CN103188055A - 一种信道矩阵反馈方法、获取方法、移动站和通信站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信道矩阵反馈方法，包括：移动站获取通信站到移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵，根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵，对等效信道矩阵进行奇异值分解，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。本发明还提供一种信道矩阵获取方法，通信站根据移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复信道矩阵。本发明还提供一种通信站和移动站。本发明可以完整反馈信道矩阵，而且反馈量小。

Description

一种信道矩阵反馈方法、获取方法、移动站和通信站

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)系统中信道矩阵反馈的方法、获取方法、移动站和通信站。

背景技术

MIMO系统在通信站和移动站均采用多根天线单元，运用先进的天线传输和信号处理技术，在不增加带宽和发射功率的情况下，成倍地提高无线通信的质量与数据传输速率。

根据构成MIMO的通信站和移动站数目不同，MIMO系统有不同的分类，分别为：SU-MIMO(Single-User MIMO，单用户MIMO)，它由一个通信站和一个移动站构成；MU-MIMO(Multiple-User MIMO，多用户MIMO)，它由一个通信站和多个移动站构成；SU-COMP(Single-User CooperativeMulti-Point Transmission，单用户多点协作传输)，它由多个通信站和一个移动站构成，MU-COMP(Multiple-User Cooperative Multi-Point Transmission，多用户多点协作传输)，它由多个通信站和多个移动站构成。在这些MIMO系统中，每根发送天线到每根接收天线间都有一个信道，把它们写成矩阵形式，就叫信道矩阵。比如，对于一个N_Tx根发送天线，N_Rx根接收天线的MIMO系统，其信道矩阵是一个N_Rx×N_Tx的复数矩阵H。其中，H中的元素h_i，j表示第j根发送天线到第i根接收送天线间的信道系数，i＝1…N_Rx，j＝1…N_Tx。这里的发送天线可以位于不同的通信站，接收天线可以位于不同的移动站。例如，一个MIMO系统有M个通信站和N个移动站，第m个通信站的发送天线数目为N_Tx，m根，第n个移动站有N_Rx，n根接收天线，m＝1，…，M，n＝1，…，N，

第m个通信站每根天线到第n个移动站每根接收天线的信道矩阵表示为H_n，m，它是一个N_Rx，n×N_Tx，m的矩阵。那么，整个MIMO系统的信道矩阵H可以写成分块矩阵的形式，即

在通信过程中，如果通信站知道它到移动站的信道矩阵，将可提高通信系统的性能。对于SU-MIMO可以利用信道矩阵的右奇异矢量对发送的数据做预处理，将数据流朝最有利于移动站接收的“方向”发送，从而减小数据流间的干扰。对于MU-MIMO，可以利用信道矩阵的伪逆对发送的数据进行均衡处理，从而可以减小发送给每个移动站间的数据流间的干扰。对于COMP，可以利用信道信息，计算每个通信站的相位旋转矩阵，让发送给每个移动站的数据流能相干合并，从而可以增强了链路的稳定性。虽然通信站知道信道矩阵信息能提高系统的性能，但一般来说，通信站并没有信道矩阵的信息。通信站要获得信道矩阵信息，需要移动站反馈给通信站。

现有技术中，一般只反馈SU-MIMO的右奇异矢量矩阵或者它的量化值，该方法将SU-MIMO信道空间右奇异矢量矩阵进行量化，形成一个码本集合。移动站根据信道矩阵信息，选择一个跟当前信道矩阵最匹配的码本对应的索引，即PMI(Precoding Matrix Index，预编码矩阵索引)，并将该PMI反馈给通信站。通信站根据反馈的该PMI，在码本集合中找到对应的码本，并用该码本对信号进行预处理后发送给移动站。这种预处理对于SU-MIMO有比较大的增益。但对于MU-MIMO、SU-COMP、MU-COMP来说，仅根据每个移动站独立反馈的PMI对应的码本对发送信号进行预处理，增益并不明显，因为对于通信站m，m＝1，…，M来说，获得的都是部分信道信息，即H_n，m，n＝1，…，N的右奇异矢量，并不是完整的信道矩阵H。需要知道每个通信站到每个移动站的信道矩阵H，才能进一步提高系统的整个性能。也有通过模拟反馈直接反馈信道矩阵H的方法，但反馈量非常大，会占用很多无线资源。

