用于非线性预编码的装置和方法
阅读说明：本技术 用于非线性预编码的装置和方法 (Apparatus and method for non-linear precoding ) 是由 宋暖 E·维索特斯基 F·沃克 M·埃内斯库 于 2018-01-18 设计创作，主要内容包括：提供了用于非线性预编码的系统、方法、装置、和计算机程序产品。一种方法可以包括：由网络节点例如基于来自至少一个用户设备的特定信道状态信息获取来组合线性和非线性预编码,以及针对所连结的线性和非线性预编码生成两种类型的解调参考信号。该方法可以包括：由网络节点将两种类型的解调参考信号与数据复用。两种类型的解调参考信号中的第一种可以用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码,并且两种类型中的另一种可以用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器、和来自线性和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器。(Systems, methods, apparatuses, and computer program products for non-linear precoding are provided. A method may include: the method further comprises combining, by the network node, the linear and non-linear precoding, e.g. based on a specific channel state information acquisition from the at least one user equipment, and generating two types of demodulation reference signals for the concatenated linear and non-linear precoding. The method can comprise the following steps: the two types of demodulation reference signals are multiplexed with data by the network node. A first one of the two types of demodulation reference signals may be linearly precoded with one linear precoding matrix from the first-stage linear precoder, and the other one of the two types may be linearly precoded with both: a first stage linear precoder, and a feedforward filter in a second stage non-linear precoder from a concatenation of linear and non-linear precoders.)
技术领域
一些示例实施例总体上可以涉及移动或无线电信系统。例如，各种示例实施例可以涉及这样的电信系统中的非线性预编码过程。
背景技术
移动或无线电信系统的示例可以包括：通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入网(UTRAN)、长期演进(LTE)、演进型UTRAN(E-UTRAN)、高级LTE(LTE-A)、LTE-A Pro、和/或第五代(5G)无线电接入技术或新无线电(NR)接入技术。第五代(5G)或新无线电(NR)无线系统是指下一代(NG)无线电系统和网络架构。据估计，NR将提供10-20Gbit/s量级或更高的比特率，并且将至少支持增强型移动宽带(eMBB)和超可靠低延迟通信(URLLC)。预计NR将提供极端宽带和超健壮的、低延迟连接性以及大规模网络，以支持物联网(IoT)。随着IoT和机器对机器(M2M)通信的日益普及，对满足低功耗、低数据速率、和长电池寿命需求的网络的需求将日益增长。注意，在5G或NR中，可以向用户设备提供无线电接入功能的节点(即，类似于E-UTRAN中的节点B或LTE中的eNB)可以被称为下一代或5G节点B(gNB)。
发明内容
一个实施例针对一种方法，该方法可以包括：由网络节点连结线性和非线性预编码，以及针对所连结的线性和非线性预编码生成两种类型的解调参考信号。两种类型中的一种类型可以用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码，该线性预编码矩阵被用于线性接收组合，并且两种类型中的另一种类型可以用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器、和来自线性和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器，该前馈滤波器被用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转。然后，该方法可以包括：由网络节点将两种类型的解调参考信号与数据复用。
