CN101777965A - 信道状态信息反馈方法和用户终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信道状态信息反馈方法和用户终端。涉及数字通信领域；解决了缺乏一种在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。该方法包括：在单一的传输模式下，UE向网络侧发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。本发明提供的技术方案适用于LTE及LTE-A系统中。

Description

信道状态信息反馈方法和用户终端

技术领域

本发明涉及数字通信领域，尤其涉及一种信道状态信息反馈方法和用户终端。

背景技术

在长期演进系统(LTE：Long Term Evolution)中，反映下行物理信道状态的信息(CSI：Channel State Information)有三种形式：信道质量指示(CQI：Channels quality indication)、预编码矩阵指示(PMI：Pre-coding MatrixIndicator)、秩指示(RI：Rank Indicator)。

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编码码率(MCS)，共分16种情况，可以采用4比特信息来表示，如表1所示。

PMI是指仅在闭环空间复用这种发射模式下，终端(UE：UserEquipment)根据测得的信道质量告诉基站(eNB：eNode B)应使用什么样的预编码矩阵来给发给该UE的PDSCH信道进行预编码，而RI则用于UE向基站反馈下行传输的层数。PMI的反馈粒度可以是整个带宽反馈一个PMI，也可以根据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，其他模式下不需要反馈RI信息。信道矩阵的秩和层数对应。

传输层是LTE和LTE-A中多天线“层”的概念，表示空间复用中有效独立信道的个数，在版本10中与天线端口一一对应，其中版本10中天线端口为逻辑端口，传输层的总数就是RI。另外，在IEEE802.16m中，层与“MIMO流”概念对应，具有相同的物理含义。

表1CQI索引与MCS之间关系

LTE系统中，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，具体的反馈如表2所示。其中，对于周期性反馈的CQI/PMI，RI而言，如果UE不需要发送数据，则周期反馈的CQI/PMI，RI在物理上行控制信道(PUCCH：Physical Uplink Control Channel)上以格式2/2a/2b(PUCCH format2/2a/2b)传输，如果UE需要发送数据时，则CQI/PMI，RI在物理上行共享信道(PUSCH：Physical Uplink Shared Channel)中传输；对于非周期性反馈的CQI/PMI，RI而言，只在PUSCH上传输。

表2周期性反馈和非周期性反馈对应得上行物理信道

调度模式	周期性CQI报告信道	非周期性CQI报告信道
			频率非选择性	PUCCH
频率选择性	PUCCH	PUSCH

LTE系统中，不同的传输模式下，PUCCH信道上传输的周期性CQI/PMI，RI的载荷(payload size)不同，但是最大的载荷为11比特。周期反馈时，先采用Reed-Muller(20，A)将要反馈的M(M＜＝11)比特CQI/PMI，RI编码，然后将编码后的比特进行调制，以PUCCH格式2/2a/2b的形式传输。

作为LTE的演进标准的高级长期演进系统(LTE-A：Long Term EvolutionAdvanced)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，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：Multiple Input MultipleOutput)，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：Coordinated multiple point transmission)，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。

在发送端(eNB)使用多根天线，我们可以采取空间复用的方式来提高传输速率，即在发送端相同的时频资源上的不同天线位置发射不同的数据，在接收端(UE)也使用多根天线，我们可以在单用户的情况下将所有天线的资源都分配给同一用户，这传输形式叫做单用户MIMO(SU-MIMO)，另外我们亦可在多用户的情况下将不同天线空间的资源分配给不同用户，这传输形式叫做多用户MIMO(MU-MIMO)。在单一的传输模式下，eNB根据上报的信道状态信息可以动态地选择下行的SU-MIMO的传输或者MU-MIMO的传输，我们称之为SU/MU MIMO动态切换。

下面描述一下单用户MIMO和多用户MIMO动态切换传输模式的一般处理过程：

首先，发送端向用户终端发送导频，用于用户终端测试下行信道状态，用户终端根据接收到的导频信息估计下行信道，用户终端确定反馈信道状态信息的格式，并上报信道状态信息，然后由eNB根据上报的信道状态信息，动态地选择下行的SU-MIMO的传输或者MU-MIMO的传输方式，并且按照选择的传输方式进行通信。

