CN104396152B - 在无线电通信***中使用波束形成的通信方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在无线电通信***中使用波束形成的通信方法和装置。所述通信方法包括：确定用于多用户‑多输入多输出(MU‑MIMO)发送的包括一个或多个移动站(MS)的候选用户集；向候选用户集的MS发送指示候选用户集的MS的最佳基站(BS)发送波束的波束信息；从候选用户集的MS中的每一个接收指示将用于基带预编码的预编码矩阵索引(PMI)的PMI信息，该PMI信息基于波束信息被确定；以及向至少一个MS发送基于PMI信息被预编码的信号。

Description

在无线电通信***中使用波束形成的通信方法和装置
技术领域
本发明涉及在通信***中的信息发送和接收。更具体地，本发明涉及一种在无线通信***中测量信道并且发送与为多用户形成的多个波束有关的反馈。
背景技术
为了满足对无线数据通讯不断增加的需要，无线通信***已经朝着高数据率的方向发展。以前，在增加谱效率以便增加数据率方面进行努力。然而，随着由于对智能电话和平板个人电脑(PC)的需要以及随之而来的要求大量通讯的应用程序的迅速增长，导致对通讯的需要被加速，所以难以简单地通过增加谱效率来满足对无线数据业务的猛增的需要。
解决与对无线数据通讯的猛增的需要相关联的问题的一个方法是使用很宽的频带。因为在用于传统蜂窝式移动通信***的、低于5GHz的频带中保证宽频带很难，所以宽带频率应该从较高频带中获得。然而，当无线通信在较高传输频率中实施时，增加了传播路径损失。由此引起的缩短的传播距离缩小服务范围。用于减轻路径损耗并增加传播距离的一种技术是波束形成。
发送波束形成是将从多个天线传送的信号朝向特定方向(例如，空间)集中的方案。一组多个天线被称作天线阵列并且包括在天线阵列中的每个天线被称作天线单元。因为与增加的传播距离以及信号在除了特定方向之外的方向几乎不发送相关联的优点，发送波束形成显著地降低与其他用户的干扰。
接收波束形成在使用接收天线阵列的接收器方面是可用的。接收波束形成将波束接收朝向特定方向集中，从而增加来自特定方向的信号的接收灵敏度并且排除来自其他方向的信号。因此，干扰信号被阻挡。
信号波的波长在较高传输频率中变得较短。如果以半波长间隔配置天线，则在天线阵列中可以在相同区域中排列更多天线。因为高频波束形成可以比低频波束形成产生更高天线增益所以波束形成对于高频通信***是有利的。
因此，存在对于在通信***发送和接收信息的方法和装置的需要。例如，存在对于通过将模拟与数字波束形成组合以便达到高天线增益的混合波束形成结构的需要。
给出上述信息作为背景信息仅用于帮助对本公开的理解。关于任何上述是否可以适用于关于本发明的现有技术，没有确定已经做出，并且没有断言被做出。
发明内容
技术问题
本发明的方面将至少解决以上问题和/或缺点并且至少提供如下所述的优点。因此，本发明的方面将提供一种在通信***中发送和接收信息的方法和装置。
本发明的另一方面将提供一种通过将模拟波束形成与数字波束形成组合以便达到高天线增益的混合波束形成结构。
本发明的另一方面将提供一种在形成用于模拟波束形成的一个或多个模拟波束中合适地选择用于预编码器的预编码矩阵的方法和装置。
技术方案
根据本发明的一方面，提供一种在无线通信***中使用波束形成的通信方法。所述通信方法包括：确定用于多用户-多输入多输出(MU-MIMO)发送的包括一个或多个移动站(MS)的候选用户集；向候选用户集的MS发送指示候选用户集的MS的最佳基站(BS)发送波束的波束信息；从候选用户集的MS中的每一个接收指示将用于基带预编码的预编码矩阵索引(PMI)的PMI信息，该PMI信息基于波束信息被确定；以及向至少一个MS发送基于PMI信息被预编码的信号。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中使用波束形成的通信方法。所述通信方法包括：从BS接收指示用于MU-MIMO发送的、包括一个或多个MS的候选用户集的所述一个或多个MS的最佳BS发送波束的波束信息；参考候选用户集的其他的至少一个MS的最佳BS发送波束，由MS确定用于基带预编码的PMI，该PMI由波束信息指示；以及由MS向BS发送指示被确定的PMI的PMI信息。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中执行通信的BS装置。