CN102130708A - 多小区信道状态信息的反馈方法和用户设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种多小区信道状态信息的反馈方法和用户设备，所述多小区信道状态信息的反馈方法包括：将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备；与所述网络侧设备交互所述用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；将所述相邻小区的小区间附加信息反馈至所述网络侧设备，所述相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成。本发明实施例将相邻小区的信道状态信息的反馈开销分为了两部分，降低了用户设备多小区信道状态信息的反馈开销。

Description

多小区信道状态信息的反馈方法和用户设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种多小区信道状态信息的反馈方法和用户设备。

背景技术

为了获得更高的用户吞吐率，可以在通信系统中采用协同多点收发(Coordinated Multiple Point transmission and reception；以下简称：CoMP)技术和多用户多入多出(Multiple-User Multiple-Input Multiple-Output；以下简称：MU-MIMO)技术。

CoMP技术是指：地理位置上互相分离的多个接入点同时为一个或多个用户设备(User Equipment；以下简称：UE)提供数据传输服务。对于CoMP技术而言，基站需要使用UE和候选接入点之间的信道状态信息作为输入量或者参考量，来完成发送预编码和多用户配对等过程。

现有技术中，对于联合处理(Joint Processing；以下简称：JP)的多点传输系统，UE需要反馈与多个接入点之间的信道状态信息，即UE需要反馈联合的信道状态信道。由于在多点传输系统中，UE的反馈量从与单接入点之间的信道状态信息扩展到了与多接入点之间的信道状态信息，因此反馈开销增加，若要提高反馈精度，则会导致反馈开销进一步增加；而在低反馈开销的条件下，反馈的精度会受到较大影响。

发明内容

本发明实施例提供一种多小区信道状态信息的反馈方法和用户设备，以实现降低用户设备多小区信道状态信息的反馈开销。

本发明实施例提供一种多小区信道状态信息的反馈方法，包括：

将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备；

与所述网络侧设备交互所述用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；

将所述相邻小区的小区间附加信息反馈至所述网络侧设备，所述相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成。

本发明实施例提供一种用户设备，包括：

收发模块，用于将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备；与所述网络侧设备交互所述用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；并将所述相邻小区的小区间附加信息反馈至所述网络侧设备，所述相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字；

生成模块，用于根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息，并根据所述联合信道信息生成使所述联合信道信息最优的码字。

通过本发明实施例，用户设备向网络侧设备反馈服务小区的信道状态信息，与网络侧设备交互该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，并向网络侧设备反馈该相邻小区的小区间附加信息；将相邻小区的信道状态信息的反馈开销分为了两部分，从而降低了用户设备多小区信道状态信息的反馈开销。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明多小区信道状态信息的反馈方法实施例一的流程图；

图2为本发明多小区信道状态信息的反馈方法的应用场景示意图；

图3为本发明多小区信道状态信息的反馈方法实施例二的流程图；

图4为本发明多小区信道状态信息的反馈方法实施例三的流程图；

图5为本发明用户设备实施例一的结构示意图；

图6为本发明用户设备实施例二的结构示意图；

图7为本发明用户设备实施例三的结构示意图；

图8为本发明用户设备实施例四的结构示意图；

图9为本发明多小区信道状态信息的反馈系统实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明多小区信道状态信息的反馈方法实施例一的流程图，如图1所示，该实施例可以包括：

步骤101，将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备。

本实施例中，该网络侧设备可以为基站。用户设备可以通过多天线码本、自适应码本或差分反馈等方式获得该用户设备所在服务小区的信道状态信息。

本实施例中，用户设备采用单小区反馈的方式反馈该用户设备所在服务小区的信道状态信息。该用户设备所在服务小区的信道状态信息与该用户设备的相邻小区的信道状态信息无关。

步骤102，与网络侧设备交互用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息。

具体地，用户设备可以将该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息反馈至网络侧设备；或者，用户设备可以接收网络侧设备通过该用户设备的服务小区发送的该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息。

本实施例中，长期宽带的空间状态信息指的是在大于第一阈值的反馈周期内所有频带上的空间状态信息，该第一阈值可以根据系统要求或性能要求任意设置，例如：该第一阈值可以为100毫秒。

步骤103，将相邻小区的小区间附加信息反馈至网络侧设备，该相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，该联合信道信息根据上述服务小区的信道状态信息、上述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和上述相邻小区的小区间附加信息生成。

