信道狀態信息的有效上行鏈路傳送的製作方法

2023-12-08 23:51:16

本申請是2012年4月4日提交的美國專利申請No.13/439,759的部分繼續，而申請13/439,759是2009年9月9日提交的美國專利申請No.12/555,966的繼續，其要求2009年4月24日提交的美國臨時專利申請No.61/172,484的利益，這些專利的公開內容通過引用結合於本文中。

技術領域

本發明一般涉及無線通信系統，並且具體地說，本發明涉及將信道狀態信息從用戶設備提供到無線通信網絡的有效系統和方法。

背景技術：

無線通信網絡通過射頻信道在下行鏈路中將通信信號從稱為基站的固定收發機傳送到地理區域或小區內的移動用戶設備(UE)。UE在上行鏈路中將信號傳送到一個或更多個基站。在兩種情況下，接收到的信號可表徵為受信道效應加噪聲和幹擾改變的傳送信號。為從接收到的信號中恢復傳送信號，接收器因此要求信道的估計及噪聲/幹擾的估計。信道的特徵稱為信道狀態信息(CSI)。估計信道的一種熟知方式是周期性地傳送已知參考符號（也稱為導頻符號）。由於參考符號為接收器已知，因此，在接收到的符號中與參考符號的任何偏離（一旦去除估計的噪聲/幹擾）是由信道效應造成的。CSI的準確估計允許接收器更準確地從接收到的信號恢復傳送信號。另外，通過將CSI從接收器傳送到傳送器，傳送器可選擇最適合用於當前信道狀態的傳送特性 - 如編碼、調製及諸如此類。這稱為信道相關鏈路自適應。

現代無線通信網絡是幹擾受限的。網絡通常獨自處理引導到小區中每個UE的傳送。到同一小區中其它UE的傳送在給定UE被視為幹擾 - 產生了術語小區間幹擾。減輕小區間幹擾的一種方案是協調多點(CoMP)傳送。CoMP系統採用許多技術來減輕小區間幹擾，包括MIMO信道、許多分布式天線、波束形成及聯合處理。

聯合處理(JP)是當前在研究用於高級長期演進(LTE)的CoMP傳送技術。在JP中，聯合考慮到多個UE的傳送，並且應用全局優化算法以最小化小區間幹擾。也就是說，JP算法嘗試將傳送能量引導朝向目標UE，同時避免在其它UE的幹擾的生成。為有效地進行操作，JP系統要求有關傳送信道的信息。存在信道信息或CSI反饋回系統傳送器的兩種方式：預編碼矩陣指示符(PMI)和量化的信道反饋。

在LTE第8版中指定的PMI反饋本質上是每個UE對傳送格式的建議。多個預定義的預編碼矩陣離線設計，並且在基站和UE均已知。預編碼矩陣定義下行鏈路編碼和傳送參數的各種集合。每個UE測量其信道並搜索預編碼矩陣，選擇優化某一可量化度量的矩陣。選擇的預編碼矩陣被反饋回或報告到基站。基站隨後考慮所有推薦的預編碼矩陣，並且選擇跨小區實現全局優化解決方案的預編碼和傳送參數。在設計第8版LTE時預期的情形中，由於來自UE的建議與實際可期望傳送參數之間的高度相關，PMI反饋效果很好。PMI反饋壓縮通過利用只部分信道 （「最強方向」，即信號空間 -）需要反饋回傳送器的事實，降低了上行鏈路帶寬。

在JP CoMP應用中，期望的傳送格式（它實現幹擾抑制）將不可能與UE推薦的傳送格式一致。建議UE均沒有關於將被到建議UE的傳送幹擾的其它UE的任何知識。另外，建議UE沒有調度到將幹擾其信號的其它UE的傳送的知識。而且，PMI反饋壓縮通過只向引導到建議UE的傳送報告關注信道的部分而降低帶寬。雖然這增大了非協作傳送的上行鏈路效率，但對於協作傳送這是不利的，因為它拒絕可在JP優化中有用的有關信道的網絡信息。

