一種直接信道信息的反饋方法及裝置的製作方法

2023-09-18 08:14:05 2

專利名稱：一種直接信道信息的反饋方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及LTE Advanced(高級長期演進)系統，特別涉及系統中一種直接信道 信息的反饋方法及裝置。
背景技術：
目前，在LTE 57次會議中，關於LTE-A中用戶設備(UE)反饋的直接信道信息形成 以下結論直接信道狀態/統計信息反饋信道部分(Channel part) :UE測量集合中的每一個小區，在給定子幀上報一個或 多個信道特徵；信道特徵包括(但不局限於)以下信道矩陣(Hi)-短時(瞬時的)；傳輸信道協方差矩陣(Ri),Ri= (Sum(HijtHij)VJ,其中 j = 0，1，2，· ·. ,J-LHij
表示第i，j點上的信道，"f』表示共軛轉置，sum表示求和，j為時間或頻率範圍；主要的特徵值或者特徵向量；短時信道主要的特徵值或者特徵向量。噪聲和幹擾部分外部幹擾UE上報的小區；CoMP 傳輸點；總接收功率；噪聲和幹擾的協方差矩陣。根據上述規定，UE反饋的直接信道信息為UE觀察到的不做任何發送或接收處理 的下行信道信息，包括信道協方差矩陣Ri，信道矩陣Hi和主要的特徵值或特徵向量。但 是這些信息反饋時各有缺點Hi不能找到很好求均值的方法，因為反饋的頻域粒度往往超過相干帶寬，因此無 法將獲取的各導頻點上的真實信道壓縮成一個數據塊上具有代表意義的信道衝激響應。Ri相對於Hi雖然相對慢變，但是當COMP (多點協作傳輸)時，收發天線個數相差 較大時，反饋開銷很大。例如當三個小區協作時，每個小區假設有4根天線，UE有兩根接收 天線，則UE將在每個RE (資源元素)上得到12*2的信道矩陣，Ri的維數就是12*12，反饋 開銷很大。在LTE標準中，LTE反饋的是預編碼矩陣的索引號，即標準中預先規定了數個預編 碼矩陣，然後UE尋找和實際獲得的預編碼加權值最接近的預編碼矩陣索引號，將此預編碼 矩陣信息(PMI)信息反饋給UE。因為該方法先將實際信道的無限多可能的預編碼矩陣量化 為各自獨立的有限個預編碼矩陣集合，因此會存在很大的量化誤差。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種直接信道信息的反饋方法及裝置，從而 有利於減小反饋開銷，提高反饋的精度。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種直接信道信息的反饋方法，包括UE反饋直接信道信息時，按照設定的多天線權值處理方法對信道矩陣處理得到 多天線處理權值矩陣，再對所述多天線處理權值矩陣中的多天線處理權值直接進行反饋處 理，所述反饋處理至少包括量化和反饋。進一步地，上述反饋方法還可具有以下特點所述UE處理得到和反饋的多天線處理權值矩陣包括要使用的多天線處理權值矩 陣，所述要使用的多天線處理權值矩陣為一個全帶寬的多天線處理權值矩陣，和/或η個子 帶的多天線處理權值矩陣，η為正整數。進一步地，上述反饋方法還可具有以下特點所述UE處理得到和反饋的多天線處理權值矩陣還包括一個或多個幹擾最大的多 天線處理權值矩陣。進一步地，上述反饋方法還可具有以下特點所述UE對多天線處理權值進行量化前，先對所述多天線處理權值進行幅值壓縮處理。