TW201001951A

TW201001951A - Method and apparatus to support single user (SU) and multiuser (MU) beamforming with antenna array groups

Info

Publication number: TW201001951A
Application number: TW098121860A
Authority: TW
Inventors: Erdem Bala; Philip Pietraski; Sung-Hyuk Shin
Original assignee: Interdigital Patent Holdings
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2010-01-01
Also published as: US20090322613A1; WO2010002734A2; WO2010002734A3; AR072412A1

Description

201001951 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】 [0001] 本申請與無線通信有關。【先前技#ί】 [0002] 波束成形是用於提供陣列增益的多輸入多輸出（ΜΙΜΟ) 技術。波束成形通常在相關通道中使用，在相關通道中天線間隔小且基地台（BS)處的角分散低。在這些條件下，發射器可以形成朝向接收器的定向波束。由於高的通道相關性，典型的波束成形技術不能有效地提供分集增益或空間多工增益。此外，在增強型無線系統（例如長期演進（LTE )的後續演進（LTE-A ))中，發射天線的數量增加，例如在LTE - A中達到8個天線，由此啟用了類似單使用者（SU) ΜΙΜΟ或多使用者（MU) ΜΙΜΟ 的各種ΜΙΜΟ方案。在某些情況下，以協調方式將每一個具有多個天線元件的多個發射站點用於SU-MIΜ0或MU-ΜΙΜ0傳輸。因此，需要用於支援單使用者和多使用者波束成形的方法和設備以有效地提供分集增益或空間多工增益。【發明内容】

[0003] 提供了用於支持使用天線陣列群的單使用者（SU)和多使用者（MU)波束成形的方法和設備。該方法和設備用於對多個資料流進行預編碼、對每個資料流進行波束成形、以及將每一個波束成形後的資料流提供給多個天線陣列群中的一個。一種替代方法和設備用於從碼簿中選擇波束成形向量、基於該選擇而發送公共參考信號（CRS 098121860 表單編號Α0101 第4頁/共42頁 0983281312-0 201001951 )、回應於公共RS接收天線配置、基於該天線配置對通道進行估計、確定多個天線陣列群的波束成形向量、以及發送該波束成形向量。【實施方式】 [0004] 下文提及的術語“無線發射/接收單元（WTRU) ”包括但不限於使用者設備（UE)、行動站、固定或行動使用者單元、呼叫器、蜂窩電話、個人數位助理（PDA)、電腦或能夠在無線環境中操作的任何其他類型的使用者設備。下文提及的術語“基地台”包括但不限於節點B、站點控制器、存取點（AP)或者能在無線環境中操作的任何其他類型的周邊設備。第1圖是支持使用天線陣列群的單使用者（SU)和多使用者（MU)波束成形的無線通信系統100的圖式。第1圖示出了 LTE中的無線通信系統/存取網路100，包括演進型通用陸地無線電存取網路（E-UTRAN)。所示的E-UTRAN包括WTRU 110和數個eNB 120。如第1圖所示，WTRU 110 與eNB 120通信。eNB 120使用X2介面相互對接。eNB 120還通過S1介面與移動性管理實體（MME) /服務閘道 (S-GW) 130連接。雖然第1圖中示出了一個WTRU 110 和三個e N B 12 0，顯而易見的是無線通信系統1 0 0中可以包括無線裝置和有線裝置的任意組合。第2圖是第1圖中的無線通信系統100中的WTRU 110、 eNB 120以及MME/S-GW 130的示例方塊圖200。如第2圖所示，WTRU 110、eNB 120和MME/S-GW 130被配置用於支持使用天線陣列群的SU和MU波束成形。除了可在典型的WTRU中找到的元件之外，WTRU 110還包 098121860 表單編號 A0101 第 5 頁/共 42 頁 0983281312-0 201001951 括具有選擇鏈結的記憶體222的處理器216、共同被稱為收發器214的發射器和接收器、選擇電池221以及形成了天線陣列群的一組天線21 8。處理器21 6被配置用於支持使用天線陣列群的SU和MU波束成形。收發器214與處理器 216和天線218通信以促進無線通信的發射和接收。在 WTRU 110中使用電池220的情況下，電池22〇為收發器 214和處理器216供電。除了可在典型的eNB中找到的元件之外，eNB 12〇還包括具有選擇鏈結的記憶體21 5的處理器217、收發器21 9以及形成天線陣列群的一組天線221。處理器2丨7被配置用於支援使用天線陣列群的S U和M U:.:波:束成:形。.收發器21 9與處理器21 7和天線221通信以促進無線::通信蚱發射和接收。eNB 120與移動性管理實體/服務閘道（mme/s_gw) 130連接，該MME/S-GW 130包括具有選擇鏈結的記憶體 234的處理器233。一個支持波束成形和空間多工/分集兩者的可能的方法是使用多於-個天線陣列，這些天線陣列之間的相關性很小。在這種配置下，每個天線陣列上可以產生若干波束，並且每一波束上可以傳輸一個資料層。可以對這些層進行編碼以支援某些ΜΙΜΟ方案，例如空間多工或分集。在以下的論述十’不失-般性，給出了兩個資料層、即雙層波束成形的一些實例。第3圖是支持使用天線陣列群的單使用者和多使用者波束成形的體系結構300方案的示意圖，其中每個天線陣列群由間隔緊密的天線組成’而不同的天線組相距間隔較大。舉例來說，有兩組共4個天線（或天線埠）。在每個天 0983281312-0 098121860 表單編號Α0101 第6頁/共42頁 201001951 線陣列群中，天線31 〇之間的間隔很小，例如為1/2個載波波長，但每個組之間相距較大的距離320，例如不同的塔之間可能間隔100或1 000個波長。該間隔確保了天線組之間由於大的間隔而導致相關性很小，但同一組中的天線之間的相關性可以相當大。根據另一個實例，可以通過使用天線組的不同的極化、例如水準/垂直極化、正弦 /餘弦波極化等等來建立天線組。在該示例體系結構中，可以經由天線陣列群形成波束330、340且例如時空/頻率編碼、空間多工等的多輸入多輸出（ΜΙΜΟ )技術可以應用在這些波束上。如第3圖所示，兩個天線陣列群350、360可用於形成到兩個WTRU 370、380的波束。該天線陣列群可在同一 eNB上，或可在不同的eNB上。第4圖是可包括在第1圖和第2圖中所示的WTRU 110和eNB 120中的處理器400的功能性流程圖。該處理器400包括預編碼器P 410、第一波束成形單元\420、第二波束成形單元w2430、第一天線陣列群440、以及第二天線陣列群450。儘管在以下的實例中假設具有兩個天線陣列群，但這僅為說明的目的，所提出的方法同樣可以類似應用於任何其他的設定。根據第4圖所示的實例，資料流 S2在預編碼器P 410中被預編碼，由此S^〇S2可以用於單一WTRU或兩個不同的WTRU。該預編碼操作可以是任何的預編碼操作，例如時空/頻率塊編碼、空間多工預編碼或任何其他類型的預編碼。預編碼後得到的流χ/σχ2被分別轉發至第一波束成形單元^420和第二波束成形單元 w2430，並且使用適當的波束成形向量來形成天線波束。 098121860 表單編號A0101 第7頁/共42頁 0983281312-0 201001951 得到的波束成形後的流被分別轉發至第-天線陣列440和第二天線陣列4 5 0。在ΜΙΜΟ正交分頻多重存取（QFMA)系統中，可以在不同的頻率組上應用不同的波束成形向量（頻率選擇波束成形），或者可以在整個頻帶上使用相同的波束成形向量（寬頻波束成形）。在第-實施方式t，碼薄可以包含可用於執行波束成形的預定的波束成形向量。例如，WTRU從碼薄中選擇最佳向量並將该資訊提供給eNB。之後eNB將所選擇的向量用於資料傳輸。在第一天線陣列群4 4 0和第二天線陣列群4 5 Q上使用的波束成形向量分別由、和^來表示，並且從該夭線陣列群到接收器的通道分別為矩陣H ^和H 2。因此，接收到的信號可以寫做： r= h1w1x1+H2w2x2 等式（1) 為了最佳化性能，可以對波束成形向量進行選擇以最大化接收到的SINR。第5圖是波束成形方法的流程圖.當根據該波束成形的方法使用碼薄時，可以從由秩_丨向量組成的碼薄中選擇每波束的一個波束成形向量，即每個向量的維數為（N X D ，其中Nt是發射天線的數量。在步驟510，可以從eNB接收天線配置，例如在廣播通道 (BCH)中接收，並且由此為WTRU所知。不是所有的天線陣列群都需要發送資料到指定的WTRU。在這種情況下，將被使用的天線陣列群可以被半統計地（semi_ 098121860 表單編號A0101 第8頁/共42頁 0983281312-0 201001951