在量化的信道反饋中，UE嘗試描述實際信道。與PMI反饋對比，這需要不但反饋回有關信道的信號空間的信息，而且反饋回信道的補充空間（「更弱空間」，也稍微不準確地稱為「零空間（null space）」）的信息。整個信道的反饋產生了幾個優點。在完全CSI在網絡可用的情況下，相干JP方案能夠抑制幹擾。另外，網絡能夠通過將唯一的參考符號傳送到每個UE來獲得個別化的（individualized）信道反饋。由於方法本質上對UE是透明的，因此，這實現多種JP傳送方法的靈活和適應未來的實現。

即使沒有JP CoMP傳送，在網絡的CSI也能解決困擾當前無線系統的最基本問題之一 - 由於網絡不能預測UE經歷的幹擾的在信道相關鏈路自適應中的不準確性（與熟知的閃光(flight-light)效果密切相關的問題）。一旦網絡知道在每個UE附近的基站的CSI，網絡便能夠準確地預測在每個UE的SINR，從而產生顯著更準確的鏈路自適應。

即使直接CSI優於PMI反饋是明顯的，但與直接CSI反饋有關的主要問題是帶寬。完全CSI反饋要求高比特率以將CSI從每個UE傳送到網絡。時間頻率上行鏈路信道資源必須用於在上行鏈路信道上攜帶CSI反饋，使得這些資源不可用於在上行鏈路上傳送用戶數據 - CSI反饋傳送因此是純開銷，直接降低了上行鏈路數據傳送的效率。將直接CSI反饋輸送到網絡而不消耗過多的上行鏈路資源成為了現代通信系統設計的一個主要挑戰。

技術實現要素：

根據本文中描述和要求保護的一個或更多個實施例，一種在無線通信網絡中的UE傳送簡潔的直接信道狀態信息到網絡，從而實現諸如聯合處理等協調多點計算而不會大量增加上行鏈路開銷。UE接收和處理在根據同步到網絡的方案選擇的非均勻間隔的副載波上的參考符號。以常規方式估計每個選擇的副載波的頻率響應，並且量化結果和在上行鏈路控制信道上將其傳送到網絡。非均勻副載波選擇可以多種方式同步到網絡。

一個實施例涉及一種由在無線通信網絡中操作的UE報告信道狀態信息的方法，下行鏈路數據在無線通信網絡中被調製到多個副載波上，每個副載波具有不同頻率。在多個副載波的子集上接收多個已知參考符號。使用同步到網絡的選擇方案，選擇非均勻間隔的副載波的集合。估計每個選擇的副載波的頻率響應。頻率響應被量化並經由上行鏈路控制信道傳送到網絡。

另一實施例涉及一種由在無線通信網絡中操作的UE報告信道狀態信息的方法，下行鏈路數據在無線通信網絡中被調製到多個副載波上，每個副載波具有不同頻率，其中UE包括大量天線。方法在每次迭代包括以下操作的步驟：使用同步到網絡的選擇方案，從大量天線選擇天線的子集；使用同步到網絡的選擇方案，從多個副載波選擇非均勻間隔的副載波的集合；以及在選擇的副載波的集合上並且通過選擇的天線的子集，接收多個已知參考符號。估計僅在選擇的天線的子集上的每個選擇的副載波的頻率響應。估計的頻率響應被量化並經由上行鏈路控制信道傳送到網絡。

另一實施例涉及一種由在無線通信網絡中操作的UE報告信道狀態信息的方法，下行鏈路數據在無線通信網絡中被調製到第一多個副載波上，每個副載波具有不同頻率，其中UE包括大量天線。方法在每次迭代包括以下操作的步驟：使用同步到網絡的選擇方案，從大量天線選擇天線的子集；在第一多個副載波的子集上並且通過選擇的天線的子集，接收多個已知參考符號；以及僅估計僅在選擇的天線的子集上的第二多個副載波的每個副載波的頻率響應。方法也包括將估計的頻率響應收集到向量中；通過將頻率響應的向量乘以同步到網絡的混合矩陣，選擇一組頻率響應以產生選擇的頻率響應的向量；量化選擇的頻率響應；以及經由上行鏈路控制信道將量化的頻率響應傳送到網絡。

另一實施例涉及一種由在無線通信網絡中操作的UE報告信道狀態信息的方法，其中UE包括多個天線。方法在每次迭代包括以下操作： 使用同步到網絡的選擇方案，從多個天線選擇天線的子集；通過選擇的天線的子集接收包括多個已知參考符號的無線電信號；估計選擇的天線的子集的每個天線的頻率響應；量化估計的頻率響應；以及經由上行鏈路控制信道將量化的頻率響應傳送到網絡。

