Разработка и структура кодовой книги для многогранулярной обратной связи

Разработка и структура кодовой книги для многогранулярной обратной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Примеры осуществления данного изобретения относятся в целом к системам, способам, устройствам и компьютерным программам для беспроводной связи и, в частности, к кодовым книгам и кодовым словам для предварительного кодера в системе с множеством передающих и/или приемных антенн в каждом узле.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Ниже приведены различные сокращения, которые встречаются в описании и/или на чертежах.

3GPP	third generation partnership project - Проект сотрудничества по разработке систем третьего поколения
СВ	codebook - кодовая книга
СоМР	coordinated multi-point transmission/reception - скоординированная многоточечная передача/прием
CQI	channel quality indicator - индикатор качества канала
CRC	cyclic redundancy check - контроль циклическим избыточным кодом
CSI	channel state information - информация о состоянии канала (например, CQI, PMI и RI)
CS1-RS	channel state information reference symbols - опорные символы информации о состоянии канала
CW	codeword - кодовое слово
DL	downlink - нисходящая линия связи
eNB	базовая станция системы EUTRAN/LTE
EUTRAN	evolved UTRAN - усовершенствованная сеть UTRAN (называемая также LTE или 3.9G)
LTE	long term evolution - система долгосрочного развития
ITU	international telecommunication union - Международный союз электросвязи
ITU-R	сектор радиосвязи ITU
MCS	modulation and coding scheme - схема модуляции и кодирования
MIMO	multiple-input-multiple-output - технология связи с множеством входов и множеством выходов
MU-MIMO	multi-user multiple input multiple output - многопользовательская технология связи с множеством входов и множеством выходов
Nr	number of receive antennas - число приемных антенн
Nt	number of transmit antennas - число передающих антенн
OFDMA	orthogonal frequency division multiple access - множественный доступ с ортогональным частотным разделением
PDCCH	physical downlink control channel - физический канал управления нисходящей линии связи
PRB	physical resource block - физический ресурсный блок
PMI	preceding matrix indicator - индикатор матрицы предварительного кодирования
PUCCH	physical uplink control channel - физический канал управления восходящей линии связи
PUSCH	physical uplink shared channel - физический совместно используемый канал восходящей линии связи
Rl	rank indicator - индикатор ранга
RS	reference symbols - опорные символы
SU-MIMO	single-user multiple-input-multiple-output - однопользовательская технология связи с множеством входов и множеством выходов
TBS	transport block size - размер транспортного блока
TX	передача
UE	user equipment - пользовательское устройство
UL	uplink - восходящая линия связи
UTRA	universal mobile telecommunication system terrestrial radio access - наземный радиодоступ универсальной системы мобильной связи
UTRAN	UTRA network - сеть наземного радиодоступа универсальной системы мобильной связи
ХР	cross polarized/polarization - кросс-поляризованный/кросс-поляризация

[0003] В системе связи, известной как усовершенствованная сеть UTRAN (E-UTRAN, называемая также UTRAN-LTE, E-UTRA или 3.9G), версия 8 LTE завершена, версия 9LTE стандартизируется, а версия 10 LTE находится в настоящее время в разработке в рамках проекта 3GPP. В нисходящей линии связи (DL) система LTE версии 10 поддерживает технологию 8-Тх DL SU-MIMO, включающую до восьми пространственных уровней (потоков), а также усовершенствованную передачу DL MU-MIMO.

[0004] Фиг.1 воспроизводит фиг.4.1 спецификации 3GPP TS 36.300, V8.6.0 (2008-09) и иллюстрирует общую архитектуру системы E-UTRAN. Система EUTRAN включает узлы eNB, обеспечивающие окончания протокола RRC плоскости пользователя и плоскости управления EUTRA к устройству UE. Узлы eNB связаны друг с другом через интерфейс Х2. Узлы eNB также связаны через интерфейс S1 с развитым ядром пакетной передачи (ЕРС, Evolved Packet Core), более конкретно с объектом управления мобильностью и обслуживающим шлюзом. Интерфейс S1 поддерживает отношение «многие-со-многими» между объектами управления мобильностью / обслуживающими шлюзами и узлами eNB.

