CN101789848B - Lte-a系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法，包括：基站通过下行控制信令将用于指示终端进行预编码的预编码矩阵索引信息反馈给终端。本发明能够在采用了SU-MIMO的LTE-A系统中利用基站通过下行控制信令反馈用于上行链路预编码使用的PMI，进而能够实现LTE-A系统的上行链路的预编码。

Description

LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法。

背景技术

在无线通信中，如果在发送端和接收端有多根天线，则可以采用空间复用技术来获取更高的数据速率，即在发送端使用相同的时频资源发送多个数据流。在接收端可以通过信道估计得到信道系数矩阵，进而解调出各个流上的数据。

预编码技术(Precoding)是一种利用信道状态信息(CSI，ChannelStatusInformation)在发送端对信号进行预处理，提高多天线系统性能的技术。采用预编码的MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多输入多输出)通信系统如图1所示，其中发送端需要基于CSI信息对信号进行预编码。发送端获取CSI的一种途径是通过接收端的反馈。为了降低反馈开销，一般采用的方式是在接收端和发送端保存相同的码本(codebook)，即预编码矩阵集。接收端根据当前信道状况，在码本中选择适合的预编码矩阵并将其在集合中的索引值反馈回发送端，发送端根据反馈的预编码矩阵索引找到预编码矩阵，并对发送信号进行预编码。数据预编码的数学模型为y＝HWs+n，其中y为接收信号矢量，H为信道系数矩阵，W为预编码矩阵，s为信号矢量，n为噪声矢量。

LTE-A系统(LongTermEvolution-Advanced，高级长期演进系统)是LTE系统的下一代演进系统。为了获得更高的数据速率，LTE-A系统上行使用了SU-MIMO(singleuserMIMO，或称为单用户的空间复用)技术，支持上行2根或者4根发送天线的配置。这时，终端作为发送端，基站作为接收端。在LTE-A系统中，物理上行共享信道(PhysicalUplinkSharedChannel，PUSCH)可采用单天线端口传输，也可采用多天线端口传输。图2为现有的LTE-A采用多天线端口传输的物理上行共享信道的发射端基带信号处理示意图。多天线端口传输时，LTE-A支持基于一个或两个码字(Codeword，CW)的空间复用，每个码字对应一个传输块(TransportBlock，TB)。码字要进一步映射到层(layer)，每个码字映射为一层或两层数据。以2个码字、4根发射天线为例来简单说明此模块的功能，如图3所示。预编码模块完成层到天线的映射。层交织模块可以以调制符号或者时隙为时间单位，将每一时间单位上的所有层进行打散交织，交织前后的效果如图4所示。层交织模块在发送端是可选配置，即在某些情况下可以关闭此功能模块。

对于矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}a1& b1& c1\\ a2& b2& c2\\ a3& b3& c3\\ a4& b4& c4\end{array}\right],$ 当 $\sqrt{a{1}^2+b{1}^2+c{1}^2}=\sqrt{a{2}^2+b{2}^2+c{2}^2}=$ $\sqrt{a{3}^2+b{3}^2+c{3}^2}=\sqrt{a{4}^2+b{4}^2+c{4}^2}$ 时，称为每一行的模相等；当 $\sqrt{a{1}^2+a{2}^2+a{3}^2+a{4}^2}=\sqrt{b{1}^2+b{2}^2+b{3}^2+b{4}^2}=\sqrt{c{1}^2+c{2}^2+c{3}^2+c{4}^2},$ 称为每一列的模相等。每一行的模相等时，会有每根天线上的发射功率相等；每一列的模相等时，会有每一层的功率相等。

在LTE系统中，采用基站集中调度的方式来控制用户终端(UserEquipment，UE)的物理上行共享信道的传输。对物理上行共享信道PUSCH的上行调度信息(uplinkschedulinginformation)由基站通过物理下行控制信道(PhysicalDownlinkControlChannel，PDCCH)发送给目标UE。上行调度信息包括该信道相关的资源分配，调制与编码方案，解调参考信号(DemodulationReferenceSignal，简称为DMRS)的循环移位(Cyclicshift)等控制信息。