发明内容

本发明提供一种信道矩阵反馈的方法、获取方法、移动站和通信站，用于解决目前信道矩阵反馈不完整或者反馈量大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种信道矩阵反馈方法，应用于包括通信站和移动站的无线通信系统，包括：

移动站获取通信站到所述移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵，根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵，对所述等效信道矩阵进行奇异值分解，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵包括：

将该多个资源粒子的多个信道矩阵进行加权求和得到所述等效信道矩阵，且所述多个资源粒子的信道矩阵的加权系数之和为1。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述移动站反馈的奇异值为所述等效信道矩阵的大于第一门限值的奇异值。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述移动站按如下方式反馈所述奇异值：

将等效信道矩阵的奇异值用所述等效信道矩阵的最大奇异值进行归一化处理，将归一化得到奇异值量化以及所述最大奇异值量化后反馈给所述通信站。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：

所述移动站还反馈所述等效信道矩阵大于所述第一门限值的奇异值个数。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述反馈奇异值所对应的左奇异矢量矩阵索引包括：根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定左奇异矢量码本集合，并在码本集合中选择与所述等效信道矩阵的左奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述反馈奇异值所对应的右奇异矢量矩阵索引包括：根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定右奇异矢量码本集合，并在所述右奇异矢量码本集合中选择与所述等效信道矩阵的右奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

本发明还提供一种信道矩阵获取方法，包括：

通信站获取移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引，根据所述奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵包括：

根据大于第一门限值的奇异值个数和所述左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据所述左奇异矢量码本矩阵和所述右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵；所述大于第一门限值的奇异值个数由所述移动站反馈给所述通信站。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：

当M个通信站在同一物理资源单元上调度了N个移动站时，

所述M个通信站到所述N个移动站的完整信道矩阵为

其中，

为第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵，n＝1，…，N，m＝1，…，M，由所述第m个通信站根据所述第n个移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引得到。

本发明还提供一种移动站，包括：

信道矩阵获取模块，用于获取通信站到所述移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵；

等效信道矩阵计算模块，用于根据所述信道矩阵获取模块获取的所述多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵；

奇异值分解模块，用于对所述等效信道矩阵进行奇异值分解；

反馈模块，根据所述奇异值分解模块的结果，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。

进一步的，上述移动站还可具有以下特点，所述等效信道矩阵计算模块根据多个资源粒子的信道矩阵计算等效信道矩阵包括：

将该多个资源粒子的多个信道矩阵进行加权求和得到所述等效信道矩阵，且所述多个资源粒子的信道矩阵的加权系数之和为1。

进一步的，上述移动站还可具有以下特点，所述反馈模块包括奇异值反馈单元：用于将所述等效信道矩阵的大于第一门限值的奇异值反馈给所述通信站。

进一步的，上述移动站还可具有以下特点，所述奇异值反馈单元是用于按如下方式反馈所述奇异值：

将等效信道矩阵的奇异值用所述等效信道矩阵的最大奇异值进行归一化处理，将归一化得到奇异值量化以及所述最大奇异值量化后反馈给所述通信站。

进一步的，上述移动站还可具有以下特点，所述奇异值反馈单元还用于：反馈所述等效信道矩阵大于所述第一门限值的奇异值个数。

进一步的，上述移动站还可具有以下特点，所述反馈模块还包括左奇异矢量矩阵反馈单元，用于根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定左奇异矢量码本集合，并在码本集合中选择与所述等效信道矩阵的左奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

进一步的，上述移动站还可具有以下特点，所述反馈模块还包括右奇异矢量矩阵反馈单元，用于根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定右奇异矢量码本集合，并在所述右奇异矢量码本集合中选择与所述等效信道矩阵的右奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

本发明还提供一种通信站，包括：

接收模块，用于接收移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引；

信道矩阵恢复模块，用于根据所述奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

进一步的，上述通信站还可具有以下特点，所述接收模块还用于：接收所述移动站反馈的大于第一门限值的奇异值个数；

所述信道矩阵恢复模块是用于：根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据所述左奇异矢量码本矩阵和所述右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

进一步的，上述通信站还可具有以下特点，所述信道矩阵恢复模块还用于：当M个通信站在同一物理资源单元上调度了N个移动站时，根据所述第n个移动站反馈的第m个通信站到所述第n个移动站的信道矩阵的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引得到第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵

