具有长传播延迟的NTN中的增强CSI反馈的制作方法

具有长传播延迟的ntn中的增强csi反馈
技术领域
1.本公开的实施例总体上涉及电信领域，并且特别地涉及具有长传播延迟的非地面网络(ntn)中的增强信道状态信息(csi)的设备、方法和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.由于资源和基础设施在偏远地区受到限制，并且因此地面网络很难提供第五代(5g)系统覆盖。因此，引入ntn的主要益处是，通过在设备密度极低的低人口密度地区扩展连接性，从而使得能够向用户设备(ue)提供无所不在的5g服务，并且与在地面上提供永久性的基础设施相比，部署的总成本将低得多。
3.提出了nr支持ntn的解决方案。主题之一与ntn部署中的csi机制相关，该机制还可以被扩展到无法获得准确csi的超长距离地面蜂窝网络中的其他应用。典型的ntn部署场景包括nr下一代nodeb(gnb)位于卫星搭载(再生有效载荷)和在地球上(透明有效载荷)的场景。


技术实现要素：

4.通常，本公开的示例实施例提供了一种具有长传播延迟的ntn中的增强csi的解决方案。
5.在第一方面，提供了一种第一设备。该第一设备包括：至少一个处理器；包括计算机程序代码的至少一个存储器；至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使第一设备至少：响应于从第二设备经由第一设备与第二设备之间的信道接收到从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的参考信号，基于参考信号来确定与第一组天线相关联的第一信道状态信息；获得恢复参数集合，其表征第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，第二组天线与第一组天线不同；并且向第二设备发送第一信道状态信息和恢复参数集合。
6.在第二方面，提供了一种第二设备。该第二设备包括至少一个处理器；包括计算机程序代码的至少一个存储器；至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使第二设备至少：经由第一设备与第二设备之间的信道向第一设备发送参考信号，该参考信号是从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的；从第一设备接收与第一组天线相关联的第一信道状态信息和恢复参数集合，该恢复参数集合表征第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，第二组天线与第一组天线不同；并且至少基于第一信道状态信息和恢复参数集合，确定与天线阵列相关联的目标信道状态信息，该目标信道状态信息指示在第一信道状态信息由第一设备确定之后的信道状态。
7.在第三方面，提供了一种方法。该方法包括：响应于从第二设备经由第一设备与第二设备之间的信道接收到从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的参考信号，基于参考信号来确定与第一组天线相关联的第一信道状态信息；获得恢复参数集合，其表征第一
信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，第二组天线与第一组天线不同；并且向第二设备发送第一信道状态信息和恢复参数集合。
8.在第四方面，提供了一种方法。该方法包括：经由第一设备与第二设备之间的信道向第一设备发送参考信号，该参考信号是从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的；从第一设备接收与第一组天线相关联的第一信道状态信息和恢复参数集合，该恢复参数集合表征第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，第二组天线与第一组天线不同；以及至少基于第一信道状态信息和恢复参数集合，确定与天线阵列相关联的目标信道状态信息，该目标信道状态信息指示在第一信道状态信息由第一设备确定之后的信道状态。
9.在第五方面，提供了一种装置，该装置包括：用于响应于从第二设备经由第一设备与第二设备之间的信道接收到从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的参考信号而基于参考信号来确定与第一组天线相关联的第一信道状态信息的部件；用于获得恢复参数集合的部件，恢复参数集合表征第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，第二组天线与第一组天线不同；以及用于向第二设备发送第一信道状态信息和恢复参数集合的部件。
10.在第六方面，提供了一种装置，该装置包括：用于经由第一设备与第二设备之间的信道向第一设备发送参考信号的部件，该参考信号是从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的；用于从第一设备接收与第一组天线相关联的第一信道状态信息和恢复参数集合的部件，该恢复参数集合表征第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，第二组天线与第一组天线不同；以及用于至少基于第一信道状态信息和恢复参数集合来确定与天线阵列相关联的目标信道状态信息的部件，该目标信道状态信息指示在第一信道状态信息由第一设备确定之后的信道状态。
