CN101826951B - 反馈信道状态信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反馈信道状态信息的方法，设置至少两个码本；对于一个子带，UE向基站反馈RI、第一码本C1中的PMI1、第二码本C2中的PMI2和若干个CQI；基站根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；W1为规定的N个码字时，基站进一步根据PMI2从C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)或者根据PMI1和映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据第二索引确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息；W1不为规定的N个码字时，基站直接使用RI与PMI2从码本C1中找到一个矩阵W作为信道信息。本发明同时公开了实现上述方法的装置。本发明能有效的利用反馈资源，并避免了在反馈时出现不同设计的优化码本。

Description

反馈信道状态信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及信道信息反馈及信道预编码技术，尤其涉及一种反馈信道状态信息的方法及装置。

背景技术

无线通信中，如果发送端和接收端都使用多根天线，可以采取空间复用的方式来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是接收端反馈给发送端信道信息，发送端根据获得的信道信息使用一些发射预编码技术，极大的提高传输性能。简单的利用方法即直接使用信道特征矢量信息进行预编码，主要用于单用户MIMO中，也有其它一些更优但更复杂的方法，主要用于多用户MIMO中。但都需要比较准确的信道信息。

在长期演进计划(LTE，LongTermEvolution)中，信道信息的反馈主要是利用较简单的单一码本反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能主要依赖于其中码本反馈的准确度。

这里将基于码本的信道信息量化反馈的基本原理简要阐述如下。

假设有限反馈信道容量为Bbps/Hz，那么可用的码字的个数为N＝2^B个。信道矩阵的特征矢量空间经过量化构成码本空间发射端与接收端共同保存或实时产生此码本(收发端相同)。对每次信道实现H，接收端根据一定准则从中选择一个与信道最匹配的码字并将码字序号i反馈回发射端。这里，码字序号称为PMI(PrecodingMatrixIndicator)。发射端根据此序号i找到相应的预编码码字从而获得信道信息，表示了信道的特征矢量信息。

一般来说可以进一步的被划分为多个Rank对应的码本，每个Rank下会对应多个码字来量化该Rank下信道特征矢量构成的预编码矩阵。由于信道的Rank和非零特征矢量个数是相等的，因此，一般来说Rank为N时的码字都会有N列。所以，码本可按Rank的不同分为多个子码本，如表1所示。

表1为码本的结构表

其中，在Rank＞1时需要存储的码字都为矩阵形式，例如LTE协议中的码本就是采用的这种码本量化的反馈方法，如表2所示。在下文中，为了统一起见，矢量也可以看成一个有一个维度为1的矩阵。

表2下行4天线的预编码码本

表2中I为单位阵，表示矩阵W_k的第j列矢量。表示矩阵W_k的第j₁，j₂，...，j_n列构成的矩阵。

在LTE系统中，其协议为Release8版本，简称R8版本，反映下行物理信道状态的信息(CSI，ChannelStateInformation)有三种形式：信道质量指示(CQI，Channelsqualityindication)、PMI、秩指示(RI，RankIndicator)。

CQI为衡量下行信道质量好坏的一个指标。在36-213协议中CQI用0～15的整数值来表示，分别代表了不同的CQI等级，不同CQI对应着各自的调制方式和调制编码方式(MCS，ModulationCodingScheme)，共分16种情况，可以采用4比特信息来表示。

PMI是指仅在闭环空间复用这种发射模式下，用户设备(UE，UserEquipment)根据测得的信道质量通知基站(eNB，eNodeB)应使用什么样的预编码矩阵来给发给该UE的物理下行共享信道(PDSCH，PhysicalDownlinkSharedChannel)进行预编码。PMI的反馈粒度可以是整个带宽反馈一个PMI，也可以根据子带(subband)来反馈PMI。

RI用于描述空间独立信道的个数，对应信道响应矩阵的秩。在开环空间复用和闭环空间复用模式下，需要UE反馈RI信息，其它模式下不需要反馈RI信息。信道矩阵的秩和层数对应，因此UE向基站反馈RI信息即是反馈下行传输的层数。

