多天線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形的制作方法
【專利摘要】提供了一種用于操作無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射器的方法。方法包括：通過(guò)將K個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為M個(gè)輸出流在頻域中波束成形；通過(guò)將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM信號(hào)來(lái)生成M個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)；通過(guò)將M個(gè)OFDM信號(hào)轉(zhuǎn)換為N個(gè)信號(hào)在時(shí)域中波束成形；以及發(fā)射一起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)信號(hào)。
【專利說(shuō)明】
多天線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請(qǐng)一般設(shè)及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，并且更特別地，設(shè)及多天線通信系統(tǒng)中的多級(jí)波 束成形。
【背景技術(shù)】
[0002] 由移動(dòng)設(shè)備所驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流量的快速增長(zhǎng)對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量提出挑戰(zhàn)。多輸入多 輸出（MIMO)和多用戶MIMO(MU-MIMO)是3GPP LTE中和LTE演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)中引入W改進(jìn)頻譜效率 的技術(shù)。MIMO系統(tǒng)包括裝備有具有放置在水平線上的天線元件的線性陣列的增強(qiáng)型NodeB (dNB)，并且eNB利用方位(水平)域中的空間分集?？蒞通過(guò)垂直地部署天線獲得系統(tǒng)容量 的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在第一實(shí)施例中，一種用于操作無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射器的方法包括:通過(guò)將K個(gè) 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為M個(gè)輸出流在頻域中波束成形;通過(guò)將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM信號(hào)生成M個(gè) 正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào);通過(guò)將M個(gè)(FDM信號(hào)轉(zhuǎn)換為N個(gè)信號(hào)在時(shí)域中波束成形；W及發(fā) 射一起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)信號(hào)。
[0004] 在第二實(shí)施例中，多級(jí)波束成形電路包括數(shù)據(jù)單元和遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端，所述數(shù)據(jù) 單元實(shí)現(xiàn)頻率選擇性波束成形級(jí)，并且所述遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚渭?jí)。數(shù) 據(jù)單元通過(guò)在頻域中將K個(gè)所接收的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為M個(gè)預(yù)編碼輸出流來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率選擇性波 束成形級(jí)。數(shù)據(jù)單元被配置為將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)。遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端被配 置為通過(guò)將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采樣的N個(gè)發(fā)射流來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚渭?jí)。遠(yuǎn) 程無(wú)線電頭端包括發(fā)射天線陣列，其被配置為發(fā)射一起形成廣播波束和多個(gè)用戶特定窄波 束的N個(gè)發(fā)射流。天線陣列包括多個(gè)物理天線。發(fā)射器流的數(shù)目N大于預(yù)編碼輸出流的數(shù)目 M。
[0005] 在第=實(shí)施例中，用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的多級(jí)波束成形的基站包括數(shù)據(jù)單元，其 被配置為實(shí)現(xiàn)頻率選擇性波束成形級(jí)。數(shù)據(jù)單元包括頻域預(yù)編碼模塊，其被配置為通過(guò)應(yīng) 用頻域預(yù)編碼矩陣在頻域中將K個(gè)數(shù)據(jù)流接收并且預(yù)編碼為M個(gè)輸出流。數(shù)據(jù)單元包括禪合 至IjM個(gè)循環(huán)前綴處理塊的M對(duì)快速傅里葉逆變換（IFFT)處理塊，并且每對(duì)被配置為將M個(gè)輸 出流變換為M個(gè)(FDM時(shí)域信號(hào)。每個(gè)IFFT處理塊被配置為將所接收的頻域信號(hào)變化為時(shí)域 采樣流。每個(gè)循環(huán)前綴處理塊被配置為將循環(huán)前綴添加到時(shí)域采樣流W生成M個(gè)預(yù)編碼輸 出流。基站包括遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端，其被配置為通過(guò)將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采樣的N 個(gè)發(fā)射流來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚渭?jí)。遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端信號(hào)包括時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文K， 其被配置為使用寬帶預(yù)編碼矩陣將M個(gè)輸出流接收并且預(yù)編碼為N個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)。遠(yuǎn) 程無(wú)線電頭端信號(hào)包括發(fā)射天線陣列，其被配置為發(fā)射一起形成廣播波束和用戶特定窄波 束的N個(gè)發(fā)射流。天線陣列包括多個(gè)物理天線。發(fā)射器流的數(shù)目N大于時(shí)域中的獨(dú)立預(yù)編碼 輸出流的數(shù)目M。
[0006] 在第四實(shí)施例中，多級(jí)波束成形方法包括通過(guò)將頻域中的K個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為頻域 中的M個(gè)預(yù)編碼輸出流來(lái)實(shí)現(xiàn)頻域波束成形級(jí)。方法包括將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM時(shí)域 信號(hào)。方法包括通過(guò)W下各項(xiàng)實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚渭?jí):將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采 樣的N個(gè)發(fā)射流;和通過(guò)包括多個(gè)物理天線的發(fā)射天線陣列發(fā)射一起形成廣播波束和用戶 特定窄波束的N個(gè)發(fā)射流。發(fā)射器流的數(shù)目N大于預(yù)編碼輸出流的數(shù)目M。
[0007] 根據(jù)W下附圖、描述和權(quán)利要求，其他技術(shù)特征對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W是容 易明顯的。
[0008] 在進(jìn)行下文詳細(xì)描述之前，闡述貫穿該專利文檔所使用的某些詞語(yǔ)和短語(yǔ)的定義 可W是有利的。術(shù)語(yǔ)"禪合"和其衍生詞是指兩個(gè)或更多的元件之間的任何直接或間接通 信，無(wú)論那些元件是否相互物理接觸。術(shù)語(yǔ)"發(fā)射"、"接收"和"通信"W及其衍生詞涵蓋直接 通信和間接通信二者。術(shù)語(yǔ)"包括（include)"和"包括(comprise)" W及其衍生詞意指包括 但不限于。術(shù)語(yǔ)"或"是包括的，運(yùn)意指和/或。短語(yǔ)"與……相關(guān)聯(lián)"W及其衍生詞意指包括、 包括在……內(nèi)、與……相互連接、包含、包含在……內(nèi)、連接到或與……連接、禪合到或 與……禪合、是與……可通信的、與……協(xié)作、交錯(cuò)、并置、接近……、綁定到或與……綁定、 具有、具有……的性質(zhì)、與……具有關(guān)系等等。術(shù)語(yǔ)"控制器"意指控制至少一個(gè)操作的任何 設(shè)備、系統(tǒng)或其一部分?？蒞 W硬件或硬件和軟件和/或固件的組合實(shí)現(xiàn)運(yùn)樣的控制器。可 W要么本地要么遠(yuǎn)程地集中或分布與任何特定控制器相關(guān)聯(lián)的功能性。當(dāng)與一系列項(xiàng)目一 起使用時(shí)，短語(yǔ)"……中的至少一個(gè)"意指可W使用所列出的項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的不同組 合并且可W僅需要列表中的一個(gè)項(xiàng)目。例如，"A、B和C中的至少一個(gè)"包括W下組合中的任 一個(gè):A、B、C、A和B、A和C、B和C W及A和B和C。
[0009] 貫穿該專利文檔提供對(duì)于其他某些詞語(yǔ)和短語(yǔ)的定義。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，在許多如果不是大部分實(shí)例中，運(yùn)樣的定義適于先驗(yàn)使用W及運(yùn)樣定義的詞語(yǔ)和 短語(yǔ)的未來(lái)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 出于本公開(kāi)和它的優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解，現(xiàn)在對(duì)結(jié)合附圖取得的W下描述進(jìn)行參 考，其中：
[0011] 圖1圖示了根據(jù)本公開(kāi)的示例無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；
[0012] 圖2A和2姻示了根據(jù)本公開(kāi)的示例無(wú)線發(fā)射和接收路徑；
[0013] 圖3圖示了根據(jù)本公開(kāi)的示例用戶設(shè)備；W及
[0014] 圖姻示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的全維度多輸入多輸出(FD-MIMO)通信系統(tǒng)；
[001引圖5圖示了根據(jù)本公開(kāi)的3GPP LTE物理層處理架構(gòu)；
[0016] 圖6和7圖示了根據(jù)本公開(kāi)的FD-MIMO基站的架構(gòu)的示例；
[0017] 圖8A、圖8B、圖9和圖10圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí) 波束成形架構(gòu)的示例；
[0018] 圖11圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的多級(jí)波束成形系統(tǒng)中的信道狀態(tài)信息參考信 號(hào)(CSI-RS)映射方案；
[0019] 圖12圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的控制信號(hào)虛擬化和多路復(fù)用方法；W及
[0020] 圖13圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的發(fā)射器的操作流程。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下文所討論的圖1到13和描述該專利文檔中的本公開(kāi)的原理所使用的各種實(shí)施例 僅W說(shuō)明的方式并且不應(yīng)當(dāng)W限制本公開(kāi)的范圍的任何方式進(jìn)行解釋。本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將理解到，本公開(kāi)的原理可W實(shí)現(xiàn)在任何適合地布置的無(wú)線通信系統(tǒng)中。
[0022] W下文檔和標(biāo)準(zhǔn)描述于此并入本公開(kāi)，好像在本文中充分闡述一樣：（i) L.化okko、V.-M.Kolmonen、J.Kivinen和P.化inikainen在COST 273 TD(04)193，Duisburg， 2004年所提出的 "Results from 5.3GHz MIMO measurement campaign"(在下文中稱作 "REFl");(ii)Alcatel Lucent，Lightradio，在http ://www.alcate1-lucent. com/ lightradi(V(在下文中稱作"REF2");(iii)Young-化n Nam,Boon Loong NgJrishna Sayana,Yang Li,Jianzhong(Charlie)Zhang,Younsun Kim和Juho Lee''Full Dimension MIMO(抑-MIM0)for 化Xt Generation Cellular Technology" IE邸通信雜志，第51 卷，第6 號(hào)，第172、179頁(yè)，2013年6月（在下文中稱作 "REF3");T. L.Marzetta"Non-cooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas" IEEE無(wú)線通 信學(xué)報(bào)，第9卷，第11期，第3590-3600頁(yè)，2010年11月（在下文中稱作"REF4" ); Ji-Yun Seo I 等人白勺題為('Communic曰tion method曰nd曰pp曰r曰tus usin邑曰n曰Io邑曰nd di邑it曰1 hybrid beamforming"的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2013/0301454A1 (在下文中稱作"REF5");和3GPP TS 35.211: ('Evolved Universal Terrestrial Radio Access化-UTRA);Physical channels and modulation''。