11.在第七方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其上的计算机程序，该计算机程序在由设备的至少一个处理器执行时使该设备执行根据第三方面或第四方面的方法方面。
12.当结合附图进行阅读时，从以下对具体实施例的描述中，本公开的实施例的其他特征和优点也将变得显而易见，附图以示例的方式图示出了本公开的实施例的原理。
附图说明
13.参考附图，以示例的方式呈现了本公开的实施例，并且在下文中更详细地解释了它们的优点，其中
14.图1示出了可以在其中实现本公开的示例实施例的示例环境；
15.图2示出了根据本公开的一些示例实施例的示出了ntn中的增强csi的过程的信令图；
16.图3示出了根据本公开的一些示例实施例的示出了ntn中的增强csi的过程的信令图；
17.图4示出了根据本公开的一些示例实施例的示出了ntn中的增强csi的方法的流程图；
18.图5示出了根据本公开的一些示例实施例的示出了ntn中的增强csi的方法的流程
图；
19.图6示出了根据本公开的一些示例实施例的仿真结果；
20.图7示出了适于实现本公开的示例实施例的设备的简化框图；以及
21.图8示出了根据本公开的一些实施例的示例计算机可读介质的框图。
22.在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
23.现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。应当理解，这些实施例仅出于说明的目的而被描述，并且帮助本领域技术人员理解和实现本公开，而没有对本公开的范围提出任何限制。除了下面描述的方式以外，可以以各种方式来实现本文描述的本公开。
24.在以下描述和权利要求中，除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
25.在本公开中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是不一定每个实施例都包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确描述，都可以认为结合其他实施例来影响这种特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。
26.应该理解，尽管在本文中可以使用术语“第一”和“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分各种元件的功能性。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列术语的任何和所有组合。
27.本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制示例实施例。如本文中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“具有”和/或“包含”指定存在所陈述的特征、元件和/或组件等，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、组件和/或其组合。
28.如在本技术中使用的，术语“电路系统”可以指以下一项、多项或全部项：
29.(a)纯硬件电路实现方式(诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现方式)，和
30.(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用的话)：
31.(i)(一个或多个)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及
32.(ii)具有软件的(一个或多个)硬件处理器的任何部分(包括(一个或多个)数字信号处理器)、软件和(一个或多个)存储器，它们一起工作以使诸如移动电话或服务器的装置执行各种功能)，和(c)需要软件(例如，固件)来运行的(一个或多个)硬件电路和/或(一个或多个)处理器，诸如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)微处理器的一部分，但在操作不需要它时该软件可能不存在。
33.电路系统的这种定义适用于该术语在本技术中的所有使用，包括在任何权利要求中的所有使用。作为进一步的示例，如本技术中所使用的，术语电路系统也涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及它(或它们)随附软件和/或固件的实现方式。举例而言、并且在适用于特定权利要求元素的情况下，术语电路系统还涵盖用于移动设备的基带集成电路或处理器集成电路，或者服务器、蜂窝网络设备或其他计算或
网络设备中的类似集成电路。