物理下行控制信道用于承载上、下行调度信息，以及上行功率控制信息。下行控制信息(DownlinkControlInformation，简称为DCI)格式(format)分为以下几种：DCIformat0、1、1A、1B、1C、1D、2、2A、3，3A等，其中，format0用于指示物理上行共享信道(Physicaluplinksharedchannel，简称为PUSCH)的调度；DCIformat1，1A，1B，1C，1D用于单传输块的物理下行共享信道(PhysicalDownlinkSharedChannel，简称为PDSCH)的不同传输模式；DCIformat2，2A用于空分复用的不同传输模式；DCIformat3，3A用于物理上行控制信道(Physicaluplinkcontrolchannel，简称为PUCCH)和PUSCH的功率控制指令的传输。

LTE-Advanced系统(简称LTE-A系统)是LTE系统的下一代演进系统。在LTE相关技术中，上行调度DCIformat0并不支持上行多天线传输，在LTE-A上行多天线传输场景下，上行调度DCI需要新增格式，暂记作DCIformatX，或者在已有信令类型的基础上，通过扩展信令的长度，来增加信令指示的功能。

LTE系统中，DCIformat0中包含的具体信息如下：

–用于区分DCIformat0和DCIformat1A的标志位；

–跳频标志位；

–资源块分配和跳频资源分配；

–调制编码方式(ModulationandCodingScheme，MCS)和冗余版本(RedundancyVersion，RV)；

–新数据指示(Newdataindicator)；

–用于所调度的PUSCH的发射功率控制命令(TPCcommandforscheduledPUSCH)；

–解调参考信号的循环移位(CyclicshiftforDMRS)；

–上行指示(ULindex)，仅存在于时分双工(TimeDivisionDuplex，TDD)系统，用于上下行配置(Uplink-downlinkconfiguration)为0时；

–下行分配指示(DownlinkAssignmentIndex，DAI)，仅存在于时分双工系统，用于上下行配置为1～6时；

–信道状态指示请求(CQIrequest)。

但是，在LTE-A系统的上行链路中，此时终端作为发送端、基站作为接收端，尚未实现预编码矩阵索引的反馈，从而无法实现预编码技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法，包括：基站通过下行控制信令将用于指示终端进行预编码的预编码矩阵索引信息反馈给终端。

优选地，在上述的方法中，还包括：在上行链路上，终端使用下行控制信息中的预编码矩阵索引信息查找到对应的预编码矩阵；终端使用查找到的预编码矩阵对发送数据进行预编码。

优选地，当终端的发射天线数为2时，预编码矩阵索引信息用3个比特位表示；当终端的发射天线数为4时，预编码矩阵索引信息用6个比特位表示。

优选地，当终端的发射天线数为2且发射的码字数为1时，预编码矩阵索引信息所能表示的8个索引值与2发射天线1层的预编码矩阵集中的预编码矩阵相对应。

优选地，索引值a与2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值b与2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& \mathrm{-1}\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值c与2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值d与2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值e与2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 0\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[10]^T相对应，索引值f与2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}0& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[01]^T相对应，其中，a，b，c，d，e，f为8个索引值中的互不相等的索引值。

优选地，当终端的发射天线数为2且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的8个索引值与2发射天线2层的预编码矩阵集中的预编码矩阵相对应。

优选地，索引值m与2发射天线2层的预编码矩阵集中的矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$ 对应，其中，m为8个索引值中的一个索引值。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为1时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值a0、a1、…a23分别与4发射天线1层的预编码矩阵集中的24个矩阵相对应，索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，其中，索引值a0、a1、…a23以及b0、b1、…b15互不相等。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c19分别与4发射天线3层的预编码矩阵集中的任意20个矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵相对应，其中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0互不相等。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c23分别与4发射天线3层的预编码矩阵集中的24个矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵相对应，其中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c23和d0互不相等。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c19分别与20个特殊预编码矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵相对应，其中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0互不相等。

优选地，20个特殊预编码矩阵属于第一类预编码矩阵集，第一类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，4行中的每一行有2个非零元素，3列中的一列有4个非零元素，其他两列各有2个非零元素，并且每一行的模相等和/或每一列的模相等。

优选地，20个特殊预编码矩阵中的X个矩阵属于第一类预编码矩阵集，Y个矩阵属于第二类预编码矩阵集；其中，X+Y＝20，第二类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，4行中的每一行有一个非零元素，3列中的一列有两个非零元素，其他两列各有一个非零元素，并且每一行的模相等。

优选地，20个特殊预编码矩阵中的M个矩阵属于第二类预编码矩阵集，N个矩阵属于第三类预编码矩阵集；其中，M+N＝20，第三类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，4行中的每一行有一个非零元素，3列中的一列有两个非零元素，其他两列各有一个非零元素，并且每一列的模相等。

