CN105264788A

CN105264788A - 渐进式信道状态信息

Info

Publication number: CN105264788A
Application number: CN201480030760.5A
Authority: CN
Inventors: M·萨贾达尔; H·希兰尼莫尔
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-01-20
Also published as: TWI552624B; CN109195148B; TW201507391A; EP3014909B1; US20180070356A1; HUE039402T2; CN105230053A; EP3014791A1; EP3014790A1; US11039434B2; EP3014787A4; CN105229934B; KR20200003238A; US20160113036A1; WO2014210185A1; JP6382378B2; EP3014908A1; CN105284059A; KR20180049230A; JP2017103823A

Abstract

本发明公开了一种用于实现渐进式信道状态指示符(CSI)评估的***、设备和方法配置的实施例。在一个示例中，在长期演进(LTE)网络中部署如下技术，该技术通过检测在渐进式扫描的波束族中的最佳波束索引来提高信道反馈信息精度。可以使用渐进式CSI技术来提高部署多用户多输入多输出(MU-MIMO)传输模式的网络配置中的波束赋型的鲁棒性。

Description

渐进式信道状态信息

优先权申请

本申请主张2013年12月18日提交的美国申请14/133,215的优先权权益，后者主张2013年6月28日提交的美国临时专利申请61/841,230的优先权权益，这两个申请通过引用以其整体合并于此。

技术领域

实施例涉及在无线网络中由电子装置执行的操作和通信。某些实施例涉及在诸如蜂窝电话网络的广域网中，在移动装置和网络设备之间传递信道反馈信息的操作。

背景技术

诸如3GPP长期演进(LTE)/高级长期演进(LTE-A)网络的下一代移动网络通常部署在多无线电环境中，在其中移动站设备(在LTE/LET-A中称为用户设备(UE))配备有多个无线收发机。一种LTE/LTE-A中的UE使用的无线电技术是多用户多输入多输出(MIMO)，通常简写为MU-MIMO，其涉及在发射机和接收机中使用多根天线以增加通信吞吐量和性能。信道状态信息(CSI)在MU-MIMO技术的性能和最终的通信吞吐量中扮演重要角色。然而，在诸如大规模MIMO或全维度MIMO设置的大型天线阵列中使用MU-MIMO将导致正确处理CSI需求所需的训练和反馈呈线性增长。

附图说明

图1示出根据描述示例的渐进式信道状态信息参考符号扫描操作。

图2示出根据另一描述示例的资源元素映射内的各波束到参考符号的映射。

图3A示出根据另一描述示例的用于LTE兼容的信道状态信息参考符号扫描的波束群组配置。

图3B示出根据另一描述示例的用于高密度水平信道状态信息参考符号扫描的波束群组配置。

图4示出根据另一描述示例的用于波束群组的信道状态信息捕获。

图5示出根据另一描述示例的垂直天线到信道状态信息参考符号端口的映射，用于高度信道状态信息采集。

图6示出根据另一描述示例的垂直和水平信道状态信息采集和更新的整个顺序。

图7示出根据另一描述示例的在无线网络中执行的水平和垂直CSI采集和更新技术的流程图。

图8示出根据另一描述示例的由无线网络执行的详细的渐进式CSI技术的流程图。

图9示出可以部署本文描述的配置和技术的示例移动客户设备。

图10示出用作本文描述的计算设备或联网设备的计算平台的示例计算机***。

具体实施方式

以下描述和附图充分地说明了具体实施例，使得本领域技术人员能够实施它们。其他实施例可以包括结构改变、逻辑改变、电气改变、过程改变和其他改变。某些实施例的部分和特征可以被包含在其它实施例的部分和特征中，或者替换其它实施例的部分和特征。在权利要求书中阐述的实施例涵盖那些权利要求的所有可用的等同方式。

下面描述通过使用渐进式(progressive)CSI技术来增强多用户MIMO的使用的示例***和设备实施方式和技术。MU-MIMO的主要挑战在于，在发射机处获得高质量CSI。对于频分复用(FDD)蜂窝***中较大维度的MIMO，达到这个要求是以大量的训练和反馈成本为代价的。以下公开包括基于增强的渐进式CSI技术来降低反馈增长并提高MU-MIMO波束赋形性能的示例技术。

CSI在MU-MIMO的性能中扮演了重要角色。在发射机处实现无误差和高分辨率CSI将极大地增加***吞吐量。然而，CSI的采集正好与最小化FDD***中的信令开销和反馈流量的需求产生冲突。对于大型天线阵列，即大规模MIMO或全维度MIMO，训练和反馈的线性增长很快变得严重。在两维度天线配置的情况下，高度域(elevationdomain)中的波束赋形进一步使CSI要求变得复杂。

另外，MU-MIMO的性能还受CSI量化所需的码本的具体选择的限制。与瞬时用户信道匹配较差的码本不代表具有可接受质量的信道特性。下文提供避免使用基于水平域和垂直域两者的预设固定码本进行的量化的详细实施方式。

下文还提供了通过在渐进式扫描的波束族(gridofbeams)中检测最佳波束索引来递增信道反馈信息的精度的详细实施方式。反馈开销增长一般来说是亚线性的，因为CSI更新仅在检测到较强波束时被发送回到演进节点B(eNodeB)。在渐进式CSI周期结束时，用数目有效更少的传输CSI比特获得了高精度CSI。在2-D天线阵列(例如，4x4或8x8天线阵列)覆盖3维空间的用户的情况下，一个其它实施方式操作为，在相对长的周期的开始时，用整个周期的差分更新获得模拟的垂直CSI。由于垂直信道特性的完全静态本质，这种递增CSI方案是合乎情理的。

