用于csi計算和報告的設備和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了在包括至少一個基站(eNodeB)和至少一個用戶設備(UE)在內(nèi)的多輸入/多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息(CSI)的方法，所述方法包括：在所述至少一個UE處，通過所述至少一個UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號(CSI-RS)；從CSI-RS子幀中提取CSI-RS資源單元(RE)；以及使用所提取的CSI-RS?RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天線的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。
【專利說明】用于CSI計算和報告的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及測量多輸入多輸出(MMO)通信系統(tǒng)中的信道狀態(tài)信息(CSI)，且具體地涉及對測量CSI的改進。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有的多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中，在發(fā)射機和接收機處使用多個天線來提高發(fā)射機和接收機之間的通信性能和峰值數(shù)據(jù)速率。在長期演進(LTE)通信系統(tǒng)中，例如，可以在基站(eNodeB)和用戶設備(UE)處使用多個天線來提高eNodeB和UE之間的通信性能和峰值數(shù)據(jù)速率。在一個示例中，在進行接收的UE處估計UE和eNodeB之間的通信鏈路的信道狀態(tài)信息(CSI)，并將其反饋到eNodeB以用于下行鏈路發(fā)送控制。在該情況下，CSI包括所估計的信道特性，例如散射、衰落和隨著距離的功率衰退，這使得eNodeB可以基于當前的信道條件來控制下行鏈路發(fā)送。
[0003]例如，在圖1中示出的高級LTE通信系統(tǒng)(例如，LTE版本10系統(tǒng))中，已經(jīng)存在與針對多用戶MMO(MU-MMO)和協(xié)調(diào)多點(CoMP)通信系統(tǒng)的增強信道估計有關的廣泛討論。圖1示出了 MMO通信系統(tǒng)的簡化圖，該MMO通信系統(tǒng)示出了單個UE200和單個eNodeB300，其中，UE200和eNOdeB300利用多個天線來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)流。該討論導致了支持針對多達比如8天線端口(AP)的單用戶MMO (SU-MMO)和MU-MMO的特定目標，此外其關于CoMP盡可能地是前瞻性的。主要的缺點在于:
[0004]UCSI參考信號(CS1-RS)已被引入通信系統(tǒng)，以用于多蜂窩環(huán)境中的信道狀態(tài)信息(CSI)的頻率選擇性估計。圖1中示出的UE200包括CSI處理單元100，其被配置為估計多蜂窩環(huán)境中的CSI。此外，為了限制開銷，CSI參考信號(RS)在頻率上應當是稀疏的(例如，針對每個AP以及每個物理資源塊(PRB)以及每個時間單位(例如，每5、10、20、40、80ms)僅一個資源單元(RE))。可以看到圖2中示出了針對1、2、4、8個AP的典型CSI RS模式。
[0005]2、要通過頻分復用(FDM)、碼分復用(CDM)和時分復用(TDM)的組合來提供CS1-RS正交性。一個主要問題是所需的后向兼容性，例如，發(fā)現(xiàn)尚未用于其他目的的資源單元(RE)。圖2還示出了大數(shù)目的已占用RE。
[0006]3、還在圖2中示出的、對用于在其他小區(qū)中使用的攜帶CSI RS的RE的靜默旨在用于改進多蜂窩環(huán)境中CSI RS的正交性。本領域技術人員將要意識到的是:靜默意味著在特定的RE處關閉對Tx信號的任何發(fā)送。正在討論的是對3到5重復使用的靜默模式。除了增加針對RS的開銷之外，LTE版本8UE將會因為其未意識到PRB內(nèi)要求稍高的編碼增益的該附加穿孔(puncturing)而遭受損失。另一方面，將會通過關于穿孔RE的信令來通知版本10UE，以使得改進解碼成為可能。
[0007]4、CSI RS要允許針對3到5個協(xié)作小區(qū)的例如8個信道分量的顯式估計。
[0008]在例如LTE版本10通信系統(tǒng)中引入CS1-RS使得CSI計算要由UE所執(zhí)行，以反饋到eNodeB來用于下行鏈路發(fā)送控制。因此，在UE處需要改進CSI測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)一個方案，本發(fā)明提供了在包括至少一個基站(eNodeB)和至少一個用戶設備(UE)在內(nèi)的多輸入/多輸出(MMO)通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息(CSI)的方法，所述方法包括:
[0010]在所述至少一個UE處,通過所述至少一個UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號(CS1-RS)；
[0011]從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元(RE);以及
[0012]使用所提取的CS1-RS RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天線的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。
[0013]根據(jù)另一方案，本發(fā)明提供了在包括至少一個基站(eNodeB)和至少一個用戶設備(UE)在內(nèi)的多輸入/多輸出(MMO)通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息(CSI)的UE，所述UE包括:
[0014]控制器，被配置為:
[0015]在所述UE處，通過所述UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號(CS1-RS);以及
[0016]從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元(RE);以及
[0017]CSI測量單元，被配置為使用所提取的CS1-RS RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天線的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]現(xiàn)在將參考附圖，僅通過示例的方式來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中:
[0019]圖1是示出了現(xiàn)有技術無線通信系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖2是對針對1、2、4、8個CS1-RS端口的典型CSI參考信號(CSI RS)模式進行示出的資源單元(RE)塊的圖形描述；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括用于測量信道狀態(tài)信息(CSI)的用戶設備(UE)在內(nèi)的無線通信系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的測量CSI的方法的流程圖；
[0023]圖5是示出了圖4的測量CSI的方法的另一流程圖；
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的攜帶CS1-RS的LTE子幀的圖形描述；
[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的對估計發(fā)送天線端口 O和I的噪聲功率的方法進行示出的LTE子幀的圖形描述；
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的對在來自在先子幀的小區(qū)特定參考信號不可用的情況下估計發(fā)送天線端口 O和I的噪聲功率的方法進行示出的LTE子幀的圖形描述；以及
[0027]圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的對估計發(fā)送天線端口 2和3的噪聲功率的方法進行示出的LTE子幀的圖形描述?！揪唧w實施方式】
[0028]根據(jù)一個方案，本發(fā)明提供了在包括至少一個基站(eNodeB)和至少一個用戶設備(UE)在內(nèi)的多輸入/多輸出(MMO)通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息(CSI)的方法，所述方法包括:
[0029]在所述至少一個UE處,通過所述至少一個UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號(CS1-RS)；
[0030]從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元(RE)；以及
[0031]使用所提取的CS1-RS RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天線的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。
[0032]在實施例中，在LTE版本10中引入CS1-RS應該要求在UE中實現(xiàn)CSI測量功能，以用于計算作為要在上行鏈路(UL)信道中向eNodeB報告的反饋的CSI (例如，信道質(zhì)量指示符(CQI)、預編碼矩陣信息(PMI)、預編碼類型指示符(PTI)和/或秩指示符(RI))。因此，與發(fā)射TX和接收RX天線(例如，TX和RX天線端口)的數(shù)目無關，實施例提供了如下能力:針對更大數(shù)目的TX和RX天線端口以及針對后續(xù)版本的LTE UE中的任何可能改變進行用于報告CSI的擴展，以最小的復雜度來實現(xiàn)更高下行鏈路吞吐量。
[0033]在實施例中，該方法還包括:在所述至少一個UE處通過所述下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述無線幀的子幀中攜帶的小區(qū)特定參考信號(CRS)；
[0034]從所述子幀中提取CRS資源單元(RE)；以及
[0035]使用所提取的CRS RE來進一步分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的下行鏈路信道估計，以進一步導出所述CSI。
[0036]在實施例中，考慮到信噪比(SNR)的工作范圍上的信道的頻率選擇性和非頻率選擇性特性，使用CS1-RS來產(chǎn)生用于CSI報告的改進的信道估計。
[0037]在實施例中，該方法還包括:使用所述進一步的下行鏈路信道估計來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的子頻帶噪聲功率估計。
[0038]在實施例中，該方法還包括:分別使用針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的子頻帶噪聲功率估計和下行鏈路信道估計，以執(zhí)行子頻帶信號功率估計，以導出子頻帶信號對噪聲(SNR)估計。
[0039]在實施例中，該方法還包括:使用所述下行鏈路信道估計來分別導出針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的子頻帶CS1-RS信道矩陣。
[0040]在實施例中，該方法還包括:使用所述子頻帶CS1-RS信道矩陣和所述子頻帶SNR估計來導出子頻帶信號對干擾噪聲比(SINR)估計。