statistically)配置，或由訂別動態地進行選擇。該 WTRU可將其偏好的天線陣列群的索引以及對應的波束成形向量以信號進行發送。在該實例中，優選組的WTRU指示將成為網路的選擇，但是在網路選擇使用該指示的情況下’則WTRU需要支持該指示。這在例如來自天線組的通道品質差並且來自該天線組的傳輸將導致功率浪費的情況下是有益的。如果WTRU已經提供了足夠的資訊以通知網路對某些組的使用不會明顯增加特定W T R U的資源需求’則該網路將選擇不使用其可隨後用於另一WTRU的功率及/或無線電資源。訂肋指出優選的組的實例就是這種方法。也可以使用其他的方法，例如信號干擾比（SIR ) 或通道品符（CQI)之類的報告。或者，所有的功率可用於從所選擇的天線組進行發送。

在步驟520 ’公共參考信號（CRS)在保留的子載波上從網路基礎節點被接收，作為下行鏈路傳輸信號的一部分 ° CRS可以從一個組中的所有天線埠或從某些天線被發送。例如’每個天線組可以有一個CRS。此外，多個實體天線可以包括單一天線埠。由於需要保留更多的子載波，因此從每個天線發送CRS降低了頻譜效率。為了降低負擔 ’來自不同的天線埠的CRS可以在時間上進行多工。例如 ’來自天線1和2的CRS可以子訊框k被發送，而來自天線3 和4的CRS可以下一子訊框被發送。來自不同天線陣列群的CRS可以在頻率上及/或時間上進行多工。此外，可使用正交碼在相同的子載波上發送這些CRS。 WTRU在步驟53〇使用〇^估計通道矩陣111和112並在步驟 540選擇每個天線陣列群的優選的波束成形向量、優選的 098121860 表單編號A0101 第9頁/共42頁 0983281312-0 201001951 預編碼矩陣、秩指示符、CQ〗*/或優選的天線陣列群。在步驟550，對波束成形向量的選擇可以以21〇^ (M)位元回饋到eNB，其中Μ是正在使㈣碼薄較小/該碼薄的組成取決於天線陣列群中的天線數量。如果每一個天線陣列群包括不同數㈣天線，關每個天料列群必須使用不同的碼薄。由此，信令負擔變為1〇~ (Μ ) H〇g2 (Μζ)，其中^和、分別為用於第一和第二天線陣列群的碼薄的大小。或者’該碼薄可以包括祕陣或相輯，其中矩陣的每一行與將被用於對應的天線陣列群的波束成形向量相對應。酉矩陣的行相互正交_Ηϋ=Ι，其中耻示共婦置（conjugate transpose)運箅，而丨是單位矩陣。在該替代實施料巾，WTRUM_波束成形料的索引。該信令負擔為log2(N)，其中N是矩陣數量。如果該碼私括轉Η%]，職㈣排相樣重要且WTRU必須將該次相㈣發送、例如，在—個替代實把方式中’ Wi可用於第—天料列群，而在另-個替代實施方式中’'可用於第二天線陣列群。 098121860 在第二實施方式中，可以使用天線陣列群_的秩自適應以通過空間多卫增力4統容量或通過時空/頻率塊編碼增加鏈路可靠性。為了選擇合適的方法，m賊可以將秩指示符回饋給咖。如果秩指示大於卜則哪可以有效地使用具有預編碼的空間多工。預編碼被應用於資料流，由此x=Ps。在特定情況下，當p#於單位矩_，每個資料流/層經由對應的波束從對應的天線陣列群被發送。糸' 秩為1時，相同的資料流/層在波束上傳輸田第10頁/共42頁表單編號A0101 ® 1n ^ 田祅 0983281312-0 201001951 為1時，WTRU (或eNB )可以選擇天線組中的一個組（即天線組選擇）。優選的預編碼矩陣P也可以從WTRU被回饋給eNB。為了實現該目的，可以利用另一碼薄，並且WTRU從此碼薄中選擇適當的預編碼矩陣。這需要log2 (L)位元的額外信令負擔，其中L是該碼薄的大小。所發送的信號可寫作 x = WPs，其中W是用於波束成形的碼簿，而P用於預編碼。 P可用於進一步改善性能。例如，如果有四個天線組，則這類似於有四個天線埠。P可用於這四個天線埠上的最佳 jb。當秩為1時，eNB也可使用時空/頻率塊編碼及/或循環延遲分集（CDD )。例如，如果使用了基於A1 amout i的空頻編碼，則將被發送的符號可寫作

