TWI404359B - 於無線通信系統中控制資訊的波束成形 - Google Patents

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TWI404359B TW097131377A TW97131377A TWI404359B TW I404359 B TWI404359 B TW I404359B TW 097131377 A TW097131377 A TW 097131377A TW 97131377 A TW97131377 A TW 97131377A TW I404359 B TWI404359 B TW I404359B
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Description

於無線通信系統中控制資訊的波束成形
本揭示案大體係關於通信，且更具體言之係關於用於在無線通信系統中發送控制資訊之技術。
本申請案主張2007年8月15日申請之名為"BEAMFORMING FOR TDD IN LTE"之臨時美國申請案第60/956,106號的優先權，該案已讓與給其受讓人且以引用的方式併入本文中。
無線通信系統經廣泛布署以提供各種通信內容，諸如語音、視訊、封包資料、訊息傳遞、廣播等。此等無線系統可為能夠藉由共用可用系統資源而支援多個使用者之多重存取系統。此種多重存取系統之實例包括分碼多重存取(CDMA)系統、分時多重存取(TDMA)系統、分頻多重存取(FDMA)系統、正交FDMA(OFDMA)系統及單載波FDMA(SC－FDMA)系統。
在無線通信系統中，節點B可在下行鏈路上向使用者設備(UE)發送訊務資料及/或控制資訊。在下行鏈路上所發送之控制資訊可傳達用於UE之下行鏈路指派、上行鏈路指派及/或其他資訊。UE亦可在上行鏈路上向節點B發送訊務資料及/或控制資訊。在上行鏈路上所發送之控制資訊可傳達頻道品質指示符(CQI)資訊、用於在下行鏈路上所發送之訊務資料之確認(ACK)資訊，及/或其他資訊。在每一鏈路上發送之控制資訊可能有用但代表耗用。希望高效 且可靠地發送控制資訊以達成良好效能。
本文描述用於在無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之技術。在一態樣中，傳輸器(例如，節點B或UE)可藉由波束成形來發送訊務資料且亦可藉由波束成形來發送控制資訊，以便改良覆蓋且/或獲得其他益處。在一設計中，傳輸器可基於預編碼矩陣而執行波束成形以發送訊務資料。可在M個層上發送訊務資料，其中M可為一或更大。傳輸器亦可執行基於用於訊務資料之該同一預編碼矩陣而波束成形以在多達M個層上發送控制資訊。傳輸器可在第一實體頻道(例如，共用資料頻道)上發送經波束成形之訊務資料且可在第二實體頻道(例如，共用控制頻道)上發送經波束成形之控制資訊。傳輸器可使用分時多工(TDM)或分頻多工(FDM)來將經波束成形之訊務資料及經波束成形之控制資訊予以多工。
下文更詳細地描述本揭示案之各種態樣及特徵。
本文中描述之技術可用於諸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC－FDMA及其他系統之各種無線通信系統。術語"系統"及"網路"常常可互換地使用。CDMA系統可實施諸如通用陸上無線電存取(UTRA)、cdma2000等等之無線電技術。UTRA包括寬頻CDMA(WCDMA)及CDMA之其他變型。cdma2000涵蓋IS－2000、IS－95及IS－856標準。TDMA系統可實施諸如全球行動通信系統(GSM) 之無線電技術。OFDMA系統可實施諸如演進式UTRA(E－UTRA)、超行動寬頻(UMB)、IEEE 802.11(Wi－Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash－OFDM等等之無線電技術。UTRA及E－UTRA為通用行動電信系統(UMTS)之部分。3GPP長期演進(LTE)為UMTS之一使用E－UTRA之即將發布之版本，其在下行鏈路上使用OFDMA且在上行鏈路上使用SC－FDMA。UTRA、E－UTRA、UMTS、LTE及GSM描述於來自名為"第三代合作夥伴計劃"(3GPP)的組織之文件中。cdma2000及UMB描述於來自名為"第三代合作夥伴計劃2"(3GPP2)之組織之文件中。為清楚起見，下文對於LTE描述了該等技術之特定態樣，且在下文描述之大部分中使用LTE術語。
圖1展示無線通信系統100，其可為LTE系統。系統100可包括許多節點B 110及其他網路實體。節點B可為與UE通信之固定台且亦可被稱為演進節點B(eNB)、基地台、存取點等等。每一節點B 110提供對於特定地理區域之通信覆蓋。為改良系統容量，節點B之總覆蓋區域可被分割成多個(例如，三個)較小區域。每一較小區域可由各別節點B子系統來伺服。在3GPP中，術語"小區"可指代伺服此覆蓋區域之節點B及/或節點B子系統的最小之覆蓋區域。在3GPP2中，術語"扇區"可指代伺服此覆蓋區域之基地台及/或基地台子系統的最小之覆蓋區域。為清楚起見，在下文描述中使用小區之3GPP概念。
UE 120可遍布於系統中，且每一UE可為靜止或行動 的。UE亦可被稱為行動台、終端機、存取終端機、用戶單元、台等等。UE可為蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、無線數據機、無線通信器件、掌上型器件、膝上型電腦、無繩電話等等。UE可經由下行鏈路及上行鏈路與節點B通信。下行鏈路(或前向鏈路)指代自節點B至UE之通信鏈路，且上行鏈路(或反向鏈路)指代自UE至節點B之通信鏈路。
