CN102263619A

CN102263619A - 一种信道状态信息反馈、接收的方法及装置

Info

Publication number: CN102263619A
Application number: CN2011102036292A
Authority: CN
Inventors: 荆梅芳; 丁昱; 苏昕; 张然然; 拉盖施
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: CN102263619B

Abstract

本发明公开了一种信道状态信息反馈、接收的方法，用于通过信道状态信息反馈实现通知对端应采用的预编码矩阵，以便利用指示的预编码矩阵进行信号处理，提高空间信道量化精度。所述方法包括：根据估计的信道信息选择预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵；发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。本发明还公开了用于实现所述方法的装置。

Description

一种信道状态信息反馈、接收的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及信道状态信息反馈、接收的方法及装置。

背景技术

目前，物理层的多天线技术已经成为下一代无线通信系统的关键技术之一。多天线技术具有很多优点，比如可以利用多天线的复用增益来提高系统的吞吐量，也可以利用多天线的分集增益来提高系统性能，或者利用天线的方向性增益来区分接收终端而消除接收终端间的干扰等等。

现有的4天线码本是基于Householder(豪斯霍德)变换的码本，该码本是针对小间距线阵场景和空间低相关场景进行设计的。另外，该码本是以单用户MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)为主要优化场景。

在Rel-11(版本11)中可能会进一步采用多用户MIMO传输，并且可能引入多点传输技术。无论是多用户MIMO还是多点传输技术，其对信道量化精度的要求都远高于单用户MIMO传输。以单用户MIMO为主要优化场景而设计的基于Householder变换的4天线码本将无法满足这些先进的传输技术对信道量化精度的需求。另外，基于Householder变换的4天线码本是针对小间距线阵场景和空间低相关场景进行设计的，对于常用的小间距双极化阵场景的空间信道量化精度不高。

发明内容

本发明实施例提供一种信道状态信息反馈、接收的方法及装置，用于通过信道状态信息反馈实现通知对端应采用的预编码矩阵，以便利用指示的预编码矩阵进行信号处理，提高空间信道量化精度。

一种信道状态信息反馈的方法，包括以下步骤：

根据估计的信道信息选择预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵；

发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。

一种接收信道状态信息的方法，包括以下步骤：

接收索引信息；

根据索引信息确定相应的预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵。

一种用于信道状态信息反馈的装置，包括：

控制模块，用于根据估计的信道信息选择预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵；

接口模块，用于发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。

一种用于接收信道状态信息的装置，包括：

接口模块，用于接收索引信息；

控制模块，用于根据索引信息确定相应的预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵。

本发明实施例利用8天线的预编码矩阵的部分元素获得4天线的预编码矩阵，通过信道状态信息反馈来通知对端应采用的4天线预编码矩阵，从而利用该4天线预编码矩阵进行信号处理。由于本发明实施例中4天线预编码矩阵具有8天线的预编码矩阵的特性，从而可有效提高信道的量化精度，进而提高系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例中信道状态信息反馈的主要方法流程图；

图2为本发明实施例中第一种方式下信道状态信息反馈的方法流程图；

图3为本发明实施例中第二种方式下信道状态信息反馈的方法流程图；

图4为本发明实施例中第三种方式下信道状态信息反馈的方法流程图；

图5为本发明实施例中接收信道状态信息的主要方法流程图；

图6为本发明实施例中第一种方式下接收信道状态信息的方法流程图；

图7为本发明实施例中第二种方式下接收信道状态信息的方法流程图；

图8为本发明实施例中第三种方式下接收信道状态信息的方法流程图；

图9为本发明实施例中发送端的结构图；

图10为本发明实施例中接收端的结构图。

具体实施方式

参见图1，本实施例中信道状态信息反馈的主要方法流程如下：

步骤101：根据估计的信道信息选择预编码矩阵；所述预编码矩阵为由8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵。

步骤102：发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。本实施例中发送索引信息的发送端支持4天线端口传输。

发送端还可以接收接收端进行预编码处理后的信号，并进行相应处理。

在Rel-10LTE-A(LTE-Advanced，长期演进增强)的传输模式9中，为了提高对信道的量化精度，在CSI-RS(Channel State Inforamtion-ReferenceSignal，信道状态信息参考信号)端口为8时，采用支持双PMI(Precoding MatrixIndicator，预编码矩阵索引)反馈的码本，对于传输模式9的各种数据传输层数，存在第一PMI值和第二PMI值。信道秩(Rank)的取值为1-8时，第一PMI值的个数分别对应为16、16、4、4、4、4、4、1，第二PMI值的个数分别对应为16，16，16，8，1，1，1，1。8天线码本如表1-8所示。

