CN103873208B - 用于多小区协作的信道反馈方法和用户终端 - Google Patents
用于多小区协作的信道反馈方法和用户终端 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于多小区协作的信道反馈方法和用户终端，涉及移动通信领域。方法包括根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵；根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化；根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，根据当前时刻的信号环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期。本发明根据当前时刻的信号环境的变化，自适应的调整信道反馈周期，如果当前环境下的反馈周期变长，可以节省上行链路资源开销，如果当前环境下的反馈周期变短，可以及时反馈信道状态信息。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种用于多小区协作的信道反馈方法和用户终端。
背景技术
无线通信系统多点协作技术（Coordinated Multiple Points，简称CoMP）是指地理位置分离的多个传输点，协同参与同一个终端的数据传输。CoMP技术主要包括联合处理与协同赋形。联合处理技术是指在下行传输方向，为一个用户终端（简称UE）服务的所有小区都保存有向该UE发送的数据包，系统根据调度结果与业务需求不同，选择其中的部分小区或所有小区向该UE发送数据。协同赋形技术是指服务小区与协作小区间通过协调发送信号的波束方向，将干扰比较大的波束避开，达到减少小区间相互干扰的目的。实现多小区协作传输的前提是参与协作的基站小区需要掌握所有用户的信道状态，包括信道质量信息、预编码矩阵信息、秩信息等。基站基于这些信道信息，可以灵活选择发射端的处理方案包括调制方式、编码方式以及多小区协作传输模式等。这就要求用户终端能够获得下行信道状态信息并反馈给基站，因此信道反馈技术是多小区协作传输应用的关键。
目前在增强型长期演进无线通信系统（Long Term EvolutionAdvanced，简称LTE-A）中，有两种信道反馈方式。一种是周期性信道反馈，UE使用物理上行控制信道（简称PUCCH）向基站周期性传输信道状态信息（简称CSI），包括信道质量指示（简称CQI）、预编码矩阵指示（简称PMI）以及秩指示（简称RI）等内容。其中，UE反馈信道状态信息的周期可以由基站配置。另一种是非周期性信道反馈，UE根据基站的指示将信道状态信息通过物理上行链路共享信道（简称PUSCH）反馈给基站。
上述信道反馈方式在应用于多小区协作传输时存在一些问题。首先，多小区协作传输除了要求UE上报主服务小区与UE之间的信道状态信息，还需要UE上报协作小区与UE之间的信道状态信息，但目前的信道反馈方式没有提供UE上报非服务小区信道状态信息的方法。其次，对于周期性信道反馈方式，由于多小区环境中UE数量众多，而且UE需要上报包括主服务小区和协作小区在内多个小区的信道状态信息，如果所有的UE都固定按照某个周期上报信道状态信息，那么信道反馈所需要的上行链路资源很快就会超过多小区协作带来的系统性能增益。此外，对于非周期信道反馈方式，由于UE是根据基站指示上报信道状态信息否，当信道环境发生较大变化，而此时基站未要求UE上报信道状态信息，则将导致基站当前选择使用的发射处理方案与实际信道存在较大偏差，降低了多小区协作性能。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：目前的周期性信道反馈方式上行链路资源开销大。
本发明实施例所要解决的另一个技术问题是：目前的非周期性信道反馈方式无法感知信道环境，反馈不够及时。
本发明实施例所要解决的再一个技术问题是：目前信道反馈没有提供非服务小区信道状态信息的反馈方法。
本发明实施例的一个方面提供了一种用于多小区协作的信道反馈方法，包括：根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵；根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化；根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期，其中，M为统计的子帧个数，L为当前时刻对应子帧段之前统计的连续子帧段数。
所述根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵具体包括：
根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵：
其中，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵，Hp(t)为t时刻对应子帧的主服务小区下行信道矩阵，根据主服务小区参考信号计算得到；
并且，根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵：
其中，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵，Hs(t)为t时刻对应子帧的协作小区下行信道矩阵，根据协作小区参考信号计算得到。
所述根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化具体包括：
根据以下公式计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRp(t)为当前t时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵；
并且，根据以下公式计算当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRs(t)为当前t时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵。
所述根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境确定是否发起信道反馈周期变更请求具体包括：