另一实施例针对一种装置，该装置包括：至少一个处理器和至少一个存储器，该至少一个存储器包括计算机程序代码。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该装置至少：连结线性和非线性预编码，以及针对所连结的线性和非线性预编码生成两种类型的解调参考信号。两种类型中的一种类型可以用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码，该线性预编码矩阵被用于线性接收组合，并且两种类型中的另一种类型可以用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器、和来自线性和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器，该前馈滤波器被用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少：将两种类型的解调参考信号与数据复用。
另一实施例针对一种装置，该装置可以包括：用于连结线性和非线性预编码的连结部件，以及用于针对所连结的线性和非线性预编码生成两种类型的解调参考信号的生成部件。两种类型中的一种类型可以用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码，该线性预编码矩阵被用于线性接收组合，并且两种类型中的另一种类型可以用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器和来自线性、和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器，该前馈滤波器被用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转。该装置还可以包括：用于将两种类型的解调参考信号与数据复用的复用部件。
另一实施例针对一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质包括被存储在其上的程序指令，该程序指令用于执行以下：连结线性和非线性预编码，生成用于所连结的线性和非线性预编码的两种类型的解调参考信号，其中两种类型中的一种类型用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码，该线性预编码矩阵被用于线性接收组合，并且两种类型中的另一种类型用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器、和来自线性和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器，该前馈滤波器被用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转，以及将两种类型的解调参考信号与数据复用。
另一实施例针对一种方法，该方法可以包括：在特定信道状态信息获取中支持网络节点生成两种类型的解调参考信号，从网络节点接收双解调参考信号，该双解调参考信号包括两种类型的解调参考信号和数据，使用双解调参考信号来估计两个等效信道并且解调数据，以及由用户设备基于双解调参考信号来连结线性和非线性接收器，以解调数据。
另一实施例针对一种装置，该装置包括：至少一个处理器和至少一个存储器，该至少一个存储器包括计算机程序代码。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该装置至少：在特定信道状态信息获取中支持网络节点生成两种类型的解调参考信号，从网络节点接收双解调参考信号，该双解调参考信号包括两种类型的解调参考信号和数据，使用双解调参考信号来估计两个等效信道并且解调数据，以及基于双解调参考信号来连结线性和非线性接收器，以解调数据。
另一实施例针对一种装置，该装置包括：用于在特定信道状态信息获取中支持网络节点生成两种类型的解调参考信号的支持部件、用于从网络节点接收包括两种类型的解调参考信号和数据的双解调参考信号的接收部件、用于使用双解调参考信号来估计两个等效信道并且解调数据的估计部件、以及用于基于双解调参考信号来连结线性和非线性接收器以解调数据的连结部件。
另一实施例针对一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质包括被存储在其上的程序指令，该程序指令用于执行以下：在特定信道状态信息获取中支持网络节点生成两种类型的解调参考信号，接收双解调参考信号，该双解调参考信号包括两种类型的解调参考信号和数据，使用双解调参考信号来估计两个等效信道并且解调数据，以及基于双解调参考信号来连结线性和非线性接收器，以解调数据。
附图说明
为了适当地理解本发明，应当参考附图，在附图中：
图1示出了根据一个实施例的非线性预编码过程的示例信令图；
图2示出了根据一个实施例的非线性预编码系统的框图；
图3示出了根据一个实施例的描绘了根据第一情况的非线性预编码的实现过程的示例信令图；
图4示出了根据一个实施例的描绘了根据第二情况的非线性预编码的实现过程的示例信令图；
图5示出了根据一个实施例的描绘了根据第三情况的非线性预编码的实现过程的示例信令图；
图6a示出了根据一个实施例的装置的示例框图；
图6b示出了根据另一实施例的装置的示例框图；
图7a示出了根据一个实施例的方法的示例流程图；以及
图7b示出了根据另一实施例的方法的示例流程图。
具体实施方式
将容易理解，如本文中的附图中总体上描述和示出的，本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，如在附图中表示并且在下面描述的，用于非线性预编码的系统、方法、装置、和计算机程序产品的实施例的以下详细描述并非旨在限制本发明的范围，而是代表本发明的所选择的实施例。
在整个说明书中描述的本发明的特征、结构、或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。例如，在整个说明书中，短语“某些实施例”、“一些实施例”、或其他类似语言的使用是指以下事实：结合该实施例描述的特定特征、结构、或特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中，短语“在某些实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他实施例中”、或其他类似语言的出现不一定全都是指相同组实施例，并且在一个或多个实施例中，所描述的特征、结构、或特性可以以任何合适的方式组合。