[0023] 下文所討論的圖I到13和描述該專利文檔中的本發(fā)明的原理所使用的各種實(shí)施例 僅W說(shuō)明的方式并且不應(yīng)當(dāng)W限制本公開(kāi)的范圍的任何方式進(jìn)行解釋。本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將理解到，本公開(kāi)的原理可W實(shí)現(xiàn)在任何適合地布置的設(shè)備或系統(tǒng)中。
[0024] 圖1圖示了根據(jù)本公開(kāi)的示例無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100。圖1中所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100的實(shí)施例僅 用于說(shuō)明。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可W使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100的其他實(shí)施例。
[00 巧]如圖 1 中所示，無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 100 包括 eNodeB(eNB)101、eNB 102 和 eNB 103eeNB 101 與 eNB 102和eNB 103通信。eNB 101還與至少一個(gè)網(wǎng)際協(xié)議（IP)網(wǎng)絡(luò)130通信，諸如因特網(wǎng)、專 有IP網(wǎng)絡(luò)或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
[0026] 取決于網(wǎng)絡(luò)類型，取代"eNodeB"或"eNB",可W使用其他眾所周知的術(shù)語(yǔ)諸如"基 站"或"接入點(diǎn)"。出于方便的緣故，術(shù)語(yǔ)"eNodeB"和"eNB"在本專利文檔中被用于W指示提 供對(duì)遠(yuǎn)程終端的無(wú)線訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部件。而且，取決于網(wǎng)絡(luò)類型，取代"用戶設(shè)備"或 "UE"，可W使用其他眾所周知的術(shù)語(yǔ)諸如"移動(dòng)站"、"用戶站"、"遠(yuǎn)程終端"、"無(wú)線終端"或 "用戶設(shè)備"。出于方便的緣故，術(shù)語(yǔ)"用戶設(shè)備"和"UE"在本專利文檔中被使用W指示無(wú)線 地訪問(wèn)eNB的遠(yuǎn)程無(wú)線設(shè)備，肥要么是移動(dòng)設(shè)備（諸如移動(dòng)電話或智能電話)要么通常被認(rèn) 為是固定設(shè)備(諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)或自動(dòng)售貨機(jī)）。
[0027] eNB 102針對(duì)eNB 102的覆蓋區(qū)域120內(nèi)的第一多個(gè)用戶設(shè)備化E)提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)130 的無(wú)線寬帶訪問(wèn)。第一多個(gè)肥包括:肥111，其可W定位在小企業(yè)(SB)中；UE 112,其可W定 位在企業(yè)化）中；UE 113,其可W定位在WiFi熱點(diǎn)化S)中；UE 114,其可W定位在第一公寓 (R)中；UE 115,其可W定位在第二公寓（R)中；UE 116,其可W是像手機(jī)、無(wú)線膝上型電腦、 無(wú)線PDA等等的移動(dòng)設(shè)備(M) DeNB 103針對(duì)eNB 103的覆蓋區(qū)域125內(nèi)的第二多個(gè)肥提供對(duì) 網(wǎng)絡(luò)130的無(wú)線寬帶訪問(wèn)。第二多個(gè)肥包括肥115和肥116。在一些實(shí)施例中，eNB 101-103 中的一個(gè)或多個(gè)可W使用56、1；^、1；^-4、￥11曰^或其他高級(jí)無(wú)線通信技術(shù)彼此通信并且與 肥111-116通信。
[0028] 虛線示出了覆蓋區(qū)域120和125的近似范圍，其僅出于說(shuō)明和解釋的目的被示出為 近似圓形。應(yīng)當(dāng)清楚理解，與eNB相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)域(諸如覆蓋區(qū)域120和125)可W具有其他 形狀(包括不規(guī)則形狀），運(yùn)取決于eNB的配置和與自然障礙物和人工障礙物相關(guān)聯(lián)的無(wú)線 電環(huán)境的變化。
[0029] 如下文更詳細(xì)描述的，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100(諸如eNB 101-103)的各種部件支持多級(jí)下行 鏈路波束成形架構(gòu)。
[0030] 雖然圖1圖示了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100的一個(gè)示例，但是可W對(duì)圖1做出各種改變。例如，無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)100可W W任何適合的布置包括任何數(shù)目的eNB和任何數(shù)目的肥。而且，eNB 101可W 與任何數(shù)目的UE直接通信并且給那些肥提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)130的無(wú)線寬帶訪問(wèn)。類似地，每個(gè)eNB 102-103可W與網(wǎng)絡(luò)130直接通信并且給UE提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)130的直接無(wú)線寬帶訪問(wèn)。而且，eNB 101、102和/或103可W提供對(duì)其他或附加外部網(wǎng)絡(luò)(諸如外部電話網(wǎng)絡(luò)或其他類型的數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)）的訪問(wèn)。
[0031] 圖2A和2B圖示了根據(jù)本公開(kāi)的示例無(wú)線發(fā)射和接收路徑。在W下描述中，發(fā)射路 徑200可W被描述為實(shí)現(xiàn)在eNB(諸如eNB 102)中，而接收路徑250可W被描述為實(shí)現(xiàn)在UE (諸如肥116)中。然而，將理解到，接收路徑250可W實(shí)現(xiàn)在eNB中，并且發(fā)射路徑200可W實(shí) 現(xiàn)在UE中。在一些實(shí)施例中，發(fā)射路徑200和接收路徑250被配置為支持針對(duì)多天線無(wú)線通 信系統(tǒng)的多級(jí)下行鏈路波束成形。
[0032] 發(fā)射路徑200包括信道編碼和調(diào)制塊205、串行-并行（S-P)塊210、大小為N的快速 傅里葉逆變換（IFFT)塊215、并行-串行(P-S)塊220、添加循環(huán)前綴塊225和上變換器化C) 230。接收路徑250包括下變換器(DC)255、移除循環(huán)前綴塊260、串行-并行(S-P)塊265、大小 為N的快速傅里葉變換(FFT)塊270、平行-串行(P-S)塊275和信道解碼和解調(diào)塊280。
[0033] 在發(fā)射路徑200中，信道編碼和調(diào)制塊205接收一組信息位、應(yīng)用編碼(諸如低密度 奇偶校驗(yàn)化DPC)編碼）并且調(diào)制輸入位（諸如利用正交相移鍵控(QPSK)或正交幅度調(diào)制 (QAM)似生成頻域調(diào)制符號(hào)的序列。串行-并行塊210將串行調(diào)制符號(hào)轉(zhuǎn)換(諸如去復(fù)用)為 并行數(shù)據(jù)W便生成N個(gè)并行符號(hào)流，其中，N是使用在eNB 102和肥116中的IFFT/FFT大小。 大小為N的IFFT塊215對(duì)N個(gè)并行符號(hào)流執(zhí)行IFFT操作W生成時(shí)域輸出信號(hào)。平行-串行塊 220轉(zhuǎn)換（諸如復(fù)用）來(lái)自大小為N的IFFT塊215的并行時(shí)域輸出符號(hào)W便生成串行時(shí)域信 號(hào)。添加循環(huán)前綴塊225將循環(huán)前綴插入到時(shí)域信號(hào)。上變換器230將添加循環(huán)前綴塊225的 輸出調(diào)制(諸如上變換)到RF頻率用于經(jīng)由無(wú)線信道傳輸。在轉(zhuǎn)換到RF頻率之前，還可W在 基帶處對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。
[0034] 從eNB 102所發(fā)射的RF信號(hào)在穿過(guò)無(wú)線信道之后到達(dá)UE 116,并且在肥116處執(zhí) 行eNB 102處的那些的逆操作。下變換器225將所接收的信號(hào)下變換到基帶頻率，并且移除 循環(huán)前綴塊260移除循環(huán)前綴W生成串行時(shí)域基帶信號(hào)。串行-并行塊265將時(shí)域基帶信號(hào) 轉(zhuǎn)換為并行時(shí)域信號(hào)。大小為N的FFT塊270執(zhí)行FFT算法W生成N個(gè)并行頻域信號(hào)。平行-串 行塊275將并行頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換為經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)符號(hào)的序列。信道解碼和解調(diào)塊280將經(jīng)調(diào)制 的符號(hào)解調(diào)和解碼W恢復(fù)原始輸入數(shù)據(jù)流。
[0035] eNB 101-103中的每一個(gè)可W實(shí)現(xiàn)與到肥111-116的下行鏈路中的發(fā)射類似的發(fā) 射路徑200并且可W實(shí)現(xiàn)與來(lái)自肥111-116的上行鏈路中的接收類似的接收路徑250。類似 地，肥111-116中的每一個(gè)可W實(shí)現(xiàn)用于到eNB 101-103的上行鏈路中的發(fā)射的發(fā)射路徑 200,并且可W實(shí)現(xiàn)用于eNB 101-103的下行鏈路中的接收的接收路徑250。
[0036] 可W僅使用硬件或使用硬件和軟件/固件的組合實(shí)現(xiàn)圖2A和2B中的部件中的每一 個(gè)。作為特定示例，可W W軟件實(shí)現(xiàn)圖2A和2B中的部件中的至少一些，而可W通過(guò)可配置軟 件或軟件和可配置硬件的混合物實(shí)現(xiàn)其他部件。例如，F(xiàn)FT塊270和IFFT塊215可W被實(shí)現(xiàn)為 可配置軟件算法，其中，可W根據(jù)實(shí)現(xiàn)方案修改大小N的值。
[0037] 而且，雖然描述為使用FFT和IFFT，但是運(yùn)僅W說(shuō)明的方式并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限 制本公開(kāi)的范圍。可W使用其他類型的變換，諸如離散傅里葉變換(DFT)和離散傅里葉逆變 換（IDFT)函數(shù)。將理解到，變量N的值可W是用于DFT和IDFT函數(shù)的任何整數(shù)(諸如1、2、3、4 等等），而變量N的值可W是用于FFT和IFFT函數(shù)的二的幕的任何整數(shù)(諸如1、2、4、8、16等 等)。
[0038] 雖然圖2A和2B圖示了無(wú)線發(fā)射和接收路徑的示例，但是可W對(duì)圖2A和2B做出各種 改變。例如，可W組合、進(jìn)一步細(xì)分或省略圖2A和2B中的各種部件，并且可W根據(jù)特定需要 添加附加部件。而且，圖2A和2B旨在圖示可W使用在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射路徑和接收路徑的 類型的示例。任何其他適合的架構(gòu)可W被用于支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線通信。
[0039] 圖3圖示了根據(jù)本公開(kāi)的示例UE 116。圖3中所圖示的UE 116的實(shí)施例僅用于說(shuō) 明，并且圖1的UE 111-115可W具有相同或類似的配置。然而，UEW各種各樣的配置出現(xiàn)，并 且圖3不將本公開(kāi)的范圍限于UE的任何特定實(shí)現(xiàn)方案。
[0040] 如圖3中所示，肥116包括天線305、射頻(RF)收發(fā)器310、發(fā)射(TX)處理電路315、 麥克風(fēng)20和接收(RX)處理電路325。祀116還包括揚(yáng)聲器330、主處理器340、輸入/輸出（1/ 0)接口（IF)345、小鍵盤350、顯示器355和存儲(chǔ)器360。存儲(chǔ)器360包括基本操作系統(tǒng)(OS)程 序361和一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用362。
[0041 ] RF收發(fā)器310從天線305接收由網(wǎng)絡(luò)100的eNB所發(fā)射的傳入RF信號(hào)。RF收發(fā)器310 將傳入RF信號(hào)下變換W生成中頻（IF)或基帶信號(hào)。IF或基帶信號(hào)發(fā)送給RX處理電路325,其 通過(guò)將基帶或IF信號(hào)過(guò)濾、解碼和/或數(shù)字化生成經(jīng)處理的基帶信號(hào)。RX處理電路325將經(jīng) 處理的基帶信號(hào)發(fā)射給揚(yáng)聲器330(諸如針對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù))或主處理器340進(jìn)行進(jìn)一步處理(諸 如針對(duì)網(wǎng)絡(luò)瀏覽數(shù)據(jù)）。
[0042] TX處理電路315接收來(lái)自麥克風(fēng)320的模擬或數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)或來(lái)自主處理器340的 其他傳出基帶數(shù)據(jù)(諸如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、電子郵件或交互式視頻游戲數(shù)據(jù)）dTX處理電路315編 碼、復(fù)用和/或數(shù)字化傳出基帶數(shù)據(jù)W生成經(jīng)處理的基帶或IF信號(hào)。RF收發(fā)器310從TX處理 電路315接收傳出的經(jīng)處理的基帶或IF信號(hào)并且將基帶或IF信號(hào)上變換到經(jīng)由天線305所 發(fā)射的RF信號(hào)。
[0043] 主處理器340可W包括一個(gè)或多個(gè)處理器或其他處理設(shè)備并且執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 360中的基本OS程序361W便控制肥116的總體操作。例如，主處理器340可W根據(jù)眾所周知 的原理通過(guò)RF收發(fā)器310、RX處理電路325和TX處理電路315控制前向信道信號(hào)的接收和反 向信道信號(hào)的傳輸。在一些實(shí)施例中，主處理器340包括至少一個(gè)微處理器或微控制器。
