在大阵列中指示类型II信道状态信息（CSI）的空间波束的方法与流程

本公开涉及无线通信，并且特别地，涉及在大阵列中指示类型ii信道状态信息（csi）的空间波束。

背景技术：

1、第三代合作伙伴计划（3gpp）已经开发并且正在开发第四代（4g）（也被称为长期演进（lte））和第五代（5g）（也被称为新空口（nr））无线通信系统的标准。除了其他特征之外，这样的系统还提供网络节点（诸如基站）与移动用户设备（ue）之间的宽带通信，以及网络节点之间的和ue之间的通信。3gpp也正在开发第六代（6g）无线通信网络的标准。

2、基于码本的预编码

3、多天线技术可以显著提高无线通信系统的数据速率和可靠性。如果传送器和接收器两者配备有多个天线，则性能被特别改进，这导致了多输入多输出（mimo）通信信道。这样的系统和/或相关技术通常被称为mimo。

4、第五代（5g）无线网络或新空口（nr）的核心组件支持mimo天线部署和mimo相关技术，诸如空间复用。空间复用可被用来在有利的信道条件下提高数据速率。图1是空间复用的示例。携带符号向量s的信息乘以

ntx

r预编码矩阵或预编码器

w，其用来在

n

t维向量空间的子空间中分布发射能量。通常从可能的预编码矩阵的码本中选择预编码矩阵，并且通常借助于

预编码矩阵指示器（pmi）来指示预编码矩阵，所述

预编码矩阵指示器（pmi）为给定数量的符号流指定码本中的唯一预编码矩阵。s中的

r个符号各自对应于mimo层，并且

r被称为传输秩，它等于预编码器

w的列数。以这种方式，实现了空间复用，因为可以通过相同的时间/频率资源元素（re）同时传送多个符号。符号的数量

r通常被适配成适合当前的信道属性。

5、nr在下行链路中使用正交分割复用（ofdm）。在某个re上在ue处接收到的

nrx 1向量y

n可以被表示为：

6、

7、其中e

n是接收器噪声/干扰向量。预编码器

w可以在频率上是恒定的（即，宽带），或者是频率选择性的（即，每子带）。

8、选择预编码器

w以匹配

nrx

ntmimo信道矩阵

h

n的特性，从而导致所谓的信道相关预编码。这通常也被称为闭环预编码。

9、在闭环预编码中，ue基于下行链路信道测量以pmi的形式向gnb反馈关于合适的预编码器的建议。为了该目的，ue被配置有包括用于信道测量的csi参考信号（csi-rs）和候选预编码器的码本的信道状态信息（csi）报告配置。除了预编码器之外，反馈还可以包括秩指示器（ri）和一个或两个信道质量指示器（cqi）。ri、pmi和cqi是csi反馈的一部分。在nr中，csi反馈可以是：宽带的，其中为整个信道带宽报告一个csi；或者频率选择性的，其中为每个子带报告一个csi，取决于带宽部分（bwp）大小，其被定义为范围在4-32个prb之间的连续物理资源块（prb）的数量。

10、给定来自ue的csi反馈，gnb确定它希望使用来向ue传送的传输参数，包括预编码矩阵、传输秩以及调制和编码方案（mcs）。

11、2d天线阵列

12、二维天线阵列被广泛使用，并且可以通过第一维度（例如，水平维度）上的天线端口的数量

n1、垂直于第一维度的第二维度（例如，垂直维度）上的天线端口的数量

n2以及极化的数量

np来描述这样的天线阵列。天线端口的总数因此是。天线端口的概念在它可以指对物理天线元件的任何虚拟化（例如，线性映射）的意义上是非限制性的。例如，成对的物理天线元件可以被馈送相同的信号，并且因此共享相同的虚拟化天线端口。