所述BS装置包括：控制器，被配置为确定用于MU-MIMO发送的包括一个或多个MS的候选用户集；发送器，被配置为向候选用户集的MS发送指示候选用户集的MS的最佳BS发送波束的波束信息；以及接收器，被配置为从候选用户集的MS中的每一个接收指示用于基带预编码的PMI的PMI信息，该PMI信息基于波束信息被确定。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中使用波束形成执行通信的MS装置。所述MS装置包括：接收器，被配置为，从BS接收指示用于MU-MIMO发送的、包括一个或多个MS的候选用户集的所述一个或多个MS的最佳BS发送波束的波束信息；控制器，被配置为参考候选用户集的其他的至少一个MS的最佳BS发送波束确定用于基带预编码的PMI，该PMI由波束信息指示；以及发送器，被配置为向BS发送指示被确定的PMI的PMI信息。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中使用波束形成的通信方法。所述通信方法包括：从小区之内的MS中的每一个接收PMI信息，该PMI信息指示用于从由MS选择的预定数目的发送波束中产生的预定数目的波束组合的PMI；基于PMI信息确定用于MU-MIMO发送的、包括一个或多个MS的用户集；向用户集的MS分配相同资源；以及向用户集的MS发送基于PMI中的至少一个预编码的信号。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中使用波束形成的通信方法。所述通信方法包括：由MS确定用于从预定数目的发送波束中产生的预定数目的波束组合的PMI，该预定数目的发送波束基于从BS接收到的参考信号的测量被选择；MS向BS发送指示PMI的PMI信息；以及由MS从BS接收基于PMI中的至少一个预编码的信号。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中执行通信的BS装置。所述BS装置包括：接收器，被配置为从小区之内的每个MS接收PMI信息，该PMI信息指示用于从由相应MS选择的预定数目的发送波束中产生的预定数目的波束组合的PMI；控制器，被配置为基于PMI信息确定用于MU-MIMO发送的、包括一个或多个MS的用户集；以及发送器，被配置为向小区之内相应于MS的用户集的MS分配相同资源；以及向用户集的MS发送基于PMI中的至少一个预编码的信号。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信***中使用波束形成执行通信的MS装置。所述MS装置包括：控制器，被配置为确定用于从预定数目的发送波束中产生的预定数目的波束组合的PMI，该预定数目的发送波束基于从BS接收到的参考信号的测量被选择；发送器，被配置为向BS发送指示PMI的PMI信息；以及接收器，被配置为从BS接收基于PMI中的至少一个预编码的信号。
发明的其他方面、优点和显著的特征从以下结合附图的详细描述中将对对本领域技术人员变得清楚，附图公开了发明的示范性实施例。
附图说明
本发明的特定示范性实施例的上述及其他方面、特征和优点将从以下结合附图的描述中更加清楚，其中：
图1示出根据本发明的示范性实施例的、通过波束形成发送和接收信号的方案；
图2是根据本发明的示范性实施例的毫米波无线通信***中的发送器的框图；
图3示出根据本发明的示范性实施例的每个波束的波束获取和信道测量；
图4是示出根据本发明的示范性实施例的、用于使用预编码的多用户-多输入多输出(MU-MIMO)发送过程的信号流的图；
图5是示出根据本发明的示范性实施例的、用于使用模拟波束形成和预编码的MU-MIMO发送过程的信号流的图；
图6是示出根据本发明的示范性实施例的、用于使用模拟波束形成和预编码的MU-MIMO发送过程的信号流的图；以及
图7是根据本发明的示范性实施例的、基站(BS)和移动站(MS)的框图。
遍及附图，相似的参考标号将被理解为指示相似的部分、元件和结构。
具体实施例
提供以下参照附图的描述来帮助全面理解权利要求及其等效物所限定的本发明的示例性实施例。以下描述包括各种具体细节来帮助理解，但这些具体细节应被看作仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以对此处描述的实施例进行各种改变和修改而不会偏离本发明的范围和精神。此外，为清楚和简洁起见，可能省略对公知功能和结构的描述。