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)小于设定的阈值A1且协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)小于设定的阈值A2时，判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求；
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)大于或等于设定的阈值A1或协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)大于或等于设定的阈值A2时，判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。
在发起信道反馈周期变更请求之后还包括：响应于基站发送的信道反馈通知消息，上报当前信道状态信息，将信道反馈周期变更为最小信道反馈周期，并且逐渐增大信道反馈周期，直到再次发起信道反馈周期变更请求或再次收到基站发送的信道反馈通知消息。
该方法还包括：根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵，M2为参与预测的小区下行信道平均相关矩阵的数量；将统计的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵与预测的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵进行比较，得到小区下行信道平均相关矩阵预测偏差；当小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，上报信道统计错误指示给基站，以便基站对接收的信道状态信息进行处理。
所述根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵具体包括：
根据以下公式预测当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵：
其中，是预测的当前t时刻对应的主服务小区下行信道相关矩阵，β是预测系数，范围在0～1之间；
根据以下公式预测当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵：
其中，是预测的当前t时刻对应的协作小区下行信道相关矩阵。
该方法还包括：向基站发送主服务小区和协作小区的信道状态信息，协作小区的信道状态信息包括协作小区的信道质量指示和预编码指示，其中，协作小区的信道质量指示根据采取多小区协作后的信干燥比确定，其中，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
本发明实施例的另一个方面提供了一种用户终端，包括：相关矩阵统计单元，用于根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵；矩阵变化计算单元，用于根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化；信道周期变更单元，用于根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期。
所述相关矩阵统计单元具体包括：主服务小区相关矩阵统计子单元和协作小区相关矩阵统计子单元；
主服务小区相关矩阵统计子单元，用于根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵：
其中，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵，Hp(t)为t时刻对应子帧的主服务小区下行信道矩阵，根据主服务小区参考信号计算得到；
协作小区相关矩阵统计子单元，用于根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵：
其中，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵，Hs(t)为t时刻对应子帧的协作小区下行信道矩阵，根据协作小区参考信号计算得到。
所述矩阵变化计算单元具体包括：主服务小区矩阵变化计算子单元和协作小区矩阵变化计算子单元；
主服务小区矩阵变化计算子单元，用于根据以下公式计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRp(t)为当前t时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵；
协作小区矩阵变化计算子单元，用于根据以下公式计算当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRs(t)为当前t时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵。
所述信道周期变更单元具体用于：当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)小于设定的阈值A1且协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)小于设定的阈值A2时，判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求；当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)大于或等于设定的阈值A1或协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)大于或等于设定的阈值A2时，判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。
所述信道周期变更单元还用于：在发起信道反馈周期变更请求之后，响应于基站发送的信道反馈通知消息，上报当前信道状态信息，将信道反馈周期变更为最小信道反馈周期，并且逐渐增大信道反馈周期，直到再次发起信道反馈周期变更请求或再次收到基站发送的信道反馈通知消息。
用户终端还包括：矩阵预测单元，用于根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵；偏差计算单元，用于将统计的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵与预测的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵进行比较，得到小区下行信道平均相关矩阵预测偏差；偏差处理单元，用于当小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，上报信道统计错误指示给基站，以便基站对接收的信道状态信息进行处理。