13、下面在图2中说明了具有双极化天线元件（即，）的4×4（即，）阵列的示例。

14、预编码可以被解释为在传输之前把要传送的信号乘以天线端口上的波束成形权重的集合。典型的方法是要使预编码器适应天线形状因子，即，在设计预编码器码本时考虑

n1、

n2和

np。

15、信道状态信息参考信号（csi-rs）

16、针对csi测量和反馈，定义了csi-rs。在gnb（网络节点）处的天线端口上传送csi-rs，并且csi-rs被ue使用来测量天线端口与ue的接收天线端口中的每个接收天线端口之间的下行链路信道。发射天线端口也被称为csi-rs端口。nr中支持的csi-rs端口的数量是为{1，2，4，8，12，16，24，32}。通过测量接收到的csi-rs，ue可以估计csi-rs正在穿越的信道，包括无线电传播信道和天线增益。用于上述目的的csi-rs也被称为非零功率（nzp）csi-rs。

17、csi-rs可以被配置成在时隙和某些时隙中的某些re中被传送。图3示出了12个天线端口的csi-rs re的示例，其中示出了每端口每rb的1 re。

18、另外，在nr中还定义了干扰测量资源（imr），以用于ue测量干扰。imr资源包含4个re，相同ofdm符号中频率中4个相邻re，或者时隙中时间和频率两者中2乘2个相邻re。通过测量基于nzp csi-rs的信道和基于imr的干扰两者，ue可以估计有效信道和噪声加干扰，以确定csi。此外，nr中的ue可以被配置成基于一个或多个nzp csi-rs资源来测量干扰。

19、nr中的csi框架

20、在nr中，ue可以被配置有多个csi报告设置和多个csi-rs资源设置。每个资源设置可以包含多个资源集，并且每个资源集可以包含多达8个csi-rs资源。对于每个csi报告设置，ue反馈csi报告。

21、每个csi报告设置至少包含以下信息：

22、• 用于信道测量的csi-rs资源设置；

23、• 用于干扰测量的imr资源集；

24、• 可选地，用于干扰测量的csi-rs资源集；

25、• 时域行为，即，周期性、半持久性或非周期性报告；

26、• 频率粒度，即，宽带或子带；

27、• 在资源集中有多个csi-rs资源的情况下要报告的csi参数，诸如ri、pmi、cqi和csi-rs资源指示器（cri）；

28、• 码本类型（即，类型i或ii）以及码本子集限制；

29、• 测量限制；以及

30、• 子带大小。指示两个可能的子带大小中的一个，值范围取决于bwp的带宽。每子带反馈一个cqi/pmi（如果被配置用于子带报告的话）。

31、在nr中，

csi-aperiodictriggerstate被配置以便触发非周期性csi报告。

csi-

aperiodictriggerlistie在3gpp技术标准（ts）38.331 v17.2.0中被定义如下：

32、• 存在有可包括多达128个

csi-aperiodictriggerstate的触发状态的列表。每个触发状态可包括多达16个csi-associatedreportconfiginfo。每个csi-associatedreportconfiginfo包含将其关联到csi-reportconfig的reportconfig id。ue可具有配置的多达48个不同的reportconfig。每个reportconfig包括作为字段的codebookconfig。

33、基于dft的预编码器

34、常见类型的预编码要使用离散傅立叶变换（dft）-预编码器，其中用来使用具有

n个天线的单极化均匀线性阵列（ula）来对单层传输预编码的预编码器向量被定义为：

35、，

36、其中是预编码器索引，并且是整数过采样因子。

u

k也被称为具有波束索引

k的一维（1-d）dft波束。如果ula沿着水平维度，则每个dft波束指向方位方向。如果ula沿着垂直维度，则每个dft波束指向仰角方向。每个预编码器对应于dft波束。