通过本发明，在采用了SU-MIMO的LTE-A系统的上行链路中，用户终端作为发送端，基站作为接收端，基站通过下行控制信令反馈预编码矩阵的索引，从而指示用户终端进行预编码，解决了相关技术在LTE-A系统的上行链路中基站尚未实现PMI(PrecodingMatrixIndex，PMI)的反馈，从而在用户终端无法实现预编码技术的问题，从而能够在采用了SU-MIMO的LTE-A系统中利用基站通过下行控制信令反馈用于上行链路预编码使用的PMI，进而能够实现LTE-A系统的上行链路的预编码。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的预编码MIMO通信系统的框图；

图2是根据相关技术的SU-MIMO的发送端的信号处理过程的示意图；

图3是根据相关技术的码字到层的映射的示意图；

图4是根据相关技术的层交织前后的效果对比图；

图5是根据本发明实施例的LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图5是根据本发明实施例的LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S502，基站通过下行控制信令(DownlinkControlInformation，DCI)将用于指示终端进行预编码的预编码矩阵索引信息反馈给终端。

该实施例在采用了SU-MIMO的LTE-A系统的上行链路中，用户终端作为发送端，基站作为接收端，基站通过下行控制信令反馈预编码矩阵的索引，从而指示用户终端进行预编码，解决了相关技术在LTE-A系统的上行链路中基站尚未实现PMI的反馈，从而无法在用户终端实现预编码技术的问题，从而能够在采用了SU-MIMO的LTE-A系统中利用基站通过下行控制信令反馈用于上行链路预编码使用的PMI，进而能够实现LTE-A系统的上行链路的预编码。基站可以通过下行控制信令中的N个比特位(bit)作为反馈的PMI信令，用来指示用户终端选择预先存储的码本中的对应的预编码矩阵。

优选地，在上述的方法中，还包括：在上行链路上，终端使用下行控制信息中的预编码矩阵索引信息查找到对应的预编码矩阵；终端使用查找到的预编码矩阵对发送数据进行预编码。

优选地，当终端的发射天线数为2时，预编码矩阵索引信息用3个比特位表示；当终端的发射天线数为4时，预编码矩阵索引信息用6个比特位表示。也就是说，终端的发射天线数为2时，预编码矩阵索引信息可表述的索引值的(Index)范围可以为0～7；终端的发射天线数为4时，预编码矩阵索引信息可表述的索引值的范围可以为0～63。

根据终端的发射天线数和发射的码字数，可分为以下几种情况：

优选地，当终端的发射天线数为2且发射的码字数为1时，预编码矩阵索引信息所能表示的8个索引值与2发射天线1层的预编码矩阵集中的预编码矩阵相对应。

其中，索引值a与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值b与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值c与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值d与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值e与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 0\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[10]^T相对应，索引值f与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}0& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[01]^T相对应，其中，a，b，c，d，e为0～7内互不相等的数。

该优选实施例提供了当终端的发射天线数为2且发射的码字数为1时预编码矩阵索引值与预编码矩阵的对应关系的具体实施方案。

优选地，当终端的发射天线数为2且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的8个索引值与2发射天线2层的预编码矩阵集中的预编码矩阵相对应。

其中，索引值m与2发射天线2层的预编码矩阵集中的矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$ 对应，其中，m为0～7内的一个数。

该优选实施例提供了当终端的发射天线数为2且发射的码字数为2时预编码矩阵索引值与预编码矩阵的对应关系的具体实施方案。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为1时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值a0、a1、…a23分别与4发射天线1层的预编码矩阵集(可以是如表1所示的预编码矩阵集)中的24个矩阵相对应，索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集(可以是如表2所示的预编码矩阵集)中的16个矩阵相对应，其中，索引值a0、a1、…a23以及b0、b1、…b15互不相等。

该优选实施例提供了当终端的发射天线数为4且发射的码字数为1时预编码矩阵索引值与预编码矩阵的对应关系的一种具体实施方案。在该优选实施例中，索引值a0、a1、…a23、b0、b1、…b15可以为0～63内互不相等的数。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集(可以是如表2所示的预编码矩阵集)中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c19分别与4发射天线3层的预编码矩阵集(可以是如表3所示的预编码矩阵集)中的任意20个矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵(如 $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ )相对应，其中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0互不相等。

