CN108028692B - 在无线通信***中确定秩指示符的比特大小的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

在本申请中公开一种通过其终端在无线接入***中向基站报告秩指示符的方法。秩指示符报告方法包括下述步骤：通过上层为一个CSI过程设置多个信道状态信息‑参考信号(CSI‑RS)资源；从多个CSI‑RS资源之中选择一个；以及向基站报告指示所选择的一个CSI‑RS资源的指示符和秩指示符，其中，基于用于多个CSI‑RS的资源的最大数目来确定秩指示符的比特大小。

Description

在无线通信***中确定秩指示符的比特大小的方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种无线通信***，并且具体地说，涉及一种在无线通信***中确定秩指示符的比特大小的方法及其装置。
背景技术
MIMO(多输入多输出)技术与用于使用多个发送天线和多个接收天线，而不是使用单个发送天线和单个接收天线来增加数据发送和接收效率的技术相对应。如果使用单个天线，则接收端通过单个天线路径接收数据。相反地，如果使用多个天线，接收端通过若干路径接收数据，从而增强传输速度和传输容量并且增加覆盖范围。
单小区MIMO操作能够被划分成在单小区中单用户设备(UE)接收下行链路信号的单用户MIMO(SU-MIMO)方案，以及在单个小区中两个或更多个UE接收下行链路信号的多用户MIMO(MU-MIMO)方案。
信道估计与通过补偿由于衰落而失真的信号的失真来恢复接收信号的过程相对应。在这种情况下，衰落与由于在无线通信***环境中的多径时间延迟而快速地改变信号强度的现象相对应。为了执行信道估计，需要具有为发送器和接收器两者所知的参考信号。参考信号能够根据适用于其的标准被简称为RS(参考信号)或者导频。
下行链路参考信号与用于相干地解调PDSCH(物理下行链路共享信道)、PCFICH(物理控制格式指示符信道)、PHICH(物理混合指示符信道)、PDCCH(物理下行链路控制信道)等的导频信号相对应。下行链路参考信号能够被分类成由在小区内的所有UE共享的公共参考信号(CRS)，和仅用于特定的UE的专用参考信号(DRS)。与支持4个发送天线(例如，根据LTE版本8或者9标准的***)的传统通信***进行比较，包括扩展的天线配置(例如，根据支持8个发送天线的LTE-A标准的***)的***正在考虑基于DRS的数据解调，以有效地管理参考信号和支持增强的传输方案。尤其是，为了通过扩展的天线支持数据传输，可以能够限定用于两个或更多个层的DRS。由于DRS和数据由相同的预编码器进行预编码，所以在不需单独的预编码信息的情况下，能够容易地估计用于接收端以解调数据的信道信息。
虽然下行链路接收端能够通过DRS获得关于扩展的天线配置的预编码的信道信息，但是对于下行链路接收端来说除了DRS之外需要具有单独的参考信号以获得没有被预编码的信道信息。因此，能够限定在根据LTE-A标准的***中用于在接收端处获得信道状态信息(CSI)的参考信号，即，CSI-RS。
发明内容
技术问题
基于前述的讨论，下面提出一种在无线通信***中确定秩指示符的比特大小的方法及其装置。
从本发明可获得的技术任务不受以上提及的技术任务的限制。并且，其它未提及的技术任务能够由本发明所属的技术领域的普通技术人员从以下的描述中清楚地理解。
技术解决方案
为了实现这些和其他优点并且根据本发明的用途，如具体化和广泛描述的，根据一个实施例，一种报告由用户设备(UE)向eNB报告的秩指示符的方法，包括下述步骤：经由较高层配置用于单个CSI(信道状态信息)过程的多个CSI-RS(信道状态信息-参考信号)资源；从多个CSI-RS资源之中选择单个CSI-RS资源；以及向eNB报告指示所选择的单个CSI-RS资源的指示符和秩指示符。在这种情况下，能够基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目确定秩指示符的比特大小。
为了进一步实现这些和其它优点并且根据本发明的用途，根据不同的实施例，无线接入***中的用户设备(UE)，包括：无线通信模块和处理器，该处理器被配置为从用于经由较高层配置的CSI(信道状态信息)过程的多个CSI-RS(信道状态信息-参考信号)资源之中选择单个CSI-RS资源，处理器被配置为向eNB报告指示所选择的单个CSI-RS资源的指示符和秩指示符。在这种情况下，秩指示符的比特大小能够基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目来确定。
优选地，使用选择的信号CSI-RS资源确定秩指示符。
并且，基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目和能够由UE支持的层的最大数目确定秩指示符的比特大小。
更优选地，UE能够向eNB发送关于能够由UE支持的层的最大数目的信息。
具体地，能够将独立预编码应用于多个CSI-RS资源中的每一个。
有益效果
根据本发明的实施例，UE能够在无线通信***，即，向其应用3D MIMO的无线通信***中有效地确定并报告的秩指示符的比特大小。
从本发明可获得的效果可以不受限以上提及的效果的限制。并且，其它未提及的效果能够由本发明所属的技术领域的普通技术人员从以下的描述中清楚地理解。
附图说明
附图被包括以提供对本发明进一步的理解，并且被并入在本说明书的部分中和构成本说明书的部分，附图图示本发明的实施例，并且与该说明书一起用作解释本发明原理。
图1是用于下行链路无线电帧的结构的图；
图2是用于下行链路时隙的资源网格的示例的图；
图3是用于下行链路子帧的结构的图；
图4是用于上行链路子帧的结构的图；
图5是用于包括多个天线的无线通信***的配置的图；
图6图示具有64个天线元件的2D有源天线***；
图7图示利用2D-AAS的3D-MIMO***；
图8是图示向其应用大规模MIMO的2D AAS***中的天线元件与天线端口的关系的图；
图9图示根据本发明的实施例的PUCCH CSI反馈的示例；
图10图示根据本发明的实施例的根据BI的RI的比特大小的变化的图；
图11图示根据本发明的实施例的确定秩指示符的比特大小的方法的流程图；