表1：8天线Layer-1(数据传输层1)码本

表2：8天线Layer-2码本

表3：8天线Layer-3码本

表4：8天线Layer-4码本

表5：8天线Layer-5码本

表6：8天线Layer-6码本

表7：8天线Layer-7码本

表8：8天线Layer-8码本

其中，i₁表示第一PMI值的索引，i₂表示第二PMI值的索引。

v_m＝[1 e^j2πm/32 e^j4πm/32 e^j6πm/32]^T

本实施例采用8天线预编码矩阵的部分元素构成适用于4天线的预编码矩阵。较佳的，8天线预编码矩阵的部分元素包括8天线预编码矩阵每列的4个元素。当然，也可以采用其它方式，例如采用一列中的2个元素，将这2个元素再重复一遍，得到对应该列的4个元素。优选的，每列的4个元素为每列的前4个元素或后4个元素，该方式适用于线阵天线。或者，每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素，该方式适用于双极化天线。更优的，每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素时，每列的4个元素包括每列的第1、2、5、6个元素，或每列的第1、2、7、8个元素。

获得4天线的预编码矩阵有多种具体实现方式。如第一种方式，针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成4天线的预编码矩阵，形成4天线码本，也就是说4天线码本的预编码矩阵的个数与8天线码本的预编码矩阵的个数相同。或者如第二种方式，针对8天线设计的部分预编码矩阵的部分元素构成4天线的预编码矩阵，形成4天线码本，也就是说4天线码本的预编码矩阵的个数少于8天线码本的预编码矩阵的个数。或者如第三种方式，建立8天线的预编码矩阵到4天线的预编码矩阵的映射关系，也就是将8天线的所有或部分预编码矩阵的部分元素映射为4天线的预编码矩阵。该索引信息可以直接采用8天线码本的索引信息，或者为8天线码本的部分预编码矩阵重新顺序编号得到的索引信息。对于第三种方式，索引信息的发送端和接收端配置相同的映射关系，如果有多种映射关系，则配置相同的选择映射关系的策略。

第一种方式下4天线码本的实例参见表9-15所示。

表9：4天线Layer-1码本

表10：4天线Layer-1码本

表9和表10是4天线Layer-1的两种码本。表9中取预编码矩阵中的1、2、5和6行对应的元素，(l，:)表示取所有列的第l行元素。根据常用的天线编号方式，以8天线为例，双极化天线配置时，1、2、3和4为一个极化方向，5、6、7和8为另一个极化方向，l＝[1 2 5 6]表示取两个极化方向上的4列元素，适用于双极化的4天线。表10中l′＝[1 2 3 4]，表示取同极化方向上的4列元素，适用于线性4天线。

表11：4天线Layer-2码本

表12：4天线Layer-3码本

4天线Layer-3码本的另一种实例如表13所示。

表13：4天线Layer-3码本

表14：4天线Layer-4码本

4天线Layer-4码本的另一种实例如表15所示。

表15：4天线Layer-4码本

其中，

v_m＝[1 e^j2πm/32 e^j4πm/32 e^j6πm/32]^T

综上，本实施例中，8天线预编码矩阵的部分元素为同一极化方向对应的元素，或者，8天线预编码矩阵的部分元素包括至少两个极化方向对应的元素。

第二种方式下4天线码本的实例参见表16-22所示。

表16：4天线Layer-1码本

4天线Layer-1码本还可以有另一个实例，如表17所示。

表17：4天线Layer-1码本

表18：4天线Layer-2码本

表19：4天线Layer-3码本

4天线Layer-3码本还可以有另一个实例，如表20所示。

表20：4天线Layer-3码本

4天线Layer-4码本还可以有另一个实例，如表22所示。

表21：4天线Layer-4码本

表22：4天线Layer-4码本

其中，

v_m＝[1 e^j2πm/16 e^j4πm/16 e^j6πm/16]^T

第二种方式4天线码本中的预编码矩阵为部分8天线预编码矩阵构成，如去掉8天线码本中重复的预编码矩阵，或根据各预编码矩阵的覆盖方向，间隔去掉覆盖不同方向的预编码矩阵。采用该方式可以产生较小的4天线码本，从而降低信道状态信息反馈时的信令开销。