所述矩阵预测单元具体包括：主服务小区矩阵预测子单元和协作小区矩阵预测子单元；
主服务小区矩阵预测子单元，用于根据以下公式预测当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵：
其中，是预测的当前t时刻对应的主服务小区下行信道相关矩阵，β是预测系数，范围在0～1之间；
协作小区矩阵预测子单元，用于根据以下公式预测当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵：
其中，是预测的当前t时刻对应的协作小区下行信道相关矩阵。
用户终端还包括：信道反馈单元，用于向基站发送主服务小区和协作小区的信道状态信息，协作小区的信道状态信息包括协作小区的信道质量指示和预编码指示，其中，协作小区的信道质量指示根据采取多小区协作后的信干燥比确定，其中，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
本发明通过统计小区下行信道平均相关矩阵，然后计算小区下行信道平均相关矩阵变化，根据小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境的变化，自适应的调整信道反馈周期，如果当前环境下的反馈周期变长，可以节省上行链路资源开销，如果当前环境下的反馈周期变短，可以及时反馈信道状态信息。
另外，在反馈主服务小区信道状态信息时，还可以同时反馈协作小区的信道状态信息，并且还提出了一种协作小区的信道状态信息的确定方法，即协作小区的信道质量指示可以根据采取多小区协作后的信干燥比确定，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
另外，应用信道统计相关性预测来判断用户终端信道估计误差，可以提高信道反馈质量。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明多小区协作的应用示意图。
图2为本发明用于多小区协作的信道反馈方法一个实施例的流程示意图。
图3为本发明用于多小区协作的信道反馈方法一个应用实施例的流程示意图。
图4为本发明保障信道反馈正确的一个实施例的流程示意图。
图5为本发明用户终端一个实施例的结构示意图。
图6为本发明用户终端另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明多小区协作的应用示意图。如图1所示，用户终端103接收主服务小区101和协作小区102的参考信号，并且向主服务小区的基站反馈主服务小区的信道状态信息和协作小区的信道状态信息。
图2为本发明用于多小区协作的信道反馈方法一个实施例的流程示意图。该实施例可以由用户终端UE执行。如图2所示，该实施例的方法包括以下步骤：
S202，根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵。其中，M为统计的子帧个数。
S204，根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化。其中，L为当前时刻对应子帧段之前统计的连续子帧段数。
S206，根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期。
上述实施例，通过统计小区下行信道平均相关矩阵，然后计算小区下行信道平均相关矩阵变化，根据小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境的变化，自适应的调整信道反馈周期，如果当前环境下的反馈周期变长，可以节省上行链路资源开销，如果当前环境下的反馈周期变短，可以及时反馈信道状态信息。
图3为本发明用于多小区协作的信道反馈方法一个应用实施例的流程示意图。
在步骤S202中，统计的小区下行信道平均相关矩阵包括：主服务小区下行信道平均相关矩阵和协作小区下行信道平均相关矩阵。
主服务小区下行信道平均相关矩阵具体可以采用以下公式计算：
（公式1）
其中，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵，Rp(t)可以简称为当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵，Hp(t)为t时刻对应子帧的主服务小区下行信道矩阵，可以根据主服务小区参考信号计算得到，具体可以采用公知的计算方法，本实施例不做限定。
协作小区下行信道平均相关矩阵具体可以采用以下公式计算：
（公式2）
其中，Rs(t)为t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵，Hs(t)为t时刻对应子帧的协作小区下行信道矩阵。
在步骤S204中，计算的小区下行信道平均相关矩阵变化包括：主服务小区下行信道平均相关矩阵变化和协作小区下行信道平均相关矩阵变化。
主服务小区下行信道平均相关矩阵变化具体可以采用以下公式计算：
（公式3）
其中，ΔRp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵变化。
协作小区下行信道平均相关矩阵变化具体可以采用以下公式计算：
（公式4）
其中，ΔRs(t)为t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵变化。
在步骤S206中，信道环境可以包括时域平稳信道衰落和信道时域变化明显。
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)小于设定的阈值A1且协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)小于设定的阈值A2时，UE判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求。
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)大于或等于设定的阈值A1或协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)大于或等于设定的阈值A2时，UE判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。基站接收到信道反馈周期变更请求后，向UE发送信道反馈通知消息，通知UE立即上报当前信道状态信息，UE响应于基站发送的信道反馈通知消息，上报当前信道状态信息，同时将信道反馈周期变更为最小信道反馈周期，并且按照约定的规则逐渐增大信道反馈周期，直到再次发起信道反馈周期变更请求或再次收到由基站主动发起的信道反馈通知消息。另外，可以设置一个最大的信道反馈周期。