[0005] Представляют интерес дальнейшие версии 3GPP LTE, направленные на разработку будущих систем IMT-A, называемых для удобства просто усовершенствованными системами LTE (LTE-Advanced, LTE-A). Технология LTE-A направлена на расширение и оптимизацию технологий радиодоступа 3GPP LTE версии 8 для обеспечения более высоких скоростей передачи данных по очень низкой цене. Технология LTE-А, вероятнее всего, будет частью системы LTE версии 10. Технология LTE-A, как ожидается, будет использовать смесь локальных и глобальных методов оптимизации, чтобы выполнить требования ITU-R для системы IMT-A при сохранении обратной совместимости с системой LTE версии 8. Чтобы выполнить требования пиковой спектральной эффективности (до 30 бит/с/Гц), поддержка до 8 передающих антенн в линии DL будет стандартизирована в версии 10 LTE, позволяя осуществлять передачу DL с пространственным мультиплексированием до 8 пространственных уровней.

Как режим 8-ТХ DL MIMO, так и усовершенствованный режим MU-MIMO предложены в версии 10 для усовершенствованной передачи MIMO DL.

[0006] В версии 10 LTE необходимо разработать кодовую книгу для 8 передающих (ТХ) антенн. В документе RAN 1#59 было решено расширить структуру неявной обратной связи версии 8 для версии 10 LTE. Она основана на модульной (или многогранулярной) структуре, объединяющей два компонента обратной связи из разных кодовых книг: один компонент обратной связи представляет долговременные (например, широкополосные) свойства канала, в то время как другой компонент обратной связи охватывает кратковременные (например, частотно-избирательные) свойства канала.

[0007] По сравнению с версией 8/9 LTE для версии 10 LTE рассматриваются два новых момента, касающихся DL MIMO:

- оптимизация работы MU-MIMO, обладающая преимуществом нового пакета структуры опорного символа с точки зрения предварительно кодированных специфических для устройства UE опорных символов (иногда называемых символами UE-RS или опорными символами демодуляции (demodulation reference symbols, DRS или DM-RS)) и периодических опорных символов информации о состоянии канала (CSI-RS);

- расширение работы до 8 уровней MIMO DL (то есть пространственного мультиплексирования до восьми пространственных потоков).

[0008] Эти усовершенствования будут поддерживаться новым режимом обратной связи устройства UE для информации о состоянии канала (CSI) и индикации качества канала (CQI), вытекающим из принципов неявной обратной связи в системе LTE версии 8. Точная обратная связь с помощью информации CSI важна особенно для режима MU-MIMO. Кроме того, аспекты сигнализации и размеры кодовой книги приобретают большую важность при рассмотрении расширения работы до 8 уровней в режиме SU-MIMO.

[0009] Записи кодовой книги (СВ) в версии 8 LTE были определены для передачи до ранга 4 и имеют конструктивные ограничения, такие как постоянный модуль, конечный алфавит и свойство вложенности. Работа таких книг СВ довольно проста: на основе оценивания канала по общим опорным символам (common reference symbols, CRS) устройство UE определяет свой предпочтительный ранг передачи для этого канала и на основе этого выбирает кодовые слова, основываясь на критериях выбора, таких как максимизация пропускной способности. Для краткости назовем эти определения и операции кодовой книги работой традиционной книги СВ или одиночной кодовой книги.

[0010] Было сделано несколько предложений в версию 10 LTE для кодовых книг, основанных на структуре традиционной книги СВ. Например, в документе R1-101462 фирмы Motorola предложено использовать несколько книг СВ размером 4-5 битов с кодовыми словами, позволяющими осуществлять работу как в сценарии с линейными антеннами (Uniform Linear Arrays, ULA), так и в сценарии с кросс-поляризованными антеннами (ХР). Другие предложения для структуры традиционной книги СВ были представлены в документе заседания рабочей группы RAN 1 #60.

[0011] Во время заседания RAN1#60 было решено расширить режим обратной связи версии 8, включающий неявную сигнализацию PMI/RI/CQI (см., например, документ R1-101683). Согласованная модульная (многогранулярная) структура книги СВ включает две матрицы предварительного кодирования, одна из которых предназначена для широкополосных и/или долговременных свойств канала, другая - для частотно-избирательных и/или кратковременных свойств канала. Эти предложения были сделаны на заседании RAN#59, например, фирмой Huawei (документ R1-10025 под названием: «Рассмотрение кодовой книги 8Тх для нисходящей линии связи» (Downlink 8Tx codebook considerations)) и фирмой Ericsson (документ R1-100051 под названием: «Гибкая концепция обратной связи» (A flexible feedback concept)).

