基站、移动台及其方法

基站、移动台及其方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种基站、移动台及其方法。一种移动台的通信方法，该移动台由基站服务，该基站具有至少一个传输点，每个该传输点配备有多个发射天线，该方法包括基于信道增益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为该传输点确定发射天线的最佳子集；以及向该基站报告该最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。本发明实施例能够减少反馈开销。
【专利说明】
基站、移动台及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及移动通信技术领域，并且更具体地，涉及基站、移动台及其方法。
【背景技术】
[0002] 多天线系统，如大规模ΜΜ0(多输入多输出），在未来5G等通信系统中是一项具有 发展前景的技术，它能够在频谱效率和简单TX/RX(发送/接收)结构方面实现极大的改进。 理想情况下，TX天线越多，从基于完美CSIT(发送端信道状态信息）的天线选择获得的益处 更大，这会产生巨大的反馈开销和成本。此外，每个天线的专用RF元件，如A/D(模拟到数字） 转换器、D/A(数字到模拟)转换器以及放大器等，会产生巨大成本。
[0003] 在具有有限数量的RF(射频)链(或称为RF硬件）的多天线系统中，用于反馈的资源 是有限的。因此，有必要对具有有限反馈和RF链的实践设置进行研究。

【发明内容】

[0004] 本发明实施例涉及用于减少反馈开销的基站、移动台及其方法。
[0005] 第一方面，提供了一种移动台的通信方法，所述移动台由基站服务，所述基站具有 至少一个传输点，每个所述传输点配备有多个发射天线，所述方法包括:基于信道增益，从 每个被选择的传输点的多个发射天线中为所述传输点确定发射天线的最佳子集；以及向所 述基站报告所述最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。
[0006] 在根据第一方面的方法的第一种可能的实现方式中，所述为每个传输点确定发射 天线的最佳子集包括:获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及选择具 有最大信道增益的发射天线作为所述最佳子集。
[0007] 在根据第一方面或根据第一方面的任一前述实现方式的方法的第二种可能的实 现方式中，所述为每个传输点确定发射天线的最佳子集包括:获取所述传输点的所述多个 发射天线的所述信道增益；以及选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子 集。
[0008] 在根据第一方面或根据第一方面的任一前述实现方式的方法的第三种可能的实 现方式中，所述方法还包括:向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线的索引。
[0009] 在根据第一方面或根据第一方面的任一前述实现方式的方法的第四种可能的实 现方式中，所述为每个传输点确定发射天线的最佳子集包括:基于从所述基站接收的指示 信息确定所述最佳子集，所述指示信息指示由所述基站根据信道增益选择的所述最佳子集 中的发射天线的索引。
[0010] 在根据第一方面或根据第一方面的任一前述实现方式的方法的第五种可能的实 现方式中，所述向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI包括： 利用码本报告所述量化CSI，所述码本的大小取决于所述最佳子集的大小。
[0011] 在根据第一方面或根据第一方面的任一前述实现方式的方法的第六种可能的实 现方式中，所述方法还包括:从所述基站接收用于指示所述最佳子集的大小的大小信息;或 在所述移动台处选择所述最佳子集的大小。
[0012] 在根据第一方面或根据第一方面的任一前述实现方式的方法的第七种可能的实 现方式中，所述方法还包括：向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线以外的发射天线 的量化CSI。
[0013] 第二方面，提供了一种基站的通信方法，所述基站具有至少一个传输点，每个所述 传输点配备有多个发射天线，所述方法包括:从移动台接收报告，所述报告用于报告基于信 道增益从每个被选择的传输点的多个发射天线中为所述传输点确定的发射天线的最佳子 集的量化信道状态信息CSI;以及基于所述量化CSI发送数据。
[0014] 在根据第二方面的方法的第一种可能的实现形式中，所述方法还包括:获取所述 传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及选择具有最大信道增益的发射天线作为 所述最佳子集。
[0015] 在根据第二方面或根据第二方面的任一前述实现形式的方法的第二种可能的实 现形式中，所述方法还包括:获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及选 择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子集。
[0016] 在根据第二方面或根据第二方面的任一前述实现形式的方法的第三种可能的实 现方式中，所述方法还包括向移动台发送指示信息，所述指示信息用于向移动台指示所述 最佳子集中的发射天线的索引。
[0017] 在根据第二方面或根据第二方面的任一前述实现形式的方法的第四种可能的实 现方式中，所述方法还包括从移动台接收指示信息，所述指示信息用于指示由所述移动台 根据信道增益选择的所述最佳子集中的发射天线的索引。
[0018] 在根据第二方面或根据第二方面的任一前述实现形式的方法的第五种可能的实 现方式中，所述方法还包括所述量化CSI的所述报告使用码本，所述码本的大小取决于所述 最佳子集的大小。