系統可支援用於下行鏈路之一組實體頻道及用於上行鏈路之另一組實體頻道。每一實體頻道可載運訊務資料、控制資訊等等。表1列出在LTE中用於下行鏈路及上行鏈路之一些實體頻道。一般而言，系統可支援用於每一鏈路之訊務資料及控制資訊的任何一組實體頻道。
圖2展示藉由節點B進行之實例下行鏈路傳輸及藉由UE進行之實例上行鏈路傳輸。傳輸時刻表可被分割成子訊框之單元。每一子訊框可具有預定之持續時間，例如，一毫 秒(ms)。UE可週期性地估計用於節點B之下行鏈路頻道品質且可在CQI頻道上向節點B發送CQI資訊。節點B可使用CQI資訊及/或其他資訊來選擇UE用於下行鏈路資料傳輸且為UE選擇一或多種調變及編碼方案(MCS)。節點B可根據選定之MCS來處理訊務資料且可在PDSCH上向UE發送訊務資料。節點B亦可在PDCCH上向UE發送控制資訊(例如，排程指派)。UE可處理PDCCH以接收排程指派。UE可接著根據排程指派來處理PDSCH以恢復發送至UE之訊務資料。UE可基於訊務資料之解碼結果而產生ACK資訊且可在ACK頻道上發送ACK資訊。ACK及CQI頻道可為PUCCH之部分。若自UE接收到負確認(NAK)，則節點B可重發該訊務資料，且若接收到ACK，則節點B可發送新的訊務資料。
一般而言，節點B可在下行鏈路上向UE發送訊務資料及/或控制資訊。UE亦可在上行鏈路上向節點B發送訊務資料及/或控制資訊。本文中描述之技術可用以在下行鏈路或上行鏈路上發送控制資訊。為清楚起見，下文描述之大部分係針對在下行鏈路上發送控制資訊。
節點B可配備有可用於資料傳輸及接收之多個(T個)天線。節點B可向配備有單個天線之UE發送多輸入單輸出(MISO)傳輸。節點B可向配備有多個天線之UE發送多輸入多輸出(MIMO)傳輸。節點B可藉由波束成形來發送MISO及/或MIMO傳輸以便改良效能。節點B可如下對訊務資料執行波束成形：x (k )＝W d (k )， 方程式(1)其中d (k )為將在副載波k 上發送之資料符號之M×1向量，W 為T×M預編碼矩陣，且x (k )為用於副載波k 之輸出符號之T×1向量。
節點B可在M個層上向配備有R個天線之UE發送M個資料符號流，其中一般而言R1且{T,R}。節點B可執行波束成形以達成較高通量及/或對UE之較好覆蓋。UE(或可能為節點B)可執行陣序(rank)選擇以判定將發送之資料符號流之數目(M)且選擇特定預編碼矩陣來用於波束成形。可基於(i)對自節點B至UE之無線頻道之估計及(ii)對UE處觀測到之雜訊及干擾之估計，來執行陣序選擇。預編碼矩陣W可包括用於將被同時發送之M個資料符號流之M個行。若M＝1，則預編碼矩陣包括一個行且可被稱為預編碼向量。UE亦可基於選定之預編碼矩陣、頻道估計以及雜訊及干擾估計來判定指示M個層的所接收信號品質之CQI資訊。UE可向節點B發送用於M個層之選定之預編碼矩陣以及CQI資訊。節點B可基於CQI資訊而處理(例如，編碼及調變)M個資料符號流且可基於選定之預編碼矩陣而對M個資料符號流執行波束成形。
可如2008年8月11日申請之名為"EIGEN－BEAMFORMING FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS"之共同讓與的美國專利申請案第12/189,483號中所描述來執行波束成形。可如2006年6月9日申請之名為"ROBUST RANK PREDICTION FOR A MIMO SYSTEM"之共同讓與的美國 專利申請案第11/449,893號中所描述來執行用以選擇資料符號流之數目及預編碼矩陣之陣序選擇。
如圖2中所展示，節點B可在PDCCH上向UE發送控制資訊且可在PDSCH上向UE發送訊務資料。節點B可對在PDSCH上所發送之訊務資料執行波束成形。希望發送控制資訊以使得控制資訊可由UE可靠地接收。節點B可對於控制資訊使用較強之調變及編碼方案且/或可將控制資訊重複一或多次以便改良可靠性。然而，可能會使用較多的無線電資源以藉由較強之調變及編碼方案及/或重複來發送控制資訊。
在一態樣中，節點B可以與訊務資料相同或類似之方式藉由波束成形來發送控制資訊。可選擇預編碼矩陣W 來為訊務資料提供良好效能。同一預編碼矩陣W 可用於控制資訊之波束成形。波束成形可改良對控制資之覆蓋訊且/或提供其他優點。
在一設計中，節點B可不管被發送之資料符號流的數目如何均發送控制資訊之一個符號流(或一個控制符號流)。節點B可使用用於訊務資料之預編碼矩陣W之一個行來發送此一個控制符號流。節點B可如下對此控制符號流執行波束成形：y(k )＝wc (k )， 方程式(2)其中c (k )為將在副載波k 上發送之控制符號，w 為用於控制資訊之T×1預編碼向量，且y (k )為用於副載波k 之輸出符號之T×1向量。
預編碼向量w 可為用於訊務資料之預編碼矩陣W 之一個行。舉例而言，預編碼向量w 可為W 之用於在用於訊務資料之M個層之中的最佳層之行。最佳層可由M個層之CQI資訊予以識別。
在另一設計中，節點B可發送M個控制符號流，其匹配資料符號流之數目。節點B可使用預編碼矩陣W 之所有M個行來發送M個控制符號流。節點B可如下對M個控制符號流執行波束成形：y(k )＝Wc (k )， 方程式(3)其中c (k )為將在副載波k 上發送之控制符號之M×1向量。
一般而言，節點B可使用用於訊務資料之預編碼矩陣W之任何數目個行來藉由波束成形而發送任何數目個控制符號流。控制資訊可具有比訊務資料高之可靠性要求。節點B可使用較強之調變及編碼方案、較高之傳輸功率等等，以獲得控制資訊的所要可靠性。