对于单用户MIMO和多用户MIMO动态切换传输模式，，一方面需要保持后向兼容性，以支持SU-MIMO为优先原则，尽量兼容R8的CQI/PMI/RI的反馈形式，另一方面，需要考虑前向兼容性，考虑对MU-MIMO和COMP的支持，保证新技术具有可以接受的性能。而现有技术中缺乏一种在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制，造成了基站无法正确的选择向UE发送数据时使用的下行信道，进而导致不支持在SU-MIMO和MU-MIMO这两种传输形式中的快速切换，降低了系统工作效率。

发明内容

本发明提供了一种信道状态信息的反馈方法和用户终端，解决了缺乏一种在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。

一种信道状态信息反馈方法，包括：

在单一的传输模式下，UE向网络侧发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步的，所述单一传输模式为SU-MIMO传输模式，或MU-MIMO传输模式，或SU-MIMO和MU-MIMO的混合传输模式。

进一步的，所述指示信道质量最好传输层的信息为预置的最好传输层固定位置，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

设置最好传输层固定位置，具体为固定第一层为最好层，或者固定第一、二层为最好层。

进一步的，所述指示信道质量最好传输层的信息为CQI报告，所述CQI报告包括各传输层的CQI，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

根据各传输层的CQI，生成CQI报告。

进一步的，所述指示信道质量最好传输层的信息为不同传输层集合的平均CQI和每一个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

将传输层划分为至少两个传输层集合；

分别求各传输层集合的平均CQI；

根据各传输层集合的平均CQI，求各个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI。

进一步的，所述指示信道质量最好传输层的信息为上行指示信令，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

UE判断最好传输层，并根据判断结果生成上行指示信令，指示网络侧根据使用该最佳传输层传输数据。

进一步的，所述信道状态信息包括上行指示信令和各传输层集合的平均CQI，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

UE将传输层划分为至少两个传输层集合；

分别求各传输层集合的平均CQI；

所述UE从平均CQI最高的传输层集合中，选取最好传输层，并根据选取结果生成上行指示信令。

本发明还提供了一种UE，在单一的传输模式下，包括：

信息反馈模块，用于向网络侧发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步的，上述UE还包括：

第一信息生成模块，用于根据预置的最好传输层固定位置，生成信道状态信息；

第二信息传输模块，用于根据各传输层的CQI，获取CQI报告，并根据该CQI报告，生成信道状态信息；

计算不同传输层集合的平均CQI和每一个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI，根据计算结果生成信道状态信息；

第三信息传输模块，用于生成上行指示信令，并根据该上行指示信令，生成信道状态信息；

第四信息传输模块，用于根据上行指示信令和各传输层集合的平均CQI，生成信道状态信息。

本发明的实施例提供了一种信道状态信息反馈方法和用户终端，在用户终端向网络侧发送信道状态信息时，在该信息中携带对最好传输层选择的指示，指示网络侧通过所述最好传输层向该用户终端下发数据，这样，当网络侧决定采用MU-MIMO时，能够根据该信道状态信息中的对最好传输层选择的指示，快速的确定最好的传输层，提高了传输效率和传输质量，解决了缺乏在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。

附图说明

图1为本发明的实施例五提供的一种信道状态信息反馈方法的流程图；

图2为本发明的实施例六提供的一种信道状态信息反馈方法的流程图；

图3为本发明的实施例六所使用的信道状态信息结构示意图；

图4为本发明的实施例七提供的一种信道状态信息反馈方法的流程图；

图5为本发明的实施例七所使用的信道状态信息的结构示意图；

图6本发明的实施例八提供的一种信道状态信息反馈方法的流程图；

图7为本发明的实施例提供的一种UE的结构示意图；

图8为本发明的又一实施例提供的一种用户终端的结构示意图。

具体实施方式

为了获得更高的峰值频谱效率，LTE-A系统中，下行需要支持单用户MIMO和多用户MIMO的动态切换，一方面，信道信息的反馈控制信令需要保持后向兼容性，以支持SU-MIMO为优先原则，尽可能兼容现有Release8的CQI/PMI/RI的反馈形式；另一方面，信道信息的反馈控制信令需要考虑前向兼容性，考虑对MU-MIMO和COMP的支持，保证新技术具有可以接受的性能。