37、可以通过如下面那样取两个预编码器向量的kronecker积来创建在一个维度上具有

n1个天线端口并且在另一个维度上具有

n2个天线端口的二维均匀平面阵列（upa）的对应预编码器向量：

38、，

39、其中和是二个维度中的每个维度上的1-d dft波束，并且和分别是与

n1和

n2相关联的二个维度上的过采样因子。也被称为二维（2-d）dft波束，其特征在于两个波束索引，每个维度上一个。每个预编码器对应于2d dft波束。

40、然后可以如下面那样进行扩展双极化upa的dft预编码器：

41、，

42、其中是可以从m-psk字母表中选择的同相因子，诸如qpk，其中。

43、可以通过如下面那样附加dft预编码器向量的列来创建用于多层传输的预编码器矩阵：

44、，

45、其中

r是传输层的数量。这样的基于dft的预编码器例如被用于nr类型i csi反馈中，其中每层与2d dft波束相关联。

46、mu-mimo

47、利用多用户mimo（mu-mimo），在相同时间-频率资源上共同调度相同小区中的两个或更多个用户。也就是说，在相同时间-频率资源处向不同的ue传送多个数据流，并且每个ue可以被分配有一个或多个层。通过同时传送若干流，可以增加系统的容量。

48、为了避免跨ue或层干扰，可以使用迫零（zf）类型的预编码器，其中与相同时间频率资源中的所有共同调度的ue相关联的反馈预编码器被一起使用，以生成新的正交预编码器的集合。这要求反馈预编码器中的每个反馈预编码器是底层信道的良好表示。

49、然而，单个dft波束通常不是多路径信道下的层的良好表示，因为可以通过多个路径传送每层，每个路径对应于dft波束。

50、为了改进上面的基于单个dft波束的预编码器，在nr 3gpp rel-15中引入了基于类型ii码本的csi反馈，并且在nr 3gpp rel-16中进一步增强了基于类型ii码本的csi反馈。基本概念是，由于多路径传播，每层可包含多于一个dft波束。因此，可以通过组合每层的多个dft波束来创建更好的预编码器，并且ue反馈多个dft波束和组合系数两者。

51、nr rel-15类型ii码本

52、在nr 3gpp rel-15中，基于类型ii码本来增强预编码器，其中预编码器是多个dft波束的组合。对于每个预编码器，ue反馈对应的选择的多个dft波束和组合系数。可以为每层和每个子带报告预编码器。为所有子带和所有层选择公共dft波束集合。要选择的dft波束的数量是无线电资源控制（rrc）配置的。

53、对于在每种极化下在一个维度上具有

n1个天线端口并且在另一个维度上具有

n2个天线端口的给定的2d交叉极化天线阵列，每层的nr 3gpp rel-15基于类型ii码本的预编码向量可以被表示为：

54、

55、其中

56、•，是大小为的选择的2-d dft波束的集合（存在有

l个这样的2-d dft波束），也被称为空间域（sd）基向量，和是第i选择的dft波束在每个维度上的波束索引。由rrc来配置；以及

57、•，其中是与第i波束相关联的组合系数，并且、和分别是的宽带幅度、子带幅度和相位。

58、量在3gpp ts 38.214 v15.16.0的第5.2.2.2.3节中被表示为：

59、，

60、其中、、、、、、、，。，。

61、nr 3gpp rel-16增强类型ii（etypeii）码本

62、3gpp rel-15类型ii码本在nr 3gpp rel-16中得到增强，其中不是报告不同子带的单独的预编码器，而是通过使用所谓的频域（fd）基来一起报告所有子带的预编码器。它通过利用频域dft基向量（其将会被简称为频域基向量）的集合代表频域中的预编码器变化来利用频域信道相关性。由于频率中的信道相关性，只有几个dft基向量可被用来代表所有子带内的预编码器变化。通过这样做，对于相同的反馈开销，可以减少反馈开销或者可以改进性能。