[0044] 主處理器340還能夠執(zhí)行駐留在存儲(chǔ)器360中的其他處理和程序，諸如用于多天線 無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)下行鏈路波束成形的操作。主處理器340可W如由執(zhí)行處理所要求地 將數(shù)據(jù)移動(dòng)到存儲(chǔ)器360中或移動(dòng)出存儲(chǔ)器360。在一些實(shí)施例中，主處理器340被配置為基 于OS程序361或響應(yīng)于從eNB或操作者所接收的信號(hào)，執(zhí)行應(yīng)用362。主處理器340還禪合到 I/O接口 345,其給UE 116提供連接到其他設(shè)備(諸如膝上型計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)）的能 力。I/O接口 345是運(yùn)些附件與主控制器340之間的通信路徑。
[0045] 主處理器340還禪合到小鍵盤350和顯示單元355。祀116的操作者可W使用小鍵 盤350將數(shù)據(jù)輸入到肥116中。顯示器355可W是液晶顯示器或能夠擅染諸如來(lái)自網(wǎng)站的文 本和/或至少有限圖形的其他顯示器。
[0046] 存儲(chǔ)器360禪合到主處理器340。存儲(chǔ)器360的一部分可W包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)，并且存儲(chǔ)器360的另一部分可W包括閃速存儲(chǔ)器或其他只讀存儲(chǔ)器(ROM)。
[0047] 雖然圖3圖示了 UE 116的一個(gè)示例，但是可W對(duì)圖3做出各種改變。例如，可W組 合、進(jìn)一步細(xì)分或省略圖3中的各種部件，并且可W根據(jù)特定需要添加附加部件。作為特定 示例，主處理器340可W被劃分為多個(gè)處理器，諸如一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)和一個(gè) 或多個(gè)圖形處理單元(GPU)。而且，雖然圖3圖示了被配置為移動(dòng)電話或智能電話的UE 116， 但是UE可W被配置為其他類型的移動(dòng)設(shè)備或固定設(shè)備。
[0048] 圖4圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的全維度多輸入多輸出巧D-MIM0)通信系統(tǒng)。圖4 中所示的FD-MIMO通信系統(tǒng)400的實(shí)施例僅用于說(shuō)明。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可 W使用其他實(shí)施例。
[0049] 抑-MIMO通信系統(tǒng)400包括eNB 4(n和多個(gè)肥411-414eeNB 401包括一個(gè)或多個(gè)天 線陣列403、基帶單元405(BBU)和將BBU 405禪合到天線陣列403的通用公共射頻接口 (CPRI)407dB腳405通過(guò)網(wǎng)際協(xié)議(IP)回程420將eNB 401禪合到LTE基礎(chǔ)設(shè)施。
[00加 ]根據(jù)REFl和REF2,垂直地部署天線允許eNB利用仰角域（elevation domain)中的 分集(例如通過(guò)仰角波束成形），運(yùn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量(例如，吞吐量)中的多達(dá)30%增益。
[00引]根據(jù)REF3,全維度MIMO(FD-MIMO)已經(jīng)作為顯著地增加系統(tǒng)容量的技術(shù)出現(xiàn)。在 抑-MIMO(還被稱為REF4中的Massive MIMO)中，eNB 401將大量的有源天線元件部署在二維 (2D)平面(即，2D有源天線陣列）中，如圖4中所圖示的。eNB 401可W在水平域和垂直域二者 中形成波束(運(yùn)充分地利用空間分集)并且因此能夠支持高階MU-MIM0。即，在FD-MIMO中，2D 有源天線陣列具有許多有源天線元件，并且因此，設(shè)計(jì)天線虛擬化預(yù)編碼器W_〇W維持寬波 束圖案是不輕松的。
[0化2] 在一個(gè)示例中，eNB 401包括S個(gè)天線陣列。每個(gè)天線陣列403生成到超過(guò)十（10) 個(gè)UE的高階MU-MIMO傳輸。每個(gè)天線陣列包括垂直地布置為列的數(shù)目（Nv)和水平地布置為 行的天線的數(shù)目（Nh)。例如，每個(gè)天線陣列403包括布置為八個(gè)天線每行和八個(gè)天線每列的 六十四（64)個(gè)天線。六十四個(gè)天線形成對(duì)應(yīng)于UE 411的發(fā)射波束431。對(duì)于每個(gè)其他UE 412-414而言，六十四個(gè)天線形成對(duì)應(yīng)的發(fā)射波束432-434。
[0化3] 在LTE或LTE-A中，禪合到eNB的UE 411-414接收控制信息。為了確保寬覆蓋，eNB 401使用特殊的預(yù)編碼器(被稱為天線虛擬化)控制符號(hào)使得來(lái)自eNB 401的控制符號(hào)的傳 輸具有寬波束寬度。在某些實(shí)施例中，天線虛擬化預(yù)編碼器可W被表達(dá)為WO= [W1，...， WNt].,在該情況下,eNB 401將枉制?f守號(hào).誠(chéng)發(fā)射為姑'>%苗'。
[0054]信道質(zhì)量指示器(CQI)預(yù)測(cè)是與天線虛擬化相關(guān)聯(lián)的挑戰(zhàn)。CQI是來(lái)自肥的反饋參 數(shù)，其向eNB通知肥處的總體信噪比（SNR) dCQI影響由eNB所選擇的傳輸方案、調(diào)制和編碼方 法等等。在LTE/LTE-A中，肥通?；谟商炀€虛擬化所發(fā)射的符號(hào)導(dǎo)出CQI。數(shù)據(jù)符號(hào)通常由 具有窄寬度的波束預(yù)編碼W減少對(duì)非預(yù)期UE的干擾。因此，由于預(yù)編碼差異，因而CQI可W 不匹配數(shù)據(jù)信道的SNR。即，數(shù)據(jù)信道的預(yù)編碼與控制信道的預(yù)編碼不同，因此，基于天線虛 擬化的CQI可W不匹配SNR或數(shù)據(jù)信道。在抑-MIMO系統(tǒng)中，CQI與SNR之間的失配可W是顯著 的，因?yàn)橛捎陉嚵兄械拇罅康奶炀€，因而用于數(shù)據(jù)符號(hào)的預(yù)編碼具有窄得多的波束寬度。作 為方案，eNB 410通過(guò)基于反饋CQI (或從UE反饋的CQI)估計(jì)用于數(shù)據(jù)信道的SNR來(lái)執(zhí)行CQI 預(yù)測(cè)。
[0055] 圖5圖示了根據(jù)本公開(kāi)的3GPP LTE物理層處理架構(gòu)。REF 6指定圖5中的物理層處 理架構(gòu)。3GPP LTE物理層處理架構(gòu)501接收多個(gè)碼字505a-b并且輸出針對(duì)每個(gè)所接收的碼 字的OFDM信號(hào)。圖5中的處理鏈的輸入多達(dá)兩個(gè)碼字，其中，每個(gè)碼字包括位的序列。通過(guò) "加擾"和"調(diào)制映射器"塊通過(guò)處理對(duì)每個(gè)碼字中的位進(jìn)行加擾和調(diào)制。加擾單元510a對(duì)碼 字505a進(jìn)行加擾并且輸出經(jīng)加擾的碼字。調(diào)制映射器515a從加擾單元510a接收經(jīng)加擾的碼 字輸出并且對(duì)經(jīng)加擾的碼字進(jìn)行調(diào)制。加擾單元51化和調(diào)制映射器51化對(duì)碼字50化執(zhí)行與 元件510a和515a對(duì)碼字505a相同的功能。層映射器520從調(diào)制映射器515a和51化接收經(jīng)調(diào) 制的經(jīng)加擾的碼字并且生成多個(gè)層525。更特別地，兩個(gè)碼字的調(diào)制符號(hào)通過(guò)生成多個(gè)層 化)的層映射器進(jìn)行處理。K數(shù)目的層中的每層輸出給預(yù)編碼單元530,其生成多個(gè)預(yù)編碼信 號(hào)(N)"N個(gè)預(yù)編碼的信號(hào)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于各自的資源元素映射器535a、b和各自的OFDM信 號(hào)生成單元540a、b"K數(shù)目的預(yù)編碼的信號(hào)被饋送給它們的各自的資源元素映射器和(FDM 信號(hào)生成塊W輸出多個(gè)天線端口信號(hào)(N)。更特別地，每個(gè)資源元素映射器535a、b將預(yù)編碼 層接收并且映射到資源塊的資源元素。每個(gè)0抑M信號(hào)生成單元540a和54化將OFDM信號(hào)輸出 給天線端口 545。
[0056] 在3GPP LTE下行鏈路中，存在S個(gè)不同類型的天線端口，包括小區(qū)特定參考信號(hào) (CRS)天線端口、信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)天線端口和肥特定參考信號(hào)(肥-RS)天線 端口。對(duì)于CRS天線端口而言，N= 1、2或4。對(duì)于CSI-RS天線端口而言，N = 1、2、4或8。對(duì)于UE- RS天線端口而言，N=I、2、3、……、8。
[0057] 圖6和7圖示了根據(jù)本公開(kāi)的FD-MIMO基站的架構(gòu)的示例。圖6圖示了使用CPRI接口 的抑-MIMO基站的架構(gòu)。圖7圖示了另一 FD-MIMO基站的架構(gòu)，其是其中集成了調(diào)制解調(diào)器和 RF單元的集成基站。圖6和7中所示的FD-MIMO基站架構(gòu)600和700的實(shí)施例僅用于說(shuō)明。在不 脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可W使用其他實(shí)施例。
[005引為了支持大量的天線端口，總體系統(tǒng)復(fù)雜性增加?；鶐cRF單元之間的多個(gè)流、 OFDM調(diào)制和接口的預(yù)編碼的復(fù)雜性與系統(tǒng)中的天線的數(shù)目成比例地增加。復(fù)雜性使支持大 量的天線端口的系統(tǒng)成本過(guò)高。通過(guò)CPRI接口 615禪合到彼此的
[0059] 在圖6中所示的示例中，F(xiàn)D-MIMO基站架構(gòu)600包括數(shù)據(jù)單元(DU)605和遠(yuǎn)程無(wú)線電 頭端(RRH)610。在某些實(shí)施例中，DU 605定位在塔的底部，RRH 610定位在塔的頂部，并且 CPRI 615從塔的頂部運(yùn)行到底部W將DU 605連接到RRH 610。在某些實(shí)施例中，DU 605定位 在遠(yuǎn)離R畑610的數(shù)千米處，并且CPRI 615從塔的頂部的RRH 610運(yùn)行W連接到DU 605dDU 605處理基帶信號(hào)620的K個(gè)流(或?qū)樱?。在MIMO配置中基帶信號(hào)620可W來(lái)自多個(gè)用戶或來(lái)自 多個(gè)層。DU 605包括預(yù)編碼塊630和N個(gè)IFFT塊640。預(yù)編碼塊630執(zhí)行頻域中的頻域波束成 形W通過(guò)使用N個(gè)天線端口對(duì)抗針對(duì)K個(gè)流的多徑衰落。頻域波束成形的示例包括頻率選擇 性波束成形、頻率依賴波束成形和窄帶預(yù)編碼。在各種實(shí)施例中，頻率預(yù)編碼可W跨越頻率 變化(頻率選擇性)或?qū)τ谡麄€(gè)分配帶寬(頻率平坦或?qū)拵?保持相同。更特別地，預(yù)編碼塊 630從K個(gè)流接收K個(gè)基帶信號(hào)并且輸出N個(gè)頻域信號(hào)635 JFFT塊640通過(guò)執(zhí)行IFFT操作將頻 域信號(hào)635轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)645。每個(gè)IFFT塊640執(zhí)行資源元素映射(其執(zhí)行IFFT操作)并且 將循環(huán)前綴(CP)添加到從DU 605所輸出的時(shí)域信號(hào)645 JFFT塊640可W被稱為"(FDM調(diào)制 單元"。CPRI接口615將具有CP的時(shí)域信號(hào)攜帶到RRH 610W用于下行鏈路傳輸。CPRI接口 615包括攜帶基帶信號(hào)的高速光纖接口。
[0060] RRH 610處理針對(duì)N個(gè)分離的傳輸路徑的N個(gè)時(shí)域信號(hào)645。更特別地，RRH 610輸出 N個(gè)波束。RRU 610包括N個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)650、N個(gè)射頻(RF)鏈660和N個(gè)功率放大器 670和N個(gè)天線680dDAC 650將數(shù)字時(shí)域信號(hào)645轉(zhuǎn)換為模擬RF信號(hào)655。每個(gè)RF鏈660將信號(hào) 輸出給對(duì)應(yīng)的功率放大器670和用于對(duì)應(yīng)的天線680的天線端口。
[0061 ] FD-MIMO基站的架構(gòu)700與FD-MIMO基站的架構(gòu)600類似。抑-MIMO基站的架構(gòu)700不 包括CPRI接口 615。例如，IFFT塊640將時(shí)域信號(hào)645直接輸出到DAC 650中。在某些實(shí)施例 中，F(xiàn)D-MIMO基站的架構(gòu)700的部件非常接近于彼此布置并且不因?yàn)樗叨蛛x。
[0062] 在圖6和7中，根據(jù)等式1-3測(cè)量每個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)600和700的復(fù)雜性，其中，N是天線端 口的數(shù)目，K是流的數(shù)目，L是數(shù)據(jù)資源元素的數(shù)目并且G是保護(hù)資源元素的數(shù)目。在等式1 中，預(yù)編碼包括(NXK)和化XL)的矩陣乘法，等式2設(shè)及IFFT。等式3設(shè)及通過(guò)CPRI接口或其 他數(shù)字接口的數(shù)據(jù)流量。通過(guò)CPRI接口的預(yù)編碼、IFFT和數(shù)據(jù)流量的復(fù)雜性與天線端口的 數(shù)目N成比例。當(dāng)N較大時(shí)，系統(tǒng)是成本過(guò)高的。
[0063] Complexity = O(NXKXL) (1)
[0064] Complexity = 0( (L+G) X log2(X+G) XN) (2)
[0065] Complexity = NX (L+G)個(gè)采樣每(FDM符號(hào)（3)