LTE系统中，信道信息的最小反馈单位是子带(Subband)，一个子带由若干个资源块(RB，ResourceBlock)组成，每个RB由多个资源要素(ResourceElement，RE)组成。RE为LTE中时频资源的最小单位，LTE-A中沿用了LTE的资源表示方法。较少的几个Subband可以称为多子带(Multi-Subband)，很多个Subband可以称为宽子带(Wideband)。CQI、PMI、RI的反馈可以是周期性的反馈，也可以是非周期性的反馈。CQI和PMI可同时发送，或者CQI、PMI和RI同时发送。其中，对于周期性反馈而言，如果UE不需要发送数据，则周期反馈的CSI在物理上行控制信道(PUCCH，PhysicalUplinkControlChannel)上以格式2、或2a、或2b(PUCCHformat2/2a/2b)传输，UE需要发送数据时，CSI在物理上行共享信道(PUSCH，PhysicalUplinkSharedChannel)中传输；对于非周期性反馈而言，只在PUSCH上传输。

作为LTE的演进标准的高级长期演进LTE-A系统，需要支持更大的系统带宽(最高可达100MHz)，并且需要提高平均频谱效率和小区边缘用户的频谱效率，其协议为Release10版本，简称R10版本，为此，LTE-A系统引入了很多新技术：(1)下行的高阶多输入多输出(MIMO，MultipleInputMultipleOutput)，LTE系统下行最多支持4天线传输，而高阶MIMO的引入使得LTE-A系统下行最多支持8天线的传输，则信道状态矩阵的维数增加；(2)协作多点传输(CoMP，Coordinatedmultiplepointtransmission)，该技术就是利用多个小区发射天线的协作传输，那么UE可能需要反馈多个小区的信道状态信息。

现有的状态信息反馈上报方法是适合于R8版本性能的，主要考虑在较小的开销下较好的支持SU-MIMO，精度需求比较低，在R10版本中多用户MIMO技术，MU-MIMO、CoMP技术中，为了更好的根据信道信息抑制干扰，对反馈的需求有了较大的提高。现有的反馈技术不再适合R10的反馈精度要求。

更进一步的，LTE-A中给出了统一的MIMO反馈结构：

1)一个子带的预编码/反馈结构由两个矩阵组成。在LTE的标准中，信道信息的最小反馈单位是子带(Subband)，一个子带由若干个RB组成，每个RB由多个资源单元(RE，ResourceElement)组成；RE为LTE中时频资源的最小单位，LTE-A中沿用了LTE的资源表示方法。预编码结构是指UE向基站推荐的预编码，实际上也是信道信息的表示方法。

2)这种预编码/反馈的结构可以应用到所有的发射天线阵列配置。

3)两个矩阵中的每一个矩阵都隶属于一个单独的码本。码本是由基站和UE同时预先知道的。码本可以在不同的时间和不同的子带上有所变化。

4)一个矩阵表示宽带或者长时信道的属性。另一个矩阵表示确定频带上或者短时信道的属性。

5)Rel-8预编码反馈可以视为此种结构的特殊形式。

根据上述的设计原则，在MIMO的8天线码本设计中，需要将2个码本CB₁和CB₂同时配置在UE和基站端。在UE在获取信道信息后，从CB₁和CB₂中分别选取合宜的码字w₁和w₂，向基站反馈w₁和w₂的PMI₁和PMI₂。在基站获取相应的两个PMI后，从已有的两个码本CB₁和CB₂中分别选取两个码字w₁和w₂，然后通过预定的函数关系计算出需要的预编码矩阵w，如下式所示，其中，F()表示预定的函数关系，如乘积函数等。

w＝F(w₁，w₂)