63、对于在一个维度上具有

n1个csi-rs天线端口并且在另一个维度上具有

n2个csi-rs天线端口以及具有两种极化的给定的csi-rs资源，每层并且跨所有子带的3gpp rel-16基于类型ii码本的预编码向量可以被表示为：

64、，

65、其中：

66、•是具有层

l的子带索引的pmi子带处的预编码向量，其中是配置的nzp csi-rs资源中的csi-rs端口的数量；

67、•是pmi的子带的数量，其中

n

sb是cqi子带的数量并且是比例因子，

n

sb和

r两者是rrc配置的；

68、•

w1与3gpp rel-15类型ii码本中的相同并且包含选择的波束的集合或sd基向量；

69、•是包括

m

v个选择的fd基向量以及和（，）的层

l的大小为的频域（fd）压缩矩阵。是选择的fd基向量的数量，其取决于秩

v和rrc配置参数

p

v。可在表1中找到支持的

p

v的值：

70、º 对于，使用一步自由选择：

71、▪ 对于每层，利用位组合指示器来指示选择的fd基向量。在3gppts 38.214中，通过由ue向gnb报告的索引来给出组合指示器；

72、º 对于，使用具有层公共中间子集（ints）的两步选择：

73、▪ 在第一步中，使用通过来参数化的基于窗口的层公共ints选择。ints由fd基向量组成。在3gpp ts 38.214中，由ue借助于作为所报告的pmi的一部分按层报告的参数向gnb报告选择的ints；

74、▪ 在第二步中，对于每层，利用-位组合指示器来指示选择的fd基向量。在3gpp ts 38.214中，通过由ue向gnb报告的索引来给出组合指示器；

75、•是大小为的系数矩阵。对于层

l，只有个系数的子集是非零的并且由ue来报告。其余个未报告的系数被视为零：

76、º是每层的非零系数的最大数量，其中是rrc配置的参数。在表1中示出了支持的值；

77、º 对于，跨所有层求和的非零系数的总数应满足；

78、º 在大小为的位图中利用1s来指示每层的选择的系数子集，；

79、º 由来标识层

l的最强系数（未报告其幅度和相位）；以及

80、º 由和来指示中的幅度系数，并且由来指示中的相位系数。

81、在3gpp ts 38.214的第5.2.2.2.5节中描述了上述内容，其中被表示如下：

82、

83、其中是由ue报告的量；以及

84、• 借助于参数来报告，而借助于参数来报告；

85、•，是个fd基向量的索引；

86、•是两种极化下的系数的宽带幅度，并且是系数的子带幅度，其中是的一部分；和/或

87、•是系数的相位，其中是的一部分。

88、表1：3gpp rel-16增强类型ii码本的

l、和的码本参数配置

89、

90、对于使用3gpp rel-16类型ii码本的csi，

l个sd基向量被确定如下：

91、º 由索引来指示所有正交2-d dft向量的公共dft过采样因子索引，其中和；

92、º 现在定义

n1和

n2如下：

93、

94、其中第

isd基向量的下标被定义为和：

95、º 借助于组合索引来报告

n1和

n2中的索引的集合。如何根据3gpp ts 38.214使用以下算法来根据确定

n1和

n2。注意到3gpp rel-16类型iicsi，由3gpp ts 38.214 v18.1.0的表5.2.2.2.5-4给出以下算法中的组合系数的值：

96、

97、当

n1和

n2是已知的时候，使用以下来找到：

98、º，其中指派索引，使得随着

i增加而增加；以及

99、º，其中在3gpp ts 38.214 v18.1.0的表5.2.2.2.5-4中给出。

100、在3gpp rel-19中，对多达128个csi-rs端口的csi支持在目标中被定义并且在下面被复制：

101、• 指定对多达128个csi-rs端口的csi支持，以fr1为目标：

102、a. 基于遗留码本的扩展，假设遗留csi-rs资源（具有每资源多达32个csi-rs端口），类型i码本细化支持跨所有资源的多达总共128个csi-rs端口；

103、b. 基于遗留码本的扩展，假设遗留csi-rs资源（具有每资源多达32个csi-rs端口），除了引入端口数量（一个或多个）码本参数的附加值之外，在不修改任何码本参数的情况下，类型ii码本细化支持跨所有资源的多达总共128个csi-rs端口；以及

104、c. 用于混合波束成形的基于（一个或多个）cri的csi报告（对于≥1个cri，按cri计算的cqi/pmi/ri）的扩展支持跨所有资源的多达总共128个csi-rs端口，其中每资源多达32个csi-rs端口，无需新的码本设计。