为了实现在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息，本发明的实施例提供了一种信道状态信息反馈方法。

下面对本发明的实施例一进行说明。

本发明实施例提供了一种信道状态信息反馈方法，该方法包括：在单一的传输模式下，UE向网络侧eNB发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步，所述单一传输模式是SU-MIMO，或MU-MIMO的传输模式，或SU-MIMO和MU-MIMO的混合传输模式。

进一步，所述指示信道质量最好传输层的信息，通过固定最好层位置的方法来指示，如固定第一层为最好层，或者固定第一、二层为最好层。

更进一步，所述指示信道质量最好传输层的信息具体为信道矩阵的右酉矩阵的预编码矩阵(PMI)，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前，还包括：

所述UE根据信道估计获取的信道矩阵，UE从预置的码本中确定预编码矩阵索引PMI，使得所述PMI指示的第一传输层具有最好的信道质量，或者使得所述PMI指示的第一和第二传输层对应的传输层具有最好和第二好的信道质量。

更进一步，所述UE根据信道估计获取的信道矩阵，从预置的码本中确定与所述传输层匹配的酉矩阵包括：

对所述信道矩阵进行奇异值分解，获取该信道矩阵的右酉矩阵和对角阵，所述对角阵中第一列的奇异值最大，各列对应的奇异值按各列排序依次降低；

从预置的码本中，选择一个与所述右酉矩阵最接近的酉矩阵作为与所述传输层匹配的酉矩阵，其对应的索引就是预编码矩阵索引。

更进一步，所述UE根据信道估计获取的信道矩阵，从预置的码本中确定与所述传输层匹配的酉矩阵包括：

对所述信道矩阵进行奇异值分解，获取该信道矩阵的右酉矩阵；

将所述右酉矩阵的各列向量进行全排列，并分别对各种排序的组合进行量化；

选择量化误差最小的组合作为最终的右酉矩阵，从预置的码本中，选择一个与所述右酉矩阵最接近的酉矩阵作为与所述传输层匹配的酉矩阵。

更具体地，例如，在LTE-A系统中，在SU/MU MIMO动态切换的传输模式下，UE确定了4个传输层，固定第一个传输层为最好传输层，或者固定第一、二个传输层分别最好、次好传输层。

下面对本发明的实施例二进行详细说明。

一种信道状态信息反馈方法包括：在单一的传输模式下，UE向网络侧eNB发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步所述指示信道质量最好传输层的信息是指CQI报告，UE通过CQI报告确定每个传输层的信道质量信息CQI，根据每个传输层的CQI来指示哪一层最好，并且UE将CQI报告发送至eNB。

更进一步，所述CQI报告，包括每一层的CQI，CQI最大的传输层就是最好层。

更进一步，不同传输层集合的平均CQI和每一个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI。平均CQI最大的传输层集合中差分CQI最大的传输层就是最好层。

更进一步，UE首先确定单用户MIMO的总层数为r，然后UE确定从1到ceil(r/2)传输层的平均信道质量CQI_1和从foor(r/2)到r传输层的平均信道质量CQI_2，并且确定从1到ceil(r/2)每个传输层相对CQI_1的差分CQI和从floor(r/2)到r每个传输层相对CQI_2的差分CQI。在这里，r为大于1的正整数，ceil表示向上取整，floor表示向下取整。

更具体地，例如，在LTE-A系统中，在SU/MU MIMO动态切换的传输模式下，UE确定了4个传输层，并且每个传输层都有一个CQI，分别为COI₁、CQI₂、CQI₃和CQI₄。假设其中CQI₃是最大的，那么就指示了第三传输层是最好的传输层。假设其中CQI₃最大和CQI₁次大，那么就指示了第三、一传输层分别为最好和次好的传输层。

下面对本发明的实施例三进行详细说明。

一种信道状态信息反馈方法包括：在单一的传输模式下，UE向网络侧eNB发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步，所述指示信道质量最好传输层的信息是指新增加上行指示信令，并且UE将上报所述额外的上行指示信令和其它信道状态信息一起将上行指示信令发送至eNB。

更进一步，所述信道状态信息包括增加的额外的上行指示信令有log2(combnk(r，1))个比特，指示从1到r传输层中最好层的位置。在这里，单用户MIMO的总层数为r，r为大于1的正整数，combnk(n，j)表示n中取j个的组合数，n和j是大于等于1的正整数且n大于等于j。