另外，如果需要，下面讨论的不同功能或步骤可以以不同的顺序和/或彼此并发地执行。此外，如果需要，所描述的功能或步骤中的一个或多个可以是可选的或可以被组合。这样，以下描述应当被认为仅是本发明的原理、教导和实施例的说明，而不是对其的限制。
本文中描述的某些实施例可以涉及新无线电(NR)多用户(MU)多输入多输出(MIMO)通信系统。例如，一些示例实施例可以针对用于NR MIMO阶段II中的性能增强的高效的非线性预编码过程。
非线性预编码已经被标识为NR的有前途的候选。利用传输器侧的完全信道状态信息(CSI)，取决于对非因果已知干扰的预减法的“脏纸”编码(DPC)技术可以实现系统的最大和速率并且提供最大分集阶数。Tomlinson-Harashima预编码(THP)是DPC的简化和高效版本，它的计算要求较低并且因此对实际实现较具吸引力。与线性预编码相比，非线性预编码(诸如THP)能够提供显著增强的系统性能，尤其是对于其中用户设备(UE)的子空间重叠的相关信道。但是，非线性预编码的实现存在若干技术挑战。
在NR MIMO系统中，与LTE系统中相比，gNB和UE都可以安装有较多天线，尤其是在通常应用大型天线阵列的gNB侧。这可能引起用以实现非线性预编码的过高复杂性和压倒性开销。
另外，UE应当具有解调非线性预编码数据的能力，例如，在UE处需要针对不同流进行接收权重的模运算和修改计算。此外，由于接收器无法仅通过依赖于与线性预编码一起使用的传统DMRS来直接估计信道，所以传输器处的非线性处理会引起不同的解调参考信号(DMRS)结构。
非线性预编码比线性预编码对CSI错误更敏感，因为线性预编码基于空间信号子空间计算。而THP预编码实际上是一种非因果干扰预减法方案。
鉴于以上内容，某些实施例提供了用于在NR MU MIMO系统中有效地执行非线性预编码的方法，并且因此可以提供对至少上述问题的解决方案。
各种示例实施例可以针对有效的非线性预编码过程。例如，如将在下面详细讨论的，一个实施例可以提供基于显式CSI反馈的、用于预编码设计的组合的或连结的线性和非线性预编码、以及用于解调经历非线性和线性预编码两者的数据的双DMRS结构。
图1示出了根据一个实施例的非线性预编码过程的示例信令图。根据图1的示例实施例，可以提供显式CSI获取过程以实现线性和非线性预编码设计两者。如图1的示例所示，在101处，UE可以向gNB提供显式CSI反馈。在某些实施例中，CSI可以是信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)和显式传输通道协方差的组合。在其他实施例中，CSI可以是CQI、RI、预编码矩阵指示符(PMI)和显式有效/波束形成的信道的组合。在又一实施例中，CSI可以包括：CQI、RI、PMI、以及基于互易性经由传输-接收波束形成的上行链路探测而在gNB处被估计的CSI。
在102处，gNB可以设计或计算线性和非线性预编码器，并且在103处，gNB可以生成双DMRS(例如，DMRS1和DMRS2)和数据。在一个实施例中，在104处，gNB可以使用PDSCH来向UE至少传输两个生成的DMRS。根据某些实施例，然后在105处，UE可以经由所接收的双DMRS来估计两个等效信道并且解调数据。应当注意，尽管图1示出了被标记为gNB与UE的节点之间的信令，但是gNB也可以是基站、节点B、eNB、或能够提供无线电接入功能的任何其他网络节点，并且UE可以是移动设备、IoT设备、或能够与无线或有线通信网络通信的任何其他设备。
因此，根据某些实施例，可以将两种类型的DMRS与数据复用，其中两种DMRS中的一种可以用于线性接收组合，并且两种DMRS中的另一种可以用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转。注意，对于传统波束形成系统(诸如LTE)，并且在NR中，可以针对接收处理定义单个DMRS结构。
图2示出了根据一个实施例的非线性预编码系统200的框图。在一个示例实施例中，系统200可以是用于MU MIMO的基于THP的非线性预编码系统。在该示例实施例中，系统中可以有K个UE，并且每个UE可以具有
再次参考以上介绍的图1的示例，非线性预编码过程可以包括：用于下行链路数据的显式CSI获取阶段以及线性和非线性预编码阶段。在一个实施例中，由gNB从(多个)UE获取的显式CSI反馈101还可以包括关于(多个)UE解调非线性预编码数据的能力的信息。根据某些实施例，gNB还可以确定预编码类型(例如，在具有非线性预编码模式的MU MIMO中)，并且可以调度(多个)UE以进行非线性预编码。在一个实施例中，gNB还可以计算线性预编码矩阵。如上所述，所获取的CSI可以包括：(1)CQI、RI和显式传输信道协方差的组合；(2)CQI、RI、PMI和显式有效/波束形成的信道的组合，和/或(3)经由CSI报告所获得的，包括CQI、RI、PMI、以及基于互易性经由传输-接收波束形成的上行链路探测直接被估计的CSI。根据一个示例实施例，gNB可以使用PDCCH传输104以包括特定下行链路指示符以向UE通知UE被调度为被非线性预编码。
根据某些实施例，可以在系统中定义用于预编码的不同类型的CSI。在一些示例实施例中，完全CSI
在一个示例实施例中，可以根据以下等式获得在线性组合之后针对每个UE的接收信号：
假设在UE侧基于Tx有效/波束形成的信道(也就是用于数据解调的等效信道1(ECH1))应用最大比率组合(MRC)接收器，结果如下：
并且因此，Tx-Rx有效CSI的每个块条目可以由以下表示：
其中