下面的描述及权利要求中使用的术语和词汇不局限于文献学含义，发明人使用这些数据和词汇仅仅是为了实现对本发明清楚和一致的理解。因此，对本领域技术人员应当清楚的是，以下对本发明示例性实施例的描述仅仅是出于举例说明的目的而提供的，并非为了对权利要求及其等效物所限定的本发明进行限制。
将理解，单数形成“一”、“一个”、“该”包括复数对象，除非上下文清楚做出相反指示。因而，例如，当提到“一个组件表面”时，包含了一个或多个这样的表面。
术语“实质上”可以用于指列举的特性、参数或值不必精确地实现，而是可以发生包括例如，容差、测量误差、测量精度限度及本领域技术人员已知的其他因素的偏差或变化，总之不排除想要提供的特性的效果。
将提供本发明的示例性实施例以实现上面描述的本发明的技术方面。在示例性实现中，定义的实体可以具有相同名称，本发明不限于此。因此，本发明的示例性实施例可以在具有类似技术背景的***中利用相同或现成的修改来实现。
空分多址(SDMA)被采用以便通过在毫米波(mmWave)频带中使用波束形成来同时支持多用户。因为mmWave频带中的短波长，所以可以通过在相同区域中的更多天线执行波束形成。当使用许多天线执行波束形成时，在具有窄波束宽度的波束中发送信号。因此，在具有窄波束宽度的波束形成情况下，可以实现SDMA，其中通过多输入多输出在相同资源中向处于不同空间位置处的多用户同时发送数据。
下行链路波束形成通过使用基站(BS)的发送波束以及移动站(MS)的接收波束的对来执行。下行链路波束形成涉及根据BS和MS的结构从沿不同方向被导向(steer)的一个或多个BS发送波束和MS接收波束之中选择最佳波束对、并且共享关于BS和MS之间的最佳波束对的信息的过程。同样地，上行链路波束形成通过使用MS发送波束和BS接收波束的对来执行。对于上行链路波束形成，在BS和MS之间共享关于根据BS和MS的结构从沿不同方向被导向的一个或多个MS发送波束和BS接收波束当中选择的最佳波束的信息。
图1示出根据本发明的示范性实施例的、通过波束形成发送和接收信号的方案。
参考图1，BS 100覆盖与包括一个或多个扇区的小区130相对应的服务区域。小区130可以包括一个或多个扇区，并且多个波束可以被用于每个扇区。相应于第一MS 110和第二MS 120(例如，分别是MS-1和和MS-2)的两个用户处于小区130之内的不同空间位置处。如果用户可以在空间上彼此不同并且从而不同波束可以被分配给用户，则BS 100在相同资源中发送分配给两个MS 110和MS 120的数据。分配给不同MS 110和MS 120的数据通过波束形成在不同的波束中发送。特别地，相应于b2的波束102和相应于bN-1的波束104被分别分配给MS-1和MS-2。
因为在同时的不同波束(b2和bN-1)之间发生较少的干扰，所以波束形成确保高可靠性和性能。然而，在实际的波束图中不能忽视旁瓣效果，并且彼此接近的同时的波束增加干扰。因此，无法确保波束形成性能。
为了避免与波束形成相关联的这种问题，基于数字预编码器的MU-MIMO方案被用于模拟波束形成***。
图2是根据本发明的示范性实施例的mmWave无线通信***中的发送器的框图。
参考图2，发送器200的射频(RF)波束形成器(或模拟波束形成器)230包括具有多个天线单元的天线阵列236，以便克服mmWave频带中的无线电信道的波路径损耗。RF波束形成器230借助于多个频率变换器232将通过多个RF链接收到的信号上变换为RF信号。
RF波束形成器230使用被映射到多个天线单元的多个相移器、多个功率放大器、以及多个加法器的组合234执行模拟波束形成。当通过天线阵列236的多个天线单元发送相同信号时，发送器200可以根据天线单元的预期的方向和位置将用于每个天线单元的信号进行相移，并且可以通过功率放大器放大被相移的信号，从而在预期的方向对每个波束进行导向。波束的相移值和功率放大值可以取决于发送器200和接收器之间的信道状态而变化。多个相移器可以连接到每个天线单元以便向通过多个RF链被接收的RF信号应用不同的相位。
RF波束形成器230可以根据发送器200的能力连接到一个或多个RF链，(例如，NRF,Tx)链。每个RF链通过快速傅里叶逆变换(IFFT)处理器216、并行到串行(P/S)变换器218以及数-模变换器(DAC)220向RF波束形成器230的频率变换器232发送预编码的信号。频率变换器232可以被认为是RF链的元件，而不是作为RF波束形成器230的元件。