[0019] 在根据第二方面或根据第二方面的任一前述实现形式的方法的第六种可能的实 现方式中，从所述移动台接收用于指示所述最佳子集的大小的大小信息；或在所述基站处 选择所述最佳子集的大小。
[0020] 在根据第二方面或根据第二方面的任一前述实现形式的方法的第七种可能的实 现方式中，所述方法还包括从移动台接收报告，所述报告用于报告所述最佳子集中的发射 天线以外的发射天线的量化CSI。
[0021] 第三方面，提供了一种移动台，所述移动台由基站服务，所述基站具有至少一个传 输点，每个所述传输点配备有多个发射天线，所述移动台包括:确定单元，用于基于信道增 益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为所述传输点确定发射天线的最佳子集；以 及报告单元，用于向基站报告所述最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。
[0022] 在根据第三方面的移动台的第一种可能的实现形式中，所述确定单元用于获取所 述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益，并选择具有最大信道增益的发射天线作为 所述最佳子集。
[0023]在根据第三方面或根据第三方面的任一前述实现形式的移动台的第二种可能的 实现方式中，所述确定单元用于获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益，并 选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子集。
[0024]在根据第三方面或根据第三方面的任一前述实现形式的移动台的第三种可能的 实现方式中，所述报告单元还用于向基站报告所述最佳子集中的发射天线的索引。
[0025]在根据第三方面或根据第三方面的任一前述实现形式的移动台的第四种可能的 实现方式中，所述确定单元用于基于从所述基站接收的指示信息确定所述最佳子集，所述 指示信息指示由所述基站根据信道增益选择的所述最佳子集中的发射天线的索引。
[0026]在根据第三方面或根据第三方面的任一前述实现形式的移动台的第五种可能的 实现方式中，所述报告单元用于利用码本报告量化CSI，所述码本的大小取决于所述最佳子 集的大小。
[0027]在根据第三方面或根据第三方面的任一前述实现形式的移动台的第六种可能的 实现方式中，所述确定单元还用于基于从所述基站接收的大小信息确定所述最佳子集的大 小，或在所述移动台处选择所述最佳子集的大小。
[0028]在根据第三方面或根据第三方面的任一前述实现形式的移动台的第七种可能的 实现方式中，所述报告单元还用于向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线以外的发射 天线的量化CSI。
[0029] 第四方面，提供了一种基站，所述基站具有至少一个传输点，每个所述传输点配备 有多个发射天线，所述基站包括:接收机，用于从移动台接收报告，所述报告报告基于信道 增益从每个被选择的传输点的多个发射天线中为所述传输点确定的发射天线的最佳子集 的量化信道状态信息CSI;以及发射机，用于基于所述量化CSI发送数据。
[0030] 在根据第四方面的基站的第一种可能的实现形式中，所述基站还包括处理器，用 于获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益，并选择具有最大信道增益的发射 天线作为所述最佳子集。
[0031] 在根据第四方面或根据第四方面的任一前述实现形式的基站的第二种可能的实 现形式中，所述基站还包括处理器，用于获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道 增益，并选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子集。
[0032] 在根据第四方面或根据第四方面的任一前述实现形式的基站的第三种可能的实 现方式中，所述发射机还用于向移动台发送指示信息，所述指示信息用于向移动台指示所 述最佳子集中的发射天线的索引。
[0033] 在根据第四方面或根据第四方面的任一前述实现形式的基站的第四种可能的实 现方式中，所述接收机还用于从移动台接收指示信息，所述指示信息用于指示由所述移动 台根据信道增益选择的所述最佳子集中的发射天线的索引。
[0034] 在根据第四方面或根据第四方面的任一前述实现形式的基站的第五种可能的实 现方式中，所述量化CSI的所述报告使用码本，所述码本的大小取决于所述最佳子集的大 小。
[0035] 在根据第四方面或根据第四方面的任一前述实现形式的基站的第六种可能的实 现方式中，所述接收机还用于从所述移动台接收用于指示所述最佳子集的大小的大小信 息;或所述基站还包括处理器，用于在所述基站处选择所述最佳子集的大小。
[0036] 在根据第四方面或根据第四方面的任一前述实现形式的基站的第七种可能的实 现方式中，所述接收机还用于从移动台接收报告，所述报告用于报告所述最佳子集中的发 射天线以外的发射天线的量化CSI。
[0037] 因此，本发明实施例基于信道增益选择发射天线的最佳子集，并对所选择的子集 进行反馈，从而减少反馈开销。
【附图说明】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。
[0039]图1不出了可应用本发明的大规模MIMO系统的例子。
[0040] 图2示出了本发明一个实施例的方法。
[0041] 图3示出了根据本发明一个实施例的天线选择的增益的例子。
[0042] 图4示出了根据本发明另一实施例的天线选择的增益的例子。
[0043] 图5示出了根据本发明另一实施例的天线选择的增益的例子。