得到所述M个通信站到所述N个移动站的完整信道矩阵

其中，n＝1，…，N，m＝1，…，M。

本发明提供的信道矩阵反馈的方法，可以完整反馈信道矩阵，而且反馈量小。

附图说明

图1是本发明实施例提供的信道矩阵反馈的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的移动站框图；

图3是本发明实施例提供的通信站框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。

本发明中的一些术语说明如下：

信道矩阵H进行SVD分解，即H＝UΛV^H，其中，U是N_Rx×N_Rx的酉矩阵，称为信道矩阵H的左奇异矢量矩阵，V是N_Tx×N_Tx的酉矩阵，称为信道矩阵H的右奇异矢量矩阵，Λ为N_Rx×N_Tx的对角矩阵，其对角线上的元素为信道矩阵H的奇异值，上标H表示矩阵的共轭转置。

资源粒子(Resource Element，RE)，在时域上占据1个OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用)/OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access，正交频分多址接入)符号，在频域上占据1个子载波。

通信站：宏基站、微基站、直放站、中继、拉远设备、无线接入点等各种无线通信设备。

移动站：数据卡、手机、笔记本电脑、个人电脑、平板电脑、个人数字助理、蓝牙等各种终端。

根据本发明的一个方面，提供了一种信道矩阵反馈的方法，如图1所示，应用于包括至少一个通信站和至少一个移动站的多输入多输出系统中，第n个移动站通过以下方法反馈第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵H_n，m：

移动站获取通信站到所述移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵，根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵，对所述等效信道矩阵进行奇异值分解，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。

所述根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵包括：

将该多个资源粒子的多个信道矩阵进行加权求和得到所述等效信道矩阵，且所述多个资源粒子的信道矩阵的加权系数之和为1。

其中，所述移动站反馈的奇异值为所述等效信道矩阵的大于第一门限值的奇异值。

其中，所述移动站按如下方式反馈所述奇异值：

将等效信道矩阵的奇异值用所述等效信道矩阵的最大奇异值进行归一化处理，将归一化得到奇异值量化以及所述最大奇异值量化后反馈给所述通信站。

其中，所述移动站还反馈所述等效信道矩阵大于所述第一门限值的奇异值个数。

其中，所述反馈奇异值所对应的左奇异矢量矩阵索引包括：根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定左奇异矢量码本集合，并在码本集合中选择与所述等效信道矩阵的左奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

其中，所述反馈奇异值所对应的右奇异矢量矩阵索引包括：根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定右奇异矢量码本集合，并在所述右奇异矢量码本集合中选择与所述等效信道矩阵的右奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

进一步地，所述通信站根据所述移动站的反馈信息进行信道矩阵恢复操作是指，根据大于第一门限值的奇异值个数和左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据大于第一门限值的奇异值个数和右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据左奇异矢量码本矩阵和右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

本发明还提供一种信道矩阵获取方法，包括：

通信站获取移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引，根据所述奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

其中，所述恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵包括：

根据大于第一门限值的奇异值个数和所述左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据所述左奇异矢量码本矩阵和所述右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵；所述大于第一门限值的奇异值个数由所述移动站反馈给所述通信站。

其中，所述方法还包括：

当M个通信站在同一物理资源单元上调度了N个移动站时，

所述M个通信站到所述N个移动站的完整信道矩阵为

其中，

为第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵，n＝1，…，N，m＝1，…，M，由所述第m个通信站根据所述第n个移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引得到。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动站，如图2所示，包括：

信道矩阵获取模块，用于获取通信站到所述移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵；

等效信道矩阵计算模块，用于根据所述信道矩阵获取模块获取的所述多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵；

奇异值分解模块，用于对所述等效信道矩阵进行奇异值分解；

反馈模块，根据所述奇异值分解模块的结果，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。

所述等效信道矩阵计算模块根据多个资源粒子的信道矩阵计算等效信道矩阵包括：

将该多个资源粒子的多个信道矩阵进行加权求和得到所述等效信道矩阵，且所述多个资源粒子的信道矩阵的加权系数之和为1。

其中，反馈模块进一步包括：

奇异值反馈单元：用于将所述等效信道矩阵的大于第一门限值的奇异值反馈给所述通信站。所述奇异值反馈单元是用于按如下方式反馈所述奇异值：将等效信道矩阵的奇异值用所述等效信道矩阵的最大奇异值进行归一化处理，将归一化得到奇异值量化以及所述最大奇异值量化后反馈给所述通信站。所述奇异值反馈单元还用于：反馈所述等效信道矩阵大于所述第一门限值的奇异值个数。