下面的机会性的(opportunistic)且递增的CSI精度增强可以被用来减少上行链路的反馈。渐进式扫描可以提供灵活的周期性以匹配小区业务和信道状况，类似于在LTE版本10中实现的CSI-RS重复模式。通过使用当前规范中的现有天线端口结构，在以下技术中也支持大型天线阵列。此外，如在以下技术中解释的，通过以下方式极大提高波束赋形的鲁棒性：a)从预设的码本中去除预编码的权重；和b)保持迫零作为去除用户内干扰的选择。

图1提供了根据一个示例的用于渐进式CSI操作的示例操作环境100的图示。在操作环境100中，执行由一组固定波束对用户的移动设备110、112(例如，用户设备)进行的***化扫描。具体地，图1示出对分配区域中的一系列CSI组传输104、106、108的渐进式扫描和评估。以下技术公开了在一维(1-D)和二维(2-D)天线阵列中进行这种分布式渐进式扫描和评估的机制。

为了覆盖1-D和2-D天线阵列，针对特定用户的水平和垂直波束赋形权重执行确定。使用可分开的水平/垂直信道模型，由描述第k个用户的最终发射信号矢量，其中分别是水平和垂直预编码权重，q_k是针对该用户的数据矢量，*和分别表示矩阵乘法和克罗内克(Kronecker)乘法。

在水平域中用于渐进式扫描的参考信号

假定在水平域中存在较大角度扩展，可以在水平域中使用渐进式扫描。遵循随机波束赋形的一般原理，使用一组固定的正交预编码矢量和多组不同的旋转波束来逐步改善发射机处的CSI。

首先，生成正交集合其中M_h对应于波束数量。尽管不排除其它方式，但是一种方式是使用大小为M_h的离散傅里叶变换(DFT)基。接下来，从基集合{φ₀}、{φ₁}、…、创建多个波束组，其中G_h是水平域的波束组的总数量。存在生成G_h个波束组的不同方式；一种方式是，创建大小为M_hG_h的较大DFT基，并且定期对其抽取(decimate)以实现上述组。另一个方式是，使用相同的大小为M_h的DFT，并且随后应用固定Δ相位偏移。

在图1中示出了使用固定Δ相位偏移134，以及从eNodeB102发射的在所示的各自相位偏移处的渐进式波束组传输104、106、108的分布。基零预编码矢量以初始发射角(AngleofDeparture)Ψ₀132形成波束族。后面的组将使AoD递增Δ相位偏移134，例如在位置φ₀₀114、φ₀₁116、φ₀₂118、φ₀₃120、φ₀₄122、φ₀₅124、φ₀₆126、φ₀₇128。

相应地，可以使用渐进式波束组传输104、106、108来分配参考信号。可以使用以下过程来建立参考信号结构。

可以使用信道状态参考信号(CSI-RS)将每个波束映射到各自的CSI-RS端口。如LTE版本10中所定义的，在给定的子帧中能够支持多达8个天线端口。这在图2的资源元素块200中示出，并且针对8个CSI-RS端口情况示出了各波束到参考符号R₁-R₈的映射。在图2的示例中，在时隙202(子帧的两个时隙中的第一个)内的资源元素210、212、214和216中(资源元素210、212、214和216中的“C”表示两个符号之间的码分复用(CDM))发射R₁-R₈。在给定的波束组中，沿波束之一的方向发射每个R_i资源元素。(在随后的时隙204(子帧的两个时隙中的第二个)内不发射参考信号)。

UE和eNodeB节点都已知CSI-RS/天线端口与波束之间的这个具体映射。可以由某些形式的更高层信令提供这种映射的半静态配置的选择。因此，基于给定的CSI-RS资源元素中的信号强度的具体度量(例如，信噪比(SNR)、信号干扰噪声比(SINR)或相关度量)，UE可以测量该特定波束的接收质量。

在扫描程序的开始，由φ₀组以超前(leading)Ψ₀AoD(例如，图1中所示的Ψ₀132)(例如，图1中所描绘的组传输104)生成的波束族被映射到8个CSI-RS端口。在φ₀周期之后，第二波束组φ₁(例如，图1中所示的组传输106)将被映射到8个端口。在以具有Ψ₀+(G_h-1)Δ的超前AoD的最后波束组发射CSI-RS之后，扫描将返回到初始位置和第一波束组。

在渐进式扫描中，可以以不同的密度模式发射各波束组的CSI-RS。在下面的段落中描述的两种密度模式包括：LTE兼容模式，其适于LTE版本10中使用的层次(level)的兼容性；和高密度模式，其被配置为支持更高参考信号配置(以遗留(legacy)UE的解码性能为潜在代价)。

LTE兼容模式：图3A描绘了LTE版本10兼容的CSI-RS波束组配置300，其是针对整个渐进式CSI周期302部署的，其中在各子周期的子帧之间具有间隔(例如，波束组CSI子周期304内的间隔)。如LTE版本10中指明的，可以以5、10、20、40、80个子帧的周期性***每个CSI-RS组。即，在两个连续的波束组(例如，图3A所示的子帧306和308中发出的波束组)之间，存在多个子帧的间隙，其中对应的CSI-RS仅***一次，如图3A所示。在一个完整的渐进式CSI周期302期间，扫描所有的AoD角，并且将对应的CSI-RS发射到UE。这种模式下的CSI-RS结构可用于版本10的UE，并且更适于半静态低移动性部署。***配置参数与LTE版本10相同，即，CSI-RS的周期性相同。因为CSI-RS的密度和频率保持在与版本10相同的水平，所以遗留UE的解码性能没有显著退化。