图12是可应用于本发明的一个实施例的基站和用户设备的配置的图。
最佳模式
具体实施方式
在下文中描述的实施例以规定的形式与本发明的元素和特征的组合相对应。并且，除非它们明确地提及的，相应的元素或者特征可以被认为是选择性的。元素或者特征中的每个可以以未能与其它的元素或者特征结合的形式实现。另外，能够通过将元素和/或特征部分地合并在一起来实现本发明的实施例。能够修改对于本发明的每个实施例解释的操作顺序。一个实施例的某些配置或者特征能够被包括在另一个实施例中，或者能够对于另一个实施例的相对应的配置或者特征进行替换。
在本说明书中，本发明的实施例集中于在用户设备和e节点B之间的数据发送/接收关系进行描述。在这种情况下，e节点B可以与直接地执行与用户设备通信的网络的终端节点相对应。在本公开中，在一些情况下，解释为由e节点B执行的特定的操作可以由e节点B的上层节点来执行。
尤其是，在以包括e节点B的多个网络节点构成的网络中，显而易见的是，用于与用户设备通信执行的各种操作除了e节点B之外能够由e节点B或者其它的网络来执行。‘e节点B(eNB)’可以以诸如固定站、节点B、基站(BS)、接入点(AP)等的术语替换。终端可以以诸如中继节点(RN)、中继站(RS)等的术语替换。并且，终端可以以诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、移动用户站(MSS)等的术语替换。
在以下的描述中使用的特定术语被提供以帮助理解本发明，并且特定术语的使用能够在不脱离本发明的技术思想的范围中修改成不同的形式。
有时，为了防止本发明变得不清楚的，为公众所知的结构和/或设备被跳过，或者能够被表示为集中于结构和/或设备的核心功能的方框图。只要可能，贯穿该附图相同的参考数字将会用于指代相同的或者类似的部分。
本发明的实施例可以由包括IEEE 802***、3GPP***、3GPP LTE***、3GPP LTE-A(高级LTE)***和3GPP2***的无线接入***中的至少一个中公开的标准文献来支持。特别是，在本发明的实施例中没有解释以清楚地揭示本发明的技术思想的步骤或者部分可以由以上所述的文献支持。另外，在本文献中公开的所有术语可以由以上所述的标准文献支持。
本发明的实施例的以下的描述可以用于包括CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)、SC-FDMA(单载波频分多址)等的各种无线接入***。CDMA能够以诸如UTRA(通用陆地无线电接入)、CDMA 2000等的无线电技术实现。TDMA能够以诸如GSM/GPRS/EDGE(全球移动通信***/常规分组无线电服务/GSM演进的增强型数据速率)的无线电技术实现。OFDMA能够以诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、E-UTRA(演进型UTRA)等的无线电技术来实现。UTRA是UMTS(通用移动电信***)的部分。3GPP(第三代合作伙伴项目)LTE(长期演进)是使用E-UTRA的E-UMTS(演进型UMTS)的部分。3GPP LTE在下行链路(在下文中缩写为DL)中采用OFDMA，并且在上行链路(在下文中缩写为UL)中采用SC-FDMA。并且，LTE-A(高级LTE)是3GPP LTE的演进的版本。WiMAX可以由IEEE 802.16e标准(例如，无线MAN-OFDMA参考***)和高级IEEE 802.16m标准(例如，无线MAN-OFDMA高级***)进行解释。为了清楚起见，以下的描述主要地涉及3GPP LTE和LTE-A标准，本发明的技术想法可以不受其限制。
在下文中参考图1解释下行链路无线电帧的结构。
参考图1，在蜂窝OFDM无线电分组通信***中，上行链路/下行链路数据分组传输以子帧为单位来执行，其中一个子帧由给定的时间间隔(该给定的时间间隔包括多个OFDM符号)限定。3GPP LTE标准支持可应用于频分双工(FDD)的类型1无线电帧结构和可应用于时分双工(TDD)的类型2无线电帧结构。
图1是图示类型1无线电帧结构的图。下行链路无线电帧包括10个子帧，这些子帧中的每个在时域中包括两个时隙。发送一个子帧需要的时间将会被称为传输时间间隔(TTI)。例如，一个子帧可以具有1ms的长度，并且一个时隙可以具有0.5ms的长度。一个时隙在时域中包括多个OFDM符号，并且在频域中包括多个资源块(RB)。由于3GPP LTE***在下行链路中使用OFDM，所以OFDM符号表示一个符号周期。OFDM符号可以被称为SC-FDMA符号或者符号周期。作为资源分配单元的资源块(RB)可以在一个时隙中包括多个连续的子载波。
在一个时隙中包括的OFDM符号的数目可以根据循环前缀(CP)的配置而变化。CP的示例包括扩展CP和正常CP。例如，如果OFDM符号由正常CP配置，则在一个时隙中包括的OFDM符号的数目可以是7个。如果OFDM符号由扩展CP进行配置，则由于一个OFDM符号的长度增加，所以在一个时隙中包括的OFDM符号的数目小于在正常CP的情况下的OFDM符号的数目。例如，在扩展CP的情况下，在一个时隙中包括的OFDM符号的数目可以是6。如果信道状态是不稳定的，则类似其中用户设备以高速移动的情况，所扩展的CP可以用于降低符号间干扰。
如果使用正常CP，则由于一个时隙包括7个OFDM符号，所以一个子帧包括14个OFDM符号。此时，每个子帧的前两个或者前三个OFDM符号可以被分配给物理下行链路控制信道(PDCCH)，并且其它的OFDM符号可以被分配给物理下行链路共享信道(PDSCH)。
无线电帧的前面提到的结构仅只是一个示例。在无线电帧中子包括帧的数目、在子帧中包括时隙的数目和在时隙中包括符号的数目可以以各种进行方式修改。
图2是用于下行链路时隙的资源网格的示例的示意图。图2示出OFDM符号由正常CP配置的情形。参考图2，下行链路时隙在时域中包括多个OFDM符号，以及在频域中包括多个资源块。在这种情况下，虽然图2图示下行链路时隙包括七个OFDM符号，并且资源块包括十二个子载波，本发明可以不受其限制。在资源网格上的每个元素将会被称为资源元素(RE)。例如，RE a(k，l)可以与在第K个子载波和第l个OFDM符号处定位的RE相对应。在正常CP的情况下，一个资源块包括12*7个资源元素(在扩展CP的情况下，一个资源块包括12*6个资源元素)。由于在子载波之间的间隔与15kHz相对应，所以一个资源块在频域中包括大约180kHz。NDL与在下行链路时隙中包括的资源块的数目相对应。NDL的值能够根据由基站调度的下行链路传输带宽来确定。
