CN103918193B - 用于无线通信系统中的发射方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，所述方法包括以下步骤：估计至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息（R‑CSI），所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R‑CSI）的指示发送到所述至少一个发射节点；以及使用所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R‑CSI）将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到至少一个接收天线端口。此外，本发明还涉及一种在接收节点中的方法、一种在发射节点中的方法、一种计算机程序、一种计算机程序产品、一种接收节点装置、一种发射节点装置，以及包括这些装置的一种无线通信系统。

Description

用于无线通信系统中的发射方法

技术领域

本发明涉及一种用于无线通信系统中的发射方法。此外，本发明还涉及一种在接收节点中的方法、一种在发射节点中的方法、一种计算机程序、一种计算机程序产品、一种接收节点装置、一种发射节点装置，以及包括这些装置的一种无线通信系统。

背景技术

图1展示与在使用若干发射天线端口的3GPP长期演进（LTE）版本8/9/10通信系统中使用线性预编码进行下行链路（DL）发射相关的框图。图1中的天线端口是进入对应的分开的天线系统的基带输入。天线系统由连接到一个或多个天线元件的RF链组成，这些天线元件共同产生希望的电磁辐射方向图。如果存在一个以上发射天线端口和一个以上接收天线端口，那么通常将发射分类为多输入多输出（MIMO）发射。每一发射天线端口与每一接收天线端口之间的对应无线电传播路径联合地界定一个传播信道，并且如果存在一个以上发射天线端口和一个以上接收天线端口，那么所述传播信道称为MIMO传播信道。

如图1中所示部署了若干发射天线端口的无线通信系统还包括其它重要的发射元件，例如发射线性预编码器等等。发射线性预编码的目的是对瞬时MIMO信道实现进行匹配，即，对每一发射天线端口与每一接收天线端口之间的瞬时传播衰减系数进行匹配。在对应的接收线性预编码之后，在所有接收天线端口处从所有发射天线端口接收的所有信号以最佳方式相干地组合，以便使接收信息吞吐量最大化。各种线性预编码方案的实例可参见IEEE802.16-2005和LTE版本8/9/10标准。

此外，取决于在发射器处可用的MIMO信道信息的可用性，可以将通信系统分类为采用闭环或开环预编码。

为了对下行链路执行闭环预编码，用户设备（UE）中的接收器必须估计对应的下行链路信道，并且将估计的信道信息报告给eNB。为了减少直接报告经量化的估计信道的开销，定义了由大致表示真实信道的若干预编码矩阵组成的一组码簿。UE使用估计信道的知识来从该组预定义码簿中选择适当的预编码器，其中每一码簿对应于一个不同的发射秩，即，将在不同天线端口上发射的串或向量的数目。最适当的预编码器的选择是通过针对所有码簿中的每一个预定义的预编码矩阵计算估计信道质量信息（CQI）来完成。产生最佳CQI的预编码器的索引通常表示为预编码矩阵指示符（PMI），连同PMI所属的码簿的秩一起发射到eNB。秩、PMI和CQI通常联合地表示为信道状态信息（CSI）。

来自不同的活动UE的CSI在eNB中用来选择在首个下一可用发射时间间隔中将服务（调度）的最适当的UE。除此之外，CSI还在eNB处用作参考，用来确定到所选择的将服务的UE的最佳发射和预编码参数。

举例来说，LTE版本8标准使用四个码簿，对于4个发射天线端口总共含有64个矩阵，以及在1到4之间的不同的秩。因此，UE可以反馈适当的预编码器以使用仅6个信息位而不是大量的信道量化位来表示估计的DL信道。码簿是针对某些信道天线系统配置而设计和优化，且因此是针对某些传播环境而设计和优化。举例来说，LTE版本8的码簿是采用协同定位的发射天线端口来设计的。协同定位的发射天线端口产生从不同天线端口朝向UE的接收天线端口的功率平衡传播路径。

另一个线性预编码方案称为开环预编码，即，与信道无关的预编码。闭环与开环方案之间的主要差异在于，在开环方案中，使用的预编码矩阵是预定义的，且不存在预编码矩阵选择。由于eNB和UE都知道预定义的预编码矩阵，因此UE仅将CQI和选定的秩反馈给eNB。