Xi 1 3*2, ί « 嗱 ~1 2 3 4 52 5I. 098121860 表單編號A0101 第11頁/共42頁 0983281312-0 1 等式（2) 2 其中X 表示在第η個子載波上從第m個天線組發送的符 3 in, η 4 號。在該實例中，所有的天線陣列群都用於傳輸。或者，當秩為1時，WTRU (或eNB)可選擇該天線組中的一個組（即天線組選擇）。 5 在第三實施方式中，藉由將預編碼與大的延遲CDD組合，可以改4預編碼性能。在該實例中，在不同的波束上以循環的方式發送來自不同的資料流/層的連續符號。例如 201001951 在子载波1上，層X1的符號從波束1傳輸，而層X的符號從波束2傳輪；在下—子触上，層V«從i束2 傳輸，而層X2的符號從波束1傳輪。這與層置換（per_ notation)類似。層置換涉及们肋傳輸技術，其中在多貧料流傳輸中❹的多空間通道被每-個資料流共用。以這樣的方式’諸如品質的平均通道條件對於每一個流而言平均相同。應當理解的是，在不同波束上傳輸的資料流/層不必是循環、連續或以任何特定方式組織的。採用大的延遲CDD，有效的預編碼可寫作P = P〇DU，其中p〇是預編碼矩陣，D是CDD矩陣’而職設置以支援大的延遲 CDD 〇對於兩個天線陣列群（對每一個f TRU該陣列群與最大流的數量相等）以及每一組的四個發射天數，可以重新利用這些矩陣： U = 1 0 0 e—㈣2 ’其中“i”表示子載波索引。或者，可以使用小的延遲CDD。與大的延遲CDD相反，小的延遲CDD不會導致層置換。當使用小的延遲CDD時， 098121860 表單編號A0101 第12頁/共42頁 0983281312-0 201001951

Di = i 0 0 e—_ w. —· ，其中<5是定義了延遲量的常數。僅在所有空間通道上連續傳輸來自一個資料層的符號也可以執行如上所論述的層置換。要注意的是，該符號可以是調變符號或單一或一組正交分頻多工（OFDM)符號在第四實施方式中，適當的SU-MIM0碼薄可用作波束成形碼薄以創建LTE系統中不同種類的ΜΙΜΟ技術的共通性。例 ::.. ... ..... 如，如果每個天線組包括四個天線且有兩個天線陣列群 ’則該SU-MIM0碼薄的適當部分（包括取決於碼薄結構的 4x2或2x4矩陣）可用作波束成形碼薄。也可使用這些碼簿的子集。

或者’可以使用與目前的LTE系統t使用的碼薄不同的碼薄，該碼薄包括酉矩陣人在另一替代實施方式中，使用來自秩-1碼薄的向量的線性組合，可使用目前的LTE系統的SU-MIM0秩-1碼薄作為用於設計較大秩碼薄元素的起始點《該碼薄也可以通過以來自秩_丨碼薄的正交向量的所有或某些可能的2組合創建酉或非西矩陣而被設計。該碼薄可以包括向量而非矩陣，並且相同的碼薄可以用於所有的天線陣闕。例如’針對每—個天線陣列群可以使用秩-1 SU-MIMG碼薄或該碼薄的子集。因此，對於 098121860 0983281312-0 表卓編唬A0101 第13頁/共42頁 201001951 量的索引。這需要m*log2⑻位元，其中m是天線陣列的數量而Μ疋碼薄的大小。例如，該碼薄可以取自快速傅立葉變換（FFT)矩陣中的向量中被創建。一個8χ8 FFT矩陣的前四列可用於創建用於具有人個波束成形向量的四個發射天線的此碼薄與由Mm矩陣組成的瑪薄等效。藉由使用所有可能的矩陣的子集可以降低信令負擔類似地，可使用目前的LTE系統的2 Tx 碼薄可用作預編碼矩陣p。的碼薄。可以對WTRU做出的預編碼器選擇進行校驗，或者可以顯式地以域發达所使㈣波束成形轉的索引或波束成形向里的索引。例如當eNB決定取代決定時，可以採用顯式令。顯式仏令也可以用於預编碼矩陣p。或者，可以使用專則S來以信號發送波束成祕量^每一個天線陣列群需要-個專用以。例如，專用RS可以在不同的子载波上進行多，或者該RS可以使肛交碼在相同的資源上進行多工。田使用專用RS時’已知的參考信號與波束成形向量相乘 ’且所得結果的每—元素從-個發射天線發送，即由於波束成形以同-方式應用於該以，因此該以通過與資料的相同的有效通道傳輸。或者，如果來自不同天線的通道的相位和振幅是相似的’則可以發送來自—個組中的一個天線或若干天線的專用RS。可以使用—個天線璋的所有實體天線’除了來自不同天㈣通道的相位和振幅相似時。 098121860 當使用頻率選擇波束成科，在控制通道中發送波束成形矩陣指示可能導致可變的㈣通道大小4 了克服這 0983281312-0 表單編號A0101 第14頁/共42頁 201001951 個問題，可以對該控制通道格式進行設計以支援最的控制通道大小。不同的專用RS可以用於每一個傳輸頻帶 ’在該傳輪頻帶上也可使用不同的波束成形向量。然後，可以向WTRU發送確認以確認WTRU選擇的波束成形向量。在一個寬頻波束成形實例中’相同的波束成形向量用於所有分配的資源塊組（RBG)。由此’可以使用控制通道或專用RS ^ r 第6圖是支持以分空多重存取（SDMA)模式傳輪到多使用者的第五實施方式的流程圖。在此實施方式中，每—個 WTRU的一個波束從每一個天線陣列群被發送。當多個WTRU在空間域中被多工時，需要考慮到與單使用者情況的相同設計問題。在MU-MIM0通信中，每一個 WTRU單獨地選擇波束成形/預编碼向量/矩陣、秩指示符、及/或優選的天線陣列，並且用CQI將該選擇以信號發送至eNB (步驟610)。eNB排程器接著配對（pair)