[0066] 圖8A、8B、9和10圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成 形架構(gòu)的示例。圖8A-10中的多級(jí)波束成形架構(gòu)中的每一個(gè)包括通過(guò)將K個(gè)所接收的數(shù)據(jù)流 (層)從頻域轉(zhuǎn)換到時(shí)域而同時(shí)形成M個(gè)獨(dú)立預(yù)編碼輸出流的頻域級(jí)，其中，K小于或等于M。 而且，圖8A-10中的多級(jí)波束成形架構(gòu)中的每一個(gè)包括通過(guò)轉(zhuǎn)換M個(gè)所接收的獨(dú)立預(yù)編碼輸 出流同時(shí)發(fā)射來(lái)自N個(gè)發(fā)射器RF鏈的信號(hào)的時(shí)域級(jí)，其中，N大于M。圖8A圖示了多天線無(wú)線 通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形的示例，所述多天線無(wú)線通信系統(tǒng)包括用于時(shí)域級(jí)中的共同控制 信號(hào)和CSI-RS的天線虛擬化。圖8B圖示了多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形的示例的集 成基站單元，所述多天線無(wú)線通信系統(tǒng)包括用于時(shí)域級(jí)中的共同控制信號(hào)和CSI-RS的天線 虛擬化。圖9圖示了多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形的另一示例，所述多天線無(wú)線通信 系統(tǒng)包括頻域級(jí)中的共同控制信號(hào)的天線虛擬化和時(shí)域級(jí)中的CSI-RS的天線虛擬化。圖10 圖示了多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形的示例，所述多天線無(wú)線通信系統(tǒng)包括用于頻 域級(jí)中的共同控制信號(hào)和CSI-RS的天線虛擬化。用于多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)波束成形 架構(gòu)包括波束成形的至少兩級(jí)。圖8A、圖8B、圖9和圖10中所示的架構(gòu)800、801、900和1000的 實(shí)施例僅用于說(shuō)明。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可W使用其他實(shí)施例。
[0067] 例如，可W在宏基站中實(shí)現(xiàn)圖8A-10中的多級(jí)波束成形架構(gòu)中的每一個(gè)，所述宏基 站包括將頻域級(jí)連接到時(shí)域級(jí)的CPRI接口。作為另一示例，圖8A-10中的多級(jí)波束成形架構(gòu) 中的每一個(gè)可W實(shí)現(xiàn)在集成基站中，其中，數(shù)據(jù)單元和天線單元組合在一個(gè)單元中，其包括 頻域級(jí)與時(shí)域級(jí)集成W形成不包括CPRI接口的單個(gè)系統(tǒng)?？蒞在抑-MIMO基站中實(shí)現(xiàn)圖8A- 10中的多級(jí)波束成形架構(gòu)。
[0068] 圖8A示出了用于蜂窩下行鏈路系統(tǒng)的兩級(jí)波束成形(預(yù)編碼）。在多級(jí)波束成形架 構(gòu)800中，在虛擬化之后在時(shí)域中多路復(fù)用PBCH、PDCCH、PSS/SSS和基于CRS的PDSCH的CRS、 CSI-RS和對(duì)應(yīng)的信道。在圖8A中，多級(jí)波束成形架構(gòu)800包括通過(guò)CPRI接口815禪合到彼此 的數(shù)據(jù)單元(DU)805和遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端(R畑)810。在某些實(shí)施例中，DU 805定位在塔的底 部，RRH 810定位在塔的頂部，并且CPRI 815從塔的頂部運(yùn)行到底部W將DU 805連接到R畑 810。在某些實(shí)施例中，DU 805定位在遠(yuǎn)離RRH 810的數(shù)千米處，并且CPRI 815從塔的頂部的 R畑810運(yùn)行W連接到DU 805dDU 805執(zhí)行波束成形的級(jí)，并且R畑810執(zhí)行波束成形的另 一級(jí)。
[0069] 例如，DU 805實(shí)現(xiàn)第一級(jí)是頻率選擇性波束成形級(jí)，其中，K個(gè)數(shù)據(jù)流(層）由頻率 選擇性預(yù)編碼矩陣預(yù)編碼。而且，在第一級(jí)中，將頻域采樣轉(zhuǎn)換到時(shí)域。第二級(jí)是時(shí)域?qū)拵?波束成形級(jí)，其中，第二級(jí)波束成形模塊（即，RRH 810)處理M個(gè)時(shí)域信號(hào)。在第二級(jí)中，天線 虛擬化模塊865將公共信號(hào)（例如，小區(qū)特定參考信號(hào)（CRSKCSI-RS、物理下行鏈路控制信 道(PDCCH)、物理廣播信道(PBCH)和PSS/SSS)和CRS-PDSC刷央射到波束圖案中（例如，寬波束 圖案或窄波束圖案）W使得公共信號(hào)可W被用于覆蓋小區(qū)。運(yùn)些公共信號(hào)和CRS-PDSCH添加 到N個(gè)波束成形的時(shí)域數(shù)據(jù)信號(hào)中。
[0070] DU 805包括波束成形控制塊825、預(yù)編碼塊830、M數(shù)目的IFFT塊840、公共信號(hào)IFFT 塊840a和84化。波束成形控制塊825基于上行鏈路預(yù)編碼矩陣指示器(PMI)和/或從肥或多 個(gè)肥所接收的信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)，生成波束成形控制信號(hào)826-827。波束成形 控制塊825將控制信號(hào)826發(fā)送給預(yù)編碼塊830并且將另一控制信號(hào)827發(fā)送給R畑810。波 束成形控制信號(hào)826向頻域預(yù)編碼塊830指示將被施加到K個(gè)數(shù)據(jù)流820的頻率選擇性預(yù)編 碼矩陣。波束成形控制信號(hào)827向時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890指示寬帶預(yù)編碼矩陣Q，或者一組 指示器可W被用于重建QW施加到輸入到時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890的M個(gè)流845。更特別地， CPRI 815將波束成形控制信號(hào)827從DU 805攜帶到RRH 810。下文參考圖12更具體地描述寬 帶預(yù)編碼矩陣Q。
[0071] 頻率選擇性預(yù)編碼塊830從要么K個(gè)單獨(dú)的用戶要么多個(gè)用戶的多個(gè)層的任何組 合接收用戶數(shù)據(jù)的K個(gè)流(層)820。每個(gè)流包括與用戶數(shù)據(jù)組合的至少一個(gè)用戶設(shè)備參考信 號(hào)師-RS)。例如，流(StreanU)可W包括與來(lái)自第一肥411的數(shù)據(jù)信號(hào)組合的來(lái)自第一肥 411的肥-RS。來(lái)自第一肥411的數(shù)據(jù)信號(hào)與肥-RS相關(guān)聯(lián)。頻域預(yù)編碼塊830通過(guò)施加頻率 選擇性預(yù)編碼矩陣諸如{Pf:f = 〇，l，…，F(xiàn)}將K個(gè)數(shù)據(jù)流820變換為M個(gè)獨(dú)立預(yù)編碼輸出流 832，其中，下標(biāo)f是指子帶索引，其中，系統(tǒng)帶寬被劃分為F個(gè)子帶。
[0072] M個(gè)IFFT塊840將M個(gè)流832映射到頻域中的資源元素。更特別地，IFFT塊840被配置 為根據(jù)資源元素映射將M個(gè)預(yù)編碼輸出流中的相應(yīng)一個(gè)映射到多個(gè)用戶設(shè)備，并且通過(guò)M個(gè) 離散傅里葉逆變換（IFFT)將M個(gè)流820變換為時(shí)域信號(hào)。IFFT塊840將循環(huán)前綴(CP)添加到 相應(yīng)的預(yù)編碼流作為保護(hù)間隔。更特別地，IFFT塊840接收M個(gè)獨(dú)立預(yù)編碼的頻域信號(hào)835并 且通過(guò)CPRI接口815將時(shí)域采樣的M個(gè)流845輸出給RRH 810。時(shí)域采樣的M個(gè)流845還被稱為 OFDM時(shí)域信號(hào)。數(shù)據(jù)單元與遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端之間的接口攜帶時(shí)域信號(hào)的M個(gè)流。
[0073] 公共信號(hào)IFFT塊840a和840b接收公共信號(hào)，諸如〇?5、？55/555、？8邸、？0〔邸和〇?5- PDSCH。與IFFT塊840類似，公共信號(hào)IFFT塊840a將公共信號(hào)映射到資源元素，通過(guò)執(zhí)行IFFT 操作將所接收的公共信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)的流845a-b。即，公共信號(hào)（CRS、PSS/SSS、PBCH、 PDCCH)和CRS-PDSCH映射到資源元素并且轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)的Ncrs(在圖8A中示出為Ncrs = 2) 個(gè)流845a-bDNcRs流845a-b通過(guò)CPRI接口單獨(dú)地?cái)y帶并且然后使用寬波束移相器虛擬化。在 某些實(shí)施例中，IFFT塊840a和840b與IFFT塊840相同。IFFT塊840、840a和840b可W被稱為 "OFDM調(diào)制單元"。
[0074] RRH 810包括N個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)850、N個(gè)射頻(RF)鏈860、天線虛擬化模塊 865和N個(gè)功率放大器870、多個(gè)天線880和時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890。即，R畑810包括N個(gè)發(fā) 射流，并且每個(gè)發(fā)射流包括一個(gè)DAC 850、一個(gè)RF鏈860和一個(gè)功率放大器870。每個(gè)發(fā)射流 (還被稱為"發(fā)射器鏈"或"發(fā)射器RF鏈"）連接到至少一個(gè)物理天線。因此，RWl 810中的物理 天線880的數(shù)目可W等于發(fā)射流的數(shù)目N。單個(gè)發(fā)射流可W連接到多個(gè)物理天線，并且在該 實(shí)施例中，RRH 810中的物理天線的數(shù)目可W大于發(fā)射流的數(shù)目NdDAC 850將數(shù)字時(shí)域信號(hào) 845轉(zhuǎn)換為模擬RF信號(hào)855。每個(gè)RF鏈860將信號(hào)輸出給對(duì)應(yīng)的功率放大器870和對(duì)應(yīng)的物理 天線880。物理天線880中的每一個(gè)同時(shí)發(fā)射信號(hào)，其在空中一起形成控制信道信息的廣播 寬波束和數(shù)據(jù)信息的多個(gè)用戶特定下行鏈路窄波束。圖12的右邊示出了運(yùn)些同時(shí)發(fā)射的多 個(gè)用戶特定數(shù)據(jù)窄寬度波束連同控制廣播寬波束。
[0075] 作為輸入，時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890接收來(lái)自CPRI 815的時(shí)域采樣845和來(lái)自波束 成形控制塊825的波束成形控制信號(hào)827。時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890使用數(shù)字移相器(例如， 乘法器或無(wú)乘法CORDIC函數(shù)）W形成時(shí)域采樣845的N個(gè)流，其中，N是獨(dú)立RF鏈的數(shù)目。時(shí)域 寬帶波束成形塊890將寬帶預(yù)編碼矩陣Q乘WM個(gè)輸入信號(hào)845并且生成N個(gè)預(yù)編碼的輸出信 號(hào)895。時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890基于波束成形控制信號(hào)827,確定寬帶預(yù)編碼矩陣Q。在某些 實(shí)施例中，時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890存儲(chǔ)多個(gè)寬帶預(yù)編碼矩陣Q，每個(gè)所存儲(chǔ)的寬帶預(yù)編碼 矩陣Q對(duì)應(yīng)于索引。響應(yīng)于接收到指示索引的波束成形控制信號(hào)827，時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K 890選擇使用對(duì)應(yīng)于所接收的索引的寬帶預(yù)編碼矩陣Q進(jìn)行預(yù)編碼。在某些實(shí)施例中，時(shí)域 寬帶波束成形塊890被配置為接收包括所選擇的寬帶預(yù)編碼矩陣Q的波束成形控制信號(hào)827 并且使用所接收的寬帶預(yù)編碼矩陣Q進(jìn)行預(yù)編碼。在某些實(shí)施例中，響應(yīng)于接收到包括用于 重建寬帶預(yù)編碼矩陣Q的一組指示器的波束成形控制信號(hào)827,時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890使 用該組指示器重建寬帶預(yù)編碼矩陣Q，并且使用經(jīng)重建的寬帶預(yù)編碼矩陣Q進(jìn)行預(yù)編碼。
[0076] 基站可W基于預(yù)編碼矩陣指示器(PMI)反饋或上行鏈路探測(cè)來(lái)確定頻域預(yù)編碼矩 陣{Pf:f = 0，l，…，F(xiàn)}和寬帶預(yù)編碼矩陣Q。例如，波束成形控制塊825設(shè)立預(yù)編碼矩陣{Pf:f =0，1，…，F(xiàn)巧日Q。當(dāng)基站選擇施加{Wf: f = 0，1，…，F(xiàn)}的MU-MIMO預(yù)編碼時(shí)，基站確定滿足用 于每個(gè)子帶f的條件Wf = QPf的{Pf: f = 0，1，…，F(xiàn)}和Q。更特別地，頻率選擇性預(yù)編碼塊830基 于控制信號(hào)826來(lái)確定預(yù)編碼矩陣{Pf:f = 0，l，…，F(xiàn)}，并且時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K890基于控 制信號(hào)827來(lái)確定寬帶預(yù)編碼矩陣Q。
[0077] R畑810生成數(shù)目化SI-RS的時(shí)域信道狀態(tài)信息參考信號(hào)（CSI-RS)，其中，可W通過(guò) 要么DU 805要么服H 810對(duì)CSI-RS的資源元素映射的序列進(jìn)行配置。天線虛擬化模塊865接 收Ncsi-RS個(gè)時(shí)域CS I-RS信號(hào)。
[007引 RRH 810通過(guò)首先生成CSI-RS序列、然后將CSI-RS序列映射到頻域中的資源元素 并且然后施加OFDM信號(hào)生成（IFFT，+CP)來(lái)構(gòu)建時(shí)域CSI-RS。最后，天線虛擬化模塊865將 CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到化SI-RS時(shí)域CSI-RS信號(hào)W上生成N個(gè)虛擬化CSI-RS信 號(hào)。天線虛擬化模塊865通過(guò)施加CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼可W生成寬波束寬度CSI- RS、窄波束寬度CSI-RS或?qū)挷ㄊ鴮挾菴SI-RS和窄波束寬度CSI-RS的混合。即，N個(gè)虛擬化 CSI-RS信號(hào)可W包括寬波束寬度虛擬化CSI-RS信號(hào)和窄波束寬度虛擬化CSI-RS信號(hào)的寬、 窄或二者。N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)添加到N個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)895 W形成N個(gè)組合的信號(hào)。組合 的信號(hào)然后通過(guò)DAC 850、RF鏈860和功率放大器870處理并且通過(guò)天線880空中發(fā)射。