这种方法，适合于相关信息道，长期统计提取信道的相关信息，来优化反馈。但该方法的缺点在于，如果这种方法用于非相关信道，并不能带来预期的增益，相反码本的设计会变得非常复杂，并带来不必要的开销增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种反馈信道状态信息的方法及装置，能够以较小的开销和复杂度提供较高精度的信道信息反馈。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种反馈信道状态信息的方法，设置至少两个码本；所述方法包括：

对于一个子带，用户设备UE向基站反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1、指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2和若干个信道质量指示CQI；

所述基站根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；所述W1为规定的N个码字时，基站进一步根据PMI2从C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息；

所述W1不为规定的N个码字时，所述基站直接使用RI与PMI2从码本C1中找到一个矩阵W作为信道信息。

优选地，所述C1为长期演进LTE系统版本8的码本，所述规定的N个码字为前8个DFT码字。

优选地，所述W1为离散傅里叶变换(DFT，DiscreteFourierTransform)矢量，具有的结构；W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关，[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构，其中W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构其中W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述PMI1配置为长周期的反馈且PMI2配置为短周期的反馈。

一种反馈信道状态信息的方法，设置至少两个码本；所述方法包括：

对于一个子带，UE向基站至少反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1和若干个CQI；

所述基站根据RI、PMI1从一个码本C1中找到一个矩阵W1，并根据W1获得信道信息；

W1为其中规定的N个码字时，所述UE还反馈指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2；所述基站进一步根据PMI2从第二码本C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息。

优选地，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有的结构；W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构，其中W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构其中W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

一种反馈信道状态信息的装置，包括设置单元、反馈单元、查找单元和信道获取单元；其中：

设置单元，用于设置至少两个码本；

反馈单元，对于一个子带，向基站反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1、指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2和若干个CQI；

查找单元，用于根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；

信道获取单元，用于在所述W1为规定的N个码字时，进一步根据PMI2从C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息；

在所述W1不为规定的N个码字时，进一步使用RI与PMI2从码本C1中找到一个矩阵W作为信道信息。

优选地，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有的结构；W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构，其中W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构其中W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述PMI1配置为长周期的反馈且PMI2配置为短周期的反馈。

一种反馈信道状态信息的装置，包括设置单元、反馈单元、查找单元和信道获取单元；其中：

设置单元，用于设置至少两个码本；

反馈单元，对于一个子带，向基站至少反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1和若干个CQI；在W1为其中规定的N个码字时，还向基站反馈指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2；

查找单元，用于根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；

信道获取单元，根据W1获得信道信息；或者，在W1为其中规定的N个码字时，根据PMI2从第二码本C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息，或根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息。

优选地，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有的结构；W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构，其中W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

优选地，所述W1为双极化DFT矢量，具有的结构其中W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

本发明中，通过选择的码字判断是否为相关信道，对于相关信道才进行进一步的精度增强。由于非相关信道下主要的应用不是MU-MIMO，而是高阶的SU-MIMO，不需要非常高的反馈精度，因此本发明能有效的利用反馈资源，并且避免了在反馈时出现不同设计的优化码本，以及不同的处理函数F(W1，W2)带来的复杂度很高的问题。

附图说明

图1为本发明信道预编码方法实施例一的流程图；

图2为本发明信道预编码方法实施例二的流程图；

图3为本发明反馈信道状态信息的装置的一种组成结构示意图；

图4为本发明反馈信道状态信息的装置的另一种组成结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想为：在基站及UE侧同时配置两个码本，优化码本及基本码本，其中，优化码本仅对基本码本中的DFT码字进行优化，而UE在发送信道状态信息时，将会同时发送相应码字索引PMI1，PMI2，基站根据索引PMI1确定PMI1指示的码本C1中的码字W1是否是规定的N个码字，并在是时对结合PMI2指示的另外1个码本中码字W2，按照UE和基站约定的函数规则或映射规则F(W1，W2)则得到更高精度的信道信息。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明中，首先在基站及UE中预先配置两个码本，其中一个为基本码本，另一个作为优化码本；其中，基本码本为现有的LTE系统R8版本中规定码本或是LTE-A系统中R10版本中规定的码本，或者，是R8版本中规定码本及R10版本中规定的码本的相应的简单数学变形例。而优化码本中，存储的是对前述基本码本中DFT码字或双极化DFT码字进行优化的码字，一般存在如下一些可能的关系：