WTRU、使用所指示的波束戍飱/預編瑪向量/矩陣進行資料傳輸（步驟62〇) ’並且傳舍專用RS至每一個訂仙（步驟630 )。對WTRU的配對可以基於例如優選的波束成形矩陣、CQI、每一個WTRU所使用的功率或任何其他類似的因素。eNB還可以取代WTRU選擇並使用與所報告的波束成形向量不同的波束成形向量。WTRU選擇的波束可以被取代，例如用於降低對某些其他的WTRU的干擾。傳輸到每一個WTRU的專用RS可以是正交的。

根據此方法，對於通信’由於存在干擾WTRU而導致的下行鏈路控制信令與在單使用者情況中不同。eNB 可以選擇是否以信號發送用於干擾^^肋的波束成形矩陣 098121860 表單編號A0101 第15頁/共42頁 0983281312-0 201001951 。該選擇可以基於例如降低負擔信令的需要，其中該eNB 可以不發送關於MU-MIM0波束的所有資訊到所有的WTRU 。如果用於干擾WTRU的波束成形矩陣以信號被發送，則該WTRU可以嘗試經由適當的接收處理而降低干擾。適當的接收處理的一個實例可以是多使用者檢測。 eNB可以在不同的（不連續）頻帶上可能配對不同的WTRU ，並且使用所指示的波束成形矩陣進行資料傳輸。如果不同的波束成形矩陣用於這些WTRU，則以信號發送干擾波束成形矩陣可能導致大的負擔。在這種情況下，可以基於設計偏好而具有若干選擇。首先，可以不以信號發送干擾波束成形矩陣。其次，該eNB可以在整個頻帶上配對相同的兩個WTRU並針對干擾以信號發送僅一個波束成形矩陣。再次，該eNB可以以信號發送所有的干擾波束成形矩陣。最後，用於干擾WTRU的波束成形向量可以用專用RS以信號進行發送。例如，如果正交RS用於兩個不同的WTRU，貝丨J 一個WTRU可以使用若干檢測機制（例如最小均方差估計-連續干擾消除（MMSE-SIC)技術）而嘗試估計其他WTRU的RS ° 如果該干擾未在控制通道中或利用正交RS以信號被發送，貝UMU-MIM0操作對於WTRU來說是透明的。CQI計算也可以考慮干擾WTRU的存在。這些技術也可應用於多胞元 ΜΙΜΟ，其中每一個天線陣列群可以屬於不同的eNB。第7圖是採用不基於碼薄的波束成形的第六實施方式的流程圖。在該用於執行波束成形的不基於碼薄的方法中，確定和使用對通道的長期統計的估計。在此實例中，在 eNB處不需要波束成形碼薄。該eNB從上行鏈路傳輸估計 098121860 表單編號A0101 第16頁/共42頁 0983281312-0 通道的相關性（步驟71 Ο )。例如，該eNB估計 = e(h}I Η 和心=«1/2) 。因此，使用與最大的特徵值對應的相關矩陣的特徵向量作為波束成形向量wi和w2。當使用不基於碼薄的波束成形方法時，使用專用RS以信號發送波束成形向量（步驟720 )。這可以藉由在特定的子載波上從該兩個天線陣列群發送w/i和w2p2來實現，其中^>1和口2是已知的RS。如果來自不同天線的通道的相位和振幅相似，則從一個組中的一個天線或若干個天線發送專用RS也是可能的。來自不同天線組的專用RS可以通過使用分頻多工（FDM) 、分碼多工（CDM )、或分時多工（TDM )或這幾者的組合在OFDM符號上進行多工（步驟830 )。使用FDM，不同的RS在不同的子載波上被傳輸。使用CDM，不同的RS使用正交擴頻碼在相同的子載波上被傳輸。如果參考信號卩1 和卩2已經是正交的，則也可以使用擴頻。使用TDM，不同的RS在不同的子載波上被傳輸。該RS在（頻率、時間、編碼）域中的位置被預先確定，並且對於WTRU和eNB兩者都是已知的。如果還使用了預編碼，則合適的P可以藉由eNB計算或由 WTRU回饋給該eNB。如果eNB計算該P，則該P可以被包含表單編號A0101 第17頁/共42頁 098Σ 201001951 在有效通這中並在專職中以信號被發送。如果打抓從碼薄中選擇了適當的P，則除了在通道是從專用RS中估計的情況之外，過程與上述的相同。可以假設計算出的特徵向量代表有效通道，即，其中是第“固相關矩陣的特徵向量。由此，'和、也可以根據-些最佳的標準（例如每波束的最大SINR、或每波束的MMSE等）來進行設計。當如上所述使用基於碼薄的波束成形時，也可以採用使用專用以的方法。虽支援多使用者時，可以對波束梃形向量逭行設計以最小化使用者間干擾。例如，可以使用基於迫零方法以消除使用者間干擾。舉例來說，WTRU 2的有效通道可以表示為