图3是图示下行链路子帧的结构的示意图。参考图3，位于子帧的第一时隙的前面处的最多三个OFDM符号与向其分配控制信道分配的控制区相对应。其它的OFDM符号与向其分配物理下行链路共享信道(PDSCH)的数据区相对应。传输的基本单元变为一个子帧。特别是，PDCCH和PDSCH通过被在两个时隙被指配。在3GPP LTE***中使用的下行链路控制信道的示例包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)，和物理混合ARQ指示符信道(PHICH)。PCFICH从子帧的第一OFDM符号进行发送，并且携带关于用于在该子帧内的控制信道传输的OFDM符号的数目的信息。PHICH携带响应于上行链路传输的HARQ ACK/NACK信号。通过PDCCH发送的控制信息将会被称为下行链路控制信息(DCI)。该DCI包括上行链路或者下行链路调度信息、用于随机UE组的上行链路发送(Tx)功率控制命令等。PDCCH可以包括下行链路共享信道(DL-SCH)的传输格式和资源分配信息、上行链路共享信道(UL-SCH)的传输格式和资源分配信息、关于寻呼信道(PCH)的寻呼信息、关于DL-SCH的***信息、上层控制消息的资源分配信息，诸如在PDSCH上发送的随机接入响应、在随机用户设备组内的各个的用户设备(UE)的一组发送(Tx)功率控制命令、发送(Tx)功率控制命令，和通过互联网语音(VoIP)的行为指示信息。多个PDCCH可以在控制区内发送。用户设备可以监测多个PDCCH。该PDCCH在连续的控制信道元素(CCE)中的一个或者多个的聚合上进行发送。CCE是基于无线电信道的状态用于向PDCCH提供有编码速率的逻辑分配单元。CCE与多个资源元素组(REG)相对应。PDCCH的格式和PDCCH的可用的比特的数目是根据在CCE的数目和由CCE提供的编码速率之间的相关性而确定的。基站根据将会发送给用户设备的DCI来确定PDCCH格式，并且将循环冗余校验(CRC)附加给控制信息。CRC根据PDCCH的用途或者PDCCH的拥有者用标识符(例如，无线电网络临时标识符(RNTI)进行掩蔽。例如，如果PDCCH是用于特定的用户设备，则CRC可以用相对应的用户设备的小区RNTI(C-RNTI)进行掩蔽。如果PDCCH是用于寻呼消息，则CRC可以用寻呼标识符(例如，寻呼RNTI(P-RNTI))掩蔽。如果PDCCH是用于***信息(更详细地，***信息块(SIB))，则CRC可以用***信息RNTI(SI-RNTI)掩蔽。如果PDCCH是用于随机接入响应，则CRC可以用随机接入RNTI(RA-RNTI)掩蔽。
图4是用于上行链路子帧的结构的示意图。参考图4，UL子帧在频域中可以被划分成控制区和数据区。包括上行链路控制信息的物理上行链路控制信道(PUCCH)被分配给控制区，并且包括用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)被分配给数据区。为了维持单载波属性，UE不同时发送PUCCH和PUSCH。用于一个UE的PUCCH在子帧中被分配给资源块对。属于资源块对的资源块相对于两个时隙占据不同的子载波。这表示为分配给PUCCH的资源块对在时隙边缘处是跳频的。
MIMO***建模
在下文中，将会描述MIMO***。MIMO指的是使用多个发送天线和多个接收天线以改进数据发送和接收效率的方法。即，在无线通信***的发送器或者接收器处使用多个天线，使得能够增加容量并且能够改进性能。在本公开中MIMO还可以被称为多天线。
为了接收整个消息，MIMO技术不取决于单个天线路径。相反，MIMO技术通过组合由多个天线接收的数据片段来完成数据。MIMO技术的使用能够增加特定大小的小区区域内的数据速率，或者以特定的数据传输速率扩展***覆盖。MIMO技术能够在移动通信终端和中继节点中被广泛地使用。MIMO技术能够克服在移动通信中使用常规单天线技术遇到的有限传输容量。
图5图示典型MIMO通信***的配置。发送器具有NT个发送(TX)天线并且接收器具有NR个接收(RX)天线。与仅在发送器和接收器中的一个处使用多个天线进行比较，在发送器和接收器两者处使用多个天线增加了理论信道传输容量。信道传输容量与天线的数目成比例地增加。因此，增加了传输速率和频率效率。给定可以利用单个天线实现的最大传输速率Ro，在多个天线的情况下可以将传输速率理论上增加至Ro与传输速率增长率Ri的乘积，Ri是NT与NR的较小值。
[等式1]
Ri＝min(NT,NR)
例如，具有四个Tx天线和四个Rx天线的MIMO通信***理论上可以实现单个天线***的四倍传输速率。因为MIMO通信***的理论容量增加在20世纪90年代中期被验证，所以许多技术已被积极地发展，以增加实际实现中的数据速率。技术中的一些已经反映在第三代(3G)移动通信、下一代无线局域网(WLAN)等的各种无线通信标准中。
到目前为止关于MIMO技术的积极研究已经关注于大量的不同方面，包括与在各种信道环境和多址环境中MIMO通信容量的计算相关的信息理论的研究、MIMO***的无线信道测量和模型推导的研究、以及用于改进传输可靠性和传输速率的空-时信号处理技术的研究等。
将会通过数学建模详细地描述MIMO***中的通信。假定如图5中所图示存在NT个Tx天线和NR个Rx天线。关于传输信号，多达信息的NT个片段能够通过NT个TX天线来发送，表达为以下向量。
[等式2]
Figure BDA0001592599080000111
单个段传输信息
Figure BDA0001592599080000112
可以具有不同的发送功率。如果用
Figure BDA0001592599080000113
表示单个的发送功率，则发送功率受控的传输信息可以被给出为：
[等式3]
Figure BDA0001592599080000114
使用发送功率的对角矩阵P，发送功率受控的传输信息向量
Figure BDA0001592599080000115