1、根据W1的索引号PMI1，找到对应的优化码本，在优化码本中找到W2作为更高精度的信道信息反馈。此时优化码本是根据基本码本中选出的码字的索引PMI1来确定的，存在映射关系。即W2的含义是根据W1确定的。具体可参考本申请人于2010年2月12日申请的、申请号为201010125662.3、发明名称为“一种获取信道状态信息的方法和系统”的专利申请文件。

2、W1、W2对应2个独立码本中的码字，根据函数关系F(W1，W2)共同表征高精度的信道信息。

定义DFT码字为具有以下结构的矢量：

定义双极化DFT码字为具有的结构的矩阵，其中 $w_{\mathrm{dft}1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \·\·& e^{j(\frac{N_t}{2}-1)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T.$

例如，在R8版本中规定码本中，PMI为0至7的码字为DFT码字，而PMI为8至15的码字为非DFT码字。这样，UE根据当前的信道矩阵(UE根据下行导频和信道估计得到)首先从基本码中选取码字，若所选取码字的PMI为0至7，则需进一步在优化码本中选取另一个码字，以对基本码本中的码字进行优化。这样，UE将发两个码本中的PMI信息。而若所选取码字的PMI为8至15时，则无需再在优化码本中选取另一个码字，这样，UE仅发送基本码本中的PMI信息即可。

以下实施例中，基站及UE中都会预先配置两个码本。

实施例一

图1为本发明信道预编码方法实施例一的流程图，如图1所示，本示例信道预编码方法包括以下步骤：

步骤101：UE根据当前的信道条件选取相应码字。

在本实施例中，UE向基站发送的信道状态信息中，可能会需要反馈两个PMI，这里，两个预编码索引分别为PMI1、PMI2。分别对应于基本码本中的码字以及优化码本中的码字。选取的方式是首先在基本码本中选取，当所选取的基本码本中的码字为DFT码字时，再在优化码本中选取相应的码字；将所选取的PMI1以及PMI2发送到网络侧(基站)。当在基本码本中所选取的码字为非DFT码字时，则不再选取优化码本中的码字，UE仅向网络侧发送PMI1即可。

或者，当在基本码本中所选取的码字为非DFT码字时，仍然发送PMI2，只是发送PMI2的周期与发送PMI1的周期不同，如发送PMI2的周期为5ms，而发送PMI1的周期为100ms等，需要说明的是，当PMI1为非DFT码字而又发送PMI2的情况(二者发送周期不同)下，如果此时PMI2也可对应于基本码本中的DFT码字，此时，网络侧接收到该PMI2，即使其指示的是基本码本中的DFT码字，因为此时PMI1指示为基本码本中的非DFT码字，因此，网络侧仍将以该基本码本中的DFT码字单独生成预编码矩阵，将不再进行优化。

步骤102：UE仅向网络侧发送所选取码字的PMI。

当所选取的PMI为两个时，本发明发送PMI1以及PMI2的反馈粒度不同。具体的，发送两个PMI的周期会不同。例如，PMI1可以以100ms为周期发送，而PMI2，则可以以5ms的周期来发送。由于PMI2是对基本码本中的码字需要进行优化的码字指示，因此，反馈的周期可以设置的小一些。

这里，PMI2也可对应与基本码本相同的码本，(在PMI1＞＝8时)，这时PMI1和PMI2同时对应基本码本，只是它们的反馈周期是不同的，而且预编码w可以独立由PMI1或PMI2产生，即w＝F(PMI1)orF(PMI2)，而不像PMI1＜8时预编码是基于PMI1和PMI2产生，即w＝F(PMI1，PMI2)。