[0044] 图6示出了根据本发明另一实施例的天线选择的增益的例子。
[0045] 图7示出了本发明另一实施例的方法。
[0046] 图8示出了本发明一个实施例的移动台的框图。
[0047] 图9示出了本发明另一实施例的移动台的框图。
[0048] 图10示出了本发明一个实施例的基站的框图。
【具体实施方式】
[0049] 下面将结合这些实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于这 些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护的范围。
[0050] 将天线的子集切换到RF链可以显著提高系统的总和容量。这就表明，可用天线比 RF链越多，天线子集选择增益越大。根据提出的有效搜索算法选择天线，与穷举搜索几乎实 现了最优性能。然而，该搜索算法假定了完美CSIT，完美CSIT在大规模MMO系统中尤为不可 行，因为反馈开销太大，无法承担。另一方面，在有限反馈的条件下，发射天线越多，并不一 定出现更好的和速率性能，因为量化质量差。随着发射天线数量的增加，量化CSI质量下降， 多用户干扰就会限制系统性能。
[0051] 图1示出了可应用本发明的大规模MMO系统的例子，该系统包括BS(基站），其服务 于K个MS(移动台）:MS 1到MS K。
[0052] 该BS配备有大型天线(Nt)和数量有限的RF链(Nrf)，即Nt> = NrF。为了充分了解系统 性能是如何与RF链的数量相关的，将考虑两种不同的情况(Nt>NrF或Nt = Nrf)。为了最大化系 统(速率)性能，选择发射天线的子集，并将其切换到RF链。选择过程可以在接收机侧进行， 并通过有限的回程资源来报告相应的CSI。我们假设为独立同分布(i.i.d.)瑞利信道。 [0053]对于SU MIS0(单用户，多输入单输出）的情况，用以最大化速率的优化波束赋形策 略是需要准确CSIT的匹配波束赋形(MBF)。然而，以有限的反馈来报告所有CSI会导致大的 量化损失。另一方面，可通过仅反馈部分CSI来实现较高的准确性。自然地，该想法是选择和 报告最强信道(具有最大幅值）。由于波束赋形增益与所选择的天线的数量成正比，所以这 必然会打破量化质量和波束赋形增益之间的优化权衡。实际上，该方法可以被解释为利用 有限反馈的混合选择/MBF。
[0054] 对于MU MIS0(多用户，多输入单输出）的情况，每个MS报告最重要的CSI(具有最大 信道增益），发射机将未报告的CSI视为零。基于部分信道信息考虑迫零(ZF)波束赋形策略。 利用大规模发射天线，MS报告互相非重叠天线子集的概率就会高。然后，用于取消多用户干 扰的ZF波束赋形器也是期望信号的匹配的波束赋形。的确，由于已报告的CSI的不完美性和 未报告的CSI，还有残余的多用户干扰。但是，如果可用反馈比特能担负所选择的天线子集 的大小，第一个因素可以克服。由于未报告信道的信道增益很小，所以第二个因素可以忽 略。总之，当我们获得的增益超过传统的MU MISO系统，多路复用增益就能实现。
[0055] 此外，如果我们能消除天线选择开销，系统性能就可以得到进一步提升。由于MS需 要向BS通知所选择的天线子集，所以在大规模MMO系统中导致的开销会非常大。在文献中， 已对H)D系统中从下行(上行)链路到上行（下行)链路的可预测性进行了研究。这表明，在某 种程度上，信道排序信息（COI)对于BS而言是已知的。在这种模式下，所有的反馈比特可用 于量化信道。为了揭示潜在的增益，我们将对有/无天线选择开销的情况进行研究。
[0056] 假定为接收机处优选CSI(CSIR)，每个MS处有"B"个反馈比特可用。在每个时刻，MS 的接收机首先基于瞬时CSI选择具有最大幅值的最强信道，并利用随机向量量化(RVQ)向BS 的发射机报告选择组合的索引和对应的CSI。对于"B"个反馈比特，传统/参考方案被定义为 Nt = Nrf。本发明试图研究所提方案何时会优于参考方案，以及增益如何随着NT和B成比例变 化。即，本发明提出如何通过动态天线选择在实际设置(有限的反馈和RF链)下最大限度地 获取天线选择增益。
[0057]图2示出了本发明一个实施例的通信方法。图2的方法由MS执行，例如，如图1所示 的MS 1到MS K中的一个，该MS由BS服务，该BS具有至少一个传输点，每个传输点配备有多个 发射天线。
[0058] 201、该MS基于信道增益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为该传输点确 定发射天线的最佳子集。
[0059] BS可包括一个或多个传输点，如天线阵列、天线组、DA(分布式天线)元件等。如图1 所示，每个传输点配备有多个(Nt)发射天线，其中，对于不同的传输点，Nt可以不同或固定。
[0060] 202、该MS向该BS报告该最佳子集中的发射天线的量化CS I。
[0061] 因此，本发明实施例基于信道增益选择发射天线的最佳子集，并对所选择的子集 进行反馈，从而减少反馈开销。
[0062]具体地，最佳子集具有所有发射天线中最显著的CSI。最佳子集之外的其他发射天 线的CSI可以不报告，这样反馈开销就会减少，同时这类非完美CSI报告引起的负面影响也 能控制在一个可接受的范围。
[0063]子集选择可以在MS处执行。作为提出的非限制方案，在步骤201中，MS可以获取传 输点的所有多个发射天线的信道增益，并选择具有最大信道增益的发射天线作为该最佳子 集。
[0064]下面将所提方案与参考方案进行比较，其中，随机选择Nt个天线中的Nrf个进行发 送。
[0067]
[0065] SU情况I:无 RF链约束，有选择开销[0066] 考虑所提方案，其中从Nt个天线中选出M个，平均输出SNR表示为：
[0068]
[0069]