105、使用类型ii码本的当前csi仅支持多达32个csi-rs端口，这意味着当前

n1

n2的最大值是16（注意到，由2

n1

n2给出csi-rs端口的数量）。在3gpp rel-16基于类型ii码本的csi中，组合索引的当前可能值

106、在3gpp rel-19中，当csi支持被扩展多达128个csi-rs端口时，

n1

n2的最大值将会增加到64。因此，组合索引的可能值。由于组合索引的增加的可能值范围，当前在3gpp ts 38.214 v18.1.0的表5.2.2.2.5-4中定义的组合系数不适合于多达128个端口的类型ii csi反馈。给定组合索引被用于指示sd基向量（其备选地被称为空间波束），如何指示多达128个csi-rs端口的类型ii csi的sd基向量是要解决的公开问题。

技术实现思路

1、一些实施例有利地提供了用于在大阵列中指示类型ii信道状态信息（csi）的空间波束的方法、网络节点和用户设备。

2、在一些实施例中，当csi-rs端口的数量被扩展到128时，具有增加的可能值范围的组合索引可以被计算并且作为pmi的一部分被报告。

3、根据一个方面，提供了一种在被配置成与网络节点通信的用户设备ue中的方法。方法包括接收用于类型ii 信道状态信息csi报告的csi报告配置，csi报告配置包括用于预编码矩阵指示器pmi的数量为l个的空间域sd基向量的指示并且包括与用于确定信道测量的数量为p个的端口相关联的csi参考信号rs资源的指示。方法还包括至少部分基于向量和向量来确定组合索引，对于，索引和的第

i集合指示第

isd基向量，至少部分基于以下来确定组合索引：当用于信道测量的端口的数量p小于或等于第一值时的第一组合系数表；以及当用于信道测量的端口的数量p大于第一值时的第二组合系数表。方法还包括响应于来自网络节点的触发，在csi报告中作为pmi的一部分来报告确定的组合索引。

4、根据这个方面，在一些实施例中，根据和来确定第

isd基向量，并且其中：和分别是第一维度和第二维度上被选择为pmi的一部分的过采样索引；以及

o1和

o2分别是第一维度和第二维度上的过采样因子。在一些实施例中，指派索引，使得随着

i增加而增加，其中

n1是正整数。在一些实施例中，当端口的数量p大于第一值时，第二组合系数表被配置成与第一组合系数表结合使用，以确定组合索引。在一些实施例中，当端口的数量p小于或等于第一值时，第二组合系数表不被使用来确定组合索引。在一些实施例中，至少部分基于系数来确定第二组合系数表：

5、

6、其中，s是0和19中的一个，并且，其中t是6和9中的一个。在一些实施例中，第一值不大于32。在一些实施例中，第一值等于32。

7、根据另一方面，提供了一种被配置成与网络节点通信的ue。ue包括处理电路，所述处理电路被配置成接收用于类型ii 信道状态信息csi报告的csi报告配置，csi报告配置包括用于预编码矩阵指示器pmi的数量为l个的空间域sd基向量的指示并且包括与用于确定信道测量的数量为p个的端口相关联的csi参考信号rs资源的指示。处理电路还被配置成至少部分基于向量和向量来确定组合索引，对于，索引和的第

i集合指示第

isd基向量，至少部分基于以下来确定组合索引：当用于信道测量的端口的数量p小于或等于第一值时的第一组合系数表；以及当用于信道测量的端口的数量p大于第一值时的第二组合系数表。处理电路还被配置成响应于来自网络节点的触发，在csi报告中作为pmi的一部分来报告确定的组合索引。

8、根据这个方面，在一些实施例中，根据和来确定第

isd基向量，并且其中：和分别是第一维度和第二维度上被选择为pmi的一部分的过采样索引；以及

o1和

o2分别是第一维度和第二维度上的过采样因子。在一些实施例中，指派索引，使得随着

i增加而增加，其中

n1是正整数。在一些实施例中，当端口的数量p大于第一值时，第二组合系数表可配置成与第一组合系数表结合使用，以确定组合索引。在一些实施例中，当端口的数量p小于或等于第一值时，第二组合系数表不被使用来确定组合索引。在一些实施例中，至少部分基于系数来确定第二组合系数表：