[0012] Эти идеи направлены на кодовые книги СВ с многогранулярной структурой и исследование некоторых вопросов разработки таких многогранулярных кодовых книг СВ для лучшего их использования в системах, поддерживающих высокие и/или многочисленные ранги передачи для режимов SU- и MU-MIMO, например, для версии 10 LTE.

Сущность изобретения

[0013] В первом аспекте настоящего изобретения предлагается способ, включающий: выбор первой матрицы W1 предварительного кодирования из первой кодовой книги, включающей наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга характеризуется тем, что в ней меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами, чем связанных с более низкими рангами, а также тем, что матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами; использование выбранной первой матрицы W1 предварительного кодирования для выбора зависящей от ранга второй матрицы W2 предварительного кодирования из второй кодовой книги, так что выбранные первая и вторая матрицы предварительного кодирования образуют объединенный предварительный кодер, зависящий от требуемого ранга, причем вторая кодовая книга характеризуется матрицами предварительного кодирования разных размеров, связанными с каждым из N полных рангов, где N - целое число больше единицы, и сообщение информации об объединенном предварительном кодере узлу сети по каналу передачи восходящей линии связи.

[0014] Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одну память, хранящую код компьютерной программы. Упомянутая по меньшей мере одна память, хранящая код компьютерной программы, сконфигурирована так, чтобы по меньшей мере с помощью одного процессора заставлять устройство выполнять по меньшей мере следующее: выбор первой матрицы W1 предварительного кодирования из первой кодовой книги, включающей наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга характеризуется тем, что в ней меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами, чем связанных с более низкими рангами, а также тем, что все матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами; использование выбранной первой матрицы W1 предварительного кодирования для выбора зависящей от ранга второй матрицы W2 предварительного кодирования из второй кодовой книги, так что выбранные первая и вторая матрицы предварительного кодирования образуют объединенный предварительный кодер, зависящий от требуемого ранга, при этом вторая кодовая книга характеризуется матрицами предварительного кодирования разных размеров, связанными с каждым из N полных рангов, где N - целое число больше единицы, и сообщение информации об объединенном предварительном кодере узлу сети по каналу передачи восходящей линии связи.

[0015] В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается компьютерная программа, содержащая: код для выбора первой матрицы W1 предварительного кодирования из первой кодовой книги, включающей наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга характеризуется тем, что в ней меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами, чем связанных с более низкими рангами, а также тем, что матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами; код для использования выбранной первой матрицы W1 предварительного кодирования для выбора зависящей от ранга второй матрицы W2 предварительного кодирования из второй кодовой книги, так что выбранные первая и вторая матрицы предварительного кодирования образуют объединенный предварительный кодер, зависящий от требуемого ранга, причем вторая кодовая книга характеризуется матрицами предварительного кодирования разных размеров, связанными с каждым из N полных рангов, где N - целое число больше единицы, и код для сообщения информации об объединенном предварительном кодере узлу сети по каналу передачи восходящей линии связи. В конкретной форме осуществления настоящего изобретения компьютерная программа согласно указанному третьему аспекту является компьютерным программным продуктом, содержащим машиночитаемый носитель или память, содержащие код компьютерной программы для использования компьютером.

[0016] В четвертом аспекте настоящего изобретения предлагается способ, включающий: прием от пользовательского устройства указания объединенного предварительного кодера; определение, из принятого указания, первой матрицы W1 предварительного кодирования путем обращения к первой кодовой книге, хранящейся на машиночитаемом носителе, при этом первая кодовая книга включает наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования и характеризуется тем, что в ней меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами, чем связанных с более низкими рангами, а также тем, что матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами; определение, из принятого указания, второй матрицы W2 предварительного кодирования путем обращения ко второй кодовой книге, хранящейся на машиночитаемом носителе, причем вторая кодовая книга характеризуется матрицами предварительного кодирования разных размеров, связанными с каждым из N полных рангов, где N - целое число больше единицы, и использование по меньшей мере определенных первой и второй матриц предварительного кодирования для пространственного кодирования передачи по меньшей мере в пользовательское устройство.