[0070]且输入SNR = P/〇2通过波束赋形来增强，通过量化来减弱。波束赋形增益由两项组 成:前一项表示阵列增益，后一项代表天线选择增益。为了向发射机(BS)通知选择了哪些天 线，使用有效比特对选择的CSI进行量化的同时，接收机(MS)使用某些比特(选择开销)来发 送天线子集的索引。
[0071] 利用Nt个天线的参考方案的平均输出SNR表示为：
[0072]
[0073] 可以看出，（1)〈= (3)，这表明该情况下所提方案不提供增益。利用所有Nt个天线 是较好的选择。
[0074] SU情况2:有RF链约束，有选择开销
[0075]考虑所提方案，其中从Nt个天线中选出Nrf个，平均输出SNR表示为：
[0083]这仅是输入SNR和B的函数，它表明在有限反馈的条件下，我们宁可利用尽可能多 的RF链。然而，由RF链增加而获得的边际增益却变得越来越小。另一方面，对于固定数量的
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081]
[0082] RF链，识别出所提方案比参考方案具有增益的B和Nt的临界点，同时也对增益随着B和Nt发生 的变化进行了研究。
[0084] a)固定 Nrf 和 Nt
[0085] 借助于调和级数(harmonic series)和二项式系数，
[0086]
[0087]为了实现一些增益，反馈比特的数量应满足(4)。增益ASNR =
[0088] SNR_cand_SNR_r e f 如下成比例变化
[0089]
[0090]
[0091]
[0092] 例如Nt/Nrf = 50, ASNRdB = 7dB。增益随log(NT)成比例变化。[0093] b)固定Nrf和B
[0094]
[0095]
[0096] 应注意，（8)是(7)的充分条件。然后，我们得到Nt的临界点
[0097]
[0098]
[0099] 这表明比率是有界的，即，为了从有限B的所提方案实现增益，NtMfSp(B 1Nrf)i^ 着Nt增加，选择开销接近/超过可用比特的数量，且有效/残余比特的数量太小，无法准确地 量化信道。与现有技术相比，增加 TX天线的数量并不总是对我们有利。当B很小或Nt很大时， 所提方案还不及参考方案。我们可以通过增加 B或减小Nt来获得增益。
[0100] C)固定Nrf、Nt和B
[0101] 在这种情况下，所提方案可能不及参考方案。可以通过利用部分RF链获得增益。通 过这种方式，选择开销会减少，更多反馈比特会使量化准确性更高。同时，发射阵列增益变 得更低，应采取优化过程来实现使用部分RF链的优缺点之间的最佳平衡。
[0102] 将M表示为所用RF链的数量，找到最优M〈 = NRF以最大化平均输出SNR，并反馈相应 的CSI子集。将通用优化函数定义为如下：
[0103]
[0104] 这需要复杂的穷举搜索算法来实现最优解。幸好，我们的情况中用低复杂度选择 方法来最大化SNR。更具体地，通过幅值对信道进行排序，并报告最大的那些。
[0105] 该情况下平均输出SNR表示为：
[0106]
[0107] 由于耦合性质，很难获得使所提方案优于参考方案的M的闭式解。需要1〈M〈 = NRF的 数值优化过程。这表明所提方案至少提供了增益的下界。当B很大时，利用所有RF链是最优 的，（16)归结为(4)。否则，数值优化(16)，并将其与参考方案对比，然后确定要增加B还是减 小Ντ。
[0108] 假设发射机已经预先知道信道排序信息(COI)，则可以进一步改进所提方案。对于 FDD系统，我们可以根据下行链路信道预测上行链路信道，反之亦然。简言之，就是可以使用 有限阶自回归(AR)过程来对上行/下行链路上的频率选择性衰落(能量)进行建模。当上/下 行载波频率的相对偏差很小时，表明两个链路共享共同的AR系数。因此，两个链路经受相似 的变化趋势。为此，发射机处COI的假设是有效的，并且选择开销也消除了。为了揭示潜在的 增益，我们再次考虑上面两种无选择开销的情况。
[0109] SU情况3:无RF链约束，无选择开销
[0110] 假设选择了 M个天线，所提方案的平均输出SNR表示为：
[0111]
[0112]
[0113]
[0114] 很难导出使所提方案优于参考方案，即（17)>(18)，的M的闭合表达式。然而，通过 蒙特卡罗(Monte-Carlo)仿真很容易看出，通过选择部分发射天线，增益就能实现。该增益 取决于NT、NRF和B。图3给出的例子中，存在所提方案优于参考方案的下界。通过CSI准确性 与波束赋形增益之间的折中，在中间区域实现最大增益。
[0115] SU情况4:有RF链约束，无选择开销
[0116]假设选择了 M个天线，所提方案的平均输出SNR表示为：
[0117]
[0118] 而参考方案从Nt个天线中随机选出Nrf个：
[0119]
[0120] 由于参考方案的性能因有限的RF链而变差，所以与SU情况3相比，获得的增益会更 多，如图3所示，其中曲线"Pro"和"Ref"分别对应所提方案和参考方案。
[0121]接下来，考虑多用户MISO广播信道(BC)，采用迫零波束赋形策略获取多路复用增 益。非完美报告的CSI以及未报告的CSI会导致残余多用户干扰的存在。所提方案与上述SU 情况相同，同时提供了两个参考方案。
[0122] 所提方案:对信道增益进行排序，选择最大的M，并报告所选子集的索引和该子集 相应的CSI
[0123] 参考方案1:固定MS的数量为Nu，并报告用于发送的前M个天线（等价地，随机从Nt 个天线中选出M个)的CSI
[0124] 参考方案2:固定MS的数量，等于所报告的天线的数量(Nu = M)，并报告用于发送的 前M个天线(等价地，随机从Nt个天线中选出M个)的CSI
[0125] MU情况1:无 RF链约束，有选择开销
[0126] 所提方案的平均速率表示为：
[0127]
[0128] 其中，信道和RVQ码本上采用了期望值。Vmax, i表示将未报告CSI视为零，用部分(最 大信道增益)CSI计算出的波束赋形向量。同时，两个参考方案的平均速率表达为
[0129]
[0130]
