用于在无线通信系统中通过终端发送用于使波束成形分离的反馈信息的方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于在无线通信系统中在用 户设备（UE)处发送用于部分波束成形（beamforming)的反馈信息的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 将给出作为能够适用于本发明的无线通信系统的示例的第三代合作伙伴计划长 期演进（3GPPLTE)系统的简要描述。
[0003] 图1示出了作为示例性无线通信系统的演进通用移动电信系统（E-UMTS)网络 的构造。E-UMTS系统是传统UMTS系统的演进，并且3GPP正基于E-UMTS标准化进行工 作。E-UMTS也被称为LTE系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，分别参考"3rd GenerationPartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupRadioAccess Network"的版本7和版本8〇
[0004] 参照图1，E_UMTS系统包括用户设备（UE)、演进的节点B(eN〇deB或eNB)、以及位 于演进型UMTS陆地无线电接入网络（E-UTRAN)的一端处并且连接到外部网络的接入网关 (AG)。eNB可以同时发送多个数据流，以便于广播服务、多播服务和/或单播服务。
[0005] 单个eNB管理一个或更多个小区。小区被设置为在1. 25、2. 5、5、10、15和20Mhz 的带宽中的一个带宽中操作，并且在该带宽中提供到多个UE的下行链路（DL)或上行链路 (UL)传输服务。可以构造不同的小区以提供不同的带宽。eNB控制到多个UE的数据发送 以及从多个UE的数据接收。关于DL数据，eNB通过将DL调度信息发送给特定UE来向该 特定UE通知假定DL数据被发送的时间-频率区域、编码方案、数据大小、混合自动重传请 求（HARQ)信息等。关于UL数据，eNB通过将UL调度信息发送给特定UE来向该特定UE通 知UE能够发送数据的时间-频率区域、编码方案、数据大小、HARQ信息等。可以在eNB之间 限定用于发送用户业务或控制业务的接口。核心网络（CN)可以包括用于UE的用户注册的 AG和网络节点。AG在跟踪区域（TA)的基础上管理UE的移动性。一个TA包括多个小区。
[0006] 尽管无线通信技术的发展阶段已达到基于宽带码分多址（WCDMA)的LTE，然而用 户和服务提供商的需求和期望不断增加。考虑到其它无线接入技术正在发展，新技术演进 需要实现未来的竞争力。具体地，需要减少每比特成本、提高服务可用性、灵活使用频带、简 化结构、开放接口、适当消耗UE的功率。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[0008] 被设计以解决所述问题的本发明的目的在于提供一种用于在无线通信系统中在 用户设备（UE)处发送用于部分波束成形的反馈信息的方法和装置。
[0009] 技术解决方案
[0010] 可以通过提供一种在无线通信系统中从用户设备（UE)向网络发送用于基于多个 天线的部分波束成形的反馈信息的方法来实现本发明的目的，该方法包括以下步骤：从所 述网络接收与包含在所述多个天线中的天线分区（antennapartition)对应的基准信号； 基于所述基准信号，从包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式当中选择一种或更多 种波束成形模式，并且构造与所选择的一种或更多种波束成形模式相关的反馈信息；以及 向所述网络发送所述反馈信息，其中，所述反馈信息包括与下面的项中的至少一个对应的 预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信息。
[0011] 该方法还可以包括以下步骤：从所述网络接收关于包含在所述候选波束成形模式 集中的所述波束成形模式的信息。当由UE选择多种波束成形模式时，网络可以选择并应用 多种波束成形模式中的一种，并且向UE发送信号。