進一步地，上述反饋方法還可具有以下特點所述UE按照設定的量化臺階將多天線處理權值的量化範圍劃分為多個量化區 間，每個量化區間對應於一個幅值反饋比特，量化時，對每個多天線處理權值，根據該多天 線處理權值的幅值所處的量化區間確定該多天線處理權值對應的幅值反饋比特，並在幅值 反饋比特前或後增加一個表示該多天線處理權值正負的正負反饋比特後，作為該多天線處 理權值要反饋到基站的反饋比特。進一步地，上述反饋方法還可具有以下特點所述UE對每一個多天線處理權值， 用2-5比特進行量化。進一步地，上述反饋方法還可具有以下特點所述反饋方法應用於高級長期演進(LTE-A)系統，基站和用戶設備(UE)之間採用 閉環的傳輸模式。相應地，本發明提供的可進行直接信道信息反饋的用戶設備包括信道矩陣計算模 塊，多天線權值矩陣計算模塊和直接信道反饋模塊，其中所述信道矩陣計算模塊用於根據下行信道的估計結果計算出信道矩陣；所述多天線權值矩陣計算模塊用於按照設定的多天線權值處理方法對信道矩陣 處理，得到要使用的多天線處理權值矩陣；所述直接信道反饋模塊用於對所述要使用的多天線處理權值矩陣中的多天線處 理權值直接進行反饋處理，所述反饋處理至少包括量化和反饋。進一步地，上述用戶設備還可具有以下特點所述多天線權值矩陣計算模塊計算得到的要使用的多天線處理權值矩陣為一個 全帶寬的多天線處理權值矩陣，和/或η個子帶的多天線處理權值矩陣，η為正整數。進一步地，上述用戶設備還可具有以下特點
所述多天線權值矩陣計算模塊還計算得到一個或多個幹擾最大的多天線處理權 值矩陣；所述直接信道反饋模塊還對所述幹擾最大的多天線處理權值矩陣中的多天線處 理權值直接進行反饋處理。上述方案和目前規定的直接反饋信息不同的是它是將信道矩陣Hi進行處理後得 到多天線處理權值(也可稱作預編碼矩陣)，將得到的多天線處理權值矩陣直接做反饋處 理。雖然3GPP TR36. 814vl. 1. 1中提到了反饋特徵值或者特徵向量，但是隨著多天線技術 的發展，各種處理準則大不相同，不僅僅限於特徵向量。與現有技術相比，本發明具有以下優點(1)將多天線處理權值矩陣直接進行反饋處理，UE可以根據不同的傳輸模式直接 計算權值，不用針對8天線，或者COMP時的更複雜的天線配置設計預編碼碼本。(2)本發明中，UE只用反饋自己可用層數的多天線處理權值，相比信道矩陣和信 道協方差矩陣，反饋量大大減小。比如當三個小區協作時，每個小區假設有4根天線，UE (移 動終端)有兩根接收天線，則UE將反饋的信道矩陣維數為12*2，即有24個反饋量，反饋信 道協方差矩陣Ri的維數就是12*12，即有78個反饋量(根據U陣的對稱性也只能減小一部 分)，而反饋多天線處理權值，當信道的秩為2，那麼多天線處理權值矩陣為12*2維，當秩為 1時，多天線處理權值矩陣為12*1維，較前兩者開銷都要小。(3)因為在COMP的聯合處理(JP)時，為獲得更大的處理增益，需要告知UE參與協 作的集合，因此該方法並不會增加額外的信令開銷。進一步地，UE還可以根據信道的實際情況，採取不同的準則優化多天線處理的權 值矩陣，便於MIMO自適應處理。


圖1是本發明實施例一的方法的流程圖。圖2是本發明實施例一的用戶設備相關的功能模塊圖。
具體實施例方式本發明中，UE將獲得的多天線處理權值矩陣直接反饋給基站。下面結合具體實施 例對本發明技術方案作進一步詳細說明。實施例一將傳輸模式分為開環和閉環，對於開環的傳輸模式，基站端採用固定方法處理，例 如分集處理，或長時信道信息進行處理；對於閉環的傳輸模式，UE反饋多天線處理權值。具 體的步驟包括步驟110，UE進行信道估計，獲得下行信道的信道秩和信道矩陣；步驟120，UE將得到的信道矩陣按照設定的多天線權值處理方法處理後，得到一 個要使用的多天線處理權值矩陣；上述「要使用的多天線處理權值矩陣」是指基站在對該UE的下行數據處理時使用 的多天線處理權值矩陣。本實施例得到的是一個全帶寬(wideband)的多天線處理權值矩陣。根據信道矩陣得到多天線處理權值矩陣的方法很多，可以採用ZF(迫零算法)，MMSE(最小均方誤差算 法)，SIC (幹擾漸消算法)，BD算法(塊對角化)，特徵值分解等方法。步驟130，UE將多天線處理權值矩陣中各子帶的多天線處理權值直接量化後，反
