CN102594525A - 多小区联合信道反馈方法和用户设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新的多小区联合信道反馈方法及其用户设备，根据本发明，利用时域和频域的相关性，来增强多小区信道信息反馈。多小区信道信息的反馈包括两类，其一具有长时宽带的信道信息，另一个具有短时频率选择性的信道信息。长时宽带信道信息，反馈的周期较长，而且是宽带的信息。另一类短时频率选择性的信道信息，是对长时反馈信息的进一步校准，在每一个反馈瞬时和每一个子带上，只需报告较少的反馈比特。采用这种反馈机制，极大地降低了多点协作发送方案的上行反馈开销且具有较好的系统性能增益。

Description

多小区联合信道反馈方法和用户设备

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及移动通信网络中的多小区联合信道反馈方法和用户设备。

背景技术

协作多点(CoMP)发送，是LTE-A系统的一项重要技术，可有效地降低小区间干扰，提高系统覆盖，提高系统平均吞叶量和边界用户的吞吐量。多小区联合发送(Joint Transmission)是一种CoMP方案，即一个或多个用户的数据流在CoMP协作集内共享，并由协作集内的多个小区联合处理并发送。通过信道反馈和回程网的交换，所有用户的信道信息可以在协作基站之间共享。因此每一个协作基站或集中式调度器，可以完成联合的多小区比例公平调度和集中式迫零(ZF)预编码。通过相干发送，多个用户由多个协作基站联合服务，从而提高信号的功率，降低小区间干扰。很显然，信道信息反馈是多小区联合发送方案中非常重要的一个因素。

多小区联合发送依赖于每个用户的信道信息反馈。目前，两级多小区反馈是CoMP一种反馈机制，它包括CoMP协作集内的每小区信道反馈，以及额外的小区之间的相对幅度和相位信息反馈。采用这种反馈机制，可同时支持单小区MIMO方案和多小区联合发送方案，也可以支持它们之间的灵活切换。很显然，相对于单小区MIMO方案，CoMP方案需要反馈更多的信道信息，因此系统性能和开销之间的折衷是CoMP设计中的一大挑战。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺点，本发明提出了一种新的多小区联合信道反馈方法及其用户设备，根据本发明，利用时域和频域的相关性，来增强多小区信道信息反馈。多小区信道信息的反馈包括两类，其一具有长时宽带的信道特性，另一个具有短时频率选择性的信道特性。长时宽带信道信息，描述了在一段较长的时间内整个频带上多小区信道的主特征向量，它进一步包括CoMP协作集内每一个小区的信道反馈，和额外的小区之间的相对幅度和相位信息。仅仅长时信道反馈还不足以反映瞬时多小区信道信息的变化。在不同的反馈瞬间和不同的反馈子带上，还可利用时频域的相关特性，反馈一个短时频率选择性的差分信道信息，进一步精确地刻画多小区的信道反馈信息。这两类预编码矩阵有不同的反馈周期。尽管长时宽带信道信息，需要报告大量的每小区信道信息和小区间的信道信息，但其反馈的周期较长，而且是宽带的信息。另一类短时频率选择性信道信息，是对长时反馈信息的进一步校准，在每一个反馈瞬时和每一个子带上，只需报告较少的反馈比特。采用这种反馈机制，极大地降低了CoMP方案的上行反馈开销。

具体的，根据本发明的一个实施方式，提供一种多小区联合信道反馈方法，在一个协作多点的协作集中，多个用户设备分别被多个协作基站服务，其中每个用户设备都有一个协作基站作为其服务基站，所述方法包括：

每个用户设备接收协作集内每个协作基站的下行参考信号，进行下行信道测量；

根据下行信道测量结果，每个用户设备计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息；

每个用户设备将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。

协作集内的服务基站之间通过回程网交互所述接收到的长时宽带信道信息和短时子带信道信息。

根据本发明的一个可选实施例，每个用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。

根据本发明的一个可选实施例，所述下行信道测量是指用户设备测量其与协作集内每个协作基站的下行信道矩阵；进一步地，得到联合多小区信道矩阵。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。

根据本发明的一个可选实施例，用户设备根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进一步地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向量。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。

根据本发明的一个可选实施例，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。

根据本发明的一个可选实施例，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。

根据本发明的一个可选实施例，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。

根据本发明的一个实施方式，提供一种用户设备，被多个协作基站服务，其中一个协作基站为所述用户设备的服务基站，所述用户设备包括：

下行信道测量单元，用于接收协作集内每个协作基站的下行参考信号，进行下行信道测量；

反馈信息计算单元，用于根据下行信道测量结果，计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息；

信息反馈单元，用于将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。

根据本发明的一个可选实施例，在所述信息反馈单元，用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息的反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。