34.如本文中所使用的，术语“通信网络”是指遵循任何适当的通信标准的网络，诸如第五代(5g)系统、长期演进(lte)、高级lte(lte
‑
a)、宽带码分多址(wcdma)、高速分组接入(hspa)、窄带物联网(nb
‑
iot)等。此外，可以根据任何适当的一代通信协议来执行终端设备与通信网络中的网络设备之间的通信，包括但不限于第一代(1g)、第二代(2g)、2.5g、2.75g、第三代(3g)、第四代(4g)、4.5g、未来的第五代(5g)新无线电(nr)通信协议和/或当前已知或将来要开发的任何其他协议。本公开的实施例可以被应用于各种通信系统中。考虑到通信的快速发展，当然还将存在可以体现本公开的未来类型的通信技术和系统。不应视为将本公开的范围限制为仅上述系统。
35.如本文中所使用的，术语“网络设备”是指通信网络中的节点，终端设备经由该节点接入网络并从中接收服务。网络设备可以是指基站(bs)或接入点(ap)，例如节点b(nodeb或nb)、演进型nodeb(enodeb或enb)、nr下一代nodeb(gnb)、远程无线电单元(rru)、无线电头(rh)、远程无线电头(rrh)、中继、低功率节点(诸如毫微微、微微等)，具体取决于所应用的术语和技术。
36.术语“终端设备”是指可以能够进行无线通信的任何终端设备。作为示例而非限制，终端设备也可以被称为通信设备、用户设备(ue)、订户站(ss)、便携式订户站、移动站(ms)或接入终端(at)。终端设备可以包括但不限于移动电话、蜂窝电话、智能电话、ip语音(voip)电话、无线本地环路电话、平板计算机、可穿戴终端设备、个人数字助理(pda)、便携式计算机、台式计算机、图像捕获终端设备(诸如数码相机)、游戏终端设备、音乐存储和播放设备、车载无线终端设备、无线端点、移动台、笔记本计算机嵌入式设备(lee)、笔记本计算机安装设备(lme)、usb加密狗、智能设备、无线用户驻地设备(cpe)、物联网(iot)设备、手表或其他可穿戴式设备、头戴式显示器(hmd)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如远程手术)、工业设备和应用(例如在工业和/或自动处理链环境中运行的机器人和/或其他无线设备)、消费类电子设备、运行在商业和/或工业无线网络中的设备等。终端设备还可以对应于集成接入和回程(iab)节点(又称为中继节点)的移动终止(mt)部分。在以下描述中，术语“终端设备”、“通信设备”、“终端”、“用户设备”和“ue”可以互换使用。
37.尽管在各种示例实施例中可以在固定和/或无线网络节点中执行本文描述的功能性，但是在其他示例实施例中，可以在用户设备装置(诸如蜂窝电话或平板计算机或膝上型计算机或台式计算机或移动iot设备或固定iot设备)中实现功能性。该用户设备装置例如可以被适当地配备有结合(一个或多个)固定和/或无线网络节点所描述的对应能力。用户设备装置可以是用户设备和/或控制设备，诸如芯片组或处理器，其被配置为当被安装在其中时控制用户设备。此类功能性的示例包括引导服务器功能和/或归属订户服务器，其可以通过向用户设备提供被配置为使用户设备装置从这些功能/节点的角度执行的软件而在用户设备装置中被实现。
38.图1示出了可以在其中实现本公开的实施例的示例通信网络100。如图1中所示，通信网络100包括终端设备110(以下也被称为第一设备110或ue 110)和网络设备120(以下也被称为第二设备120或gnb 120)。终端设备110可以与网络设备120进行通信。应当理解，图1中所示的网络设备和终端设备的数目是为了说明的目的被给出，而没有提出任何限制。通信网络100可以包括任何合适数目的网络设备和终端设备。
39.通信网络100可以指ntn，其中网络设备120可以被称为卫星或高海拔平台(hap)。终端设备110可以位于地球。在这种场景中，在网络设备120与终端设备110之间存在非常长的距离。
40.取决于通信技术，网络100可以是：码分多址(cdma)网络、时分多址(tdma)网络、频分多址(fdma)网络、正交频分多址(ofdma)网络、单载波频分多址(sc
‑
fdma)网络或其他任何网络。在网络100中讨论的通信可以符合任何合适的标准，包括但不限于：新无线电接入(nr)、长期演进(lte)、lte演进、高级lte(lte
‑
a)、宽带码分多址(wcdma)、码分多址(cdma)、cdma2000和全球移动通信系统(gsm)等。此外，可以根据当前已知或将来要开发的任何世代通信协议来执行通信。通信协议的示例包括但不限于第一代(1g)、第二代(2g)、2.5g、2.75g、第三代(3g)、第四代(4g)、4.5g、第五代(5g)通信协议。本文所描述的技术可以被用于上面提及的无线网络和无线电技术以及其他无线网络和无线电技术。为了清楚起见，以下针对lte描述该技术的某些方面，并且在下面的许多描述中使用lte术语。
41.如上面所提及的，由于资源和基础设施在偏远地区受到限制，并且因此地面网络很难提供第五代(5g)系统覆盖。因此，引入ntn的主要益处是，通过在设备密度极低的低人口密度地区扩展连接性，从而使得能够向用户设备(ue)提供无所不在的5g服务，并且与在地面上提供永久性的基础设施相比，部署的总成本将低得多。