在另一態樣中，可基於各種因素而選擇性地執行對控制資訊之波束成形。在一設計中，可對控制資訊執行波束成形，而亦對訊務資料執行波束成形。在另一設計中，可對特定類型之訊務資料執行波束成形而不對其他類型之訊務資料執行波束成形。在又一設計中，可對用於支援此特徵之UE之控制資訊執行波束成形而不對用於不支援此特徵之UE之控制資訊執行波束成形。舉例而言，LTE規範之較晚版本可支援對控制資訊之波束成形，且對於支援LTE規範之原始版本之舊版UE，可避免波束成形。亦可基於其 他因素而選擇性地執行對控制資訊之波束成形。
在又一態樣中，諸如PDCCH之控制頻道可經分割以支援對控制資訊之波束成形及非波束成形兩者。可以各種方式分割控制頻道以獲得經波束成形之部分(beamformed section)及非波束成形之部分(non－beamformed section)。在經波束成形之部分中可藉由波束成形來發送控制資訊且在非波束成形之部分中可不藉由波束成形來發送控制資訊。視上文描述之因素中之任一者而定，可在經波束成形或非波束成形之部分中發送用於給定UE之控制資訊。控制頻道之分割可視可用於發送控制資訊的資源之類型而定。
LTE在下行鏈路上利用正交分頻多工(OFDM)且在上行鏈路上利用單載波分頻多工(SC－FDM)。OFDM及SC－FDM將系統頻寬分割成多個(K個)正交副載波，其通常亦稱為載頻調(tone)、頻格(bin)等等。每一副載波可由資料予以調變。一般而言，在頻域中藉由QFDM來發送調變符號且在時域中藉由SC－FDM來發送調變符號。相鄰副載波之間的間距可為固定的，且副載波之總數目(K)可視系統頻寬而定。舉例而言，對於為1.25、2.5、5、10或20 MHz之系統頻寬，K可分別等於128、256、512、1024或2048。
圖3展示可用於下行鏈路或上行鏈路之傳輸結構300之設計。傳輸時刻表可被分割成子訊框之單元。每一子訊框可被分割成兩個時槽：第一/左時槽及第二/右時槽。每一時槽可包括固定的或可組態的數目個符號週期，例如，對於延長式循環首碼而言為六個符號週期，或對於正常循環首 碼而言為七個符號週期。
K個全部副載波可被分組成資源區塊。每一資源區塊可在一個時槽中包括N個副載波(例如，N＝12個副載波)。可用資源區塊可經指派給UE用於訊務資料及控制資訊之傳輸。
圖4展示具有對控制資訊之經波束成形及非波束成形之部分的分時多工(TDM)之控制頻道結構400之設計。對於LTE中之正常循環首碼而言，左時槽包括七個符號週期0至6，且右時槽包括七個符號週期7至13。圖4展示四個資源區塊，其中每一資源區塊在7個符號週期中包括12個副載波。兩個頂部資源區塊包括副載波k 0 至k 11 ，且兩個底部資源區塊包括副載波k 12 至k 23 。每一資源區塊包括84個資源元素(resource element)。每一資源元素對應於一個符號週期中之一個副載波且可用以發送一個調變符號。
左時槽之符號週期0、1及4中之一些資源元素及右時槽之符號週期7、8及11中之一些資源元素可用來發送導頻符號。圖4展示節點B在四個天線上進行傳輸之情況。用於天線0、1、2及3之導頻符號分別被標記為"Ant0"、"Ant1"、"Ant2"及"Ant3"。如圖4中所展示，在每一時槽之第一及第五符號週期中自天線0及1且在每一時槽之第二符號週期中自天線2及3發送該等導頻符號。對於每一天線而言，在由六個副載波隔開之副載波上發送該等導頻符號。在發送導頻符號之每一符號週期中，用於奇數天線之導頻符號與用於偶數天線之導頻符號交錯。
左時槽之符號週期0中的一些資源元素可用來發送實體控制格式指示符頻道(PCFICH)，PCFICH可傳達分割資訊。分割資訊可將對資源區塊之分割傳達至用於PDSCH之第一區段中及用於PDCCH之第二區段中。在一設計中，分割資訊可傳達對於PDCCH使用1個、2個還是3個OFDM符號。分割資訊亦可將對用於PDCCH之第二區段的分割傳達至經波束成形之部分及非波束成形之部分中。
在圖4中所展示之實例中，PDCCH佔用左時槽之前三個符號週期0、1及2，且PDSCH佔用左時槽及右時槽之剩餘11個符號週期3至13。在圖4中所展示之TDM設計中，PDCCH之非波束成形之部分佔用左時槽之前兩個符號週期0及1，且PDCCH之經波束成形之部分佔用左時槽之第三符號週期2。一般而言，對於TDM設計而言，經波束成形及非波束成形之部分可涵蓋不同符號週期，且每一部分可涵蓋任何數目個符號週期。
圖5展示具有對用於控制資訊之經波束成形及非波束成形之部分的分頻多工(FDM)之控制頻道結構500之設計。在圖5中展示了且在上文對於圖4描述了用於導頻符號及分割資訊之資源元素。在圖5中所展示之實例中，PDCCH佔用左時槽之前三個符號週期0、1及2，且PDSCH佔用左時槽及右時槽之剩餘11個符號週期3至13。在圖5中所展示之FDM設計中，PDCCH之非波束成形之部分涵蓋15個副載波k 0 至k 6 、k 8 、k 9 、k 11 、k 12 、k 13 、k 15 、k 18 及k 19 。PDCCH之經波束成形之部分涵蓋9個副載波k 7 、k 10 、k 14 、k 16 、k 17 及k 20 至k 23 。一般而言，對於FDM設計而言，經波束成形及非波束成形之部分涵蓋不同之副載波，且每一部分可涵蓋任何數目個副載波。
在另一設計中，用於PUCCH之資源元素可被分割成條帶。每一條帶可在特定數目個符號週期(例如，三個符號週期)中涵蓋特定數目個副載波(例如，四個副載波)。每一條帶可用於波束成形或不用於波束成形。
一般而言，可使用任何多工方案來將控制頻道分割成經波束成形之部分及非波束成形之部分。舉例而言，可將用於控制頻道之資源元素中之每一者分配給經波束成形或非波束成形之部分。控制頻道向經波束成形及非波束成形之部分的較複雜分割可藉由較多分割資訊來傳達。
上文已描述用於在同一資源區塊中藉由及不藉由波束成形來發送控制資訊之一些實例設計。在另一設計中，可使用每一資源區塊以藉由或不藉由波束成形來發送控制資訊。此設計在資源區塊等級上執行對經波束成形之控制資訊及非波束成形之控制資訊之多工。亦可以其他方式來執行對經波束成形之控制資訊及非波束成形之控制資訊之多工。