其中，相邻小区的小区间附加信息是一个短期子带的反馈量，该短期子带的反馈量是指小于第二阈值的反馈周期内部分频带的反馈量，该第二阈值可以根据系统要求或性能要求任意设置，例如：该第二阈值可以为50毫秒；其中，第二阈值可以小于或等于第一阈值，只要保证相邻小区的小区间附加信息的反馈周期小于长期宽带的空间状态信息的反馈周期即可；联合信道信息最优包括：与理想信道信息余弦距离或欧式距离最小、接收信噪比最大或接收信号功率最大等。

在本实施例的一种实现方式中，相邻小区的长期宽带的空间状态信息可以为：相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵，该协方差矩阵可以是长期宽带的信道状态信息的统计值；这时，用户设备可以先对该相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵进行特征值分解，获得该协方差矩阵的特征值和特征向量；然后，在该协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择第一预定数量的特征值，并获得该第一预定数量的特征值对应的特征向量；最后，用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、该服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值之和、第一预定数量的特征值、第一预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息；或者，用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、该用户设备接收到的服务小区的功率、第一预定数量的特征值、该第一预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

在本实施例的另一种实现方式中，相邻小区的长期宽带的空间状态信息可以为：相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择的第二预定数量的特征值和第二预定数量的特征值对应的特征向量；这时，用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、该服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值之和、第二预定数量的特征值、第二预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息；或者，用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、该用户设备接收到的服务小区的功率、第二预定数量的特征值、第二预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

在本实施例的再一种实现方式中，相邻小区的长期宽带的空间状态信息可以：相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵；这时，用户设备可以先对该相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵进行特征值分解，获得加权的协方差矩阵的特征值和特征向量；然后，用户设备可以在加权的协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择第三预定数量的特征值；并获得第三预定数量的特征值对应的特征向量；最后，该用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、第三预定数量的特征值、第三预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

在本实施例的再一种实现方式中，相邻小区的长期宽带的空间状态信息可以为：相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择的第四预定数量的特征值和该第四预定数量的特征值对应的特征向量；这时，用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、第四预定数量的特征值、该第四预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

在本实施例的再一种实现方式中，相邻小区的长期宽带的空间状态信息可以为：网络侧设备通过用户设备的服务小区发送的上行链路的到达角(Direction of Arriival；以下简称：DoA)；这时，用户设备可以先根据该上行链路的到达角生成下行信道空间状态信息；再根据服务小区的信道状态信息、该下行信道空间状态信息、用户设备接收到的服务小区的功率和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

在本实施例的再一种实现方式中，相邻小区的长期宽带的空间状态信息可以为：网络侧设备通过用户设备的服务小区发送的根据上行链路的到达角生成的下行信道空间状态信息；这时，用户设备可以根据服务小区的信道状态信息、上述下行信道空间状态信息、用户设备接收到的所述服务小区的功率和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

本实施例中的第一预定数量、第二预定数量、第三预定数量和第四预定数量可以为相同数值，也可以为不同数值。

当第一预定数量、第二预定数量、第三预定数量和第四预定数量均为1时，上述使联合信道信息最优的码字包括由1个星座图构成的码本中的码字；或者，当第一预定数量、第二预定数量、第三预定数量和第四预定数量均为大于1的数值时，上述使联合信道信息最优的码字包括由1个N天线单流码本乘以1个星座图构成的码本中的码字；其中，N等于第一预定数量、第二预定数量、第三预定数量或第四预定数量。

网络侧设备接收到用户设备在步骤101～步骤103中反馈的内容之后，可根据上述反馈的内容生成最优的联合信道信息。

上述实施例中，用户设备向网络侧设备反馈服务小区的信道状态信息，与网络侧设备交互该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，并向网络侧设备反馈该相邻小区的小区间附加信息；将相邻小区的信道状态信息的反馈开销分为了两部分，从而降低了用户设备多小区信道状态信息的反馈开销。

图2为本发明多小区信道状态信息的反馈方法的应用场景示意图，图2所示的应用场景为一个协同多点收发系统，如图2所示，该协同多点收发系统包括：小区1、小区2、小区3和UE。其中，小区1、小区2和小区3是UE的报告小区集合，小区1是UE的服务小区，小区2和3是UE的相邻小区。