饋給基站。UE需要按照設定的量化臺階將多天線處理權值的量化範圍劃分為多個量化區間， 每個量化區間對應於一個幅值反饋比特，量化時，對每個多天線處理權值，根據該多天線處 理權值的幅值所處的量化區間確定該多天線處理權值對應的幅值反饋比特，並在幅值反饋 比特前或後增加一個表示該多天線處理權值正負的正負反饋比特後，作為該多天線處理權 值要反饋到基站的反饋比特。在本實施例的變例中，UE也可以處理得到一個或多個要使用的子帶(subband)的 多天線處理權值矩陣，並對該一個或多個多天線處理權值矩陣中的多天線處理權值進行直 接反饋處理。如圖2所示，本實施例的可進行直接信道信息反饋的用戶設備包括信道矩陣計算 模塊210，多天線權值矩陣計算模塊220和直接信道反饋模塊230，其中信道矩陣計算模塊用於根據下行信道的估計結果計算出信道矩陣；多天線權值矩陣計算模塊用於按照設定的多天線權值處理方法對信道矩陣處理， 得到要使用的多天線處理權值矩陣；直接信道反饋模塊用於對所述要使用的多天線處理權值矩陣中的多天線處理權 值直接進行反饋處理，所述反饋處理至少包括量化和反饋，在量化前還可以進行幅值壓縮處理。下面用一個應用示例進行說明。例如，基站配置4根天線，UE配置2根天線，測得下行信道的秩為1，即可用 層數為1，通過信道矩陣的奇異值分解，獲得全寬帶的多天線處理權值矩陣，假定其中 某個子帶的多天線處理權值為 W. 9501-0. 8913i -0. 2311+0. 7621 0. 6068+0. 4565 -0. 4860-0. 0185 ]，以0. 125為量化臺階，按照下表1的規則量化，並在左起增加一比特表 示正負，具體的「0」表示為正數，「 1表示為負數」。表13比特反饋量化表 則UE 先將其量化為
,反饋比特串為01111111100101100100001110111000,在傳輸正確的 情況下，基站接收後將使用的多天線權值權值為W. 9375-0. 9375i -0. 1875+0. 8125 0.5625+0. 4375 -0. 4375-0. 0625i]。實施例二將傳輸模式分為開環和閉環，對於開環的傳輸模式，基站端採用固定方法處理，例 如分集處理，或長時信道信息進行處理；對於閉環的傳輸模式，UE反饋多天線處理權值。與實施例一不同的是，本實施例將得到的信道矩陣按照設定的多天線權值處理方 法處理時，得到一個要使用的多天線處理權值矩陣和一幹擾最大的多天線處理權值矩陣， 將該兩個多天線處理權值矩陣中的多天線處理權值直接量化後反饋到基站。基站收到後， 使用要使用的多天線處理權值矩陣進行下行的多天線處理，並告知相鄰基站在相同資源上 避免使用幹擾最大的多天線處理權值。標準中，幹擾最大的含義是UE測得的對其信道引起 強烈幹擾的多天線處理權值矩陣。目前業界也已提出了實現算法。本實施例的可進行直接信道信息反饋的用戶設備也包括信道矩陣計算模塊，多天 線權值矩陣計算模塊和直接信道反饋模塊，只是多天線權值矩陣計算模塊還計算得到一個 或多個幹擾最大的多天線處理權值矩陣；直接信道反饋模塊還對所述幹擾最大的多天線處 理權值矩陣中的多天線處理權值直接進行反饋處理。上述要使用的多天線處理權值矩陣和幹擾最大的多天線處理權值矩陣可以是全 帶寬的，也可以是子帶的。在另一實施例中，也可以反饋多個幹擾最大的多天線處理權值矩 陣。例如，基站配置4根天線，UE配置2根天線，測得下行信道的秩為1，即可 用層數為1，通過信道矩陣的奇異值分解，獲得要使用的下行信道的多天線處理權值 為