具体的，UE利用上行控制信道PUCCH或PUSCH将PMI信息反馈给基站。

步骤103：网络侧根据所接收到的PMI生成预编码阵列，对待发送信号进行编码，并发送。

基站接收到UE反馈的PMI信息后，根据PMI1的大小，如对于R8版本的码本，若PMI1的值小于8，则再根据PMI2所指示的优化码本中的码字，对该PMI1对应的码字进行优化。

以下以LTE系统版本8的4天线码本WR8为例，其中前8个码字是相当于4维的DFT码字，如下：

本发明仅对前8个DFT码字作优化，优化函数可以是：

其中， $W_{L2}(m,n)=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& \exp \left(j\frac{\mathrm{\πg}\left(n\right)}{G}\right)& 0& 0\\ 0& 0& \exp \left(j\frac{2\mathrm{\πg}\left(n\right)}{G}\right)& 0\\ 0& 0& 0& \exp \left(j\frac{3\mathrm{\πg}\left(n\right)}{G}\right)\end{array}\right]W_{R8}(:,m)$ m＝0，...，6，7n＝0，....，N-1，m即为PMI1，n为优化码本中的码字的PMI，即PMI2，g(n)和G是用来控制基本码本的DFT码字对应的信道精度的量，例如n＝4，g(n)＝2n-3，G＝32。上述的g(n)、G与对基本码本中码字调整的精度有关，可根据精度调整要求而设定。

若PMI1的值大于等于8，则按现有的R8版本中相关规定处理当前的预编码。在确定优化方式及优化码本中的码字后，生成预编码阵列是容易实现的，本示例中不再给出具体的示例。

本示例中的方法同样适用于R10版本中的基本码本。

实施例二

图2为本发明信道预编码方法实施例二的流程图，如图2所示，本示例信道预编码方法包括以下步骤：

步骤201：UE根据当前的信道条件、天线配置信息选取相应码字。

在本实施例中，UE向基站发送的信道状态信息中，可能会需要反馈两个PMI，这里，两个预编码索引分别为PMI1、PMI2，分别对应于基本码本中的码字以及优化码本中的码字。选取的方式是首先在基本码本中选取，当所选取的基本码本中的码字为DFT码字时，再在优化码本中选取相应的码字；将所选取的PMI1以及PMI2发送到网络侧(基站)。当在基本码本中所选取的码字为非DFT码字时，则不再选取优化码本中的码字，UE仅向网络侧发送PMI1即可。或者，当在基本码本中所选取的码字为非DFT码字时，仍然发送PMI2，只是PMI2对应的频带宽度与PMI1对应的频带宽度不同，如PMI2对应的频带宽度为5M，而PMI1对应的频带宽度为20M等，需要说明的是，当PMI1为非DFT码字而又发送PMI2的情况下，此时PMI2也可对应于基本码本中的DFT码字，此时，网络侧接收到该PMI2，即使其指示的是基本码本中的DFT码字，因为此时PMI1指示为基本码本中的非DFT码字，因此，网络侧仍将以该基本码本中的DFT码字单独生成预编码矩阵，将不再进行优化。

步骤202：UE仅向网络侧发送所选取码字的PMI。

当所选取的PMI为两个时，本发明发送PMI1以及PMI2的反馈粒度不同。具体的，发送两个PMI所对应的频带会不同。例如，PMI1可以用于指示20M的频带宽度，而PMI2可以用于指示5M的频带宽度。

这里，PMI2也可对应基本码本，(在PMI1＞＝8时)，这时PMI1和PMI2同时对应基本码本，只是它们的反馈周期是不同的，而且预编码w可以独立由PMI1或PMI2产生，即w＝F(PMI1)orF(PMI2)，而不像PMI1＜8时预编码是基于PMI1和PMI2产生，即w＝F(PMI1，PMI2)。