高密度模式：图3B描绘了高密度水平CSI-RS波束组配置350，其是针对水平CSI渐进式扫描周期352部署的。为了支持更高密度的参考信号配置，可以将多个CSI-RS***在一个LTE版本10周期内(例如，水平CSI渐进式扫描周期352，例如帧)，以用尽所有波束组。例如，图3B示出了5个波束组的情况，它们分别具有0、Δ、2Δ、3Δ和4Δ的超前AoD角。在每个子帧中***对应的组CSI-RS，并且该模式每5n个子帧重复(正序或倒序)，其中n＝1、2、4、8、16。由于在该模式下CSI-RS***的频率更高，因此应当预期到，遗留UE的解码性能降低。

渐进式CSI的反馈方案

这里讨论的渐进式CSI技术的目标之一是，提高发射机处的CSI的精确度，而不求助于不切实际大的码本尺寸。为此，针对小区中的k个活动用户，如图4所示，由具有信道H_k的第K个用户来计算反馈参数。如下文更详细地描述，图4示出部署有发射到各小区用户(例如，UE1412、UE2414、UEk416和UEK418)的波束的CSI捕获。

CQI(信道质量指示)：因为每个CSI表示一个具体波束，所以相应的UE可以通过测量对应的CSI-RS处的SINR来计算波束的强度。因为UE知道波束索引和CSI-RS之间的预设映射序列，所以它可以识别，在存在CSI的子帧中，映射波束(例如，八个映射波束)中的哪一个波束具有最佳SINR质量。在操作的开始，与CQI₀＝max_i＝0，...7|H_kφ_0，i|²对应的调制和编码方案(MCS)索引将被发射到eNodeB(例如，eNodeB402)。在随后的CSI-RS子帧中，将以类似的方式计算CQI_i，其中i＝1，…，G_h-1，但是在第i个CSI-RS子周期中，仅当时，转发CQI值，其中为第k个UE的发射到该点的最佳CQI，并且将发生在eNodeB处。如果则UE将不返回CQI反馈，因为它也跟踪CQI的演进。

预编码矩阵指示符(PMI)：在上述CQI反馈过程中识别的最佳波束索引也被渐进式地转发到eNodeB(例如，eNodeB402)，即，在渐进式CSI周期的结束时，eNodeB可以识别第k个UE的

{PMI}_{k}^{*} = {argmax}_{\underset{i = 0, ..., G_{h} - 1}{j = 0, ..., 8}} | H_{k} φ_{j, i} |^{2} .

图4示出针对包括4个波束(例如，波束420、422、424、426)的一个波束组的、各小区用户(例如，UE1412、UE2414、UEk416和UEK418)的CSI捕获技术。这是对从eNodeB402的发射天线发射的波束组404、406、408、410和412传递的波束进行渐进式扫描而产生的。因此，在整个渐进式CSI周期之后，测量每个波束组中的所有波束，从而为小区中的每个活动UE识别最强的波束。在该周期的结束时，考虑到来自隔开ΔAoD的多个波束组的反馈，在接收机处获得了更精确的CSI。

例如，对于5个组并且每组8个波束的情况，具有5*log₂8＝15比特的有效精度。反馈减少背后的核心思想是，在发射平均少于15比特的同时，产生有效的15比特PMI。仅当新组CQI大于当前最大CQI时，进行实际的上行链路反馈传输。

CSI更新序列

上述讨论解释了渐进式CSI如何能够在渐进式扫描周期内导致高精度的PMI和CQI。在操作的开始，对于长度为G_h*L_SF的子帧，eNodeB可以从所有波束组中捕获和评估CSI，其中L_SF指两个连续的CSI-RS组之间的子帧数量(对于LTE-兼容模式，其可以是5、10、20、40、80个子帧中的任何一种，对于高密度模式，其为1)。在这个固定的初始延迟之后，在每个新的CSI-RS子帧到达之后，eNodeB可以更新其演进的CQI和PMI度量，并且立即作出判断。

换句话说，对于每个新的CSI-RS组，维持之前的最佳波束候选(PMI^*、CQI^*)集合，或者用新的更强的波束候选者来更新。因此，过渡到新的渐进式CSI周期不需要重新设置CSI渐进的整个历史并重新启动。这意味着除了被分配以在eNodeB处建立有效CSI的前几个子帧之外，渐进式CSI不会对***操作产生延迟约束。

应当补充的是，由于各种原因，eNodeB处的CSI信息可能会变得过时，并且潜在地变为无效。作为补救，可以以比L_SF个子帧的正常更新周期大得多的时间尺度进行重置操作，以重新开始渐进式波束扫描和CSI跟踪的序列。

水平MU-MIMO波束赋形技术

在渐进式CSI反馈完结时，eNodeB收集其为应当指示所有活动用户的最佳波束索引的集合。该集合与一一对应，其中为第k个用户的最佳水平预编码矢量(假定该用户为被服务的唯一用户)。对于MU-MIMO技术，eNodeB可以采用不同的波束赋形方案，包括最大比传输、随机波束赋形等。这还包括迫零至无用户间干扰(zero-forcingtonullinter-userinterference)，其通过在用户选择方案缩小了MU-MIMO用户集合中的具体用户之后，将聚合的用户信道的矩阵求逆来实现。

垂直波束赋形技术。为了适应2-D大型天线阵列并且当用户分布在3-D空间中时，合适的垂直波束赋形能够在高度域中掌控对预期用户的发射。由于垂直角度扩展更小，在2D配置的每列中的大多数天线应当产生足够窄的波束以区分用户。

为了克服这一困难，并且还考虑到在垂直域中信道变化相对较小，可以使用与之前描述的适于水平CSI的渐进式扫描技术不同的技术来采集垂直CSI。对于由表示的可分离的预编码模型，可以与水平域中的编码权重独立地获得高度预编码权重。