而且，通信系统可支持下行链路中的各种参考信号（RS）以促进信道估计、相干解调和CSI反馈的计算。参考信号是使用在接收器处预先知道的调制（信息）符号产生的信号。对于LTE版本8/9/10下行链路，存在不同类型的参考信号：

-CSI参考信号（CSI-RS），专门用于测量目的，包含下行链路信道估计和计算希望的UE的CSI反馈。CSI-RS是UE特定的；

-解调（DM）参考信号（DM-RS），发送到指定经调度的UE且用于解调来自eNB的下行链路发射。DM-RS是UE特定的；

-共用参考信号（C-RS），用于测量和数据解调。C-RS是小区特定的。

共用参考信号主要用于版本8/9系统。对于版本10系统，已经介绍了用于解调和测量的分开的参考信号，即，DM-RS和CSI-RS。如上文提到，DM-RS和CSI-RS参考信号是用户特定的，即，它们对应于与一个特定用户相关的发射，例如与一个UE相关的发射，且因此可分类为用户信息。数据发射也可视为用户信息，因为它特定针对一个特定用户。

实际上，天线端口可能因为例如满足不同类型的部署等不同原因而在一个位点中彼此分开定位，从而产生所谓的地理上分离或分布式天线。用于室内使用的分布式天线系统是通常是通过在不同位置部署许多天线来确保一个区域上的小区覆盖范围的情形的经典实例。地理上分离的天线的部署的一个实例是将它们以交错方式定位，如图2所示。

地理上分离的天线端口的另一实例可参见协调多点发射（CoMP）发射系统。这些系统的一个实例是将基站射频部分实施为大量地理上分离的无线电资源单元（RRU），这些无线电资源单元连接到一个共用且可能地理上分离的基带处理单元。

实现空间多路复用的LTE MIMO系统和相关码簿基本上是基于协同定位的发射天线端口配置或基于在传播路径之间不存在平均功率失配的假设来设计的。对于接收天线端口在接收功率方面得到良好平衡的这种情形，可以预期与对应预编码器的使用且因此与令人满意的吞吐量相关的相当大的MIMO增益。

然而，在地理上分离的发射天线端口部署的情况下，靠近一个发射天线端口且远离其它发射天线端口的接收天线端口经历来自不同发射天线端口的接收信号功率的很大差异。

已经显示，在MIMO信道上发射的信号的接收功率不平衡导致了秩减少，即，在接收器处观察到的MIMO信道的正交传播路径的数目减少。因此，在所述情况下秩1（或大体上低秩）将更有可能报告和发射，即使靠近一个天线的接收信号功率相当高，与协同定位的天线方案相比，这也将减少吞吐量。

在下文中展示这种不平衡如何影响系统。与接收天线端口处的功率不平衡相关的吞吐量损失的百分比已得到模拟且在图3中示出。在关于两个发射天线端口和两个接收天线端口的这些模拟中，在发射器侧在第二发射天线端口上应用10dB的功率衰减。在此图中绘出与这种不平衡相关的吞吐量损失。即使对于非常高的信噪比（SNR）值，由于这种失配，也存在高达48%的相当大的吞吐量损失。

存在与信道容量严格相关且因此与吞吐量严格相关的称为条件数（CN）的理论值，它定义为HH^H的特征值之间的不平衡，其中H表示传播信道矩阵且(.)^H表示所述矩阵的转置共轭。在其它项中：

$\mathrm{CN}=10\×{\log }_{10}\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_{\max }}{{\mathrm{\λ}}_{\min }}\right),$

其中λ_max和λ_min分别是矩阵HH^H的最大和最小特征值。为了利用使用预编码器的空间多路复用模式的可能，条件数值实际上不应当太高（例如，大于15dB）。条件数的高值代表了秩不足、即非满秩的信道矩阵。除了条件数之外，SNR对于实现良好吞吐量也至关重要。

传播信道的精确特征化是作为传播信道的有效特征值的数目来获得的。与2x2典型城市（TU）信道的有效特征值的数目相关的分布概率在图4中绘出。

实际上，从UE报告的秩不是使用单数值分解来测量的，而是使用考虑对应预编码器的预期最大可实现吞吐量来测量。在图5中在没有接收功率（Rx）不平衡的情况下展示来自UE的所报告秩，且在图6中在对应地存在Rx功率不平衡的情况下展示来自UE的所报告秩。