在一个实施例中，THP预编码可以包括取决于B和线性前馈滤波器P的反馈回路。非线性预编码的等效信道可以被定义为：即，用于解调的等效信道2(ECH2)。
各种示例实施例可以针对显式CSI获取提供至少三种不同的设计情况。图3、4和5分别示出了根据某些实施例的用于在单个阶段中有效地获取显式CSI的三种示例情况。注意，这些仅仅是三个可能的示例，并且根据其他实施例，附加示例可以是适用的。
图3示出了描绘了根据第一情况(其在本文中可以称为情况a)的非线性预编码的实现过程的示例信令图。在情况a的该示例中，可以提供关于信道的传输协方差的显式CSI反馈。如图3所示，在301处，一个或多个UE能够根据由gNB在300处发送的未经预编码的CSI-RS来测量或估计传输协方差
图4示出了描绘了根据第二情况(其在本文中可以称为情况b)的非线性预编码的实现过程的示例信令图。在情况b的该示例中，可以提供关于Tx-Rx有效/波束形成的信道
图5示出了描绘了根据第三情况(其在本文中可以称为情况c)的非线性预编码的实现过程的示例信令图。在情况c的该示例中，提供了关于Tx-Rx有效/波束形成的信道l的基于互易性的CSI获取。如图5的示例所示，在500处，gNB可以向一个或多个UE发送下行链路波束形成的CSI-RS。在501处，UE k可以估计或确定其Tx有效/波束形成的信道并且在假设例如MRC接收器的情况下来估计其接收组合wk。同时，gNB还可以向(多个)UE中的每个指示其(多个)探测参考信号(SRS)资源。在一个实施例中，可以假设在UE侧有相等数目的传输和接收天线。根据某些实施例，在502处，(多个)UE中的每个可以有规则地反馈CQI、RI和PMI，其中PMI被用于确定用于所调度的UE的线性预编码矩阵F＝[F1，F2，...，FK]。在503处，gNB可以识别被线性或非线性预编码的(多个)UE能力，基于CSI确定预编码类型，执行调度，并且确定Tx线性预编码器。
在一个实施例中，在510处，(多个)UE中的每个还可以在假设Tx-Rx对偶性和互易性成立的情况下在所分配的(多个)资源中使用
根据各种示例实施例，基于CSI
其中L是下三角矩阵，并且Q是单位矩阵。用于THP算法的前馈和反馈滤波器可以分别如下获得：P＝QH以及
其中L(i，i)是矩阵L的第i个对角元素。然后，循环的信号输出可以写为
如本文中讨论的，根据某些实施例，gNB可以构造包括两个线性预编码的DMRS(例如，DMRS1、DMRS2)的PDSCH传输，并且可以执行数据的线性预编码和非线性干扰预减法，随后是模块化操作。在一个实施例中，gNB然后可以向(多个)UE发送所得到的传输信号。如图2的示例中所示，UE可以首先经由DMRS1来测量Tx有效/波束形成的信道
根据一些示例实施例，为了正确地对经历线性和非线性预编码两者的数据进行解调，可以使用两步UE特定DMRS解调。在一个实施例中，接收处理可以包括线性组合权重wk的计算，进一步应用每流的Dk复数增益以及模运算。在一个实施例中，如果假设在UE侧应用MRC接收器，则可以通过经由利用Fk线性预编码的DMRS1根据等式3测量Tx有效/波束形成的信道(即，ECH1)来获得线性组合Wk。
在一些实施例中，为了应用每流的复数增益
图6a示出了根据一个实施例的装置10的示例。在一个实施例中，装置10可以是通信网络中或服务于这样的网络的节点、主机、或服务器。例如，装置10可以是基站、节点B、演进型节点B(eNB)、5G节点B或接入点、下一代节点B(NG-NB或gNB)、WLAN接入点、移动性管理实体(MME)、和/或与无线电接入网络(诸如GSM网络、LTE网络、5G或NR)相关联的订阅服务器。
应当理解，在一些示例实施例中，装置10可以包括作为分布式计算系统的边缘云服务器，其中服务器和无线电节点可以是经由无线电路径或经由有线连接彼此通信的独立设备，或者它们可以位于经由有线连接进行通信的相同实体中。应当注意，本领域普通技术人员将理解，装置10可以包括图6a中未示出的组件或特征。
如图6a的示例所示，装置10可以包括用于处理信息并且执行指令或操作的处理器12。处理器12可以是任何类型的通用或专用处理器。实际上，例如，处理器12可以包括以下中的一项或多项：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、和基于多核处理器架构的处理器。虽然在图6a中示出了单个处理器12，但是根据其他实施例可以利用多个处理器。例如，应当理解，在某些实施例中，装置10可以包括可以形成可以支持多处理的多处理器系统的两个或更多个处理器(例如，在这种情况下，处理器12可以表示多处理器)。在某些实施例中，多处理器系统可以紧密耦合或松散耦合(例如，以形成计算机集群)。
处理器12可以执行与装置10的操作相关联的功能，其可以包括例如天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的各个比特的编码和解码、信息的格式化，以及对装置10的整体控制，包括与通信资源的管理相关的过程。
装置10还可以包括或耦合到存储器14(内部或外部)，存储器14用于存储可以由处理器12执行的信息和指令，存储器14可以耦合到处理器12。存储器14可以是一个或多个存储器并且是适合于本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器、和/或可移动存储器。例如，存储器14可以包括以下的任何组合：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、静态存储器(诸如磁盘或光盘)、硬盘驱动器(HDD)、或任何其他类型的非瞬态机器或计算机可读介质。存储在存储器14中的指令可以包括程序指令或计算机程序代码，该程序指令或计算机程序代码在由处理器12被执行时使得装置10能够执行本文中描述的任务。