MIMO编码器212和基带预编码器214可以共同地形成数字波束形成器210，该数字波束形成器210接收一个或多个被编码和调制的信号，并且考虑到天线阵列236的波束形成而在接收到的信号上执行基带波束形成。MIMO编码器212将用于一个或多个用户的多个流变换为预定数目的MIMO流，并且基带预编码器214通过向MIMO流应用预定的预编码矩阵来生成相应于RF链的多个预编码的信号。预编码的信号通过RF链被提供给RF波束形成器230。
根据发送器200和接收器之间的信道状态来最小化不同接收器(例如，用户或MS)之间的干扰的预编码矩阵被选择以应用到基带预编码器214。特别地，基带预编码器214保存在发送器和接收器之间预置的预编码矩阵的码本，并且根据信道状态通过指示预编码矩阵之一的预编码矩阵指示符或索引(PMI)来指示或识别将被应用于流的预编码矩阵。
图3示出根据本发明的示范性实施例的每个波束的波束获取和信道测量。
参考图3，BS 300的服务区域330之内的全部MS获得有关用于实施通信的发送波束和接收波束的信息。为此目的，BS 300在每个扇区(例如，如由参考数字306指示的)中重复地形成全向波束，并且在每个波束中发送参考信号(RS)。举例来说，RS可以是预置格式的数字位序列。RS可以根据各自的RS使用而被划分成用于信道状态测量的RS以及用于波束形成的RS，或者RS可以被共同用于信道状态测量和波束形成。特别地，BS 300顺序地发送不同的波束b1到bN，并且BS 300之内的每个MS测量每个波束的信道状态(例如，接收到的信号强度)并且选择处于最佳信道状态中的发送波束，即最佳发送波束。
当BS 300在全部波束中重复地发送RS时，第一MS 310和第二MS320(例如，分别相应于MS-1和MS-2)选择具有最大信号强度或最大信噪比(SNR)的发送波束作为最佳发送波束。特别地，MS-1选择相应于b2的波束302作为最佳发送波束，并且MS-2选择相应于bN-1的波束304作为最佳发送波束。
图4是示出根据本发明的示范性实施例的、用于使用预编码的多用户-多输入多输出(MU-MIMO)发送过程的信号流的图。
参考图4，在步骤402中，BS向小区(或者扇区)之内的全部MS发送诸如信道状态信息-参考信号(CSI-RS)的RS。RS可以是用于CSI测量的RS或公共RS(CRS)。
在步骤404中，第一MS和第二MS(分别相应于MS-1和MS-2)接收RS，基于接收到的RS测量CSI，并且基于测量将与各自的信道状态最佳匹配的PMI确定为相应的最佳PMI。举例来说，在PMI计算算法中，可以使用CSI测量来计算包括在码本中的全部预编码矩阵的吞吐量，并且指示具有最高效率的预编码矩阵的PMI可以被确定为相应于最佳PMI。更多简化的算法也可以用于PMI计算。
在步骤406中，MS-1和MS-2在预置上行链路反馈信道上或通过预置上行链路消息分别向BS报告有关确定的最佳PMI的信息。另外，MS-1和MS-2可以将RS的CSI测量以及PMI信息共同地或单独地报告给BS。
在步骤410，BS基于从MS-1和MS-2接收到的PMI和/或信道测量的报告选择用于MU-MIMO发送的用户集。用户集可以包括可以增加BS的总体***容量的两个或更多MS。例如，BS可以计算从小区(或扇区)之内的全部MS产生的每个可能的用户集上的通信吞吐量，并且可以选择具有最高吞吐量的用户集。根据本发明的示范性实施例，可以使用更简化的用户集选择算法。假定BS选择MS-1和MS-2作为用户集。
在步骤412中，BS向MS-1和MS-2分配相同资源(例如，相同时间-频率、编码等等)以支持MU-MIMO，并且在分配的资源中向MS-1和MS-2发送基于报告的PMI信息被预编码的信号。
如前所述，优选以这样的方式执行预编码：最小化同时发送的信号之间的干扰。如果不使用模拟波束形成，则每个MS可以仅基于在步骤404中执行的信道测量来确定PMI。相比之下，在使用模拟波束形成的多波束的通信***中，MS需要有关在相同资源中向其发送信号的用户集的信息，(例如，有关应用于用户集的另一MS(即，用户)的发送波束的方向的信息)，以便支持MU-MIMO。如果MS不具有波束信息的知识，则MS可能无法计算或选择与由多发送波束形成的信道相匹配的PMI。因此，MS优选考虑应用于与该MS同时接收信号的另一个MS的发送波束的方向来确定PMI。