从提到的图中可以得出结论，当存在10dB的天线增益不平衡时，即使对于非常高的SNR值，在所有时间几乎都报告秩1，见图6。由于大部分时间都选择秩1，因此与不存在功率不平衡且一直报告秩2的情况相比，吞吐量受到严重影响。

在现实部署中，存在若干类型的缺陷，这可导致产生不平衡传播条件的与天线阵列相关联的失配，例如由于物理天线系统结构（即，间距）带来的失配或由于在用于每一天线端口的发射/接收链中使用的硬件元件带来的失配。另一类型的失配包括因为受到手握移动终端影响而导致的失配。因此，失配会导致功率不平衡，这会严重影响通信系统的吞吐量。

现有技术解决方案使用时分双工（TDD）系统中的校准技术（US2009093222，Sandip Sarkar，“无线通信系统中的校准和波束成形”）。校准的目的是找出用以倍增被馈送到发射天线端口的基带信号的一组波束成形权重，从而可以考虑到上行链路和下行链路RF接收器的传送特性的差异，使得总体上行链路和下行链路传播信道在基带中表现为相同的。举例来说，在一种设计中，UE可将已知的Rx功率不平衡反馈给节点B。节点B可随后在产生预编码矩阵时考虑UE处的已知Rx功率不平衡来执行校准和波束成形。然而，这种现有技术解决方案的缺陷在于，它无法在频分双工（FDD）中提供合理的吞吐量。

因此，此项技术中需要一种减轻和/或解决现有技术的缺点的改进方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种减轻和/或解决现有技术解决方案的缺点的方法，且更具体来说是提供一种当在多天线端口无线通信系统中在接收天线端口处存在信号功率不平衡时提供增加的吞吐量和/或容量的方法。

本发明的另一目的是提供一种用于无线通信系统中的发射的替代方法。

根据本发明的一方面，所述目的是通过一种用于无线通信系统中的发射来实现，所述无线通信系统包括至少一个具有至少两个发射天线端口的发射节点以及至少一个具有至少一个接收天线端口的接收节点；其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤：

估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；

计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息（R-CSI），所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；

将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R-CSI）的指示发送到所述至少一个发射节点；以及

使用所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R-CSI）将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。

在附属权利要求中揭示无线通信系统中的方法的不同实施例。

根据本发明的另一方面，所述目的是通过一种适用于无线通信系统中的通信的接收节点中的方法来实现，所述接收节点具有至少一个接收天线端口，适用于从具有用于用户信息的发射的至少两个发射天线端口的发射节点接收用户信息，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤：

估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；

计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息（R-CSI），所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；以及

将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R-CSI）的指示发送到所述至少一个发射节点。

根据本发明的又一方面，所述目的是通过一种适用于无线通信系统中的通信的发射节点中的方法来实现，所述发射节点具有至少两个发射天线端口，适用于将用户信息发射到具有用于接收用户信息的至少一个接收天线端口的接收节点，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤：

从所述接收节点接收所述至少两个发射天线端口之间的所述估计信号功率不平衡的指示以及经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息（R-CSI），所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得，以及

使用所述估计信号功率和所述经重构信道状态信息（R-CSI）将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。

本发明进一步涉及一种对应于上文提到的方法的计算机程序和计算机程序产品，且涉及对应的发射节点和接收节点装置。

通过在无线通信系统中使用根据本发明的发射方法，在接收器节点处测得的等效传播信道变得平衡，这保证了不平衡传播信道上的改善的容量。改善的信道容量得到与未平衡传播信道相比增加的系统吞吐量。

