如，變換矩陣的一個集合可被用于將標準的非散射矩陣轉(zhuǎn)換成適宜在小區(qū)610的散射環(huán)境中與地面移動單元620 (I)通信的矩陣。變換矩陣的另一個集合可被用于將建筑物615 (I)中的移動單元620 (2)的高度625 (I)考慮在內(nèi)。變換矩陣再一個集合可被用于將建筑物615 (2)中的移動單元620 (3)的高度625 (2)考慮在內(nèi)。在一個實施例中，變換矩陣的不同集合可被定義用于特定范圍的垂直位移和/或角度。[0052]圖7概念性地示出可用于提供根據(jù)用戶特定變換矩陣已被修改的參考信號的時序圖700。在該不例性實施例中，可在一個或多個時隙705 (圖7中通過數(shù)字只不出一個時隙)中傳送參考信號。通過應用不同的變換矩陣而被修改的參考信號可以時隙705的不同序列中傳送。例如，通過應用第一組變換矩陣而被修改的參考信號可由箭頭710所示的時隙傳送。所述第一變換矩陣可與具體的天線配置、主天線和/或RRH集合、具體的垂直或高度位移等等相關聯(lián)。通過應用第二變換矩陣集合而被修改的參考信號可在由箭頭715所示的時隙傳送，并且通過應用第三變換矩陣集合而被修改的參考信號可在由箭頭720所示的時隙傳送。用戶設備可被指示為監(jiān)視合適的時隙705集合以便他們接收通過分配的UE特定變換矩陣而被修改的參考信號。
[0053]圖8概念性地示出一種用于變換用于通過空中接口的下行鏈路傳輸?shù)念A編碼信號的方法800的第一不例性實施例。在該不例性實施例中，所述方法800可在基站和eNodeB中實現(xiàn)。受益于本公開的本領域的普通技術人員應該理解圖8示出的方法800為以特定順序執(zhí)行的特定操作集合。然而，所述方法800的替換實施例可以不同的順序執(zhí)行這些操作和/或可與其它操作同時執(zhí)行一些操作。在該示例性實施例中，基站訪問(在805)指示一個或多個用戶設備位置的信息。所述信息可包括全球定位系統(tǒng)(GPS)信息、由用戶設備或網(wǎng)絡提供的信息、范圍信息等等。然后可基于用戶設備的位置來選擇一個或多個變換矩陣。
[0054]也可從碼本中選擇預編碼矩陣(在815)，例如包括標準預定預編碼矩陣集合的碼本。在一個實施例中，從一個或多個用戶設備接收到的反饋可被用于選擇(在815)預編碼矩陣。所述變換矩陣和所述預編碼矩陣可用于(在820)信號以便在從基站通過空中接口傳送該信號前修改該信號。然后通過空中接口傳送修改后的信號(在825)。在一個實施例中，基站等待以便接收(在830)來自用戶設備的反饋。接收的反饋可由用戶設備基于所傳送的信號(例如參考信號)生成。在該示例性實施例中，基站確定(在835)用戶設備是否已經(jīng)移動到新的位置。該確定可基于修改的位置信息和/或從用戶設備接收到(830)的反饋。如果用戶設備還保持在相同的位置，那么可能不需要選擇(在810)新的變換矩陣，并且所述方法800可繼續(xù)選擇(在815)用于隨后的傳輸?shù)念A編碼矩陣。如果用戶設備已經(jīng)移動，那么新的變換矩陣在繼續(xù)確定(在815)預編碼矩陣前可被選擇(在810)用于新的位置。只要有信息通過空中接口傳送，所述方法800就可以按照這種方式進行。
[0055]圖9概念性地示出一種用于變換用于通過空中接口的上行鏈路傳輸?shù)姆椒ǖ念A編碼信號的方法900的第一不例性實施例。在該不例性實施例中，所述方法900的一部分可在基站、eNodeB、移動單元或用戶設備中實現(xiàn)。受益于本公開的本領域的普通技術人員應該理解圖9示出的方法900為以特定順序執(zhí)行的特定操作集合。然而，所述方法900的替換實施例可以不按照同的順序執(zhí)行這些操作或其它操作和/或可與其它操作同時執(zhí)行一些操作。在該示例性實施例中，基站或用戶設備訪問(在905)指示用戶設備位置的信息。所述信息可包括全球定位系統(tǒng)(GPS)信息、由用戶設備或網(wǎng)絡提供的信息、范圍信息等等。一個或多個變換矩陣然后可基于用戶設備的位置來選擇(在910)。在實施例中基站選擇(在910)變換矩陣，所選擇的矩陣的指示可傳遞(在915)到所述用戶設備。該信息可包括真實的變換矩陣或用戶設備應該使用的特定的由用戶設備存儲或生成的變換矩陣的指示。