另一實施例涉及一種在無線通信網絡中操作的UE，下行鏈路數據在無線通信網絡中被調製到多個副載波上，每個副載波具有不同頻率。UE包括一個或更多個天線；副載波選擇器，操作以使用同步到網絡的選擇方案，選擇副載波的集合；頻率響應估計器，操作以估計選擇的副載波的頻率響應；量化器，操作以量化估計的頻率響應；以及傳送器，操作以經由上行鏈路控制信道將選擇的量化頻率響應傳送到網絡。

在UE的又一實施例中，一個或更多個天線包括大量天線，並且UE也包括操作以使用同步到網絡的選擇方案，從大量天線選擇天線的子集的天線選擇器以及操作以在選擇的副載波的集合上並且通過選擇的天線的子集，接收多個已知參考符號的接收器。在此實施例中，頻率響應估計器操作以估計僅在選擇的天線的子集上的每個選擇的副載波的頻率響應。

另一實施例涉及一種在無線通信網絡中操作UE，並且其包括：大量天線；操作以使用同步到網絡的選擇方案，選擇大量天線的子集的天線選擇器；操作以通過選擇的天線的子集接收包括多個已知參考符號的無線電信號的接收器；操作以估計選擇的天線的子集的每個天線的頻率響應的頻率響應估計器；操作以量化估計的頻率響應的量化器；以及操作以經由上行鏈路控制信道將選擇的量化的頻率響應傳送到網絡的傳送器。

附圖說明

圖1是無線通信網絡的功能框圖。

圖2A是示出從單天線埠的參考符號傳送的時間頻率圖。

圖2B是示出從雙天線埠的參考符號傳送的時間頻率圖。

圖2C是示出從三天線埠的參考符號傳送的時間頻率圖。

圖3是由UE報告CSI反饋的方法的第一示範實施例的流程圖。

圖4A是代表性信道響應的同相分量的圖形，其描繪向網絡報告的量化的信道估計。

圖4B是代表性信道響應的正交分量的圖形，其描繪向網絡報告的量化的信道估計。

圖5是由UE報告CSI反饋的方法的第二示範實施例的流程圖。

圖6是根據本公開內容修改的UE的示範實施例的簡化框圖。

圖7是由UE報告CSI反饋的方法的第三示範實施例的流程圖。

具體實施方式

為了清晰公開內容和完全實現的目的，本發明在本文中描述為在基於正交頻分復用(OFDM)調製的無線通信網絡中實施。更具體地說，本文中的實施例是基於演進通用地面無線電接入(E-UTRA)系統，該系統通常也稱為廣泛部署的WCDMA系統的長期演進(LTE)。本領域技術人員將容易意識到這些系統只是代表性的而不是限制，並且考慮到本公開內容的教導，將能夠應用本發明的原理和技術到基於不同接入和調製方法的各種各樣的無線通信系統。

圖1描繪無線通信網絡10。網絡10包括以通信方式連接到諸如公共交換電話網(PSTN)、網際網路或諸如此類等一個或多個其它網絡14的核心網絡(CN) 12。以通信方式連接到CN 12的是一個或多個無線電網絡控制器(RNC) 16，它們又控制一個或多個節點B站18。節點B 18也稱為基站，包括與地理區域或小區22內一個或多個用戶設備(UE) 20實現無線無線電通信所需的射頻(RF)設備和天線。如所描繪的，節點B 18在一個或多個下行鏈路信道上將數據和控制信號傳送到UE 20，並且UE類似地在上行鏈路上將數據和控制信號傳送到節點B 18。

網絡10傳送在下行鏈路傳送上在數據內散布的，在技術領域中也稱為導頻符號的參考符號，以幫助 UE 20在下行鏈路信道響應中執行信道估計。圖2A描繪在節點B 18在單天線埠上傳送時用於圖1的LTE網絡10的參考符號資源的示例。所描繪的網格在縱軸上圖示副載波（頻率向下增大）和在橫軸上圖示時間（向右增大）。注意，時間周期被組織成幀（帶有描繪的偶數編號和奇數編號的時隙）。每個網格元素是一個OFDM時間頻率資源元素，元素可攜帶數據符號、參考符號或均不攜帶。圖2B和2C分別描繪在節點B 18在雙和四天線埠上傳送時的參考符號傳送。