本发明保证了在接收天线端口处产生未平衡接收信号功率的天线部署或传播条件的所有情况下均令人满意的MIMO增益以及增加的吞吐量。

此外，本发明还可在采用FDD作为用于减轻接收天线端口处的未平衡接收信号功率的有效方式的无线通信系统中使用。

本发明的其它优点和应用将从以下揭示内容中显而易见。

附图说明

附图既定阐明和阐释本发明的不同实施例，其中：

-图1展示LTE中的下行链路物理信道处理的概览；

-图2展示地理上分开的天线端口的实例，其中不同的天线端口是以交错方式部署；

-图3展示与接收天线端口上的10dB功率不平衡相关的吞吐量损失的百分比曲线图；

-图4展示当不存在接收天线端口功率不平衡时有效特征值的数目；

-图5展示当不存在接收天线端口功率不平衡时的秩分布；

-图6展示具有10dB的接收天线端口功率不平衡的秩分布；

-图7展示根据本发明的实施例的UE行为的流程图；

-图8展示根据本发明的实施例的eNB行为的流程图；

-图9展示与接收天线端口上的功率不平衡相关的归一化吞吐量以及为补偿功率不平衡而做出的校正，其中经由CSI-RS和DM-RS以及数据的功率调整被视为相等的；以及

图10展示与接收天线端口上的功率不平衡相关的归一化吞吐量以及为补偿功率不平衡而做出的校正，其中假定经由DM-RS以及数据的功率不平衡得到完全调整，但针对CSI的功率不平衡仅得到部分调整。

具体实施方式

在天线不平衡的情况下，在用于m×n MIMO系统的接收器处所见的等效传播信道可如下写出：

这意味着等效传播MIMO信道可分解为两个矩阵的乘积，一个矩阵对衰退系数进行模型化，另一个矩阵对传播损失或接收信号功率不平衡进行模型化。重要的是注意到，对于解调和测量来说在接收器处都见到这个等效信道。

在以上等式中，α₁,…,α_n-1表示与每一个发射天线端口相关联且与预定参考发射天线端口（在此等式中为第一天线端口）相比而计算的信号功率不平衡。这个值分别在每个接收天线端口处测量。如等式（1）中展示，估计信道是通过信号功率不平衡，即信号增益不平衡的（函数）平方根来修改的。信号增益不平衡会影响信道系数，从而导致在接收节点处实际上测得的信号功率不平衡。信号增益不平衡可表示为如等式（1）中所示的测得的功率不平衡的平方根。此外，在等式（1）中分别地，h_ij表示接收天线端口i与发射天线端口j之间的无线电传播信道系数，m表示接收天线端口的数目，且n表示发射天线端口的数目。

想法是以在接收器处所见的总体等效传播路径变为得到平衡的方式在一个发射天线端口上补偿这个衰减。当衰减得到补偿时，在接收器处所见的等效信道将与没有不平衡的初始信道相同，即：

上文提到的补偿必须分别在测量和数据发射方面分别考虑，以实现希望的性能，因为CSI计算和数据解调两者都会均受到这种此不平衡的影响。等式（1）描述其中与预定义发射天线端口相比而计算信号功率不平衡的情况。在一般情况下，可在每一发射天线上计算功率不平衡。在此情况下，相关等式如下：

其中α₀,…,α_n-1是与每一发射天线端口相关联的信号功率不平衡。这个值是分别在每个接收天线端口处测量的。在补偿之后在接收器处所见的等效信道是：

因此，为了实现上文提到的目的，本发明涉及一种用于无线通信系统中的发射的方法。所述方法涉及估计发射节点的发射天线端口与接收节点的接收天线端口之间的信号功率不平衡。随后，计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息（R-CSI），其中经重构无线电传播信道是作为通过估计信号功率不平衡的函数补偿的无线电传播信道而获得。

将估计信号功率不平衡和R-CSI发送到发射节点作为指示，且使用估计信号功率不平衡和R-CSI，将用户信息从发射节点的所述天线端口发送到接收天线端口。在以下揭示内容中，将描述和阐释此过程的不同步骤的细节。

接收功率不平衡的估计

根据本发明的两个不同实施例存在针对功率不平衡的两个替代定义。

1）根据第一定义，功率不平衡为分别在接收天线端口处测量的与每一发射天线端口相关联的测得接收功率。在接收器和每一接收天线端口处测得的不平衡具有不同的衰减α_i。等式如下给出：

其中

这意味着，对应于发射天线端口中的每一者在接收器处测得一个衰减值，即一个不平衡值。

2）根据功率不平衡的第二定义，考虑一个参考发射天线端口，且将其它衰减与此参考发射天线端口进行比较。因此，根据此定义，功率不平衡是与预定参考发射天线端口相关联的接收信号功率和与在接收天线端口处测得的与发射节点的其余发射天线端口相关联的接收信号功率的比率。因此，与参考发射天线端口相比功率经归一化。等式如下给出：