可以被表达如下。
[等式4]
Figure BDA0001592599080000116
同时，通过将发送功率受控的信息向量
Figure BDA0001592599080000117
乘以加权矩阵W可以配置实际上要发送的NT个发送信号
Figure BDA0001592599080000118
加权矩阵W用作根据传输信道状态等向单个天线适当地分发传输信息。传输信号
Figure BDA0001592599080000119
被表示为向量X，其可以通过下述等式5被确定。在此，wij表示第i个Tx天线和第j段信息的加权。W被称为加权矩阵或者预编码矩阵。
[等式5]
Figure BDA0001592599080000121
通常，信道矩阵的秩的物理意义是能够在给定信道上发送的不同段的信息的最大数目。因此，信道矩阵的秩被定义为信道矩阵中的独立行的数目与独立列的数目的较小者。因此，信道矩阵的秩不大于信道矩阵的行的数目或列的数目。信道矩阵H的秩(rank(H))被限制如下。
[等式6]
rank(H)≤min(NT,NR)
在MIMO中发送的不同段的信息被称为传输流或流。流还可以被称作层。因此推导出传输流的数目不大于信道的秩，即，不同段的可发送信息的最大数目。因此，通过下述等式7能够确定信道矩阵H。
[等式7]
流的#≤rank(H)≤min(NT，NR)
‘流的#’表示流的数目。应当注意的是，可以通过一个或多个天线来发送一个流。
一个或多个流可以以许多方式被映射到多个天线。如下根据MIMO方案描述此方法。如果通过多个天线来发送一个流，则这可以被认为是空间分集。当通过多个天线来发送多个流时，这可以是空间复用。可以考虑空间分集和空间复用的混合方案。
CSI反馈
在下文中，将会给出信道状态信息(CSI)报告的描述。在当前的LTE标准中，MIMO传输方案被归类成无CSI操作的开环MIMO和基于CSI操作的闭环MIMO。尤其地，根据闭环MIMO***，eNB和UE中的每个可以基于CSI能够执行波束成形，以便获得MIMO天线的复用增益。为了从UE获取CSI，eNB将RS发送到UE并且命令该UE通过PUCCH或PUSCH反馈回基于RS测量的CSI。
CSI被划分成三种类型的信息，RI、PMI和CQI。首先，RI是关于如上所述的信道秩的信息，并且指示经由相同的时间-频率资源能够接收到的流的数目。因为通过信道的长期(long-term)衰落来确定RI，所以通常以与PMI或者CQI的周期相比的更长的周期进行反馈。
其次，PMI是反映信道的空间特性的值，并且指示基于信号干扰噪声比(SINR)的度量通过UE优选的eNB的预编码矩阵索引。最后，CQI是指示信道的强度的信息并且指示当eNB使用PMI时可获得的接收SINR。
诸如LTE-A***的高级***考虑通过多用户MIMO(MU-MIMO)的附加的多用户分集。由于在MU-MIMO中在天线域中复用的、在UE之间的干扰，CSI的准确度可能显著地影响与其它复用的UE以及报告该CSI的UE的干扰。因此，应当在MU-MIMO中报告与单用户MIMO(SU-MIMO)中相比更准确的CSI。
在这个背景下，LTE-A标准将最终PMI单独地设计为长期和/或宽带PMI，W1以及短期和/或子带PMI，W2。
例如，表达为等式8的信道的长期协方差矩阵可以被用于分层码本变换，该分层码本变换利用W1和W2来配置一个最终PMI。
[等式8]
W＝norm(W1W2)
在等式8中，W2是短期PMI，其是反映短期信道信息的码本的码字，W是最终码本的码字，并且norm(A)是通过将矩阵A的每列规一化为1所获得的矩阵。
传统上，码字W1和W2被给出为[等式9]。
[等式9]
Figure BDA0001592599080000141
其中Xi是Nt/2乘M矩阵。
Figure BDA0001592599080000142
(如果秩＝r),其中1≤k,l,m≤M并且k,l,m是整数.
其中Nt是Tx天线的数目，M是矩阵Xi的列的数目，M指示矩阵Xi包括总共M个候选列向量。eMk、eM1、和eMm表示矩阵Xi的第k、第i和第m列向量，其中M个元素之中的仅第k、第l、和第m个元素为0，并且其他元素分别为0。αj、βj以及γj是各自具有单位范数的复数值，并且指示当选择矩阵Xi的第k、第l、和第m列向量时，相位旋转被应用于列向量。此时，i是大于0的整数，表示指示W1的PMI索引，并且j是大于0的整数，表示指示W2的PMI索引。
在等式9中，如果交叉极化天线被密集地布置，例如，相邻天线之间的距离等于或者小于信号波长的一半，则码字被设计以便反映建立的信道之间的相关特性。交叉极化天线可以被划分成水平天线组和垂直天线组，并且两个天线组被共同定位，两个天线组中的每个具有均匀线性阵列(ULA)天线的属性。
因此，每组中的天线之间的相关性具有相同的线性相位增量属性，并且天线组之间的相关性特征在于相位旋转。因为码本是信道的量化的值，所以有必要设计反映信道特性的码本。为了方便描述，以上述方式设计的秩1码字可以被给出为等式10。
[等式10]
Figure BDA0001592599080000151
在等式10中，码字被表达为NT×1向量，其中NT是TX天线的数目，并且该码字由分别表示水平天线组和垂直天线组的相关特性的上向量Xi(k)和下向量αjXi(k)组成。Xi(k)被表达为具有线性相位增量属性的向量，其反映每个天线组中的天线之间的相关特性。例如，离散傅里叶变换(DFT)矩阵可以被用于Xi(k)。
如前面的描述中所提及的是，信道状态信息(CSI)包括LTE***中的CQI、PMI、RI等。根据UE的传输模式发送CQI、PMI、和RI的全部或部分。当CSI被周期性地发送时，其被称为周期性报告。当在基站请求之后发送CSI时，其被称为非周期性报告。在非周期性报告的情况下，将在由基站发送的上行链路调度信息中包括的请求比特发送给UE。考虑到UE的传输模式，UE经由数据信道(PUSCH)向基站转发CSI。在周期性报告的情况下，经由较高层信令使用半静态方案以子帧为单位用信号发送周期和周期中的偏移。考虑到传输模式，UE根据确定的周期经由上行链路控制信道(PUCCH)向基站转发CSI。如果在其中发送CSI的子帧中同时存在上行链路数据，则经由上行链路数据信道(PUSCH)与数据一起发送CSI。考虑到每个UE的信道状态、小区中的UE分布状态等，基站向UE发送适合于UE的传输定时信息。传输定时信息包括用于发送CSI、偏移等的周期，并且能够经由RRC消息发送给每个UE。