图3为本发明多小区信道状态信息的反馈方法实施例二的流程图，本实施例描述本发明图2所示应用场景中的一种多小区信道状态信息的反馈方法。本实施例中，UE需要反馈报告小区集合中的小区与该UE之间的信道状态信息，本实施例中，该信道状态信息用下行信道矩阵H_i，k表示，其中i表示小区编号，k表示第k个时频资源。假设基站的发送天线个数为N_T，UE的接收天线个数为N_R。本实施例以反馈单个数据流的信道状态信息为例进行说明。

如图3所示，本实施例可以包括：

步骤301，UE将该UE所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备。

本实施例中，该网络侧设备可以为基站。UE可以通过多天线码本、自适应码本或差分反馈等方式获得该UE所在服务小区的信道状态信息F₁；其中，该F₁可以为该UE所在服务小区的单个数据流的信道状态信息，也可以为该UE所在服务小区的至少两个数据流的信道状态信息，F₁的列数对应于该UE所在服务小区的数据流的个数。

本实施例中，UE采用单小区反馈的方式反馈该UE所在服务小区的信道状态信息。该UE所在服务小区的信道状态信息与该UE的相邻小区的信道状态信息无关。

步骤302，UE将该UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息反馈至网络侧设备。本实施例中，该UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括该UE的相邻小区的长期宽带的信道状态信息。

其中，该相邻小区的长期宽带的信道状态信息可以为以下参数中的任意一种：

(a)相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵R_i(i＝2，3)，该协方差矩阵R_i可以是长期宽带的信道状态信息的统计值，如式(1)所示。

$R_i=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{i,k}^H{H}_{i,k},---\left(1\right)$

式(1)中，i＝2，3；K为时频资源的统计总数，(·)^H表示共轭转置运算。

(b)相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵R_i的特征值中，按照由大至小的顺序选择的第二预定数量的特征值

和该第二预定数量的特征值

对应的特征向量该第二预定数量可以为N_i，L，1≤N_i，L≤N_T；R_i的表达式如式(1)所示。其中，R_i的特征值和特征向量可以对R_i进行特征值分解获得，如式(2)所示，

$R_i=V_{R_i}\·{\mathrm{\Σ}}_{R_i}^2\·V_{R_i}^H---\left(2\right)$

式(2)中，

为R_i的特征值，是一个N_T行N_T列的对角阵，

中的对角线元素按照该对角线元素的模由大至小的顺序排列，为

的前N_i行N_i，L列

为R_i的特征空间，

是一个N_T行N_T列的酉矩阵，

的第m列为

的第m个对角线元素对应的特征向量，为

的前N_i，L列。

(c)相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵αR_i(i＝2，3)。其中，权重因子α可以为服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值总和的倒数。服务小区的信道状态信息的协方差矩阵R₁的表达式可以如式(3)所示，

$R_1=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{1,k}^H{H}_{1,k},---\left(3\right)$

式(3)中，K为时频资源的统计总数，(·)^H表示共轭转置运算。R₁的特征值和特征向量可以对R₁进行特征值分解获得，如式(4)所示，

$R_1=V_{R_1}\·{\mathrm{\Σ}}_{R_1}^2\·V_{R_1}^H---\left(4\right)$

式(4)中，为R₁的特征值，为R₁的特征空间，

的第m列为

的第m个对角线元素对应的特征向量。因此服务小区的信道状态信息的协方差矩阵R₁的特征值总和为tr(∑_R1 ²)，其中tr(A)表示A的迹；因此

当然本发明实施例并不仅限于此，α也可以为其他与服务小区的接收功率有关的数值。

(d)相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵αR_i的特征值中，按照由大至小的顺序选择的第四预定数量的特征值

和第四预定数量的特征值对应的特征向量

其中，该第四预定数量可以为N_i，L，1≤N_i，L≤N_T；

和

的选择方式与(b)中

和

的选择方式相同，α的取值与(c)中α的取值相同，在此不再赘述。

步骤303，UE将相邻小区的小区间附加信息反馈至网络侧设备。

本实施例中，该相邻小区的小区间附加信息是一个短期子带的反馈量；该相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，该联合信道信息根据上述服务小区的信道状态信息、上述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和上述相邻小区的小区间附加信息生成。其中，联合信道信息最优包括：与理想信道信息余弦距离或欧式距离最小、接收信噪比最大或接收信号功率最大等。