根据本发明的一个可选实施例，所述下行信道测量单元测量其与协作集内每个每个服务于其的协作基站的每小区下行信道矩阵；进一步地，得到联合多小区信道矩阵。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。

根据本发明的一个可选实施例，所述分开信息计算单元根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进一步地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向量。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。

根据本发明的一个可选实施例，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。

根据本发明的一个可选实施例，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。

根据本发明的一个可选实施例，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。

根据本发明的一个可选实施例，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。

附图说明

通过以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面了解，本发明的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：

图1表示根据本发明的多小区多用户联合发送网络部署示意图。

图2表示多小区联合信道反馈的流程图。

图3表示用户设备的结构示意图。

在所有的上述附图中，相同的标号表示具有相同、相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下结合附图具体描述本发明的实施方式。

下面给出一个应用于CoMP的部署场景(图1)的具体实例，采用三个协作基站(eNB)同时服务多个用户设备(UE)，如图1所示。其中，基站1是用户设备1的服务基站。

结合图2详细捕述多小区联合信道反馈过程：

在步骤S201，用户设备1接收来自协作集内每个服务于其的协作基站的下行参考信号；

进行下行信道测量

在步骤S202，用户设备根据协作基站的下行参考信号，来检测下行信道信息。用户设备1捕获来自基站i(i＝1，2，3)下行信道矩阵H_i1(t，f)(子帧t和子载波f)，基站1是其服务基站。

长时宽带协方差矩阵(子帧t)可计算如下：

${\stackrel{\‾}{R}}_{i1}\left(t\right)=(1-\mathrm{\α}){\stackrel{\‾}{R}}_{i1}(t-1)+\mathrm{\α}\frac{1}{\left|S\right|}\underset{f\∈S}{\mathrm{\Σ}}{H}_{i1}{(t,f)}^H{H}_{i1}(t,f)$

其中S是整个带宽上的子载波集合，子载波的个数表示为|S|，α是一个平均因素。

联合多小区信道矩阵表示为H₁(t，f)＝[H₁₁(t，f)H₂₁(t，f)H₃₁(t，f)](子帧t和子载波f)，因此短时子带多小区协方差矩阵和长时宽带多小区协方差矩阵可分别表示为：

$R_1(t,b)=\frac{1}{\left|S_b\right|}\underset{f\∈S_b}{\mathrm{\Σ}}{H}_1{(t,f)}^H{H}_1(t,f)$

${\stackrel{\‾}{R}}_1\left(t\right)=(1-\mathrm{\α}){\stackrel{\‾}{R}}_1(t-1)+\mathrm{\α}\frac{1}{\left|S\right|}\underset{f\∈S}{\mathrm{\Σ}}{H}_1{(t,f)}^H{H}_1(t,f)$

其中S_b是子带b上的子载波集合，其个数表示为|S_b|。

协方差矩阵的主特征向量，通常用来刻画单流发送的信道特性，根据协方差矩阵的特征值分解来计算。例如，用户1的短时子带多小区主特征向量V₁，是根据短时子带多小区协方差矩阵R₁(t，b)来求解。我们也可以根据每个小区的长时宽带协方差矩阵

来计算长时每小区主特征向量

根据多小区的长时协方差矩阵

来计算长时多小区主特征向量

在步骤S203，用户设备计算需反馈的短时信道信息和长时信道信息，包括

(1)信道方向信息(CDI)

信道方向信息，包括长时信道信息(如：每小区信道信息，小区间相对的幅度和相位信息)和每个小区的短时差分信道信息，如下所示：

1)长时每小区信道信息

每小区信道信息是基站i(i＝1，2，3)到用户1的长时主特征向量

2)长时小区间相对幅度信息

小区间相对幅度信息α₁，α₂，α₃∈(0，1)，是由长时多小区主特征向量

确定的，并在(0，1)范围内进行量化：

${\mathrm{\α}}_2=\mathrm{norm}\left({\stackrel{\‾}{V}}_1(5:8)\right)$

${\mathrm{\α}}_3=\mathrm{norm}\left({\stackrel{\‾}{V}}_1(9:12)\right)$

${\mathrm{\α}}_1=\sqrt{1-{{\mathrm{\α}}_2}^2-{{\mathrm{\α}}_3}^2}$

3)长时小区间相对相位信息

小区间相对相位信息(φ₁，φ₂)，可由每小区信道方向信息和长时多小区主特征向量

之间的相位角来确定，并在(0，2π)范围内量化：

${\mathrm{\φ}}_1=\mathrm{mod}(\mathrm{angle}\left({\stackrel{\‾}{V}}_1{(5:8)}^H{{\stackrel{\‾}{V}}_{21}}^H\right)-\mathrm{angle}\left({\stackrel{\‾}{V}}_1{(1:4)}^H{{\stackrel{\‾}{V}}_{11}}^H\right),2*\mathrm{\π})$