節點B可在下行鏈路上發送小區特定參考信號(其亦可被稱為共同導頻)及/或UE特定參考信號(其亦可被稱為專用導頻)。參考信號為傳輸器及接收器兩者先驗已知之信號。參考信號亦可稱為導頻、前置項、訓練信號(training signal)等等。節點B可在圖4及圖5中經標記為"Ant0"至 "Ant3"之資源元素中及/或在其他資源元素中發送參考信號。舉例而言，節點B可在每一時槽之一個符號週期中不藉由波束成形而在整個系統頻寬上週期性地發送小區特定參考信號。UE可將小區特定參考信號用於頻道估計、頻道品質估計、信號強度量測等等。節點B可在一資源區塊中向UE發送訊務資料且可在該資源區塊中發送UE特定參考信號。節點B可藉由或不藉由波束成形來發送UE特定參考信號。UE可將UE特定參考信號用於訊務資料之解調變。
系統可利用分頻雙工(FDD)或分時雙工(TDD)。對於FDD而言，下行鏈路及上行鏈路可被分配單獨之頻率頻道，且下行鏈路之頻道回應可能與上行鏈路之頻道回應不相關。對於TDD而言，下行鏈路及上行鏈路可共用同一頻率頻道，且下行鏈路頻道回應可能與上行鏈路頻道回應相關。
可以各種方式來判定用於波束成形之預編碼矩陣。對於FDD而言，UE可基於由節點B發送之小區特定參考信號而估計下行鏈路頻道回應以及下行鏈路雜訊及干擾。UE可基於下行鏈路頻道估計以及下行鏈路雜訊及干擾估計而執行陣序選擇且判定將在下行鏈路上發送之資料符號流的數目(M)及將使用之特定預編碼矩陣。UE可產生指示選定之預編碼矩陣及陣序M之預編碼矩陣指示符(PMI)資訊。UE亦可產生指示M個資料符號流中之每一者的所接收信號品質之CQI資訊。UE可向節點B發送PMI及CQI資訊。節點B可基於所報告之CQI資訊而編碼且調變M個資料符號流且 可基於所報告之PMI資訊而對M個資料符號流執行波束成形。
對於TDD而言，UE可以與對於FDD而言相同的方式來產生PMI及CQI資訊且可向節點B發送PMI及CQI資訊。或者，UE可在上行鏈路上發送回波探測(sounding)參考信號且亦可發送CQI資訊。節點B可基於由UE發送之回波探測參考信號而估計上行鏈路頻道回應以及上行鏈路雜訊及干擾。節點B可藉由假定與TDD之頻道互反性而將上行鏈路頻道估計之經校正版本用作下行鏈路頻道估計。節點B亦可基於由節點B獲得之上行鏈路雜訊及干擾估計及/或自UE接收到之CQI資訊而估計下行鏈路雜訊及干擾。節點B可基於下行鏈路頻道估計以及下行鏈路雜訊及干擾估計而執行陣序選擇且判定將在下行鏈路上發送之資料符號流之數目(M)及將使用之特定預編碼矩陣。節點B亦可基於選定之預編碼矩陣、下行鏈路頻道估計以及下行鏈路雜訊及干擾估計而判定用於每一資料符號流之調變及編碼方案。節點B可基於選定之調變及編碼方案而編碼且調變M個資料符號流且可基於選定之預編碼矩陣而對M個資料符號流執行波束成形。
對於FDD及TDD兩者而言，節點B可基於用於用於UE之訊務資料之預編碼矩陣而對用於UE之控制資訊執行波束成形。如上文所描述，節點B可使用預編碼矩陣之一或多個行向UE發送一或多個控制符號流。節點B亦可向UE發送UE特定參考信號。節點B可(例如)使用預編碼矩陣之用於 控制資訊之行來對UE特定參考信號執行波束成形。
圖6展示用於在無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之過程600之設計。過程600可由傳輸器執行，傳輸器可為用於下行鏈路傳輸之節點B或用於上行鏈路傳輸之UE。
傳輸器可基於預編碼矩陣而對訊務資料執行波束成形(步驟612)。傳輸器亦可基於用於訊務資料之預編碼矩陣而對控制資訊執行波束成形(步驟614)。對於步驟612而言，傳輸器可基於預編碼矩陣之M個行而執行波束成形以在M個層上發送訊務資料，其中M可為一或更大。在步驟614之一設計中，傳輸器可基於預編碼矩陣之一個行而執行波束成形以在一個層上發送控制資訊。一般而言，傳輸器可基於預編碼矩陣之多達M個行而執行波束成形以在多達M個層上發送控制資訊。
傳輸器可在第一實體頻道上發送經波束成形之訊務資料(步驟616)。傳輸器可在第二實體頻道上發送經波束成形之控制資訊(步驟618)。在一設計中，傳輸器可在一資源區塊之第一區段中發送經波束成形之訊務資料且可在該資源區塊之第二區段中發送經波束成形之控制資訊(例如，如圖4及圖5中所展示)。該第一區段可被分配給第一實體頻道，且該第二區段可被分配給第二實體頻道。對於下行鏈路傳輸而言，第一實體頻道可包含PDSCH，且第二實體頻道可包含PDCCH。對於上行鏈路傳輸而言，第一實體頻道可包含PUSCH，且第二實體頻道可包含PUCCH。
在一設計中，傳輸器可在一資源區塊之第一部分中發送 非波束成形之控制資訊且可在該資源區塊之第二部分中發送經波束成形之控制資訊。第一部分及第二部分可經分時多工且涵蓋不同之符號週期(例如，如圖4中所展示)。第一部分及第二部分亦可經分頻多工且涵蓋不同之副載波(例如，如圖5中所展示)。
對於下行鏈路傳輸而言，傳輸器可為在步驟612至618中向第一UE發送訊務資料及控制資訊之節點B。控制資訊可包含用於第一UE之排程指派。節點B可根據排程指派來處理(例如，編碼及調變)且發送訊務資料。節點B可基於第二預編碼矩陣而對用於第二UE之訊務資料及控制資訊執行波束成形。節點B可在第一實體頻道上發送用於第二UE之經波束成形之訊務資料且可在第二實體頻道上發送用於第二UE之經波束成形之控制資訊。對於FDD或TDD而言，節點B可自第一UE接收該預編碼矩陣且可自第二UE接收該第二預編碼矩陣。對於TDD而言，節點B可基於自第一UE接收到之第一參考信號而導出該預編碼矩陣且可基於自第二UE接收到之第二參考信號而導出該第二預編碼矩陣。第一參考信號及第二參考信號可為回波探測參考信號或一些其他參考信號。