更具体地，例如，在LTE-A系统中，在SU/MU MIMO动态切换的传输模式下，UE确定了8个传输层，所述增加的额外的上行指示信令由3比特构成，分别为b₁，b₂，b₃，不同的上行指示信令的含义如表3所示。

表3额外的上行指示信令与最好层之间的关系

b1，b2，b3	指示的最好层
		000	第一个传输层
001	第二个传输层
		010	第三个传输层
011	第四个传输层
		100	第五个传输层
101	第六个传输层
		110	第七个传输层
111	第八个传输层

下面对本发明的实施例四进行详细说明。

一种信道状态信息反馈方法包括：在单一的传输模式下，UE向网络侧eNB发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步，所述指示信道质量最好传输层的信息是指上行指示信令，并且UE将上报所述额外的上行指示信令和其它信道状态信息一起将上行指示信令发送至eNB。

更进一步，所述信道状态信息包括上行指示信令和不同传输层集合的平均CQI，所述上行指示信令用于指示平均CQI最大的传输层集合中信道质量最好的传输层为所有层中最好的传输层。

更进一步，所述不同传输层集合的平均CQI为从1到ceil(r/2)传输层的平均信道质量CQI_1和从foor(r/2)到r传输层的平均信道质量CQI_2。

更进一步，r＝1，2时候，所述额外指示信令个数为0个；r＝3，4时候，所述额外指示信令个数为1个；r＝5，6，7，8时候，所述额外指示信令个数为2个。

更进一步，若CQI_1小于等于CQI_2，则最好传输层出现在从foor(r/2)到r传输层中，log2(combnk(ceil(r/2)，1))个比特额外的上行指示信令用来指示其中最好层的位置；若CQI_1大于CQI_2，则最好传输层出现在从1到ceil(r/2)传输层中，log2(combnk(ceil(r/2)，1))个比特额外的上行指示信令用来指示其中最好层的位置；在这里，UE首先确定单用户MIMO的总层数为r，r为大于1的正整数，ceil表示向上取整，floor表示向下取整，combnk(n，j)表示n中取j个的组合数，n和j是大于等于1的正整数且n大于等于j。

更进一步，然后UE确定从1到ceil(r/2)传输层的平均信道质量CQI_1和从foor(r/2)到r传输层的平均信道质量CQI_2，若CQI_1小于CQI_2，则最好传输层出现在从foor(r/2)到r传输层中，log2(C(ceil(r/2)，1))个比特额外的上行指示信令用来指示其中最好层的位置；若CQI_1大于等于CQI_2，则最好传输层出现在从1到ceil(r/2)传输层中，log2(C(ceil(r/2)，1))个比特额外的上行指示信令用来指示其中最好层的位置；在这里，UE首先确定单用户MIMO的总层数为r，r为大于1的正整数，ceil表示向上取整，floor表示向下取整，combnk(n，j)表示n中取j个的组合数，n和j是大于等于1的正整数且n大于等于j。

更具体地，例如，在LTE-A系统中，在SU/MU MIMO动态切换的传输模式下，UE确定了8个传输层，第一层到第四层有一个平均的信道质量指示信息CQI-1，第五层到第八层有一个平均的信道质量指示信息CQI-2。信道状态信息除了包括CQI-1、CQI-2等，还包括一个2比特的额外信令，用于指示不同传输层集合中那个传输层最大。

假设CQI-1＞CQI-2，这个额外上行指示信令为b₁，b₂，各上行指示信令的含义如表4所示。

表4额外的上行指示信令与最好层之间的关系

b1，b2	指示的最好层
		00	第一个传输层
01	第二个传输层
		10	第三个传输层
11	第四个传输层

假设CQI-2＞CQI-1，这个额外信令为b₁，b₂，此时各上行指示信息的含义如表5所示。

表5额外的上行指示信令与最好层之间的关系

b1，b2	指示的最好层
		00	第五个传输层
01	第六个传输层
		10	第七个传输层
11	第八个传输层

下面结合附图，对本发明的实施例五进行说明。

本发明的实施例五提供了一种信道状态信息反馈方法，通过在信道状态信息中携带对最好传输层选择的指示，解决了缺乏在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。本发明实施例中，对最好传输层选择的指示具体为酉矩阵的PMI，网络侧设备具体为数据发送端(如eNB)，UE具体为UE。使用该方法完成信道状态信息反馈的流程如图1所示，包括：