具体地，联合信道信息可以由相邻小区的小区间附加信息W_i(i＝2，3)，以及步骤301和步骤302中反馈的内容，根据式(5)生成，如下所示。

$P=\mathrm{normalize}\left({\left[\begin{array}{ccc}\sqrt{D_1}{P}_1^H& \sqrt{D_2}{W}_2^H{P}_2^H& \sqrt{D_3}{W}_3^H{P}_3^H\end{array}\right]}^H\right)---\left(5\right)$

式(5)中， $\mathrm{normalize}\left(A\right)=\frac{A}{\sqrt{A^{H}A}}.$

由于本实施例以反馈单个数据流的信道状态信息为例进行说明，因此式(5)中，P₁为步骤301中反馈的UE所在服务小区的信道状态信息F₁的第一列。

如果步骤302中，UE按照(a)反馈UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，即反馈R_i(i＝2，3)，那么UE可以先对R_i进行特征值分解，获得R_i的特征值

和特征向量然后，在该协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择第一预定数量的特征值

并获得该第一预定数量的特征值对应的特征向量

其中，第一预定数量可以为N_i，L，1≤N_i，L≤N_T；

为

的前N_i，L行N_i，L列，

为的前N_i，L列；则式(5)中，

i＝2，3；D₁可以为服务小区的信道状态信息的协方差矩阵R₁的特征值总和tr(∑_R1 ²)或者UE接收到的服务小区的功率，此时D₁需要由UE向该UE的服务小区反馈，或者网络侧设备通过该UE的服务小区向该UE下发，以被UE和服务小区共同所知。

如果步骤302中，UE按照(b)反馈UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，即反馈

和则式(5)中，

i＝2，3；D₁可以为服务小区的信道状态信息的协方差矩阵R₁的特征值总和tr(∑_R1 ²)或者UE接收到的服务小区的功率，此时D₁需要由UE向该UE的服务小区反馈，或者网络侧设备通过该UE的服务小区向该UE下发，以被UE和服务小区共同所知。

如果步骤302中，UE按照(c)反馈UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，即反馈αR_i(i＝2，3)，那么UE可以先对αR_i进行特征值分解，获得αR_i的特征值

和特征向量

然后，在该协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择第三预定数量的特征值

并获得该第三预定数量的特征值

对应的特征向量

其中，第三预定数量可以为N_i，L，1≤N_i，L≤N_T；为

的前N_i，L行N_i，L列，

为

的前N_i，L列；则式(5)中，

i＝2，3；这时，D₁可以等于1。

如果步骤302中，UE按照(d)反馈UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，即反馈

和则式(5)中，

i＝2，3；这时，D₁可以等于1。

在选择W_i(i＝2，3)时，UE可以从W_i(i＝2，3)的码本中选择使式(5)的联合信道信息最优的码字。

下面介绍两种W_i(i＝2，3)的码本的构造方法。

1、当N_i，L＝1时，W_i(i＝2，3)的码本可以由1个星座图构成。例如：4比特16正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation；以下简称：QAM)星座图，如式(6)所示：

$A=\frac{1}{\sqrt{10}}\left\{\begin{array}{c}1+j,1+3j,3+j,3+3j,1-j,1-3j,3-j,3-3j,-1+j,-1+3j,\\ -3+j,-3+3j,-1-j,-1-3j,-3-3j,-3-3j\end{array}\right\}---\left(6\right)$

2、当N_i，L＞1时，W_i(i＝2，3)的码本可以由1个N_i，L天线单流码本乘以1个星座图构成。

例如：当N_i，L＝2时，W_i(i＝2，3)的码本可以为

其中n∈{0，1，...，63}，floor(·)表示向下取整，mod(·)表示求余；A可以为4比特16QAM星座图，如式(6)所示；B可以为2天线单流码本，如式(7)所示。

$B=\frac{1}{\sqrt{2}}\{\left[\begin{array}{c}1\\ 1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}1\\ -1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}1\\ j\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}1\\ -j\end{array}\right]\}---\left(7\right)$

以上仅是W_i(i＝2，3)的码本的构造方法的两种示例，本发明实施例并不仅限于此，本发明实施例对W_i(i＝2，3)的码本的构造方法不作限定，只要构造的W_i(i＝2，3)的码本中包括使式(5)的联合信道信息最优的码字即可。