42.提出了nr支持ntn的解决方案。主题之一与ntn部署中的csi机制相关，该机制还可以被扩展到无法获得准确csi的超长距离地面蜂窝网络中的其他应用。典型的ntn部署场景包括nr下一代nodeb(gnb)位于卫星搭载(再生有效载荷)和在地球上(透明有效载荷)的场景。
43.在ntn场景中的卫星地球距离和往返时间可以如下所示。
44.表1：ntn情况下的卫星地球距离和往返时间
45.[0046][0047]
尽管ntn场景可能大部分在视距(los)条件下操作，但是在往返时间(rtt)间隔内观察到的信道变化可以极大地影响在上行链路信道质量指示符(ul cqi)报告与下一个ul传输之间的信道的状态。例如，手持设备的取向改变可以引起总损耗的显著差异，以及靠近移动连接的局部“散射”变化。
[0048]
自适应调制和编码(amc)是应对无线信道的动态衰减的最关键技术之一。在nr中，gnb可以根据由ue在上行链路中所报告的csi来确定调制方案和编码率，从而在保持传输的目标误码率(bler)性能的同时将吞吐量最大化。然而，由于长的往返延迟(rtd)，因此无法及时获得ntn中的csi反馈，这限制了amc的性能。
[0049]
为了克服这个问题，用于确定当前时刻的amc的数种策略和以下调整可以被考虑。已经示出，在某些场景中，通过基于下行链路参考信号(rs)进行计算，以大规模衰减获得的cqi与以小规模衰减所获得的cqi差别不大。因此，可以通过仅考虑大规模衰减来基于信道质量报告来调度amc。因此，潜在的优化的cqi报告方案可以被考虑来优化信令开销，包括资源映射模式、信号序列、反馈周期等。
[0050]
此外，还可以评估基于预测的amc调度。作为参考，在地面系统中已经研究了许多具有不同预测能力的现有预测方法。为了保证ntn中的链路自适应性能，可以重新考虑适当的预测模型和用于生成近似结果以进行预测的方法。
[0051]
此外，由于大多数卫星频分双工(fdd)工作，因此下行链路csi捕获变得更具挑战性，这是因为瞬时下行链路csi与对应于不同频带的上行链路csi没有直接关系，并且因此需要单独进行估计。
[0052]
已经证明，由于增加的csi反馈延迟而导致的性能损失取决于信道条件以及ue速度。例如，在los条件下，来自两个源的结果示出：由于csi老化而导致的性能损失在ue速度为3km/hr时低至微不足道，而在非视距(nlos)条件下，来自两个源的结果示出：由于csi老化而导致的性能损失在ue速度为3km/hr时非常明显。此外，在los和nlos两种条件下，来自一个源的结果示出：在ue速度为30km/hr时，没有可观测的由于csi老化导致的性能损失。
[0053]
对于csi预测，与没有预测的csi反馈相比，尽管一些证据示出通过引入具有预测
的csi反馈可以实现性能提升，但是针对ntn场景的csi预测的讨论仍在进行中。
[0054]
因此，本公开的实施例提出了一种用于具有大传播距离的ntn场景的增强csi反馈的解决方案。在该解决方案中，ue可以确定用于从部分csi中恢复整个csi的恢复参数集合，以及将恢复参数集合提供给gnb 120。因此，gnb 120可以仅从gnb 120的一部分天线发送参考信号。此外，gnb 120可以基于从由ue 110所提供的部分csi中恢复的过时csi来确定在用于表征过时csi与当前csi之间的关系的预测参数集合，该预测参数集合可以使得gnb 120能够预测当前csi。以这种方式，可以减少用于ul和dl反馈二者的开销。此外，可以获得更准确的csi反馈，并且因此可以改善用于信道估计的性能。
[0055]
以下将参考图2至图5详细描述本公开的原理和实现方式。
[0056]
图2示出了根据本公开的一些示例实施例的示出了ntn中的增强csi的过程的信令图。为了讨论的目的，将参考图1来描述过程200。过程200可以涉及如图1中所图示的ue 110和gnb 120。应当了解，尽管已经在图1的通信网络100中描述了过程200，但是该过程可以类似地被应用于其他通信场景。
[0057]
为了解决ntn中的信道老化问题(由于大传输距离)并且减少fdd ntn下行链路的csi捕获开销，可以使用一些良好估计的信道样本来训练模型。通过使用该模型，在子序列信道估计过程中，仅小部分天线需要发送下行链路csi
‑
rs。
[0058]
为了这个目的，如图2中所示，可以将触发器发送到ue 110以发起训练过程。例如，gnb 120可以在同步信号块(ssb)中将标识信息发送205到ue 110。标识信息例如可以包括gnb 120的标识符和用于ue接入gnb 120的其他配置信息。触发器也可以被包括在标识信息中。
[0059]
然后，gnb 120可以向ue 110发送210参考信号。该参考信号可以与gnb 120的天线阵列中的所有天线相关联。假设gnb 120由m个天线组成并且ue 110具有一个天线。基于触发器，ue 110可以知晓接下来要执行的训练过程。
[0060]
在该训练过程中，ue 110可以确定215恢复参数集合，其表征在与来自天线阵列中的一部分天线相关联的第一csi以及与来自天线的另一部分天线相关联的第二csi之间的关系。例如，本文中的关系可以被称为机器学习模型。
[0061]
对于训练过程，可以将回归模型用于信道训练，以基于n个信道实现期间的最小均方误差(mmse)估计来估计从gnb 120处的所有天线到ue 110的下行链路csi。