[0012] 在本发明的另一方面中，本文中提供了一种在无线通信系统中在网络处从用户设 备（UE)接收用于基于多个天线的部分波束成形的反馈信息的方法，该方法包括以下步骤： 向所述UE发送与包含在所述多个天线中的天线分区对应的基准信号；以及基于所述基准 信号从所述UE接收所述反馈信息，其中，所述反馈信息与由UE从包含在候选波束成形模式 集中的波束成形模式当中选择的一种或更多种波束成形模式相关，并且包括与下面的项中 的至少一个对应的预编码矩阵索引：所述天线分区和用于链接所述天线分区的链接系数信 息。
[0013] 该方法还可以包括以下步骤：向UE发送关于包含在所述候选波束成形模式集中 的所述波束成形模式的信息。该方法还包括以下步骤：当由所述UE选择多种波束成形模式 时，网络选择并应用所述多种波束成形模式中的一种，并且向所述UE发送信号。
[0014] 根据本发明，反馈信息可以包括包含在候选波束成形模式集中的波束成形模式的 秩指示符和信道质量信息。当天线分区处于完全对齐的状态时，反馈信息可以包括针对天 线分区和链接系数信息的一个预编码矩阵。
[0015] 候选波束成形模式集可以包括下面的模式中的至少一种：开环波束成形模式、闭 环波束成形模式、垂直波束成形模式和水平波束成形模式。
[0016] 有益效果
[0017] 根据本发明的实施方式，能够在无线通信系统中高效地报告用于部分波束成形的 反馈信息。
[0018] 本领域技术人员将要领会的是，能够通过本发明实现的效果不限于上文中已具体 描述的效果，并且将从下面的详细描述更加清楚地理解本发明的其它优点。
【附图说明】
[0019] 图1例示了作为无线通信系统的示例的演进通用移动电信系统（E-UMTS)网络的 构造；
[0020] 图2例示了在符合用户设备（UE)和演进的UMTS陆地无线电接入网络（E-UTRAN) 之间的第三代合作伙伴计划（3GPP)无线电接入网络标准的无线电接口协议架构中的控制 平面协议栈和用户平面协议栈；
[0021] 图3例示了 3GPP系统中的物理信道和使用这些物理信道的一般信号传输方法；
[0022] 图4例示了长期演进（LTE)系统中的无线电帧的结构；
[0023] 图5例示了LTE系统中的下行链路无线电帧的结构；
[0024] 图6例示了LTE系统中的上行链路子帧的结构；
[0025] 图7例示了一般多输入多输出（M頂0)通信系统的构造；
[0026] 图8和图9例示了支持通过四个天线（4-Tx下行链路传输）进行下行链路传输的 LTE系统中的下行链路基准信号（RS)构造；
[0027] 图10例示了在当前的3GPP标准规范中限定的示例性的下行链路解调基准信号 (DMRS)分配；
[0028] 图11例示了在当前的3GPP标准规范中限定的下行链路信道状态信息-基准信号 (CSI-RS)构造的CSI-RS构造 #0 ;
[0029] 图12例示了天线倾斜方案；
[0030] 图13是将相关技术的天线系统与有源天线系统（AAS)进行比较的图；
[0031] 图14例示了示例性的基于AAS的用户设备（UE)特定的波束成形；
[0032] 图15例示了基于AAS的二维波束发送场景；
[0033] 图16例示了在均匀线性阵列中应用对齐的分区预编码的示例；
[0034] 图17例示了在方形阵列中应用基于列对齐的分区预编码的示例；
[0035] 图18例示了在方形阵列中应用基于行对齐的分区预编码的示例；
[0036] 图19例示了在方形阵列中应用基于行组对齐的分区预编码的示例；
[0037] 图20至图22例示了导频模式（pilotpattern)分配方法；
[0038] 图23是示出了根据本发明的第一实施方式的网络与UE之间的信息交换处理的 图；
[0039] 图24是示出了根据本发明的第二实施方式的网络与UE之间的信息交换处理的 图；
[0040] 图25是示出了根据本发明的第二实施方式的在UE处构造针对多种波束成形模式 的反馈的处理的图；以及
[0041] 图26是根据本发明的实施方式的通信装置的框图。
【具体实施方式】