为此，图5示出了各天线到CSI-RS端口的垂直天线映射。该映射用来建立高度CSI采集，由一组示例的天线阵列500、510所示，该组天线阵列包括分别按照矩阵布置的天线(例如，天线502、512)。如图5所示，针对8×8和4×4天线阵列500、510，任何一列天线(例如，列504、514)可以被映射到CSI-RS端口。

为了避免基于码本的CSI量化，在处理初始垂直CSI采集子帧或少量子帧中的CSI时，使用明确的模拟反馈。这用图6中所示的垂直CSI采集周期602来示出。

图6提供了水平和垂直CSI采集和更新的整体协作序列600的图示。序列600包括初始垂直CSI采集周期602，其后为初始水平CSI采集周期604。随后为水平/垂直CSI重启周期606。在水平/垂直CSI重启周期606内，可以执行垂直差分CSI周期606、610，其中水平渐进式CSI周期608出现在第一垂直差分CSI周期606之后。

即使垂直CSI采集周期602的操作导致比传统的LTE隐含的且量化的反馈更大的开销，但是垂直CSI采集周期602被用在操作的开始处，以引导波束赋形过程。在该初始阶段之后，仅是用于垂直信道的有限且零星的差分CSI反馈(来自垂直差分CSI周期606、610)被转发到eNodeB。

模拟反馈和后续差分反馈的确切本质和机制可以基于要求、标准和实施方式考虑而变化。给定垂直信道的稳定性质，整个垂直CSI反馈流量通常将保持最小。然而，为了防止任何错误传播，垂直CSI重启周期可以与水平渐进式CSI过程同步。

图7示出根据另一描述示例的示例水平和垂直CSI采集和更新技术的流程图700，该技术通过收集用于以两维度天线阵列波束赋形的CSI信息的无线网络实现或执行。如图所示，与图6描述的那些操作类似，执行初始CSI采集(操作702)，之后执行CSI更新(操作708)。

更详细地，初始CSI采集(操作702)的执行包括，执行初始垂直CSI采集(操作704)，之后执行初始水平CSI采集(操作706)。垂直CSI采集和更新用于建立在垂直(高度)域中掌控至预期用户的发射的合适的波束赋形特性，而水平CSI用于建立在水平域中掌控至预期用户的发射的合适的波束赋形特性。初始垂直CSI采集(操作704)从处理初始垂直CSI采集子帧或少量子帧中的CSI来获得反馈；初始水平CSI采集(操作706)从在LTE兼容模式或高密度模式下执行的渐进式水平CSI扫描操作获得反馈。

CSI更新(操作708)的执行在初始CSI采集之后进行，并且包括执行垂直差分CSI更新(操作710)和执行水平差分CSI更新(操作712)。CSI更新在某个延迟之后执行，并且使得能够评估CQI和PMI度量。垂直差分CSI更新(操作710)的执行可以仅包括有限的且零星的差分评估；而水平差分CSI更新(操作712)的执行可以包括与初始水平CSI采集类似的更完备的渐进式CSI评估。

图8示出根据另一描述示例的由eNodeB或无线网络的其他硬件实现或执行的更详细的渐进式CSI技术的流程图800。流程图800包括以波束族进行渐进式扫描的操作(操作802)。该波束族可以被定制为用于在初始或更新扫描周期内执行垂直扫描(操作804)，之后在初始或更新扫描周期内执行水平扫描(操作806)。eNodeB被配置为从相应UE接收最佳波束索引的指示，以便使用最佳波束索引来渐进式地扫描网络(操作808)。基于该最佳波束索引和任何其他相关的因素，eNodeB被配置为确定相应UE的最高CSI(操作810)。接着，eNodeB的随后的波束赋形操作被调整为使用相应UE的最高CSI(操作812)。

尽管之前的无线网络连接的示例是具体针对3GPPLTE/LTE-A的，但是应当理解，本文描述的技术可以应用到各种其他WWAN、WLAN和WPAN协议和标准，或者与它们结合使用。这些标准包括但不限于，来自3GPP的其它标准(例如，HSPA+、UMTS)、IEEE802.11(例如，802.11a/b/g/n/ac)、IEEE802.16(例如，802.16p)或蓝牙(例如，蓝牙4.0，或蓝牙特别兴趣小组定义的类似标准)标准族。其它可应用的网络配置可以被包含在当前描述的通信网络的范围内。应当理解，可以使用任何数量的个域网、LAN和WAN以及使用有线或无线传输介质的任何组合来有助于在这类通信网络上进行通信。

上述实施例可以以硬件、固件和软件之一实现，或者以它们的组合实现。各种方法或技术，或者其某些方面或部分，可以采用体现在有形介质中的程序代码(即，指令)的形式，有形介质诸如闪存、硬盘、便携存储设备、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、半导体存储器器件(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除编程只读存储器(EEPROM))、磁盘存储介质、光存储介质和任何其它机器可读存储介质或存储设备，其中当程序代码被加载到机器(例如，计算机或联网设备)中并它执行时，该机器成为实施各种技术的装置。

机器可读存储介质或其它存储设备可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何非暂时性机构。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，该计算设备可以包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备和至少一个输出设备。可以实现或利用本文所述的各种技术的一个或多个程序可以使用应用编程接口(API)、复用控制等。这类程序可以用高级过程编程语言或面向对象编程语言来实现，从而与计算机***进行通信。然而，如果需要，这些程序可以以汇编语言或机器语言来实现。在任何情况下，语言可以是编译语言或解释语言，并且可以与硬件结合。