[0131 ] 随后可以导出（22)和（23)的闭式近似值，而闭式表达式仍然是开放的。然而，通过 图4中的模拟（如曲线401至403所示），我们可以看出，由于选择开销较大，所提方案无法提 供优于参考方案的增益，尤其在大规模发射天线系统中。同样，我们可以在发射机处用COI 消除此开销。
[0132] MU情况2:无 RF链约束，无选择开销
[0133] 该情况中，所提方案与两个参考方案相比，实际上实现了增益，因为
[0134] 1)它忽略了选择开销，并获得与参考方案1和2相同的CSI质量；
[0135] 2)它通过报告最显著的信道而保持了大部分信道信息；以及
[0136] 3)如果MS选择互相非重叠子集，在已报告的子集上的简单匹配的波束赋形也是其 他MS的ZFBF;由于其源于未报告的信道(具有相对较小的信道增益），所以多用户干扰很小。
[0137] 图5示出了所提方案获得的增益超过两个参考方案的模拟结果。
[0138] 从曲线501至503可以看出，中间的M实现了最大增益。原因如下:对于小的M，CSI的 量化具有高质量，同时高概率的非重叠子集带来高波束赋形增益。但是，由于存在很多未报 告的CSI，这就对应于低多路复用增益和大的多用户干扰。另一方面，大的M(接近Ντ)正好与 此相反。因此，中间的M实现了这些因素之间的最佳平衡。
[0139] 应注意，增益很大程度上取决于非重叠子集，这同时有利于ZF和匹配的波束赋形。 已报告的部分CSI的数量必须可比于Ντ，否则多用户干扰会降低系统性能。另一方面，如果 Nu的数量固定，Nt的数量增加，我们最终会得到非重叠子集。但是由于未报告CSI的数量更 大，多用户干扰会占优势。
[0140] 然而，随着Nt增加，并且如果发射机可以动态地决定MS的数量，MS的最佳数量也会 增加。通过这种方式，用户间干扰可以较小(我们反馈足够数量的显著CSI)。然后，我们等价 地使得Nu与SU-MISO情况相当。对于每个MS，我们已经表示出，当Nt逐渐增大时，边际增益变 小。这从图6可以看出。
[0141] 当MS的数量非常大时，所提方案易于与多用户分集相结合，即，选择具有非重叠子 集的MS进行发送。MS的数量和每个MS的所报告CSI的数量应由发射机基于总速率的闭式/近 似值来确定。给定Nt和B，通过最大化总速率表达式来完成，该总速率表达式是Nt、B和M的函 数。也需要MS选择算法。
[0142] 虽然通过仿真看出所提方案的增益大于参考方案的增益，但是分析结果仍将有助 于了解这些系统参数对速率性能的影响。此处我们给出（22)和(23)的闭式近似值，并对计 算封闭表达式(21)提供指导。
[0143]
[0144]
[0145]
[0146] 为了计算(26)的分子和分母中的期望值，我们需要建立概率模型来表示平均波束 赋形增益(主要是由来自非重叠子集的匹配波束赋形增益来确定）。
[0147] MU情况3:有RF链约束，无选择开销
[0148] 在该情况中，非常重要的是如何将RF链切换到部分发射天线。RF切换需要通过穷 举搜索在发射机处进行优化。应注意，MU情况3给出了MU情况2的下界。仿真结果表明，所提 方案不及MU情况2,但其增益仍然大于参考方案的增益。
[0149] 可替换地，作为另一实施例，替代或除基于增益排序的选择外，子集选择可以基于 由通信系统的控制器(如基站中的控制功能)决定和配置的阈值。
[0150] 具体地，在步骤201中，MS可以获取该传输点的多个发射天线的信道增益，并选择 该信道增益大于阈值的发射天线作为最佳子集。
[0151 ]可选地，作为另一实施例，最佳子集以外的发射天线的CSI可以进一步报告给BS。 即，最佳子集以外的部分或全部发射天线可以组成一个较弱子集，MS可以为该较弱子集报 告CSI。该较弱子集的选择可以与最佳子集的选择相似，例如，基于信道增益的排序并选择 信道增益最小者，或基于另一阈值，以选择信道增益低于该阈值的发射天线。作为另一实施 例，该较弱子集可以简单地是选择最佳子集后的剩余天线。
[0152]可替换地，子集选择可以在BS侧执行，执行方式类似于上述在MS侧的执行方式，此 情况中，在步骤201中，MS可以基于从基站接收的指示信息确定最佳子集，该指示信息指示 由该基站根据信道增益选择的该最佳子集中的发射天线的索引。
[0153]进一步，当MS确定最佳子集和/或较弱子集时，MS可以向BS报告这些子集中的发射 天线的索引。另一方面，当BS确定最佳子集和/或较弱子集时，BS可以向MS指示这些子集中 的发射天线的索引。
[0154] 可选地，MS可以利用码本报告所述量化CSI，该码本的大小取决于该最佳子集的大 小。
[0155] 最佳子集的大小可以由BS确定，该情况中，MS可以从基站接收用于指示该最佳子 集的大小的大小信息。或者该最佳子集的大小可以由MS本身决定，例如，MS可以选择该最佳 子集的大小。
[0156] 总之，MS可以遵循以下行为：
[0157] 1)如果BS或传输点的RF链的数量等于发射天线的数量，则MS报告所有发射天线的 量化CSI，即，最佳子集等于整个可用天线组。
[0158] 2)如果BS或传输点的RF链的数量少于发射天线的数量，且如果请求MS报告大小等 于RF链的数量的天线子集，则只要可用反馈比特的数量大于一定阈值(为发射天线的数量 与RF链的数量的函数），MS选择和报告最佳天线子集和该子集的量化CSI，否则，该MS报告预 定义的天线组(其数量等于RF链的数量)的量化CSI。
[0159] 3)如果BS或传输点的RF链的数量少于发射天线的数量，且如果对于给定数量的反 馈比特，请求MS报告大小等于RF链的数量的天线子集，则只要发射天线的数量小于一定阈 值(为反馈比特的数量与RF链的数量的函数），则MS报告最佳天线子集和该子集的量化CSI， 否则，该MS报告预定义天线组(其数量等于RF链的数量)的量化CSI。
[0160] 4)如果BS或传输点的RF链的数量少于发射天线的数量，且如果MS不限于报告任一 特定天线子集大小，则MS选择最佳天线子集并报告其索引和相应的量化CSI。该情况中，天 线子集大小可以严格小于RF链的数量。