具体的，UE利用上行控制信道PUCCH或PUSCH将PMI信息反馈给基站。

步骤203：网络侧根据所接收到的PMI生成预编码阵列，对待发送信号进行编码，并发送。

基站接收到UE反馈的PMI信息后，根据PMI1的大小，如对于R8版本的码本，若PMI1的值小于8，则再根据PMI2所指示的优化码本中的码字，对该PMI1对应的码字进行优化。

以下以LTE系统版本8的4天线码本W_R8为例，其中前8个码字是相当于4维的DFT码字，如下：

本发明仅对前8个DFT码字作优化，优化函数可以是：

其中， $W_{L2}(m,n)=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& \exp \left(j\frac{\mathrm{\πg}\left(n\right)}{G}\right)& 0& 0\\ 0& 0& \exp \left(j\frac{2\mathrm{\πg}\left(n\right)}{G}\right)& 0\\ 0& 0& 0& \exp \left(j\frac{3\mathrm{\πg}\left(n\right)}{G}\right)\end{array}\right]W_{R8}(:,m)$ m＝0，....，6，7n＝0，....，N-1，m即为PMI1，n为优化码本中的码字的PMI，即PMI2，g(n)和G是用来控制基本码本的DFT码字对应的信道精度的量，例如n＝4，g(n)＝2n-3，G＝32。上述的g(n)、G与对基本码本中码字调整的精度有关，可根据精度调整要求而设定。

若PMI1的值大于等于8，则按现有的R8版本中相关规定处理当前的预编码。在确定优化方式及优化码本中的码字后，生成预编码阵列是容易实现的，本示例中不再给出具体的示例。

实施例3

对于前述实施例1和实施例2，都是以LTE的Rank1码字为例进行说明的。在8Tx(8天线)情况下，Rank2码字中也会有较多的Rank2双极化DFT码字。如果PMI1指示的是双极化DFT码字，可以进一步的反馈PMI2用于增强反馈性能。

例如，W1指示双极化DFT码字为具有的结构的矩阵，其中W2表示1个2×2的矩阵 a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关。函数F()即表示利用W2与W1点乘。

或者，W1指示双极化DFT码字为具有的结构的矩阵，其中W2表示1个4Tx(4天线)的二级码本，根据PMI1/W1，可以唯一地确定二级码本的码字。进一步的，从二级码本中选出一个精度更高的4维DFT矢量v_dft2，根据F(W1，W2)得到精度更高的信道信息 N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关，其中α与待发射信号的发射方向有关，β与设定的对待发射信号调整的方向大小有关；[]^T为矩阵转置运算。a，b，c，d均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关。N_t为发射天线数。a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关。

其它处理方式与前述实施例1、2完全相同，这里不再赘述。

图3为本发明反馈信道状态信息的装置的组成结构示意图，如图3所示，本发明反馈信道状态信息的装置包括设置单元30、反馈单元31、查找单元32和信道获取单元33；其中：

设置单元30，用于设置至少两个码本；

反馈单元31，对于一个子带，向基站反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1、指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2和若干个CQI；

查找单元32，用于根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；

信道获取单元33，用于在所述W1为规定的N个码字时，进一步根据PMI2从C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息；

在所述W1不为规定的N个码字时，进一步使用RI与PMI2从码本C1中找到一个矩阵W作为信道信息。

上述W1为DFT矢量，具有的结构；W2用于对W1进行相位调整，信道获取单元33根据F(W1，W2)得到N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关，其中α与待发射信号的发射方向有关，β与设定的对待发射信号调整的方向大小有关；[]^T为矩阵转置运算。

上述W1为双极化DFT矢量，具有的结构，其中W2用于对W1进行相位调整，信道获取单元33根据F(W1，W2)得到 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

上述W1为双极化DFT矢量，具有的结构其中W2用于对W1进行相位调整，信道获取单元33根据F(W1，W2)得到a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

