用于無線通信系統(tǒng)中的多層三維波束成形的層對齊方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種用于無線通信系統(tǒng)中的多層三 維（3D)波束成形的層對齊方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 將給出第三代合作伙伴計劃長期演進(jìn)（3GPP LTE)系統(tǒng)的簡單描述，作為可以應(yīng)用 本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的示例。
[0003] 圖1示出了演進(jìn)通用移動電信系統(tǒng)（E-UMTS)網(wǎng)絡(luò)的配置作為示例性的無線通信 系統(tǒng)。E-UMTS系統(tǒng)是傳統(tǒng)UMTS系統(tǒng)的演進(jìn)，3GPP在E-UMTS標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上工作。E-UMTS 也被稱為LTE系統(tǒng)。對于UMTS和E-UMTS的技術(shù)規(guī)范的細(xì)節(jié)，分別參照"3rd Generation Partnership Project !Technical Specification Group Radio Access Network'，的版本 7和版本8。
[0004] 參照圖I，E-UMTS系統(tǒng)包括用戶設(shè)備（UE)、演進(jìn)節(jié)點B (eNode B或eNB)以及接 入網(wǎng)關(guān)（AG)(其位于演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)（E-UTRAN)的一端并且連接到外部網(wǎng) 絡(luò)）。eNB可以同時發(fā)送多個數(shù)據(jù)流，以用于廣播服務(wù)、多播服務(wù)和/或單播服務(wù)。
[0005] 單個eNB管理一個或更多個小區(qū)。小區(qū)被設(shè)定為在I. 25Mhz、2. 5Mhz、5Mhz、10Mhz、 15Mhz和20Mhz的帶寬之一中操作，并且向帶寬中的多個UE提供下行鏈路（DL)或上行鏈 路（UL)傳輸服務(wù)?？膳渲貌煌男^(qū)以提供不同的帶寬。eNB控制到多個UE的數(shù)據(jù)發(fā)送 以及從多個UE的數(shù)據(jù)接收。關(guān)于DL數(shù)據(jù)，eNB通過向特定UE發(fā)送DL調(diào)度信息來向該UE 通知應(yīng)該要發(fā)送DL數(shù)據(jù)的時間-頻率區(qū)域、編碼方案、數(shù)據(jù)大小、混合自動重傳請求（HARQ) 信息等。關(guān)于UL數(shù)據(jù)，eNB通過向特定UE發(fā)送UL調(diào)度信息來向該UE通知UE可以發(fā)送數(shù) 據(jù)的時間-頻率區(qū)域、編碼方案、數(shù)據(jù)大小、HARQ信息等。在eNB之間可以定義用于發(fā)送用 戶業(yè)務(wù)或控制業(yè)務(wù)的接口。核心網(wǎng)絡(luò)（CN)可以包括AG和用于UE的用戶注冊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。 AG在跟蹤區(qū)域（TA)的基礎(chǔ)上管理UE的移動性。TA包括多個小區(qū)。
[0006] 雖然基于寬帶碼分多址（WCDMA)無線通信技術(shù)的發(fā)展階段已經(jīng)達(dá)到LTE，用戶和 服務(wù)提供商的需求和期望正在增加。考慮到正在開發(fā)其它無線電接入技術(shù)，需要新的技術(shù) 演進(jìn)來實現(xiàn)未來的競爭力。具體地，需要每比特成本降低、增加的服務(wù)可用性、頻帶的靈活 使用、簡化的結(jié)構(gòu)、開放的接口、UE的適當(dāng)功耗等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問題
[0008] 為解決所述問題而設(shè)計出的本發(fā)明的目的在于一種用于無線通信系統(tǒng)中的多層 三維（3D)波束成形的層對齊方法和設(shè)備。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明的目的可通過提供一種用于在無線通信系統(tǒng)中從用戶設(shè)備（UE)向基站 (BS)針對利用大規(guī)模天線陣列的部分波束成形發(fā)送反饋信息的方法來實現(xiàn)，該方法包括以 下步驟：從BS接收關(guān)于多個參考信號（RS)資源的信息；基于預(yù)設(shè)的碼本選擇用于至少一 個RS資源的子預(yù)編碼器和用于鏈接所述RS資源的一個鏈接預(yù)編碼器中的至少一個；以及 將關(guān)于所選擇的預(yù)編碼器的信息報告給BS，其中，所選擇的預(yù)編碼器是包括在所述碼本中 的預(yù)編碼矩陣中的一個預(yù)編碼矩陣或者所述一個預(yù)編碼矩陣的置換形式，并且其中，關(guān)于 所選擇的預(yù)編碼器的所述信息包括所述一個預(yù)編碼矩陣的索引和置換信息。