在基站接收到UE在步骤301～步骤303中反馈的内容之后，根据式(5)，即可得到最优的联合信道信息。

本实施例对步骤301和步骤302的执行顺序不作限定，可以先执行步骤301，再执行步骤302；也可以先执行步骤302，再执行步骤301；还可以并行执行步骤301和步骤302。

上述实施例中，UE向网络侧设备反馈服务小区的信道状态信息，向该网络侧设备反馈该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，并向网络侧设备反馈该相邻小区的小区间附加信息；通过本实施例，UE对于服务小区的反馈开销与单小区系统相同，对于相邻小区的反馈开销由两部分组成：长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵或该协方差矩阵的特征元素，以及短期子带的小区间附加信息。对于长期宽带的信道状态信息反馈开销是非常小的，而对于短期子带的小区间附加信息的反馈开销根据不同的需求和码本设计可以仅为4个比特，这相对于反馈每个小区的预编码矩阵指示符(PrecodingMatrix Indicator；以下简称：PMI)和小区间的相位信息的方案，降低了50％的反馈开销。

图4为本发明多小区信道状态信息的反馈方法实施例三的流程图，本实施例描述本发明图2所示应用场景中的另一种多小区信道状态信息的反馈方法。本实施例中，UE需要反馈报告小区集合中的小区与该UE之间的信道状态信息，本实施例中，该信道状态信息用下行信道矩阵H_i，k表示，其中i表示小区编号，k表示第k个时频资源。假设基站的发送天线个数为N_T，UE的接收天线个数为N_R。本实施例以反馈单个数据流的信道状态信息为例进行说明。

如图4所示，本实施例可以包括：

步骤401，UE将该UE所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备。

本实施例中，该网络侧设备可以为基站。UE可以通过多天线码本、自适应码本或差分反馈等方式获得该UE所在服务小区的信道状态信息F₁；其中，该F₁可以为该UE所在服务小区的单个数据流的信道状态信息，也可以为该UE所在服务小区的至少两个数据流的信道状态信息，F₁的列数对应于该UE所在服务小区的数据流的个数。

本实施例中，UE采用单小区反馈的方式反馈该UE所在服务小区的信道状态信息。该UE所在服务小区的信道状态信息与该UE的相邻小区的信道状态信息无关。

步骤402，UE接收网络侧设备通过该UE的服务小区发送的该UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息。

本实施例中，该UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息由网络侧设备获得，该UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：网络侧设备通过上行导频或UE多次反馈得到的相邻小区的长期宽带的信道状态信息、上行链路的到达角或者根据上行链路的到达角生成的下行信道空间状态信息。

其中，相邻小区的长期宽带的信道状态信息可以为本发明图3所示实施例步骤302中提供的参数中的任意一种，在此不再赘述。

步骤403，UE将相邻小区的小区间附加信息反馈至网络侧设备。

本实施例中，该相邻小区的小区间附加信息是一个短期子带的反馈量；该相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，该联合信道信息根据上述服务小区的信道状态信息、上述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和上述相邻小区的小区间附加信息生成。其中，联合信道信息最优包括：与理想信道信息余弦距离或欧式距离最小、接收信噪比最大或接收信号功率最大等。

具体地，联合信道信息可以由相邻小区的小区间附加信息W_i(i＝2，3)，以及步骤401和步骤402中反馈的内容，根据式(5)生成。

由于本实施例以反馈单个数据流的信道状态信息为例进行说明，因此式(5)中，P₁为步骤401中反馈的UE所在服务小区的信道状态信息F₁的第一列。

如果步骤402中，UE接收到的相邻小区的长期宽带的空间状态信息为相邻小区的长期宽带的信道状态信息，即UE接收到的相邻小区的长期宽带的空间状态信息与本发明图3所示实施例步骤302中的参数相同，则式(5)中，D₁、P₂、D₂、P₃、D₃、W₂和W₃的取值与本发明图3所示实施例步骤303中的取值相同。

如果步骤402中，UE接收到的相邻小区的长期宽带的空间状态信息为上行链路的到达角，那么UE先根据该上行链路的到达角生成下行信道空间状态信息P_i(i＝2，3)；式(5)中的D_i(i＝1，2，3)可以是UE接收到的服务小区的功率，此时D_i需要由UE向该UE的服务小区反馈，或者网络侧设备通过该UE的服务小区向该UE下发，以被UE和服务小区共同所知。