Hei = [v|| 和

He2 ― [v2j V22] 。其中表示從第i個天線組到第】個打汕的通道矩陣的相關性的特徵向量。這允許使用塊對角線化的方法來設計波束成 098121860 表單編號A0101 第18頁/共42頁 0983281312-0 201001951 T陣。該波束成形矩陣-旦被計算，就可以採用專用 Γ信號進行料。#針料束絲切w時，該可以選擇是否以信號發送干擾wm的波束成形矩陣。 =，可以使用具有波束成形的控制通道傳輸和空間/頻率塊蝙碼，以使得mu估計長期通道统計並回饋通道相 _陣的特徵向量。在該替代方法中，使用了通道量化碼薄’並且剩下的過程與上述的類似。 C 在目前的LTE體系結構中，控制資料在整個頻帶上被交錯以實現分集。此外，還應用了空間/頻率編碼以改善鏈路可靠性。當存在_緊《天、㈣’同樣可叫用波束成形以使用天線陣列群來發送控制通道資料。第8圖是用於波束成形控制資料的示例性系統的功能性流程圖。舉例來說，首先對控制資料810進行處理，由此在控制通道處理器820處應用交錯和時空/頻率编碼。接著，每一 1；個輸出流分別與對應的波束成形向量*1 830和*2 840相乘。如果該波束成形向量不可靠，則eNB選擇不應用任何波束成形加權。在此實例中，控制資料從每一個天線陣列群850中的一個或多個天線琿被發送。公共“也從這些天線埠被發送以用於控制通道解碼。控制資訊可以在不同的OFDM符號集合上進行傳輸並且對於所有WTRU來說是可讀的，由此公共RS可用作用於控制的解調參考。如果使用了基於碼簿的波束成形，則同樣選擇的波束成形向量也用於控制通道。控制資料在傳統資料之前被傳輸。前三個0FDM符號可用於傳輸控制資料。由此，為了 098121860 表單編號A0101 0983281312-0 第19頁/共42頁 201001951 防止解碼延遲，專用RS在資料之前被傳輸，以使得wtRU 可以估計有效通道並解碼控制資料。當僅資料被波束成形時，專用RS在被分配至WTRU的RB上傳輪，使得WTRU知道在何處尋找該專用RS。因為當使用不基於碼簿的波束成形時，控制資料在整個頻帶上擴頻，因此WTRU不知道何處尋找專用RS。在第一個實例中，專用Μ的位置是固定的，並且WTRU嘗試每一個RS，直到對控制通道的解碼成功。該方法導致了控制通道解碼所需的盲目檢測的數量增加。在第二個實例中，專用RS的位置是固定的，並且該eNB採用較高層信令向WTRU通知專用防的位:置。在第三雜實例中，專用 RS的位置是固定的’並且存在:到專用“的位置的隱式映 .. ... ..- . 射。在第四個實例中’初始傳輸的控制資料未被預編碼 ’並且專用RS在資料區塊中被傳輸。該WTRU從專用RS中計算波束成形向量。然後，在連續傳輸期間，相同的波束成形向量還用於對控制資料進行預編碼。實施例 1. 一種使用天線組來進行波束成形的方法，該方法包括對多個資料流進行預編碼；將每一個預編碼後的資料流提供給多個天線陣列群中的 -個天線陣列群’其中該預編碼後的資料流分別被波束成形8 2. 如實施例1所述的方法，其中該波束成形包括從碼薄中選擇波束成形向量，其中該碼薄包括—個或多個波束成形向量。 098121860 表單編號A0101 第20頁/共42頁 0983281312-0 201001951 3. 如實施例1或2所述的方法，該方法更包括：接收最佳向量的指示以選擇波束成形向量。 4. 如前述實施例中任一項實施例所述的方法，其中所選擇的波束成形向量用於資料傳輸。 5. 如實施例2-4中任一項實施例所述的方法，其中對該波束成形向量進行選擇，由此信號干擾雜訊比（sinr『被最大化。

6. 如實施例2-4中任一項實施例所述的方法，其中該碼薄包括秩-1向量，其中每一個向量的維數是（Νχΐ)，其中Τ是發射天線的數量。 7. 如實施例2-6中任一項實施例所述的方法，該方法包括：在預留的子載波上從天線埠發送公共參考信號（Μ)。 8. 如實施例2-7中任一項實施例所述的方法，該方法更包括：：·. . 以信號發送天線配置。