[0011] 在本發(fā)明的另一方面中，本文提供了一種無線通信系統(tǒng)中的接收設(shè)備，該設(shè)備包 括：無線通信模塊，其從利用大規(guī)模天線陣列進(jìn)行部分波束成形的發(fā)送設(shè)備接收關(guān)于多個 參考信號（RS)資源的信息，并且利用所述RS資源將關(guān)于所選擇的預(yù)編碼器的信息報告給 所述發(fā)送設(shè)備；以及處理器，其基于預(yù)設(shè)的碼本選擇用于至少一個RS資源的子預(yù)編碼器和 用于鏈接所述RS資源的一個鏈接預(yù)編碼器中的至少一個，其中，所選擇的預(yù)編碼器是包括 在所述碼本中的預(yù)編碼矩陣中的一個預(yù)編碼矩陣或者所述一個預(yù)編碼矩陣的置換形式，并 且其中，關(guān)于所選擇的預(yù)編碼器的所述信息包括所述一個預(yù)編碼矩陣的索引和置換信息。
[0012] 如果所述RS資源分別對應(yīng)于所述大規(guī)模天線陣列的列，則所述子預(yù)編碼器可用 于垂直波束成形，所述鏈接預(yù)編碼器可用于水平波束成形。另選地，如果所述RS資源分別 對應(yīng)于所述大規(guī)模天線陣列的行，則所述子預(yù)編碼器可用于水平波束成形，所述鏈接預(yù)編 碼器可用于垂直波束成形。
[0013] 所述置換信息可以是用于限定從所述一個預(yù)編碼矩陣置換的預(yù)編碼矩陣的置換 矩陣信息。另外，關(guān)于所選擇的預(yù)編碼器的所述信息可包括所述子預(yù)編碼器與所述鏈接預(yù) 編碼器之間的匹配信息。
[0014] 所述大規(guī)模天線陣列可以按照行或列為單位來分區(qū)，并且所述RS資源可以對應(yīng) 于分區(qū)。
[0015] 有益效果
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可有效地執(zhí)行無線通信系統(tǒng)中的使用大規(guī)模多輸入多輸 出（M頂0)的三維（3D)波束成形。
[0017] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，通過本發(fā)明可以實現(xiàn)的效果并不限于上文特別描述 的那些，從以下詳細(xì)描述將更清楚地理解本發(fā)明的其它優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018] 附圖被包括以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖示出本發(fā)明的實施方式并與說明 書一起用來說明本發(fā)明的原理。
[0019] 在附圖中：
[0020] 圖1示出了演進(jìn)通用移動電信系統(tǒng)（E-UMTS)網(wǎng)絡(luò)的配置作為無線通信系統(tǒng)的示 例；
[0021] 圖2示出了符合用戶設(shè)備（UE)和演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)（E-UTRAN)之間 的第三代合作伙伴計劃（3GPP)無線電接入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的無線電接口協(xié)議架構(gòu)中的控制平面 協(xié)議棧和用戶平面協(xié)議棧；
[0022] 圖3示出了 3GPP系統(tǒng)中的物理信道和使用所述物理信道的一般信號傳輸方法；
[0023] 圖4示出了長期演進(jìn)（LTE)系統(tǒng)中的無線電幀的結(jié)構(gòu)；
[0024] 圖5示出了 LTE系統(tǒng)中的下行鏈路無線電幀的結(jié)構(gòu)；
[0025] 圖6示出了 LTE系統(tǒng)中的上行鏈路子幀的結(jié)構(gòu)；
[0026] 圖7不出了一般的多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)通信系統(tǒng)的配置；
[0027] 圖8和圖9示出了通過四個天線支持下行鏈路傳輸（4-Τχ下行鏈路傳輸）的LTE 系統(tǒng)中的下行鏈路參考信號（RS)配置；
[0028] 圖10示出了在當(dāng)前3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中定義的示例性下行鏈路解調(diào)制參考信號 (DMRS)分配；
[0029] 圖11示出了在當(dāng)前3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中定義的下行鏈路CSI-RS配置的信道狀態(tài)信 息-參考信號（CSI-RS)配置#0 ;
[0030] 圖12示出了天線傾斜方案；
[0031] 圖13是將現(xiàn)有技術(shù)的天線系統(tǒng)與有源天線系統(tǒng)（AAS)進(jìn)行比較的示圖；
[0032] 圖14示出了示例性的基于AAS的用戶設(shè)備（UE)特定波束成形；
[0033] 圖15示出了基于AAS的二維波束傳輸場景；
[0034] 圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的將對齊的部分預(yù)編碼應(yīng)用于均勻線 性陣列的示例；
[0035] 圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的將按列對齊的部分預(yù)編碼應(yīng)用于方 陣列的示例；
[0036] 圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的將按行對齊的部分預(yù)編碼應(yīng)用于方 陣列的示例；
[0037] 圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的將按行組對齊的部分預(yù)編碼應(yīng)用于 方陣列的示例；