步骤101、在UE和网络侧设置码本；

本发明实施例中，LTE在4天线时定义的16个u矢量在n维空间中近乎均匀分布。

n这里是指每个u矢量的大小，即n＝4。这里意思是，16个典型的u矢量，量化表示了[a₁ a₂ a₃ a₄]^T向量，其中a₁，a₂，a₃，a₄是任意复数，并且[a₁ a₂ a₃a₄]^T[a₁ a₂ a₃ a⁴]＝1。

基于u矢量的Householder变换表达式一，生成如表3所示的16个码本。

$W_n=I-2u_n{u}_n^H/u_n^H{u}_n$ 表达式一

其中，I为4*4的单位矩阵，假设某个UE的接收天线数目为4，则在UE和基站间存在4个传输层，故秩为4，根据表3，码本中包含16个量化的酉矩阵，每个酉矩阵的大小都是4*4，UE和基站拥有同样的码本。

步骤102、网络侧向UE发送传输层导频参考信息，用于UE测试下行信道状态；

步骤103、UE接收网络侧下发的传输层导频参考信息，并根据该信息对传输层进行信道估计；

步骤104、UE根据信道估计获取的信道矩阵，从预置的码本中确定与所述传输层匹配的酉矩阵；

在步骤103中，UE对全部传输层进行信道估计后，得到信道矩阵H，本步骤中，UE根据表达式二对H进行奇异值分解(Singular valuedecomposition，SVD)，获取左酉矩阵U、右酉矩阵V和对角阵∑，并且保证对角阵∑中的各奇异值满足|σ₁|≥|σ₂|≥|σ₃|≥|σ₄|。

V＝[v₁，v₂，v₃，v₄]，根据右酉矩阵V，从所述码本的16个酉矩阵中选择一个最接近的酉矩阵，得到该酉矩阵的索引PMI。

$H=\mathrm{U\Σ}{V}^H=[u_1,u_2,u_3{,u}_4]\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\σ}}_1& 0& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_2& 0& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\σ}}_4& 0\\ 0& 0& 0& {\mathrm{\σ}}_4\end{array}\right]{[v_1{,v}_2,v_3,v_4]}^H$ 表达式二

通过上述SVD和奇异值绝对值大小关系的确定，就可以得到具有隐含映射关系的PMI，可以保证最好的1个或者2个列向量总是放在PMI对应的右酉矩阵的前1列或者前两列。

步骤105、UE向基站发送信道状态信息；

本步骤中，UE向基站发送信道状态信息，该信道状态信息中，携带有PMI、一到两个CQI和RI。

这样，当基站接收到UE发送的信道状态信息后，就可以根据其中的PMI，从本地存储的预置码本中获取对应的酉矩阵，进而根据在设置码本时建立的列向量排列顺序，确定最好的传输层。

可选的，在步骤104中，也可以根据下述方法确定酉矩阵：

首先，UE对H进行SVD，得到信道矩阵的右酉矩阵V＝[v₁，v₂，v₃，v₄]，对所述酉矩阵按照不同的顺序进行全排列，得到下面的可能24种排列形式：

V₁＝[v₁，v₂，v₃，v₄]

V₂＝[v₁，v₂，v₄，v₃]

V₃＝[v₁，v₃，v₂，v₄]

......

V₂₄＝[v₄，v₁，₂，v₃]

设有某个排列V_h＝[v_i，v_j，v_k，v_l]，并从所述码本的16个酉矩阵中选择一个最接近的酉矩阵

使得第一列向量的量化误差最小，第二列列向量的量化误差第二小，即满足

其中，i，j，k，l属于集合{1，2，3，4}，并且i，j，k，l是四个不同的数。其中，

表示向量vi与向量

之间的弦距离，

得到该酉矩阵的索引PMI。其中，h为属于集合{1，2，3，...，24}的一个正整数。这样，就可以获取量化误差最小的一个酉矩阵作为该UE的酉矩阵。

表6下行4天线的预编码码本

下面结合附图，对本发明的实施例六进行说明。

本发明的实施例六提供了一种信道状态信息反馈方法，通过在信道状态信息中携带对最好传输层选择的指示，解决了缺乏在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。本发明实施例中，对最好传输层选择的指示具体CQI报告，在CQI报告中包含全部传输层的CQI，网络侧设备具体为数据发送端(如基站)，UE具体为UE。