为此目的，在图5中示出的本发明的示范性实施例中，BS向MS直接发送有关被选择用于MU-MIMO的其他(多个)MS的最佳BS发送波束的信息。因为被选择的用户集的每个MS直接共享关于用于用户集的其他(多个)MS的波束的信息，所以MS可以计算并选择PMI。
图5是示出根据本发明的示范性实施例的、用于使用模拟波束形成和预编码的MU-MIMO发送过程的信号流的图。
参考图5，在步骤502中，BS向小区(或者扇区)之内的全部MS连续地发送诸如波束形成RS的RS。RS在BS的全部发送波束中重复地被发送，以便MS中的每一个可以测量从BS的发送波束以及MS的接收波束中产生的全部可能组合的信号强度。RS可以被配置为仅用于波束形成，用于波束形成和信道状态测量，或用于公共用途。每个MS使用MS的全部接收波束接收BS的每个发送波束并且测量每个接收波束的信号强度。
在步骤504中，第一MS和第二MS(分别相应于MS-1和MS-2)根据MS的测量选择具有最高信号强度的最佳BS发送波束和最佳MS接收波束。
在步骤506中，MS-1和MS-2在上行链路反馈信道上或通过上行链路消息向BS报告有关最佳BS发送波束的信息。
在步骤508中，BS基于有关从多个MS接收的最佳BS发送波束的信息选择MU-MIMO操作需要的候选用户集。例如，BS可以选择具有在相同或相似方向中发送的发送波束的MS作为候选用户集。在这种情况下，可以通过最小化MU-MIMO中的发送波束之间的干扰来增加***容量。这里，假定MS-1和MS-2被选为候选用户集。对于在步骤518中的实际的MU-MIMO操作，术语“候选”用于将用户对与基于由MS报告的PMI确定的最终用户对进行区别。
在步骤510中，BS利用信号向MS-1和MS-2中的每一个通知指示候选用户集的其他MS的最佳BS发送波束的波束信息。例如，波束信息可以包括指示其他的至少一个MS的最佳BS发送波束的波束索引。例如，指示在步骤506中由MS-2报告的最佳BS发送波束的波束信息被发送到MS-1，而指示在步骤506中由MS-1报告的最佳BS发送波束的波束信息被发送到MS-2。根据本发明的示范性实施例，BS将指示MS-1和MS-2的最佳BS发送波束的波束信息与MS-1和MS-2的标识符(ID)一起发送给MS-1和MS-2两者。
在步骤512中，BS向小区(或扇区)之内的全部MS连续地发送诸如CSI-RS的RS。CSI-RS被用于MS中的每一个以测量BS和MS之间的信道的信号强度。RS可以被配置为用于信道状态测量、用于波束形成和信道状态测量、或用于公共用途。每个MS从BS接收RS并且测量BS和MS之间的信道状态(例如，接收到的信号强度)。
在步骤514中，候选用户集的MS中的每一个(例如，MS-1和MS-2)基于在步骤510中获得的通过测量RS得到的CSI、MS的BS发送波束、以及其他MS的BS发送波束，确定与信道状态以及MS的BS发送波束匹配的最佳PMI。举例来说，在PMI计算算法中，MS可以从包括在码本中的全部预编码矢量之中选择与由MS和其他的MS的BS发送波束建立的信道具有最高类似或相关的预编码矩阵的PMI作为最佳PMI。换句话说，具有与实际的信道最高相关性的预编码矢量可以具有最高吞吐量。还可以使用更简化的PMI计算算法。
在步骤516中，MS-1和MS-2在预定上行链路反馈信道上或通过预定上行链路消息向BS报告有关确定的最佳PMI的信息。另外，MS-1和MS-2可以共同地或单独地发送PMI信息和RS的信道测量结果(即，CSI)。
在步骤518中，BS基于由候选用户集的MS-1和MS-2报告的PMI确定用于MU-MIMO发送的最终用户集。例如，如果BS基于由候选MS报告的PMI确定，到候选用户集的MS的同时的信号发送增加了***容量，则BS选择该候选用户集作为最终用户集。相反，如果到候选用户集的MS的同时的信号发送不增加***容量，则BS可以检测另一用户集，或可以确定包括在候选用户集中的MS中的至少一个作为最终用户集。
在步骤520中，BS向被选择作为用于MU-MIMO的最佳(例如，MS-1和MS-2)的用户集的MS分配相同资源(例如，相同时间-频率、编码等等)，并且在对MS-1和MS-2分配的资源中发送基于在步骤516中报告的PMI预编码的信息。预编码的信号在步骤506中报告的BS发送波束中通过波束形成被发送到MS-1和MS-2。