圖7展示用於在無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之裝置700之設計。裝置700包括：用以基於預編碼矩陣而對訊務資料執行波束成形之模組712，用以基於用於訊務資料之預編碼矩陣而對控制資訊執行波束成形之模組714，用以在第一實體頻道上發送經波束成形之訊務資料 之模組716，及用以在第二實體頻道上發送經波束成形之控制資訊之模組718。
圖8展示用於在無線通信系統中接收訊務資料及控制資訊之過程800之設計。過程800可由接收器執行，接收器可為用於下行鏈路傳輸之UE或用於上行鏈路傳輸之節點B。
接收器可接收基於預編碼矩陣而在第一實體頻道上所發送之經波束成形之訊務資料(步驟812)。接收器亦可接收基於用於訊務資料之該預編碼矩陣而在第二實體頻道上發送的經波束成形之控制資訊(步驟814)。接收器可接收基於預編碼矩陣之M個行而在M個層上發送的經波束成形之訊務資料，其中M可為一或更大。接收器可接收基於預編碼矩陣之多達M個行而在多達M個層上發送的經波束成形之控制資訊。接收器可在一資源區塊之第一區段中接收經波束成形之訊務資料且可在該資源區塊之第二區段中接收經波束成形之控制資訊。該第一區段可被分配給第一實體頻道，且該第二區段可被分配給第二實體頻道。在一資源區塊中經波束成形之控制資訊亦可與非波束成形之控制資訊分時多工或分頻多工。
接收器可對經波束成形之控制資訊執行偵測以恢復控制資訊(步驟816)。接收器可對經波束成形之訊務資料執行偵測以恢復訊務資料(步驟818)。接收器可基於最小均方誤差(MMSE)、強制零等化(zero－forcing equalization)、具有連續干擾消除之MMSE或一些其他偵測技術而執行偵測。接收器可使用控制資訊來判定用以發送訊務資料且/或處理 (例如，解調變及解碼)訊務資料之資源。
圖9展示用於在無線通信系統中接收訊務資料及控制資訊之裝置900之設計。裝置900包括：用以接收基於預編碼矩陣而在第一實體頻道上發送的經波束成形之訊務資料之模組912，用以接收基於用於訊務資料之該預編碼矩陣而在第二實體頻道上發送的經波束成形之控制資訊之模組914，用以對經波束成形之控制資訊執行偵測以恢復控制資訊之模組916，及用以對經波束成形之訊務資料執行偵測以恢復訊務資料之模組918。
圖7及圖9中之模組可包含處理器、電子器件、硬體器件、電子組件、邏輯電路、記憶體等等，或其任何組合。
圖10展示節點B 110及UE 120之設計之方塊圖，其可為圖1中的節點B中之一者及UE中之一者。節點B 110配備有T個天線1034a至1034t，且UE 120配備有R個天線1052a至1052r，其中T>1且R1。
在節點B 110處，傳輸處理器1020可自資料源1012接收用於一或多個UE之訊務資料，基於一或多種調變及編碼方案而處理(例如，編碼及調變)用於每一UE之訊務資料，且提供用於所有UE之資料符號。傳輸處理器1020亦可產生用於該等UE之控制資訊之控制符號。傳輸處理器1020可進一步產生用於一或多個參考信號(例如，小區特定參考信號、UE特定參考信號等等)之導頻符號。傳輸處理器1020可(例如)如上文所描述而將資料符號、控制符號及導頻符號予以多工。MIMO處理器1030可基於經選擇用於每 一UE之預編碼矩陣而對用於該UE之資料符號及控制符號執行波束成形。MIMO處理器1030可向T個調變器(MOD)1032a至1032t提供T個輸出符號流。每一調變器1032可處理其輸出符號流(例如，對於OFDM而言)以獲得輸出樣本流。每一調變器1032可進一步調節(例如，轉換至類比、濾波、放大及增頻轉換)其輸出樣本流且產生下行鏈路信號。可分別經由天線1034a至1034t而傳輸來自調變器1032a至1032t之T個下行鏈路信號。
在UE 120處，R個天線1052a至1052r可自節點B 110接收T個下行鏈路信號，且每一天線1052可將所接收之信號提供至相關聯之解調變器(DEMOD)1054。每一解調變器1054可調節(例如，濾波、放大、降頻轉換及數位化)其所接收之信號以獲得樣本且可進一步處理該等樣本(例如，對於OFDM而言)以獲得所接收之符號。每一解調變器1054可將所接收之資料符號及所接收之控制符號提供至MISO/MIMO偵測器1060且可將所接收之導頻符號提供至頻道處理器1094。頻道處理器1094可基於所接收之導頻符號而估計自節點B 110至UE 120之下行鏈路頻道且可將下行鏈路頻道估計提供至偵測器1060。偵測器1060可基於下行鏈路頻道估計而對所接收之資料符號及所接收之控制符號執行偵測且提供符號估計，符號估計係對所傳輸之符號的估計。接收處理器1070可處理(例如，解調變及解碼)該等符號估計，將經解碼之訊務資料提供至資料儲集器1072，且將經解碼之控制資訊提供至控制器/處理器 1090。
UE 120可估計下行鏈路頻道品質且產生可包含PMI資訊、CQI資訊等等之控制資訊。控制資訊、來自資料源1078之訊務資料及一或多個參考信號(例如，回波探測參考信號、解調變參考信號等等)可由傳輸處理器1080予以處理(例如，編碼及調變)，由MIMO處理器1082予以波束成形(若適用)，且由調變器1054a至1054r予以進一步處理，以產生可經由天線1052a至1052r傳輸之R個上行鏈路信號。在節點B 110處，來自UE 120之R個上行鏈路信號可由天線1034a至1034t接收且由解調變器1032a至1032t處理。頻道處理器1044可估計自UE 120至節點B 110之上行鏈路頻道且可將上行鏈路頻道估計提供至單輸入多輸出(SIMO)/MIMO偵測器1036。偵測器1036可基於上行鏈路頻道估計而執行偵測且提供符號估計。接收處理器1038可處理該等符號估計，將經解碼之訊務資料提供至資料儲集器1039，且將經解碼之控制資訊提供至控制器/處理器1040。控制器/處理器1040可基於自UE 120接收到之控制資訊而控制向UE 120之資料傳輸。