[0017] В пятом аспекте настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одну память, хранящую код компьютерной программы. Упомянутая по меньшей мере одна память, хранящая код компьютерной программы, сконфигурирована так, чтобы по меньшей мере с помощью одного процессора заставлять устройство выполнять по меньшей мере следующее: определение, из принятого указания объединенного предварительного кодера, первой матрицы W1 предварительного кодирования путем обращения к первой кодовой книге, хранящейся в упомянутой памяти, при этом первая кодовая книга включает наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования и характеризуется тем, что в ней меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами, чем связанных с более низкими рангами, а также тем, что матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами; определение, из принятого указания, второй матрицы W2 предварительного кодирования путем обращения ко второй кодовой книге, хранящейся в упомянутой памяти, причем вторая кодовая книга характеризуется матрицами предварительного кодирования разных размеров, связанными с каждым из N полных рангов, где N - целое число больше единицы, и использование по меньшей мере определенных первой и второй матриц предварительного кодирования для пространственного кодирования передачи по меньшей мере в пользовательское устройство.

[0018] В шестом аспекте настоящего изобретения предлагается компьютерная программа, содержащая: код для определения, из принятого указания объединенного предварительного кодера, первой матрицы W1 предварительного кодирования путем обращения к первой кодовой книге, хранящейся в упомянутой памяти, при этом первая кодовая книга включает наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования и характеризуется тем, что в ней меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами, чем связанных с более низкими рангами, а также тем, что матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами; код для определения, из принятого указания, второй матрицы W2 предварительного кодирования путем обращения ко второй кодовой книге, хранящейся в упомянутой памяти, причем вторая кодовая книга характеризуется матрицами предварительного кодирования разных размеров, связанными с каждым из N полных рангов, где N - целое число больше единицы, и код для использования по меньшей мере определенных первой и второй матриц предварительного кодирования для пространственного кодирования передачи по меньшей мере в пользовательское устройство.

[0019] Эти и другие аспекты более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

[0020] Указанные выше и другие аспекты примеров осуществления настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания и приложенных чертежей.

[0021] Фиг.1 воспроизводит фиг.4 спецификации 3GPP TS 36.300 и иллюстрирует общую архитектуру системы E-UTRAN.

[0022] На фиг.2А показана упрощенная структурная схема различных электронных устройств, которые подходят для практического применения примеров осуществления данного изобретения.

[0023] На фиг.2В показана более подробная структурная схема пользовательского устройства, такого как устройство, показанное на фиг.2А.

[0024] На фиг.3А-В представлены логические блок-схемы, каждая из которых иллюстрирует работу способа и результаты выполнения команд компьютерной программы, содержащихся на машиночитаемом носителе, в соответствии с примерами осуществления данного изобретения.

Подробное описание изобретения

[0025] Ниже подробно представлены примеры осуществления структуры кодовой книги для многогранулярной обратной связи информации о состоянии канала (CSI) при поддержке работы в режиме DL SU-/MU-MIMO. Примеры и описание даются в контексте системы LTE версии 10, но идеи настоящего изобретения не ограничены только этой беспроводной системой и могут быть приспособлены для других систем SU-MIMO и/или MU-MIMO. Приведенные ниже примеры описывают кодовые книги для использования до 8 ТХ антенн, но идеи настоящего изобретения могут быть легко применены для беспроводных систем, которые используют максимум 4 ТХ антенны, а также более 8 ТХ антенн. Описанные ниже примеры проистекают также из использования кодовых книг (СВ) версии 8 для определения новых книг СВ для долговременных и/или кратковременных компонентов обратной связи. Многогранулярная структура кодовой книги согласно идеям настоящего изобретения гарантирует эффективную работу линии DL в однопользовательском (SU) и многопользовательском (MU) режиме MIMO, например, в системе LTE версии 10.