參考符號使UE能夠採用廣泛的標準技術估計所有副載波的頻率響應。由於參考符號的值為UE 20已知，因此，在參考符號佔用的副載波上，估計質量一般最高。

圖3描繪根據一個實施例的由UE 20向網絡10報告CSI的方法。UE 20接收在傳送到它的一些副載波上的已知參考符號，如圖2中所描繪的（框102）。UE 20選擇非均勻間隔的副載波的集合，在該集合上執行CSI反饋的信道估計（框104）。在一個實施例中，副載波的選擇限於那些副載波（在其上傳送參考符號），這是因為信道估計質量在這些副載波一般最高。然而，在其它實施例中，UE 20另外選擇不包括參考符號的一個或多個副載波。如本文中進一步論述的，根據以某一方式與網絡同步的方案，執行非均勻間隔的副載波的選擇。UE 20估計信道的頻率響應（框106）。隨後，通過適合的源編碼器將與選擇的副載波關聯的頻率響應樣本量化或編碼成數字比特（框108）。數字比特隨後經由適合的控制信道從UE 20傳送到網絡10（框110）。控制信道提供適合的檢錯和糾錯編碼以及無線電資源（傳送功率和頻率資源分配）以確保在網絡10的適當的接收質量。方法隨後重複。

圖4A和4B描繪接收到的信號的同相（圖4A）和正交（圖4B）分量的代表性信道頻率響應。在5 MHz頻帶上50個參考符號副載波音中，選擇了有15個非均勻間隔參考符號副載波的子集。這些樣本在圖4A和4B中描繪為星星。主要由於兩個噪聲源，樣本不是始終位於頻率響應曲線上。首先，假設在參考符號副載波的UE信道估計器的均方誤差（MSE）是~20 dB。其次，獨立通過簡單的4比特均勻量化器將選擇的信道估計的I和Q部分數位化。結果平均量化噪聲是大約~22 dB。通過此設定，UE 20反饋回總共15 * 4 * 2 = 120比特。

通過均勻採樣，Nyquist定理指示樣本（副載波）必須以信道頻率響應曲線的最高頻率的兩倍的頻率選擇以完全表徵曲線。然而，使用非均勻樣本，可選擇遠遠少於副載波的Nyquist標準（具有網絡10準確重構信道頻率響應曲線的高概率）。相應地，通過選擇非均勻間隔的副載波，UE 20可完全表徵信道並提供直接CSI反饋，而無需在上行鏈路信道上造成過多的開銷。

在由網絡10接收時，接收到的CSI反饋比特被解調和逆量化。通過基於接收到的副載波樣本設置時間域抽頭延遲信道模型，可估計完整的頻率域信道係數。應用例如快速傅立葉變換(FFT)到估計的延遲係數產生極為接近圖4A和4B所描繪的頻率域響應。在轉讓給本申請的受讓人（assignee）的與本申請同時提交並通過引用整體結合於本文中的序列號No.12/555,973的共同待審的美國專利申請中，公開了基於非均勻間隔的副載波的信道估計的CSI反饋的網絡側處理的詳細信息。網絡側處理假設網絡10知道UE 20分析哪些非均勻選擇的副載波。因此，UE 20必須根據與網絡10同步的方案、協議或公式，選擇非均勻間隔的副載波。存在完成此操作的許多方式。

在一個實施例中，以與網絡10協調的方式，為CSI反饋報告的每批或迭代更改非均勻間隔的副載波的集合。

在一個實施例中，基於帶有同步讀取偏移的偽隨機化索引，選擇非均勻間隔的副載波的集合。例如，通過按順序採用偽隨機數生成器產生的索引，可獲得偽隨機化索引。可基於輸入讀取索引的代數修改計算偽隨機數生成器。例如，如通過引用結合於本文中的3GPP技術規範36.212，「Multiplexing and channel coding」中所描述的，代數修改可基於二次置換多項式(QPP)。作為另一示例，代數修改可基於有限域計算。