该优选实施例提供了当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时预编码矩阵索引值与预编码矩阵的对应关系的又一种具体实施方案。在该优选实施例中，索引值b0、b1、…b15、c0、c1、…c19、d0可以为0～63内互不相等的数。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集(可以是如表2所示的预编码矩阵集)中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c23分别与4发射天线3层的预编码矩阵集(可以是如表3所示的预编码矩阵集)中的24个矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵(如 $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ )相对应，其中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c23和d0互不相等。

该优选实施例提供了当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时预编码矩阵索引值与预编码矩阵的对应关系的又一种具体实施方案。在该优选实施例中，索引值b0、b1、…b15、c0、c1、…c23、d0可以为0～63内互不相等的数。

优选地，当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集(可以是如表2所示的预编码矩阵集)中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c19分别与20个特殊预编码矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵(如 $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ )相对应，其中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0互不相等。

该优选实施例提供了当终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时预编码矩阵索引值与预编码矩阵的对应关系的又一种具体实施方案。在该优选实施例中，索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0可以为0～63内互不相等的数。

优选地，上述的20个特殊预编码矩阵可以全部属于第一类预编码矩阵集，第一类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，4行中的每一行有2个非零元素，3列中的一列有4个非零元素，其他两列各有2个非零元素，并且每一行的模相等和/或每一列的模相等。

优选地，上述的20个特殊预编码矩阵中的X个矩阵属于第一类预编码矩阵集，Y个矩阵属于第二类预编码矩阵集；其中，X+Y＝20，第二类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，4行中的每一行有一个非零元素，3列中的一列有两个非零元素，其他两列各有一个非零元素，并且每一行的模相等。

优选地，上述的20个特殊预编码矩阵中的M个矩阵属于第二类预编码矩阵集，N个矩阵属于第三类预编码矩阵集；其中，M+N＝20，第三类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，4行中的每一行有一个非零元素，3列中的一列有两个非零元素，其他两列各有一个非零元素，并且每一列的模相等。

上述三个优选实施例提供了20个特殊预编码矩阵的选取情况以及矩阵所具有的特性。

本发明提供的LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法通过合理设计反馈信令来携带PMI以选择对应的预编码矩阵，能降低反馈的信令开销，既能保证信令的可靠传输，又能有效合理地指示发送端进行预编码。

实施例一

在上行链路，用户终端作为发射端，基站作为接收端，基站通过下行控制信息(DCI，DownlinkControlInformation)中的N个比特位(bit)作为反馈的PMI信令(即预编码矩阵索引信息，下同)，用来指示用户终端选择预编码矩阵。

根据终端的发射天线数和发射的码字数，可分为以下4种情况：

(1)当发射天线数为2且发射的码字数为1时，N＝3，可表述的索引值(Index)的范围为0～7；用索引值a指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值b指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值c指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值d指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值e指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 0\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[10]^T进行预编码，用索引值f指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}0& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[01]^T进行预编码。其中，a,b,c,d,e,f为0～7内互不相等的数。

(2)当发射天线数为2且发射的码字数为2时，N＝3，可表述的索引值(Index)的范围为0～7；用索引值m指示终端采用2层的预编码矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$ 进行预编码，其中m为0～7内的1个数。

(3)当发射天线数为4且发射的码字数为1时，N＝6，可表述的索引值的范围为0～63；用索引值a0、a1、…、a22、a23分别指示终端采用表1中的1层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index22、Index23进行预编码，用索引值b0、b1、…、b14、b15分别指示终端采用表2中的2层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index14、Index15进行预编码，其中索引值a0、a1、…、a22、a23、b0、b1、…、b14、b15为0～63内互不相等的数。

(4)当发射天线数为4且发射的码字数为2时，N＝6，可表述的索引值的范围为0～63；用索引值b0、b1、…、b14、b15分别指示终端采用表2中的2层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index14、Index15进行预编码，用索引值c0、c1、…、c18、c19分别指示终端采用表3中的任意20个3层的预编码矩阵进行预编码，用索引值d0指示终端采用预编码矩阵 $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ 进行预编码。其中，索引值b0、b1、…、b14、b15、c0、c1、…、c18、c19、d0为0～63内互不相等的数。

表1上行4发射天线1层的预编码矩阵集

表2上行4发射天线2层的预编码矩阵集

实施例二

在上行链路，用户终端作为发射端，基站作为接收端，基站通过下行控制信息(DCI，DownlinkControlInformation)中的N个比特位(bit)作为反馈的PMI信令，用来指示用户终端选择预编码矩阵。

