用于自适应调节MIMO传输方案的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用户设备(101)，该用户设备用于通过无线通信信道与多输入多输出(MIMO)基站(131)进行无线通信，其中，用户设备(101)包括：通信接口(103)，用于通过无线通信信道从基站(131)接收当前导频信号；以及处理器(105)，用于基于当前导频信号确定当前信道状态(CSI)信息，并基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，处理器(105)用于基于先前导频信号(即先前接收的导频信号)确定先前CSI。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自适应调节MIMO传输方案的设备和方法
一般地，本专利技术涉及电信领域。更具体地，本专利技术涉及用于尤其在无线通信网络中自适应地调节MIMO传输方案的设备和方法。
技术介绍
在基站需要与多个用户终端(userterminal，UT)或用户设备(userequipment，UE)通信的无线多用户接入场景中，基站通常发送终端已知的特殊信号，例如LTE系统中的CSI-RS(channelstateinformationreferencesignal，信道状态信息参考信号)导频，从而用户终端可以生成关于从基站的无线链路的信道状态信息(channelstateinformation，CSI)。这些特殊信号称为小区特定参考信号(cellspecificreferencesignal，CRS)。信道状态信息(CSI)可以反馈至基站，以用于到用户终端的后续传输的调度决策，即，确定哪个用户终端在哪个时频无线资源上进行发送或/和接收。此外，如果基站具有多个天线以及关于从这些天线到小区中的不同用户终端的无线链路的信道状态信息(CSI)(所谓的闭环场景)，则一种实用的下行传输方案是多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)线性预编码(通常称为发射波束成形)，该MIMO线性预编码在于将待发送的数据符号与用户相关系数和天线相关系数(这些系数基于共同调度的用户的信道状态信息来选择)相乘，然后增加或组合得到的信号，再将这些信号传送到天线阵列。如果多天线基站没有必需的CSI(所谓的开环场景)，则可以使用MIMO分集策略。这种策略的一个示例是预编码器循环，其中，从预定义的预编码码本中选择不同的MIMO预编码器，并在传输带宽内的不同资源单元上使用这些不同的MIMO预编码器。另一示例是空时(频)分组编码(space-time(orfrequency)blockcoding，ST(F)BC)，在其非加权版本中，在发射器不需要知道CSI。实际上，基站具有关于活动用户终端(UT)的CSI，但该CSI的质量不足以用于待使用的纯MIMO波束成形，例如，部分CSI、延迟CSI等。在这些情况下，最好使用组合MIMO波束成形和分集的策略。一个示例是预编码器循环，其中，使用的预编码器仅从码本的子集中选择，该子集通过部分CSI定义。另一示例是加权ST(F)BC，其中，使用由延迟CSI(因此不完美CSI)定义的矩阵对ST(F)BC符号码字进行预编码。另一类下行参考信号是下行用户特定导频，例如，LTE和新空口(newradio，NR)系统中的解调参考信号(demodulationreferencesignals，DMRS)。在采用下行MIMO预编码的系统中，这些导频随数据符号一起由基站发送，并且这些导频经过与基站应用至数据符号的相同预编码。这样，用户终端(UT)可以了解其各自的有效下行信道，即，由于在基站应用空间预编码而在用户终端的天线单元处经历的标量信道。了解有效下行信道对于在用户终端处的均衡和相干解调来说是必要的。当在若干资源单元(例如，在资源块组(resourceblockgroup，RBG))上使用相同的预编码器时，通常可以使用联合信道估计，以获得这些资源单元上的有效信道的估计，其精确度优于分别在每个资源单元上进行信道估计的情况。参见G.Jongren等在IEEETrans.Inf.Theory2002年第48卷611-627页上发表的“Combiningbeamformingandorthogonalspace-timeblockcoding”，一种现有的解决方案是加权ST(F)BC，其中，使用由延迟的并因此不完美的CSI确定的矩阵来对ST(F)BC码字进行预编码。