图9提供了移动设备900的示例说明，移动设备可以是例如用户设备(UE)、移动站(MS)、移动无线设备、移动通信设备、手写板、手机或其他类型的移动无线计算设备。移动设备900可以包括在外壳902内的一根或多根天线908，其被配置为与热点、基站(BS)、演进节点B(eNB)或其他类型的WLAN或WWAN接入点进行通信。移动设备可以被配置为使用多种无线通信标准进行通信，包括选自3GPPLTE/LTE-A、WiMAX、高速分组接入(HSPA)、蓝牙和Wi-Fi标准定义的标准。移动设备900可以针对每种无线通信标准使用单独的天线进行通信，或者针对多种无线通信标准使用共享的天线进行通信。移动设备900可以在WLAN、WPAN和/或WWAN中进行通信。

图9还提供了可以用于与移动设备900进行音频输入和输出的麦克风920和一个或多个扬声器912的说明。显示屏904可以是液晶显示(LCD)屏或者其他类型的显示屏，例如有机发光二极管(OLED)显示器。显示屏904可以被配置为触摸屏。触摸屏可以使用电容式、电阻式或另一类型的触摸屏技术。应用处理器914和图形处理器918可以耦合到内部存储器916以提供处理和显示能力。还可以使用非易失性存储器端口910来向用户提供数据输入/输出选择。非易失性存储器端口910还可以被用来扩展移动设备900的存储能力。键盘906可以与移动设备900集成，或者无线连接到移动设备900，从而提供额外的用户输入。也可以使用触摸屏提供虚拟键盘。位于移动设备900的前(显示屏)部或后部的照相机922也可以被集成到移动设备900的外壳902中。

图10是示出可以运行本文讨论的任何一种或多种方法的示例计算机***机器的方框图。计算机***机器1000可以被体现为移动设备、计算机***、eNB、服务器或者本文所描述的或提到的任何其他计算平台。在替换实施例中，机器操作为单独的设备，或者可以连接(例如，联网)到其他机器。在联网部署中，机器可以以服务器-客户端网络环境中的服务器或客户端机器的身份进行操作，或者其可以扮演点对点(或分布式)网络环境中的对等机器。机器可以是个人电脑(PC)(其可以是或不是便携式的(例如，笔记本或上网本))、手写板、机顶盒(STB)、游戏控制台、个人数字助理(PDA)、移动电话或智能电话、网页工具、网络路由器、交换机或网桥，或者能够执行指明该机器要进行的动作的指令(顺序的或其他方式)的任何机器。此外，虽然示出了单个机器，但是术语“机器”还应当被认为包括独自或联合执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的任何一种或多种方法的机器的任何集合。

示例计算机***机器1000包括处理器1002(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或两者)、主存储器1004和静态存储器1006，它们经由互连1008(例如，链路、总线等)彼此进行通信。计算机***机器1000还可以包括视频显示单元1010、字母输入设备1012(例如，键盘)和用户接口(UI)导航设备1014(例如，鼠标)。在一个实施例中，视频显示单元1010、输入设备1012和UI导航设备1014为触摸屏显示器。计算机***机器1000另外可以包括存储设备1016(例如，驱动单元)、信号生成设备1018(例如，扬声器)、输出控制器1032、功率管理控制器1034和网络接口设备1020(其可以包括一根或多根天线1030、收发机或其他无线通信硬件，或者与它们可操作地进行通信)和一个或多个传感器1028，例如全球定位传感器(GPS)、指南针、位置传感器、加速计或其他传感器。

存储设备1016包括机器可读介质1022，其上存储有体现本文所描述的任何一个或多个上述方法或功能或者由它们使用的一组或多组数据结构和指令1024(例如，软件)。指令1024在计算机***机器1000执行期间也可以完全或至少部分地驻留在主存储器1004、静态存储器1006内，和/或驻留在处理器1002内，其中主存储器1004、静态存储器1006和处理器1002还构成机器可读介质。

虽然机器可读介质1022在示例实施例中被示为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括存储一个或多个指令1024的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关的缓存和服务器)。术语“机器可读介质”还应当被认为包括以下任何有形介质，其能够存储、编码或承载由机器执行的指令并且使机器执行本发明的任何一个或多个方法，或者其能够存储、编码或承载由这些指令使用的或与这些指令相关的数据结构。

还可以使用多种已知的传输协议(例如，HTTP)中的任何一种，经由网络接口设备1020，使用传输介质在通信网络1026上发送或接收指令1024。术语“传输介质”应当被认为包括能够存储、编码或承载由机器执行的指令的任何有形介质，并且包括数字或模拟通信信号或其他有形介质以有助于这种软件的通信。

应当理解，为了更特别强调它们实施方式的独立性，在本说明书中描述的功能单元或能力可以被称为或标记为部件或模块。例如，部件或模块可以被实现为硬件电路，包括定制超大规模集成(VLSI)电路或门阵列，现成半导体，例如逻辑芯片、晶体管或其他分立部件。部件或模块也可以被实现在可编程硬件器件中，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。部件或模块也可以以软件实现，以便由各种类型的处理器执行。例如，可执行代码的所识别的部件或模块可以包括，例如一个或多个物理块或逻辑块的计算机指令，其可以被组织为例如对象、程序或功能。然而，所识别的部件或模块的可执行文件在物理上不需要在一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，当它们逻辑上结合在一起时，构成该部件或模块并实现该部件或模块所述的目标。

事实上，可执行代码的部件或模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在若干不同的代码段上、在不同的程序中、以及在若干存储设备上。类似地，操作数据在此可以被识别且示为在部件或模块内，并且可以以任何合适的形式体现并被组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可以被收集为单个数据集合，或者可以分布在不同的位置上，包括在不同的存储设备上，并且可以至少部分地仅作为电子信号存在于***或网络上。部件或模块可以是被动的或主动的，包括可操作以执行期望功能的代理。