LTE***包括4种类型的CQI报告模式。具体地，CQI报告模式根据CQI反馈类型被划分成WB CQI和SB CQI，并且根据是否发送PMI而被划分成没有PMI和单个PMI。为了周期性地报告CQI，每个UE经由RRC信令接收由周期和偏移的组合组成的信息。
在下面描述LTE版本10中定义的CSI报告类型。
类型1报告支持在选择的子带上针对UE的CQI反馈。类型1a报告支持子带CQI和第二PMI反馈。类型2、类型2b、和类型2c报告支持宽带CQI和PMI反馈。类型2a报告支持宽带PMI反馈。类型3报告支持RI反馈。类型4报告支持宽带CQI。类型5报告支持RI和宽带PMI反馈。类型6报告支持RI和PTI(预编码类型指示符)反馈。
大规模MIMO
最近的无线通信***考虑引入有源天线***(在下文中称为AAS)。与能够调整信号的相位和大小的放大器与天线分离的传统无源天线***不同，AAS与每个天线被配置为包括诸如放大器的有源电路的有源天线的***。因为AAS使用有源天线，因此对于AAS来说不需要用于连接放大器和天线、连接器、其他硬件等的单独的电缆。因此，AAS在能量和管理成本方面具有效率高的特性。具体地，因为AAS支持根据每个天线的电子束控制方案，所以AAS实现演进型MIMO技术，诸如考虑波束方向和波束宽度来形成精细波束图案、形成3D波束图案等。
因为引入诸如AAS等的演进型天线***，所以还考虑到包括多个输入/输出天线和多维天线结构的大规模MIMO结构。作为示例，在形成2D天线阵列而不是传统直线天线阵列的情况下，其可以能够通过AAS的有源天线形成3D波束图案。
图6图示具有64个天线元件的2D有源天线***。
参考图6，能够看到天线的Nt＝Nv·Nh数目形成正方形的形状。具体地，Nh和Nv分别指示水平方向上的天线列的数目和垂直方向上的天线行数。
如果在传输天线的方面利用3D波束图案，则可以能够不仅在水平方向而且在波束的垂直方向上执行半静态或动态波束成形。作为示例，可以将这样的应用视为垂直方向上的扇区成形等。在接收天线方面，当使用大规模天线形成接收波束时，可以能够根据天线阵列增益期望信号功率增加效果。因此，在上行链路的情况下，eNB能够通过多个天线接收从UE发送的信号。在这种情况下，为了减少干扰影响，考虑到大规模接收天线的增益，UE能够将UE的传输功率配置为非常低。
图7图示利用2D-AAS的3D-MIMO***。具体地，图7示出eNB或UE具有能够形成基于AAS的3D波束的多个发送/接收天线的***。
同时，天线端口与逻辑天线的概念相对应，并且没有意旨实际的天线元件。因此，天线端口和天线元件本身能够分别被称为虚拟天线和物理天线。将天线端口映射到物理天线元件的方案在设计整个MIMO***中是重要元素。能够将用于将天线端口映射到天线元件的一对一映射和用于将天线端口映射到多个天线元件的一对多映射视为天线映射方案。
将天线端口映射到天线元件在等式11中被表示为虚拟化矩阵B。在这种情况下，x与从天线端口发送的信号相对应并且z与从天线元件发送的信号相对应。天线端口的数目能够小于天线元件的数目。然而，为了清楚起见，假定天线端口的数目还与Nt相对应。bn与指示第n个天线端口被映射到天线元件的关系的虚拟化向量相对应。如果虚拟化向量bn的非零元素的数目与1相对应，则指示一对一映射方案。如果虚拟化向量bn的非零元素的数目与复数相对应，则表示一对多映射方案。
【等式11】
Figure BDA0001592599080000181
在等式11中，为了考虑天线端口的信号能量和天线元件的信号能量是相同的，假定虚拟化向量被归一化为||bn||＝1。在下面，参照附图更详细地解释天线元件和天线端口之间的关系。
图8图示向其应用大规模MIMO的2D AAS***中的天线元件与天线端口之间的关系。具体地，图8的左图示出总共32个天线元件，即，32个物理天线，并且图8的右图示出总共32个天线端口，即，32个逻辑天线。
具体地说，图8示出天线元件的分组方案和天线端口的分组方案。图8还示出天线元件和天线端口之间的映射。参考图8，能够看到天线元件在垂直方向上被分组为天线列。具体地，将天线元件划分成包括E(0)、E(1)、E(2)和E(3)的4个组。并且，32个天线端口也被划分成4个组以形成包括F(0)、F(1)、F(2)和F(3)的组。
在这种情况下，使用属于组E(i)的所有天线元件虚拟化属于组F(i)的天线端口。属于组F(i)的每个天线端口的虚拟化向量被不同地配置。从每个天线端口组中选择一个天线端口以形成组T(i)。属于组T(i)的每个天线端口使用相同的虚拟化向量以被映射到不同的天线元件组。用于属于组T(i)的每个天线端口的RS被发送到相同的OFDM符号。
在FD MIMO***中，eNB能够在单个CSI过程中将多个CSI-RS资源设置给UE。在这种情况下，CSI过程与利用独立反馈配置进行反馈的操作相对应。例如，能够在单个CSI过程内配置8个CSI-RS资源。在这种情况下，8个CSI-RS与图8中的组T(0)到组T(7)相对应。
因为应用不同的虚拟化，所以对8个4端口CSI-RS中的每个应用不同的波束成形。例如，在与T(0)相对应的CSI-RS的情况下，使用100度的天顶角将垂直方向波束成形应用于CSI-RS，并且将CS-RS配置有5度的天顶角差。因此，垂直方向波束成形被应用于与具有天顶角为135度的T(7)相对应的CSI-RS。
UE从8个CSI-RS之中选择强信道的CSI-RS，基于所选择的CSI-RS计算CSI，并且将CSI报告给eNB。在这种情况下，UE通过波束索引(BI)值将所选择的CSI-RS额外地报告给eNB。例如，如果与T(0)相对应的第一CSI-RS的信道最强，则UE将BI设置为0以将信道报告给eNB。在这种情况下，因为波束索引与关于所选择的CSI-RS的信息相对应，所以波束索引还能够被称为CRI(CSI-RS资源指示符)。