[0079] 為了支持公共控制信號(hào)（諸如?8邸、0?5、？0〔邸、？55和555)的寬波束寬度，01]805 級(jí)包括將公共控制信號(hào)轉(zhuǎn)換到時(shí)域的分離的路徑。DU 805的某些實(shí)施例包括數(shù)目Ngrs的CRS 端口，例如超過(guò)一個(gè)CRS端口。例如，兩個(gè)CRS端口使用在圖8A的DU 805中。CPRI 815將公共 控制信號(hào)的時(shí)域信號(hào)845a-b攜帶到R畑810。天線虛擬化模塊865映射用于N個(gè)發(fā)射流的兩 個(gè)流845a-b。即，天線虛擬化模塊865將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼接收并且施加 到Ncrs時(shí)域公共控制信號(hào)845a-b，W便生成N個(gè)虛擬化公共共同控制信號(hào)。天線虛擬化模塊 865通過(guò)施加公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼可W生成寬波束寬度CRS和與CRS相關(guān)聯(lián) 的寬波束寬度公共控制信道。N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)包括寬波束寬度CRS和與CRS相關(guān)聯(lián) 的寬波束寬度公共控制信道。更特別地，天線虛擬化模塊865輸出N個(gè)虛擬化控制信號(hào)866， 其包括與N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)組合的N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)。虛擬化控制信號(hào)866添加 到輸出數(shù)據(jù)信號(hào)895,并且在N個(gè)發(fā)射器鏈上發(fā)射組合的信號(hào)。
[0080] 與抑-MIMO基站架構(gòu)600或700相比較，多級(jí)波束成形架構(gòu)800、900和1000每個(gè)提供 可比較的系統(tǒng)性能。作為示例，在K=I單流情況下，所發(fā)射的信號(hào)采樣分組為大小N。的塊。 特別地，在不損失一般性的情況下，考慮大小N。的塊如下:S=[S1 S2…SN。]，其中，S是數(shù)據(jù) 流。
[0081 ] 大小Nc的數(shù)據(jù)流820穿過(guò)MX 1頻率選擇性預(yù)編碼器830wi，其中，Wim是預(yù)編碼向量Wi 的第m個(gè)條目（即，化=[*11 Wi2 ... 預(yù)編碼器830的輸出是X: = [wisi W2S2 ... WNcSNc]，其具有MXNc的維度。矩陣X的第m行被定義為Xm=x(m,:)。在串行-并行轉(zhuǎn)換之后，第 m個(gè)快速傅里葉逆變換(IFFT)操作的輸入是向量xJi JFFT操作的輸出由針對(duì)m=l，.. .M，的 給定，其中，F(xiàn)表示大小N。的離散傅里葉變換(DFT)矩陣并且H表示矩陣的厄密共輛。 列向量tm的第i個(gè)條目被定義3
和tmi。定義Ci= [tli t2i . . . tMi]T。對(duì)于每個(gè)時(shí) 間點(diǎn)i而言，向量Cl由NXM時(shí)域預(yù)編碼矩陣Q預(yù)編碼，并且時(shí)域預(yù)編碼器的輸出由化1給定，其 是NXl列向量。定義Pni = Q(n，：）Ci和Pn=[PnlPn2...PnNc]T。附加有循環(huán)前綴(CP)，在第n 個(gè)發(fā)射天線上發(fā)射數(shù)據(jù)流{Pni}的序列。數(shù)學(xué)地，在CP插入之后，所發(fā)射的塊可W寫作
，并且然后在串行-并行轉(zhuǎn)換之后在化+1)抽頭多路徑信道hn=比n (0). . .hn化）]上發(fā)射。在接收器端處，首先移除CP并且因此從第n個(gè)發(fā)射天線所接收的信號(hào) yn可W寫巧
其中，宜n是NcXNc循環(huán)矩陣并且第（k，l)個(gè)條目由hn((k-l) modNc)給定。通過(guò)定義，向量Pn可W重寫為等式(4)
[0082] ( 4)
I，. . .，Nc.。在副載波i處，所接收的信號(hào)yi由等式(6)給定：[0086] yi=陽(yáng)i(i)出（i) ... HN(i)]QwiSi. (6)[0087] 對(duì)于寬帶波束成形矩陣Q的示例選擇是
[0083]
[0084] (、）
[0085] tn =
[008引
[0089] 預(yù)編碼向量Wi的適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)需要確?？傮w預(yù)編碼器的恒模特性。在運(yùn)種情況下，Q 矩陣中的所有元素是數(shù)字移相器?？蒞通過(guò)復(fù)數(shù)乘法算術(shù)單元或通過(guò)使用例如無(wú)乘法器 CORDIC函數(shù)中的低復(fù)雜性旋轉(zhuǎn)邏輯實(shí)現(xiàn)運(yùn)些數(shù)字移相器。
[0090] 如上文所描述的，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的eNB執(zhí)行CQI預(yù)測(cè)，例如，波束成形控制塊 825可W實(shí)現(xiàn)CQI預(yù)測(cè)。eNB 410實(shí)現(xiàn)鏈路適配方法，W用于預(yù)測(cè)在執(zhí)行調(diào)制和編碼方案 (MCS)選擇中將由eNB 401使用的發(fā)射器（TxCQI)處所估計(jì)的下行鏈路信號(hào)干擾噪聲比 (SINR)(還被稱為信號(hào)噪聲干擾比（SNIR))或信道質(zhì)量信息。eNB 401通過(guò)使用上行鏈路探 測(cè)參考信號(hào)(SRS)和用于Tx CQI預(yù)測(cè)的反饋CQI實(shí)現(xiàn)鏈路適配方法。
[0091] 作為示例，eNB實(shí)現(xiàn)用于具有單個(gè)發(fā)射天線（I-Tx天線UE)的UE的單用戶MIM0(SU- MIMO)的Tx CQI預(yù)測(cè)方法。Tx CQI預(yù)測(cè)還可W被稱為下行鏈路SINR預(yù)測(cè)。在I-Tx天線UE、Tx CQI預(yù)測(cè)方法的情況下，具有UE索引k的冊(cè)k接收利用天線虛擬化(WQ)接收下行鏈路信號(hào) (yk) DUEk接收的下行鏈路信號(hào)可W通過(guò)W下等式(7)表達(dá)：
[0092] yk = hkwoso+nk對(duì)于k= 1，......，K (7)
[0093] 其中，hk是用于UEk的信道方向向量，其在利用由UE的單個(gè)發(fā)射天線所發(fā)射的SRS的 eNB處估計(jì)。而且，S日是傳輸符號(hào)，并且nk是祀k接收器處的噪聲。祀k將反饋CQI (P日k)反饋到 eNB，并且在該示例中，反饋CQI (POk)等于在I-Tx天線UE處所估計(jì)的對(duì)應(yīng)的SINR，如由下文等 式(8)所表達(dá)的。
[0094；
(8)
[00M]其中，如是接收器噪聲方差，其對(duì)于eNB是未知的。當(dāng)代替天線虛擬化預(yù)編碼器 (WO)應(yīng)用用戶特定預(yù)編碼器Wk時(shí)，根據(jù)下文等式(9)表達(dá)用于數(shù)據(jù)符號(hào)的下行鏈路Tx SINR Pko
[0096] (9)
[0097] I道估計(jì)知悉信道方向向量hk時(shí)，eNB可W根據(jù)等式（10)中表達(dá)的 關(guān)系巧 或Tx CQI)的SINR:
[009引 （10)
[0099] 其中，POk是反饋CQI，w日是天線虛擬化預(yù)編碼器;并且Wk是用戶特定預(yù)編碼器Wko - 旦eNB獲得Tx CQI，則eNB可W使用用于鏈路適配的Tx CQI，例如用于確定針對(duì)肥的MCS。因 此，如果不存在MU-MIMO傳輸，則用于I-Tx天線肥的SU-MIMO的Tx CQI預(yù)測(cè)方法正常工作，運(yùn) 實(shí)現(xiàn)10%歸一化預(yù)測(cè)誤差。在MU-MIMO的情況下，CQI預(yù)測(cè)更加困難。
[0100] 作為另一示例，eNB實(shí)現(xiàn)用于具有一個(gè)CQI和一個(gè)SRS的I-Tx天線肥的多用戶MIMO (MU-MIMO)的Tx CQI預(yù)測(cè)方法。在該示例中，eNB實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)用于MU-MIMO傳輸?shù)腟INR的方法， 其中，當(dāng)UE發(fā)射單個(gè)SRS并且反饋一個(gè)CQI時(shí)，每肥發(fā)射單層信息。在該示例中，Tx CQI預(yù)測(cè) 方法包括:基于特定或指定映射，將CQI映射到SINR(PO)中；基于一個(gè)SRS，獲得信道估計(jì)，其 中，下行鏈路SNR與使用SRS所估計(jì)的上行鏈路SNR不同；并且基于SRS信道估計(jì)，重建SINR或 MU-CQI。更特別地，在該示例中，SRS可W通過(guò)等式（11)表達(dá)：
[0101] SRS=Uili (11)
[0102] 其中，hi對(duì)于一個(gè)發(fā)射天線和對(duì)于Nr個(gè)接收天線是IXNr歸一化信道方向向量，并 且m是與針對(duì)UEi的該信道相關(guān)聯(lián)的功率，即UE具有1的UE索引。CQI失配使得下行鏈路信道 SNR或下行鏈路信道功率與利用SRS估計(jì)的上行鏈路SNR不同。而且，在該示例中，eNB基于 SRS信道估計(jì)，重建或重新計(jì)算SINR或MU-CQI。
[0103] 在其中eNB實(shí)現(xiàn)對(duì)于具有一個(gè)CQI和一個(gè)SRS的I-Tx天線UE的多用戶MIM0(MU- MIMO)的Tx CQI預(yù)測(cè)方法的示例中，在UEi的接收器處，可W使用W下等式（12)預(yù)測(cè)多用戶 SINR ：
[0104] (12)
[0105] 在等式（12)中，M表示具有基數(shù)L的一組共同調(diào)度的肥，P表示eNodeB處的總發(fā)射功 率，〇7'表示肥1處的噪聲功率，并且Wi表示對(duì)于第1個(gè)肥的預(yù)測(cè)向量。在該示例中，UE計(jì)算它 的SINR(CQI)和eNB采用與總發(fā)射功率P共輛波束成形的基礎(chǔ)。即，UEi的預(yù)編碼向量等于離嚴(yán)， 其中，H棄完際婚化術(shù)蠟化-TIP庶巧W下等式（13)計(jì)算單用戶SINR(或反饋CQI):
[0106] (13)
[0107]在共輛波束成形的情況下，eNB實(shí)現(xiàn)對(duì)于具有一個(gè)CQI和一個(gè)SRS的I-Tx天線UE的 多用戶MIMO(MU-MIMO)的Tx CQI預(yù)測(cè)方法或MU-SINR預(yù)測(cè)方法。eNB使用W下等式（14)計(jì)算 MU-SINR。
[010 引
[010 引
(14)[0109] 在等式(14)中，通過(guò)定義，相關(guān)系數(shù)化I根據(jù)等式（15)表達(dá)。
[0110]
a巧
[0111] 一旦eNB已經(jīng)計(jì)算或獲得L個(gè)Tx CQI，針對(duì)L個(gè)MU-MIMO肥中的每一個(gè)的Tx CQI，則 eNB使用用于鏈路適配的Tx CQI，例如，用于確定對(duì)于參與MU-MIMO傳輸?shù)拿總€(gè)肥的MCS。
[0112] 作為另一示例，eNB實(shí)現(xiàn)用于具有兩個(gè)具有一個(gè)CQI和兩個(gè)SRS的發(fā)射天線(2-Tx天 線肥）的UE的單用戶MIMO(洲-MIM0)的Tx CQI預(yù)測(cè)方法。在該示例中，eNB實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)用于SU- MIMO傳輸?shù)腟INR的方法，其中，當(dāng)2-Tx天線UE發(fā)射兩個(gè)SRS并且反饋一個(gè)CQI時(shí)，eNB發(fā)射兩 層信息。在該示例中，Tx CQI預(yù)測(cè)方法包括:基于指定映射，將CQI映射到SINR中；基于SRS， 獲得信道估計(jì);其中，下行鏈路SNR或功率與上行鏈路SNR或功率不同；基于SRS信道估計(jì)，重 建或重新計(jì)算SINR或CQI; W及通過(guò)使用SRS的信道估計(jì)和預(yù)測(cè)CQI值來(lái)估計(jì)下行鏈路信道 系數(shù)向量。更特別地，在該示例中，兩個(gè)天線的SRS可W通過(guò)等式(16)和(17)表達(dá)：
[0113] SRSi =化hi (16)
[0114] SRS2 =化 h2 (17)
[0115] 其中，hi=比U h2i](對(duì)于2個(gè)發(fā)射天線)或hi=比U h2i h3i h"]表示歸一化信道方 向向量，并且表示與該信道相關(guān)聯(lián)的功率，其在Tx CQI預(yù)測(cè)方法的獲得步驟中是未知的。 CQI失配使得下行鏈路信道SNR或下行鏈路信道功率與上行鏈路SNR不同。
[0116] 在其中eNB實(shí)現(xiàn)對(duì)于具有一個(gè)CQI和兩個(gè)SRS的2-Tx天線UE的洲-MIMO的Tx CQI預(yù) 巧巧法的示例中，eNB通過(guò)使用W下等式(18)和(19)計(jì)算SINR每副載波每天線來(lái)重建SINR:
[0117] (1巧
[011 引 （19)
[0119] 在等式（18)和（19)中，"int var"表示肥的干擾加上噪聲功率的估計(jì)，并且干擾可 W包括小區(qū)間干擾。
[0120] 在其中eNB實(shí)現(xiàn)對(duì)于4-Tx天線肥的SU-MIMO的Tx CQI預(yù)測(cè)方法的示例中，eNB通過(guò) 使用W下等立"〇)、"1 )巧"2)1+貸STNR每副載波每天線來(lái)重建SINR:
[0121] (20)
[0122] (21)
[0123] SINRrx(i)=Average([SINRrx(i),i,SINRrx(i),2]) (22)
[0124] 在等式(20)、（21)和(22)中，AverageO是跨分配資源元件的總數(shù)對(duì)SINR進(jìn)行平均 的函數(shù)。平均SINR是單個(gè)SINR值，其特征是分配資源元素中發(fā)射的分組的帖誤碼率。例如， AverageO可W是有效指數(shù)SM映射化ESM)函數(shù)，其通過(guò)定義根據(jù)W下等式(23)定義。
[0125]
[0126] 在等式(23)中，X: = [Xi，. . .，Xn]和A表示與MCS階有關(guān)的參數(shù)。MCS階的示例分別包 括用于QPSK、16QAM 和64QAM的 2、4和6。
[0127] 在其中eNB實(shí)現(xiàn)對(duì)于具有一個(gè)CQI和兩個(gè)SRS的2-TX天線UE的洲-MIMO的Tx CQI預(yù) 巧巧法的示例中，eNB通過(guò)使用W下等式(24)計(jì)算SINR每副載波來(lái)重建SINR:
[012 引 SINRsc = SINRrxW+SINRrx(2) (24)
[0129] 在其中eNB實(shí)現(xiàn)對(duì)于具有一個(gè)CQI和兩個(gè)SRS的2-Tx天線UE的洲-MIMO的Tx CQI預(yù) 測(cè)方法的示例中，eNB通過(guò)獲得針對(duì)每個(gè)UE的總體預(yù)測(cè)的SINR化（Tx CQI)來(lái)重建SINR。而 且，在該示例中，eNB使用SRS和所預(yù)測(cè)的CQI值的信道估計(jì)來(lái)估計(jì)下行鏈路信道系數(shù)向量， 其中，所預(yù)測(cè)的CQI值通過(guò)歸一化信道向量h乘W縮放因子y表達(dá)。即，所預(yù)測(cè)的CQI值被表達(dá) 為化，且由.U縣下巧錯(cuò)嘴功率和上行鏈路功率的比，并且其中，y根據(jù)等式(25)計(jì)算：