根据本发明的示范性实施例，BS可以在步骤508中选择多个候选用户集，并且在步骤518中基于由每个候选用户集的MS报告的PMI来选择候选用户集中的一个作为用于MU-MIMO的最终用户集。
根据本发明的示范性实施例，诸如图6中示出的示范性实施例，每个MS反馈有关发送波束组合的PMI和信道质量指示符(CQI)，而不是BS直接利用信号向MS通知用户集。
根据本发明的示范性实施例，每个MS可以测量有关从由MS选择的最佳发送波束及其他相邻的发送波束中产生的组合的多个PMI和CQI，并且可以向BS反馈PMI和CQI。
根据本发明的示范性实施例，每个MS可以测量有关从基于RS的测量选择的、具有良好信号质量的预定数目的最佳发送波束中产生的组合的多个PMI和CQI，并且可以向BS反馈PMI和CQI。
图6是示出根据本发明的示范性实施例的、用于使用模拟波束形成和预编码的MU-MIMO发送过程的信号流的图。
参考图6，虽然通过使用从最佳发送波束及接近该最佳发送波束的其他发送波束中产生的组合的认识给出以下描述，但是根据本发明的示范性实施例，使用具有较高的接收到的信号强度的多个最佳发送波束。
在步骤602中，BS向小区(或扇区)之内的全部MS连续地发送诸如BF-RS的RS。RS在BS的全部发送波束中重复地被发送，以便MS中的每一个可以测量从BS发送波束以及MS的接收波束中产生的全部可能组合的信号强度。RS可以被配置为仅用于波束形成、用于波束形成和信道状态测量、或用于公共用途。每个MS使用MS的全部接收波束接收BS的每个发送波束并且测量每个接收波束的信号强度。
在步骤604中，第一MS和第二MS(分别相应于MS-1和MS-2)根据MS的测量选择具有最高信号强度的最佳BS发送波束和最佳MS接收波束。
在步骤606中，MS-1和MS-2在上行链路反馈信道上或通过上行链路消息向BS报告有关最佳BS发送波束的信息。用这样的方式，BS获得有关小区之内的MS的最佳发送波束的信息。
在步骤608中，BS向小区(或扇区)之内的全部MS连续地发送诸如CSI-RS的RS。CSI-RS被用于MS中的每一个以测量BS和MS之间的信道的信号强度。RS可以被配置为用于信道状态测量、用于波束形成和信道状态测量、或用于公共用途。每个MS从BS接收RS并且测量BS和MS之间的信道状态(即，接收到的信号强度)。
在步骤610中，MS中的每一个(MS-1和MS-2)基于通过测量RS得到的CSI确定与信道状态以及MS的BS发送波束最佳匹配的多个PMI。特别地，MS选择从选择的最佳发送波束以及它的相邻的发送波束中产生的预定数目的波束组合，并且测量有关选择的波束组合的PMI。举例来说，在PMI计算算法中，MS可以使用波束组合的CSI和BS发送波束来计算包括在码本中的每个预编码矩阵的吞吐量，并且可以确定具有最高效率的预编码矩阵的PMI作为最佳PMI。还可以使用更简化的PMI计算算法。
在步骤612中，MS-1和MS-2在预定上行链路反馈信道上或通过预定上行链路消息向BS报告有关确定的最佳PMI的信息。PMI信息还可以包括波束组合的波束索引。另外，MS-1和MS-2可以共同地或单独地发送RS的PMI信息和信道测量结果(例如,CSI)。
在步骤614中，BS基于由小区之内的MS报告的最佳发送波束信息和PMI信息来选择增加***容量最多的用户集以用于MU-MIMO发送。
在步骤616中，BS向被选择作为最佳的用户集的MS(例如，MS-1和MS-2)分配相同资源(例如，相同时间-频率、编码等等)，并且向MS-1和MS-2发送基于在步骤612中报告的PMI中的一个预编码的信号。特别地，可以使用相应于在步骤614中选择的用户集的PMI。预编码的信号可以在步骤606中报告的BS发送波束中被发送到MS。
图7是根据本发明的示范性实施例的BS和MS的框图。
参考图7，BS和MS包括控制器702、发送器704、接收器706和存储器708。
根据图7中示出的MS的配置，接收器706在控制器702的控制下通过扫描MS接收波束接收在每个MS接收波束中的RS，测量RS，并且向控制器702提供该测量。接收器706还从BS接收有关由BS选择的候选用户集的波束信息，并且向控制器702提供波束信息。
根据图7中示出的MS的配置，发送器704在控制器702的控制下向BS发送有关最佳发送波束的信息。发送器704还在控制器702的控制下向BS发送有关基于最佳发送波束以及候选用户集的其他MS的BS发送波束确定的PMI的信息，或有关与从最佳发送波束以及它的相邻波束中产生的多个波束组合有关的多个PMI的信息。