如果步骤402中，UE接收到的相邻小区的长期宽带的空间状态信息为根据上行链路的到达角生成的下行信道空间状态信息，则式(5)中P_i(i＝2，3)即为该下行信道空间状态信息；式(5)中的D_i(i＝1，2，3)可以是UE接收到的服务小区的功率，此时D_i由UE向该UE的服务小区反馈，或者网络侧设备通过该UE的服务小区向该UE下发，以被UE和服务小区共同所知。

本实施例中，在选择W_i(i＝2，3)时，UE可以从W_i(i＝2，3)的码本中选择使式(5)的联合信道信息最优的码字。W_i(i＝2，3)的码本的构造方式与本发明图3所示实施例步骤303中提供的构造方式相同，在此不再赘述。

在基站接收到UE在步骤401和步骤403中反馈的内容之后，根据式(5)，即可得到最优的联合信道信息。

本实施例对步骤401和步骤402的执行顺序不作限定，可以先执行步骤401，再执行步骤402；也可以先执行步骤402，再执行步骤401；还可以并行执行步骤401和步骤402。

上述实施例中，UE向网络侧设备反馈服务小区的信道状态信息，接收网络侧设备发送的该UE的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，并向网络侧设备反馈该相邻小区的小区间附加信息；通过本实施例，网络侧设备可以通过服务小区将相邻小区的长期宽带的空间状态信息发送至UE，从而避免了UE对这部分信息的测量与反馈，与本发明图3所示实施例相比，进一步降低了UE反馈的复杂度和反馈开销。

表1为采用本发明图3所示实施例提供的方法，CoMP JP相对于Rel.8多入多出(Multiple-Input Multiple-Output；以下简称：MIMO)的增益。其中长期宽带的空间状态信息的反馈周期为100毫秒，短期子带的小区间附加信息的反馈周期为10毫秒；发送天线个数为4，发送天线间距为0.5lambda；接收天线个数为2，接收天线间距为0.5拉姆达(lambda)；

仿真场景：第三代合作伙伴计划-实例1(Third Generation PartnershipProject-Case 1；以下简称：3GPP-Case 1)；

信道模型：空间信道模型(Spatial Channel Model；以下简称：SCM)。

表1

从表1中可以看出，本发明图3所示实施例提供的方法反馈相邻小区信道状态信息的开销非常小，同时还可以保证CoMP JP获得很大的增益，与使用理想反馈方案的CoMP JP相比，系统性能的损失比较小。

本发明图1、图3和图4所示实施例提供的多小区信道状态信息的反馈方法可以用于需要多小区联合信道状态信息反馈的所有无线通信系统中；本发明图3和图4所示实施例以反馈单个数据流的信道状态信息为例进行说明，但本发明实施例并不仅限于此，本发明实施例提供的多小区信道状态信息的反馈方法同样可以用于反馈至少两个数据流的信道状态信息。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图5为本发明用户设备实施例一的结构示意图，本实施例所示的用户设备可以实现本发明图1所示实施例的流程。如图5所示，该用户设备可以包括：收发模块51和生成模块52。

其中，收发模块51，用于将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备；与网络侧设备交互该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；并将相邻小区的小区间附加信息反馈至网络侧设备，相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字；

本实施例中，收发模块51采用单小区反馈的方式反馈该用户设备所在服务小区的信道状态信息，该用户设备所在服务小区的信道状态信息与该用户设备的相邻小区的信道状态信息无关。

本实施例中，收发模块51可以将该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息反馈至网络侧设备；或者，接收网络侧设备通过该用户设备的服务小区发送的该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息。

生成模块52，用于根据服务小区的信道状态信息、相邻小区的长期宽带的空间状态信息和相邻小区的小区间附加信息生成上述联合信道信息，并根据该联合信道信息生成使该联合信道信息最优的码字。

图6为本发明用户设备实施例二的结构示意图，本实施例所示的用户设备可以实现本发明图1、图3或图4所示实施例的流程。与图5所示用户设备相比，不同之处在于，图6所示的用户设备中，生成模块52可以包括：第一特征值获得子模块521、第一特征值选择子模块522和第一信息生成子模块523。

其中，第一特征值获得子模块521，用于对相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵进行特征值分解，获得该协方差矩阵的特征值和特征向量；

第一特征值选择子模块522，用于在第一特征值获得子模块521获得的特征值中，按照由大至小的顺序选择第五预定数量的特征值；并获得第五预定数量的特征值对应的特征向量；