[0026] Упомянутая модульная (многогранулярная) структура книги СВ включает две матрицы предварительного кодирования, одна из которых направлена на широкополосные и/или долговременные свойства канала и обозначена W1, а другая направлена на частотно-избирательные и/или кратковременные свойства канала и обозначена W2. Полученный в результате предварительный кодер W для каждого поддиапазона может быть, например, произведением этих двух матриц. При этом также достигается эффективное сжатие данных обратной связи и, следовательно, снижение объема соответствующей служебной информации линии UL, так как долговременная информация CSI, как ожидается, не будет изменяться так часто, как соответствующая ей кратковременная информация.

[0027] Преимущество, получаемое такой адаптивной и модульной обратной связью, получается по существу из перспективы MU-MIMO: известно, что большинство преимуществ режима MU-MIMO над SU-MIMO достигается в сценарии с близко расположенными ТХ антеннами и малым азимутальным (угловым) распределением в узле eNB, что в точности является сценарием, когда имеется долговременная широкополосная корреляция в беспроводном канале. Тогда эффективно выполняется разделение/мультиплексирование множества пользователей на основе долговременной информации CSI (направление прихода (direction of arrival, DoA) является одним из примеров такого долговременного свойства канала), в то время как специфическая для устройства UE адаптация ранга происходит главным образом на основе кратковременной информации CSI (в случае, если ранг больше 1 на каждое устройство UE в режиме MU-MIMO, такая адаптация является выполнимой и поддерживаемой). При практическом использовании антенн узла eNB, включающих кросс-поляризованные антенные решетки, это преобразуется в MU-MIMO (широкополосное) формирование луча (например, разделение устройств UE) в области луча посредством групп собственно поляризованных элементов антенны, в то время как специфическая для устройства UE адаптация ранга происходит в каждом (специфическом для устройства UE) луче, который передают, соответствующим образом комбинируя две поляризации. Поэтому имеет смысл оптимизировать обратную связь устройства UE в этом направлении. Альтернативно, такой подход не препятствует также достижению преимуществ режима SU-/MU-MIMO в некоррелированном сценарии, когда долговременная (широкополосная) информация CSI, как ожидается, будет менее важна, в то время как роль кратковременной информации CSI возрастет.

[0028] В случае использования некалиброванной антенны долговременный компонент W1 может использоваться также для восстановления калибровки антенны. Это может быть сделано заданием кодовой книги W1 с более точной гранулярностью и обеспечением широкополосной работы или работы по каждому поддиапазону совместно с дальнейшим выбором кодовой книги W2 для построения конечной матрицы W предварительного кодирования. Альтернативно, W1 может быть диагональной матрицей, включающей фазовые смещения в качестве диагональных элементов, которые служат для восстановления калибровки передающих антенных решеток. В таком случае кодовая книга W2 включает матрицы предварительного кодирования размера [8×ранг] в случае 8-ТХ и далее приводит к построению многогранулярной матрицы W предварительного кодирования.

[0029] Для разработки кодовой книги это означает, что долговременная статистика канала должна поддерживаться посредством широкополосной обратной связи с достаточно высокой гранулярностью (например, 4-5 битов) и оптимизироваться для типичной конфигурации антенны (например, решетки ULA или кросс-поляризованной решетки). Также могут использоваться большие размеры кодовой книги, например, в диапазоне 8 битов. Можно также предусмотреть долговременную обратную связь, которая будет вычисляться по каждому поддиапазону, в то время как долговременная кодовая книга также может зависеть от сценария. В то время как кодовые книги для кратковременного компонента обратной связи, использующие 2- и 4-Тх кодовые книги из стандарта системы LTE версии 8, являются привлекательной основой для обратной связи кратковременной информации CSI с точки зрения реализации устройства UE и спецификации версии 10, эти 2- и 4-Тх кодовые книги могут быть дополнительно расширены для включения векторов выбора антенны, которые делают возможным выбор виртуального луча. В случаях когда использование кодовых книг системы LTE версии 8 невозможно, определяются конкретные кодовые книги, например кодовые книги, включающие матрицы предварительного кодирования размера [8×ранг], должны использоваться в случаях, когда размерность ТХ 8 применима для W2.

[0030] В организации 3GPP аспекты разработки и принципов работы двойной кодовой книги в настоящее время являются открытыми для обсуждения. Примеры форм осуществления изобретения предлагают новые принципы разработки многогранулярной кодовой книги для поддержки многогранулярной обратной связи информации CSI, а примеры, приведенные ниже, предоставляют конкретные варианты выбора структуры для долговременного и кратковременного компонента обратной связи, которые приводят к хорошим рабочим характеристикам, а также к эффективной обратной связи в практических сценариях.