[0038] 圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的為了 3D波束成形而有必要發(fā)送的各個層的 預(yù)編碼矩陣索引（PMI);以及
[0039] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信設(shè)備的框圖。
【具體實施方式】
[0040] 利用參照附圖描述的本發(fā)明的實施方式將很容易地理解本發(fā)明的配置、操作以及 其它特征。在此闡述的本發(fā)明的實施方式是本發(fā)明的技術(shù)特征被應(yīng)用于第三代合作伙伴計 劃（3GPP)系統(tǒng)的示例。
[0041] 盡管在長期演進(jìn)（LTE)系統(tǒng)和LTE-Advanced(LTE-A)系統(tǒng)的背景下描述了本發(fā)明 的實施方式，它們純粹是示例性的。因此，本發(fā)明的實施方式適用于任何其它的通信系統(tǒng)， 只要上述定義對于該通信系統(tǒng)有效即可。另外，盡管在頻分雙工（FDD)的背景下描述了本 發(fā)明的實施方式，伴隨一些修改，它們也很容易適用于半FDD (H-FDD)或時分雙工（TDD)。
[0042] 術(shù)語"基站（BS)"可用于涵蓋包括遠(yuǎn)程無線電頭端（RRH)、演進(jìn)節(jié)點B(eNB或 eNodeB)、接收點（RP)、中繼器等的術(shù)語的含義。
[0043] 圖2示出了符合用戶設(shè)備（UE)和演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)（E-UTRAN)之 間的3GPP無線接入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的無線電接口協(xié)議架構(gòu)中的控制平面協(xié)議棧和用戶平面協(xié)議 棧?？刂破矫媸荱E和E-UTRAN發(fā)送控制消息以管理呼叫的路徑，并且用戶平面是發(fā)送從應(yīng) 用層產(chǎn)生的數(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。
[0044] 層I (LI)處的物理（PHY)層向其高層（介質(zhì)訪問控制（MAC)層）提供信息傳送服 務(wù)。PHY層經(jīng)由傳輸信道連接到MAC層。傳輸信道在MAC層和PHY層之間傳遞數(shù)據(jù)。在發(fā) 送機和接收機的PHY層之間的物理信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。物理信道使用時間和頻率作為無線電 資源。具體地講，針對下行鏈路（DL)按照正交頻分多址（OFDMA)調(diào)制物理信道，針對上行 鏈路（UL)按照單載波頻分多址（SC-FDM)調(diào)制物理信道。
[0045] 層2(L2)處的MAC層經(jīng)由邏輯信道向其高層（無線電鏈路控制（RLC)層）提供服 務(wù)。L2處的RLC層支持可靠數(shù)據(jù)傳輸?？稍贛AC層的功能塊中實現(xiàn)RLC功能。L2處的分 組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP)層執(zhí)行報頭壓縮，以減少不必要的控制信息的量，并且因此經(jīng)由具 有窄帶寬的空中接口有效地發(fā)送互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP)分組（諸如IP版本4(IPv4)或IP版本 6 (IPv6)分組）。
[0046] 層3(或L3)的最低部分處的無線電資源控制（RRC)層僅被限定在控制平面上。 RRC層控制與無線電承載的配置、再配置和釋放有關(guān)的邏輯信道、傳輸信道和物理信道。無 線電承載指的是在L2處提供的用于UE和E-UTRAN之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)。為了這個目 的，UE和E-UTRAN的RRC層彼此交換RRC消息。如果在UE和E-UTRAN之間建立RRC連接， 則UE處于RRC連接模式，否則，UE處于RRC空閑模式。RRC層上面的非接入層面（NAS)層 執(zhí)行包括會話管理和移動性管理的功能。
[0047] 用于將數(shù)據(jù)從E-UTRAN傳送至UE的DL傳輸信道包括承載系統(tǒng)信息的廣播信道 (BCH)、承載尋呼消息的尋呼信道（PCH)以及承載用戶業(yè)務(wù)或控制消息的共享信道（SCH)。 可以在DL SCH或單獨定義的DL多播信道（MCH)上發(fā)送DL多播業(yè)務(wù)或控制消息或者DL廣 播業(yè)務(wù)或控制消息。用于將數(shù)據(jù)從UE傳送至E-UTRAN的UL傳輸信道包括承載初始控制消 息的隨機接入信道（RACH)以及承載用戶業(yè)務(wù)或控制消息的UL SCH。在傳輸信道上面定義 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)、多播業(yè)務(wù)信道（MTCH)等。
[0048] 圖3示出了 3GPP系統(tǒng)中的物理信道以及在所述物理信道上發(fā)送信號的一般方法。
[0049] 參照圖3，當(dāng)UE被通電或進(jìn)入新的小區(qū)時，UE執(zhí)行初始小區(qū)搜索（S301)。初始小 區(qū)搜索涉及獲取與eNB的同步。具體地講，通過從eNB接收主同步信道（P-SCH)和輔同步 信道（S-SCH)，UE將其定時同步到eNB并且獲取小區(qū)標(biāo)識符（ID)和其它信息。然后，UE可 以通過從eNB接收物理廣