在一个实施例中，装置10还可以包括或耦合到(内部或外部)驱动器或端口，该驱动器或端口被配置为接受和读取外部计算机可读存储介质，诸如光盘、USB驱动器、闪存驱动器、或任何其他存储介质。例如，外部计算机可读存储介质可以存储用于由处理器12和/或装置10执行的计算机程序或软件。
在一些实施例中，装置10还可以包括或耦合到一个或多个天线15，以用于向装置10传输信号和/或数据以及从装置10接收信号和/或数据。装置10还可以包括或耦合到被配置为传输和接收信息的收发器18。收发器18可以包括例如可以耦合到(多个)天线15的多个无线电接口。无线电接口可以对应于多种无线电接入技术，包括以下中的一种或多种：GSM、NB-IoT、LTE、5G、WLAN、Bluetooth、BT-LE、NFC、射频标识符(RFID)、超宽带(UWB)、MulteFire等。无线电接口可以包括组件，诸如滤波器、转换器(例如，数模转换器等)、映射器、快速傅里叶变换(FFT)模块等，以生成用于经由一个或多个下行链路进行传输的符号并且接收符号(例如，经由上行链路)。
这样，收发器18可以被配置为将信息调制到载波波形上以用于由(多个)天线15传输，并且解调经由(多个)天线15接收的信息以用于由装置10的其他元件进一步处理。在其他实施例中，收发器18可以能够直接传输和接收信号或数据。另外地或备选地，在一些实施例中，装置10可以包括输入和/或输出设备(I/O设备)。
在一个实施例中，存储器14可以存储在由处理器12执行时提供功能的软件模块。例如，模块可以包括针对装置10提供操作系统功能的操作系统。存储器还可以存储一个或多个功能模块，诸如应用或程序，以针对装置10提供附加功能。装置10的组件可以以硬件、或硬件和软件的任何合适的组合来实现。
根据一些实施例，处理器12和存储器14可以被包括在处理电路系统或控制电路系统中或者可以形成处理电路系统或控制电路系统的一部分。另外，在一些实施例中，收发器18可以被包括在收发电路系统中或者可以形成收发电路系统的一部分。
如本文中所使用的，术语“电路系统”可以是指仅硬件电路系统实现(例如，模拟和/或数字电路系统)、硬件电路和软件的组合、模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合、一起工作以使装置(例如，装置10)执行各种功能的具有软件(包括数字信号处理器)的(多个)硬件处理器的任何部分，和/或使用软件进行操作但是在操作不需要软件时软件可以不存在的(多个)硬件电路和/或(多个)处理器或其部分。作为其他示例，如本文中所使用的，术语“电路系统”还可以仅覆盖硬件电路或处理器(或多个处理器)、或硬件电路或处理器的一部分、及其随附软件和/或固件的实现。术语“电路系统”还可以覆盖例如服务器、蜂窝网络节点或设备、或其他计算或网络设备中的基带集成电路。
如上所述，在某些实施例中，装置10可以是网络节点或RAN节点，诸如基站、接入点、节点B、eNB、gNB、WLAN接入点等。根据某些实施例，装置10可以由存储器14和处理器12控制，以执行与本文中描述的任何实施例相关联的功能，诸如图1-5中所示的流程图、信令图或框图。例如，在某些实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以执行由图1-5所示的gNB执行的一个或多个步骤。在某些实施例中，装置10可以被配置为例如基于来自(多个)UE的显式CSI反馈并且根据用于解调经历非线性和线性预编码两者的数据的双DMRS结构来执行有效的非线性预编码过程，该过程可以包括组合的或连结的线性和非线性预编码。
例如，在一些实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以向一个或多个UE发送未经预编码的CSI-RS或波束形成的CSI-RS。根据一个实施例，装置10可以由存储器14和处理器12控制以从(多个)UE接收特定CSI。可选地，在某些示例实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以还从(多个)UE接收CQI、RI和/或PMI中的至少一个。在一个实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以基于从(多个)UE接收的特定CSI获取来连结线性和非线性预编码，并且针对所连结的线性和非线性预编码生成两种类型的DMRS。根据一些实施例，两种类型的DMRS中的一种用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码，并且两种类型的DMRS中的另一种用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器、和来自线性和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器。在一个实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以将两种类型的DMRS与数据复用，并且向(多个)UE传输至少包括两种类型的DMRS和数据的PDSCH。
在一些实施例中，CSI可以包括以下中的一项或多项：(a)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)和显式传输信道协方差的组合；(b)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和显式有效/波束形成的信道的组合；或者(c)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和基于互易性经由传输-接收波束形成的上行链路探测被直接估计的CSI。