[0031] Сначала перечисляются некоторые конкретные рекомендации для разработки двух кодовых книг. Эти две матрицы W1 и W2 могут играть различные роли в многогранулярном механизме, описанном ниже. Кодовая книга W, используемая для фактической передачи, создается из (например, произведения) двойных кодовых книг W1 и W2.

- W1 предназначена для долговременной обратной связи, а также широкополосной обратной связи и сжатия подпространства, таким образом, имеются три отдельных аспекта.

- Максимальный ранг передачи матрицы W1 равен меньшему из значений Nt и Mr. Например, в системе LTE версии 10 максимальный ранг может быть равен 8.

- При построении W1 число кодовых слов в каждом ранге передачи может отличаться между рангами.

- Для высоких рангов W1 может быть меньше элементов в каждом ранге по сравнению с определениями W1 низкого ранга.

- Как частный случай, каждый из зависящих от ранга элементов в кодовой книге W1 для более высоких рангов может состоять только из одного элемента - единичной матрицы размера Nt*Nt.

- Кодовая книга W1 может состоять только из диагональных элементов, представляющих фазовые коррекции, например коррекции, которые могут быть полезны для калибровки антенны. Эти диагональные элементы являются, например, комплексными значениями с модулем единица, выбранными из конечного алфавита, и в качестве первого диагонального элемента может быть выбрана 1, так как полная фаза конечного кодового слова является несущественной.

- Кодовая книга W1 может быть построена широкополосной или по каждому поддиапазону. Размер поддиапазона является кратным блокам PRB / частотным фрагментам (chunk). Усреднение по времени может быть добавлено в структуру W1.

- W1 может быть иерархической/адаптивной кодовой книгой, которая приводит с течением времени к адаптации/отслеживанию кодовой книги.

- Кодовая книга W2 может содержать кодовые слова системы LTE версии 8. Она может быть усовершенствована векторами выбора антенны, например, для выполнения выбора виртуального луча.

- Для более высоких рангов W2 может быть меньшее количество элементов на ранг по сравнению с определениями низкого ранга W2.

- Кодовые книги W1 и W2 могут использоваться как для виртуализации антенны, так и для выбора антенны.

[0032] Эти принципы разработки и их причины подробно описаны ниже в трех примерах. Каждый из этих трех примеров приведен для структуры/комбинации кодовой книги для многогранулярного сообщения CSI, основанного на двойной кодовой книге. В этих примерах нижние индексы указывают на размеры матриц предварительного кодирования; I указывает на единичную матрицу; R8 относится к кодовым книгам LTE версии 8, RI относится к индикатору ранга, РМ11 относится к широкополосному сообщению из кодовой книги W1 и PMI2 относится к широкополосному или частотно-избирательному сообщению из кодовой книги LTE версии 8 или из кодовой книги W2.

[0033] Авторы изобретения полагают для первого примера, указанного в таблице 1, что сообщение двойной кодовой книги, в общем, является наиболее целесообразным с точки зрения сжатия/точности обратной связи для более низких рангов передачи, где как раз существует пространственная структура подпространства в беспроводном канале передачи. Для более высоких рангов передачи обычно наблюдается сильное рассеяние, которое приводит к пространственной декорреляции канала и, таким образом, уменьшению выигрыша широкополосного предварительного кодирования. По этой причине для этих высоких рангов достаточно меньшего числа элементов на каждый ранг передачи в кодовой книге W1. В таких случаях даже единственная матрица, единичная матрица, в качестве предварительного кодера для W1, как ожидается, обеспечит адекватную работу.

[0034] Второй и третий примеры в таблицах 2 и 3 представляют собой не ограничивающие изобретение примеры другой возможной структуры двойной кодовой книги, охватывающей 8 рангов передачи. Для краткости приведенное ниже описание относится к случаю 8 ТХ антенн, но ранг может также исходить из числа приемных антенн, и, как отмечено выше, идеи настоящего изобретения могут быть легко применены также к другим максимальным рангам помимо максимального ранга 8, взятого из стандарта системы LTE версии 10.