当前所描述的方法、***和设备实施例的其他示例包括以下非限制的配置。每个以下非限制示例都具有独立性，或者可以与以下或整个本公开中提出的其他示例中的任何一个或多个以任何排列或组合的方式组合。

示例1包括由以下方法体现的主题，该方法是一种用于进行渐进式信道状态指示符(CSI)操作的方法，所述方法由设备(例如，eNodeB，或者其他无线电信设备)执行，所述方法包括：使用波束族进行扫描，所述波束族是通过在多个波束组中进行波束赋形来分配的，其中所述波束族在分配区域中发射各自的参考信号；以及针对特定用户设备(UE)，根据对相应CSI值进行渐进式评估，确定所述波束族中的最高CSI，所述CSI值是从用所述波束族进行扫描产生的，该确定包括：响应于在UE处从所述波束族接收到的最强波束，从UE接收最佳波束索引的指示；以及基于所述最佳波束索引，为所述特定UE选择波束族中的最高CSI。

在示例2中，示例1的主题可以可选地包括：使用由最高CSI指示的结果，执行随后的从所述eNodeB到所述特定UE的波束赋形操作，其中随后的波束赋形操作用在多用户多输入多输出(MU-MIMO)传输模式中。

在示例3中，示例1-2之一或任何组合的主题可以可选地包括：用波束族进行扫描包括，在渐进式扫描周期内执行水平扫描，其中所述波束族被配置为针对eNodeB的覆盖区域，在水平域中发射相应的参考信号。

在示例4中，示例1-3之一或任何组合的主题可以可选地包括：使用波束族进行扫描还包括，在渐进式扫描周期内执行垂直扫描，其中所述波束族被配置为针对eNodeB的覆盖区域，在高度域中发射相应的参考信号。

在示例5中，示例1-4之一或任何组合的主题可以可选地包括：在渐进式扫面周期内执行水平扫描包括，在多个波束组中，针对每个波束组CSI子周期进行水平扫描；其中在每个波束组CSI子周期中提供的各组CSI参考信号以多个子帧的周期性在多个波束组中间隔开。

在示例6中，示例1-5之一或任何组合的主题可以可选地包括：多个子帧的周期性是基于5、10、20、40或80个子帧的周期。

在示例7中，示例1-6之一或任何组合的主题可以可选地包括：在渐进式扫描周期内执行水平扫描包括，进行高密度水平扫描，其中多个CSI参考信号被包含在一个帧内。

在示例8中，示例1-7之一或任何组合的主题可以可选地包括：每m·n个子帧以正序或倒序的方式重复高密度水平扫描模式，其中m＝多个波束组的数量，n＝2、4、8或16。

在示例9中，示例1-8之一或任何组合的主题可以可选地包括：由连接到eNodeB的第k个UE计算进行扫描时使用的反馈参数，所述第k个UE在反馈过程中提供关于用于至eNodeB的传输的信道H_k的反馈参数。

在示例10中，示例1-9之一或任何组合的主题可以可选地包括：在反馈过程中识别所述最佳波束索引，并渐进式地将所述最佳波束索引转发到eNodeB；并且其中在使用波束族进行扫描的周期结束时，eNodeB适于为第k个UE识别预编码矩阵指示符其中

{PMI}_{k}^{*} = {argmax}_{\underset{i = 0, ..., G_{h} - 1}{j = 0, ..., 8}} | H_{k} φ_{j, i} |^{2} .

在示例11中，示例1-10之一或任何组合的主题可以可选地包括：相应的UE通过使用对应的CSI参考信号测量信号干扰噪声比(SINR)，计算特定波束的强度；并且其中在反馈过程的开始，将与信道质量指示CQI₀＝max_i＝0,…,7|H_kφ_0,i|²对应的调制和编码方案提供到eNodeB。

示例12可以包括或者可以可选地与示例1-11之一或任何组合的主题的全部或部分组合成，包括由无线通信设备(例如，演进节点B(eNodeB))体现的主题，所述无线通信设备包括布置为用以下操作执行渐进式信道状态信息(CSI)采集的电路：针对高度域执行垂直CSI采集；通过使用波速族扫描水平域，执行水平CSI采集，其中该扫描被定制化到所述高度域；收集来自水平CSI采集的渐进式CSI反馈，其中eNodeB确定一组预编码矩阵指示符其中该组PMI^*是指示连接到eNodeB的活动UE的最佳波束索引的集合；其中PMI^*用于调整不同的波束赋形方案，用于随后的从eNodeB到活动UE的传输。

在示例13中，示例12的主题可以可选地包括：所述电路被布置为通过以下步骤，在该组PMI^*中为特定用户设备(UE)执行PMI值的确定：响应于使用波束族进行扫描，确定波束族中的最高CSI；响应于在UE处从波束族接收到的最强波束，从所述特定UE接收最佳波束索引的指示；以及基于所述最佳波束索引，为所述特定UE选择波束族中的最高CSI。

在示例14中，示例12-13之一或任何组合的主题可以可选地包括：用于随后传输的波束赋形方案被用在多用户多输入多输出(MU-MIMO)传输模式中。

在示例15中，示例12-14之一或任何组合的主题可以可选地包括：通过扫描执行水平CSI采集的操作包括，在多个波束组中，针对每个波束组CSI子周期进行水平扫描；并且其中在每个波束组CSI子帧中提供的多组CSI参考信号以多个子帧的周期性在多个波束组中间隔开。