左奇异矢量矩阵反馈单元，用于根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定左奇异矢量码本集合，并在码本集合中选择与所述等效信道矩阵的左奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

右奇异矢量矩阵反馈单元，用于根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定右奇异矢量码本集合，并在所述右奇异矢量码本集合中选择与所述等效信道矩阵的右奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

本发明实施例还提供一种通信站，如图3所示，包括：

接收模块，用于接收移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引；

信道矩阵恢复模块，用于根据所述奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

其中，所述接收模块还用于：接收所述移动站反馈的大于第一门限值的奇异值个数；

所述信道矩阵恢复模块是用于：根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据所述左奇异矢量码本矩阵和所述右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

其中，所述信道矩阵恢复模块还用于：当M个通信站在同一物理资源单元上调度了N个移动站时，根据所述第n个移动站反馈的第m个通信站到所述第n个移动站的信道矩阵的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引得到第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵

得到所述M个通信站到所述N个移动站的完整信道矩阵

其中，n＝1，…，N，m＝1，…，M。

下面通过几个具体实施例，对本发明信道矩阵反馈方法进行详细说明。

实施例一：

本实施例里，物理资源单元在时域上占N_S个OFDM/OFDMA符号，在频域上占N_C个频域子载波数，即N_S*N_C个资源粒子。1个通信站在这个物理资源单元上调度了1个移动站。其中，移动站有N_Rx根接收天线，通信站有N_Tx个发送天线。移动站通过如下方法估计通信站到移动站的信道矩阵。

(1)移动站估计所在物理资源单元第l个OFDM/OFDMA符号第k子载波上的信道矩阵H(l，k)，它是N_Rx×N_Tx的复数矩阵，其元素h_i，j(l，k)表示第j根发送天线到第i根接收送天线间的信道系数，l＝1，…，N_S，k＝1，…，N_C，i＝1，…，N_Rx，j＝1，…，N_Tx。

(2)移动站根据物理资源单元上的每个资源粒子上的信道矩阵H(l，k)计算等效信道矩阵，即

其中，H_eff是等效信道矩阵，H(l，k)和α_l，k分别是第l个OFDM/OFDMA符号第k子载波上的信道矩阵和该信道矩阵在等效信道矩阵中所的比重系数，α_l，k≥0，

l＝1，…，N_S，k＝1，…，N_C，N_S为OFDM/OFDMA符号个数，N_C为频域子载波个数。

(3)对等效信道矩阵H_eff进行SVD分解，即H_eff＝UΛV^H。

其中，U是N_Rx×N_Rx的酉矩阵，为H_eff的左奇异矢量矩阵，V是N_Tx×N_Tx的酉矩阵，为H的右奇异矢量矩阵，Λ为N_Rx×N_Tx的对角矩阵，其对角线上的元素σ₁≥σ₂≥…≥σ_N1≥0为H_eff的奇异值，上标H表示矩阵的共轭转置，N1为奇异值的个数，N1≤N_Rx，N1≤N_Tx。

(4)确定奇异值大于第一门限值的个数r，用最大奇异值σ₁对σ_i，i＝1，…，r进行归一化处理，即

i＝1，…，r；对i＝2，…，r用N2比特(bit)进行量化得到

i＝2，…，r，并反馈给通信站；对最大奇异值σ₁用N3 bit进行量化得到

并反馈给通信站；对r用N4 bit进行量化，并反馈给通信站。N2，N3，N4为自然数。

(5)根据奇异值大于第一门限值的个数r确定左奇异矢量码本集合C_Rx，r，在码本集合C_Rx，r中搜索使得f((C_Rx，r(i))^H×H_eff)最大的码本矩阵C_L，opt，并将该码本矩阵C_L，opt对应的索引赋值给LPMI，并将LPMI反馈给通信站。

其中，C_Rx，r表示左奇异矢量矩阵的码本集合，其元素都是N_Rx×r的矩阵，且元素个数为N_L，PMI，C_Rx，r(i)表示第i个码本矩阵，i＝1，…，N_L，PMI。r为H_eff大于第一门限值的奇异值个数。f(A)表示矩阵A的范数。这里，范数是矩阵论里的常用概念，比如矩阵A的Frobenius范数表示为

a_i，j，i＝1，…，M_F，j＝1，…，N_F为M_F×N_F矩阵A的元素。

(6)根据奇异值大于第一门限值的个数r确定右奇异矢量码本集合C_Tx，r，在码本集合C_Tx，r中搜索使得f((C_Tx，r(i))^H×H_eff)最大的码本矩阵C_R，opt，并将该码本矩阵C_R，opt对应的索引赋值给RPMI，并将RPMI反馈给通信站。