判断信道环境的一个示例性实施方式如下：
（公式5）
ΔRp(t)i，j为主服务小区下行信道平均相关矩阵的元素，n为主服务小区下行信道平均相关矩阵的阶数，Up为主服务小区下行信道平均相关矩阵变化最大值。ΔRs(t)i，j为协作小区下行信道平均相关矩阵的元素，k为协作小区下行信道平均相关矩阵的阶数，Us为协作小区下行信道平均相关矩阵变化最大值。argmax（）为统计所有元素实部和虚部的绝对值最大值。
如果Up<A1并且Us<A2，判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求。
如果Up≥A1或Us≥A2，判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。
上述信道反馈周期变化规则的一个示例性实施方式如下：
如表1和图3所示，S308，当基站收到用户终端UE的信道周期变更请求后发送信道反馈通知消息给UE，将该UE的信道反馈周期改为最小信道反馈周期T0，S310，如果基站在T0个子帧时间间隔中没有收到任何新的变更请求或主动发起任何新的变更通知，则UE在T0个子帧时间间隔后重新上报信道状态信息，S312，基站与UE默认下一个信道反馈周期为T1，依此规则类推，直至达到最大信道反馈周期T9。如果基站收到任何新的变更请求或主动发起任何新的变更通知，则中断该规则，重新变更信道反馈周期为T0。
表1信道反馈周期
| 信道反馈周期配置 | T0 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | T8 | T9 |
| (ms) | 2 | 5 | 10 | 16 | 20 | 32 | 40 | 64 | 80 | 160 |
为了对上述信道反馈方案提供正确性保障，需要判断UE计算的下行信道平均相关性矩阵是否偏差过大，如果偏差过大，则UE依此上报的信道状态信息无效，提示主服务小区对信道状态信息进行错误处理。
图4为本发明保障信道反馈正确的一个实施例的流程示意图。如图4所示，包括：
S402，用户终端UE根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵。其中，M2为参与预测的小区下行信道平均相关矩阵的数量。
用户终端UE根据前M2次统计的主服务小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻的主服务小区下行信道平均相关矩阵；根据前M2次统计的协作小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻的协作小区下行信道平均相关矩阵。
当前时刻的主服务小区下行信道平均相关矩阵具体可以采用以下公式进行预测：
（公式6）
其中，是用户终端预测的当前时刻t对应的主服务小区下行信道相关矩阵，β是预测系数，范围在0～1之间，可以根据大量统计数据进行设定，M2为统计的相关矩阵个数。
当前时刻的协作小区下行信道平均相关矩阵具体可以采用以下公式进行预测：
（公式7）
其中，是用户终端预测的当前时刻t对应的协作小区下行信道相关矩阵。
S404，将统计的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵与预测的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵进行比较，得到小区下行信道平均相关矩阵预测偏差。
主服务小区下行信道平均相关矩阵预测偏差具体可以采用以下公式计算：
（公式8）
协作小区下行信道平均相关矩阵预测偏差具体可以采用以下公式计算：
（公式9）
S406，将小区下行信道平均相关矩阵预测偏差与设定的阈值B进行比较。
S408，当小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，上报信道统计错误指示给基站。
当主服务小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B或协作小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，判断当前时刻统计的主服务小区下行信道平均相关矩阵或协作小区下行信道平均相关矩阵存在较大偏差，则用户终端UE上报信道统计错误指示。
小区下行信道平均相关矩阵预测偏差判断的一个示例性实施方式如下：
（公式10）
其中，为主服务小区下行信道平均相关矩阵预测偏差的元素，n为主服务小区下行信道矩阵的阶数。为协作小区下行信道平均相关矩阵预测偏差的元素，k为协作小区下行信道矩阵的阶数，argmax（）统计所有元素实部和虚部的绝对值最大值。
如果并且偏差较小，UE不反馈信道统计错误指示；
如果或偏差较大，UE反馈信道统计错误指示。
S410，基站对接收的信道状态信息进行错误处理。其中一种处理方式为主服务小区不采用UE在偏差过大时上报的信道状态信息。
上述实施例，应用信道统计相关性预测来判断用户终端信道估计误差，可以提高信道反馈质量。
本发明的用户终端UE根据所接收到的主服务小区与协作小区的下行信道信息，向主服务小区发送主服务小区下行信道状态信息CSI和协作小区下行信道状态信息CSI。用户终端UE将测得的主服务小区和协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为预编码指示PMI放入CSI，同时放入CSI中的还有用户终端确定的服务小区下行信道质量指示CQI以及协作小区下行信道质量指示CQI，其中主服务小区下行CQI依据未采取多小区协作的UE接收信干噪比SINR确定，协作小区下行CQI依据采取多小区协作后的UE接收信干噪比SINR确定。需要说明的是，CQI是指能够实现数据传输块解码误码率不超过10%的最高调制编码方案（简称MCS），与SINR有一个对应关系。MCS与SINR的对应关系受具体设备实现能力、系统调度机制等诸多因素影响，可以通过大量仿真、实验和运营后形成一个对应关系表。
上述实施例，在反馈主服务小区信道状态信息时，还可以同时反馈协作小区的信道状态信息，并且还提出了一种协作小区的信道状态信息的确定方法，即协作小区的信道质量指示可以根据采取多小区协作后的信干燥比确定，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