[0062]
估计的信道数据库被标示为其中针对每个路径的由传播增益和信道导引向量组成，其被示出为
[0063][0064]
其中[g1，...g
l
]是多径增益向量，路径d和λ分别是相邻天线之间的空间和波长。
[0065]
gnb 120的天线阵列中的所有天线可以被划分成两组，例如，可以如下地执行天线分离：
[0066]
(p＝{1，8，18，...28})∪(q＝{2，...，7，9，...17，19...27，29...})＝ψ＝{1，2，
3，...m}
ꢀꢀ
(1)
[0067]
其中p可以表示一组天线，而q可以表示另一组天线，并且p可以小于q。
[0068]
天线端口是一个逻辑概念。在下行链路中，天线端口一对一地对应于参考信号，即，如果通过多个物理天线发送相同的参考信号，那么这些物理天线对应于相同的天线端口。如果从相同的物理天线发送两个不同的参考信号，则该物理天线对应于两个单独的天线端口。在我们的系统中，一个天线元件对应于一个txru，即一个端口。不同的端口具有不同的csi
‑
rs。因此，将天线分为p组和q组是可行的。
[0069]
例如可以表示为与天线组p相关联的信道，而可以表示为与天线组q相关联的信道。假设并且并且u
[v]
是通过提取由集合v索引的对应列而获得的u的子矩阵。
[0070]
考虑到在ntn中的ue 110处的接收信号可以被表示如下：
[0071]
y＝h
[p]
x n
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0072]
天线组p中的天线的csi可以通过使用mmse方案而被估计为：
[0073][0074]
其中是ls(最小二乘方)信道估计。|u|标示集合u的基数，r
ab
是a和b的互相关矩阵，即r
ab
＝e(ab
h
)。
[0075]
与被标示为的天线组q相关联的第二csi可以基于与被标示为的天线组p相关联的第一csi而被预测为输出，第一csi可以被视为训练模型的输入。以回归模型为示例。可以将所获得的具有n信道实现的模型定义如下：
[0076][0077]
训练模型中的输入信号可以被表示为：
[0078][0079]
训练模型的回归因子可以被表示为：
[0080][0081]
通过结合等式(3)
‑
(5)，可以获得等式(7)：
[0082][0083]
其中是第n行(即第n个信道实现)的实部和的第i列。
[0084]
通过相对于将函数的导数设置为零，我们获得：
[0085][0086]
由给出，可以通过以下方式给出最优解
[0087][0088]
以相同的方式，回归因子的虚部可以被给出为：
[0089][0090]
结果，天线组b的第i列中的预测csi元素可以被表示如下：
[0091][0092]
以这种方式，可以确定回归因子和即表征在与一组天线相关联的第一csi以及与另一组天线相关联的第二csi之间的关系的恢复参数集合。
[0093]
应当理解，ue 110可以通过接收与gnb 120的所有天线相关联的多个参考信号来训练回归因子和也就是说，图2中的动作205至215可以被多次重复，以用于训练回归因子和
[0094]
在回归因子和已被成功训练之后，如图2中所示，例如，gnb 120可以仅从一组天线p发送220另外的参考信号。ue 110可以确定225与一组天线p相关联的第一csi。然后，ue 110可以向gnb120发送230第一csi和回归因子和以使得gnb 120能够基于第一csi和回归因子和来恢复完整csi，即与所有天线相关联的csi。以这种方式，可以显著减少用于csi反馈的开销。
[0095]
此外，指示也可以被考虑，这是因为1位信息也可以从ue 110发送到gnb 120，以指示gnb 120在gnb缓冲器中保留第一csi。例如，可以经由诸如“message 1”或“massage 3”的用于随机接入的信令来发送该指示。作为另一选择，可以经由物理上行链路共享信道(pusch)来发送该指示。
[0096]
如图2中所示，如果gnb 120接收到第一csi和恢复参数集合，即回归因子和则gnb 120可以基于第一csi和回归因子和来确定225与所有天线相关联的完整csi。
[0097]
例如，如上所示，gnb 120可以通过等式(11)来确定与另一组天线q相关联的第二csi。结果，可以确定与所有天线相关联的高维度信道的固有结构，并且因此可以确定与所有天线相关联的恢复的完整csi。
[0098]
根据从ue 110接收的1位信息，gnb 120可以在缓冲器中保留与所有天线相关联的恢复的完整csi。由于ntn中的大传播延迟，因此恢复的完整csi实际上是过时csi，这意味着恢复的完整csi可能无法反映当前信道状态。因此，gnb 120还可以基于恢复的完整csi来预测230当前的完整csi。现在，恢复的csi可以被称为中间csi。
[0099]
应该理解，在缓冲器中可以存在多个历史中间csi，其可以在一时间间隔(例如，连续时间间隔)期间被保留在缓冲器中。通过使用多个历史中间csi，gnb 120可以确定与在中间csi以及当前csi之间的关系相关联的预测参数集合。例如，在本文中的关系可以被称为机器学习模型。
[0100]