其中，C_Tx，r表示左奇异矢量矩阵的码本集合，其元素都是N_Tx×r的矩阵，且元素个数为N_R，PMI，C_Tx，r(i)表示第i个码本矩阵，i＝1，…，N_R，PMI。r为H_eff大于第一门限值的奇异值个数。f(A)表示矩阵A的范数，含义跟(5)的一样。

(7)通信站根据反馈的r和LPMI在左奇异矢量码本集合C_Rx，r中找到C_L，opt；根据反馈的r和RPMI在左奇异矢量码本集合C_Tx，r中找到C_R，opt；将反馈的

i＝1，…，r去归一化，即

i＝2，…，r；并用恢复信道矩阵。

其中，C_L，opt(:，i)和C_R，opt(:，i)分别表示C_L，opt和C_R，opt的第i列，i＝1，…，r。

在链路连接的初始阶段，通信站已经告知移动站其发送天线数目，移动站也告知其接收天线数目。在通信站和移动站都保存有左奇异矢量码本集合C_Rx，r，r＝1，…，N_Rx和右奇异矢量码本集合C_Tx，r，r＝1，…，N_Tx。

实施例二

本实施例里，物理资源单元在时域上占N_S个OFDM/OFDMA符号，在频域上占N_C个频域子载波数，即N_S*N_C个资源粒子。1个通信站在这个物理资源单元上调度了N个移动站。其中，每个移动站有N_Rx根接收天线，通信站有N_Tx个发送天线。第n移动站通过实施例1的步骤(1)～(7)估计通信站到第n个移动站的信道矩阵

n＝1，…，N。

从而通信站到所有移动站的完整信道矩阵可以表示为

实施例三

本实施例里，物理资源单元在时域上占N_S个OFDM/OFDMA符号，在频域上占N_C个频域子载波数，即N_S*N_C个资源粒子。M个通信站在这个物理资源单元上调度了1个移动站。其中，移动站有N_Rx根接收天线，每个通信站有N_Tx个发送天线。第1移动站通过实施例1的步骤(1)～(7)估计通信站m到该移动站的信道矩阵

m＝1，…，M。

从而所有通信站到该移动站的完整信道矩阵可以表示为 $\hat{H}=\left(\begin{array}{c}{\hat{H}}_{\mathrm{1,1}}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\hat{H}}_{1,M}\end{array}\right).$

实施例四

本实施例里，物理资源单元在时域上占N_S个OFDM/OFDMA符号，在频域上占N_C个频域子载波数，即N_S*N_C个资源粒子。M个通信站在这个物理资源单元上调度了N个移动站。其中，每个移动站有N_Rx根接收天线，每个通信站有N_Tx个发送天线。第n移动站通过实施例1的步骤(1)～(7)估计通信站m到第n个移动站的信道矩阵

n＝1，…，N，m＝1，…，M。

从而第m个通信站到所有移动站的完整信道矩阵可以表示为

m＝1，…，M。

从而所有通信站到所有移动站的完整信道矩阵可以表示为

其中，可以由中心控制器控制着每个通信站，通信站间将接收到的信道矩阵信息传送给中心控制器，中心控制器根据每个通信站传送来的信道矩阵合并得到信道矩阵

如果没有中心控制器，则第j个移动站把第i个通信站到第j个移动站的信道矩阵信息通过广播的方式发送给每个通信站，从而，每个通信站都可以获得所有的矩阵信息，得到整体信道矩阵

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种信道矩阵反馈方法，应用于包括通信站和移动站的无线通信系统，其特征在于，包括：

移动站获取通信站到所述移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵，根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵，对所述等效信道矩阵进行奇异值分解，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵包括：

将该多个资源粒子的多个信道矩阵进行加权求和得到所述等效信道矩阵，且所述多个资源粒子的信道矩阵的加权系数之和为1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动站反馈的奇异值为所述等效信道矩阵的大于第一门限值的奇异值。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述移动站按如下方式反馈所述奇异值：