上述PMI1配置为长周期的反馈且PMI2配置为短周期的反馈。

本领域技术人员应当理解，图3所示的反馈信道状态信息的装置是为实现前述的反馈信道状态信息的方法而设计的，图中的各处理单元的实现功能可参照前述实施例1至实施例3所示方法的相关描述而理解。图3所示的装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

图4为本发明反馈信道状态信息的装置的另一种组成结构示意图，如图4所示，本发明反馈信道状态信息的装置包括设置单元40、反馈单元41、查找单元42和信道获取单元43；其中：

设置单元40，用于设置至少两个码本；

反馈单元41，对于一个子带，向基站至少反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1和若干个CQI；在W1为其中规定的N个码字时，还向基站反馈指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2；

查找单元42，用于根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；

信道获取单元43，根据W1获得信道信息；或者，在W1为其中规定的N个码字时，根据PMI2从第二码本C2中找到一个码字矩阵W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息，或根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息。

上述W1为DFT矢量，具有的结构；W2用于对W1进行相位调整，信道获取单元43根据F(W1，W2)得到N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关，其中α与待发射信号的发射方向有关，β与设定的对待发射信号调整的方向大小有关；[]^T为矩阵转置运算。

上述W1为双极化DFT矢量，具有的结构，其中W2用于对W1进行相位调整，信道获取单元43根据F(W1，W2)得到 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

上述W1为双极化DFT矢量，具有的结构其中W2用于对W1进行相位调整，信道获取单元43根据F(W1，W2)得到a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

本领域技术人员应当理解，图4所示的反馈信道状态信息的装置是为实现前述的反馈信道状态信息的方法而设计的，图中的各处理单元的实现功能可参照前述实施例1至实施例3所示方法的相关描述而理解。图4所示的装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种反馈信道状态信息的方法，其特征在于，设置至少两个码本；所述方法包括：

对于一个子带，用户设备UE向基站反馈秩指示RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1、指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2和若干个信道质量指示CQI；

所述基站根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；所述W1为规定的N个码字时，基站进一步根据PMI2从C2中找到码字W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息，其中，所述F(W1，W2)根据W1、W2获得，并用来表征高精度的信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的二级码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息；

所述W1不为规定的N个码字时，所述基站直接使用RI与PMI2从码本C1中找到一个矩阵W作为信道信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述C1为长期演进LTE系统版本8的码本，所述规定的N个码字为前8个离散傅里叶变换DFT码字。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T$ 的结构；W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{j2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T,$ N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关，[]^T为矩阵转置运算。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft2}& {\mathrm{bv}}_{dft2}\\ {\mathrm{cv}}_{dft2}& {\mathrm{dv}}_{dft2}\end{array}\right],$ $v_{\mathrm{dft}2}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{j2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T;$ 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{Av}}_{dft1}& {\mathrm{Bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{Cv}}_{dft1}& {\mathrm{Dv}}_{dft1}\end{array}\right];$ a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述PMI1配置为长周期的反馈且PMI2配置为短周期的反馈。

7.一种反馈信道状态信息的方法，其特征在于，设置至少两个码本；所述方法包括：

对于一个子带，UE向基站至少反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1和若干个CQI；

所述基站根据RI、PMI1从一个码本C1中找到一个矩阵W1，并根据W1获得信道信息；

W1为规定的N个码字时，所述UE还反馈指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2；所述基站进一步根据PMI2从第二码本C2中找到码字W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息，其中，所述F(W1，W2)根据W1、W2获得，并用来表征高精度的信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的二级码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T$ 的结构；W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{j2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T,$ N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；[]^T为矩阵转置运算。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft2}& {\mathrm{bv}}_{dft2}\\ {\mathrm{cv}}_{dft2}& {\mathrm{dv}}_{dft2}\end{array}\right],$ $v_{\mathrm{dft}2}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T;$ 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{Av}}_{dft1}& {\mathrm{Bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{Cv}}_{dft1}& {\mathrm{Dv}}_{dft1}\end{array}\right];$ a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