${\mathrm{\φ}}_2=\mathrm{mod}(\mathrm{angle}\left({\stackrel{\‾}{V}}_1{(9:12)}^H{{\stackrel{\‾}{V}}_{31}}^H\right)-\mathrm{angle}\left({\stackrel{\‾}{V}}_1{(1:4)}^H{{\stackrel{\‾}{V}}_{11}}^H\right),2*\mathrm{\π})$

4)长时主特征向量的量化

从三个协作小区到用户1的长时主特征向量

是由长时的每小区信道信息和小区间信道信息构成的，表示如下：

${\widehat{\stackrel{\‾}{V}}}_1=[{\mathrm{\α}}_1{\stackrel{\‾}{V}}_{11},{\mathrm{\α}}_2{\stackrel{\‾}{V}}_{21}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_1},{\mathrm{\α}}_3{\stackrel{\‾}{V}}_{31}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_2}]$

5)差分信道信息

短时频率选择性差分信道信息(简称差分信道信息)，由三个协作小区联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化

和短时多小区主特征向量V₁之间的相位差来决定。假设从基站i(i＝1，2，3)到用户设备1的差分反馈是W_i，并根据最小弦距离来量化：

$\{W_1,W_2,W_3\}=\underset{W_3\∈\left\{d_i\right\}i=1,...,M}{\underset{W_2\∈\left\{d_i\right\}i=1,...,M}{\underset{W_1\∈\left\{d_i\right\{i=1,...,M}{\arg \max }}|{V_1}^H}\left(\left[\begin{array}{ccc}{W}_1& & \\ & W_2& \\ & & W_3\end{array}\right]{\widehat{\stackrel{\‾}{V}}}_1\right)|$

其中W_i∈{d₁，...，d_M}是一个对角码本集合，码本的个数是M＝2^A。根据长时多小区主特征向量的量化

和短时频率选择性差分反馈{W₁，W₂，W₃}，短时的多小区主特征向量可以量化如下：

${\hat{V}}_1=\left[\begin{array}{ccc}{W}_1& & \\ & W_2& \\ & & W_3\end{array}\right]{\widehat{\stackrel{\‾}{V}}}_1$

(2)信道质量信息(CQI)

多小区信道质量信息(CQI)，反映了从三个协作小区到用户设备1的信道质量情况，它可根据上述多小区信道方向信息，计算如下：

${\mathrm{CQI}}_{\mathrm{MC}}=\frac{\frac{3P}{3M}{{\mathrm{\λ}}_1}^2{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_1}{P_{\mathrm{IN}1}+\frac{3P}{3M}{{\mathrm{\λ}}_1}^2{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_1}=\frac{\frac{P}{M}{{\mathrm{\λ}}_1}^2{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_1}{P_{\mathrm{IN}1}+\frac{P}{M}{{\mathrm{\λ}}_1}^2{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_1}$

其中：

1)多小区协方差矩阵的主特征值是λ₁ ²。

2)多小区主特征向量的测量值V₁和多小区主特征向量的量化值

之间的相位角θ₁可由

计算。

3)用户设备1的噪声和干扰(除协作基站2和基站3外)的功率表示为P_IN1。

4)每小区的总功率为P，每小区的发送天线数为M。

5)另一方面，单小区的信道质量信息CQI_SC也需要上报，可支持单小区MU-MIMIO，满足后向兼容性。单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。

在步骤S204，用户设备1将需反馈的长时宽带信道信息和短时子 带信道信息反馈给其服务基站：

第一部分：长时宽带信道反馈

1)每小区协方差矩阵反馈：

2)小间区相对相位反馈：(φ₁，φ₂)

3)小区间相对幅度反馈：(α₂，α₃)

第二部分：短时子带信道反馈

1)每小区差分反馈：(W₁，W₂，W₃)

2)多小区CQI和单小区CQI反馈：(CQI_MC，CQI_SC)