[0041]在實施例中，該方法還包括:使用所述子頻帶信號對干擾噪聲比(SINR)估計來執(zhí)行針對所有秩指示符(RI)和針對所有預編碼類型指示符(PTI)的寬帶預編碼矩陣信息(PMI)計算和子頻帶預編碼矩陣信息(PMI)計算。
[0042]在實施例中，該方法還包括:使用所述子頻帶信號對干擾噪聲比(SINR)估計來執(zhí)行寬帶信道質(zhì)量指示符(CQI)計算和子頻帶信道質(zhì)量指示符(CQI)計算。
[0043]在實施例中，所述CSI包括所述寬帶PMI和所述子頻帶PM1、所述寬帶CQI和所述子頻帶CQ1、所述RI以及所述PTI。[0044]根據(jù)另一個方案，本發(fā)明提供了在包括至少一個基站(eNodeB)和至少一個用戶設備(UE)在內(nèi)的多輸入/多輸出(MMO)通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息(CSI)的UE，所述UE包括:
[0045]控制器，被配置為:
[0046]在所述UE處，通過所述UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號(CS1-RS);以及
[0047]從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元(RE)；以及
[0048]CSI測量單元，被配置為使用所提取的CS1-RS RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天線的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。
[0049]在實施例中，CSI測量單元測量和報告CSI，來以降低的復雜度在其下行鏈路吞吐量方面增強LTE版本10和后續(xù)版本LTE UE性能。
[0050]根據(jù)實施例，如圖3所示，提供了無線通信系統(tǒng)10。通信系統(tǒng)10是多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)，其包括基站(eNodeB) 300和用戶設備(UE) 200。圖3中示出的實施例具有版本10長期演進(LTE)通信系統(tǒng)，其引入了用于在UE200處作為執(zhí)行信道狀態(tài)信息(CSI)計算的參考來使用的信道狀態(tài)信息參考信號(CS1-RS)，該CSI要被反饋回eNodeB300以用于下行鏈路數(shù)據(jù)通信控制。本領域技術人員將會意識到的是:CSI包括所估計的信道特性，如信道質(zhì)量指示符(CQI)、預編碼矩陣信息(PMI)、預編碼類型指示符(PTI)和/或秩指示符(RI)。
[0051]在實施例中，UE200包括用于向/從eNodeB300傳遞數(shù)據(jù)和用于測量系統(tǒng)10中的信道狀態(tài)信息(CSI)的多個組件，包括控制器101、接收機信號處理器30和發(fā)射機信號處理器32。此外，eNodeB300包括用于通過下行鏈路(DL) 24和上行鏈路(UL) 26信道與UE200通信的多個組件，包括用于控制eNodeB天線22A到22N的發(fā)射機控制器TX12和接收機控制器RX14。此外，eNodeB300包括基帶信號處理器16，基帶信號處理器16包括AMC處理器18和預編碼及波束成形處理器20。從圖3可以看出，MMO系統(tǒng)10的UE200還具有多個天線28A至28N，用于關于接收機信號處理器30和發(fā)射機信號處理器32進行操作，以向/從UE300接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。還可以看出的是，接收機信號處理器30包括被配置為測量CSI的CSI測量單元400。在使用中，控制器101被配置為通過與eNodeB300之間的至少一個下行鏈路信道24從eNodeB300接收在通信系統(tǒng)10的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號(CS1-RS)，并從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元(RE)。CSI測量單元400被配置為使用提取出的CS1-RSRE來針對UE300的接收天線20A至28N與eNodeB300的發(fā)送天線22A至22N的活躍對執(zhí)行下行鏈路信道估計，以導出CSI。
[0052]此外，控制器101還被配置為通過下行鏈路信道24從eNOdeB300接收在無線幀的子幀中攜帶的小區(qū)特定參考信號(CRS)，并從子幀中提取CRS資源單元(RE)。CSI測量單元400還被進一步配置為使用提取出的CRS RE來針對UE300的接收天線20A至28N與eNodeB300的發(fā)送天線22A至22N的活躍對進一步執(zhí)行下行鏈路信道估計，以進一步導出CSI。
[0053]此外，在示例中，特定的系統(tǒng)安裝要求在eNodeB300處使用4個以上的發(fā)送(TX)天線，并且在本示例中，使用多達8個TX天線。為了支持4個以上的TX天線，系統(tǒng)10還使用了 UE特定參考信號。在任何情況下，與小區(qū)特定參考信號(CRS)相反，使用與數(shù)據(jù)傳輸相同的預編碼權重對UE特定參考信號進行預編碼，且UE特定參考信號僅被接收所伴隨的業(yè)務數(shù)據(jù)的UE200所使用。