,對 UE 幹 擾最大的多天線處理權值為[-0. 8214-0. 9218 -0. 4447+0. 7382 0. 6154-0. 1763 -0. 7919-0. 4057i]，以0. 125為量化臺階，仍然可按照表1的規則量化，並在左起增加一比 特表示正負，具體的「0」表示為正數，「 1表示為負數」。則UE將要使用的多天線處理權值量化為
,反饋比特串為011111110001111011001011001 10000，將幹擾最大的多天線處理權值量化為[-0. 8125-0. 9375i -0. 4375+0. 6875 0. 5625-0. 1875 -0. 8125-0. 4375i]反饋比特為11101111101101010100100111101011 在傳輸正確的情況下，基站接收後將使用的多天線權值權值為
，需要告知相鄰基站在相同資 源上避免使用的擾最大的多天線處理權值為[-0. 8125-0. 9375i -0. 4375+0. 6875 0.5625-0. 1875 -0. 8125-0. 4375i]。實施例三將傳輸模式分為開環和閉環，對於開環的傳輸模式，基站端採用固定方法處理，例 如分集處理，或長時信道信息進行處理；對於閉環的傳輸模式，UE反饋多天線處理權值。與實施例一不同的是，本實施例將得到的信道矩陣按照設定的多天線權值處理方 法處理時，計算得到要使用的一個全帶寬的多天線處理權值矩陣和一個子帶的多天線處理 權值矩陣，然後將這些多天線處理權值矩陣中的多天線處理權值直接量化後反饋到基站。 基站收到反饋後，根據調度要求使用全帶寬的多天線處理權值矩陣或者子帶的多天線處理 權值矩陣。在另一實施例中，也可以得到要使用的一個全帶寬的多天線處理權值矩陣和多 個子帶的多天線處理權值矩陣。本實施例可進行直接信道信息反饋的用戶設備也包括信道矩陣計算模塊，多天線 權值矩陣計算模塊和直接信道反饋模塊，和實施例一相比，只是處理得到和反饋的要使用 的多天線處理權值矩陣有多個。例如，基站配置4根天線，UE配置2根天線，測得下行信道的秩為1，即可用層數 為1，通過信道矩陣的奇異值分解，獲得下行信道全帶寬(wideband)的多天線處理權值為
，子帶的多天線處理 權值為
，以 0. 125 為量化臺階，仍然可按照表1的規則量化。則UE將全帶寬的多天線處理權值量化為W. 9375+0. 9375i 0. 1875+0. 8125 0.5625+0. 4375 0.4375+0. 0625i]，反饋比特串為111111001110100011011000，將 子帶的多天線處理權值量化為
反饋比特為:110111011101100001110011。在傳輸正確的情況下，基站接收後將使用的全帶寬多天線權值權值為
，或者子帶的多天 線處理權值為
。在以上三個實施例中，都可以在量化前對多天線處理權值進行幅值壓縮處理。例 如，對每個多天線處理權值的實部和虛部求1/n次冪。通過求1/n次冪，可以壓縮多天線 處理權值的幅值分布範圍。假設多天線處理權值矩陣中各個多天線處理權值的實部，虛 部的分布範圍為0. 1 10，則通過對數據求1/n次冪，例如η = 4，則分布範圍被壓縮為 0. 5623 1. 7783，從而避免幅度過小的數據出現相位翻轉。基站只需要對接收數據的幅度 求η次冪，即可恢復出原來的數據。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明所附的權利要求的保護範圍之內。