[0161] 总之，在有限的反馈和/或RF链约束下，通过动态的和用户特定的天线选择，增加 TX天线的数量在SU/MU MISO场景中是有益的。
[0162] 图7示出了本发明另一实施例的通信方法。图7的方法由BS执行，如图1所示的BS， 该BS具有至少一个传输点，每个传输点配备有多个发射天线。
[0163] 701、该BS从MS接收报告，该报告用于报告基于信道增益从每个被选择的传输点的 多个发射天线中为该传输点确定的发射天线的最佳子集的量化信道状态信息CSI。
[0164] 702、该BS基于该量化CSI发送数据。
[0165] 因此，本发明实施例基于信道增益选择发射天线的最佳子集，并对所选择的子集 进行反馈，从而减少反馈开销。
[0166] 图7的方法过程与图2的方法过程对应或相似，因此，此处不再详述。
[0167] 可选地，子集选择可以在BS处执行，在此情况下，在步骤701中，该BS可以获取传输 点的多个发射天线的信道增益，并选择具有最大信道增益的发射天线作为该最佳子集。
[0168] 可替换地，在步骤701中，该BS可以获取传输点的多个发射天线的信道增益，并选 择该信道增益大于阈值的发射天线作为该最佳子集。可替换地，作为另一实施例，子集选择 可以在MS处执行，在此情况下，在步骤701中，该BS可以从移动台接收指示信息，该指示信息 用于指示由该移动台根据信道增益选择的最佳子集中的发射天线的索引。
[0169] 可选地，作为另一实施例，最佳子集以外的发射天线的CSI可以进一步报告给BS。 即，最佳子集以外的部分或全部发射天线可以组成一个较弱子集，MS可以为该较弱子集报 告CSI。该较弱子集的选择可以与最佳子集的选择相似，例如，可以基于信道增益的排序并 选择信道增益最小者，或基于另一阈值，以选择信道增益小于该阈值的发射天线。作为另一 实施例，较弱子集可以简单地是选择最佳子集后的剩余天线。
[0170]进一步地，当MS确定最佳子集和/或较弱子集时，MS可以向BS报告这些子集中发射 天线的索引。另一方面，当BS确定最佳子集和/或较弱子集时，BS可以向MS指示这些子集中 发射天线的索引，例如，通过向MS发送相应的指示信息。
[0171] 可选地，MS可以使用码本报告量化CSI，该码本的大小取决于最佳子集的大小。
[0172] 最佳子集的大小可以由BS决定，该情况中，MS可以从该基站接收用于指示该最佳 子集的大小的大小信息；或该最佳子集的大小可以由MS本身来决定，例如，该MS可以选择该 最佳子集的大小。
[0173] 图8示出了本发明一实施例中的移动台的框图。移动台80由基站服务，该基站具有 至少一个传输点，每个该传输点配备有多个发射天线。如图8所示，该移动台包括确定单元 81和报告单元82。
[0174] 确定单元81，用于基于信道增益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为该 传输点确定发射天线的最佳子集。
[0175] 报告单元82,用于向基站报告该最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。
[0176] 因此，本发明实施例基于信道增益选择发射天线的最佳子集，并对所选择的子集 进行反馈，从而减少反馈开销。
[0177] 移动台80的部件可以实现基于图1至图6的实施例中所述的MS相关的相应过程，为 简便起见，此处不再赘述。
[0178] 可选地，作为一实施例，确定单元81用于获取传输点的多个发射天线的信道增益， 并选择具有最大信道增益的发射天线作为该最佳子集。
[0179] 可选地，作为另一实施例，确定单元81用于获取传输点的多个发射天线的信道增 益，并选择该信道增益大于阈值的发射天线作为最佳子集。
[0180]可选地，作为另一实施例，报告单元82还用于向基站报告该最佳子集中的发射天 线的索引。
[0181] 可选地，作为另一实施例，确定单元81用于基于从基站接收的指示信息确定最佳 子集，该指示信息指示由该基站根据信道增益选择的最佳子集中的发射天线的索引。
[0182] 可选地，作为另一实施例，报告单元82用于利用码本报告量化CSI，该码本的大小 取决于该最佳子集的大小。
[0183] 可选地，作为另一实施例，确定单元81还用于基于从该基站接收的大小信息确定 该最佳子集的大小，或在该移动台处选择该最佳子集的大小。
[0184] 可选地，作为另一实施例，报告单元82还用于向该基站报告该最佳子集中的发射 天线以外的发射天线的量化CSI。
[0185]图9示出了本发明另一实施例中的移动台的框图。
[0186] 如图9所示，移动台90包括处理器91，发射机92和接收机93。
[0187] 处理器91用于基于信道增益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为该传输 点确定发射天线的最佳子集。
[0188] 发射机92用于向该基站报告该最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。
[0189] 因此，本发明实施例基于信道增益选择发射天线的最佳子集，并对所选择的子集 进行反馈，从而减少反馈开销。
[0190] 移动台90的部件可以实现基于图1至图6的实施例中所述的MS相关的相应过程，为 简便起见，此处不再赘述。
[0191]可选地，作为一实施例，处理器91用于获取传输点的多个发射天线的信道增益，并 选择具有最大信道增益的发射天线作为该最佳子集。
[0192] 可选地，作为另一实施例，处理器91用于获取传输点的多个发射天线的信道增益， 并选择信道增益大于阈值的发射天线作为该最佳子集。
[0193] 可选地，作为另一实施例，发射机92还用于向该基站报告该最佳子集中的发射天 线的索引。
[0194] 可选地，作为另一实施例，处理器91用于基于由接收机93从基站接收的指示信息 确定最佳子集，该指示信息用于指示由该基站根据信道增益选择的该最佳子集中的发射天 线的索引。