第一信息生成子模块523，用于根据服务小区的信道状态信息、服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值之和、第一特征值选择子模块522选择的第五预定数量的特征值、该第五预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息；或者，根据服务小区的信道状态信息、用户设备接收到的服务小区的功率、第一特征值选择子模块522选择的第五预定数量的特征值、第五预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

图7为本发明用户设备实施例三的结构示意图，本实施例所示的用户设备可以实现本发明图1、图3或图4所示实施例的流程。与图5所示用户设备相比，不同之处在于，图7所示的用户设备中，生成模块52可以包括：第二特征值获得子模块524、第二特征值选择子模块525和第二信息生成子模块526。

其中，第二特征值获得子模块524，用于对相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵进行特征值分解，获得加权的协方差矩阵的特征值和特征向量；

第二特征值选择子模块525，用于在第二特征值获得子模块524获得的特征值中，按照由大至小的顺序选择第六预定数量的特征值；并获得第六预定数量的特征值对应的特征向量；

第二信息生成子模块526，用于根据服务小区的信道状态信息、第六预定数量的特征值、该第六预定数量的特征值对应的特征向量和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

图8为本发明用户设备实施例四的结构示意图，本实施例所示的用户设备可以实现本发明图1、图3或图4所示实施例的流程。与图5所示用户设备相比，不同之处在于，图8所示的用户设备中，生成模块52可以包括：信息获取子模块527和第三生成子模块528。

信息获取子模块527，用于根据网络侧设备通过用户设备的服务小区发送的上行链路的到达角，生成下行信道空间状态信息；或者，获取网络侧设备通过用户设备的服务小区发送的根据上行链路的到达角生成的下行信道空间状态信息；

第三信息生成子模块528，用于根据服务小区的信道状态信息、信息获取子模块527获取的下行信道空间状态信息、用户设备接收到的服务小区的功率和相邻小区的小区间附加信息生成联合信道信息。

上述用户设备中，收发模块51向网络侧设备反馈服务小区的信道状态信息，与网络侧设备交互该用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，并向网络侧设备反馈该相邻小区的小区间附加信息；将相邻小区的信道状态信息的反馈开销分为了两部分，从而降低了用户设备多小区信道状态信息的反馈开销。

图9为本发明多小区信道状态信息的反馈系统实施例一的结构示意图，如图9所示，该多小区信道状态信息的反馈系统可以包括：网络侧设备901和用户设备902。

其中，用户设备902，用于将用户设备902所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备901；与网络侧设备901交互该用户设备902的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；并将相邻小区的小区间附加信息反馈至网络侧设备901，该相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，该联合信道信息根据服务小区的信道状态信息、相邻小区的长期宽带的空间状态信息和相邻小区的小区间附加信息生成。具体地，用户设备902可以由本发明图5、图6、图7或图8所示的用户设备实现。

上述实施例中，用户设备902向网络侧设备901反馈服务小区的信道状态信息，与网络侧设备901交互该用户设备902的相邻小区的长期宽带的空间状态信息，并向网络侧设备901反馈该相邻小区的小区间附加信息；将相邻小区的信道状态信息的反馈开销分为了两部分，从而降低了用户设备902多小区信道状态信息的反馈开销。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种多小区信道状态信息的反馈方法，其特征在于，包括：

将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备；

与所述网络侧设备交互所述用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；

将所述相邻小区的小区间附加信息反馈至所述网络侧设备，所述相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字，所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述网络侧设备交互所述用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：

将所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息反馈至所述网络侧设备；或者，

接收所述网络侧设备通过所述用户设备的服务小区发送的所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵；

所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成包括：

对所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵进行特征值分解，获得所述协方差矩阵的特征值和特征向量；

在所述协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择第一预定数量的特征值；并获得所述第一预定数量的特征值对应的特征向量；

根据所述服务小区的信道状态信息、所述服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值之和、所述第一预定数量的特征值、所述第一预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息；或者，根据所述服务小区的信道状态信息、所述用户设备接收到的所述服务小区的功率、所述第一预定数量的特征值、所述第一预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择的第二预定数量的特征值和所述第二预定数量的特征值对应的特征向量；

所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成包括：

根据所述服务小区的信道状态信息、所述服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值之和、所述第二预定数量的特征值、所述第二预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息；或者，根据所述服务小区的信道状态信息、所述用户设备接收到的所述服务小区的功率、所述第二预定数量的特征值、所述第二预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵；