9. 如實施例8所述的方法，其辱該夫線配置在廣播通道中以信號被發送。 1 0.如實施例2 - 9中任一項實施例所述的方法，該方法更包括：選擇該多個天線組中的一個或多個天線組來傳輸資料。 11. 如實施例1 0所述的方法，該方法更包括：接收將被選擇的天線組的指示。 12. 如實施例11所述的方法，其中該指示是該天線陣列群以及對應的波束成形向量的索引。 098121860 1 3.如實把例6 -1 2中任一項實施例所述的方法，其中無表單編號Α0101 第21頁/共42頁 0983281312-0 201001951 接收單元使用公挪估計通道並W每-個天線陣列群的最佳波束成形向量。 14二如實施例6-13中任1實施例所述的方碼薄包括：，、？°亥非酉矩陣’其中矩陣的每一行與將被用於對應 '線陣列群的波束成形向量相對應。 15.如實施例14所述的方法，其中接收到的指示僅是該波束成形矩陣的索引。 16·如實_14和15中任—項實施觸述的方法，該方法更包括：接收對該矩陣的行的排序。 Π.如實施例6-16中任一項實施例所述的方法，該方法更包括：接收用於選擇空間R或時空頻率塊編碼的秩指示符。 18. 如實施例17所述的方法，其中，當該秩指示符大於工時，使用具有預編碼的空間多工。 19. 如實施例17或18所述的方法，該方法更包括：接收優選的預編碼矩陣P的指示。 20. 如實施例19所述的方法，其中該優選的預編碼的矩陣是從包括-個或多個制碼料的職碼碼薄中選擇〇 21·如實施例17所述的方法，其中，當該秩指示符為㈣，選擇時空/頻率塊編碼。 22. 如實施例6-21中任—項實施例所述的方法，其中預編碼與大循環延遲分集（Cdd)組合。 23. 如實施例2-22中任—項實施例所述的方法，其中在下行鏈路中以信號發送所使用的波束成形向量的索引。 098121860 0983281312-0 表單編號A0101 第22頁/共42頁 201001951 24. 如實施例23所述的方法，其中以信號發送的索引校驗接收到的優選的預編碼。 25. 如實施例23所述的方法，其中以信號發送的索引顯式地識別所使用的波束成形矩陣或該波束成形向量的索引。 26. 如實施例23所述的方法，其中使用專用參考信號來以信號發送該波束成形向量。 27. 如實施例23所述的方法，該方法更包括：發送確認以確認所選擇的波束成形向量與接收到的優選的波束成形向量相同。 2 8.如前述實施例中任一項實施例所述的方法，其中支援單使用者多輸入多輸出（SU ΜΙΜΟ)通信。 29.如實施例2-27中任一項實施例所述的方法，其中支援多使用者ΜΙΜΟ通信。 3 0.如實施例2 9所述的方法，該方法更包括：從多個WTRU中的每一個WTRU接收優選的波束成形/預編碼矩陣或波束成形/預編碼向量。 31. 如實施例30所述的方法，該方法更包括：從每一個WTRU接收通道品質指示（CQI)。 32. 如實施例31所述的方法，該方法更包括：對該W T R U進行配對並選擇該波束成形/預編碼矩陣或向量以進行資料傳輸。 33. 如實施例32所述的方法，其中選擇所指示的波束成形/預編碼矩陣或向量。 34. 如實施例32所述的方法，其中選擇不同的波束成形/ 預編碼向量或矩陣。 098121860 表單編號A0101 第23頁/共42頁 0983281312-0 201001951 35.如實施例3 1-34中杠 ^ ^ —項貫施例所述的方法，盆用於干擾WTRU的波束成形 ”中信號被發送。 &扁碼向置能夠使用專用咖 36.如實施例1所述的方法，該方法更包括：估計上行鏈路傳輸的通__性。 37.如實施例36所述的方法長期統計。其中該估計使用該通道的认如實施觸或37所述的方法，其中使用與最大特徵值對應的相關矩陣的特徵向量作為波束成形向量。 39‘如實施例36 — 38中任-項實施例所述的方法，立中未使用碼薄。 .^ ... . ：!：：. 後如實施例36-39中任—項實施例所述的方法盆中使用專用參考信號來以信號發送該波束翁向量/、 41‘如實施例40所述的方法，其中使用分頻多工（F抑 ) '分碼多工（⑽）或分時多工（TDM)在正交分頻多工k號上對來自不同天線組的專用參考信號進行多工。 42. 如實施例41所述的方法，其中針對FDMA在不同的子載波上傳輸不同的RS。 43. 如實施例41所述的方法，其中使用CDM的正交擴頻碼在相同的子載波上傳輸不同的RS。 44. 如實施例41所述的方法，其中針對TDM在不同的子載波上傳輸不同的RS。 45. 如實施例41 -44中任一項實施例所述的方法，其中該RS在頻時域或碼域中的位置是已知的。，該方 0983281312-0 46. 如實施例41 -45中任一項實施例所述的方法法更包括： 098121860 表單編號A0101 第24頁/共42頁 201001951 在使用預編碼的條件下，計算合適的預編碼矩陣。 47. 如實施例41-45中任一項實施例所述的方法，該方法更包括：接收優選的預編碼矩陣的指示。 48. 如實施例46和47中任一項實施例所述的方法，其中所選擇的預編碼矩陣被包括在有效通道中並在專用RS中以信號被發送。 49. 如實施例2所述的方法，該方法更包括：使用估計的長期通道統計來接收通道相關矩陣的特徵向量。 50. 如實施例49所述的方法，其中該特徵向量用於從通道量化碼簿中選擇該波束成形向量。 51. 如實施例49或50所述的方法，其中該長期通道統計以及該通道相關矩陣的特徵向量由WTRU進行回饋。 52. 如實施例1-51中任一項實施例所述的方法，其中該天線陣列群發送控制資料。 53. 如實施例52所述的方法，其中該控制資料以所應用的時空頻率編碼進行交錯。 5 4.如實施例5 3所述的方法，其中經處理的控制資料的輸出流與對應的波束成形向量相乘。 55. —種在演進型節點B (eNB)處使用天線組進行波束成形的方法，該方法包括：對多個資料流進行預編碼；對該多資料流中的各資料流進行波束成形；以及將每一個波束成形後的資料流提供給多個天線陣列群中的一個天線陣列群。 098121860 表單編號A0101 第25頁/共42頁 0983281312-0 201001951 =如實施例55所述的方法，其中該多個波束成形後的 ―貝料流用於單—無線發射/接收u(WTRU)。 57. 如實施例55所述的方法，其中該波束成形包括從碼薄中選擇波束成形向量，其中該碼薄包括-或多個可能的波束成形向量。 58. 如實施例.57中任-項實施例所述的方法，該方法更包括：接收用於轉波束絲向量的最佳向量的指示。 59.如實施例57所述的方法，其中所選擇的波束成形向量用於資料傳輸。 6〇·如實施例57所述的方法，其中選雜^ ’由此信號干擾雜訊比（SI朋）被最大化。 61.如實施例55-60中任一項實施例所述的方法，該方法更包括：通道品質指示符接收預編碼指示、信號干擾比（SJR) (CQI )、或秩指示符。 62.如實施例55_61中任一項實施例所述的方法，該方法更包括：從該多個天線陣列群中的至少—天線陣列群發送天線配 63. 如實施例62所述的方法，其中該多個天線陣列群中的至少一天線陣列群被半統計地配置。 64. 一種在無線發射/接收單元（mu)處使用天線組進行波束成形的方法，該方法包括：接收公共參考㈣（RS)和天線配置；基於該天線配置對通道進行估計 098121860 表單編號Α0Ι0Ι 第26頁/共42頁 0983281312-0 201001951 確定用於多個天線陣列群的波束成形向量；以及發送該波束成形向量。 6 5.如實施例6 4所述的方法，其中在該多個天線陣列群中的各天線陣列群包括不同數量的天線的情況下，使用用於該多個天線陣列群中的各天線陣列群的不同碼簿來執行通道估計。 6 6.如實施例6 4或6 5所述的方法，其中優選的天線陣列群的索引與該波束成形向量一起被發送。 67. 如實施例64所述的方法，該方法更包括： Γ 發送預編碼指示、信號干擾比（SIR)、通道品質指示符 (C Q, I )、或秩指示符。 68. —種演進型節點B(eNB)，該eNB包括：處理器，該處理器被配置用於對多個資料流進行預編碼、對該多個資料流中的個資料流進行波束成形、以及將每一個波束成形後的資料流提供給多個天線陣列群中的一個天線陣列群；以及