图5为本发明用户终端一个实施例的结构示意图。如图5所示，该实施例的用户终端包括：
相关矩阵统计单元502，用于根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵；
矩阵变化计算单元504，用于根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化；
信道周期变更单元506，用于根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期。
其中，相关矩阵统计单元502具体可以包括：主服务小区相关矩阵统计子单元和协作小区相关矩阵统计子单元；
主服务小区相关矩阵统计子单元，用于根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵：
其中，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵，Hp(t)为t时刻对应子帧的主服务小区下行信道矩阵，根据主服务小区参考信号计算得到；
协作小区相关矩阵统计子单元，用于根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵：
其中，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵，Hs(t)为t时刻对应子帧的协作小区下行信道矩阵，根据协作小区参考信号计算得到。
其中，矩阵变化计算单元504具体包括：主服务小区矩阵变化计算子单元和协作小区矩阵变化计算子单元；
主服务小区矩阵变化计算子单元，用于根据以下公式计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRp(t)为当前t时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵；
协作小区矩阵变化计算子单元，用于根据以下公式计算当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRs(t)为当前t时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵。
其中，信道周期变更单元506具体用于：
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)小于设定的阈值A1且协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)小于设定的阈值A2时，判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求；
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)大于或等于设定的阈值A1或协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)大于或等于设定的阈值A2时，判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。
其中，信道周期变更单元506还用于：在发起信道反馈周期变更请求之后，响应于基站发送的信道反馈通知消息，上报当前信道状态信息，将信道反馈周期变更为最小信道反馈周期，并且逐渐增大信道反馈周期，直到再次发起信道反馈周期变更请求或再次收到基站发送的信道反馈通知消息。
图6为本发明用户终端另一个实施例的结构示意图。
如图6所示，该实施例的用户终端还包括：
矩阵预测单元608，用于根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵；
偏差计算单元610，用于将统计的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵与预测的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵进行比较，得到小区下行信道平均相关矩阵预测偏差；
偏差处理单元612，用于当小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，上报信道统计错误指示给基站，以便基站对接收的信道状态信息进行处理。
其中，矩阵预测单元608具体包括：主服务小区矩阵预测子单元和协作小区矩阵预测子单元；
主服务小区矩阵预测子单元，用于根据以下公式预测当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵：
其中，是预测的当前t时刻对应的主服务小区下行信道相关矩阵，β是预测系数，范围在0～1之间；
协作小区矩阵预测子单元，用于根据以下公式预测当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵：
其中，是预测的当前t时刻对应的协作小区下行信道相关矩阵。
如图6所示，该实施例的用户终端还包括：信道反馈单元614，用于向基站发送主服务小区和协作小区的信道状态信息，协作小区的信道状态信息包括协作小区的信道质量指示和预编码指示，其中，协作小区的信道质量指示根据采取多小区协作后的信干燥比确定，其中，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
需要说明的是，各符号的含义可以参考前述，这里不再赘述。
上述实施例，通过统计小区下行信道平均相关矩阵，然后计算小区下行信道平均相关矩阵变化，根据小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信号环境的变化，自适应的调整信道反馈周期，如果当前环境下的反馈周期变长，可以节省上行链路资源开销，如果当前环境下的反馈周期变短，可以及时反馈信道状态信息。
另外，在反馈主服务小区信道状态信息时，还可以同时反馈协作小区的信道状态信息，并且还提出了一种协作小区的信道状态信息的确定方法，即协作小区的信道质量指示可以根据采取多小区协作后的信干燥比确定，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
另外，应用信道统计相关性预测来判断用户终端信道估计误差，可以提高信道反馈质量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (16)
1.一种用于多小区协作的信道反馈方法，包括：