在下文中，为了清楚起见，假定BI指示选择CSI-RS。更具体地，BI可以指示特定CSI-RS与特定天线端口之间的组合。例如，BI从在CSI过程中包括的8个CSI-RS中选择CSI-RS，并且从所选择的CSI-RS中附加地选择天线端口15和天线端口16之间的组合。如果能够从每个CSI-RS中的天线端口15与天线端口16之间的组合以及天线端口17与天线端口18之间的组合之中选择一个，则BI能够指示16个值中的一个。具体地，以0的顺序映射用于第一CSI-RS的天线端口15和天线端口16之间的组合的BI，以1的顺序映射用于第一CSI-RS的天线端口17和天线端口18之间的组合，以2的顺序映射用于第二CSI-RS的天线端口15和天线端口16之间的组合的BI，并且以3的顺序映射用于第二CSI-RS的天线端口17和天线端口18的组合的BI。具体地，用于第八CSI-RS的天线端口17和天线端口18之间的组合的BI最后以15的顺序被映射。具体地，当BI指示天线端口之间的组合时，能够照原样应用本发明的所提出的方案。
当经由PUCCH周期性地发送CSI时，如果BI在相同子帧中与其他CSI值冲突，则有必要基于优先级定义丢弃规则。根据当前的LTE标准文档，已经为PUCCH CSI反馈定义表1中所示的报告类型。
[表1]
Figure BDA0001592599080000201
在一些情况下，多个报告类型被配置以在相同的子帧中进行反馈。这能够被表示为发生碰撞。在这种情况下，UE仅反馈单个报告类型并且丢弃剩余的报告类型。
如果UE反馈BI，则能够新配置表2中示出的报告类型。
[表2]
Figure BDA0001592599080000202
在表2中示出的新报告类型中，BI可以与长期BI或短期BI相对应。当定义新的报告类型时，因为BI与对计算PMI、RI和CQI的影响的重要值相对应，所以优选发送具有高优先级的BI。具体地，能够发送BI的所有报告类型具有与传统报告类型3、5和6的优先级相同的优先级。
图9图示根据本发明的实施例的PUCCH CSI反馈的示例。参考图9，能够看到通过60ms的报告间隔和0ms的偏移来配置RI，并且通过5ms的报告间隔和5ms的偏移来配置PMI/CQI。
BI具有与PMI/CQI相同的偏移，并且BI的间隔由PMI/CQI的间隔的N倍定义。(在这种情况下，eNB经由诸如RRC信令的更高层信令向UE通知N)。结果，BI与PMI/CQI冲突。在这种情况下，如前述的描述中所提及的是，因为BI的优先级高于PMI/CQI的优先级，所以当PMI/CQI被丢弃时报告BI。
另外，当在图9中示出的RI被报告时，长期BI能够被一起发送。当图9中示出的BI被发送时，能够一起发送宽带PMI(即，与由W1和W2组成的双码本结构中的W1相对应的PMI)。
同时，如果选择的CSI-RS端口的数目根据BI值而改变，则最大秩值被改变。例如，如果UE的MIMO能力，即，能够被最大程度支持的层的数目与8相对应，则可以考虑到将BI定义为下面描述的表3的情况。
由从BI中选择的CSI-RS端口的数目和UE的MIMO能力的最小值确定表3中示出的最大秩。在这种情况下，BI的比特大小(比特宽度)可以根据在子帧#0中发送的RI值而变化。例如，如果RI与8相对应，则因为可用的BI值仅与0和1相对应，所以BI具有1的比特大小。如果RI与4相对应，则因为可用BI值仅与0至3相对应，所以BI具有2的比特大小。如果RI与2相对应，则因为所有BI值是可用的，所以BI具有3的比特大小。
[表3]
BI 选择的CSI-RS端口的数目 最大秩
0 8 8
1 8 8
2 4 4
3 4 4
4 2 2
5 2 2
6 2 2
7 2 2
参考图9，如果在子帧#0中选择的RI与2相对应，则通过3个比特计算BI的比特大小(比特宽度)直到下一个RI被报告(即，子帧#5、子帧#25、和子帧#45)。然而，因为在子帧#60中通过4配置新的RI，所以通过2个比特计算下述的BI的比特大小。
如在前面的描述中所提及的是，如果BI的比特大小变化，则其可以增加编码增益，从而增加BI信息传输的可靠性。如果BI的比特大小不变化，则通过与与RI值无关的所有BI值相对应的3个比特的比特大小来报告BI值。具体地，BI的比特大小由在设置给UE的CSI过程中定义的可选的波束的数目来确定。如果由BI选择的资源的单位与CSI-RS资源相对应，则当在过程中配置N个数目的CSI-RS时，BI的比特大小由log2(N)值的舍入值来定义。如果由BI选择的资源的单位与CSI-RS端口相对应，则当在过程中N个数目的CSI-RS端口可选择时，BI的比特大小由log2(N)值的舍入值来定义。
同时，因为端口的数目根据BI值而变化，所以要由UE使用的码本被改变。具体地，如果由BI选择的CSI-RS端口的数目与N相对应，则有必要使用N Tx码本报告PMI。例如，如果在子帧#5中BI与0相对应，则使用8Tx码本。如果BI与3相对应，则使用4Tx码本。类似地，当BI和W1一起发送时，根据BI的值由不同码本的PMI定义W1。此外，如果码本由于BI而改变，则PMI有效载荷大小和PMI子采样方案也被改变。
图10是图示根据本发明的实施例的根据BI的RI的比特大小的变化的图。具体地，在图10中，假定BI的报告间隔被配置为等于或大于RI的间隔的情况。
参考图10，如表3中所示，当CSI-RS端口的数目根据总共8个BI值而变化时，通过由BI选择的CSI-RS端口的数目和UE的MIMI能力的最小值确定RI的比特大小。当MIMO能力的值与8相对应时，如果在子帧#0中选择的BI与3相对应，则通过log2(min(MIMO能力(＝8)、CSI-RS端口号(＝4)))＝2计算RI的比特大小直到下一个BI被报告(即，在子帧#5、子帧#25、和子帧#45中)。如果在子帧#60中配置新的BI，则在子帧#60之后报告的RI的比特大小可以具有新值。
具体地，在表4中描述的传统3GPP 36.212标准文档中，利用在CSI过程中的‘由BI指示的CSI-RS端口的所配置的数目’来改变在用于确定RI的比特大小的相对应的CSI过程中的被描述为‘CSI-RS端口的所配置的数目’的部分，是优选的。
[表4]
Figure BDA0001592599080000241
下面的表5至表11与3GPP 36.212标准文档的表5.2.2.6.1-2、表5.2.2.6.2-3、表5.2.2.6.3-3、表5.2.3.3.1-3、表5.2.3.3.1-3A、表5.2.3.3.2-4和表5.2.3.3.2-4A相对应。