[0054]可以看出，圖3提供了使用多個發(fā)送天線22A至22N向UE200發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)流的無線通信系統(tǒng)10的簡化圖。在示例實施例中，eNodeB收發(fā)機12和14包括射頻(RF)發(fā)射機電路的RF接收機電路，以及基帶信號處理器16包括基帶信號處理電路?；鶐盘柼幚黼娐钒ㄗ赃m應調(diào)制和編碼(AMC)處理單元18和預編碼處理單元20，自適應調(diào)制和編碼(AMC)處理單元18將從UE發(fā)送的反饋信息作為用于確定要應用到發(fā)送數(shù)據(jù)流的最優(yōu)編碼和調(diào)制方案的信息之一，預編碼處理單元20也將從UE發(fā)送的反饋信息作為用于確定用來對發(fā)送到特定UE的數(shù)據(jù)進行映射的數(shù)據(jù)流最優(yōu)數(shù)目、預編碼矩陣和頻率RB的信息。從基站(eNOdeB300)發(fā)送的信號通過傳播信道行進到移動終端(用戶設備200)，該移動終端包括移動收發(fā)機和多個接收天線28A至28N。移動收發(fā)機包括控制器101以及發(fā)送信號處理單元32和接收機信號處理單元30。如上所述，接收機信號處理單元30包括CSI測量單元400。本領域技術人員將意識到:本文中所述的術語“處理單元”或“處理器”將一般性地指代可以使用一個設備或若干設備來實現(xiàn)的、并可根據(jù)需要利用適當?shù)某绦虼a來配置以執(zhí)行包括例如上述的CQ1、PM1、PTI和RI估計技術在內(nèi)的反饋計算的任何功能單元。
[0055]原則上，可以根據(jù)以下分析方法來測量CSI:
[0056]在使用與秩R相關聯(lián)的子碼本的預編碼器索引Pk的預編碼MIMO系統(tǒng)的具有時域索引為t以及頻域索引為i 的RE處的接收信號:
[0057]
【權利要求】
1.一種在包括至少一個基站“eNodeB”和至少一個用戶設備“UE”在內(nèi)的多輸入/多輸出“ΜΙΜΟ”通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息“CSI”的方法，所述方法包括: 在所述至少一個UE處,通過所述至少一個UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號“CS1-RS”； 從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元“RE” ；以及 使用所提取的CS1-RS RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天線的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括: 在所述至少一個UE處通過所述下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述無線幀的子幀中攜帶的小區(qū)特定參考信號“CRS” ； 從所述子幀中提取CRS資源單元“RE” ；以及 使用所提取的CSI RE來進一步分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活 躍對的下行鏈路信道估計，以進一步導出所述CSI。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，還包括: 使用所述進一步的下行鏈路信道估計來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的子頻帶噪聲功率估計。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，還包括: 使用分別針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的子頻帶噪聲功率估計和下行鏈路信道估計，執(zhí)行子頻帶信號功率估計，以導出子頻帶信號對噪聲“SNR”估計。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括: 使用所述下行鏈路信道估計來分別導出針對UE和eNodeB的所述接收天線和所述發(fā)送天線的所述活躍對的子頻帶CS1-RS信道矩陣。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，還包括: 使用所述子頻帶CS1-RS信道矩陣和所述子頻帶SNR估計來導出子頻帶信號對干擾噪聲比“SINR”估計。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括: 使用所述子頻帶信號對干擾噪聲比“SINR”估計來執(zhí)行針對所有秩指示符“RI”和針對所有預編碼類型指示符“PTI”的寬帶預編碼矩陣信息“PMI”計算和子頻帶預編碼矩陣“ PMI ”計算。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括: 使用所述子頻帶信號對干擾噪聲比“SINR”估計來執(zhí)行寬帶信道質(zhì)量指示符“CQI ”計算和子頻帶信道質(zhì)量指示符“CQI ”計算。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述CSI包括所述寬帶PMI和所述子頻帶PM1、所述寬帶CQI和所述子頻帶CQ1、所述RI以及所述PTI。
10.一種用戶設備“UE”，用于在包括至少一個基站“eNodeB”和至少一個所述UE在內(nèi)的多輸入/多輸出“MM0”通信系統(tǒng)中測量信道狀態(tài)信息“CSI”，所述UE包括: 控制器，被配置為:在所述UE處，通過所述UE與所述至少一個eNodeB之間的至少一個下行鏈路信道從所述至少一個eNodeB接收所述通信系統(tǒng)的無線幀的子幀中攜帶的信道狀態(tài)信息參考信號“CS1-RS” ；以及 從CS1-RS子幀中提取CS1-RS資源單元“RE” ；以及 CSI測量單元，被配置為使用所提取的CS1-RS RE來分別執(zhí)行針對UE和eNodeB的接收天線和發(fā)送天 的活躍對的下行鏈路信道估計，以導出所述CSI。
【文檔編號】H04W16/28GK103959891SQ201280053803
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年9月19日 優(yōu)先權日:2011年10月31日
【發(fā)明者】柴坦尼亞·堯, 林暉閔, 沙哈·薩特安特, 馮·恩格葉 申請人:日本電氣株式會社