[0056]所述用戶設備從碼本中選擇(在920)預編碼矩陣，例如包括標準預定預編碼矩陣集合的碼本。所述用戶設備可將所述變換矩陣和所述預編碼矩陣應用(在925)到信號以便在通過上行鏈路傳送信號前修改該信號。修改的信號然后通過空中接口的上行鏈路傳送(在935)。在一個實施例中，所述用戶設備可接收(在935)來自所述基站的下行鏈路傳輸，并且在一些場景下可基于所接收的下行鏈路傳輸提供反饋。所述基站或所述用戶設備可確定(在940)用戶設備是否已移動到新的位置，例如使用修改的位置信息和/或反饋。如果所述用戶設備還保持在相同的位置，那么可能不需要選擇(在910)新的變換矩陣，并且所述方法900可通過選擇(在920)用于隨后傳輸?shù)念A編碼矩陣進行下去。如果所述用戶設備已經(jīng)移動，那么新的變換矩陣在方法繼續(xù)進行前可被選擇(在910)。只要有信息通過上行鏈路傳送，所述方法900就可以按照這種方式繼續(xù)進行下去。[0057]圖10概念性地示出一種用于確定變換矩陣方法1000的一種示例性的實施例。在該示例性實施例中，一個或多個變換矩陣垃嚴(其中，j=l，2，…，i為每個矩陣的指示)可基于用于定義標準碼本的標準天線配置、部署的天線配置和關于散射環(huán)境的信息來計算。所述計算可使用基于理論關系、經(jīng)驗關系或其它關系或信息的仿真離線執(zhí)行，例如，在小區(qū)規(guī)劃期間執(zhí)行。在一個實施例中，每個變換矩陣巧^與其特定的天線配置或天線配置子集的覆蓋范圍、地理位置信息(例如地理共位或分離天線分配)、和/或垂直覆蓋信息(例如不同變換矩陣的不同角度擴展)相關聯(lián)。在該示例性實施例中，第一信道矩陣基于第一天線配置在假定沒有散射的情況下生成。例如，第一信道矩陣可被定義(在1005)用于標準天線配置。
[0058]然后可生成散射環(huán)境的模型(在1010)。在一個實施例中，所述模型使用關于部署的天線陣列的地理位置的信息來生成。所述信息可根據(jù)理論、根據(jù)經(jīng)驗、手動地、和/或使用其它技術或技術組合導出。第二信道矩陣然后可基于所述的部署的天線配置和所述的散射環(huán)境模型來生成(在1015)。例如，諸如射線跟蹤技術之類的技術可被用于定義用于所述部署的天線配置和所述的散射環(huán)境的第二信道矩陣。變換矩陣可使用第一和第二信道矩陣來定義(在1020)。例如，所述變換矩陣可被定義為:
[0059]Tmxkcj = (Hkxncj )-1 Hmxnmd[0060]然而，在替換實施例中，其它技術可被用于根據(jù)第一和第二信道矩陣來定義(在1020)變換矩陣。
[0061]在一個實施例中，作為部署的一部分，變換矩陣的集合可被校準到不同天線配置或子集、不同地理位置、波束的不同垂直擴散角度等等。對于DL ΜΜ0，變換矩陣可使用反饋到基站的UE測量來校準。校準過程可用于測試預先計算的變換矩陣，并基于相應的天線配置的覆蓋范圍內(nèi)的用戶設備的位置來調(diào)整這些矩陣的參數(shù)以便在用戶設備側獲得最高的接收信噪比。對于UL ΜΜ0，可在校準過程中將若干個個變換矩陣下載到測試UE。因為每個UE制造商為每種UE模型實現(xiàn)不同的天線設計，因此變換矩陣將針對每種模型而被測試。在一個實施例中，基站可測量接收的信號質(zhì)量并為每個UE天線配置和地理位置確定最佳的變換矩陣。
[0062]在一些實施例中，覆蓋區(qū)域和天線配置子集可被記錄到由三維地理坐標索引的數(shù)據(jù)庫中。對應于每個3-D坐標的條目可包括天線配置的子集和由上行鏈路信號所確定的UE位置的估計，例如上行鏈路接收信號強度的范圍和對應于每個位置的到達角度。該日志可被基站用于確定用戶設備的位置和下行鏈路天線的配置。例如，基站可測量接收信號強度和到達角度并使用該信息來確定在對應于所述接收信號強度和到達角度的位置上的用戶設備是否由中心天線、一個或多個RRH、或及其組合所覆蓋。測試過程可在一致性測試階段、互操作測試(1T)階段、射頻(RF)優(yōu)化階段、或在一個或多個基站的部署或天線配置時或之后的任意其它階段完成。