根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵和协作小区下行信道平均相关矩阵；
根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵和协作小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化和协作小区下行信道平均相关矩阵变化；
根据当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化和协作小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信道环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期；
其中，M为统计的子帧个数，L为当前时刻对应子帧段之前统计的连续子帧段数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的小区下行信道平均相关矩阵具体包括：
根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵：
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其中，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵，Hp(t)为t时刻对应子帧的主服务小区下行信道矩阵，根据主服务小区参考信号计算得到；
并且，根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵：
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其中，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵，Hs(t)为t时刻对应子帧的协作小区下行信道矩阵，根据协作小区参考信号计算得到。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化具体包括：
根据以下公式计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化：
其中，ΔRp(t)为当前t时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵数；
并且，根据以下公式计算当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化：
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其中，ΔRs(t)为当前t时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信道环境确定是否发起信道反馈周期变更请求具体包括：
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)小于设定的阈值A1且协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)小于设定的阈值A2时，判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求；
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)大于或等于设定的阈值A1或协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)大于或等于设定的阈值A2时，判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在发起信道反馈周期变更请求之后还包括：
响应于基站发送的信道反馈通知消息，上报当前信道状态信息，将信道反馈周期变更为最小信道反馈周期，并且逐渐增大信道反馈周期，直到再次发起信道反馈周期变更请求或再次收到基站发送的信道反馈通知消息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵，M2为参与预测的小区下行信道平均相关矩阵的数量；
将统计的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵与预测的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵进行比较，得到小区下行信道平均相关矩阵预测偏差；
当小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，上报信道统计错误指示给基站，以便基站对接收的信道状态信息进行处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵具体包括：
根据以下公式预测当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵：
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其中，是预测的当前t时刻对应的主服务小区下行信道相关矩阵，β是预测系数，范围在0～1之间；
根据以下公式预测当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵：
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其中，是预测的当前t时刻对应的协作小区下行信道相关矩阵。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
向基站发送主服务小区和协作小区的信道状态信息，协作小区的信道状态信息包括协作小区的信道质量指示和预编码指示，其中，协作小区的信道质量指示根据采取多小区协作后的信干燥比确定，其中，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
9.一种用户终端，包括：
相关矩阵统计单元，用于根据连续接收的M个子帧内的小区参考信号，统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵和协作小区下行信道平均相关矩阵，M为统计的子帧个数；