其中，每个用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。

每个服务基站接收到其用户设备的反馈信息后，通过回程网在CoMP协作集合内交换信息。

图3给出了根据本发明的实施方式的用户设备结构示意图。在本实施方式中，服务基站300包括下行信道测量单元301，反馈信息计算单元302和信息反馈单元303。

具体的，下行信道测量单元301，被配置为用于接收协作集内每个协作基站的下行参考信号，进行下行信道测量。下行信道测量单元301的具体功能实现与上述S202步骤相对应，在此不再赘述。

反馈信息计算单元302，被配置为用于根据下行信道测量结果，计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息。反馈信息计算单元302的具体功能实现与上述S203步骤相对应，在此不再赘述。

信息反馈单元303，被配置为用于将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。信息反馈单元303的具体功能实现与上述S204步骤相对应，在此不再赘述。

进一步地，在信息反馈单元303，用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息的反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。

根据本发明的实施方式，给出了系统性能评估：系统性能评估主要针对FDD系统。MU-MIMO和CoMP方案均采用单流发送，并采用迫零(ZF)预编码的方法。CoMP由站点内三个基站协作来实现。假设四发两收的天线配置。详细的仿真参数如表1所示。

表1 仿真参数

每小区长时协方差矩阵用28比特量化，Rel.8的码本是4比特量化，差分码本是2比特或3比特量化。

2比特差分码本集合由下列4个码本构成(4X4对角矩阵)：

$d_1=\mathrm{diag}\{1,e^{j\frac{\mathrm{\π}}{32}},e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}},e^{j\frac{3\mathrm{\π}}{32}}\}$

$d_2=\mathrm{diag}\{1,e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{32}},e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{32}},e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{32}}\}$

$d_3=\mathrm{diag}\{1,e^{j\frac{3\mathrm{\π}}{32}},e^{j\frac{6\mathrm{\π}}{32}},e^{j\frac{9\mathrm{\π}}{32}}\}$

$d_4=\mathrm{diag}\{1,e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{32}},e^{-j\frac{6\mathrm{\π}}{32}},e^{-j\frac{9\mathrm{\π}}{32}}\}$

3比特差分码本集合由下列8个码本构成(4X4对角矩阵)：

$d_1=\mathrm{diag}\{1,e^{j\frac{\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{3\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_2=\mathrm{diag}\{1,e^{-j\frac{\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_3=\mathrm{diag}\{1,e^{j\frac{3\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{6\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{9\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_4=\mathrm{diag}\{1,e^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{6\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{9\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_5=\mathrm{diag}\{1,e^{j\frac{5\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{10\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{15\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_6=\mathrm{diag}\{1,e^{-j\frac{5\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{10\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{15\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_7=\mathrm{diag}\{1,e^{j\frac{7\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{14\mathrm{\π}}{64}},e^{j\frac{21\mathrm{\π}}{64}}\}$

$d_8=\mathrm{diag}\{1,e^{-j\frac{7\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{14\mathrm{\π}}{64}},e^{-j\frac{21\mathrm{\π}}{64}}\}$

该CoMP方案通过系统级仿真，与传统的CoMP方案进行比较，系统级仿真的结果如表2所示。其中，表2小区平均频谱效率列和小区边缘频谱效率列中圆括号中的数值，代表CoMP的性能增益。