根据终端的发射天线数和发射的码字数，可分为以下4种情况：

(1)当发射天线数为2且发射的码字数为1时，N＝3，可表述的索引值(Index)的范围为0～7；用索引值a指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值b指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值c指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值d指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值e指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 0\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[10]^T进行预编码，用索引值f指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}0& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[01]^T进行预编码。其中，a,b,c,d,e,f为0～7内互不相等的数。

(2)当发射天线数为2且发射的码字数为2时，N＝3，可表述的索引值(Index)的范围为0～7；用索引值m指示终端采用2层的预编码矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$ 进行预编码，其中m为0～7内的1个数。

(3)当发射天线数为4且发射的码字数为1时，N＝6，可表述的索引值的范围为0～63；用索引值a0、a1、…、a22、a23分别指示终端采用表1中的1层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index22、Index23进行预编码，用索引值b0、b1、…、b14、b15分别指示终端采用表2中的2层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index14、Index15进行预编码，其中索引值a0、a1、…、a22、a23、b0、b1、…、b14、b15为0～63内互不相等的数。

(3)当发射天线数为4且发射的码字数为2时，N＝6，可表述的索引值的范围为0～63；用索引值b0、b1、…、b14、b15分别指示终端采用表2中的2层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index14、Index15进行预编码，用索引值c0、c1、…、c22、c23分别指示终端采用表3中的全部24个3层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index22、Index23进行预编码，用索引值d0指示终端采用预编码矩阵 $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ 进行预编码。其中，索引值b0、b1、…、b14、b15、c0、c1、…、c22、c23、d0为0～63内互不相等的数。

表3上行4发射天线3层的预编码矩阵集

实施例三

在上行链路，用户终端作为发射端，基站作为接收端，基站通过下行控制信息(DCI，DownlinkControlInformation)中的N个比特位(bit)作为反馈的PMI信令，用来指示用户终端选择预编码矩阵。

根据终端的发射天线数和发射的码字数，可分为以下4种情况：

(1)当发射天线数为2且发射的码字数为1时，N＝3，可表述的索引值(Index)的范围为0～7；用索引值a指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值b指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值c指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值d指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 进行预编码，用索引值e指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 0\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[10]^T进行预编码，用索引值f指示终端采用1层的预编码矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}0& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[01]^T进行预编码。其中，a,b,c,d,e,f为0～7内互不相等的数。

(2)当发射天线数为2且发射的码字数为2时，N＝3，可表述的索引值(Index)的范围为0～7；用索引值m指示终端采用2层的预编码矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$ 进行预编码，其中m为0～7内的1个数。

(3)当发射天线数为4且发射的码字数为1时，N＝6，可表述的索引值的范围为0～63；用索引值a0、a1、…、a22、a23分别指示终端采用表1中的1层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index22、Index23进行预编码，用索引值b0、b1、…、b14、b15分别指示终端采用表2中的2层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index14、Index15进行预编码，其中索引值a0、a1、…、a22、a23、b0、b1、…、b14、b15为0～63内互不相等的数。

(4)当发射天线数为4且发射的码字数为2时，N＝6，可表述的索引值的范围为0～63；用索引值b0、b1、…、b14、b15分别指示终端采用表2中的2层的预编码矩阵Index0、Index1、…、Index14、Index15进行预编码，用索引值c0、c1、…、c18、c19分别指示终端采用20个特殊的预编码矩阵进行预编码，用索引值d0指示终端采用预编码矩阵 $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ 进行预编码。其中，索引值b0、b1、…、b14、b15、c0、c1、…、c18、c19、d0为0～63内互不相等的数。

其中，上面所述的20个特殊的预编码矩阵，全部取自第一类预编码矩阵集，第一类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，每一行有两个非零元素，其中一列有四个非零元素，其它两列各有两个非零元素，各矩阵的每一行的模相等和/或每一列的模相等。

或者，上面所述的20个特殊的预编码矩阵，有X个矩阵取自第一类预编码矩阵集，有Y个矩阵取自第二类预编码矩阵集。第二类预编码矩阵集中的每个矩阵为4行3列的矩阵，每一行仅有一个非零元素，其中一列有两个非零元素，其它两列各有一个非零元素。第二类预编码矩阵集中各矩阵的每一行的模相等。X+Y＝20，X的取值范围为0～20，Y的取值范围为0～20。