作為帶有同步讀取偏移的偽隨機化索引的另一示例，通過按順序採用交織器產生的索引，可獲得偽隨機化索引。如在3GPP技術規範36.212的第5.1.4.2.1部分中所描述的，可基於列交織矩形陣列計算交織器。

作為又一示例，可經由約定的（agreed）索引讀取偏移，在UE 20與網絡10之間同步索引的順序讀取。約定的索引讀取偏移可以以許多方式獲得。它可明確在與從UE 20到網絡10的數字比特相同的傳輸信道中傳送。備選地，可基於UE 20標識號、子幀號、CSI反饋批或迭代計數、天線標識號、網絡側標識號或上行鏈路控制資源索引（例如，用於上行鏈路控制信道的第一資源塊的索引的地方），隱含計算約定的索引讀取偏移。可基於下行鏈路控制信道資源索引（例如，用於下行鏈路控制信道的第一資源塊的索引的地方），隱含計算約定的索引讀取偏移。備選地，約定的索引讀取偏移可在UE 20執行信道估計前從網絡10傳送到UE 20，或者可在網絡10與UE 20之間預先約定。在任一情況下，索引讀取偏移可在UE 20中存儲為查找表。

在一個示例中，通過最初選擇均勻間隔的副載波，並且然後通過同步到網絡10的密鑰應用偽隨機化抖動到均勻間隔的副載波以生成非均勻間隔的副載波的集合來選擇非均勻間隔的副載波的集合。在一個實施例中，偽隨機化抖動的最大跨度選擇為小於均勻間隔索引中的均勻間隔。可基於輸入密鑰的代數修改，計算偽隨機化抖動的生成。如相對於非均勻副載波選擇所描述的，通過按順序採用交織器或偽隨機數生成器產生的索引，可獲得偽隨機化抖動，也如上所描述的，其中索引的生成由UE 20基於任何上述因素計算，或者在網絡10與UE 20之間傳遞。

現在呈現副載波的選擇、信道估計和CSI反饋的量化與報告的更一般公式。在頻率f和時間t的信道的頻率響應能夠根據具有延遲的時間域信道抽頭表示如下：

在每次報告迭代或每個時間t，由UE 20執行以下步驟：

首先，UE 20形成在多個副載波的下行鏈路信道的估計。如上所描述的，已知參考信號從每個網絡天線（參見圖2A-2C）傳送，並且使用標準技術，UE 20能夠使用這些參考信號形成在多個副載波的信道的估計。這些估計由以下Nx1向量表示：

其中，是在頻率f和時間t的信道的UE估計頻率響應。

其次，對於每個報告實例，UE 20形成的元素的多個線性組合，即，根據以下等式，UE 20將向量乘以大小為MxN的混合矩陣以獲得大小為Mx1的新向量：

。

在的元素只包括值0或1的實施例中，根據的每行，從非均勻副載波的信道估計的向量「選擇」元素。在一些實施例中，上面描述的以選擇偽隨機化索引的讀取偏移的計算或通信的結果可存儲在混合矩陣中。然而，在更一般的實施例中，的元素不限於值0或1。例如，元素可包括在0與1之間的分數值，這種情況下，它們充當權重因數及選擇器。另外，元素可包括復值。

可為CSI反饋的不同迭代集合更改混合矩陣。在一個實施例中，的選擇可以依據從許多（a collection of）混合矩陣之間的循環選擇。在一個實施例中，的更改可包括選擇不同的行構成。例如，不同行構成的選擇可基於多個行的循環使用。作為另一示例，它可基於從多個行的偽隨機化選擇。行的偽隨機化選擇可通過按順序採用交織器或偽隨機數生成器產生的索引而獲得，其中，索引可以上面描述的任何方式傳遞或計算。

在一個實施例中，混合矩陣包括具有至多一個非零元素的行。在另一實施例中，混合矩陣包括由諸如Hadamard矩陣等正交矩陣給出的行。在又一實施例中，混合矩陣包括由酉矩陣給出的行。在還有的另一實施例中，通過先生成帶有獨立高斯分布項的偽隨機矩陣，在每個上執行QR分解，以及使用每個結果酉Q矩陣作為的候選，可生成混合矩陣。