其中

且预定发射天线端口可例如为发射天线端口1或发射节点的任何其它发射端口。

在下行链路实例中，接收功率不平衡是在基站中或在一组基站中的特定发射天线端口配置的结果。因此这些基站可预期一些UE处的可能的接收功率不平衡，在此情况下基站可发出信号来触发UE开始测量接收功率不平衡。这实际上将意味着UE和基站两者都将进入新的特定操作模式。

或者，UE可一直执行接收功率不平衡的测量，即没有来自基站的特定触发过程，并且通过信令将测量结果报告给基站，且基站可根据在UE处的接收功率不平衡的值来采取动作。此替代实施例减少了来自基站的信令，但另一方面，因为即使在显然不太可能出现不平衡的情形下也执行接收功率不平衡测量，这会增加UE的功率消耗。当需要信令时，可以动态地或半静态地完成。动态信令可经由控制信道来执行，例如物理下行链路控制信道（PDCCH）。当需要频繁地测量功率不平衡时，例如当UE正在快速移动且因此信号功率不平衡经常改变时，这种类型的信令是有用的。然而这种类型的信令可能会导致相当大的开销。半静态信令可使用无线电资源控制（RRC）来执行。当不需要频繁的信道测量时，例如当UE正在缓慢移动且信号功率不平衡缓慢改变时，这种类型的信令是有用的。不管怎样，在UE中例如CSI-RS和CRS等下行链路参考信号都可用以获得Rx功率不平衡（α_i，其中0≤i≤n-1，n表示发射天线端口的数目）。

经重构CSI（R-CSI）的计算

CSI可直接地经重构和报告，如同在发射中不存在不平衡一样。这可通过在UE中直接计算等效补偿信道H′_eff来完成。H′_eff信道模型不会经历Rx功率不平衡，且因此基于这个等效信道计算出的CSI将表示经平衡系统的R-CSI。此重构是可能的，因为接收节点分别知道H_eff和α_i，其中1≤i≤n-1，n表示发射天线端口的数目。

如果在接收节点中检测到的功率不平衡已经通过发射器侧中的功率调整来补偿，那么在系统中没有任何其它失配的情况下基于H_eff计算的CSI的经重构值和基于H′_eff的CSI值将非常接近或几乎相同。

这意味着对于本发明方法的第一次反复，可预期在H′_eff上计算的R-CSI值与在H_eff上计算的未经重构值之间的较大差异，而对于在调整参考信号上的发射功率时的另外反复，此差异变得较小或可忽略。这意味着R-CSI可能等于非R-CSI。此方法的第一次反复可视为当首次测量信号功率不平衡时。在调整系统中的功率不平衡以便补偿不平衡时进一步重复此测量。

如所提到，R-CSI的计算是基于针对估计信道H′_eff的最适当预编码器的计算，它保证了最大CQI且因此保证了最佳吞吐量。

在闭环预编码的情况下，R-CSI的值包含经重构的秩、经重构的PMI和经重构的CQI（R-CQI）。

在开环预编码的情况下，R-CSI的值仅包含经重构的秩的值和经重构的CQI（R-CQI）的值。

R-CSI值和功率不平衡向发射节点的反馈

将R-CSI值和功率不平衡反馈（发送）到发射节点以用于发射过程。R-CSI值和功率不平衡值可优选地作为经量化参数而发送，作为对应于反馈的指示。将这些参数量化使得能够用减少数目的位来报告所述值。当前CSI已经量化，且只要当前CSI被R-CSI替换，便可重新使用相同的量化过程，这意味着不必引入新的过程。也可以对与若干天线相关的信号功率不平衡的指示进行量化。

指示Rx功率不平衡的反馈可使用动态或半静态信令来执行。动态信令可使用上行链路控制信道来执行，例如物理上行链路控制信道（PUCCH）和物理上行链路共享信道（PDSCH）。在上行链路传播信道上，PUSCH是非周期性地发送的，而PUCCH是周期性地发送的。对于周期性或非周期性动态信令，在信令开销与对发送新反馈信息的需要之间存在折中。举例来说，对于快速移动的UE，需要更加经常地用信号发送功率不平衡，这意味着动态信令在此情况下更适当。另一方面，半静态信令由RRC执行。此类型的信令与动态信令相比具有较少开销，且当不需要向eNB频繁地反馈功率不平衡时是合适的。此应用的直观实例是当UE不在快速移动而使得传播信道保持相当恒定时的情况。