本发明实施例中，LTE在4天线时定义的16个u矢量在n维空间中近乎均匀分布。基于u矢量的Householder变换表达式一，生成如表3所示的16个码本。

使用本发明实施例提供的信道状态信息反馈方法完成信道状态信息反馈的流程如图2所示，包括：

步骤201、网络侧向UE发送传输层导频参考信息，用于UE测试下行信道状态；

步骤202、UE接收网络侧下发的传输层导频参考信息，并根据该信息对传输层进行信道估计；

步骤203、UE根据信道估计获取的信道矩阵，从预置的码本中确定与所述传输层匹配的酉矩阵和各传输层的CQI；

本步骤中，UE根据表达式二，对信道估计获取的信道矩阵H进行SVD，得到信道矩阵的右酉矩阵V＝[v₁，v₂，v₃，v₄]，并从所述码本的16个酉矩阵中选择一个最接近的酉矩阵，得到该酉矩阵的索引PMI。

此时，UE还需要确定对应于酉矩阵中每一列的传输层的信道质量指示信息CQI，本发明实施例中有四条传输层，所以有4个CQI。

步骤204、UE向基站发送信道状态信息；

本发明实施例所使用的信道状态信息结构如图3所示。

本步骤中，UE反馈PMI和4个CQI到基站。

基站接收到该信道状态信息后，就可以确定在向该UE进行MU-MIMO时可使用的最好的传输层(即最大CQI值对应的传输层)。例如，四个传输层的CQI分别为CQI₁、CQI₂、CQI₃和CQI₄，且CQI₂＞CQI₁＞CQI₄＞CQI₃，则右酉矩阵V的第二个列向量v₂就是最好的列向量，码本中PMI指示的矩阵的第二列v₂就是v₂的量化值，eNB可以获得所述量化信息，进而确定最好的传输层就是v₂对应的传输层。

需要说明的是，按照CQI值由高到低，各传输层的质量也由好到次，故基站在使用MU-MIMO向UE发送数据时，可以根据实际需要，选择信号最好的一条传输层或信号较好的多条传输层进行发送，本发明的实施例对此不作限定。

此外，当传输层的层数较多时，各个传输层的CQI集合数据量较大，需要占用较多的带宽资源，降低了系统传输效率，故可以在传输层数较多(如存在8个传输层)时，UE首先将传输层分成不同的集合。例如，将8个传输层分为两个集合，每个集合包含四个传输层，求各集合的平均CQI值；再分别求各传输层的差分CQI值，具体可通过取传输层的CQI与该传输层所在集合的平均CQI之差来获取差分CQI值，将各传输层的差分CQI值作为CQI报告，发送给基站，基站根据各传输层的差分值判定哪一个传输层的信道质量最好，一般情况下，取平均CQI最高的集合中差分值CQI最大的传输层作为信道质量最好传输层。

下面结合附图，对本发明的实施例七进行说明。

本发明的实施例七提供了一种信道状态信息反馈方法，通过在信道状态信息中携带对最好传输层选择的指示，解决了缺乏在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。本发明实施例中，对最好传输层选择的指示为上行指示信令，具体为最好列向量索引(Best Layer Index，BLI)，网络侧设备具体为数据发送端(如eNB)，UE具体为UE。

本发明实施例中，LTE在4天线时定义的16个u矢量在n维空间中近乎均匀分布。基于u矢量的Householder变换表达式一，生成如表6所示的16个码本。

使用本发明实施例提供的信道状态信息反馈方法完成信道状态信息反馈的流程如图4所示，包括：

步骤401、网络侧向UE发送传输层导频参考信息，用于UE测试下行信道状态；

步骤402、UE接收网络侧下发的传输层导频参考信息，并根据该信息对传输层进行信道估计；

步骤403、UE根据信道估计获取的信道矩阵，从预置的码本中确定与所述传输层匹配的酉矩阵和BLI；

本步骤中，UE根据表达式二，对信道估计获取的信道矩阵H进行SVD，得到信道矩阵的右酉矩阵V＝[v₁，v₂，v₃，v₄]和对角阵∑，并从所述码本的16个酉矩阵中选择一个最接近的酉矩阵，得到该酉矩阵的索引PMI。