[0130] (25)
[0131] 圖8B，多級(jí)波束成形架構(gòu)801包括如實(shí)現(xiàn)在集成基站單元中的架構(gòu)800的部件。
[0132] 圖9圖示了對(duì)于多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)（例如，兩級(jí)）波束成形架構(gòu)的另一示 例。在多級(jí)波束成形架構(gòu)900中，CSI-RS端口的數(shù)目可W不同于（例如，大于）CRS端口的數(shù) 目。多級(jí)波束成形架構(gòu)900在時(shí)域中多路復(fù)用CSI-RS，但是為了保持復(fù)雜性低，在頻域中多 路復(fù)用PBCH、PDCCH、PSS/SSS和基于CRS的PDSCH的CRS和對(duì)應(yīng)的信道。多級(jí)波束成形架構(gòu)900 包括通過(guò)CPRI接口915禪合到彼此的數(shù)據(jù)單元化U)905和遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端(RRH)910dDU 905 包括波束成形控制塊925、預(yù)編碼塊930、數(shù)目M個(gè)資源元素映射器941、數(shù)目化RS個(gè)資源元素 映射器(包括公共信號(hào)資源元素映射器941a和CRS-PDSCH資源元素映射器94化）、公共信號(hào) 天線虛擬化模塊937和數(shù)目M個(gè)IFFT模塊940 dDU 905還包括數(shù)目M個(gè)加法器939，并且每個(gè)加 法器93則尋天線虛擬化公共信號(hào)之一添加到RE映射流的相應(yīng)一個(gè)并且將組合的信號(hào)輸出給 相應(yīng)的IFFT塊940 JFFT塊940可W被稱為"OFDM調(diào)制單元"。波束成形控制塊925基于所接收 的PMI和/或CSI，生成波束成形控制信號(hào)926-927dRRH 910從DU 805接收M個(gè)時(shí)域信號(hào)945和 波束成形控制信號(hào)927,并且生成CSI-RS信號(hào)。RRH 910包括N個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器化AC)950、 N個(gè)射頻(RF)鏈960、CSI-RS天線虛擬化模塊965和N個(gè)功率放大器970、N個(gè)天線980和時(shí)域?qū)?帶波束成形塊990dCSI-RS天線虛擬化模塊965將CSI-RS信號(hào)映射到波束圖案中W使得可W 跨越整個(gè)小區(qū)發(fā)射CSI-RS信號(hào)。RRH 910還包括數(shù)目N個(gè)加法器967,并且每個(gè)加法器967將N 個(gè)天線虛擬化CSI-RS信號(hào)之一添加到N個(gè)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚瘟?95的相應(yīng)一個(gè)，并且將組合 的信號(hào)輸出給相應(yīng)的DAC 950。
[0133] 在某些實(shí)施例中，資源元素映射器941a和94化與資源元素映射器941相同。而且， 注意，圖9中的部件920、925、930、935、950、960、970、980和990可^與圖84中的對(duì)應(yīng)的部件 820、825、830、835、850、860、870、880和890相同或類似。圖9中的運(yùn)些部件可^^與圖8八中 的對(duì)應(yīng)的部件相同或類似的方式操作。
[0134] 在圖9中，在頻域中多路復(fù)用公共信號(hào)（例如，小區(qū)特定參考信號(hào)（CRS) XSI-RS、 PDCCH、PBCH和PSS/SSS)和CRS-PDSCH，并且通過(guò)比較，在時(shí)域中映射圖8A中的CRS-PDSCH和 公共信號(hào)。通過(guò)多路復(fù)用頻域中的公共信號(hào)和CRS-PDSCH(例如，在DU 805中），多級(jí)波束成 形架構(gòu)900節(jié)?。ɑ虿皇褂茫┒嗉?jí)波束成形架構(gòu)800用于將來(lái)自DU 805的公共信號(hào)和CRS- PDSCH發(fā)射給RRH 810的兩個(gè)(或Ngrs個(gè))CPRI接口。更特別地，在RE映射940和(FDM信號(hào)生成 塊處理公共信號(hào)和CRS-PDSCH之后，多級(jí)波束成形架構(gòu)900多路復(fù)用頻域中的公共信號(hào)和 CRS-PDSCH。例如，CPRI915攜帶來(lái)自M個(gè)IFFT塊940的數(shù)據(jù)流量，但是CPRI 815攜帶來(lái)自Ncrs+ MIFFT塊840和840a-b的數(shù)據(jù)流量845和共同控制信道信息845a-b。
[0135] 多級(jí)波束成形架構(gòu)900提供數(shù)個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。例如，減少頻域處理;減少IFFT塊的數(shù) 目（例如，少Ncrs個(gè)IFFT塊）；減少基帶單元(例如，DU)與RF單元(例如，R畑)之間的數(shù)據(jù)量;并 且在不使用任何RF移相器的情況下，可W在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)時(shí)域波束成形操作。
[0136] 圖10圖示了用于多天線無(wú)線通信系統(tǒng)的多級(jí)（例如，兩級(jí))波束成形架構(gòu)的示例。 在多級(jí)波束成形架構(gòu)1000中，在虛擬化之后在頻域中多路復(fù)用PBCH、PDCCH、PSS/SSS和基于 CRS的PDSCH的CRSXSI-RS和對(duì)應(yīng)的信道。即，多級(jí)波束成形架構(gòu)1000減少與時(shí)域中的插入 信號(hào)相關(guān)聯(lián)的潛在問(wèn)題和復(fù)雜性。多級(jí)波束成形架構(gòu)1000包括通過(guò)CPRI接口 1015禪合到彼 此的數(shù)據(jù)單元化U) 1005和遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端(RRH) IOIOdDU 1005包括波束成形控制塊925、頻 率選擇性預(yù)編碼塊1030、數(shù)目M個(gè)加法器1039、公共信號(hào)天線虛擬化模塊1037、數(shù)目M個(gè)IFFT 塊1040和數(shù)目M個(gè)循環(huán)前綴模塊1042。每個(gè)加法器103則尋M個(gè)天線虛擬化公共信號(hào)之一添加 至IjM個(gè)頻率預(yù)編碼流的相應(yīng)一個(gè)并且將組合的信號(hào)輸出給相應(yīng)的IFFT塊1040 JFFT塊1040 對(duì)M個(gè)組合的信號(hào)執(zhí)行IFFT過(guò)程并且將時(shí)域信號(hào)1047輸出給循環(huán)前綴模塊1042 JFFT塊 1040可W被稱為"(FDM調(diào)制單元"。循環(huán)前綴模塊1042將循環(huán)前綴添加到時(shí)域信號(hào)1047并且 通過(guò)CPRI接口 1015將數(shù)目M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)1045輸出給時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K1090。波束成 形控制塊1025基于所接收的PMI和/或CSI，生成波束成形控制信號(hào)1026-1027 dRRH 1010從 DU 1005接收M個(gè)時(shí)域信號(hào)1045和波束成形控制信號(hào)1027。在該示例中，DU 1005生成輸入到 天線虛擬化模塊1037的CSI-RS信號(hào)。R畑1010包括N個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 1050、N個(gè)射 頻(RF)鏈1060、數(shù)目N個(gè)加法器1067和N個(gè)功率放大器1070、N個(gè)天線1080和時(shí)域?qū)拵Рㄊ?形塊1090。
[0137] 注意，圖 10中的部件 1020、1025、1030、1035、1050、1060、1070、1080和 1090可 W與 圖8A中的對(duì)應(yīng)的部件820、825、830、835、850、860、870、880和890相同或類似。圖10中的運(yùn)些 部件可WW與圖8A中的對(duì)應(yīng)的部件相同或類似的方式操作。注意，圖10中的部件1037可W 與圖9中的對(duì)應(yīng)的部件937相同或類似。圖10中的運(yùn)些部件可W W與圖9中的對(duì)應(yīng)的部件相 同或類似的方式操作。
[0138] 圖11圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的多級(jí)波束成形系統(tǒng)中的CSI-RS映射方案?？蒞 實(shí)現(xiàn)CSI-RS映射方案1100,其中，第一波束成形級(jí)（諸如DU 905)和第二波束成形級(jí)（諸如 RRH 910)布置在同一處理單元中，如圖9的多級(jí)波束成形架構(gòu)900中所示。圖11中所示的 CSI-RS映射方案1100的實(shí)施例僅用于說(shuō)明。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可W使用其 他實(shí)施例。
[0139] 在頻分復(fù)用系統(tǒng)(例如，頻分雙工(FDD)系統(tǒng)）中，肥(例如，肥411)在子帶f處反饋 PMI預(yù)編碼器:eNB(例如，eNB 401)計(jì)算寬帶預(yù)編碼矩陣Q和頻域預(yù)編碼矩陣Pf,使得對(duì)于每 個(gè)子帶f而言，= QPfD在CSI-RS映射中，基線被定義為CSI-RS每CSI-RS AP。備選方案通過(guò) 水平CSI RS映射和垂直CSI RS映射定義，其要求Nv+Nh個(gè)CSI-RS信號(hào)的數(shù)目等于天線(Nv)每 列的數(shù)目和天線每行的數(shù)目（Nh)的和。
[0140] 在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中（例如，時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)）中，eNB(例如，eNB 401)確定Wf，并 且單個(gè)CSI-RS是足夠的。
[0141] 如圖11中所示，CSI-RS映射方案1100包括頻率選擇性預(yù)編碼塊1130、多個(gè)資源元 素映射器1135、多個(gè)OFDM信號(hào)生成模塊1140、時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚螇K1190、數(shù)目N個(gè)加法器 1167和數(shù)目N個(gè)CSI-RS天線虛擬化模塊1165。注意，圖11中的部件1130、1135、1140、1190、 1167和1165可W與圖9中的對(duì)應(yīng)的部件930、941、940、990、967和965相同或類似。圖11中的 運(yùn)些部件可WW與圖11中的對(duì)應(yīng)的部件相同或類似的方式操作。
[0142] 更特別地，CSI-RS映射方案1100從UE(例如，肥411)的天線端口（AP)接收資源信 號(hào)(RS)的多個(gè)層1120。
[0143] 頻率選擇性預(yù)編碼器1130通過(guò)施加頻率選擇性預(yù)編碼矩陣Pf對(duì)層1120進(jìn)行預(yù)編 碼。對(duì)于每個(gè)所接收的層1120而言，頻率選擇性預(yù)編碼器1130將預(yù)編碼的頻域信號(hào)輸出給 相應(yīng)的資源元素映射器1135。
[0144] 每個(gè)資源元素映射器1135符合相應(yīng)的(FDM信號(hào)發(fā)生器1140。每個(gè)資源元素映射器 1135將所接收的層1120映射到資源元素，并且對(duì)應(yīng)的OFDM信號(hào)發(fā)生器1140使用RE映射層輸 出用于M個(gè)天線端口的天線端口信號(hào)1145。
[0145] 當(dāng)發(fā)射流的數(shù)目（N)大于(FDM信號(hào)的數(shù)目（M)時(shí)（即，N>M)，第二級(jí)預(yù)編碼塊1190 將寬帶預(yù)編碼矩陣Q乘WM個(gè)輸入信號(hào)1145并且生成N個(gè)輸出信號(hào)1195。
[0146] CSI-RS映射方案1100包括數(shù)目N個(gè)加法器1167,每個(gè)加法器對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的所接收 的層1120。每個(gè)加法器1167將N個(gè)天線虛擬化CSI-RS信號(hào)之一接收并且添加到N個(gè)時(shí)域?qū)拵?波束成形層1195的相應(yīng)一個(gè)，并且將組合的信號(hào)輸出給相應(yīng)的CSI-RS天線虛擬化模塊 1165。
[0147] 圖12圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的控制信號(hào)虛擬化和多路復(fù)用方法?？蒞在圖9- 10的多級(jí)波束成形架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)虛擬化和多路復(fù)用方法1200?？刂菩盘?hào)虛擬化和多 路復(fù)用方法1200設(shè)計(jì)CRS虛擬化系數(shù)，其與時(shí)域?qū)拵ьA(yù)編碼的組合的效應(yīng)創(chuàng)建寬波束寬度。 圖12中所示的過(guò)程1200的實(shí)施例僅用于說(shuō)明。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可W使用 其他實(shí)施例。
[0148] 在該特定示例中，利用頻域中的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行虛擬化和多路復(fù)用，其 減少所需要的CPRI接口的數(shù)目和IFFT模塊的數(shù)目。在圖9-10中，映射兩個(gè)CRS端口，運(yùn)產(chǎn)生 天線端口處的寬波束寬度信號(hào)?？蒞 W類似的流程處理其他控制信號(hào)，諸如PDCCH、PBCH、 PSS、SSS W及依賴于CRS的PDSCH。當(dāng)從N個(gè)發(fā)射流和多個(gè)物理天線980、1080發(fā)射時(shí)，映射到 寬波束寬度信號(hào)的控制信號(hào)形成廣播寬波束1205。
[0149] 而且，在圖9-10中，映射K個(gè)數(shù)據(jù)流920、1020,運(yùn)產(chǎn)生天線端口處的多個(gè)窄波束寬 度信號(hào)。當(dāng)從N個(gè)發(fā)射流和多個(gè)物理天線980、1080發(fā)射時(shí)，用戶特定數(shù)據(jù)的窄波束寬度信號(hào) 形成窄波束1220-1227(31和曰2)。用戶特定數(shù)據(jù)波束，1220-1227的窄寬度增加接收器肥處的 信噪比。
[0150] 項(xiàng)Pcrs,日和Pcrs, 1表示對(duì)于CRS端口 0和CRS端口 1的兩個(gè)頻域虛擬化長(zhǎng)度M向量，其 中，Pcrs,i=[pii，p2i，…，PMi]對(duì)于i = 0，l。在IFFT處理和添加CP之后，等式(26)定義信號(hào)：