所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成包括：

对所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵进行特征值分解，获得所述加权的协方差矩阵的特征值和特征向量；

在所述加权的协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择第三预定数量的特征值；并获得所述第三预定数量的特征值对应的特征向量；

根据所述服务小区的信道状态信息、所述第三预定数量的特征值、所述第三预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵的特征值中，按照由大至小的顺序选择的第四预定数量的特征值和所述第四预定数量的特征值对应的特征向量；

所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成包括：

根据所述服务小区的信道状态信息、所述第四预定数量的特征值、所述第四预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：所述网络侧设备通过所述用户设备的服务小区发送的上行链路的到达角；

所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成包括：

根据所述上行链路的到达角生成下行信道空间状态信息；

根据所述服务小区的信道状态信息、所述下行信道空间状态信息、所述用户设备接收到的所述服务小区的功率和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息包括：所述网络侧设备通过所述用户设备的服务小区发送的根据上行链路的到达角生成的下行信道空间状态信息；

所述联合信道信息根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成包括：

根据所述服务小区的信道状态信息、所述下行信道空间状态信息、所述用户设备接收到的所述服务小区的功率和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，当所述第一预定数量、所述第二预定数量、所述第三预定数量和所述第四预定数量均为1时，所述使联合信道信息最优的码字包括由1个星座图构成的码本中的码字；或者，

当所述第一预定数量、所述第二预定数量、所述第三预定数量和所述第四预定数量均为大于1的数值时，所述使联合信道信息最优的码字包括由1个N天线单流码本乘以1个星座图构成的码本中的码字；其中，N等于第一预定数量、第二预定数量、第三预定数量或第四预定数量。

10.一种用户设备，其特征在于，包括：

收发模块，用于将用户设备所在服务小区的信道状态信息反馈至网络侧设备；与所述网络侧设备交互所述用户设备的相邻小区的长期宽带的空间状态信息；并将所述相邻小区的小区间附加信息反馈至所述网络侧设备，所述相邻小区的小区间附加信息包括使联合信道信息最优的码字；

生成模块，用于根据所述服务小区的信道状态信息、所述相邻小区的长期宽带的空间状态信息和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息，并根据所述联合信道信息生成使所述联合信道信息最优的码字。

11.根据权利要求10所述的用户设备，其特征在于，所述生成模块包括：

第一特征值获得子模块，用于对所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的协方差矩阵进行特征值分解，获得所述协方差矩阵的特征值和特征向量；

第一特征值选择子模块，用于在所述第一特征值获得子模块获得的特征值中，按照由大至小的顺序选择第五预定数量的特征值；并获得所述第五预定数量的特征值对应的特征向量；

第一信息生成子模块，用于根据所述服务小区的信道状态信息、所述服务小区的信道状态信息的协方差矩阵的特征值之和、所述第一特征值选择子模块选择的第五预定数量的特征值、所述第五预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息；或者，根据所述服务小区的信道状态信息、所述用户设备接收到的所述服务小区的功率、所述第一特征值选择子模块选择的第五预定数量的特征值、所述第五预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

12.根据权利要求10所述的用户设备，其特征在于，所述生成模块包括：

第二特征值获得子模块，用于对所述相邻小区的长期宽带的信道状态信息的加权的协方差矩阵进行特征值分解，获得所述加权的协方差矩阵的特征值和特征向量；

第二特征值选择子模块，用于在所述第二特征值获得子模块获得的特征值中，按照由大至小的顺序选择第六预定数量的特征值；并获得所述第六预定数量的特征值对应的特征向量；

第二信息生成子模块，用于根据所述服务小区的信道状态信息、所述第六预定数量的特征值、所述第六预定数量的特征值对应的特征向量和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

13.根据权利要求10所述的用户设备，其特征在于，所述生成模块包括：

信息获取子模块，用于根据所述网络侧设备通过所述用户设备的服务小区发送的上行链路的到达角，生成下行信道空间状态信息；或者，获取所述网络侧设备通过所述用户设备的服务小区发送的根据上行链路的到达角生成的下行信道空间状态信息；

第三信息生成子模块，用于根据所述服务小区的信道状态信息、所述信息获取子模块获取的下行信道空间状态信息、所述用户设备接收到的所述服务小区的功率和所述相邻小区的小区间附加信息生成所述联合信道信息。

Images