[0063]一旦被定義并校準，可基于用戶設備的位置和用于提供無線連接至用戶設備的關聯(lián)天線配置來選擇合適的變換矩陣。選擇的變換矩陣然后可應用于(或結合)預編碼碼本。對于下行鏈路和上行鏈路ΜΙΜ0，變換矩陣可基于用于提供無線連接至用戶設備位置的指定的天線配置來應用于所述碼本。在多個替換實施例中，基站可使用上行鏈路接收的信號(例如DMRS、SRS、PUCCH、PUSCH等等)來估計用戶設備的位置。每個UE的接收信號強度和到達角度可使用上行鏈路接收的信號來估計。UE的位置及其關聯(lián)的天線配置然后可基于在部署時收集的日志中的3-D坐標來確定。
[0064]與不同用戶設備相關聯(lián)的參考信號也可使用變換矩陣來修改。在一個實施例中，每個變換矩陣可應用于配置的參考信號的子集。參考信號配置可以是UE特定的。例如，一種CS1-RS配置的子集可以基于UE地理位置(如RRH覆蓋區(qū)域、垂直波束位置等等)而與一種天線配置相關聯(lián)。對于DL ΜΜ0，變換矩陣可應用于CS1-RS，這是因為它是UE特定配置。每個CS1-RS子集基于地理覆蓋區(qū)域與一個變換矩陣相關聯(lián)。例如，不同的變換矩陣可與接收來自只在中心站的天線配置、具有中心站和RRH的天線配置的無線連接的覆蓋區(qū)域相關聯(lián)。再如，在高層建筑或公寓大樓中，不同的變換矩陣可用于不同的垂直覆蓋區(qū)域。對于ULΜΙΜ0,當多個SRS為特定UE被配置應用于UL MIMO時，變換矩陣可應用于SRS，SRS包括周期性的或非周期性的SRS。每個預編碼SRS可被設計以便涵蓋由不同用戶設備所見的不同的天線配置。對于DL和UL ΜΜ0，響應于與該用戶設備相關聯(lián)的天線配置的改變，可以將RRC重配置消息從基站發(fā)送到用戶設備。例如，當由用戶設備所見的下行鏈路天線的數(shù)目/配置改變時，重配置消息可從中心天線發(fā)送至該中心天線和一個或多個RRH。用戶設備可將新的變換矩陣應用到用于I3USCH的UL碼本和用于UL MMO的SRS。UE也可基于新的預編碼CS1-RS配置來反饋CSI。
[0065]所公開的主題的部分及其相應的詳細描述以計算機內(nèi)存內(nèi)的軟件、或算法和操作在數(shù)據(jù)比特上的符號表示的方式來呈現(xiàn)。通過這些描述和表示本領域的這些普通技術人員可以有效地將他們工作的本質(zhì)傳遞到本領域的其它普通技術人員。算法，如本文所用的術語，以及如通用的術語，被認為是通向期望結果的自身一致的一系列步驟。所述步驟需要對物理量進行物理控制。通常，雖然不是必須，這些物理量表現(xiàn)為能被存儲、轉(zhuǎn)移、結合、比較和其它控制的光、電、或磁信號的形式。主要是由于常用的原因，有時將這些信號稱為比特、值、元素、符號、字符、術語、數(shù)字、或等等有時已經(jīng)證明是方便的。
[0066]然而，應該記住所有的這些和類似的術語是與合適的物理量相關聯(lián)的，并且僅僅是應用于這些量的方便的標簽。除非另外特別指出，或如從討論中顯而易見的，術語例如“處理”或“計算”或“運算”或“確定”或“顯示”或等等指計算機系統(tǒng)或類似電子計算裝置的動作和處理，計算機系統(tǒng)或類似電子計算裝置操作在計算機系統(tǒng)的寄存器和內(nèi)存內(nèi)的表現(xiàn)為物理、電子量的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為在計算機系統(tǒng)的內(nèi)存和寄存器或其它這樣的信息存儲、傳輸或顯示裝置內(nèi)的類似地表現(xiàn)為物理、電子量的其它數(shù)據(jù)。
[0067]也請注意軟件實現(xiàn)的本公開主題的方面通常編碼在某種形式的程序存儲媒質(zhì)上或通過某種類型的傳輸媒質(zhì)實現(xiàn)。所述程序存儲介質(zhì)可以是磁性介質(zhì)(例如軟盤或硬盤)或光介質(zhì)(例如光盤只讀存儲器，或“CD ROM”)，以及只讀介質(zhì)或隨機訪問介質(zhì)。類似的，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖或本領域所知的一些其它適合的傳輸介質(zhì)。本公開主題不由任意一個給出實現(xiàn)的這些方面所限定。