基本上，在中间csi与当前csi之间的关系可以分别与中间csi以及当前csi之间的信道状态差异、以及在中间csi以及当前csi被确定的时间点之间的时间延迟有关。
[0101]
例如，中间csi可以被标示为为了基于来预测可以利用历史中间
csi来训练支持向量回归模型。机器学习模型的输入中间csi，即支持向量回归模型，可以被定义为：
[0102][0103]
用于训练的输出当前csi被定义为：
[0104][0105]
用于链路自适应的当前csi的预测函数可以被描述为：
[0106][0107]
其中标示高维特征空间中的的特征向量。
[0108][0109]
针对训练的目标是找到被标示为f的函数，对于所有训练数据，该函数f与实际获得的具有最大ε偏差，并且同时该函数f尽可能平坦。换句话说，只要误差小于ε，我们就不在乎这些误差，但是我们将不接受任何大于ε的偏差。目标函数可以是：
[0110][0111]
遵循
[0112]
从目标函数中，关键思想是通过引入对偶变量集合来构造拉格朗日函数和对应的约束。拉格朗日函数可以被描述为：
[0113][0114]
此处l是拉格朗日数，并且是拉格朗日乘数。在求解这个对偶优化等式问题期间，可以被消除。然后，可以从等式(16)获得等式(17)和(18)：
[0115]
[0116][0117]
其中d1和d2中的元素满足常数c＞0确定了在函数f的平坦度与容忍大于ε的偏差的量之间的权衡。
[0118]
以这种方式，可以由gnb 120确定与在中间csi以及当前csi之间的关系相关联的预测参数集合预测参数集合可以被利用来预测用于链路自适应的当前csi信息。
[0119]
到目前为止，可以基于来预测可以假设在任何时间时刻t，可以在一时间序列集合期间收集gnb 120处的过时(中间)csi，这意味着ntn中的csi反馈延迟τ可以是时间分段的，其被标示为τ＝τ
i
，其中i＝1.2，...n，τ
n
＞τ
n
‑1＞
…
＞τ1。在gnb 120中可以使用对上述方案进行迭代，这是因为在非常短的时间内，反馈信道具有相关属性。
[0120]
此处，当接收到1位信息时，gnb 120将基于过时csi来估计预测参数集合最终，在下一个csi周期中，ue 120基于从一组天线发送的参考信号来估计部分csi，以及反馈该部分csi，该部分csi潜在地包含ri的所有必要信息(推荐用于dl传输的层数)、pmi(gnb在dl传输中使用的预编码器矩阵)和cqi(dl信道质量的指示)，以使得gnb 120能够预测用于链路自适应和预编码的当前的完整csi。
[0121]
因此，如果在两侧(即，在ue 110和gnb 120处)的模型都得到了完全地良好训练，则gnb 120可以仅将参考信号从一组天线发送到ue 110。基于该参考信号，ue 110可以确定部分csi，并且将部分csi发送给gnb 120。在gnb 120侧，gnb 120可以一方面基于部分csi和由ue 110训练并发送到gnb 120的恢复参数集合来恢复完整csi，以及另一方面基于恢复的csi和由gnb 120训练的预测参数集合来预测当前csi。
[0122]
图3示出了根据本公开的一些示例实施例的图示出了ntn中的增强csi的过程的信令图。为了讨论的目的，将参考图1来描述过程300。过程300可以涉及如图1中所图示的ue 110和gnb 120。应当了解，尽管已经在图1的通信网络100中描述了过程300，但是该过程可以类似地被应用于其他通信场景。
[0123]
图3示出了当在两侧(即，在ue 110和gnb 120处)的模型被完全地良好地训练时的过程。如图3中所示，gnb 120可以仅将参考信号从一组天线发送305到ue 110。基于该参考信号，ue 110可以确定310部分csi，并且将部分csi发送315到gnb 120。
[0124]
在gnb 120侧，当gnb 120接收到部分csi时，gnb 120可以基于部分csi和先前由ue 110训练并且发送到gnb 120的恢复参数集合来恢复320完整csi。然后，gnb 120可以基于恢复的csi和由gnb120训练的预测参数集合来预测325当前csi。
[0125]
以这种方式，可以减少用于ul和dl反馈的开销。此外，可以获得更准确的csi反馈，
并且因此可以改善信道估计的性能。
[0126]
图4示出了根据本公开的一些示例实施例的ntn中的增强csi的示例方法400的流程图。方法400可以在如图1中所示的第一设备110处被实现。为了讨论的目的，将参考图1来描述方法400。
[0127]
如图4中所示，在410处，如果第一设备接收到经由在第一设备与第二设备之间的信道从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的参考信号，则第一设备基于参考信号来确定与第一组天线相关联的第一信道状态信息。
[0128]
在420处，第一设备获得表征在第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系的恢复参数集合。第二组天线与第一组天线不同。
[0129]