[0035] Без потери общности приведенный ниже пример относится к случаю 8 Тх антенн. Описываемая здесь технология применима также для другого числа антенн, например 4 ТХ или более 8 ТХ антенн.

[0036]

Таблица 1Первый пример структуры кодовой книги
RI	РМI1	PMI2
1	W18×2 для RI=1, 2	W22×1 (например, кодовая книга 2 Тх версии 8 ранг-1, возможно, с добавлением векторов выбора антенны)
2	W22×2 (например, кодовая книга 2 Тх версии 8 ранг-2, возможно, с добавлением единичной матрицы I2×2)
3	W18×8 для RI = от 3 до 8 (например, I8×8 или диагональная матрица, содержащая фазовую коррекцию для калибровки)	W28×3 (например, кодовая книга ранг-3 8 Тх)
4	W28×4 (например, кодовая книга ранг-4 8 Тх)
5	W28×5 (например, кодовая книга ранг-5 8 Тх)
6	W28×6 (например, кодовая книга ранг-6 8 Тх)
7	W28×7 (например, кодовая книга ранг-7 8 Тх)
8	W28×8 (например, кодовая книга ранг-8 8 Тх)

[0037] Для этого первого примера наблюдается среда с сильным рассеянием для высоких рангов передачи от 3 до 8. Получающаяся в результате декорреляция канала в значительной степени уменьшает потенциальный выигрыш от широкополосного предварительного кодирования, и поэтому более сложная кодовая книга, чем единичная матрица, для W1 представляет небольшое дополнительное преимущество. Однако могут быть случаи, например, в сценарии с некалиброванными антеннами, когда диагональная матрица, содержащая фазовую коррекцию для калибровки, будет более эффективной.

[0038]

Таблица 2Второй пример структуры кодовой книги
RI	РМI1	PMI2
1	W18×2 для RI=1, 2	W22×1 (например, кодовая книга 2 Тх версии 8 ранг-1, возможно, с добавлением векторов выбора антенны)
2	W22×2 (например, кодовая книга 2 Тх версии 8 ранг-2)
3	W8×4 для RI=3, 4	W24×3 (например, кодовая книга 4 Тх версии 8 ранг-3, возможно, с добавлением векторов выбора антенны)
4	W24×4 (например, кодовая книга 4 Тх версии 8 ранг-4, возможно, с добавлением единичной матрицы I4×4)
5	W18×8 для RI = от 5 до 8 (например, I8×8 или диагональная матрица, содержащая фазовую коррекцию для калибровки)	W28×5 (например, кодовая книга ранг-5 8 Тх)
6	W28×6 (например, кодовая книга ранг-6 8 Тх)
7	W28×7 (например, кодовая книга ранг-7 8 Тх)
8	W28×8 (например, кодовая книга ранг-8 8 Тх)

[0039] Для этого второго примера, так же как и для третьего примера ниже, декорреляция канала (например, из-за среды с сильным рассеянием) обычно наблюдается для рангов передачи с 5 по 8 в противоположность рангам с 3 по 8 в первом примере. Использование единичной матрицы для W1 в этих верхних 4 рангах обеспечивает преимущество, аналогичное преимуществу, подробно описанному выше в отношении первого примера и верхних 6 рангов, с аналогичным исключением диагональной матрицы с фазовой коррекцией для калибровки в случае некалиброванных антенн.

[0040]

Таблица 3Третий пример структуры кодовой книги
RI	РМI1	PMI2
1	W18×4 для RI = 1, 2, 3, 4	W24×1 (например, кодовая книга 4 Тх версии 8 ранг-1, возможно, с добавлением векторов выбора антенны)
2	W24×2 (например, кодовая книга 4 Тх версии 8 ранг-2, возможно, с добавлением векторов выбора антенны)
3	W24×3 (например, кодовая книга 4 Тх версии 8 ранг-3, возможно, с добавлением векторов выбора антенны)
4	W24×4 (например, кодовая книга 4 Тх версии 8 ранг-4, возможно, с добавлением единичнойматрицы I4×4)
5	W18×8 для RI = от 5 до 8 (например, I8×8 или диагональная матрица, содержащая фазовую коррекцию для калибровки)	W28×5 (то есть кодовая книга ранг-5 8 Тх)
6	W28×6 (то есть кодовая книга ранг-6 8 Тх)
7	W28×7 (то есть кодовая книга ранг-7 8 Тх)
8	W28×8 (то есть кодовая книга ранг-8 8 Тх)