根据图7中示出的MS的配置，控制器702控制发送器704和接收器706的操作。控制器702选择最佳BS发送波束，测量CSI，确定一个或多个PMI，通过接收器706接收携带MU-MIMO数据的预编码的信号，以及解释预编码的信号。
根据图7中示出的MS的配置，存储器708存储用于控制器702的操作程序代码和参数。
根据图7中示出的BS的配置，发送器704在控制器702的控制下在BS发送波束中向MS发送RS，并且向候选用户集的MS发送有关候选用户集的波束信息。
根据图7中示出的BS的配置，接收器706在控制器702的控制下从MS中的每一个接收有关最佳BS发送波束的信息以及有关MS确定的(多个)PMI的信息。
根据图7中示出的BS的配置，控制器702控制发送器704和接收器706的操作，确定候选用户集，并且基于由候选用户集的MS报告的PMI选择用于MU-MIMO发送的最终用户集。替换地，控制器702基于有关由MS报告的多个波束组合选择用于MU-MIMO发送的用户集。控制器702生成携带MU-MIMO数据的预编码的信号并且通过发送器704发送预编码的信号。
根据图7中示出的BS的配置，存储器708存储用于控制器702的操作程序代码和参数。
如上所述的本公开的示范性实施例在某种程度上可以涉及输入数据的处理和输出数据的生成。输入数据处理和输出数据生成可以在硬件或与硬件结合的软件中实现。例如，可以在移动设备或者相似或有关的电路中应用特定电子组件以用于实现与如上所述的本发明的示范性实施例相关联的功能。可替换地，根据存储指令操作的一个或多个处理器可以实现与如上所述的本发明的示例性实施例相关联的功能。这种情况在本公开范围内，这种指令可以存储在一个或多个非暂时的处理器可读介质上。处理器可读介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备。非暂时的处理器可读介质还可以分布在经网络耦合的非暂时的处理器***上，从而指令以分布式方式存储和运行。此外，用于实现本发明的示例性实施例的功能性计算机程序、指令和指令段能够被本发明所属领域中的熟练计算机程序员容易地理解。
尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员将会理解本发明可以对本发明进行形式和细节上的各种改变而不会脱离权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种在无线通信***中在基站BS处使用波束形成的通信方法，所述通信方法包括：
确定用于多用户-多输入多输出MU-MIMO发送的包括多个移动站MS的候选用户集；
发送关于多个MS中的每一个的最佳BS发送波束的波束信息；
从所述多个MS中的每一个接收指示将用于预编码的预编码矩阵索引PMI的PMI信息，该PMI信息基于所述多个MS中的每一个的波束信息被确定；
基于所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束和所述多个MS中的每一个的PMI信息，从所述多个MS选择至少两个MS；
发送指示相同资源的资源分配信息；以及
发送基于相同资源上的PMI信息的针对至少两个MS的预编码的信号，
其中被发送到所述多个MS当中的MS的波束信息包括由在候选用户集中包括的其他的至少一个MS报告的最佳BS发送波束。
2.如权利要求1所述的通信方法，其中确定候选用户集包括：
从所述多个MS中的每一个接收所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束信息；以及
基于针对小区之内的多个MS中的每一个的最佳BS发送波束信息确定候选用户集。
3.如权利要求1所述的通信方法，其中所述多个MS中的每一个的最佳发送波束具有相同或相似方向。
4.如权利要求1所述的通信方法，还包括：
基于所述多个MS中的每一个的PMI信息波束确定用于MU-MIMO发送的包括所述至少两个MS的用户集。
5.一种在无线通信***中在移动站MS处使用波束形成的通信方法，所述通信方法包括：
从基站BS接收波束信息，其关于在用于多用户-多输入多输出MU-MIMO发送的候选用户集中包括的多个MS中的每一个的最佳BS发送波束；