反馈内容可以是在每一接收天线端口上测得的对应于参考预定发射天线端口的接收信号功率与对应于观察的发射天线端口的接收信号功率的比率。观察的发射天线端口在此表示不包含参考天线端口的任何其余的发射天线端口。或者，反馈可含有与在接收节点处测量的每一发射天线端口相关联的接收信号功率。

因此，界定估计接收信号功率不平衡的上文提到的反馈内容可对应于以上定义而如下表达。

第一定义可写为：

其中α₁,…,α_n-1表示与每一个发射天线端口相关联且与预定参考发射天线端口（在此等式中为第一天线端口）相比而计算的信号功率不平衡。这些值被反馈给发射节点。此信号功率不平衡对应于在等式1和2中提到的关系。假定在系统中存在n个发射天线。

第二定义可写为：

其中α₀,…,α_n-1表示与分别在每一接收天线端口处测得的与每一发射天线端口相关联的接收信号功率不平衡。这些值被反馈给发射节点。此信号功率不平衡对应于在等式3和4中提到的关系。

换句话说，每一发射天线端口的报告的参考信号接收功率（RSRP）可在基站中用以计算UE处的Rx功率不平衡，而R-CSI值可使用通常用于CSI报告的现存机制来发送。

用于用户特定的信号发射的预编码矩阵的确定

基于接收到的R-CSI信息，发射节点选择用于发射的适当预编码矩阵。此发射可为数据或参考信号的发射。与此UE特定的信号发射相关的预编码器选择可能与用于数据发射的参考信号（DM-RS）或用于测量的参考信号（CSI-RS）相关。这意味着基于R-CSI的预编码器选择可对用于测量和解调的参考信号执行，因为这两个类型的信号都是预编码的。

考虑到功率调整的用户特定的信号发射

相对于发射天线端口的发射功率是基于从接收节点接收到的功率不平衡反馈来调整的。发射功率可通过发射数据和参考信号两者来调整。对功率不平衡的补偿可通过增加经衰减发射天线端口的功率或减小最强发射天线端口的功率来执行。

在LTE（即，版本10）的下行链路情况下，UE特定的信号发射可能与用于数据发射的参考信号（DM-RS）或用于测量的参考信号（CSI-RS）相关。重要的是应注意，当系统正在使用UE特定的参考信号时，即如LTE（版本10）中用于测量的CSI-RS和用于解调的DM-RS，用于测量和解调的功率调整可经由参考信号来独立地执行。这为特定UE的数据解调留下了选择参考信号上的适当功率调整的自由。

假定小区特定的参考信号，即CRS，如同LTE（版本8/9）中那样是用于数据解调和测量，而且因为CRS是小区特定的且在一个小区中涉及到所有用户，所以无法调整用于解调的参考信号的发射功率。在此情况下，可以调整专用于希望的用户的经调度的数据符号的功率以考虑功率不平衡。然而，在此情况下预期解调性能恶化，因为由于小区特定的参考信号的使用，信道将不会得到良好估计。

实际上，可能存在无法完全补偿功率不平衡的一些情况。举例来说，如果发射节点没有用大的铲背来处置功率放大器，那么它无法完全补偿功率不平衡，且功率不平衡可能部分地被调整。另一实例是当移动终端正在恒定地移动从而产生未经补偿的残余功率不平衡时的情况。通信系统中的任何其它失配都可能导致部分的功率不平衡补偿。

如果经由UE特定的参考信号部分地调整发射功率，那么在假定总功率补偿而计算的经重构CSI报告与对应于部分功率补偿的用于发射的经调整功率之间将存在失配。可以用不同方式避免这种失配。

一种替代方案是当部分功率补偿发生时，eNB将指示经补偿功率不平衡的值的信令信息发送到UE。因此，UE可在下一次反复步骤中立即重构和计算与此功率不平衡匹配的CSI。

即使经重构CSI报告未得到立即校正，也可在测量过程期间在一些反复步骤之后在UE中测量部分功率调整。因此，在若干次反复之后，可预期获得较多或较少地与部分功率不平衡匹配的R-CSI报告。