在一些示例实施例中，第一设备可以经由信道从第二设备接收历史参考信号，该组历史参考信号是从天线阵列中的第一组天线和第二组天线发送的，并且基于该历史参考信号，确定与第一组天线相关联的第三信道状态信息和与第二组天线相关联的第四信道状态信息。第一设备还可以基于第三信道状态信息和第四信道状态信息来确定恢复参数集合。
[0130]
在一些示例实施例中，第一设备可以从第二设备接收包括第二设备的标识符的标识信息，并且如果终端设备接收到包括用于基于第一组天线来估计信道状态的的触发器的标识信息，则确定恢复参数集合。
[0131]
在430处，第一设备向第二设备发送第一信道状态信息和恢复参数集合。
[0132]
在一些示例实施例中，第一设备可以向第二设备发送指示第二设备保留与天线阵列相关联的中间信道状态信息的指示。中间信道状态信息可以指示当参考信号由第一设备接收时在第一时间点处的信道状态。
[0133]
图5示出了根据本公开的一些示例实施例的ntn中的增强csi的示例方法500的流程图。方法500可以在如图1中所示的第二设备120处被实现。为了讨论的目的，将参考图1来描述方法500。
[0134]
在510处，第二设备经由在第一设备与第二设备之间的信道向第一设备发送参考信号。参考信号是从第二设备的天线阵列中的第一组天线发送的。
[0135]
在520处，第二设备从第一设备接收与第一组天线相关联的第一信道状态信息和恢复参数集合。该恢复参数集合可以表征在第一信道状态信息以及与天线阵列中的第二组天线相关联的第二信道状态信息之间的关系，并且第二组天线与第一组天线不同。
[0136]
在530处，第二设备至少基于第一信道状态信息和恢复参数集合来确定与天线阵列相关联的目标信道状态信息。该目标信道状态信息可以指示在第一信道状态信息由第一设备确定之后的信道状态。
[0137]
在一些示例实施例中，第二设备可以基于第一信道状态信息和恢复参数集合来确定第二信道状态信息，并且可以基于第一信道状态信息和第二信道状态信息来确定与天线阵列相关联的中间信道状态信息，该中间信道状态信息指示当参考信号由第一设备接收时的第一时间点处的信道状态。第二设备还可以获得表征在中间信道状态信息与目标信道状态信息之间的关系的预测参数集合，并且基于以下项确定目标信道状态信息：中间信道状态信息、在第一时间点与当第一信道状态信息由第一设备确定时的第二时间点之间的时间
延迟、以及预测参数集合。
[0138]
在一些示例实施例中，第二设备可以在一时间间隔中获得与天线阵列中的天线相关联的多个历史中间信道状态信息。第二设备还可以确定在多个历史中间信道状态信息中的两个历史中间信道状态信息之间的差异，并且确定在当两个历史中间信道状态信息中的第一历史中间信道状态信息被确定时的第三时间点与当两个历史中间信道状态信息中的第二历史中间信道状态信息被确定时的第四时间点之间的时间延迟。第二设备可以确定在差异和时间延迟之间的关系，并且基于该关系来确定预测参数集合。
[0139]
在一些示例实施例中，第二设备可以向第一设备发送标识信息，该标识信息包括第二设备的标识符和用于基于第一组天线来估计信道状态的触发器。
[0140]
在一些示例实施例中，如果第二设备从第一设备接收到用于指示第二设备保留与天线阵列相关联的中间信道状态信息的指示，则第二设备可以将中间信道状态信息保留在第二设备的缓冲器中，该中间信道状态信息指示当参考信号由第一设备接收时的第一时间点处的信道状态。
[0141]
图6示出了根据本公开的实施例的仿真结果。用于csi评估的仿真参数可以被示出如下：
[0142]
表2.用于csi评估的仿真参数
[0143]
参数值信道模型ntn tdl a载波频率2ghzscs15khz系统带宽30mhz信道估计mmse发送功率23dbmue数目120场景郊区(10
°
仰角)csi报告周期性5msue速度3km/h度量cdf w.r.t.东南gnb的天线模式(m，n，p)具有全向天线元件(4、8、2)ue的天线模式(m，n，p)具有全向天线元件(1、1、2)时间和频率跟踪理想
[0144]
在nlos mmse信道估计的假设下ue速度为3km/h的情况下，随着反馈延迟从26ms增加到156ms，se损失显著。因此，可以看出，在los情况下，信道相当稳定，而在nlos中，随着信道老化，gnb用过时mcs来调度ue，这继而导致吞吐量损失。所提出的基于预测的解决方案(曲线601)与不同的ntn延迟场景(曲线602)相比表现出良好的性能，可以发现，通过引入我们的csi预测方案，可以实现性能增强。
[0145]
图7是适合于实现本公开的实施例的设备700的简化框图。设备700可以被提供来实现通信设备，例如如图1中所示的第一设备110或第二设备120。如图所示，设备700包括一个或多个处理器710、耦合至处理器710的一个或多个存储器740、以及耦合至处理器710的
一个或多个发送机和/或接收机(tx/rx)740。
[0146]
tx/rx 740用于双向通信。tx/rx 740具有至少一根天线以促进通信。通信接口可以表示与其他网络元件通信所需的任何接口。
[0147]
处理器710可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(dsp)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。设备700可以具有多个处理器，诸如在时间上从属于与主处理器同步的时钟的专用集成电路芯片。