矩阵变化计算单元，用于根据当前时刻对应子帧段和之前连续L个子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵和协作小区下行信道平均相关矩阵，计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化和协作小区下行信道平均相关矩阵变化，L为当前时刻对应子帧段之前统计的连续子帧段数；
信道周期变更单元，用于根据当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化和协作小区下行信道平均相关矩阵变化判断当前时刻的信道环境，并且根据当前时刻的信道环境确定是否发起信道反馈周期变更请求，以便调整信道反馈周期。
10.根据权利要求9所述的用户终端，其特征在于，所述相关矩阵统计单元具体包括：主服务小区相关矩阵统计子单元和协作小区相关矩阵统计子单元；
主服务小区相关矩阵统计子单元，用于根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵：
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其中，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵，Hp(t)为t时刻对应子帧的主服务小区下行信道矩阵，根据主服务小区参考信号计算得到；
协作小区相关矩阵统计子单元，用于根据以下公式统计当前时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵：
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<mo>,</mo>
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其中，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵，Hs(t)为t时刻对应子帧的协作小区下行信道矩阵，根据协作小区参考信号计算得到。
11.根据权利要求9所述的用户终端，其特征在于，所述矩阵变化计算单元具体包括：主服务小区矩阵变化计算子单元和协作小区矩阵变化计算子单元；
主服务小区矩阵变化计算子单元，用于根据以下公式计算当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化：
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其中，ΔRp(t)为当前t时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵变化，Rp(t)为当前t时刻对应子帧段的主服务小区下行信道平均相关矩阵；
协作小区矩阵变化计算子单元，用于根据以下公式计算当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化：
<mrow>
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<mi>&Delta;R</mi>
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其中，ΔRs(t)为当前t时刻协作小区下行信道平均相关矩阵变化，Rs(t)为当前t时刻对应子帧段的协作小区下行信道平均相关矩阵。
12.根据权利要求9所述的用户终端，其特征在于，所述信道周期变更单元具体用于：
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)小于设定的阈值A1且协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)小于设定的阈值A2时，判断当前信道为时域平稳信道衰落，不发起信道反馈周期变更请求；
当主服务小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRp(t)大于或等于设定的阈值A1或协作小区下行信道平均相关矩阵变化范围ΔRs(t)大于或等于设定的阈值A2时，判断当前信道时域变化明显，发起信道反馈周期变更请求。
13.根据权利要求12所述的用户终端，其特征在于，所述信道周期变更单元还用于：
在发起信道反馈周期变更请求之后，响应于基站发送的信道反馈通知消息，上报当前信道状态信息，将信道反馈周期变更为最小信道反馈周期，并且逐渐增大信道反馈周期，直到再次发起信道反馈周期变更请求或再次收到基站发送的信道反馈通知消息。
14.根据权利要求9所述的用户终端，其特征在于，还包括：
矩阵预测单元，用于根据统计的M2个小区下行信道平均相关矩阵，预测当前时刻小区下行信道平均相关矩阵，M2为参与预测的小区下行信道平均相关矩阵的数量；
偏差计算单元，用于将统计的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵与预测的当前时刻小区下行信道平均相关矩阵进行比较，得到小区下行信道平均相关矩阵预测偏差；
偏差处理单元，用于当小区下行信道平均相关矩阵预测偏差大于或等于设定的阈值B时，上报信道统计错误指示给基站，以便基站对接收的信道状态信息进行处理。
15.根据权利要求14所述的用户终端，其特征在于，所述矩阵预测单元具体包括：主服务小区矩阵预测子单元和协作小区矩阵预测子单元；
主服务小区矩阵预测子单元，用于根据以下公式预测当前时刻主服务小区下行信道平均相关矩阵：
<mrow>
<msub>
<mover>
<mi>R</mi>
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其中，是预测的当前t时刻对应的主服务小区下行信道相关矩阵，β是预测系数，范围在0～1之间；
协作小区矩阵预测子单元，用于根据以下公式预测当前时刻协作小区下行信道平均相关矩阵：
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其中，是预测的当前t时刻对应的协作小区下行信道相关矩阵。
16.根据权利要求9所述的用户终端，其特征在于，还包括：信道反馈单元，用于向基站发送主服务小区和协作小区的信道状态信息，协作小区的信道状态信息包括协作小区的信道质量指示和预编码指示，其中，协作小区的信道质量指示根据采取多小区协作后的信干燥比确定，其中，协作小区的信道方向信息通过量化码本进行量化，将具有最大矢量投影值的码字索引值作为协作小区的预编码指示。
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