具体地，表5和表8定义用于根据CSI-RS端口的数目执行宽带CQI报告的秩指示符的比特大小。表6、表7和表10定义用于根据CSI-RS端口的数目执行子带CQI报告的秩指示符的比特大小。当以被组合的方式报告秩指示符和W1时根据CSI-RS端口的数目表9定义秩指示符的比特大小。类似地，当以被组合的方式报告秩指示符和PTI(预编码器类型指示)时，表11根据CSI-RS端口的数目来定义秩指示符的比特大小。
参考表5至表11，当确定秩指示符的比特大小时，使用CSI-RS端口的数目。同时，本发明提出一种在相应的CSI过程中应用由BI指示的配置的CSI-RS端口的数目的方法。
[表5]-表5.2.2.6.1-2
Figure BDA0001592599080000251
[表6]-表5.2.2.6.2-3
Figure BDA0001592599080000261
[表7]-表5.2.2.6.3-3
Figure BDA0001592599080000262
[表8]-表5.2.3.3.1-3
Figure BDA0001592599080000263
[表9]-表5.2.3.3.1-3A
Figure BDA0001592599080000264
[表10]-表5.2.3.3.2-4
Figure BDA0001592599080000271
[表11]-表5.2.3.3.2-4A
Figure BDA0001592599080000272
如果根据BI值确定RI的比特大小，则能够增加RI的编码增益，由此增加RI信息传输的可靠性。
然而，如果根据BI值不同地配置RI的比特大小，则***复杂度可能增加。因此，在表4中示出的传统3GPP 36.212标准文档中，可以利用‘能够由BI指示的CSI-RS端口的所配置的最大数目’改变用于确定RI的比特大小的相对应CSI过程中的‘配置的CSI-RS端口的数目’，以配置RI的比特大小。例如，在表3中，因为能够由BI选择的端口的最大数目与8相对应，所以使用诸如8的值和MIMO能力的值来确定RI比特大小。
类似地，参考表5至11，当确定秩指示符的比特大小时，在相对应CSI过程中使用CSI-RS端口的数目。同时，根据本发明，其可以在CSI过程中应用能够由BI指示的最大配置的CSI-RS端口的数目。
当经由PUCCH一起报告BI和RI时，UE能够使用报告类型8、9和10来报告BI和RI。在这种情况下，‘CSI-RS端口的所配置的数目’还能够利用‘能够由BI指示的最大配置的CSI-RS端口的数目’来改变以配置RI的比特大小。
同时，确定比特大小的前述的方法还能够仅被应用于RI的报告、RI和W1(或i1)的组合报告、RI和BI(或CRI)的组合报告、RI和PTI的组合报告等，以基于‘能够由BI指示的CSI-RS端口的所配置的最大数目’来确定比特大小。当然，该方法还能够被应用于RI、BI(或CRI)、和W1(或i1)的组合报告以及RI、BI(或CRI)和PTI的组合报告以基于‘能够由BI指示的CSI-RS端口的最大配置数目’来确定比特大小。
另外，尽管表4描述传输模式(TM)9和10，但是如果为3D MIMO或FD MIMO定义新的TM(例如，TM 11)，则表4中所示的TM 10被修改成TM 11，并且如在前面的描述中所提及的是，通过利用CSI过程中的能够‘由BI指示的CSI-RS端口的所配置的数目’或者‘能够由BI选择的CSI-RS端口的所配置的最大数目’来改变被用于确定RI的比特大小的相对应CSI过程中的被描述为‘CSI-RS端口的所配置的数目’的部分能够确定RI的比特大小。
图11是图示根据本发明的实施例的确定秩指示符的比特大小的方法的流程图。
参考图11，UE在步骤S1101中经由较高层配置用于单个CSI(信道状态信息)处理的多个CSI-RS(信道状态信息参考信号)资源。在这种情况下，独立的预编码被应用于多个CSI-RS资源中的每一个。
随后，UE在步骤S1103中通过经由CSI-RS资源接收CSI-RS测量信道，并且选择最佳质量的CSI-RS资源。随后，在步骤S1105中，UE基于CSI-RS确定秩，并且将指示所选择的CSI-RS资源的CRI与秩指示符一起报告给eNB。
具体地，基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目来确定秩指示符的比特大小。另外，还可以考虑能够由UE支持的层的最大数目。在这种情况下，UE能够预先向eNB提供关于能够由UE支持的层的最大数目的信息。
图12是用于能够应用于本发明的实施例的基站和用户设备的示意图。
如果中继被包括在无线通信***中，则在回程链路中在基站和中继之间执行通信，并且在接入链路中在中继和用户设备之间执行通信。因此，在图中示出的基站和用户设备能够根据情形利用中继替换。
参考图12，无线通信***包括基站(BS)1210和用户设备(UE)1220。BS 1210包括处理器1213、存储器1214和射频(RF)单元1211/1212。处理器1213能够被配置为实现所提出的功能、过程和/或方法。存储器1214与处理器1213连接，并且然后存储与处理器1213的操作相关联的各种类型的信息。RF单元1211/1212与处理器1213连接，并且发送和/或接收无线电信号。用户设备1220包括处理器1223、存储器1224和射频(RF)单元1221/1222。处理器1223能够被配置为实现所提出的功能、过程和/或方法。存储器1224与处理器1223连接，并且然后存储与处理器1223的操作相关联的各种类型的信息。RF单元1221/1222与处理器1223连接，并且发送和/或接收无线电信号。基站1210和/或用户设备1220可以具有单个天线或者多个天线。
以上描述的实施例以规定的形式与本发明的元素和特征的组合相对应。并且，除非它们明确地提及的，相应的元素或者特征可以被认为是选择性的。元素或者特征中的每个可以以未能与其它的元素或者特征结合的形式实现。另外，能够通过将元素和/或特征部分地合并在一起来实现本发明的实施例。能够修改用于本发明的每个实施例解释的操作顺序。一个实施例的某些配置或者特征能够被包括在另一个实施例中，或者能够对于另一个实施例的相对应的配置或者特征进行替换。并且，显然地可理解的是，实施例通过将在所附的权利要求中不具有明确的引用关系的权利要求合并在一起进行配置，或者能够在提交申请之后通过修改作为新的权利要求被包括。