表2 系统级仿真的结果

尽管相对于MU-MIMO方案，该CoMP方案的性能增益从原来的22％降到10％左右，但同时它相比原CoMP方案，极大地节约了上行反馈的开销，计算如下：

1)MU-MIMO的上行反馈开销

a)短时CDI：4比特/子带/5个子帧

b)长时协方差矩阵：28比特/20个子帧

c)短时CQI：5比特/子带/5个子帧

d)总的开销(每个用户每个子帧)：(9x10+28/4)/5＝19.4比特2)传统CoMP的上行反馈开销

a)短时每小区CDI：4比特x 3/子带/5个子帧

b)长时每小区协方差矩阵：28比特x 3/20个子帧

c)短时小区间相对相位：5比特x 2/子带/5个子帧

d)短时小区间相对幅度：5比特x 2/子带/5个子帧

e)短时多小区CQI和单小区CQI：5比特x 2/子带/5个子帧

f)总的开销(每个用户每个子帧)：(42x10+28x3/4)/5＝88.2比特

3)新CoMP方案的上行反馈开销

a)长时每小区协方差矩阵：28比特x 3/20个子帧

b)长时小区间相对相位：5比特x 2/20个子帧

c)长时小区间相对幅度：5比特x 2/20个子帧

d)短时每小区差分反馈：(2比特or 3比特)x 3/子带/5个子帧

e)短时多小区CQI和单小区CQI：5比特x 2/子带/5个子帧

f)总的开销(每个用户每个子帧)：

i.2比特差分CoMP：(28x3/4+20/4+16x10)/5＝37.2比特

ii.3比特差分CoMP：(28x3/4+20/4+19x10)/5＝43.2比特我们可以看到，如果采用2比特差分码本，该CoMP方案将极大地降低上行反馈开销，从每个用户每个子帧反馈88.2比特降至37.2比特，但相对于单小区MU-MIMO，仍然有8％的小区平均频谱效率的增益。如果采用3比特差分码本，该CoMP方案可获得11％的小区平均频谱效率的增益，很自然也会付出一定的反馈开销的代价，从每个用户每个子帧反馈37.2比特增至43.2比特。

在本发明中，提出了一种利用时频域相关特性，进一步增强多小区信道反馈的方法。长时宽带信道信息的反馈，是用来描述多小区信道在较长的一段时间和整个的频带上的主特征向量的信息。然后，利用时频域相关特性，在长时宽带信道信息的基础上，差分相位信息的反馈可进一步精确的刻画多小区信道信息。尽管差分相位信息需要在不同子帧和子带上反馈，但只需要较少的反馈比特来刻画相位的波动。采用这种新的反馈方法，可极大地降低多小区联合发送方案的反馈开销，而同时与单小区MU-MIMO相比，仍然具有非常显著的系统性能增益。

从上面的描述可以看出，应用本发明，封闭用户群的终端数据可被调度到家庭基站的所有子帧(包括功率配置了的特定子帧)。这是不同于现有几乎空白子帧方案的。在儿乎空白子帧方案中，被关闭的子帧在任何情况下都不能被调度使用。因此，本发明提出的方案可以从封闭用户群终端挖掘更多的容量性能增益。和现有的下行发射功率控制方案相比较，本发明提出的方案没有简单缩减无线覆盖范围而是进行了更智能的子帧特定的功率调校，所以能够获得可预期的性能增益。

本发明提出的自适应子帧特定的功率配置方案可以灵活解决异构网中的干扰问题来保证受扰终端的正常工作并获得更高的系统容量性能增益获得更高的容量性能增益的同时还能确保旧版本终端的后向兼容性。

本发明可以以硬件、软件、固件以及它们的组合来实现。本领域技术人员应该认识到，也可以在供任何合适数据处理系统使用的信号承载介质上所设置的统计机程序产品中体现本发明。这种信号承载介质可以是传输介质或用于机器可读信息的可记录介质，包括磁介质、光介质或其他合适介质。可记录介质的示例包括：硬盘驱动器中的磁盘或软盘、用于光驱的光盘、磁带，以及本领域技术人员所能想到的其他介质。本领域技术人员应该认识到，具有合适编程装置的任何通信设备都将能够执行如程序产品中体现的本发明方法的步骤。

从上述描述应该理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本发明各实施方式进行修改和变更。本说明书中的描述仅仅是用于说明性的，而小应被认为是限制性的。本发明的范围仅受权利要求书的限制。

Claims (24)

1.一种多小区联合信道反馈方法，在一个协作多点的协作集中，多个用户设备分别被多个协作基站服务，其中每个用户设备都有一个协作基站作为其服务基站，所述方法包括：

每个用户设备接收协作集内每个协作基站的下行参考信号，进行下行信道测量；

根据下行信道测量结果，每个用户设备计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息；

每个用户设备将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。

协作集内的服务基站之间通过回程网交互所述接收到的长时宽带信道信息和短时子带信道信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行信道测量是指用户设备测量其与协作集内每个协作基站的下行信道矩阵；进一步地，得到联合多小区信道矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，用户设备根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进一步地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向量。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。

12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。

13.一种用户设备，被多个协作基站服务，其中一个协作基站为所述用户设备的服务基站，所述用户设备包括：

下行信道测量单元，用于接收协作集内每个协作基站的下行参考信号，进行下行信道测量；

反馈信息计算单元，用于根据下行信道测量结果，计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息；

信息反馈单元，用于将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。

14.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，在所述信息反馈单元，用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息的反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。

15.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，所述下行信道测量单元测量其与协作集内每个每个服务于其的协作基站的每小区下行信道矩阵；进一步地，得到联合多小区信道矩阵。

16.根据权利要求15所述的用户设备，其特征在于，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。

17.根据权利要求16所述的用户设备，其特征在于，所述分开信息计算单元根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进一步地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。

18.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。

19.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向量。

20.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。

21.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。

22.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。

23.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。

24.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。

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