根据一个实施例，装置10还可以由存储器14和处理器12控制以使用PDCCH来包括特定DL指示符，以向(多个)UE通知UE被调度为被非线性预编码。另外，在某些实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以从(多个)UE接收对UE解调非线性预编码数据的能力的指示。在某些实施例中，装置10还可以由存储器14和处理器12控制以确定预编码类型，来针对(多个)UE计算线性预编码矩阵，并且调度(多个)UE以进行非线性预编码。
图6b示出了根据另一实施例的装置20的示例。在一个实施例中，装置20可以是通信网络中或与这样的网络相关联的节点或元件，诸如UE、移动设备(mobile equipment)(ME)、移动站、移动设备(mobile device)、固定设备、IoT设备、或其他设备。如本文中所描述的，UE可以备选地被称为例如移动站、移动设备(mobile equipment)、移动单元、移动设备(mobile device)、用户设备、订户站、无线终端、平板电脑、智能电话、IoT设备或NB-IoT设备等。作为一个示例，装置20可以例如在无线手持设备、无线***式附件等中实现。
在一些示例实施例中，装置20可以包括：一个或多个处理器、一个或多个计算机可读存储介质(例如，存储器、存储等)、一个或多个无线电接入组件(例如，调制解调器、收发器等)、和/或用户接口。在一些实施例中，装置20可以被配置为使用一种或多种无线电接入技术来操作，诸如GSM、LTE、LTE-A、NR、5G、WLAN、WiFi、NB-IoT、Bluetooth、NFC、MulteFire、和/或任何其他无线电接入技术。应当注意，本领域普通技术人员将理解，装置20可以包括图6b中未示出的组件或特征。
如图6b的示例所示，装置20可以包括或耦合到处理器22，处理器22用于处理信息并且执行指令或操作。处理器22可以是任何类型的通用或专用处理器。实际上，例如，处理器22可以包括以下中的一项或多项：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、和基于多核处理器架构的处理器。尽管在图6b中示出了单个处理器22，但是根据其他实施例可以利用多个处理器。例如，应当理解，在某些实施例中，装置20可以包括可以形成可以支持多处理的多处理器系统的两个或更多个处理器(例如，在这种情况下，处理器22可以表示多处理器)。在某些实施例中，多处理器系统可以紧密耦合或松散耦合(例如，以形成计算机集群)。
处理器22可以执行与装置20的操作相关联的功能，作为示例，包括天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的各个比特的编码和解码、信息的格式化、以及对装置20的整体控制，包括与通信资源的管理相关的过程。
装置20还可以包括或耦合到存储器24(内部或外部)，存储器24用于存储可以由处理器22执行的信息和指令，存储器24可以耦合到处理器22。存储器24可以是一个或多个存储器并且是适合于本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器、和/或可移动存储器。例如，存储器24可以包括以下的任何组合：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、静态存储器(诸如磁盘或光盘)、硬盘驱动器(HDD)、或任何其他类型的非瞬态机器或计算机可读介质。存储在存储器24中的指令可以包括程序指令或计算机程序代码，该程序指令或计算机程序代码在由处理器22执行时使得装置20能够执行本文中所描述的任务。
在一个实施例中，装置20还可以包括或耦合到(内部或外部)驱动器或端口，该驱动器或端口被配置为接受和读取外部计算机可读存储介质，诸如光盘、USB驱动器、闪存驱动器、或任何其他存储介质。例如，外部计算机可读存储介质可以存储用于由处理器22和/或装置20执行的计算机程序或软件。
在一些实施例中，装置20还可以包括或耦合到一个或多个天线25，以用于接收下行链路信号并且用于经由上行链路从装置20进行传输。装置20还可以包括被配置为传输和接收信息的收发器28。收发器28还可以包括耦合到天线25的无线电接口(例如，调制解调器)。无线电接口可以对应于多种无线电接入技术，包括以下中的一种或多种：GSM、LTE、LTE-A、5G、NR、WLAN、NB-IoT、Bluetooth、BT-LE、NFC、RFID、UWB等。无线电接口可以包括其他组件，诸如滤波器、转换器(例如，数模转换器等)、符号解映射器、信号整形组件、快速傅里叶逆变换(IFFT)模块等，以处理由下行链路或上行链路携带的符号，诸如OFDMA符号。
例如，收发器28可以被配置为将信息调制到载波波形上以由(多个)天线25传输，并且解调经由(多个)天线25接收的信息以用于由装置20的其他元件进一步处理。在其他实施例中，收发器28可以能够直接传输和接收信号或数据。另外地或备选地，在一些实施例中，装置10可以包括输入和/或输出设备(I/O设备)。在某些实施例中，装置20还可以包括用户接口，诸如图形用户接口或触摸屏。
在一个实施例中，存储器24存储在由处理器22执行时提供功能的软件模块。这些模块可以包括例如针对装置20提供操作系统功能的操作系统。存储器还可以存储一个或多个功能模块，诸如应用或程序，以针对装置20提供附加功能。装置20的组件可以以硬件、或硬件和软件的任何合适的组合来实现。根据示例实施例，装置20可以可选地被配置为根据任何无线电接入技术(诸如NR)经由无线或有线通信链路70与装置10通信。
根据一些实施例，处理器22和存储器24可以被包括在处理电路系统或控制电路系统中或者可以形成处理电路系统或控制电路系统的一部分。另外，在一些实施例中，收发器28可以被包括在收发电路系统中或者可以形成收发电路系统的一部分。
如上所述，根据一些实施例，装置20可以是例如UE、移动设备、移动站、ME、IoT设备和/或NB-IoT设备。根据某些实施例，装置20可以由存储器24和处理器22控制以执行与本文中描述的实施例相关联的功能。例如，在一些实施例中，装置20可以被配置为执行本文中描述的任何流程图或信令图中所描绘的一个或多个过程，诸如图1-5所示的流程图、信令图或框图。