此外，还需要确定该UE的BLI，BLI表示在PMI索引对应的酉矩阵中最大奇异值绝对值对应的列向量的列索引。

例如，存在一个2比特索引，00表示v₁是最好的列向量，01表示v₂是最好的列向量，10表示v₃是最好的列向量，11表示v₄是最好的列向量，最好的列向量对应的传输层即为最好的传输层。

也可以在BLI中同时指示多个较好的列向量的索引，如规定BLI对应最大奇异值绝对值和第二大奇异值绝对值的两个列向量的列索引。例如，存在一个3比特索引，000表示v₁，v₂是较好的两个列向量，001表示v₁，v₃是较好的两个列向量，010表示v₁，v₄是较好的两个列向量，011表示v₂，v₃是较好的两个列向量，100表示v₂，v₄是较好的两个列向量，101表示v₃，v₄是较好的两个列向量。

需要说明的是，BLI的各个值所对应的最好的列向量是在系统初始化时就约定好的，即eNB和UE都知道BLI值代表的最好列向量和对应的传输层。

步骤404、UE向eNB发送信道状态信息；

本发明实施例所使用的信道状态信息结构如图5所示。

eNB接收到该信道状态信息后，就可以确定在向该UE进行MU-MIMO时可使用的最好的传输层(即BLI索引指向的传输层)。

下面结合附图，对本发明的实施例八进行说明。

本发明的实施例八提供了一种信道状态信息反馈方法，通过在信道状态信息中携带对最好传输层选择的指示，解决了缺乏在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。本发明实施例中，对最好传输层选择的指示具体为BLI和CQI报告，在CQI报告中包括各传输层集合的平均CQI(平均信道质量)，网络侧设备具体为数据发送端(如eNB)，UE具体为UE。

本发明实施例中，LTE在4天线时定义的16个u矢量在n维空间中近乎均匀分布。基于u矢量的Householder变换表达式一，生成如表6所示的16个码本。

使用本发明实施例提供的信道状态信息反馈方法完成信道状态信息反馈的流程如图6所示，包括：

步骤601、网络侧向UE发送传输层导频参考信息，用于UE测试下行信道状态；

步骤602、UE接收网络侧下发的传输层导频参考信息，并根据该信息对传输层进行信道估计；

步骤603、UE根据信道估计获取的信道矩阵，从预置的码本中确定与所述传输层匹配的酉矩阵、BLI和平均CQI；

本步骤中，UE根据表达式二，对信道估计获取的信道矩阵H进行SVD，得到信道矩阵的右酉矩阵V＝[v₁，v₂，v₃，v₄]和对角阵∑，并从所述码本的16个酉矩阵中选择一个最接近的酉矩阵，得到该酉矩阵的索引PMI。

此外，还需要确定该UE的BLI，BLI表示在PMI索引对应的酉矩阵中最大奇异值绝对值对应的列向量的列索引。

例如，存在一个2比特索引，00表示v₁是最好的列向量，01表示v₂是最好的列向量，10表示v₃是最好的列向量，11表示v₄是最好的列向量，最好的列向量对应的传输层即为最好的传输层。

也可以在BLI中同时指示多个较好的列向量的索引，如规定BLI对应最大奇异值绝对值和第二大奇异值绝对值的两个列向量的列索引。例如，存在一个3比特索引，000表示v₁，v₂是较好的两个列向量，001表示v₁，v₃是较好的两个列向量，010表示v₁，v₄是较好的两个列向量，011表示v₂，v₃是较好的两个列向量，100表示v₂，v₄是较好的两个列向量，101表示v₃，v₄是较好的两个列向量。

为了进一步提高传输效率，当传输层的层数较多时，可以将多个传输层划分为不同的集合，求各个集合的平均CQI，将平均CQI较大的集合作为信道质量最好传输层所在的集合，再根据信道质量最好传输层所在的集合构建BLI，具体参见表4与表5。