[0195] 可选地，作为另一实施例，发射机92用于利用码本报告量化CSI，该码本的大小取 决于该最佳子集的大小。
[0196] 可选地，作为另一实施例，处理器91还用于基于从该基站接收的大小信息确定该 最佳子集的大小，或在该移动台处选择该最佳子集的大小。
[0197] 可选地，作为另一实施例，发射机92还用于向该基站报告该最佳子集中的发射天 线以外的发射天线的量化CSI。
[0198] 图10示出了本发明一实施例中的基站的框图。基站100可以具有至少一个传输点， 每个传输点配备有多个发射天线。如图10所示，基站100包括接收机101和发射机102。
[0199] 接收机101用于从移动台接收报告，该报告报告基于信道增益从每个被选择的传 输点的多个发射天线中为该传输点确定的发射天线的最佳子集的量化信道状态信息CSI。
[0200] 发射机102用于基于该量化CSI发送数据。
[0201] 因此，本发明实施例基于信道增益选择发射天线的最佳子集，并对所选择的子集 进行反馈，从而减少反馈开销。
[0202] 基站100的部件可以实现基于图1至图6的实施例中所述的BS相关的相应过程，为 简便起见，此处不再赘述。
[0203] 可选地，作为一实施例，基站100还可以包括处理器103,用于获取传输点的多个发 射天线的信道增益，并选择具有最大信道增益的发射天线作为最佳子集。
[0204] 可选地，作为另一实施例，基站100还可以包括处理器103,用于获取该传输点的多 个发射天线的信道增益，并选择该信道增益大于阈值的发射天线作为最佳子集。
[0205] 可选地，作为另一实施例，发射机102还用于向移动台发送指示信息，该指示信息 用于向移动台指示该最佳子集中的发射天线的索引。
[0206] 可选地，作为另一实施例，接收机101还用于从移动台接收指示信息，该指示信息 用于指示由该移动台根据信道增益选择的该最佳子集中的发射天线的索引。
[0207] 可选地，作为另一实施例，量化CSI的报告使用码本，该码本的大小取决于最佳子 集的大小。
[0208] 可选地，作为另一实施例，接收机101还用于从移动台接收用于指示该最佳子集的 大小的大小信息。
[0209] 可选地，作为另一实施例，基站100还可以包括处理器103,用于在该基站处选择该 最佳子集的大小。
[0210] 可选地，作为另一实施例，接收机101还用于从移动台接收报告，该报告用于报告 该最佳子集中的发射天线以外的发射天线的量化CSI。
[0211]在本发明实施例中，MS可以是如下任何一种，可以是固定或移动的，并且固定MS的 例子可以包括用户设备、终端、移动台、用户单元或站点等。移动MS的例子可包括蜂窝电话、 个人数字助手(PDA)、无线调制解调器、无线通信装置、手持装置、膝上型计算机、无绳电话 或无线本地环路(WLL)站点等。
[0212]应注意，在上下文中使用的诸如"第一、第二等"的术语仅用于将一个实体或操作 与另一实体或操作区分开，而不意图表示这些实体或操作之间的实际关系或顺序。另外，术 语"包括"、"包含"或其变型意图以包括性的方式进行包括，而不是以排除性的方式，因此包 括某元素的过程、方法、对象或设备将不仅仅包括该元素，也可以包括没有明确列出的其他 元素，或者进一步包括该过程、方法、对象或设备固有的元素。除非另外定义，术语"包括一 个…"所定义的元素将不排除包括所述元素的过程、方法、对象或设备排除其他相同元素的 存在。
[0213] 根据本发明实施例的描述，本领域技术人员将清楚地理解，本发明可由软件结合 必要的通用硬件实现，当然也可以仅仅由硬件实现，但前者是优选的。基于该理解，本发明 的解决方案本身或本发明对现有技术作出贡献的部分可以以软件产品的形式实现，并且软 件产品可以存储在存储介质中，如R0M/RAM、硬盘、紧致盘等，包含能够使得计算机装置(个 人计算机、服务器或网络装置等)执行实施例或部分实施例中所描述的方法。
[0214] 尽管通过优选实施例的方式描述了本发明，但应注意，本领域技术人员可对实施 例进行多种修改或变形，而这些修改或变形应落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种移动台的通信方法，所述移动台由基站服务，所述基站具有至少一个传输点，每 个所述传输点配备有多个发射天线，所述方法包括： 基于信道增益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为所述传输点确定发射天线 的最佳子集；以及 向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述为每个传输点确定发射天线的最佳子集包括： 获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及 选择具有最大信道增益的发射天线作为所述最佳子集。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述为每个传输点确定发射天线的最佳子集包括： 获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及 选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子集。4. 根据权利要求2或3所述的方法，还包括： 向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线的索引。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述为每个传输点确定发射天线的最佳子集包括： 基于从所述基站接收的指示信息确定所述最佳子集，所述指示信息指示由所述基站根 据信道增益选择的所述最佳子集中的发射天线的索引。