基于由波束信息指示的、所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束来确定将用于预编码的预编码矩阵索引，PMI；
向BS发送指示确定的PMI的PMI信息；
如果所述MS和至少一个MS基于所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束和所述多个MS中的每一个的PMI信息而选自所述多个MS，则从所述BS接收资源分配消息，其指示被分配给所述MS和所述至少一个MS的相同资源；以及
基于所述相同资源上的PMI消息，从所述BS接收所述MS的预编码的信号，
其中被发送到所述多个MS当中的MS的波束信息包括由候选用户集的其他的至少一个MS报告的最佳BS发送波束。
6.如权利要求5所述的通信方法，其中：
基于小区之内的多个MS中的每一个的最佳BS发送波束确定候选用户集，以及
其中从所述多个MS中的每一个将最佳BS发送波束报告给所述BS。
7.如权利要求5所述的通信方法，其中所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束具有相同或相似方向。
8.一种在无线通信***中使用波束形成执行通信的基站BS装置，该BS装置被配置包括：
控制器，被配置为确定用于多用户-多输入多输出MU-MIMO发送的包括多个移动站MS的候选用户集，并且控制收发器发送关于多个MS中的每一个的最佳BS发送波束的波束信息，从所述多个MS接收指示将用于预编码的预编码矩阵索引PMI的PMI信息，该PMI信息基于所述多个MS中的每一个的波束信息被确定，基于所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束和所述多个MS中的每一个的PMI信息从所述多个MS选择至少两个MS，并将相同的资源分配给选自所述候选用户集的所述至少两个MS，并且控制所述收发器发送指示相同资源的资源分配信息，并且发送基于所述相同资源上的PMI信息的针对所述至少两个MS的预编码的信号，
其中被发送到所述多个MS当中的MS的波束信息包括由候选用户集的其他的至少一个MS报告的最佳BS发送波束。
9.如权利要求8所述的BS装置，其中所述控制器还被配置为控制所述收发器从所述多个MS中的每一个接收所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束信息，并且基于针对由小区之内的多个MS中的每一个的最佳BS发送波束信息确定候选用户集。
10.如权利要求8所述的BS装置，其中所述多个MS中的每一个的最佳发送波束具有相同或相似方向。
11.如权利要求8所述的BS装置，其中所述控制器还被配置为基于所述多个MS中的每一个的PMI信息波束确定用于MU-MIMO发送的包括所述至少两个MS的用户集。
12.一种在无线通信***中使用波束形成执行通信的移动站MS装置，该MS装置包括：
收发器，被配置为从基站BS接收波束信息，其关于在用于多用户-多输入多输出MU-MIMO发送的候选用户集中包括的多个MS中的每一个的最佳BS发送波束；以及
控制器，被配置为基于由波束信息指示的、所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束来确定将用于预编码的预编码矩阵索引PMI，控制所述收发器向BS发送指示确定的PMI的PMI信息，
如果所述MS和至少一个MS基于所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束和所述多个MS中的每一个的PMI信息，选自所述多个候选用户集，则从所述BS接收资源分配消息，其指示被分配给所述MS和至少一个MS的相同资源，以及控制所述收发器基于所述相同资源上的PMI消息，从所述BS接收所述MS的预编码的信号，
其中被发送到所述多个MS当中的MS的波束信息包括由候选用户集的其他的至少一个MS报告的最佳BS发送波束。
13.如权利要求12所述的MS装置，其中：
基于小区之内的多个MS中的每一个的最佳BS发送波束确定候选用户集，以及
其中从所述多个MS中的每一个将最佳BS发送波束报告给所述BS。
14.如权利要求12所述的MS装置，其中所述多个MS中的每一个的最佳BS发送波束具有相同或相似方向。
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