11.一种反馈信道状态信息的装置，其特征在于，所述装置包括设置单元、反馈单元、查找单元和信道获取单元；其中：

设置单元，用于设置至少两个码本；

反馈单元，对于一个子带，向基站反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1、指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2和若干个CQI；

查找单元，用于根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；

信道获取单元，用于在所述W1为规定的N个码字时，进一步根据PMI2从C2中找到码字W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息，其中，所述F(W1，W2)根据W1、W2获得，并用来表征高精度的信道信息；或者，根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的二级码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息；

在所述W1不为规定的N个码字时，进一步使用RI与PMI2从码本C1中找到一个矩阵W作为信道信息。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T$ 的结构；W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{j2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T,$ N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；[]^T为矩阵转置运算。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft2}& {\mathrm{bv}}_{dft2}\\ {\mathrm{cv}}_{dft2}& {\mathrm{dv}}_{dft2}\end{array}\right],$ $v_{\mathrm{dft}2}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T;$ 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{Av}}_{dft1}& {\mathrm{Bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{Cv}}_{dft1}& {\mathrm{Dv}}_{dft1}\end{array}\right];$ a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

15.根据权利要求11至14任一项所述的装置，其特征在于，所述PMI1配置为长周期的反馈且PMI2配置为短周期的反馈。

16.一种反馈信道状态信息的装置，其特征在于，所述装置包括设置单元、反馈单元、查找单元和信道获取单元；其中：

设置单元，用于设置至少两个码本；

反馈单元，对于一个子带，向基站至少反馈RI、指示第一码本C1中的码字的第一索引PMI1和若干个CQI；在W1为规定的N个码字时，还向基站反馈指示第二码本C2中的码字的第二索引PMI2；

查找单元，用于根据RI、PMI1从C1中找到一个矩阵W1；

信道获取单元，根据W1获得信道信息；或者，在W1为规定的N个码字时，根据PMI2从第二码本C2中找到码字W2，并使用函数F(W1，W2)得到信道信息，其中，所述F(W1，W2)根据W1、W2获得，并用来表征高精度的信道信息，或根据PMI1和规定的映射关系确定PMI2所对应的二级码本，在确定的二级码本中根据PMI2确定码字W2，并直接根据W2得到信道信息。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述W1为离散傅里叶变换DFT矢量，具有 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T$ 的结构；W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 ${\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{j2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T,$ N_t为发射天线数，α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；[]^T为矩阵转置运算。

18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft2}& {\mathrm{bv}}_{dft2}\\ {\mathrm{cv}}_{dft2}& {\mathrm{d\ν}}_{dft2}\end{array}\right],$ $v_{\mathrm{dft}2}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{\mathrm{j\β}}& e^{2\mathrm{\β}}& ..& e^{j(N_t-1)\mathrm{\β}}\end{array}\right]}^T;$ 其中，a、b、c、d、α、β均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。

19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述W1为双极化DFT矢量，具有 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{av}}_{dft1}& {\mathrm{bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{cv}}_{dft1}& {\mathrm{dv}}_{dft1}\end{array}\right]$ 的结构，其中 $v_{dft1}={\left[\begin{array}{ccccc}1& e^{j\mathrm{\α}}& e^{j2\mathrm{\α}}& \mathrm{..}& e^{j\left(\frac{N_t}{2}-1\right)\mathrm{\α}}\end{array}\right]}^T,$ W2用于对W1进行相位调整，所述信道获取单元根据F(W1，W2)得到 $\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{Av}}_{dft1}& {\mathrm{Bv}}_{dft1}\\ {\mathrm{Cv}}_{dft1}& {\mathrm{Dv}}_{dft1}\end{array}\right];$ a、b、c、d、A、B、C、D、α均为码本设计时的设定值，与需要量化的信道有关；N_t为发射天线数；[]^T为矩阵转置运算。