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述向所述基站报告所述最佳子集中 的发射天线的量化信道状态信息CSI包括： 利用码本报告所述量化CSI，所述码本的大小取决于所述最佳子集的大小。7. 根据权利要求5所述的方法，还包括： 从所述基站接收用于指示所述最佳子集的大小的大小信息;或 在所述移动台处选择所述最佳子集的大小。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括： 向所述基站报告所述最佳子集中的发射天线以外的发射天线的量化CSI。9. 一种基站的通信方法，所述基站具有至少一个传输点，每个所述传输点配备有多个 发射天线，所述方法包括： 从移动台接收报告，所述报告用于报告基于信道增益从每个被选择的传输点的多个发 射天线中为所述传输点确定的发射天线的最佳子集的量化信道状态信息CSI;以及 基于所述量化CSI发送数据。10. 根据权利要求9所述的方法，还包括： 获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及 选择具有最大信道增益的发射天线作为所述最佳子集。11. 根据权利要求9所述的方法，还包括： 获取所述传输点的所述多个发射天线的所述信道增益；以及 选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子集。12. 根据权利要求10或11所述的方法，还包括： 向移动台发送指示信息，所述指示信息用于向移动台指示所述最佳子集中的发射天线 的索引。13. 根据权利要求9所述的方法，还包括： 从移动台接收指示信息，所述指示信息用于指示由所述移动台根据信道增益选择的所 述最佳子集中的发射天线的索引。14. 根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述量化CSI的所述报告使用码本， 所述码本的大小取决于所述最佳子集的大小。15. 根据权利要求14所述的方法，还包括： 从所述移动台接收用于指示所述最佳子集的大小的大小信息;或 在所述基站处选择所述最佳子集的大小。16. 根据权利要求9至15中任一项所述的方法，还包括： 从移动台接收报告，所述报告用于报告所述最佳子集中的发射天线以外的发射天线的 量化CSI。17. -种移动台，所述移动台由基站服务，所述基站具有至少一个传输点，每个所述传 输点配备有多个发射天线，所述移动台包括： 确定单元，用于基于信道增益，从每个被选择的传输点的多个发射天线中为所述传输 点确定发射天线的最佳子集;以及 报告单元，用于向基站报告所述最佳子集中的发射天线的量化信道状态信息CSI。18. 根据权利要求17所述的移动站，其中所述确定单元用于获取所述传输点的所述多 个发射天线的所述信道增益，并选择具有最大信道增益的发射天线作为所述最佳子集。19. 根据权利要求17所述的移动站，其中所述确定单元用于获取所述传输点的所述多 个发射天线的所述信道增益，并选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子 集。20. 根据权利要求18或19所述的移动站，所述报告单元还用于向基站报告所述最佳子 集中的发射天线的索引。21. 根据权利要求17所述的移动站，其中所述确定单元用于基于从所述基站接收的指 示信息确定所述最佳子集，所述指示信息指示由所述基站根据信道增益选择的所述最佳子 集中的发射天线的索引。22. 根据权利要求17至21中任一项所述的移动站，其中所述报告单元用于利用码本报 告量化CSI，所述码本的大小取决于所述最佳子集的大小。23. 根据权利要求22所述的移动站，其中所述确定单元还用于基于从所述基站接收的 大小信息确定所述最佳子集的大小，或在所述移动台处选择所述最佳子集的大小。24. 根据权利要求1至7中任一项所述的移动站，其中所述报告单元还用于向所述基站 报告所述最佳子集中的发射天线以外的发射天线的量化CSI。25. -种基站，所述基站具有至少一个传输点，每个所述传输点配备有多个发射天线， 所述基站包括： 接收机，用于从移动台接收报告，所述报告报告基于信道增益从每个被选择的传输点 的多个发射天线中为所述传输点确定的发射天线的最佳子集的量化信道状态信息CSI;以 及 发射机，用于基于所述量化CSI发送数据。26. 根据权利要求25所述的基站，还包括处理器，用于获取所述传输点的所述多个发射 天线的所述信道增益，并选择具有最大信道增益的发射天线作为所述最佳子集。27. 根据权利要求25所述的基站，还包括处理器，用于获取所述传输点的所述多个发射 天线的所述信道增益，并选择所述信道增益大于阈值的发射天线作为所述最佳子集。28. 根据权利要求26或27所述的基站，其中所述发射机还用于向移动台发送指示信息， 所述指示信息用于向移动台指示所述最佳子集中的发射天线的索引。29. 根据权利要求25所述的基站，其中所述接收机还用于从移动台接收指示信息，所述 指示信息用于指示由所述移动台根据信道增益选择的所述最佳子集中的发射天线的索引。30. 根据权利要求25至29中任一项所述的基站，其中所述量化CSI的所述报告使用码 本，所述码本的大小取决于所述最佳子集的大小。31. 根据权利要求30所述的基站，其中 所述接收机还用于从所述移动台接收用于指示所述最佳子集的大小的大小信息;或 所述基站还包括处理器，用于在所述基站处选择所述最佳子集的大小。32. 根据权利要求25至31中任一项所述的方法，其中所述接收机还用于从移动台接收 报告，所述报告用于报告所述最佳子集中的发射天线以外的发射天线的量化CSI。
【文档编号】H04B7/06GK105917594SQ201480073526
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年12月11日
【发明人】布鲁诺·克勒克斯, 代明波, 朴在铉, 大卫·马瑞泽, 刘鹍鹏
【申请人】华为技术有限公司