[0042] 利用参照附图描述的本发明的实施方式将容易地理解本发明的构造、操作和其它 特征。如本文中阐述的本发明的实施方式是将本发明的技术特征应用于第三代合作伙伴计 划（3GPP)系统的示例。
[0043] 当在期演进（LTE)系统和高级LTE(LTE-A)系统的上下文中描述本发明的实施方 式时，这些实施方式仅仅是示例性的。因此，本发明的实施方式可适用于任何其它通信系 统，只要上述限定对于通信系统有效即可。另外，当在频分双工（FDD)的上下文中描述本发 明的实施方式时，这些实施方式在一些修改的情况下还容易地适用于半FDD(Η-FDD)或时 分双工（TDD)。
[0044] 术语"基站（BS) "可以被用于覆盖包括远程无线电头（RRH)、演进的NodeB(eNB 或eNodeB)、接收点（RP)、中继器等的含义。
[0045] 图2例示了在符合用户设备（UE)和演进的UMTS陆地无线电接入网络（E-UTRAN) 之间的3GPP无线接入网络标准的无线电接口协议架构中的控制平面协议栈和用户平面协 议栈。控制平面是UE和E-UTRAN发送控制消息以管理呼叫的路径，并且用户平面是从应用 层生成的数据（例如，语音数据或互联网分组数据）被发送的路径。
[0046] 层1 (L1)处的物理（PHY)层向其更高层（媒体访问控制（MAC)层）提供信息传送 服务。PHY层经由传输信道连接到MAC层。传输信道在MAC层和PHY层之间传送数据。在 发送器和接收器的PHY层之间的物理信道上发送数据。物理信道使用时间和频率作为无线 资源。具体地，物理信道针对下行链路（DL)按照正交频分多址（0FDMA)进行调制，并且针 对上行链路（UL)按照单载波频分多址（SC-FDMA)进行调制。
[0047] 层2(L2)处的MAC层经由逻辑信道向其更高层（无线电链路控制（RLC)层）提供 服务。L2处的RLC层支持可靠的数据传输。可以在MAC层的功能块中实现RLC层功能。分 组数据汇聚协议（PDCP)层在L2处执行报头压缩，以减少不必要的控制信息的量，并因此经 由具有窄带宽的空中接口高效地传输诸如IP版本4 (IPv4)或IP版本6 (IPv6)分组这样的 网际协议（IP)分组。
[0048] 仅在控制平面上限定层3(或L3)的最低部分处的无线电资源控制（RRC)层。RRC 层与无线电承载的构造、重新构造和释放有关地控制逻辑信道、传输信道和物理信道。无线 电承载是指在L2处提供针对UE与E-UTRAN之间的数据传输的服务。为此，UE和E-UTRAN 的RRC层彼此交换RRC消息。如果在UE和E-UTRAN之间建立RRC连接，则UE处于RRC连 接模式，否则UE处于RRC空闲模式。RRC层上面的非接入层（NAS)层执行包括会话管理和 移动性管理的功能。
[0049] 用于将数据从E-UTRAN传送到UE的DL传输信道包括承载系统信息的广播信道 (BCH)、承载寻呼消息的寻呼信道（PCH)和承载用户业务或控制消息的共享信道（SCH)。DL 多播业务或控制消息或DL广播业务或控制消息可以在DLSCH或者单独限定的DL多播信 道（MCH)上被发送。用于将数据从UE传送到E-UTRAN的UL传输信道包括承载初始控制消 息的随机接入信道（RACH)和承载用户业务或控制消息的ULSCH。在传输信道上面被限定 并映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道（BCCH)、寻呼控制信道（PCCH)、公共控制 信道（CCCH)、多播控制信道（MCCH)、多播业务信道（MTCH)等。
[0050] 图3例示了3GPP系统中的物理信道和用于在这些物理信道上发送信号的一般方 法。
[0051 ] 参照图3，当UE通电或进入新的小区时，则UE执行初始小区搜索（S301)。初始小 区搜索涉及向eNB的同步的获得。具体地，UE使其定时与eNB同步，并且通过从eNB接收 主同步信道（P-SCH)和辅同步信道（S-SCH)来获取小区标识符（ID)和其它信息。然后，UE 可以通过从eNB接收物理广播信道（PBCH)来获取在小区中广播的信息。在初始小区搜索 期间，UE可以通过接收下行链路基准信号（DLRS)来监视DL信道状态。