第三种方式下，8天线预编码矩阵到4天线预编码矩阵的映射关系，如

或，

或，

其中，

表示映射后的4天线预编码矩阵，W^(RI)表示8天线预编码矩阵。可以所有预编码矩阵采用一种映射关系，也可以不同的预编码矩阵采用不同的映射关系。不同的RI可以选择不同的映射关系。如，RI＝1时，或，

RI＝2时，

RI＝3时，

或，

RI＝4时，或，

另外，可以不同天线配置采用相同的映射关系，也可以根据不同的天线配置采用不同的映射关系，如RI＝1，线阵天线配置时，采用

而双极化天线配置时，采用

或者，

由于存在如以上介绍的三种实现方式，下面通过3个实施例来针对这3种方式详细介绍实现过程。

参见图2，本实施例中第一种方式下信道状态信息反馈的方法流程如下：

步骤201：发送端从4天线码本中选择预编码矩阵，4天线码本包含的预编码矩阵数量同8天线码本包含的预编码矩阵数量，且4天线预编码矩阵由8天线预编码矩阵的部分元素构成。

步骤202：发送端将选择的预编码矩阵对应的索引信息发送给接收端。

参见图3，本实施例中第二种方式下信道状态信息反馈的方法流程如下：

步骤301：发送端从4天线码本中选择预编码矩阵，4天线码本包含的预编码矩阵数量少于8天线码本包含的预编码矩阵数量，且4天线预编码矩阵由8天线预编码矩阵的部分元素构成。

步骤302：发送端将选择的预编码矩阵对应的索引信息发送给接收端。

参见图4，本实施例中第三种方式下信道状态信息反馈的方法流程如下：

步骤401：根据预设的映射关系将8天线码本中的所有或部分预编码矩阵转换为所有可选的4天线预编码矩阵。

步骤402：从得到的所有可选的4天线预编码矩阵中根据估计的信道信息选择预编码矩阵。

步骤403：发送选择的预编码矩阵对应的索引信息。

参见图5，本实施例中接收信道状态信息的主要方法流程如下：

步骤501：接收索引信息。本实施例中接收索引信息的接收端支持4天线端口传输。

步骤502：根据索引信息确定相应的预编码矩阵；所述预编码矩阵为由8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵。

接收端还可以对确定的预编码矩阵进行迫零处理，并根据迫零处理后的预编码矩阵对待发送信号进行预编码处理，然后发送预编码后的信号。

参见图6，本实施例中第一种方式下接收信道状态信息的方法流程如下：

步骤601：接收端接收索引信息。

步骤602：接收端根据索引信息在4天线码本中确定相应的预编码矩阵，4天线码本包含的预编码矩阵数量同8天线码本包含的预编码矩阵数量，且4天线预编码矩阵由8天线预编码矩阵的部分元素构成。

参见图7，本实施例中第二种方式下接收信道状态信息的方法流程如下：

步骤701：接收端接收索引信息。

步骤702：接收端根据索引信息在4天线码本中确定相应的预编码矩阵，4天线码本包含的预编码矩阵数量小于8天线码本包含的预编码矩阵数量，且4天线预编码矩阵由8天线预编码矩阵的部分元素构成。

参见图8，本实施例中第三种方式下接收信道状态信息的方法流程如下：

步骤801：接收端接收索引信息。

步骤802：接收端根据索引信息在8天线码本中确定相应的预编码矩阵。

步骤803：接收端根据预设的映射关系将确定的预编码矩阵转换为适用于4天线的预编码矩阵。

通过以上描述了解了信道状态信息反馈及接收的实现过程，该过程可以由装置实现，下面对该装置的内部结构和功能进行介绍。

参见图9，本实施例中用于信道状态信息反馈的装置(即发送端)包括：控制模块901和接口模块902。

控制模块901用于根据估计的信道信息选择预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵。

接口模块902用于发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。

接口模块902还用于接收预编码处理后的信号。控制模块901还用于对收到的信号进行处理。

所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择。或者，所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的部分预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择。或者，所述预编码矩阵是从根据预设的映射关系对8天线码本中的所有预编码矩阵进行转换后得到的所有可选的4天线预编码矩阵中选择。或者，所述预编码矩阵是从根据预设的映射关系对8天线码本中的部分预编码矩阵进行转换后得到的所有可选的4天线预编码矩阵中选择。

参见图10，本实施例中用于接收信道状态信息的装置(即接收端)包括：接口模块1001和控制模块1002。

接口模块1001用于接收索引信息。

控制模块1002用于根据索引信息确定相应的预编码矩阵；所述预编码矩阵为8天线预编码矩阵的部分元素构成的4天线预编码矩阵。

控制模块1002还用于根据该预编码矩阵或对预编码矩阵进行进一步处理，如，迫零处理得到的预编码矩阵，对待发送信号进行预编码处理。接口模块1001还用于发送预编码后的信号。