[0041] Хоть это и не показано в приведенных выше таблицах, кодовая книга W1 включает наборы зависящих от ранга матриц предварительного кодирования для каждого ранга. Для кодовой книги W1 имеется меньше матриц предварительного кодирования, связанных с более высокими рангами (например, RI = от 3 до 8), чем связанных с более низкими рангами (например, RI = 1 и 2). Для примера, но не для ограничения изобретения, могут использоваться 6 или 10 либо 20 матриц, связанных с каждым из RI = 1 и 2, и только 2, 3, 4 или даже 1 матрица предварительного кодирования, связанная с каждым из более высоких рангов. Во втором примере, показанном в таблице 2, может быть много или немного матриц, связанных с каждым из RI = 3 и 4, в зависимости от конкретной реализации. Конкретная матрица кодовой книги W1, которую устройство UE выбирает в пределах конкретного ранга, зависит частично от качества канала, которое оно измеряет или оценивает.

[0042] Следует отметить также, что для кодовой книги W1 все матрицы предварительного кодирования, связанные с рангами выше определенного ранга, являются диагональными матрицами. В приведенных выше примерах в таблицах 2 и 3 упомянутым определенным рангом является RI = 4, так что ранг RI, равный значению от 5 до 8, имеют только диагональные матрицы, связанные с этими рангами. В каждом из этих примеров определенный ранг RI = 4 делит кодовую книгу W1 пополам: половина рангов выше, чем RI = 4, и половина равна или ниже, чем RI = 4, в этих примерах с 8 рангами. Хотя это остается верным в этих трех примерах, это не является необходимым ограничением для всех реализации идей настоящего изобретения. В примере в таблице 1 определенным рангом является RI = 2, и поэтому ранг RI, равный значению от 3 до 8, имеют только диагональные матрицы, связанные с этими рангами. В каждом из этих примеров упомянутый определенный ранг RI = 2 делит кодовую книгу так, чтобы было большее число рангов выше упомянутого определенного ранга, чем ниже него, включая упомянутый определенный ранг.

[0043] Ниже приводятся пять принципов разработки кодовой книги W1. Различные формы осуществления изобретения могут использовать один или несколько из них.

[0044] Первый принцип разработки W1: НЕДИАГОНАЛЬНЫЕ ЗАПИСИ КОДОВОЙ КНИГИ ЯВЛЯЮТСЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ РЕШЕНИЕМ, КОГДА ВСЕ ИЛИ НЕКОТОРЫЕ ИЗ ПЕРЕДАЮЩИХ АНТЕНН ЯВЛЯЮТСЯ ВЫСОКО ПРОСТРАНСТВЕННО-КОРРЕЛИРОВАНЫМИ. ПРИ ВИРТУАЛИЗАЦИИ МНОГОЖЕСТВА АНТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БОЛЕЕ НИЗКОЕ ЧИСЛО ВХОДОВ АНТЕННЫ ПУТЕМ ШИРОКОПОЛОСНОГО/ДОЛГОВРЕМЕННОГО СООБЩЕНИЯ ВСЕ ЭТИ ФИЗИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ СИЛЬНО КОРРЕЛИРОВАННЫМИ.

[0045] Широкополосное/долговременное сообщение W1 нецелесообразно, если канал не является достаточно коррелированным, таким образом, статистика, о которой сообщает W1, должна быть достаточно стабильной во времени и по частоте. Согласно примерам в этих приведенных выше трех таблицах видно, что неединичная матрица W1 должна быть разработана только для сценариев с низким рангом, например меньше, чем ранг 3, для первого примера или меньше, чем ранг 5, для второго и третьего примеров. В таком случае применение W1 эквивалентно сжатию канала 8 физических ТХ антенн в 2 или 4 луча канала для дальнейшего предварительного кодирования/ортогонализации, достигаемой W2. Ясно, что чем больше потенциальная пропускная способность канала, которая поддерживается после виртуализации антенны, тем лучше W1. Пропускная способность канала системы