[0052] 在初始小区搜索之后，UE可以通过接收物理下行链路控制信道（PDCCH)以及基 于该H)CCH中包含的信息接收物理下行链路共享信道（PDSCH)来获取详细的系统信息 (S302)。
[0053] 如果UE最初接入eNB或者不具有用于向eNB发送信号的无线电资源，则UE可以执 行与该eNB的随机接入过程（S303至S306)。在随机接入过程中，UE可以在物理随机接入 信道（PRACH)上发送预定序列作为前导码（S303和S305)，并且可以在H)CCH和与该H)CCH 关联的H)SCH上接收对该前导码的响应消息（S304和S306)。在基于竞争的RACH的情况 下，UE可以附加地执行竞争解决过程。
[0054] 在上述过程之后，UE可以从eNB接收H)CCH和/或H)SCH(S307)，并且向eNB发送 物理上行链路共享信道（PUSCH)和/或物理上行链路控制信道（PUCCH) (S308)，这是一般 DL/UL信号发送过程。具体地，UE在H)CCH上接收下行链路控制信息（DCI)。本文中，DCI 包括诸如针对UE的资源分配信息这样的控制信息。根据DCI的不同用途来限定不同的DCI 格式。
[0055] UE在UL上发送给eNB或者在DL上从eNB接收的控制信息包括DL/UL确认/否定 确认（ACK/NACK)信号、信道质量指示符（CQI)、预编码矩阵索引（PMI)、秩指示符（RI)等。 在3GPPLTE系统中，UE可以在PUSCH和/或PUCCH上发送诸如CQI、PMI、RI等这样的控制 信息。
[0056] 图4例示了在LTE系统中使用的无线电帧的结构。
[0057] 参照图4, 一个无线电帧为10ms(327200XTS)长，并且被划分成10个相等大小的 子帧。每个子帧为lms长，并且进一步地被划分成两个时隙。每个时隙为0. 5ms(15360XTS) 长。本文中，Ts表示采样时间，并且Ts=V(15kHzX2048) = 3.2552x10 s(约 33ns)。一 个时隙包括时间域中的多个正交频分复用（OFDM)符号或者SC-FDMA符号乘以频率域中的 多个资源块（RB)。在LTE系统中，一个RB包括12个子载波X7(或6)个0FDM符号。发送 数据期间的单位时间被限定为发送时间间隔（TTI)。可以以一个或更多个子帧为单位来限 定TTI。上述无线电帧结构仅仅是示例性的，并因此可以改变无线电帧中的子帧的数目、子 帧中的时隙的数目或者时隙中的0FDM符号的数目。
[0058] 图5例示了DL无线电帧中的子帧的控制区域中包含的示例性控制信道。
[0059] 参照图5, 一个子帧包括14个0FDM符号。根据子帧构造，子帧的第一个0FDM符 号至第三个0FDM符号被用于控制区域，并且其它的11至13个0FDM符号被用于数据区域。 在图5中，参考字符R1至R4表示针对天线0至天线3的RS或导频信号。不管控制区域和 数据区域如何，在子帧中都按照预定模式分配RS。控制信道被分配给控制区域中的非RS资 源，并且业务信道还被分配给数据区域中的非RS资源。分配给控制区域的控制信道包括物 理控制格式指示符信道（PCFICH)、物理混合ARQ指示符信道（PHICH)、物理下行链路控制信 道（H)CCH)等。
[0060] PCFICH是承载与用于每个子帧中的H)CCH的0FDM符号的数目有关的信息的物理 控制格式指示符信道。PCFICH位于子帧的第一 0FDM符号中，并且被构造有高于PHICH和 PDCCH的优先权。PCFICH包括4个资源元素组（REG)，每个REG基于小区标识（ID)被分发 到控制区域。一个REG包括4个资源元素（RE)。RE是由一个子载波乘以一个0FDM符号限 定的最小的物理资源。根据带宽，PCFICH被设置为1至3或2至4。PCFICH按照正交相移 键控（QPSK)进行调制。
[0061 ] PHICH是承载针对UL发送的HARQACK/NACK的物理混合自动重传请求（HARQ)指 示符信道。也就是说，PHICH是递送针对ULHARQ的DLACK/NACK信息的信道。PHICH包 括一个REG，并