所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择。或者，所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的部分预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择。或者，所述预编码矩阵是根据预设的映射关系对8天线码本所有预编码矩阵中收到的索引信息对应的预编码矩阵进行转换后得到的4天线预编码矩阵。或者，所述预编码矩阵是根据预设的映射关系对8天线码本部分预编码矩阵中收到的索引信息对应的预编码矩阵进行转换后得到的4天线预编码矩阵。

本发明实施例利用8天线的预编码矩阵的部分元素获得4天线的预编码矩阵，通过信道状态信息反馈来通知对端应采用的4天线预编码矩阵，从而利用该4天线预编码矩阵进行信号处理。由于本发明实施例中4天线预编码矩阵具有8天线的预编码矩阵的特性，从而可有效提高信道的量化精度，进而提高系统性能。并且，可以基于8天线的所有预编码矩阵获得4天线的预编码矩阵，适用于多种场景。或者基于8天线的部分预编码矩阵获得4天线的预编码矩阵，可节省信令开销。对于4天线的预编码矩阵，可以形成4天线码本，也可以通过映射关系得到。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种信道状态信息反馈的方法，其特征在于，包括以下步骤：

发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择；或者

所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的部分预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预编码矩阵是从根据预设的映射关系对8天线码本中的所有预编码矩阵进行转换后得到的所有可选的4天线预编码矩阵中选择；或者

所述预编码矩阵是从根据预设的映射关系对8天线码本中的部分预编码矩阵进行转换后得到的所有可选的4天线预编码矩阵中选择。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，8天线预编码矩阵的部分元素包括8天线预编码矩阵每列的4个元素。

5.权利要求4所述的方法，其特征在于，每列的4个元素为每列的前4个元素或后4个元素；或者

每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素时，每列的4个元素包括每列的第1、2、5、6个元素，或每列的第1、2、7、8个元素。

7.一种接收信道状态信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收索引信息；

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中根据接收到的索引信息选择；或者

所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的部分预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中根据接收到的索引信息选择。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预编码矩阵是根据预设的映射关系对8天线码本所有预编码矩阵中收到的索引信息对应的预编码矩阵进行转换后得到的4天线预编码矩阵；或者

所述预编码矩阵是根据预设的映射关系对8天线码本部分预编码矩阵中收到的索引信息对应的预编码矩阵进行转换后得到的4天线预编码矩阵。

10.如权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，8天线预编码矩阵的部分元素包括8天线预编码矩阵每列的4个元素。

11.权利要求10所述的方法，其特征在于，每列的4个元素为每列的前4个元素或后4个元素；或者

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素时，每列的4个元素包括每列的第1、2、5、6个元素，或每列的第1、2、7、8个元素。

13.一种用于信道状态信息反馈的装置，其特征在于，包括：

接口模块，用于发送所选的预编码矩阵对应的索引信息。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中选择；或者

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述预编码矩阵是从根据预设的映射关系对8天线码本中的所有预编码矩阵进行转换后得到的所有可选的4天线预编码矩阵中选择；或者

16.如权利要求13、14或15所述的装置，其特征在于，8天线预编码矩阵的部分元素包括8天线预编码矩阵每列的4个元素。

17.权利要求16所述的装置，其特征在于，每列的4个元素为每列的前4个元素或后4个元素；或者

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素时，每列的4个元素包括每列的第1、2、5、6个元素，或每列的第1、2、7、8个元素。

19.一种用于接收信道状态信息的装置，其特征在于，包括：

接口模块，用于接收索引信息；

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述预编码矩阵是从由针对8天线设计的所有预编码矩阵的部分元素构成的4天线码本中根据接收到的索引信息选择；或者

21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述预编码矩阵是根据预设的映射关系对8天线码本所有预编码矩阵中收到的索引信息对应的预编码矩阵进行转换后得到的4天线预编码矩阵；或者

22.如权利要求19、20或21所述的装置，其特征在于，8天线预编码矩阵的部分元素包括8天线预编码矩阵每列的4个元素。

23.权利要求22所述的装置，其特征在于，每列的4个元素为每列的前4个元素或后4个元素；或者

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，每列的4个元素为每列前4个元素中的2个元素和后4个元素中的2个元素时，每列的4个元素包括每列的第1、2、5、6个元素，或每列的第1、2、7、8个元素。