發射器，該發射器被配置用於從該多個天線陣列群中的至少一天線陣列群發送天線配置。 69. 如實施例68所述的eNB，該eNB更包括：接收器，該接收器被配置用於接收預編碼指示、信號干擾比（SIR)、通道品質指示符（CQI)、或秩指示符。 70. 一種無線發射/接收單元（WTRU)，該WTRU包括：接收器，該接收器被配置用於接收天線配置；處理器，該處理器被配置用於基於該天線配置對通道進行估計，並且確定用於多個天線陣列群的波束成形向量 ;以及 098121860 表單編號A0101 第27頁/共42頁 0983281312-0 201001951 發射器，該發射器被配置用於發送該波束成形向量。 71. 如實施例70所述的WTRU，其中該處理器被配置用於在該多個天線陣列群中的各天線陣列群包括不同數量的天線的情況下，使用用於該多個天線陣列群中的各天線陣列群的不同的碼簿對通道進行估計。 72. 如實施例70或71所述的WTRU，其中該發射器更被配置用於發送預編碼指示、信號干擾比（SIR)、通道品質指示符（C QI )、或秩指示符。 73. 如實施例70-72中任一項實施例所述的WTRU，其中該處理器被配置用於對來自該多個天線陣列群中的各天線陣列群的通道進行估計、基於該估計對各天線陣列群選擇一個波束成形向量、選擇傳輸秩、以及確定通道品質指示符（CQI)，並且其中該發射器被配置用於發送該波束成形向量、傳輸秩以及CQI。 74. 如實施例70-72中任一項實施例所述的WTRU，其中該處理器被配置用於對來自該多個天線陣列群的各天線陣列群的通道進行估計、基於該估計為各天線陣列群選擇一個波束成形矩陣、選擇傳輸秩、以及確定通道品質指示符（CQI)，並且其中該發射器被配置用於發送該波束成形矩陣、傳輸秩以及CQI。雖然本發明的特徵和元件以特定的組合在以上進行了描述，但每個特徵或元件可以在沒有其他特徵和元件的情況下單獨使用，或在與或不與本發明的其他特徵和元件組合的各種情況下使用。本發明提供的方法或流程圖可以在由通用電腦或處理器執行的電腦程式、軟體或韌體中實施，其中所述電腦程式、軟體或韌體是以有形的方 098121860 表單編號A0101 第28頁/共42頁 0983281312-0 201001951 式包含在電腦可讀健存媒體中，關於電腦可讀儲存媒體的實例包括唯讀記憶體（)、隨機存取記憶體（RAM )、暫存器、快取記憶體、半導體記憶裝置、内部硬碟和可移動磁片之類的磁性媒體、磁光媒體以及⑶^^⑽碟片和數位多功能光碟（DVD)之類的光學媒體。舉例來說，適當的處理器包括：通用處理器、專用處理器、傳統處理器、數位信號處理器（DSp)、多個微處理器、與DSP核心相關聯的一或多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路（“1(：) '現場可編程閘陣列（ FPGA)電路、其他任何一種積體電路（Ic)及/或狀態機〇 :!十. *：：：* *! ... . 丨. 與軟體相關的處理器可用於實現射頻收發器，以便在無 ... ：線發射接收單元（WTRU)、使用者設備（UE)、終端、基地台、無線電網路控制器或是任何一種主機電腦中加以使用。WTRU可以與採用硬體及/或軟體形式實施的模組結合使用，例如相機、攝雜機模組、視訊電話、揚聲器電話、振動裝置、揚聲器、¥克風、電視收發器、免持耳機、鍵盤、藍芽®模組、調頻（FM )無線電單元、液晶顯示器（LCD)顯示單元、有機發光二極體（0LED )顯示單元、數位音樂播放器、媒體播放器、視訊遊戲機模組、網際網路瀏覽器及/或任何〆種無線區域網路（ WLAN)模組或無線超寬頻模組。【圖式簡單說明】 [0005] 結合所附圖式，從以下以實施例給出的描述中可以更詳細地瞭解本發明，其中：第1圖是支持使用天線陣列群的單使用者（SU )和多使用 098121860 表單編號 A0101 第 29 頁/共 42 頁 0983281312-0 201001951 者（MU)波束成形的無線通信系統的示意圖；第2圖是第1圖中無線通信系統的無線發射/接收單元（ WTRU)和演進型節點B (eNB)的功能性方塊圖；第3圖是支持使用天線陣列群的單使用者和多使用者波束成形的體系結構方案的示意圖；第4圖是具有兩個天線陣列群的eNB的功能性流程圖；第5圖是波束成形方法的流程圖；第6圖是以分空多重存取（SDMA)模式發送至多使用者的方法的流程圖；第7圖是採用不基於碼薄的波束成形的方法的流程圖·，以及 :：.： ..... .. : 第8圖是用於波束成形控制資料的示摘系統的功能性流程圖。【主要元件符號說明】 [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] 100 無線通信系統 110' 370 ' 380 ' WTRU 無線發射/接收單元