[015。
(26)
[0152] 項(xiàng)Scrs,i表示CRS RE。在整個(gè)頻帶中的所有CRS RE在乘W數(shù)據(jù)流j之前將乘W同一 系數(shù)的意義上，項(xiàng)Pcrs,1是寬帶預(yù)編碼器。因此，IFFT操作不改變應(yīng)用到CRS RE的有效預(yù)編碼 (即，對(duì)于CRS RE而言，可W提取出公共系數(shù)）。在IFFT操作之后，確定項(xiàng)Scrs,IdIFFT是每天線 所執(zhí)行的線性操作。等式(27)表達(dá)時(shí)間采樣中的CRS信號(hào)(與其他信號(hào)混合）：
[0153]
(27)
[0154] 在某些實(shí)施例中，虛擬化向量被表達(dá)為Pcrs,i=[pii，P2i，…，PMiL使轉(zhuǎn)
島 有寬波束寬度。
[0155] 圖13圖示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的發(fā)射器的操作流程。圖13例示了用于操作基站 或多級(jí)波束成形電路的方法。
[0156] 參考圖13,在步驟1301中，發(fā)射器在頻域中進(jìn)行波束成形。即，發(fā)射器通過(guò)將K個(gè)數(shù) 據(jù)流轉(zhuǎn)換為M個(gè)輸出流執(zhí)行波束成形。在本文中，發(fā)射器針對(duì)波束成形施加頻率選擇性預(yù)編 碼矩陣。
[0157] 在步驟1303中，發(fā)射器在時(shí)域中進(jìn)行波束成形。在本文中，發(fā)射器施加用于波束成 形的寬帶預(yù)編碼矩陣。即，發(fā)射器通過(guò)將M個(gè)OFDM信號(hào)轉(zhuǎn)換為N個(gè)信號(hào)執(zhí)行波束成形。特別 地，發(fā)射器通過(guò)將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)(FDM信號(hào)生成M個(gè)(FDM信號(hào)，并且將M個(gè)(FDM信號(hào)轉(zhuǎn) 換為N個(gè)信號(hào)。在各種實(shí)施例中，M個(gè)OFDM信號(hào)可W包括虛擬化公共控制信號(hào)和虛擬化CSI- RS中的至少一個(gè)。在本文中，數(shù)目N大于數(shù)目M。
[015引在步驟1305中，發(fā)射器發(fā)射一起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)信號(hào)。在各種 實(shí)施例中，N個(gè)信號(hào)可W包括W下中的至少一個(gè):使用寬帶預(yù)編碼矩陣預(yù)編碼的信號(hào)、虛擬 化CSI-RS和虛擬化公共控制信號(hào)。
[0159] 雖然未圖示在圖13中，但是發(fā)射器可W接收上行鏈路反饋信息，其包括PMI和CSI 中的至少一個(gè)。隨后，發(fā)射器可W基于上行鏈路反饋信息，確定頻域中的頻率選擇性預(yù)編碼 矩陣和時(shí)域中的寬帶預(yù)編碼矩陣。
[0160] 在某些實(shí)施例中，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的多級(jí)波束成形電路可W包括數(shù)據(jù)單元和遠(yuǎn)程 無(wú)線電頭端，所述數(shù)據(jù)單元被配置為通過(guò)在頻域中將K個(gè)所接收的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為M個(gè)預(yù)編碼 輸出流實(shí)現(xiàn)頻域波束成形級(jí)，并且將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)，并且所述遠(yuǎn)程無(wú) 線電頭端被配置為通過(guò)將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采樣的N個(gè)發(fā)射流實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Р?束成形級(jí)。遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端包括被配置為發(fā)射一起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)發(fā) 射流的發(fā)射天線陣列，天線陣列包括多個(gè)物理天線。在本文中，發(fā)射流的數(shù)目N大于預(yù)編碼 輸出流的數(shù)目M。
[0161] 在多級(jí)波束成形電路中，數(shù)據(jù)單元可W包括頻域預(yù)編碼模塊，其被配置為通過(guò)施 加頻域預(yù)編碼矩陣將K個(gè)輸入流接收并且預(yù)編碼為M個(gè)預(yù)編碼輸出流，M個(gè)IFFT處理塊用于 處理M個(gè)預(yù)編碼輸出流W產(chǎn)生M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)。在本文中，被配置為接收頻域信號(hào)的每個(gè) IFFT處理塊將頻域信號(hào)映射到頻域中的資源元素、將頻域信號(hào)變換為時(shí)域采樣的流，并且 將循環(huán)前綴添加到時(shí)域采樣的流，運(yùn)產(chǎn)生OFDM時(shí)域信號(hào)。
[0162] 在多級(jí)波束成形電路中，數(shù)據(jù)單元還可W包括NCRS CRS端口，其被配置為接收公 共控制信號(hào)作為頻域信號(hào)，并且NCRS IFFT處理塊用于處理公共控制信號(hào)W產(chǎn)生NCRS OFDM 時(shí)域信號(hào)。數(shù)據(jù)單元還可W包括天線虛擬化模塊和M個(gè)加法器，所述天線虛擬化模塊被配置 為接收NCRS共同控制信號(hào)作為頻域信號(hào)，并且將共同控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加 到NCRS頻域公共信號(hào)W生成M個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)，并且M個(gè)加法器被配置為將M個(gè)虛擬 化公共控制信號(hào)與M個(gè)預(yù)編碼輸出流組合。
[0163] 在多級(jí)波束成形電路中，天線虛擬化模塊還被配置為接收NCSI-RS頻域CSI-RS信 號(hào)，并且將CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到NCSI-RS頻域CSI-RS信號(hào)W生成M個(gè)虛擬化 CSI-RS信號(hào)。在本文中，M個(gè)加法器還被配置為將M個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)與M個(gè)預(yù)編碼輸出流 組合。
[0164] 多級(jí)波束成形電路還可W包括波束成形控制模塊，其被配置為接收上行鏈路反饋 并且基于反饋生成波束成形控制信號(hào)，所述上行鏈路反饋包括PMI和CSI中的至少一個(gè)。在 本文中，波束成形控制信號(hào)可W包括第一波束成形控制信號(hào)和第二波束成形控制信號(hào)，所 述第一波束成形控制信號(hào)被配置為控制頻域預(yù)編碼模塊W選擇頻域預(yù)編碼矩陣，并且所述 第二波束成形控制信號(hào)被配置為控制時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文KW選擇寬帶預(yù)編碼矩陣。
[0165] 在多級(jí)波束成形電路中，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端還可W包括時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文K，其 可W包括預(yù)編碼矩陣，其具有作為離散傅里葉變換化FT)向量的行和作為DFT向量的列中的 至少一個(gè)。廣播波束包括寬波束寬度CRS、寬波束寬度CSI-RS和與CRS相關(guān)聯(lián)并且包括物理 下行鏈路控制信道和物理廣播信道中的至少一個(gè)的寬波束寬度公共控制信道。用戶特定波 束可W包括窄波束寬度CSI-RS、窄波束寬度用戶設(shè)備特定參考信號(hào)(肥-RS)和與肥-RS相關(guān) 聯(lián)的窄波束寬度肥數(shù)據(jù)信道。
[0166] 在多級(jí)波束成形電路中，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端可W包括時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文K和N個(gè) 傳輸路徑，所述時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文K被配置為使用寬帶預(yù)編碼矩陣將M個(gè)輸出流接收并 且預(yù)編碼為N個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)，并且所述N個(gè)傳輸路徑相應(yīng)地禪合到物理天線中的至少 一個(gè)。在本文中，每個(gè)傳輸路徑可W包括一系列數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器、混合器和功率放大器，其 一起被配置為使用N個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)形成N個(gè)發(fā)射流的相應(yīng)一個(gè)。
[0167] 在多級(jí)波束成形電路中，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端還可W包括天線虛擬化模塊和N個(gè)加法 器，所述天線虛擬化模塊被配置為接收NCSI-RS時(shí)域CSI-RS信號(hào)并且將CSI-RS特定天線虛 擬化預(yù)編碼施加到NCSI-RS時(shí)域CSI-RS信號(hào)W生成N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)，并且所述N個(gè)加 法器被配置為將N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)與N個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)組合。
[0168] 在多級(jí)波束成形電路中，天線虛擬化模塊還被配置為從數(shù)據(jù)單元接收NCRS公共控 制時(shí)域信號(hào)，并且將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到NCRS時(shí)域公共信號(hào)W生成 N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)。在本文中，N個(gè)加法器還被配置為將N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)與N 個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)組合。
[0169] 多級(jí)波束成形電路可W包括CPRI接口，其被配置為將M個(gè)預(yù)編碼輸出流從數(shù)據(jù)單 元發(fā)射到遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端。
[0170] 在某些實(shí)施例中，多級(jí)波束成形方法包括:通過(guò)將頻域中的K個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為頻域 中的M個(gè)預(yù)編碼輸出流實(shí)現(xiàn)頻域波束成形級(jí);將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào);通過(guò)將 M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采樣的N個(gè)發(fā)射流實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚渭?jí)；W及通過(guò)包括多 個(gè)物理天線的發(fā)射天線陣列發(fā)射一起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)發(fā)射流。在本文 中，物理天線的數(shù)目N大于預(yù)編碼輸出流的數(shù)目M。
[0171 ]在多級(jí)波束成形方法中，將頻域中的K個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為M個(gè)預(yù)編碼輸出流包括通過(guò) 施加頻域預(yù)編碼矩陣將K個(gè)數(shù)據(jù)流接收并且預(yù)編碼為M個(gè)預(yù)編碼輸出流。將M個(gè)輸出流變換 為M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)包括:將M個(gè)輸出流映射到頻域中的資源元素;使用IFFT將M個(gè)映射的頻 域信號(hào)變換為時(shí)域采樣的M個(gè)流；W及將循環(huán)前綴添加到時(shí)域采樣的M個(gè)流中的每一個(gè)，運(yùn) 產(chǎn)生M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)。
[0172] 在多級(jí)波束成形方法中，將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為N個(gè)發(fā)射流包括使用寬帶預(yù)編 碼矩陣將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)接收并且預(yù)編碼為時(shí)域采樣的N個(gè)發(fā)射流。
[0173] 多級(jí)波束成形方法還可W包括:將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到公 共控制信號(hào)W生成時(shí)域中的N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào);將N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)與N個(gè)發(fā) 射流組合;將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到公共控制信號(hào)W生成頻域中的M 個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)；W及將M個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)與M個(gè)預(yù)編碼輸出流組合。多級(jí)波 束成形方法還可W包括W下各項(xiàng)之一:將CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到時(shí)域CSI-RS 信號(hào)W生成N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào);將N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)與N個(gè)發(fā)射流組合;將CSI-RS特 定天線虛擬化預(yù)編碼施加到頻域CSI-RS信號(hào)W生成M個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)；W及將M個(gè)虛擬 化CSI-RS信號(hào)與M個(gè)預(yù)編碼輸出流組合。