控制器/處理器1040及1090可分別指導在節點B 110及UE 120處之操作。控制器/處理器1040及1090可各自執行或指導圖6中之用於資料傳輸之過程600，用於資料接收之過程800，及/或用於本文中描述之技術之其他過程。記憶體1042及1092可分別儲存用於節點B 110及UE 120之資料及程式碼。排程器1046可基於自UE接收到之控制資訊而選 擇UE 120及/或其他UE用於下行鏈路及/或上行鏈路上的資料傳輸。排程器1046亦可將用於訊務資料及控制資訊之資源指派給經排程之UE。
熟習此項技術者將理解，可使用任何種類之不同技術來表示資訊及信號。舉例而言，貫穿以上描述可提及之資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號及碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示。
熟習此項技術者將進一步瞭解，結合本文中的揭示案所描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，上文大致已在功能性方面描述了各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。該等功能性是實施為硬體還是軟體取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。熟練技工可對於每一特定應用以多種方式來實施所描述之功能性，但該等實施決策不應被理解為導致脫離本揭示案之範疇。
結合本文中的揭示案所描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路可藉由經設計以執行本文中描述之功能的通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，但在替代實施例中，處理器可為任何習知的處理器、控制器、微控制器或 狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如，一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器之組合、一或多個微處理器結合一DSP核心之組合，或任何其他此種組態。
結合本文中的揭示案所描述的方法或演算法之步驟可直接體現於硬體中，由處理器執行之軟體模組中，或兩者之組合中。軟體模組可駐留於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、抽取式碟片、CD－ROM，或此項技術中已知之任何其他形式之儲存媒體中。例示性儲存媒體經耦接至處理器以使得處理器可自儲存媒體讀取資訊且向儲存媒體寫入資訊。在替代實施例中，儲存媒體可整合至處理器。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。ASIC可駐留於使用者終端機中。在替代實施例中，處理器及儲存媒體可作為離散組件駐留於使用者終端機中。
在一或多個例示性設計中，所描述之功能可實施於硬體、軟體、韌體或其任何組合中。若實施於軟體中，可將該等功能作為一或多個指令或程式碼儲存於電腦可讀媒體上或在電腦可讀媒體上予以傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體及通信媒體(其包括促進將電腦程式自一處傳送至另一處之任何媒體)兩者。儲存媒體可為可由通用或專用電腦存取之任何可用媒體。作為實例而非限制，此種電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD－ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件，或可用 來以指令或資料結構之形式載運或儲存所要程式碼構件且可由通用電腦或專用電腦或者通用處理器或專用處理器存取之任何其他媒體。又，任何連接均被適當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或諸如紅外、無線電及微波之無線技術自網站、伺服器、或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或諸如紅外、無線電及微波之無線技術包括於媒體之定義中。如本文所使用之磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位通用光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光(blu－ray)光碟，其中磁碟 常常以磁性方式再生資料，而光碟 用雷射以光學方式再生資料。以上各物之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
提供本揭示案之先前描述以使任何熟習此項技術者能夠製造或使用本揭示案。對於熟習此項技術者而言，對本揭示案之各種修改將顯而易見，且在不脫離本揭示案之精神或範疇之情況下可將本文中定義之一般原理應用於其他變型。因此，本揭示案不欲限制於本文描述之實例及設計，而是意欲符合與本文中揭示之原理及新穎特徵一致之最廣泛範疇。
100‧‧‧無線通信系統
110‧‧‧節點B
120‧‧‧使用者設備(UE)
300‧‧‧傳輸結構