在示例16中，示例12-15之一或任何组合的主题可以可选地包括：多个子帧的周期性涉及5、10、20、40或80个子帧的周期。

在示例17中，示例12-16之一或任何组合的主题可以可选地包括：通过扫描执行水平CSI采集的操作包括，进行高密度水平扫描，其中多个CSI参考信号被包含在一个帧内，其中每m·n个子帧以正序或倒序的方式重复高密度水平扫描的模式，其中m＝波束组的数量，n＝2、4、8或16。

在示例18中，示例12-17之一或任何组合的主题可以可选地包括：在反馈过程中，由连接到eNodeB的、具有用于至eNodeB的传输的信道H_k的第k个UE计算用于扫描的反馈参数；其中在反馈过程中识别所述最佳波束索引，并且将所述最佳波束索引渐进式地转发到eNodeB；并且其中在使用波束族进行扫描的周期结束时，eNodeB适于识别第k个UE的其中

{PMI}_{k}^{*} = {argmax}_{\underset{i = 0, ..., G_{h} - 1}{j = 0, ..., 8}} | H_{k} φ_{j, i} |^{2} .

示例19可以包括或者可以可选地与示例1-18之一或任何组合的主题的全部或部分组合成，包括由以下用户设备(UE)执行的方法体现的主题，所述用户设备包括：多根天线，其被布置为接收来自演进节点B(eNodeB)的传输，eNodeB根据来自3GPP长期演进(LTE)标准族的标准操作；多个收发机，其可操作地耦合到所述多根天线，并且被布置为接收和发射来自eNodeB的无线通信，无线通信包括从eNodeB接收到的、来自在垂直域和水平域上执行的信道状态信息(CSI)扫描的传输；以及处理电路，其被布置为处理从eNodeB接收到的、来自信道状态信息(CSI)扫描的传输，并且响应于从eNodeB接收到的、来自CSI扫描的传输，提供渐进式CSI反馈，其中响应于在UE处从CSI扫描接收到的最强波束的确定，在CSI反馈中渐进式地提供最佳波束索引的指示。

在示例20中，示例19的主题可以包括：所述处理电路还被配置为响应于在UE处从CSI扫描的波束族接收到的最强波束，向eNodeB传输最佳波束索引的指示；其中，eNodeB操作为基于最佳波束索引，为UE确定波束族中的最高CSI。

在示例21中，示例19-20之一或任何组合的主题可以可选地包括：在水平域上执行的CSI扫描包括在多个波束组中为每个波束组CSI子周期进行的水平扫描；并且其中在每个波束组CSI子帧中提供的各组CSI参考信号以多个子帧的周期性在多个波束组中间隔开，其中多个子帧的周期性涉及5、10、20、40、或80个子帧的周期。

在示例22中，示例19-21之一或任何组合的主题可以可选地包括：在水平域上执行的CSI扫描包括高密度水平扫描，其中多个CSI参考信号被***到一个帧内。

在示例23中，示例19-22之一或任何组合的主题可以可选地包括：每m·n个子帧以正序或倒序的方式重复高密度水平扫描的模式，其中m＝波束组的数量，n＝2、4、8或16。

在示例24中，示例19-23之一或任何组合的主题可以可选地包括：在反馈过程中，由用于至eNodeB的传输的UE计算用于扫描的反馈参数，其中在反馈过程中识别最佳波束索引，并将最佳波束索引渐进式地转发到eNodeB。

提供摘要是为了使读者弄清本公开的本质和主旨。应当理解，这不是用来限制或解释权利要求的范围或含义。以下权利要求由此被合并到具体实施方式中，每个权利要求代表其本身作为单独的实施例。

Claims

1.一种用于进行渐进式信道状态指示符(CSI)操作的方法，所述方法由演进节点B(eNodeB)执行，所述方法包括：

使用波束族进行扫描，所述波束族是通过在多个波束组中进行波束赋形来分配的，其中所述波束族在分配区域中发射各自的参考信号；以及

针对特定用户设备(UE)，根据对相应CSI值进行渐进式评估，确定所述波束族中的最高CSI，所述CSI值是从用所述波束族进行扫描产生的，该确定包括：

响应于在UE处从所述波束族接收到的最强波束，从UE接收最佳波束索引的指示；以及

基于所述最佳波束索引，为所述特定UE选择波束族中的最高CSI。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

使用由最高CSI指示的结果，执行随后的从所述eNodeB到所述特定UE的波束赋形操作，其中随后的波束赋形操作用在多用户多输入多输出(MU-MIMO)传输模式中。

3.如权利要求1所述的方法，其中使用波束族进行扫描包括，在渐进式扫描周期内执行水平扫描，其中所述波束族被配置为在eNodeB的覆盖区域的水平域中发射相应的参考信号。

4.如权利要求3所述的方法，其中使用波束族进行扫描还包括，在渐进式扫描周期内执行垂直扫描，其中所述波束族被配置为在eNodeB的覆盖区域的高度域中发射相应的参考信号。

5.如权利要求3所述的方法，其中在渐进式扫面周期内执行水平扫描包括，在多个波束组中，针对每个波束组CSI子周期进行水平扫描；

其中在每个波束组CSI子周期中提供的多组CSI参考信号以多个子帧的周期性在多个波束组中间隔开。

6.如权利要求5所述的方法，其中多个子帧的周期性是基于5、10、20、40或80个子帧的周期。

7.如权利要求3所述的方法，其中在渐进式扫描周期内执行水平扫描包括，进行高密度水平扫描，其中多个CSI参考信号被包含在一个帧内。

8.如权利要求7所述的方法，其中每m·n个子帧以正序或倒序的方式重复高密度水平扫描模式，其中m＝多个波束组的数量，n＝2、4、8或16。

9.如权利要求1所述的方法，其中由连接到eNodeB的第k个UE计算进行扫描时使用的反馈参数，所述第k个UE在反馈过程中提供关于用于至eNodeB的传输的信道H_k的反馈参数。

10.如权利要求9所述的方法，其中在反馈过程中识别所述最佳波束索引，并将所述最佳波束索引渐进式地转发到eNodeB；并且

其中在使用波束族进行扫描的周期结束时，eNodeB适于识别第k个UE的预编码矩阵指示符其中

{PMI}_{k}^{*} = {argmax}_{\underset{i = 0, ..., G_{h} - 1}{j = 0, ..., 8}} | H_{k} φ_{j, i} |^{2} .