[0148]
存储器720可以包括一个或多个非易失性存储器和一个或多个易失性存储器。非易失性存储器的示例包括但不限于：只读存储器(rom)724、电可编程只读存储器(eprom)、闪存、硬盘、压缩盘(cd)、数字视盘(dvd)以及其他磁存储和/或光存储。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(ram)722和在断电持续时间内将不持续的其他易失性存储器。
[0149]
计算机程序730包括由关联的处理器710执行的计算机可执行指令。程序730可以被存储在rom 720中。处理器710可以通过将程序730加载到ram 720中来执行任何适当的动作和处理。
[0150]
可以借助于程序730来实现本公开的实施例，以使得设备700可以执行参考图2至图5所讨论的本公开的任何过程。本公开的实施例还可以通过硬件或者通过软件和硬件的组合来实现。
[0151]
在一些实施例中，程序730可以被有形地包含在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以被包括在设备700(诸如在存储器720中)或设备700可访问的其他存储设备中。设备700可以将程序730从计算机可读介质加载到ram 722以用于执行。计算机可读介质可以包括任何类型的有形非易失性存储器，诸如rom、eprom、闪存、硬盘、cd、dvd等。图8示出了cd或dvd形式的计算机可读介质800的示例。该计算机可读介质具有存储在其上的程序730。
[0152]
通常，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现。尽管本公开的实施例的各个方面被图示和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制示例，本文所述的框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。
[0153]
本公开还提供了有形地存储在非暂时性计算机可读存储介质上的至少一个计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机可执行指令，诸如被包括在程序模块中的那些，在目标真实或虚拟处理器上的设备中被执行，以执行如上参考图4
‑
图5所述的方法400和500。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等。在各种实施例中，程序模块的功能性可以按照期望的那样在程序模块之间进行组合或进行分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地设备或分布式设备内被执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质中。
[0154]
可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行本公开的方法的程序代码。可以将这些程序代码提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，以使得该程序代码在由处理器或控制器执行时，使流程图和/或框图中指定
的功能/操作被实现。程序代码可以完全在机器上执行、部分在机器上执行、作为独立软件包执行、部分在机器上部分在远程机器上执行、或者完全在远程机器或服务器上执行。
[0155]
在本公开的上下文中，计算机程序代码或相关数据可以由任何合适的载体来携带，以使得装置、设备或处理器能够执行如上所述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质等。
[0156]
计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例将包括：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程读取器只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储设备、磁存储设备或前述各项的任何合适组合。
[0157]
此外，尽管以特定顺序描绘了各操作，但是这不应被理解为要求以所示出的特定顺序或以连续的顺序执行这样的操作，或者执行所有图示出的操作以实现期望的结果。在某些场景中，多任务和并行处理可能是有利的。同样，尽管以上讨论中包含若干特定的实现细节，但是这些不应被解释为对本公开内容范围的限制，而应被解释为可能特定于特定实施例的特征的描述。在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施例中分开或以任何合适的子组合来实现。
[0158]
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本公开，但是应该理解，所附权利要求书中定义的本公开不一定局限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作作为实现权利要求的示例形式而被公开。