更准确地，预编码矩阵由第一预编码向量组成，第一预编码向量取决于最新的(延迟的)CSI反馈，而选择其他预编码向量作为正交于第一向量的向量。这些不同向量的功率分配被确定为CSI反馈的质量的函数。然而，没有提供确定、报告、或发信令通知这种CSI质量测量的具体方式。另一种组合了预编码和分集的解决方案是使用信道向量的协方差矩阵的最强特征向量对ST(F)BC码字矩阵进行预编码。这种方法的细节可以参见M.Cheng等于2013年在中国杭州的WCSP上发表的“BeamformingandAlamoutiSTBCcombineddownlinktransmissionschemesincommunicationsystemsforhigh-speedrailway”。然而，这种解决方法与没有CSI反馈的开环场景更相关。在专利申请US20100284484A1和US20120207243A1中，仅考虑了开环预编码器循环策略，因此，没有使用部分CSI或延迟CSI来改进传输的空间。在US2014/0029650A1中，基于自从基站上一次接收到来自用户终端的CSI反馈以来已经过了多长时间，自适应地修改将用于预编码器循环的预编码码本的子集。例如，在CSI反馈选择之后，紧接着使用纯波束成形，而仅在该反馈在某种程度上过时之后才激活预编码器循环。然而，由于该反馈通常基于较早的下行CRS传输，故该解决方案没有考虑接收到的CSI反馈的可靠性/准确度。US20130044610A1提出了一种方法，该方法估计无线信道的时间相关等级，该时间相关等级与该信道末端的用户终端的移动性有关，该方法还使用该估计的值来决定是使用闭环MIMO预编码策略还是使用开环MIMO分集策略。然而，这种估计基于上行探测参考信号(soundingreferencesignal，SRS)，因此，甚至在具有上行-下行信道互易性的系统中，也无法直接映射到实际的基于CRS的下行CSI质量(上行SRS传输和下行CRS传输不一定具有相同的周期)。此外，由此获得的时间相关性估计只允许在开环策略和闭环策略之间切换，而不能自适应地在混合策略中调节开环策略和闭环策略之间的平衡。如US20080268862A1和WO2017049599A1所述，跟踪闭环MIMO系统的信道质量指示(channelqualityindicator，CQI)反馈的值可以提供一种估计CSI的质量的方式，该CSI质量用于生成导致这些CQI值的预编码器。然而，这一潜能仍未被开发，并且未被利用以控制混合的开环和闭环传输。因此，根据以上，需要一种改进的用户设备和基站以及相应的方法，允许部分基于CSI可靠性/精确度的测量(即，最新可用CSI有多接近于在传输时的实际信道的定量指示)以自适应的方式确定MIMO传输方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在无线通信网络中自适应地调节MIMO传输方案的改进设备和方法。前述目的和其他目的通过独立权利要求的主题实现。根据从属权利要求、说明书、以及附图，其他实施方式是显而易见的。一般地，本专利技术实施例涉及一种用户设备(UE)和基站以及相应方法，用于估计信道状态信息(CSI)质量的可靠性测量，并用于使用该测量以计算赋予用于传输的不同MIMO预编码波束的权重。更具体地，CSI可靠性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用户设备(101)，用于通过无线通信信道与多输入多输出(MIMO)基站(131)进行无线通信，所述用户设备(101)包括：/n通信接口(103)，用于通过所述无线通信信道从所述基站(131)接收当前导频信号；以及/n处理器(105)，用于基于所述当前导频信号确定当前信道状态信息(CSI)，并基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，所述处理器(105)用于基于先前导频信号确定所述先前CSI。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用户设备(101)，用于通过无线通信信道与多输入多输出(MIMO)基站(131)进行无线通信，所述用户设备(101)包括：
通信接口(103)，用于通过所述无线通信信道从所述基站(131)接收当前导频信号；以及
处理器(105)，用于基于所述当前导频信号确定当前信道状态信息(CSI)，并基于当前CSI和一个或多个先前CSI确定CSI可靠性测量值，其中，所述处理器(105)用于基于先前导频信号确定所述先前CSI。