120 > eNB 演進型節點B 13 0' MME/S-GW 移動性管理實體/服務閘道 200 示例方塊圖 218、310 天線 221 電池 300 體系結構 320 距離 098121860 表單編號A0101 第30頁/共42頁 0983281312-0 201001951 [0015] 330 ' 340 1 波束 [0016] 400 處理器 [0017] E-UTRAN 演進型通用 [0018] SI、S2 貢料流 [0019] XI > X2 流 [0020] RS 參考信號 [0021] CQI 通道品質指示符 [0022] FDM 分頻多工 [0023] CDM 分碼多工 [0024] TDM 分時多工 [0025] OFDM 正交分頻多工 l. 098121860 表單編號A0101 第31頁/共42頁 0983281312-0

Claims

201001951 七、申請專利範圍： 1 . 一種在演進型節點B(eNB)處使用天線組進行波束成形的方法，該方法包括：對多個資料流進行預編碼；對該多個資料流的各資料流進行波束成形，其中該波束成形包括從-瑪薄中選擇一波束成形向量，由此為各天線陣列群選擇一個波束成形向量；將該多個波束成形後的資料流中的各波束成形後的資料流提供給多個天線_群巾的—個天線陣列群；以及從該多個天線陣列群中的至少一天線陣列群發送一天線配置。：："：；： ... :. 2 ·如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多個波束成形後的資料流用於-單—無線發射/接收單元（wtru)。 3 · T申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多個波束成形後的資料流用於不_無線發射/接收單S(mu)。 4. I申請專利範圍第1項所述的方法’其中該波束成形包括 Γ 選擇—波束成形料，μ錢束成形矩陣中 =-列被用作每—天線陣列群的一波。 =專利範圍第1項所述的方法，該方一不 ^於選擇-波束成形向量的_優選向量H .如申請專利範圍第丨項所述方 m 町万法，该方法更包括： 7如Γ主一波束成形矩陣的—優選矩陣的一指示 .如申知專利範圍第i項所述拯妝夂工ώ ，去该方法更包括：接收母一天線組的-波束成形向量索引索引、-預編碼矩陣索引、索弓卜-波束成形矩陣秩私不符、或一通道品質指 098121860 表單編號Α0101 第32頁/共42頁 201001951 示符（CQI)中的至少一者。如申咕專利範圍第1項所述的方法，該方法更包括：、循衣的方式在不同的波束上發送來自該多個資料流的多個符號’其中該多個符號包括一調變符號、一正交分頻夕工（0FDM)符號、或—時槽中的至少一者。 9 ·如申请專利範圍第j項所述的方法，其中該多個天線陣列群中的至少-天線陣列群被半統計地配置以用於資料傳輸 10 11 . 12 . 13 098121860 一種在無線發射/接收單元（WTRU)處使用天線組進行波束成形的方法’該方法包括：接收一公共參考信號（CRS)和-天線配置；基於該CRS和天線配置對通道進行估計；選擇用於多個天線陣列群的波束成形向量，其中在該多個天線陣列射的各天⑽麟包括不驗量的天線的情況下’使用用於該多個天線陣列群巾的各天線陣麟的不同的碼薄來執行對該波束成形向量的選擇，以及發送該波束成形向量的一索引：。: 如申請專利範圍第W項所法，其中_優選的天線陣列群的-索引與該波束成形向量的索引—起被發送。如申請專利範圍第1〇項所述的方法，該方法更包括：發送每-天線組的-波束成形向量索引、—波束成形矩陣索引、一預編碼矩陣索引、一秩指示符、或一通道品質指示符（CQI )中的至少一者。一種演進型節點B(eNB)，該eNB包括：一處理器’該處㈣被配置肢❹個f料流進行預編碼、對該多個資料流的各資料流進行波束成形由此為每一天表單編號A0101 第33頁/共42頁 201001951 14 15 16 17 . 098121860 線陣列群選擇—個波束成形向量、以及將每一個波束成形後的資料流提供給多個天線陣列群中的一個天線陣列群；以及一發射器，該發射器被配置用於從該多個天線陣列群中的至少一天線陣列群發送一天線配置。申。η專利範圍第} 3項所述的娜，其中該發射器被配置用於以-循環的方式在不同的波束上發送來自該多個資料流的連續符號。如申叫專利範圍第1 3項所述的eNB，該』^更包括：一接收器，該接收器被配置用於接收每一天線組的一波束成形向里索引、一波束成形矩陣索引、一預編瑪矩陣索引、一秩指不符、或一通道品質指示符(CQI) *的至少一者。一種無線發射/接收單元（WTRU)，該WTRU包括：一接收器，該接收器被配置用於接收一天線配置；一處理，該處理器被配置用於基於該天線配置對通道進行估計’且在多個天線陣麟巾的各天料解包括不同數量的天線的情況下，使㈣於該多個天線陣列群中的各天線陣列群的-不同的碼薄來選擇用於該多個天線陣列群的波束成形向量；以及一發射器，該發射器被配置用於發送該波束成形向量的一索引。如申請專利範圍第16項所述_TRU，其中該處理器被配置用於在該多個天線陣列群中的各天線陣列群包括不同數量的天線的情況下，使用用於該多個天線陣列群中的各天線陣列群的一不同的碼薄來選擇該波束成形向量。表單編號A0101 第34頁/共42頁 0983281312-0 201001951 】8. Μ料職㈣16韻料_„，其 ^用於發緣㈣—Μ咖州束成形矩陣索引、一預編碼矩陣索引、—_示符n 道°0質指示符（CQI)中的至少一者。 19 .如巾請專利範_6項所述的侧，其巾該處理器被配置用於對來自該多個天線陣列群中的各天線陣列群的通道進行估&十、基於該估計而為每一天線陣列群選擇一個波束成开/向量選擇―傳輸秩、以及確定_通道品質指示符（ CQi)，ϋ且其中該發射器被配置用於#送該波束成形向量、該傳輸秩以及該CQI。 2〇 .如申請專利範圍第16項所述的”別，其中該處理器被配置用於對來自該多個天線陣列群中的各天線^列群的通道；進行估計、基於該估計為每一天線陣列群選擇一個波束成形矩陣、選擇一傳輸秩、以及確定一通道品質指示符（ CQi)，並且其中該發射器被配置用於發送該波束成形矩陣、該傳輸秩以及該CQI。 098121860 表單編號A0101 第35頁/共42頁 0983281312-0