權利要求
一種直接信道信息的反饋方法，包括UE反饋直接信道信息時，按照設定的多天線權值處理方法對信道矩陣處理得到多天線處理權值矩陣，再對所述多天線處理權值矩陣中的多天線處理權值直接進行反饋處理，所述反饋處理至少包括量化和反饋。
2.如權利要求1所述的反饋方法，其特徵在於所述UE處理得到和反饋的多天線處理權值矩陣包括要使用的多天線處理權值矩陣， 所述要使用的多天線處理權值矩陣為一個全帶寬的多天線處理權值矩陣，和/或η個子帶 的多天線處理權值矩陣，η為正整數。
3.如權利要求2所述的反饋方法，其特徵在於所述UE處理得到和反饋的多天線處理權值矩陣還包括一個或多個幹擾最大的多天線 處理權值矩陣。
4.如權利要求1或2或3所述的反饋方法，其特徵在於所述UE對多天線處理權值進行量化前，先對所述多天線處理權值進行幅值壓縮處理。
5.如權利要求1或2或3所述的反饋方法，其特徵在於所述UE按照設定的量化臺階將多天線處理權值的量化範圍劃分為多個量化區間，每 個量化區間對應於一個幅值反饋比特，量化時，對每個多天線處理權值，根據該多天線處理 權值的幅值所處的量化區間確定該多天線處理權值對應的幅值反饋比特，並在幅值反饋比 特前或後增加一個表示該多天線處理權值正負的正負反饋比特後，作為該多天線處理權值 要反饋到基站的反饋比特。
6.如權利要求1或2或3所述的反饋方法，其特徵在於，所述UE對每一個多天線處理 權值，用2-5比特進行量化。
7.如權利要求1所述的反饋方法，其特徵在於所述反饋方法應用於高級長期演進(LTE-A)系統，基站和用戶設備(UE)之間採用閉環 的傳輸模式。
8. 一種可進行直接信道信息反饋的用戶設備，其特徵在於，包括信道矩陣計算模塊，多 天線權值矩陣計算模塊和直接信道反饋模塊，其中所述信道矩陣計算模塊用於根據下行信道的估計結果計算出信道矩陣；所述多天線權值矩陣計算模塊用於按照設定的多天線權值處理方法對信道矩陣處理， 得到要使用的多天線處理權值矩陣；所述直接信道反饋模塊用於對所述要使用的多天線處理權值矩陣中的多天線處理權 值直接進行反饋處理，所述反饋處理至少包括量化和反饋。
9.如權利要求8所述的用戶設備，其特徵在於所述多天線權值矩陣計算模塊計算得到的要使用的多天線處理權值矩陣為一個全帶 寬的多天線處理權值矩陣，和/或η個子帶的多天線處理權值矩陣，η為正整數。
10.如權利要求8所述的用戶設備，其特徵在於所述多天線權值矩陣計算模塊還計算得到一個或多個幹擾最大的多天線處理權值矩陣；所述直接信道反饋模塊還對所述幹擾最大的多天線處理權值矩陣中的多天線處理權 值直接進行反饋處理。
全文摘要
為一種直接信道信息的反饋方法，包括UE反饋直接信道信息時，按照設定的多天線權值處理方法對信道矩陣處理得到多天線處理權值矩陣，再對所述多天線處理權值矩陣中的多天線處理權值直接進行反饋處理，所述反饋處理至少包括量化和反饋。相應地的用戶設備包括信道矩陣計算模塊，多天線權值矩陣計算模塊和直接信道反饋模塊。本發明有利於減小反饋開銷，提高反饋的精度。
文檔編號H04L25/02GK101931511SQ20091014947
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月19日 優先權日2009年6月19日
發明者姜靜, 孫雲鋒, 張峻峰 申請人:中興通訊股份有限公司