将等效信道矩阵的奇异值用所述等效信道矩阵的最大奇异值进行归一化处理，将归一化得到奇异值量化以及所述最大奇异值量化后反馈给所述通信站。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述移动站还反馈所述等效信道矩阵大于所述第一门限值的奇异值个数。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反馈奇异值所对应的左奇异矢量矩阵索引包括：根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定左奇异矢量码本集合，并在码本集合中选择与所述等效信道矩阵的左奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反馈奇异值所对应的右奇异矢量矩阵索引包括：根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定右奇异矢量码本集合，并在所述右奇异矢量码本集合中选择与所述等效信道矩阵的右奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

8.一种信道矩阵获取方法，包括：

通信站获取移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引，根据所述奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵包括：

根据大于第一门限值的奇异值个数和所述左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据所述左奇异矢量码本矩阵和所述右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵；所述大于第一门限值的奇异值个数由所述移动站反馈给所述通信站。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当M个通信站在同一物理资源单元上调度了N个移动站时，

所述M个通信站到所述N个移动站的完整信道矩阵为

其中，

为第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵，n＝1，…，N，m＝1，…，M，由所述第m个通信站根据所述第n个移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引得到。

11.一种移动站，其特征在于：包括：

信道矩阵获取模块，用于获取通信站到所述移动站的多个资源粒子中每个资源粒子的信道矩阵；

等效信道矩阵计算模块，用于根据所述信道矩阵获取模块获取的所述多个资源粒子的多个信道矩阵计算等效信道矩阵；

奇异值分解模块，用于对所述等效信道矩阵进行奇异值分解；

反馈模块，根据所述奇异值分解模块的结果，反馈所述等效信道矩阵的奇异值及其所对应的左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引给所述通信站。

12.如权利要求11所述的移动站，其特征在于，所述等效信道矩阵计算模块根据多个资源粒子的信道矩阵计算等效信道矩阵包括：

将该多个资源粒子的多个信道矩阵进行加权求和得到所述等效信道矩阵，且所述多个资源粒子的信道矩阵的加权系数之和为1。

13.如权利要求11所述的移动站，其特征在于，所述反馈模块包括奇异值反馈单元：用于将所述等效信道矩阵的大于第一门限值的奇异值反馈给所述通信站。

14.如权利要求13所述的移动站，其特征在于，所述奇异值反馈单元是用于按如下方式反馈所述奇异值：

将等效信道矩阵的奇异值用所述等效信道矩阵的最大奇异值进行归一化处理，将归一化得到奇异值量化以及所述最大奇异值量化后反馈给所述通信站。

15.如权利要求13所述的移动站，其特征在于，

所述奇异值反馈单元还用于：反馈所述等效信道矩阵大于所述第一门限值的奇异值个数。

16.如权利要求13所述的移动站，其特征在于，所述反馈模块还包括左奇异矢量矩阵反馈单元，用于根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定左奇异矢量码本集合，并在码本集合中选择与所述等效信道矩阵的左奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

17.如权利要求13所述的移动站，其特征在于，所述反馈模块还包括右奇异矢量矩阵反馈单元，用于根据大于所述第一门限值的奇异值个数，确定右奇异矢量码本集合，并在所述右奇异矢量码本集合中选择与所述等效信道矩阵的右奇异矢量矩阵最匹配的码本矩阵所对应的索引，将该索引反馈给所述通信站。

18.一种通信站，包括：

接收模块，用于接收移动站反馈的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引；

信道矩阵恢复模块，用于根据所述奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引恢复所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

19.如权利要求18所述的通信站，其特征在于，

所述接收模块还用于：接收所述移动站反馈的大于第一门限值的奇异值个数；

所述信道矩阵恢复模块是用于：根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述左奇异矢量矩阵索引确定左奇异矢量码本矩阵；根据所述大于第一门限值的奇异值个数和所述右奇异矢量矩阵索引确定右奇异矢量码本矩阵；根据所述左奇异矢量码本矩阵和所述右奇异矢量码本矩阵以及所述奇异值确定所述通信站到所述移动站的信道矩阵。

20.如权利要求18或19所述的通信站，其特征在于，

所述信道矩阵恢复模块还用于：当M个通信站在同一物理资源单元上调度了N个移动站时，根据所述第n个移动站反馈的第m个通信站到所述第n个移动站的信道矩阵的奇异值、左奇异矢量矩阵索引和右奇异矢量矩阵索引得到第m个通信站到第n个移动站的信道矩阵

得到所述M个通信站到所述N个移动站的完整信道矩阵

其中，n＝1，…，N，m＝1，…，M。

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