需要说明的是，BLI的各个值所对应的最好的列向量是在系统初始化时就约定好的，即eNB和UE都知道BLI值代表的最好列向量和对应的传输层。

步骤604、UE向eNB发送信道状态信息；

eNB接收到该信道状态信息后，首先判断各集合的平均CQI，选出平均CQI最大的集合，再从该集合中，根据BLI，最终确定信道质量最好传输层。

本发明的实施例还提供了一种UE，该终端的结构如图7所示，包括：

信息反馈模块701，用于向网络侧发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

进一步的，上述UE如图8所示，还包括：

第一信息生成模块702，用于根据预置的最好传输层固定位置，生成信道状态信息；

第二信息传输模块703，用于根据各传输层的CQI，获取CQI报告，并根据该CQI报告，生成信道状态信息；

计算不同传输层集合的平均CQI和每一个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI，根据计算结果生成信道状态信息；

第三信息传输模块704，用于生成上行指示信令，并根据该上行指示信令，生成信道状态信息；

第四信息传输模块705，用于根据上行指示信令和各传输层集合的平均CQI，生成信道状态信息。

上述UE，可以与本发明的实施例提供的一种信道状态信息反馈方法相结合，在UE向网络侧发送信道状态信息时，在该信息中携带对最好传输层选择的指示，指示网络侧通过所述最好传输层向该UE下发数据，这样，当网络侧决定采用MU-MIMO时，能够根据该信道状态信息中的对最好传输层选择的指示，快速的确定最好的传输层，提高了传输效率和传输质量，解决了缺乏在SU-MIMO和MU-MIMO动态切换的系统中上报全面有效的信道状态信息的机制的问题。

Claims (9)

1.一种信道状态信息反馈方法，其特征在于，包括：

在单一的传输模式下，用户终端(UE)向网络侧发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

2.根据权利要求1所述信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述单一传输模式为单用户多输入多输出(SU-MIMO)传输模式，或多用户MIMO(MU-MIMO)的传输模式，或SU-MIMO和MU-MIMO的混合传输模式。

3.根据权利要求1所述信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述指示信道质量最好传输层的信息为预置的最好传输层固定位置，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

设置最好传输层固定位置，具体为固定第一层为最好层，或者固定第一、二层为最好层。

4.根据权利要求1所述信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述指示信道质量最好传输层的信息为信道质量指示(CQI)报告，所述CQI报告包括各传输层的CQI，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

根据各传输层的CQI，生成CQI报告。

5.根据权利要求1所述信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述指示信道质量最好传输层的信息为不同传输层集合的平均CQI和每一个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

将传输层划分为至少两个传输层集合；

分别求各传输层集合的平均CQI；

根据各传输层集合的平均CQI，求各个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI。

6.根据权利要求1所述信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述指示信道质量最好传输层的信息为上行指示信令，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

UE判断最好传输层，并根据判断结果生成上行指示信令，指示网络侧根据使用该最佳传输层传输数据。

7.根据权利要求1所述信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述信道状态信息包括上行指示信令和各传输层集合的平均CQI，所述UE向网络侧发送信道状态信息的步骤之前还包括：

UE将传输层划分为至少两个传输层集合；

分别求各传输层集合的平均CQI；

所述UE从平均CQI最高的传输层集合中，选取最好传输层，并根据选取结果生成上行指示信令。

8.一种UE，其特征在于，在单一的传输模式下，包括：

信息反馈模块，用于向网络侧发送信道状态信息，所述信道状态信息包括指示信道质量最好传输层的信息。

9.根据权利要求8所述UE，其特征在于，还包括：

第一信息生成模块，用于根据预置的最好传输层固定位置，生成信道状态信息；

第二信息传输模块，用于根据各传输层的CQI，获取CQI报告，并根据该CQI报告，生成信道状态信息；

计算不同传输层集合的平均CQI和每一个传输层与所属于的传输层集合的平均CQI之间的差分CQI，根据计算结果生成信道状态信息；

第三信息传输模块，用于生成上行指示信令，并根据该上行指示信令，生成信道状态信息；

第四信息传输模块，用于根据上行指示信令和各传输层集合的平均CQI，生成信道状态信息。

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