根据一些实施例，装置20可以由存储器24和处理器22控制以在特定CSI获取中支持网络节点(例如，gNB)生成两种类型的DMRS。例如，在某些实施例中，装置20可以由存储器24和处理器22控制以从网络节点(例如，gNB)接收未经预编码的CSI-RS或波束形成的CSI-RS。根据一个实施例，装置20可以由存储器24和处理器22控制以向网络节点传输显式CSI反馈。可选地，在某些示例实施例中，装置20还可以由存储器24和处理器22控制以向网络节点传输其优选的CQI、RI和/或PMI中的至少一个。在示例实施例中，网络节点可以基于特定CSI获取来构造线性和非线性预编码器，并且生成双DMRS和数据。
在一些实施例中，CSI可以包括以下中的一项或多项：(a)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)和显式传输信道协方差的组合；(b)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和显式有效/波束形成的信道的组合；或者(c)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和基于互易性经由传输-接收波束形成的上行链路探测被直接估计的CSI。
根据一个实施例，装置20可以由存储器24和处理器22控制以例如在PDCCH上接收特定DL指示符，以向装置20通知其被调度为被非线性预编码。根据某些实施例，装置20可以由存储器24和处理器22控制以向网络节点发送对装置20解调非线性预编码数据的能力的指示。在一些实施例中，装置20可以由存储器24和处理器22控制以例如在PDSCH上从网络节点至少接收双DMRS，该双DMRS包括两种类型的DMRS和数据。
根据一个实施例，装置20还可以由存储器24和处理器22控制以使用所接收的双DMRS来估计两个等效信道，并且解调数据。在一个实施例中，装置20还可以由存储器24和处理器22控制以基于双DMRS来连结线性和非线性接收器，以解调数据。在某些实施例中，装置20还可以由存储器24和处理器22控制以使用两种类型的DMRS中的第一种类型(DMRS1)来估计每流的UE接收权重，DMRS1被用于线性接收组合，在该装置处组合天线端口以形成每流的输出，并且利用信道估计来均衡每流的输出，该信道估计使用两种类型的DMRS中的第二种类型(DMRS2)被获得，DMRS2被用于非线性预编码数据(例如，第二种类型的DMRS(DMRS2)可以用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转)。因此，在某些实施例中，装置20可以由存储器24和处理器22控制以使用第一种类型的DMRS(DMRS1)来估计第一CSI并且获得接收组合权重，并且使用第二种类型的DMRS(DMRS2)来估计第二CSI并且获得缩放权重。在一个实施例中，装置20然后可以由存储器24和处理器22控制以检测和解调数据。
图7a示出了根据一个实施例的用于非线性预编码的方法的示例流程图。在某些实施例中，图7a的流程图可以由网络节点(诸如基站、节点B、eNB、gNB、或任何其他接入节点)来执行。如图7a的示例中所示，该方法可以包括：在700处，向一个或多个UE传输未经预编码的CSI-RS或波束形成的CSI-RS。根据一个实施例，该方法还可以包括：在705处，从(多个)UE接收特定的CSI反馈。可选地，在某些示例实施例中，该方法还可以包括：(多个)从UE接收优选的CQI、RI和/或PMI中的至少一个。在一个实施例中，该方法还可以包括：在710处，例如通过连结线性和非线性预编码来设计组合的线性和非线性预编码器。连结可以基于从(多个)UE接收的特定CSI获取。该方法可以包括：在715处，针对所连结的线性和非线性预编码生成两种类型的DMRS(即，双DMRS)。根据一些实施例，两种类型的DMRS中的一种用来自第一级线性预编码器的一个线性预编码矩阵被线性预编码，并且两种类型的DMRS中的另一种用以下两者被线性预编码：第一级线性预编码器、和来自线性和非线性预编码器的连结的第二级非线性预编码器中的前馈滤波器。在一个实施例中，该方法可以包括：在717处，将两种类型的DMRS与数据复用，以及在720处，向(多个)UE传输至少包括两种类型的DMRS和数据的PDSCH。
在一些实施例中，CSI可以包括以下中的一项或多项：(a)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)和显式传输信道协方差的组合；(b)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和显式有效/波束形成的信道的组合；或者(c)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和基于互易性的传输-接收波束形成的上行链路探测。
根据一个实施例，该方法可以可选地包括：使用PDCCH以包括特定DL指示符，以向(多个)UE通知它们被调度为被非线性预编码。另外，在某些实施例中，该方法可以包括：从(多个)UE接收对其解调非线性预编码数据的能力的指示。在某些实施例中，该方法可以包括：确定预编码类型，针对(多个)UE计算线性预编码矩阵，并且调度(多个)UE以进行非线性预编码。
图7b示出了根据一个实施例的用于非线性预编码的方法的示例流程图。在某些实施例中，图7b的流程图可以例如由UE、移动站、移动设备、IoT设备等执行。如图7b的示例所示，该方法可以包括：在750处，从网络节点(例如，gNB)接收未经预编码的CSI-RS或波束形成的CSI-RS。根据一个实施例，该方法可以包括：在特定CSI获取中支持网络节点生成两种类型的DMRS，其可以包括：在755处，向网络节点传输特定CSI反馈。可选地，在某些示例实施例中，该方法可以包括：向网络节点传输UE的优选的CQI、RI和/或PMI中的至少一个。在示例实施例中，网络节点然后可以基于显式CSI反馈来构造线性和非线性预编码器，并且生成双DMRS和数据。