如果由于硬件实施方案而在系统中存在任何残余功率不平衡，那么在几次反复之后可以将它忽略，因为小的功率不平衡将不会显著影响系统吞吐量。此外，部分功率不平衡校正、与UE处的信道估计相关的噪声增强或其它失配均导致关于CSI重构的一些误差，这可能影响最终系统性能。但校正原理仍有效，且假定会提供某种增益。

接收器或发射器中将在接收器天线端口处产生功率不平衡的任何种类的失配都可视为通过这种解决方案来解决，包含由于物理天线系统结构、硬件元件（即，自动增益控制（AGC））带来的失配或与手握终端相关的失配。

在UE中和在基站中本发明的示范性实施方案

图7展示描述在例如UE等接收节点中本发明方法的实施例的流程图在此情况下，发射是下行链路发射。然而应注意，本发明不限于下行链路情况，而是只要发射节点具有至少两个发射天线端口且接收节点具有至少一个接收天线端口便适用。

在第一步骤中，在UE处估计属于发射节点（在此情况下为基站）的发射天线端口的信号功率不平衡。随后计算R-CSI，且将R-CSI和信号功率不平衡发送到发射节点作为指示。最终，指定用于UE的经预编码用户信息由UE接收，其中经预编码的用户信息是由发射节点基于R-CSI和功率不平衡而产生。

图8展示描述在例如eNB基站等发射节点中本发明方法的实施例的流程图此方法包括接收来自接收节点（在此情况下为UE）的指示信号功率不平衡和R-CSI的反馈。随后，基站发射基于R-CSI和功率不平衡而产生的预编码用户信息。

模拟结果

在此部分中，呈现与本发明方法的使用相关的经归一化吞吐量。在图9和图10中展示模拟结果。

在图9中的模拟情形中，通过增加以“□”标记的行展示的20dB的第二发射天线端口上的功率来校正2x2（2个发射天线端口和2个接收天线端口）系统中的20dB的不平衡。展示了本发明方法可针对高SNR值将吞吐量改善约38%。

在图9中还展示部分功率不平衡调整的情况。展示了如果在DM-RS/数据和CSI-RS两者上仅校正15dB的不平衡而不是20dB，那么可预期针对所有SNR值有相当大的改善。举例来说，针对高SNR值预期26%的改善。在这些模拟中，假定CSI重构（秩、PMI和CQI重构）并非完美地完成，即，估计的传播信道等于真实传播信道且不存在估计噪声。

图10展示由于用于调整CSI-RS功率的功率放大器的有限铲背而未完美地调整CSI-RS功率的情况。假定未完全地调整DM-RS功率和数据符号功率。此外，假定CSI重构（秩、PMI和CQI重构）没有完美地完成。从图10可见，即使CSI-RS功率未得到完美调整，也可改善吞吐量。举例来说，如果不存在CSI-RS的功率调整，那么与存在20dB不平衡的情况相比，高SNR值情况下的吞吐量仅可改善约5%。一旦在较少误差的情况下用部分功率来调整CSI-RS功率，即用于CSI-RS功率补偿的8dB和16dB，此改善便变得更重要。

此外，如所属领域的技术人员了解，根据本发明的任何方法也可在具有代码构件的计算机程序中实施，所述计算机程序当在计算机中运行时致使计算机执行方法的步骤。计算机程序包含在计算机程序产品的计算机可读媒体中。计算机可读媒体可由基本上任何存储器组成，例如ROM（只读存储器）、PROM（可编程只读存储器）、EPROM（可擦除PROM）、快闪存储器、EEPROM（电可擦除PROM），或硬盘驱动器。

而且，本发明还涉及发射节点装置和接收节点装置以及涉及包括至少一个此类装置的无线通信系统。根据上述方法中的任一者的不同实施例，可必要地修改所提到的装置。

最后，应了解，本发明不限于上文描述的实施例，而是涉及且并入所附独立权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (26)

1.一种用于无线通信系统中的发射方法，所述无线通信系统包括至少一个具有至少两个发射天线端口的发射节点以及至少一个具有至少一个接收天线端口的接收节点；其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤：

估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；

计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI)，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；