9、

10、其中，s是0和19中的一个，并且，其中t是6和9中的一个。在一些实施例中，第一值不大于32。在一些实施例中，第一值等于32。

11、根据又一方面，提供了一种在被配置成与用户设备ue通信的网络节点中的方法。方法包括利用用于类型ii 信道状态信息csi报告的csi报告配置来配置ue，csi报告配置包括用于预编码矩阵指示器pmi的数量为l个的空间域sd基向量的指示并且包括与用于确定信道测量的数量为p个的端口相关联的csi参考信号rs资源的指示。方法包括向ue传送对于与csi报告配置对应的csi报告的请求。方法还包括从ue接收csi报告，csi报告包括组合索引以及分别在第一维度和第二维度上是pmi的一部分的过采样索引

q1和

q2。方法进一步包括确定向量和向量，对于，索引和的第

i集合指示第

isd基向量，至少部分基于以下来根据组合索引确定向量

n1和

n2：当用于信道测量的端口的数量p小于或等于第一值时的第一组合系数表；以及当用于信道测量的端口的数量p大于第一值时的第二组合系数表。

12、根据这个方面，在一些实施例中，给出第

isd基向量，使得和，并且其中：和分别是第一维度和第二维度上被选择为pmi的一部分的过采样索引；以及

o1和

o2分别是第一维度和第二维度上的过采样因子。在一些实施例中，指派索引，使得随着

i增加而增加，其中

n1是正整数。在一些实施例中，当端口的数量p大于第一值时，第二组合系数表可配置成与第一组合系数表结合使用，以确定组合索引。在一些实施例中，当端口的数量p小于或等于第一值时，第二组合系数表不被使用来确定组合索引。在一些实施例中，至少部分基于系数来确定第二组合系数表：

13、

14、其中，s是0和19中的一个，并且，其中t是6和9中的一个。在一些实施例中，第一值不大于32。在一些实施例中，第一值等于32。

15、根据另一方面，提供了一种被配置成与用户设备ue通信的网络节点。网络节点包括处理电路，所述处理电路被配置成利用用于类型ii信道状态信息 csi报告的csi报告配置来配置ue，csi报告配置包括用于预编码矩阵指示器pmi的数量为l个的空间域sd基向量的指示并且包括与用于确定信道测量的数量为p个的端口相关联的csi参考信号rs资源的指示。处理电路还被配置成：向ue传送对于与csi报告配置对应的csi报告的请求；以及从ue接收csi报告，csi报告包括组合索引以及分别在第一维度和第二维度上是pmi的一部分的过采样索引

q1和

q2。处理电路进一步被配置成确定向量和向量，对于，索引和的第

i集合指示第

isd基向量，至少部分基于以下来根据组合索引确定向量

n1和

n2：当用于信道测量的端口的数量p小于或等于第一值时的第一组合系数表；以及当用于信道测量的端口的数量p大于第一值时的第二组合系数表。

16、根据这个方面，在一些实施例中，给出第

isd基向量，使得和，并且其中：和分别是第一维度和第二维度上被选择为pmi的一部分的过采样索引；以及

o1和

o2分别是第一维度和第二维度上的过采样因子。在一些实施例中，指派索引，使得随着

i增加而增加，其中

n1是正整数。在一些实施例中，当端口的数量p大于第一值时，第二组合系数表可配置成与第一组合系数表结合使用，以确定组合索引。在一些实施例中，当端口的数量p小于或等于第一值时，第二组合系数表不被使用来确定组合索引。在一些实施例中，至少部分基于系数来确定第二组合系数表：

17、

18、其中，s是0和19中的一个，并且，其中t是6和9中的一个。在一些实施例中，第一值不大于32。在一些实施例中，第一值等于32。