[0174] 在多級(jí)波束成形方法中，將M個(gè)OFDM時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采樣的N個(gè)發(fā)射流包括使 用預(yù)編碼矩陣，其具有作為DFT向量的行和作為DFT向量的列中的至少一個(gè)。廣播波束包括 寬波束寬度CRS、寬波束寬度CSI-RS和與CRS相關(guān)聯(lián)并且包括物理下行鏈路控制信道和物理 廣播信道中的至少一個(gè)的寬波束寬度公共控制信道。用戶特定波束包括窄波束寬度CSI- RS、窄波束寬度肥-RS和與肥-RS相關(guān)聯(lián)的窄波束寬度肥數(shù)據(jù)信道。
[0175] 在某些實(shí)施例中，基站包括數(shù)據(jù)單元，其被配置為實(shí)現(xiàn)頻域波束成形級(jí)。數(shù)據(jù)單元 包括頻域預(yù)編碼模塊、M對(duì)IFFT處理塊和R畑，所述頻域預(yù)編碼模塊被配置為通過(guò)施加頻域 預(yù)編碼矩陣將K個(gè)數(shù)據(jù)流接收并且預(yù)編碼為頻域中的M個(gè)預(yù)編碼輸出流，所述M對(duì)IFFT處理 塊禪合到M循環(huán)前綴處理塊，并且R畑被配置為通過(guò)將M個(gè)正交頻分復(fù)用（(FDM)時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn) 換為時(shí)域采樣的N個(gè)發(fā)射流來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚渭?jí)。每對(duì)將M個(gè)輸出流變換為M個(gè)OFDM 時(shí)域信號(hào)，每個(gè)IFFT處理塊將所接收的頻域信號(hào)變換為時(shí)域采樣的流，并且每個(gè)循環(huán)前綴 處理塊將循環(huán)前綴添加到時(shí)域采樣的流W生成M個(gè)預(yù)編碼輸出流。RRH包括時(shí)域?qū)拵Рㄊ?形模塊和發(fā)射天線陣列，所述時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文K被配置為使用寬帶預(yù)編碼矩陣將M個(gè) 輸出流接收并且預(yù)編碼為N個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)，并且所述發(fā)射天線陣列被配置為發(fā)射一 起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)發(fā)射流，天線陣列包括多個(gè)物理天線。發(fā)射流的數(shù)目 N大于時(shí)域中的預(yù)編碼輸出流的數(shù)目M。
[0176] 在基站中，數(shù)據(jù)單元還可W包括NCRS CRS端口，其被配置為接收公共控制信號(hào)作 為頻域信號(hào)，并且NCRS IFFT處理塊用于處理公共控制信號(hào)W產(chǎn)生NCRS OFDM時(shí)域信號(hào)。
[0177] 在基站中，數(shù)據(jù)單元還可W包括:NCRS小區(qū)特定參考信號(hào)（CRS)端口，其接收頻域 中的公共控制信號(hào);M個(gè)資源元素映射器，其被配置為將M個(gè)預(yù)編碼輸出流映射到頻域中的 資源元素;NCRS資源元素映射器，其被配置為將公共控制信號(hào)映射到頻域中的資源元素;天 線虛擬化模塊，其被配置為將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到NCRS資源元素映 射的公共控制信號(hào)W生成頻域中的M個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)；W及M個(gè)加法器，其中，M個(gè)加 法器中的每一個(gè)被配置為將M個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)與M個(gè)資源元素映射的預(yù)編碼輸出流 組合。在本文中，M個(gè)IFFT處理塊中的每一個(gè)禪合到M個(gè)加法器中的相應(yīng)一個(gè)并且還被配置 為從加法器接收組合的頻域信號(hào)作為所接收的頻域信號(hào)。
[0178] 在基站中，數(shù)據(jù)單元還可W包括:NCRS CRS端口，每個(gè)CRS端口被配置為接收頻域 中的公共控制信號(hào);NCSI-RS CSI-RS端口，其中，每個(gè)CSI-RS端口被配置為接收頻域中的 CSI-RS信號(hào);天線虛擬化模塊，其被配置為將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到 NCRS公共控制信號(hào)W生成頻域中的M個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)，并且將CSI-RS特定天線虛擬 化預(yù)編碼施加至IjNCSI-RS頻域CSI-RS信號(hào)W生成M個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào);M個(gè)加法器，其被配 置為將M個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)與M個(gè)預(yù)編碼輸出流組合。每個(gè)加法器被配置為將M個(gè)虛擬化 共同控制信號(hào)中的相應(yīng)一個(gè)與M個(gè)預(yù)編碼輸出流中的相應(yīng)一個(gè)組合。在本文中，M個(gè)IFFT處 理塊中的每一個(gè)禪合到M個(gè)加法器中的相應(yīng)一個(gè)，并且還被配置為從加法器接收組合的頻 域信號(hào)作為所接收的頻域信號(hào)。
[0179] 在基站中，時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文K包括預(yù)編碼矩陣，其具有作為DFT向量的行和作 為DFT向量的列中的至少一個(gè)。廣播波束包括寬波束寬度CRS，寬波束寬度CSI-RS和與CRS相 關(guān)聯(lián)并且包括物理下行鏈路控制信道和物理廣播信道中的至少一個(gè)的寬波束寬度公共控 制信道。用戶特定波束包括窄波束寬度CSI-RS、窄波束寬度UE-RS和與肥-RS相關(guān)聯(lián)的窄波 束寬度肥數(shù)據(jù)信道。
[0180] 在基站中，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端還可W包括天線虛擬化模塊和N個(gè)加法器，所述天線虛 擬化模塊被配置為接收NCSI-RS時(shí)域CSI-RS信號(hào)并且將CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼施加 到NCSI-RS時(shí)域CSI-RS信號(hào)W生成N個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)，并且所述N個(gè)加法器被配置為將N 個(gè)虛擬化CSI-RS信號(hào)與N個(gè)預(yù)編碼的輸出信號(hào)組合。
[0181] 在基站中，天線虛擬化模塊還被配置為從數(shù)據(jù)單元接收NCRS公共控制時(shí)域信號(hào)， 并且將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到NCRS時(shí)域公共信號(hào)W生成N個(gè)虛擬化公 共控制信號(hào)。在本文中，N個(gè)加法器還被配置為將N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)與N個(gè)預(yù)編碼的輸 出信號(hào)組合。
[0182] 基站還可W包括波束成形控制模塊，其被配置為接收上行鏈路反饋并且基于反饋 而生成波束成形控制信號(hào)，所述上行鏈路反饋包括PMI和CSI中的至少一個(gè)。波束成形控制 信號(hào)包括第一波束成形控制信號(hào)和第二波束成形控制信號(hào)，所述第一波束成形控制信號(hào)被 配置為控制頻域預(yù)編碼模塊W選擇頻域預(yù)編碼矩陣，并且所述第二波束成形控制信號(hào)被配 置為控制時(shí)域?qū)拵Рㄊ尚文KW選擇寬帶預(yù)編碼矩陣。
[0183] 上文所描述的多級(jí)波束成形架構(gòu)800、900和1000的各種實(shí)施例減少基帶計(jì)算并且 減少DU與RRH之間的吞吐量要求。表1概述了與常規(guī)架構(gòu)（例如，M = N)相比較多級(jí)波束成形 架構(gòu)的基帶計(jì)算和吞吐量要求中的所計(jì)算的節(jié)省的特定非限制性示例(例如，M<N)。其他 示例可W產(chǎn)生成本節(jié)省的不同的結(jié)果。傳輸系統(tǒng)的復(fù)雜性不隨著發(fā)射天線的數(shù)目的增加而 增加，而是取決于數(shù)據(jù)流n預(yù)編碼的數(shù)目。
[0184]
[0185] 表1:通過(guò)使用多級(jí)波束成形方案的復(fù)雜性的節(jié)省的概要
[0186] 雖然已經(jīng)利用示例性實(shí)施例描述了本公開(kāi)，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W提出各種 改變和修改。應(yīng)預(yù)期到，本公開(kāi)涵蓋如落在隨附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的運(yùn)樣的改變和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于操作無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射器的方法，所述方法包括： 通過(guò)將K個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為Μ個(gè)輸出流在頻域中波束成形； 通過(guò)將Μ個(gè)輸出流變換為Μ個(gè)OFDM信號(hào)來(lái)生成Μ個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)； 通過(guò)將所述Μ個(gè)OFDM信號(hào)轉(zhuǎn)換為N個(gè)信號(hào)在時(shí)域中波束成形；以及 發(fā)射一起形成廣播波束和用戶特定波束的N個(gè)信號(hào)， 其中，所述數(shù)目N大于所述數(shù)目Μ。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述頻域中的所述波束成形包括將頻率選擇性預(yù) 編碼矩陣應(yīng)用到Κ個(gè)數(shù)據(jù)流。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 通過(guò)將公共控制信號(hào)變換為其他OFDM信號(hào)生成所述其他OFDM信號(hào)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生成Μ個(gè)OFDM信號(hào)包括， 將其中組合所述Μ個(gè)輸出流和公共控制信號(hào)的信號(hào)變換為Μ個(gè)OFDM信號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括： 通過(guò)將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到公共控制信號(hào)生成Μ個(gè)虛擬化公共 控制信號(hào)；以及 將Μ個(gè)虛擬化共同控制信號(hào)與Μ個(gè)輸出流組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生成Μ個(gè)OFDM信號(hào)包括， 將其中組合Μ個(gè)輸出流和信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)的信號(hào)變換為Μ個(gè)OFDM信號(hào)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括： 通過(guò)將CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到頻域CSI-RS來(lái)生成Μ個(gè)虛擬化CSI-RS;以 及 將Μ個(gè)虛擬化CSI-RS與Μ個(gè)輸出流組合。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 接收上行鏈路反饋信息，其包括預(yù)編碼矩陣指示器(ΡΜΙ)和信道狀態(tài)信息(CSI)中的至 少一個(gè)；以及 基于上行鏈路反饋信息，確定頻域中的頻率選擇性預(yù)編碼矩陣和時(shí)域中的寬帶預(yù)編碼 矩陣。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述時(shí)域中的波束成形包括，使用預(yù)編碼矩陣在 時(shí)域中波束成形，所述預(yù)編碼矩陣具有以下中的至少一個(gè)： 作為離散傅里葉變換(DFT)向量的行，以及 作為DFT向量的列；以及 其中，所述廣播波束包括： 寬波束寬度小區(qū)特定參考信號(hào)(CRS)， 寬波束寬度信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)，以及 寬波束寬度公共控制信道與CRS相關(guān)聯(lián)并且包括以下中的至少一個(gè):物理下行鏈路控 制信道和物理廣播信道，以及 其中，所述用戶特定波束包括： 窄波束寬度CSI-RS， 窄波束寬度用戶設(shè)備特定參考信號(hào)(UE-RS)，以及 與UE-RS相關(guān)聯(lián)的窄波束寬度UE數(shù)據(jù)信道。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述時(shí)域中的所述波束成形包括， 使用寬帶預(yù)編碼矩陣將Μ個(gè)OFDM信號(hào)預(yù)編碼為N個(gè)預(yù)編碼的信號(hào)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 將CSI-RS特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到時(shí)域CSI-RS以生成N個(gè)虛擬化CSI-RS;以及 將N個(gè)虛擬化CSI-RS與N個(gè)預(yù)編碼的信號(hào)組合。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括： 將公共控制信號(hào)特定天線虛擬化預(yù)編碼施加到時(shí)域公共控制信號(hào)以生成N個(gè)虛擬化公 共控制信號(hào)；以及 將所述N個(gè)虛擬化公共控制信號(hào)與所述N個(gè)預(yù)編碼的信號(hào)組合。13. -種被布置為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至12之一所述的方法的發(fā)射器。
【文檔編號(hào)】H04J11/00GK105940616SQ201580006181
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日
【發(fā)明人】G.許, 南映瀚, 李英, 辛巖, 張建中
【申請(qǐng)人】三星電子株式會(huì)社