然而，推導出混合矩陣，在與相乘後，使用量化器量化積矩陣的元素以獲得多個比特，表示為向量，其代表向量。中的比特隨後使用上行鏈路控制信道傳送到網絡10。如本領域已知的，傳送過程可包括添加諸如CRC、FEC和諸如此類等冗餘，以確保到網絡10的可靠傳送。

在上面描述的實施例中，UE 20從網絡10自動或準自動地確定用於選擇非有序副載波的參數和/或抖動參數以生成副載波的非有序選擇，例如用於偽隨機數生成器的索引的選擇（雖然，當然無論採用什麼選擇機制，必須與網絡10同步）。然而，在一些實施例中，網絡10在下行鏈路中經由到UE 20的傳送直接控制這些和其它參數。

在一個實施例中，網絡10確定副載波的集合(f1, .., fN)，UE 20應為該集合估計信道響應並置於向量中。在一個實施例中，網絡10確定UE 20應在每個報告實例使用的混合矩陣。在一個實施例中，網絡10確定UE 20在每個報告實例所使用的量化器，該量化器例如確定多少比特用於量化的每個元素。在一個實施例中，網絡10確定UE 20應多頻繁地在上行鏈路上傳送CSI反饋報告。在所有這些實施例中，網絡10在下行鏈路通信中將相關確定傳遞到UE 20。另外，網絡10當然調度時間頻率上行鏈路資源（CSI反饋報告應由UE 20在其上傳送），恰如對於任何上行鏈路通信一樣。

在典型網絡10中，每個UE 20可能必須在來自多個不同節點B 18的多個下行鏈路信道上報告CSI反饋。由於每個UE 20與節點B 18之間的路徑損耗不同，因此，每個UE 20要估計和報告的下行鏈路信道將具有不同平均功率。在用於CSI反饋的固定比特率預算分配到每個UE 20的情況下，出現了關於此總固定比特率應在UE 20看到的不同下行鏈路信道之間如何劃分的問題。

如果給定UE 20與給定節點B 18之間的信道極弱，則從節點B 18傳送的信號將在UE 20的接收器具有極小的影響。因此，存在對UE 20報告對應於在UE 20極弱接收到的信道的CSI反饋的很小需要。相應地，在一個實施例中，UE 20分配更大部分的其分配的CSI反饋比特率到與相對弱的信道相比相對強的下行鏈路信道。給定平均信道信號強度的集合和K個比特的總CSI反饋分配，網絡10能夠在各種信道之間分配其總比特率預算。在一個實施例中，網絡10根據通用BFOS(Breiman，Friedman，Olshen，and Stone)算法（如E.A.Riskin在論文「Optimal Bit Allocation via Generalized BFOS Algorithm」（IEEE Trans，Info.Theory 1991中發表）中所描述的）來執行分配，該論文的公開內容通過引用整體結合於本文中。

在一個實施例中，CSI反饋的報告可在CSI反饋的多個迭代上散開。也就是說，選擇非均勻間隔的副載波的集合，並且計算每個副載波的頻率響應。頻率響應被量化。然而，在CSI反饋的兩次或更多次迭代上分散報告，而不是一次傳送所有量化的頻率響應數據到網絡節點。例如，在時間N，選擇一定數量的副載波，例如10個副載波，並且計算和量化其頻率響應（可能聯合進行）。隨後，在接下來的10個時間間隔上，例如在時間N+1、N +2、...、N+10，可將量化的比特傳送到網絡。當然，能夠使用五個CSI報告間隔或任何其它置換，一次傳送兩個副載波的報告。此報告方法將報告一次捕捉的CSI所要求的上行鏈路帶寬最小化。

在另一實施例中，CSI報告的持久形式（persistent form）包括選擇一個或多個副載波並計算其頻率響應。隨後，將量化的頻率響應傳送到網絡。隨著時間的過去，副載波的選擇是非均勻的。例如，在時間N選擇第一副載波，並且在報告間隔N+1將其量化的頻率響應傳送到網絡。在那時，選擇新副載波（在不同頻率），並且在報告間隔N+2將其量化的頻率響應傳送到網絡。類似地，在任何給定CSI生成和報告間隔期間，可選擇兩個或更多個副載波。通過隨著時間的過去而分散副載波選擇和量化的CSI數據的報告，此報告方法將上行鏈路帶寬最小化。