[0068]上述本公開的具體實施例僅是示例性的，這是因為所公開的主題顯而易見地可由受益于本啟示的本領域的那些技術人員以不同但是等價的方式來修改和實踐。而且，沒有限制是用于本文示出的結構或設計的細節(jié)的，而非如以下權利要求所描述的。因此，明顯的，上述公開的具體實施例可被改變或修改并且所有這樣的變化被認為是在所公開的主題的范圍內(nèi)的。因此，本文尋求的保護由如以下權利要求給出。
【權利要求】
1.一種方法，該方法包括: 在發(fā)射機處，在使用部署在第一天線配置中的多個天線來傳送信號之前，將變換矩陣和預編碼矩陣應用到所述信號，其中所述預編碼矩陣是從為第二天線配置定義的碼本中選擇的，并且其中所述變換矩陣是從至少所述第一天線配置得到的。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述預編碼矩陣是從為線性天線陣列或交叉極化天線陣列中的至少一者定義的碼本中選擇的，并且其中所述發(fā)射機在基站中實現(xiàn)，且其中應用所述變換矩陣包括:基于位置信息為用戶設備選擇變換矩陣、以及將所選擇的變換矩陣應用到通過下行鏈路向所述用戶設備傳送的信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述發(fā)射機在用戶設備中實現(xiàn)，并且其中應用變換矩陣包括應用從基站接收到的變換矩陣，且其中所述變換矩陣基于所述用戶設備的位置或由所述基站對由所述用戶設備進行的參考信號傳輸所做出的測量中的至少一者來確定。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述預編碼矩陣是從在假定非散射環(huán)境的情況下為第二天線配置定義的碼本中選擇的，并且其中所述變換矩陣是基于指示散射環(huán)境的信息來確定的。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法包括:在通過應用所述變換矩陣和所述預編碼矩陣來修改所述信號之后，經(jīng)由部署在所述第一天線配置中的多個天線來傳送所述信號。
6.一種方法，該方法包括: 在無線通信網(wǎng)絡內(nèi)的功能實體處，選擇與用戶設備相關聯(lián)的變換矩陣，其中所述變換矩陣和預編碼矩陣在使用部署在第一天線配置中的多個天線來傳送信號之前被選擇以便應用到所述信號，其中所述預編碼矩陣是從為第二天線配置定義的碼本中選擇的，并且其中所述變換矩陣是基于所述第一天線配置來定義的。
7.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中選擇所述變換矩陣包括選擇應用到通過從基站至所述用戶設備的下行鏈路傳送的信號中或通過從所述用戶設備到至少一個基站的上行鏈路傳送的信號中的至少一個信號的變換矩陣，并且包括將指示所選擇的變換矩陣的信息提供給所述至少一個基站以便傳輸至所述用戶設備。
8.一種方法，該方法包括: 基于第一天線配置和第二天線配置為發(fā)射機確定變換矩陣，其中所述變換矩陣和預編碼矩陣被配置為在使用部署在所述第一天線配置中的多個天線來傳送信號之前應用到所述信號，其中所述預編碼矩陣是從為所述第二天線配置定義的碼本中選擇的。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中確定所述變換矩陣包括通過仿真在與所述發(fā)射機相關聯(lián)的散射環(huán)境中傳播射頻信號來確定所述變換矩陣。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中確定所述變換矩陣包括確定應用到從用戶設備傳送到基站的上行鏈路信號的變換矩陣，并且包括通過將多個變換矩陣提供給所述用戶設備來校準所述變換矩陣、以及基于從所述用戶設備接收到的信號的測量質(zhì)量來選擇提供的變換矩陣中的至少一個變換矩陣。
【文檔編號】H04B7/00GK103503390SQ201280021241
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月30日 優(yōu)先權日:2011年5月2日
【發(fā)明者】T·胡, M·貝克爾 申請人:阿爾卡特朗訊公司