2.根据权利要求1所述的用户设备(101)，其中，所述通信接口(103)还用于向所述基站(131)发送所述CSI可靠性测量值，以允许所述基站基于所述CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子，其中，所述预编码分集加权因子允许所述基站通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至所述用户设备的数据自适应地调节所述MIMO传输方案。


3.根据权利要求1所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)还用于基于所述CSI可靠性测量值确定预编码分集加权因子，并且其中，所述通信接口(103)用于向所述基站(131)发送所述预编码分集加权因子，其中，所述预编码分集加权因子允许所述基站(131)通过对MIMO传输方案的波束成形预编码分量和分集预编码分量进行加权，为待发送至所述用户设备的数据自适应地调节所述MIMO传输方案。


4.根据权利要求3所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于通过使用所述CSI可靠性测量值和所述预编码分集加权因子之间的映射，基于所述CSI可靠性测量值确定所述预编码分集加权因子。


5.根据权利要求4所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于通过使用所述CSI可靠性测量值和所述预编码分集加权因子之间的映射，基于所述CSI可靠性测量值ρ确定所述预编码分集加权因子θ，所述映射由以下方程定义：
θ＝(1-1/T)ρ+1/T，
其中，T表示≥2的系统参数整数值。


6.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于将与不同CSI延迟值ΔCSI对应的所述CSI可靠性测量值确定为当前信道估计或所述当前CSI和先前CSI之间的相关系数，所述先前CSI通过等于ΔCSI的时间量与所述当前信道估计或所述当前CSI间隔开。


7.根据权利要求6所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于基于以下方程确定与所述CSI延迟ΔCSI对应的所述CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI，new)：



其中，矩阵X的某个向量的||X||表示X的范数的值，ΔCSI表示所述通信接口接收到所述先前导频信号和接收到所述当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，ht表示所述当前信道响应估计的向量化形式，表示量化的先前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，ρ(ΔCSI，old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。


8.根据权利要求6所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于基于以下方程确定与所述CSI延迟ΔCSI对应的所述CSI可靠性测量值ρ(ΔCSI，new)：



其中，ΔCSI表示所述通信接口接收到所述先前导频信号和接收到所述当前导频信号之间的时间延迟，α表示范围从0到1的平均系数，表示量化的当前信道响应估计的向量化形式，表示量化的先前信道响应估计的向量化形式的共轭转置，ρ(ΔCSI，old)表示与CSI延迟ΔCSI对应的先前CSI可靠性测量值。


9.根据权利要求7或8所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于将ρ(ΔCSI，new)的值存储在初始为空的表中，所述表的第一列由所述用户设备已处理的所述CSI延迟值ΔCSI组成，所述表的第二列由与所述第一列中的所述CSI延迟值对应的所述CSI可靠性测量值组成。


10.根据权利要求9所述的用户设备(101)，其中，所述处理器(105)用于在所述条目(ΔCSI，ρ(ΔCSI))已存在于所述表中时，从所述表中读取ρ(ΔCSI，old)的值，或者作为第一替代方案，为ρ(ΔCSI，old)假设默认值，例如0.5，或者作为第二替代方案，使用基于所述表中的现有条目的插值，例如其中，(ΔCSI，1，ρ(ΔCSI，1))和(ΔCSI，2，ρ(ΔCSI，2))是所述表中的两个非空条目，使得ΔCSI，1≤ΔCSI≤ΔCSI，2。


11.一种方法(900)，用于操作用户设备(101)通过无线通信信道与基站(131)进行无线通信，其中，所述方法(900)包括：
通过所述无线通信信道从所述基站(131)接收(901)当前导频信号；
基于所述当前导频信号确定(903)当前信道响应估计；
基于当前信道响应估计确定(905)当前信道状态信息(CSI)；以及
基于所述当前信道估计或所述最新可用CSI和先前CSI确定(907)CSI可靠性测量值，其中，所述先前CSI基于先前导频信号确定。


12.一种MIMO基站(131)，用于通过无线通信信道与用户设备(101)进行无线通信，其中，所述MIMO基站(131)包括：
处理器(135)，用于对待发送至所述用户设备(101)的数据应用可自适应调节的MIMO传输方案；以及
通信接口(133)，包括多个天线，其中，所述通信接口(133)用于向所述用户设备(101)发送一个或多个导频信号，并用于从所述用户设备(101)接收反馈，所述反馈包括或基于信道状态信息(CSI)可靠性测量值、与所述可靠性测量对应的CSI延迟ΔCSI，其中，所述CSI可靠性测量值基于当前信道估计或由所述用户设备基于相应导频信号确定的最新CSI和先前CSI；
其中，所述处理器(135)还用于基于来自所述用户设备(101)的所述CSI反馈和CSI可靠性测量值和相应CSI延迟值反馈，自适应地调节所述MIMO传输方案。


13.根据权利要求12所述的MIMO基站(131)，其中，来自所述用户设备的所述反馈包括信道状态信息(CSI)可靠性测量值和与所述可靠性测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳萨尔·克塞利，玛利欧·康特里斯，杰西·阿尔诺·亚涅斯，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44