在可能將在高頻帶中部署的5G系統中，信號帶寬比現有系統更小得多，這意味著天線能夠緊密組裝在一起，並且取決於UE的能力和大小，每個裝置（例如，UE）能夠具有大量的天線（例如，幾十或成百上千）。天線的數量可通常例如從4x4陣列（即，16個天線）到16x16陣列（即，256個天線）而變動。在此情況下，為每個天線或為大多數天線反饋回量化的接收到的信號（或此類信號的頻率響應）將創建大量的開銷。因此，擴展本公開內容的方法到空間域會是有利的，其中，選擇天線元素的相對小的子集（例如，總數的5%到30%）來接收信號，並且最終產生量化的頻率響應以便反饋到傳送器。頻率域中頻率副載波的選擇和空間域中天線的子集的選擇可一起執行，或者相互獨立執行。

在此實施例中，UE傳送簡潔的直接信道狀態信息到網絡，從而實現諸如聯合處理等協調多點計算而不會大量增加上行鏈路開銷。具有大量天線的UE在天線的小的選擇的子集上接收和處理參考符號。天線的每個選擇的子集的頻率響應可以以常規方式估計，並且結果被量化並且可在上行鏈路控制信道上傳送到網絡。

小的選擇的子集中天線的數量取決於散射環境（UE位於其中）和天線間距的接近度。如上所注意的，在天線總數的5%到30%之間的範圍應佔大部分散射環境和天線設計。

可以偽隨機地（根據預確定的偽隨機序列）或有規律地（即，均勻地）選擇用於子集的天線。偽隨機選擇允許對於相同性能而選擇更少的天線，但要求更計算密集的算法以在網絡重構信道估計。然而，由於偽隨機選擇暗示在選擇的天線的子集中的非均勻間隔（這提供比均勻間隔更佳的結果），因此，它可以是優選的。注意到，類似於上面描述的在頻率域中的偽隨機選擇過程，用於天線選擇的預確定的偽隨機序列必須為網絡先驗已知，並且能夠以多個已知方式的任何方式在其中供應。

應注意的是，不必為對所有天線進行採樣。子集的數量取決於用於採樣的偽隨機序列。在網絡和UE均知道偽隨機序列，並且序列的對應「種子」被使用時，一旦隨機選擇了天線（或頻率副載波），網絡和UE均便能夠增加「種子」。

圖5是由UE 20報告CSI反饋的方法200的第二示範實施例的流程圖。UE 20使用同步到網絡的選擇方案，從大量天線選擇天線的子集（框202）。UE使用同步到網絡的選擇方案選擇非均勻間隔的副載波的集合（在其上執行用於CSI反饋的信道估計）（框204）。在一個實施例中，副載波的選擇限於那些副載波（在其上傳送參考符號），這是因為信道估計質量在這些副載波一般最高。然而，在其它實施例中，UE另外選擇不包括參考符號的一個或多個副載波。如本文中進一步論述的，根據以某一方式與網絡同步的方案，執行非均勻間隔的副載波的選擇。

如上面所描述的，UE在傳送到它的選擇的副載波的集合上並且通過選擇的天線的子集，接收已知參考符號（框206）。UE估計選擇的天線的子集的每個選擇的副載波的頻率響應（框208）。隨後，通過適合的源編碼器將與選擇的副載波關聯的頻率響應樣本量化或編碼成數字比特（框210）。數字比特隨後經由適合的控制信道從UE傳送到網絡10（框212）。控制信道提供適合的檢錯和糾錯編碼以及無線電資源（傳送功率和頻率資源分配）以確保在網絡10的適當的接收質量。方法隨後為副載波的另外集合和另外的天線的子集重複進行。

在框202的天線選擇可指示在框202中哪些信號（每個來自一個天線）由接收器採樣和處理。在一個實施例中，選擇的天線可連接到有限數量的接收鏈。因此，取決於選擇的天線的子集，框202僅處理來自那些天線的信號。在備選實施例中，先將來自所有天線的信號處理成數位訊號，並且隨後天線選擇指示丟棄哪些信號，以及保留並處理哪些信號以便反饋到網絡。