400‧‧‧控制頻道結構
500‧‧‧控制頻道結構
700‧‧‧用於在無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之裝置
712‧‧‧用以基於預編碼矩陣而對訊務資料執行波束成形之模組
714‧‧‧用以基於用於訊務資料之該預編碼矩陣而對控制資訊執行波束成形之模組
716‧‧‧用以在第一實體頻道上發送經波束成形之訊務資料之模組
718‧‧‧用以在第二實體頻道上發送經波束成形 之控制資訊之模組
900‧‧‧用於在無線通信系統中接收訊務資料及控制資訊之裝置
912‧‧‧用以接收基於預編碼矩陣而在第一實體頻道上發送的經波束成形之訊務資料之模組
914‧‧‧用以接收基於用於訊務資料之該預編碼矩陣而在第二實體頻道上發送的經波束成形之控制資訊之模組
916‧‧‧用以對經波束成形之控制資訊執行偵測以恢復控制資訊之模組
918‧‧‧用以對經波束成形之訊務資料執行偵測以恢復訊務資料之模組
1012‧‧‧資料源
1020‧‧‧傳輸處理器
1030‧‧‧MIMO處理器
1032a‧‧‧調變器(MOD)
1032t‧‧‧調變器(MOD)
1034a‧‧‧天線
1034t‧‧‧天線
1036‧‧‧單輸入多輸出(SIMO)/MIMO偵測器
1038‧‧‧接收處理器
1039‧‧‧資料儲集器
1040‧‧‧控制器/處理器
1042‧‧‧記憶體
1044‧‧‧頻道處理器
1046‧‧‧排程器
1052a‧‧‧天線
1052r‧‧‧天線
1054a‧‧‧調變器
1054r‧‧‧調變器
1060‧‧‧MISO/MIMO偵測器
1070‧‧‧接收處理器
1072‧‧‧資料儲集器
1078‧‧‧資料源
1080‧‧‧傳輸處理器
1082‧‧‧MIMO處理器
1090‧‧‧控制器/處理器
1092‧‧‧記憶體
1094‧‧‧頻道處理器
圖1展示無線通信系統。
圖2展示在下行鏈路及上行鏈路上之實例傳輸。
圖3展示實例傳輸結構。
圖4展示具有對經波束成形及非波束成形之控制資訊的 分時多工之控制頻道結構。
圖5展示具有對經波束成形及非波束成形之控制資訊的分頻多工之控制頻道結構。
圖6展示用於發送訊務資料及控制資訊之過程。
圖7展示用於發送訊務資料及控制資訊之裝置。
圖8展示用於接收訊務資料及控制資訊之過程。
圖9展示用於接收訊務資料及控制資訊之裝置。
圖10展示節點B及UE之方塊圖。
400‧‧‧控制頻道結構

Claims (23)

  1. 一種在一無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之方法，其包含：藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形；藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形；在一第一實體頻道上發送該經波束成形之訊務資料；在一第二實體頻道上發送該經波束成形之控制資訊；及在一資源區塊之一第一部分中發送非波束成形之控制資訊，其中該發送該經波束成形之控制資訊包含在該資源區塊之一第二部分中發送該經波束成形之控制資訊。
  2. 如請求項1之方法，其中該對該訊務資料執行波束成形包含：基於該預編碼矩陣之M個行而執行波束成形以在M個層上發送該訊務資料，其中M為一或更大。
  3. 如請求項2之方法，其中該對該控制資訊執行波束成形包含：基於該預編碼矩陣之一個行而執行波束成形以在一個層上發送該控制資訊。
  4. 如請求項2之方法，其中該對該控制資訊執行波束成形包含：基於該預編碼矩陣之多達M個行而執行波束成形以在多達M個層上發送該控制資訊。
  5. 如請求項1之方法，其中該資源區塊之該第一部分及該第二部分經分時多工且涵蓋不同之符號週期。
  6. 如請求項1之方法，其中該資源區塊之該第一部分及該第二部分經分頻多工且涵蓋不同之副載波。
  7. 如請求項1之方法，其中該訊務資料、該控制資訊及該預編碼矩陣係用於一第一使用者設備(UE)，該方法進一步包含：基於一第二預編碼矩陣而對用於一第二UE之訊務資料執行波束成形；基於該第二預編碼矩陣而對用於該第二UE之控制資訊執行波束成形；在該第一實體頻道上發送用於該第二UE之該經波束成形之訊務資料；及在該第二實體頻道上發送用於該第二UE之該經波束成形之控制資訊。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含：自該第一UE接收該預編碼矩陣；及自該第二UE接收該第二預編碼矩陣。
  9. 如請求項7之方法，其進一步包含：基於一自該第一UE接收到之第一參考信號而導出該預編碼矩陣；及基於一自該第二UE接收到之第二參考信號而導出該第二預編碼矩陣。
  10. 如請求項1之方法，其中該控制資訊包含一用於一使用 者設備(UE)之排程指派，且其中該訊務資料係根據該排程指派而被發送。
  11. 如請求項1之方法，其中該第一實體頻道包含一實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)或一實體上行鏈路共用頻道(PUSCH)，且其中該第二實體頻道包含一實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)或一實體上行鏈路控制頻道(PUCCH)。
  12. 一種用於無線通信之裝置，其包含：至少一處理器，其經組態以：藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形，藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形，在一第一實體頻道上在一資源區塊之一第一區段中發送該經波束成形之訊務資料，且在一第二實體頻道上在該資源區塊之一第二區段中發送該經波束成形之控制資訊。