将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)的指示发送到所述至少一个发射节点；以及

使用所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计步骤涉及：

测量从所述至少两个发射天线端口接收的参考信号；以及

基于所述测得的参考信号来估计所述信号功率不平衡。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述估计步骤是通过将信息从所述至少一个发射节点用信号发送到所述至少一个接收节点来触发。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述信息是动态地或半静态地用信号发送。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述估计步骤是在没有信令信息的情况下执行。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述估计信号功率不平衡是在所述至少一个接收天线端口处测得的与所述至少两个发射天线端口中的每一者相关联的接收信号功率。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述估计信号功率不平衡是与预定参考发射天线端口相关联的接收信号功率和与在所述至少一个接收天线端口处测得的与其余发射天线端口相关联的接收信号功率的比率。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤涉及：

计算经重构发射秩、经重构预编码矩阵指示符(R-PMI)以及经重构信道质量指示符(R-CQI)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤涉及：

计算经重构发射秩以及经重构信道质量指示符(R-CQI)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计、计算和发送步骤是由所述至少一个接收节点执行。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射步骤涉及：

使用所述估计信号功率不平衡来调整所述至少两个发射天线端口中的每一者的发射功率。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述调整发射功率步骤涉及：增加或减小发射功率以便完全地或部分地补偿所述估计信号功率不平衡。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射步骤涉及：

基于所述计算的经重构信道状态信息(R-CSI)来确定预编码矩阵，以及

使用所述预编码矩阵进行所述用户信息的发射。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述经重构无线电传播信道H′_eff经界定为：

其中

且其中

α₁,…,α_n-1表示与每一发射天线端口相关联且与预定参考发射天线端口相比较而计算的所述信号功率不平衡，h_ij表示接收天线端口i与发射天线端口j之间的所述无线电传播信道，m表示接收天线端口的数目，且n表示发射天线端口的数目。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述经重构无线电传播信道H′_eff经界定为：

其中

且其中

α₀,…,α_n-1表示与每一发射天线端口相关联的所述信号功率不平衡，h_ij表示接收天线端口i与发射天线端口j之间的所述无线电传播信道，m表示接收天线端口的数目，且n表示发射天线端口的数目。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户信息是包括参考信号和/或用户数据的用户设备(UE)特定的信息。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述发送所述估计功率不平衡的所述指示的步骤是使用动态或半静态信令来执行的。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统是长期演进(LTE)系统或高级长期演进(LTE-A)系统，且所述发射节点是基站(eNB)且所述接收节点是用户设备(UE)。

19.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统采用协调多点发射(CoMP)技术。

20.一种适用于无线通信系统中的通信的接收节点中的方法，所述接收节点具有至少一个接收天线端口，适用于从具有用于用户信息的发射的至少两个发射天线端口的发射节点接收用户信息，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤：

估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；

计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI)，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；以及

将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)的指示发送到所述至少一个发射节点。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述至少一个接收天线端口处从所述发射节点接收用户信息，所述用户信息是从所述至少两个发射天线端口发射且基于所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)而产生。

22.一种适用于无线通信系统中的通信的发射节点中的方法，所述发射节点具有至少两个发射天线端口，适用于将用户信息发射到具有用于接收用户信息的至少一个接收天线端口的接收节点，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤：

从所述接收节点接收所述至少两个发射天线端口之间的估计信号功率不平衡的指示以及经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI)，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得，以及

使用所述估计信号功率和所述经重构信道状态信息(R-CSI)将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。

23.一种适用于无线通信系统中的通信的接收节点装置，所述接收节点装置具有至少一个接收天线端口，适用于从具有用于用户信息的发射的至少两个发射天线端口的发射节点装置接收用户信息，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述装置进一步适于：

估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；

计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI)，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；以及

将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)的指示发送到所述至少一个发射节点。

24.根据权利要求23所述的装置，进一步适于：

在所述至少一个接收天线端口处从所述发射节点接收用户信息，所述用户信息是从所述至少两个发射天线端口发射且基于所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)而产生。

25.一种适用于无线通信系统中的通信的发射节点装置，所述发射节点装置具有至少两个发射天线端口，适用于将用户信息发射到具有用于接收用户信息的至少一个接收天线端口的接收节点装置，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述装置进一步适于：

从所述接收节点接收所述至少两个发射天线端口之间的估计信号功率不平衡的指示以及经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI)，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得，以及

使用所述估计信号功率和所述经重构信道状态信息(R-CSI)将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。

26.一种无线通信系统，包括至少一个根据权利要求23所述的接收节点装置和/或至少一个根据权利要求25所述的发射节点装置。