出於相同原因，在框204的非均勻間隔的副載波的集合的選擇可在框206的接收器處理之前（之後或與框202並行）進行，這是因為它有助於知道在從那些副載波接收前選擇副載波的哪個集合。換而言之，可先進行空間和頻率域選擇，並且隨後UE只處理來自選擇的天線和副載波的那些信號（或參考符號）。在另一備選實施例中，UE先在副載波的更大集合上接收，並且隨後丟棄除由框208選擇要處理和轉發的那些副載波外的所有副載波。

圖6是根據本公開內容修改的UE 20的示範實施例的簡化框圖。UE的操作例如可由耦合到存儲電腦程式指令的存儲器222的一個或更多個處理器220控制。在處理器執行電腦程式指令時，處理器控制UE的組件。在不同實施例中，UE可執行(1)副載波的集合的頻率域選擇以便進一步處理；(2)天線的子集的空間域選擇以便進一步處理；或者(3)頻率域和空間域選擇兩者。

多個天線陣列224接收帶有參考符號的下行鏈路信號。為了說明的目的，示例陣列可包括以10x10平面陣列布置的100個天線。接收到的符號被傳遞到接收器(RX) 226。在UE僅在頻率域中操作的實施例中，副載波選擇器228使用同步到網絡的選擇方案選擇非均勻間隔的副載波的集合，並且提供此信息到接收器。頻率響應估計器230估計每個選擇的副載波的頻率響應，並且量化器232量化估計的頻率響應。傳送器(TX) 234隨後經由上行鏈路控制信道將量化的頻率響應傳送到網絡。

在UE既在頻率域中又在空間域中操作的實施例中，副載波選擇器228通知接收器非均勻間隔的副載波的集合，並且天線選擇器236使用同步到網絡的選擇方案，從陣列224選擇天線的子集，並且通知接收器226。在具有10x10天線陣列的示例實施例中，天線選擇器可以是偽隨機選擇器，其在每個時間實例例如通過30%的選擇概率，利用預定義的偽隨機序列對陣列的二維的每個維進行採樣。因此，選擇了維之一中十個天線的三個天線，並且隨後對於這三個選擇的天線的每個天線，選擇在另一維中十個天線的三個天線。因此，將總共100個天線中的總共9個天線選擇為子集。由於UE和網絡均知道用於隨機選擇的偽隨機序列和在該時間實例使用的對應「種子」，因此，它們均知道選擇了哪些天線。

頻率響應估計器230估計選擇的天線的子集的每個選擇的副載波的頻率響應。量化器232量化估計的頻率響應，並且傳送器234隨後經由上行鏈路控制信道將來自這9個選擇的天線的每個天線的量化的頻率響應傳送到網絡。

在UE僅在空間域中操作的實施例中，天線選擇器236使用同步到網絡的選擇方案，從陣列224選擇天線的子集，並且通知只對來自選擇的天線的信號進行採樣和處理的接收器226。頻率響應估計器230估計每個選擇的天線的頻率響應。量化器232量化估計的頻率響應，並且傳送器234隨後經由上行鏈路控制信道將每個選擇的天線的量化的頻率響應傳送到網絡。

圖7是由UE 20報告CSI反饋的方法300的第三示範實施例的流程圖。UE 20使用同步到網絡的選擇方案，從大量UE天線選擇天線的子集（框302）。UE在選擇的天線的子集上接收已知參考符號（框304）。UE估計選擇的天線的子集中的每個天線的頻率響應（框306）。隨後，通過適合的源編碼器將頻率響應估計量化或編碼成數字比特（框308）。數字比特隨後經由適合的控制信道從UE傳送到網絡10（框310）。控制信道提供適合的檢錯和糾錯編碼以及無線電資源（傳送功率和頻率資源分配）以確保在網絡10的適當的接收質量。方法隨後為另外的天線的子集重複。

本文中描述的實施例顯著降低了CSI反饋帶寬，同時實現到網絡的高度準確的CSI可用性。這有效地允許在協調多點傳輸中實現諸如聯合處理等高級網絡協議而不會消耗過多的上行鏈路傳輸資源。

當然，在不脫離本發明本質特性的情況下，本發明可以以不同於本文具體所闡述的那些方式的其它方式實施。當前實施例在所有方面均要視為說明性而不是限制性的，並且在隨附權利要求的意義和等效物範圍內的所有更改意在包含在其中。