11.如权利要求1所述的方法，其中相应的UE通过使用对应的CSI参考信号测量信号干扰噪声比(SINR)，计算特定波束的强度；并且

其中在反馈过程的开始，将与信道质量指示CQI₀＝max_i＝0,…,7|H_kφ_0,i|²对应的调制和编码方案(MCS)提供到eNodeB。

12.一种演进节点B(eNodeB)，其包括布置为用以下操作执行渐进式信道状态信息(CSI)采集的电路：

针对高度域执行垂直CSI采集；

通过使用波速族扫描水平域，执行水平CSI采集，其中该扫描被限定到所述高度域；

收集来自水平CSI采集的渐进式CSI反馈，其中eNodeB确定一组预编码矩阵指示符其中该组PMI^*是指示连接到eNodeB的活动UE的最佳波束索引的集合；

其中PMI^*用于调整不同的波束赋形方案，用于随后的从eNodeB到活动UE的传输。

13.如权利要求12所述的eNodeB，其中所述电路被布置为通过以下步骤，在该组PMI^*中为特定用户设备(UE)执行PMI值的确定：

响应于使用波束族进行扫描，确定波束族中的最高CSI；

响应于在UE处从波束族接收到的最强波束，从所述特定UE接收最佳波束索引的指示；以及

14.如权利要求12所述的eNodeB，其中用于随后传输的波束赋形方案被用在多用户多输入多输出(MU-MIMO)传输模式中。

15.如权利要求12所述的eNodeB，其中通过扫描执行水平CSI采集的操作包括，在多个波束组中，针对每个波束组CSI子周期进行水平扫描；并且

其中在每个波束组CSI子帧中提供的多组CSI参考信号以多个子帧的周期性在多个波束组中间隔开。

16.如权利要求15所述的eNodeB，其中多个子帧的周期性涉及5、10、20、40或80个子帧的周期。

17.如权利要求12所述的eNodeB，其中通过扫描执行水平CSI采集的操作包括，进行高密度水平扫描，其中多个CSI参考信号被包含在一个帧内，其中每m·n个子帧以正序或倒序的方式重复高密度水平扫描的模式，其中m＝波束组的数量，n＝2、4、8或16。

18.如权利要求12所述的eNodeB，其中在反馈过程中，由连接到eNodeB的、具有用于向eNodeB进行传输的信道H_k的第k个UE计算用于扫描的反馈参数；

其中在反馈过程中识别所述最佳波束索引，并且将所述最佳波束索引渐进式地转发到eNodeB；并且

其中在使用波束族进行扫描的周期结束时，eNodeB适于识别第k个UE的其中

{PMI}_{k}^{*} = {argmax}_{\underset{i = 0, ..., G_{h} - 1}{j = 0, ..., 8}} | H_{k} φ_{j, i} |^{2} .

19.一种用户设备(UE)，其包括：

多根天线，其被布置为接收来自演进节点B(eNodeB)的传输，eNodeB根据来自3GPP长期演进(LTE)标准族的标准操作；

多个收发机，其可操作地耦合到所述多根天线，并且被布置为接收和发射来自eNodeB的无线通信，无线通信包括从eNodeB接收到的、来自在垂直域和水平域上执行的信道状态信息(CSI)扫描的传输；以及

处理电路，其被布置为处理从eNodeB接收到的、来自信道状态信息(CSI)扫描的传输，并且响应于从eNodeB接收到的、来自CSI扫描的传输，提供渐进式CSI反馈，其中响应于在UE处从CSI扫描接收到的最强波束的确定，在CSI反馈中渐进式地提供最佳波束索引的指示。

20.如权利要求19所述的UE，其中所述处理电路还被配置为响应于在UE处从CSI扫描的波束族接收到的最强波束，向eNodeB传输最佳波束索引的指示；

其中，eNodeB操作为基于最佳波束索引，为UE确定波束族中的最高CSI。

21.如权利要求19所述的UE，其中在水平域上执行的CSI扫描包括在多个波束组中为每个波束组CSI子周期进行的水平扫描；并且

其中在每个波束组CSI子帧中提供的多组CSI参考信号以多个子帧的周期性在多个波束组中间隔开，其中多个子帧的周期性涉及5、10、20、40、或80个子帧的周期。

22.如权利要求19所述的UE，其中在水平域上执行的CSI扫描包括高密度水平扫描，其中多个CSI参考信号被***到一个帧内。

23.如权利要求21所述的UE，其中每m·n个子帧以正序或倒序的方式重复高密度水平扫描的模式，其中m＝波束组的数量，n＝2、4、8或16。

24.如权利要求19所述的UE，其中在反馈过程中，由用于向eNodeB进行传输的UE计算用于扫描的反馈参数，其中在反馈过程中识别最佳波束索引，并将最佳波束索引渐进式地转发到eNodeB。

25.一种包括用于进行渐进式信道状态指示符(CSI)操作的指令的机器可读介质，当由包括处理器和存储器的设备执行指令时，指令使设备执行权利要求1-11中任一项的方法的操作。