或者，上面所述的20个特殊的预编码矩阵，有M个矩阵取自第二类预编码矩阵集，有N个矩阵取自第三类预编码矩阵集。第三类预编码矩阵集中的每个矩阵为4行3列的矩阵，每一行仅有一个非零元素，其中一列有两个非零元素，其它两列各有一个非零元素。第三类预编码矩阵集中各矩阵的每一列的模相等。M+N＝20，M的取值范围为0～20，N的取值范围为0～20。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

(1)能够在采用了SU-MIMO的LTE-A系统的上行链路中利用基站反馈的PMI对发送数据进行预编码，实现了LTE-A系统的上行链路的预编码；

(2)通过合理设计反馈信令来携带PMI以选择对应的预编码矩阵，能降低反馈的信令开销，既能保证信令的可靠传输，又能有效合理地指示发送端进行预编码。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种LTE-A系统的上行链路预编码矩阵的信令指示方法，其特征在于，包括：

基站通过下行控制信令将用于指示终端进行预编码的预编码矩阵索引信息反馈给终端；

当所述终端的发射天线数为2时，所述预编码矩阵索引信息用3个比特位表示；当所述终端的发射天线数为4时，所述预编码矩阵索引信息用6个比特位表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在上行链路上，所述终端使用所述下行控制信令中的预编码矩阵索引信息查找到对应的预编码矩阵；

所述终端使用查找到的预编码矩阵对发送数据进行预编码。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端的发射天线数为2且发射的码字数为1时，所述预编码矩阵索引信息所能表示的8个索引值与2发射天线1层的预编码矩阵集中的预编码矩阵相对应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，索引值a与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值b与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值c与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值d与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& -j\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 相对应，索引值e与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}1& 0\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[10]^T相对应，索引值f与所述2发射天线1层的预编码矩阵集中的矩阵 ${\left[\begin{array}{cc}0& 1\end{array}\right]}^T/\sqrt{2}$ 或[01]^T相对应，其中，a，b，c，d，e，f为所述8个索引值中的互不相等的索引值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端的发射天线数为2且发射的码字数为2时，所述预编码矩阵索引信息所能表示的8个索引值与2发射天线2层的预编码矩阵集中的预编码矩阵相对应。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，索引值m与所述2发射天线2层的预编码矩阵集中的矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$ 对应，其中，m为所述8个索引值中的一个索引值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端的发射天线数为4且发射的码字数为1时，所述预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值a0、a1、…a23分别与4发射天线1层的预编码矩阵集中的24个矩阵相对应，索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，其中，所述索引值a0、a1、…a23以及b0、b1、…b15互不相等。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，所述预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c19分别与4发射天线3层的预编码矩阵集中的任意20个矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵相对应，其中，所述索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0互不相等。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，所述预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c23分别与4发射天线3层的预编码矩阵集中的24个矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵相对应，其中，所述索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c23和d0互不相等。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端的发射天线数为4且发射的码字数为2时，所述预编码矩阵索引信息所能表示的64个索引值中的索引值b0、b1、…b15分别与4发射天线2层的预编码矩阵集中的16个矩阵相对应，索引值c0、c1、…c19分别与20个特殊预编码矩阵相对应，索引值d0与4发射天线4层的预编码矩阵集中的一个预编码矩阵相对应，其中，所述索引值b0、b1、…b15以及c0、c1、…c19和d0互不相等。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述20个特殊预编码矩阵属于第一类预编码矩阵集，所述第一类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，所述4行中的每一行有2个非零元素，所述3列中的一列有4个非零元素，其他两列各有2个非零元素，并且每一行的模相等和/或每一列的模相等。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述20个特殊预编码矩阵中的X个矩阵属于所述第一类预编码矩阵集，Y个矩阵属于第二类预编码矩阵集；

其中，X+Y＝20，所述第二类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，所述4行中的每一行有一个非零元素，所述3列中的一列有两个非零元素，其他两列各有一个非零元素，并且每一行的模相等。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述20个特殊预编码矩阵中的M个矩阵属于所述第二类预编码矩阵集，N个矩阵属于第三类预编码矩阵集；

其中，M+N＝20，所述第三类预编码矩阵集中的矩阵为4行3列的矩阵，其中，所述4行中的每一行有一个非零元素，所述3列中的一列有两个非零元素，其他两列各有一个非零元素，并且每一列的模相等。