在一些实施例中，CSI可以包括以下中的一项或多项：(a)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)和显式传输信道协方差的组合；(b)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和显式有效/波束形成的信道的组合；或者(c)信道质量指示符(CQI)、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和基于互易性的传输-接收波束形成的上行链路探测。
根据一个实施例，该方法还可以包括：在765处，例如在PDCCH上接收特定DL指示符，以向UE通知其被调度为被非线性预编码。根据某些实施例，该方法还可以包括：向网络节点发送对UE解调非线性预编码数据的能力的指示。在一些实施例中，该方法还可以包括：在770处，例如在PDSCH上从网络节点至少接收双DMRS，该双DMRS包括两种类型的DMRS和数据。
根据一个实施例，该方法还可以包括：在775处，使用所接收的双DMRS来估计两个等效信道以及，在780处，解调数据。该方法还可以包括：基于双DMRS来连结线性和非线性接收器，以解调数据。在某些实施例中，估计775可以包括：使用两种类型的DMRS中的第一种(DMRS1)来估计每流的UE接收权重，DMRS1被用于线性接收组合，在UE处组合天线端口以形成每流的输出，并且利用信道估计来均衡每流的输出，该信道估计使用两种类型的DMRS中的第二种类型(DMRS2)被获得，DMRS2被用于非线性预编码数据(例如，第二种类型的DMRS(DMRS2)可以用于非线性预编码数据的缩放和相位反旋转)。因此，在某些实施例中，该方法可以包括：使用第一种类型的DMRS(DMRS1)来估计第一等效信道(ECH1)并且获得接收组合权重，以及使用第二种类型的DMRS(DMRS2)来估计第二等效信道(ECH2)并且获得缩放权重。在一个实施例中，解调780可以包括检测和解调数据。
因此，本发明的实施例提供了若干技术改进、增强和/或优点。各种示例实施例提供了一种促进大型天线阵列的预编码设计的CSI获取过程。一些实施例还提供了具有足够分辨率以确保非线性预编码的鲁棒性能的显式CSI。此外，作为某些实施例的结果，提高了网络吞吐量和UE吞吐量性能。另外，改善了MU MIMO性能。实际上，仿真结果表明，实现根据本文中所描述的实施例的非线性预编码过程比线性预编码过程产生更好的性能，并且因此引起改善的小区吞吐量和UE吞吐量。这样，本发明的实施例可以改善网络和网络节点(例如，包括接入点、基站/eNB/gNB)和移动设备或UE的性能和吞吐量。因此，本发明的实施例的使用引起通信网络及其节点的功能改善。
在一些实施例中，本文中描述的任何方法、过程、信令图、算法或流程图的功能可以由存储在存储器或其他计算机可读或有形介质中、并且由处理器执行的软件和/或计算机程序代码或代码部分来实现。
在一些实施例中，一种装置可以包括或与至少一个软件应用、模块、单元或实体相关联，该软件应用、模块、单元或实体被配置为由至少一个运算处理器执行的(多个)算术运算或其程序或部分(包括添加或更新的软件例程)。程序(也称为程序产品或计算机程序，包括软件例程、小程序和宏)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且包括用以执行特定任务的程序指令。
一种计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可执行组件，当程序被运行时，该一个或多个计算机可执行组件被配置为执行实施例。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其部分。实现实施例的功能所需要的修改和配置可以作为(多个)例程来执行，例程可以作为添加或更新的(多个)软件例程来实现。(多个)软件例程可以下载到装置中。
软件或计算机程序代码或其部分可以以源代码形式、目标代码形式或以某种中间形式，并且可以存储在某种载体、分发介质、或计算机可读介质中，其可以是能够携带程序的任何实体或设备。这样的载体包括例如记录介质、计算机存储器、只读存储器、光电和/或电载体信号、电信信号、和软件分发包。取决于所需要的处理能力，计算机程序可以在单个电子数字计算机中执行，也可以分布在多个计算机之间执行。计算机可读介质或计算机可读存储介质可以是非瞬态介质。
在其他实施例中，该功能可以由装置(例如，装置10或装置20)中包括的硬件或电路系统执行，例如通过使用专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)、或硬件和软件的任何其他组合。在又一实施例中，该功能可以被实现为信号，一种可以由从互联网或其他网络下载的电磁信号携带的无形手段。
根据一个实施例，诸如节点、设备或相应组件的装置可以被配置为电路系统、计算机或微处理器(诸如单芯片计算机元件)或芯片组，至少包括存储器和运算处理器，存储器用于提供用于算术运算的存储容量，运算处理器用于执行算术运算。
本领域的普通技术人员将容易地理解，如上所述的本发明可以以不同顺序的步骤和/或以与所公开的那些配置不同的配置的硬件元件来实践。因此，尽管已经基于这些优选实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言很清楚的是，某些修改、变型和备选构造将是很清楚的，同时仍在本发明的精神和范围内。因此，为了确定本发明的界限，应当参考所附权利要求。
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