在本公开中，在一些情况下，解释为由e节点B执行的特定操作可以由e节点B的上层节点执行。尤其是，在利用包括e节点B的多个网络节点构成的网络中，显而易见的是，用于与用户设备通信执行的各种操作除了e节点B之外可以由e节点B或者其它的网络来执行。‘e节点B(eNB)’可以利用诸如固定站、节点B、基站(BS)、接入点(AP)等的术语替换。
本发明的实施例能够使用各种手段实现。例如，本发明的实施例能够使用硬件、固件、软件和/或其任何组合实现。在通过硬件的实现中，根据本发明的每个实施例的方法能够通过从由ASIC(专用集成电路)、DSP(数字信号处理器)、DSPD(数字信号处理设备)、PLD(可编程序逻辑设备)、FPGA(现场可编程门阵列)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等组成的组中选择的至少一个来实现。
在通过固件或者软件实现的情况下，根据本发明的每个实施例的方法能够通过用于执行以上解释的功能或者操作的模块、过程和/或功能实现。软件码被存储在存储单元中，并且然后是可由处理器驱动的。
存储器单元被提供在处理器之内或者外面，以通过各种公众已知的方法与处理器交换数据。
关于如在先前的描述中提及的所公开的本发明的优选实施例的详细解释为在本领域去实现和执行本发明提供。虽然已经在此处参考其优选实施例描述和图示本发明，对于那些本领域技术人员来说显而易见，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种修改和变化。例如，本领域技术人员能够以互相合并其的方式使用在前面提到的实施例中描述的每个组件。因此，本发明可以不局限于本发明的前面提到的实施例，并且旨在提供与在本发明中公开的原理和新的特征匹配的范围。
虽然已经在此处参考其优选实施例描述和图示本发明，但是对于那些本领域技术人员来说将会显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够在其中进行各种修改和变化。因此，本发明意旨覆盖落入所附的权利要求及其等效范围之内的本发明的修改和变化。并且，显然地可理解的是，实施例通过将在所附的权利要求中不具有明确的引用关系的权利要求合并在一起配置，或者能够在提交申请之后通过修改作为新的权利要求被包括。
工业实用性
本发明能够被用于无线通信设备，诸如终端、中继、基站等。

Claims (14)

1.一种在无线通信***中报告秩指示符的方法，所述秩指示符由用户设备UE向基站报告，包括下述步骤：
从所述基站经由较高层接收有关用于单个信道状态信息CSI过程的多个信道状态信息-参考信号CSI-RS资源的配置信息；
确定与从多个CSI-RS资源之中选择的单个CSI-RS资源相对应的指示符；以及
向所述基站报告相应于所述选择的单个CSI-RS资源的指示符和所述秩指示符，
其中，所述秩指示符的比特大小是基于层的最大数目来确定的，以及
其中，所述层的最大数目基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目来确定的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目和能够由所述UE支持的所述层的最大数目来确定所述秩指示符的比特大小。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过UE向所述基站发送关于能够由所述UE支持的所述层的最大数目的信息的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用所述选择的单个CSI-RS资源确定所述秩指示符的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将独立预编码应用于所述多个CSI-RS资源中的每一个。
6.根据权利要求1所述的方法，
其中，通过物理上行控制信道PUCCH或物理上行共享信道PUSCH，将与选择的单个CSI-RS资源对应的指示符和秩指示符报告给所述基站。
7.根据权利要求1所述的方法，
其中，与所选择的单个CSI-RS资源相对应的指示符和秩指示符被周期性地报告给所述基站。
8.一种在无线接入***中的用户设备UE，包括：
无线通信模块；以及
处理器，所述处理器与所述无线通信模块连接，
其中，所述处理器被配置为：
从基站经由较高层接收有关用于单个信道状态信息CSI过程的多个信道状态信息-参考信号CSI-RS资源的配置信息，
确定相应于从用于信道状态信息CSI过程的多个CSI-RS资源之中选择单个CSI-RS资源的指示符，
向基站报告与所述选择的单个CSI-RS资源相对应的指示符和秩指示符，
其中，所述秩指示符的比特大小是基于层的最大数目来确定，以及，
其中，所述层的最大数目基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目来确定的。
9.根据权利要求8所述的UE，其中，基于用于多个CSI-RS资源的天线端口的最大数目和能够由所述UE支持的所述层的最大数目来确定所述秩指示符的比特大小。
10.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器被配置为向所述基站发送关于能够由所述UE支持的所述层的最大数目的信息。
11.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器被配置为使用所述选择的单个CSI-RS资源来确定所述秩指示符。
12.根据权利要求8所述的UE，其中，将独立预编码应用于所述多个CSI-RS资源中的每一个。
13.根据权利要求8所述的UE，
其中，通过物理上行控制信道PUCCH或物理上行共享信道PUSCH，将与选择的单个CSI-RS资源相对应的指示符和秩指示符报告给所述基站。
14.根据权利要求8所述的UE，
其中，与所选择的单个CSI-RS资源相对应的指示符和秩指示符被周期性地报告给所述基站。
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