  13. 如請求項12之裝置，其中該至少一處理器經組態以：基於該預編碼矩陣之M個行而執行波束成形以在M個層上發送該訊務資料，其中M為一或更大；且基於該預編碼矩陣之一個行而執行波束成形以在一個層上發送該控制資訊。
  14. 一種用於無線通信之裝置，其包含：用於藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行 波束成形之構件；用於藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形之構件；用於在一第一實體頻道上發送該經波束成形之訊務資料之構件；用於在一第二實體頻道上發送該經波束成形之控制資訊之構件；及用於在一資源區塊之一第一部分中發送非波束成形之控制資訊的構件，其中該發送該經波束成形之控制資訊包含在該資源區塊之一第二部分中發送該經波束成形之控制資訊。
  15. 如請求項14之裝置，其中用於對該訊務資料執行波束成形之該構件包含用於基於該預編碼矩陣之M個行而執行波束成形以在M個層上發送該訊務資料之構件，其中M為一或更大，且其中用於對該控制資訊執行波束成形之該構件包含用於基於該預編碼矩陣一個行而執行波束成形以在一個層上發送該控制資訊之構件。
  16. 一種電腦可讀媒體，其具有儲存於其上之電腦可執行指令以致使一電腦執行一種在一無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之方法，該方法包含：藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形， 藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形，在一第一實體頻道上在一資源區塊之一第一區段中發送該經波束成形之訊務資料，及在一第二實體頻道上在該資源區塊之一第二區段中發送該經波束成形之控制資訊。
  17. 一種在一無線通信系統中接收訊務資料及控制資訊之方法，其包含：接收根據一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量之相乘而在一第一實體頻道上發送之經波束成形之訊務資料；接收根據將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量之相乘而在一第二實體頻道上發送之經波束成形之控制資訊；對該經波束成形之控制資訊執行偵測以恢復該控制資訊；及對該經波束成形之訊務資料執行偵測以恢復該訊務資料，其中在一資源區塊之一第一部分中發送非波束成形之控制資訊，且其中在該資源區塊之一第二部分中發送該經波束成形之控制資訊。
  18. 如請求項17之方法，其中該接收該經波束成形之訊務資料包含接收基於該預編碼矩陣之至少一行而在至少一層上發送的該經波束成形之訊務資料，且其中該接收該經 波束成形之控制資訊包含接收基於該預編碼矩陣之一個行而在一個層上發送的該經波束成形之控制資訊。
  19. 一種用於無線通信之裝置，其包含：至少一處理器，其經組態以執行如請求項17或18之方法。
  20. 一種用於無線通信之裝置，其包含：至少一處理器，其經組態以藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形，藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形，在一第一實體頻道上發送該經波束成形之訊務資料，在一第二實體頻道上發送該經波束成形之控制資訊，及在一資源區塊之一第一部分中發送非波束成形之控制資訊，其中在該資源區塊之一第二部分中發送該經波束成形之控制資訊。
  21. 一種電腦可讀媒體，其具有儲存於其上之電腦可執行指令以致使一電腦執行一種在一無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之方法，該方法包含：藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形；藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形； 在一第一實體頻道上發送該經波束成形之訊務資料；在一第二實體頻道上發送該經波束成形之控制資訊；及在一資源區塊之一第一部分中發送非波束成形之控制資訊，其中在該資源區塊之一第二部分中發送該經波束成形之控制資訊。
  22. 一種在一無線通信系統中發送訊務資料及控制資訊之方法，其包含：藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形；藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形；在一第一實體頻道上在一資源區塊之一第一區段中發送該經波束成形之訊務資料；及在一第二實體頻道上在該資源區塊之一第二區段中發送該經波束成形之控制資訊。
  23. 一種用於無線通信之裝置，其包含：用於藉由將一預編碼矩陣與於將在複數個副載波之至少一者上發送之一資料符號向量相乘而對訊務資料執行波束成形之構件；用於藉由將該預編碼矩陣與於將在該複數個副載波之 至少一者上發送之一控制符號向量相乘而對控制資訊執行波束成形之構件；用於在一第一實體頻道上在一資源區塊之一第一區段中發送該經波束成形之訊務資料之構件；及用於在一第二實體頻道上在該資源區塊之一第二區段中發送該經波束成形之控制資訊之構件。
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