CN104753628B - 一种信道信息反馈方法、系统及基站和终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信道信息反馈方法、系统及基站和装置，包括终端进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；基站根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。本发明提供的技术方案中，由于在信道矩阵中匹配了双极化信道最基本的特征，即表示多径方向的信息u，实现了以最小的代价进行信道信息的反馈，相对于现有的码本反馈方案，在满足反馈精度的基础上，显然降低了反馈开销，降低了终端实现的复杂度，提高了反馈效率，因此，本发明提供的信道信息反馈方法是适用于基于Massive MIMO技术的系统的。

Description

一种信道信息反馈方法、系统及基站和终端
技术领域
本发明涉及大规模无线通信技术，尤指一种信道信息反馈方法、系统及基站和装置。
背景技术
在无线通信系统中，通常，发送端和接收端之间通过采取空间复用的方式、使用多根天线来获取更高的传输速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是：由接收端反馈信道信息给发送端，而发送端根据获得的信道信息使用一些发射预编码技术，以此来大幅提高传输性能。对于单用户多输入多输出(MIMO，Multi-input Multi-output)，直接使用信道特征矢量信息进行预编码；而对于多用户MIMO(MU-MIMO)，需要更加准确的信道信息。
在4G的一些技术如长期演进(LTE)，802.16m标准规范中，信道信息的反馈主要是利用较简单的单一码本的反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能更依赖于其中码本反馈的准确度。这里，将基于码本的信道信息量化反馈的基本原理简要介绍如下：
假设有限反馈信道容量为Bbps/Hz，那么，可用的码字的个数为N＝2B个。假设信道矩阵H的特征矢量空间经过量化构成码本空间发射端与接收端共同保存或实时产生此码本(接收端/发射端相同)。接收端根据获得的信道矩阵H，并按照一定准则从码本空间中选择一个与信道最匹配的码字并将该码字的码字序号i反馈回发射端，这里，码字序号也称为预编码矩阵指示符(PMI，Precoding Matrix Indicator)；发射端根据反馈回的码字序号i找到相应的预编码的码字从而获得信道信息，其中，表示信道的特征矢量信息。
随着无线通信技术的高速发展，用户无线应用越来越丰富，也带动了无线数据业务的迅速增长。据预测，未来10年间，数据业务将以每年1.6-2倍的速率增长。这给无线接入网络带来了巨大的挑战，而多天线技术是应对无线数据业务爆发式增长挑战的关键技术。目前，4G中支持的多天线技术仅仅支持最大8端口的水平维度波束赋形技术，还有较大的潜力进一步的大幅提升系统容量。
多天线技术的演进主要围绕着更大的波束赋形/预编码增益，更多的空间复用层数(MU/SU)及更小的层间干扰，更全面的覆盖，更小的站点间干扰等目标进行。大规模MIMO(Massive MIMO)和三维MIMO(3D MIMO)是下一代无线通信中MIMO演进的最主要的两种技术。
基于Massive MIMO技术的系统中，基站侧配置有大规模天线阵列，比如100个天线，甚至更多。这样，在数据传输时，利用MU-MIMO技术，同时同频复用多个用户，一般来说，天线数目与复用用户数目比例维持在5-10倍左右。一方面，无论是在视距环境的强相关信道，还是富散射下的非相关信道，任意两个用户的信道之间的相关系数随着天线数目的增加成指数形式衰减，比如，当基站侧配置有100根天线时，任意两个用户的信道之间相关系数趋近于0，也即是说多用户对应信道之间接近正交。另一方面，大阵列可以带来非常可观的阵列增益和分集增益。对于3D MIMO，在垂直维度和水平维度，均具备很好的波束赋形的能力。这需要天线的排布是2D的形式而不是仅仅在单一的维度上摆放。由于天线尺寸的限制，不太可能在一个维度摆放上百根的天线。因此，在大多数的应用场景中，当应用massiveMIMO技术时，3D MIMO一般也会结合使用。另外，为了节约天线尺寸并且提供更好的分集性能或复用能力，双极化天线也被广泛的应用于massive MIMO。使用双极化天线可以使得天线的尺寸缩小到原来的一半。
对于Massive MIMO来说，由于大量天线的引入，现有信道信息反馈方法，即由每根天线发送信道状态信息测量导频(CSI-RS)，终端检测CSI-RS并通过信道估计获得每个传输资源对应的信道矩阵，根据信道矩阵获得最佳的基带上每个频域子带预编码矢量和宽带的最佳传输层数信息；然后，基于前面介绍的码本反馈技术进行信道信息反馈。这种信道信息反馈方式在massive MIMO中应用时存在较大问题，一方面，导频开销会随基站天线数Nt增多而增加，天线数多时导频开销非常巨大。另一方面，由于反馈时使用的码本中需要包含非常多的码字，码字的选择十分困难，给终端的实现造成了极高的复杂度，几乎无法实现，或者需要付出巨大的成本代价。之外，码本反馈的开销很大，使得上行链路开销巨大。也就是说，采用现有的码本反馈技术是很难在大规模天线系统中获得比较好的性能的，也不能获得期望的多天线增益。
特别地，对于双极化信道来说，由于极化间的非相关性，一般信道的秩都是大于1的，这样也意味着需要反馈更多的信息量。面临比单极化信道更严峻的反馈性能和开销问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种信道信息反馈方法、系统及基站和终端，能够适用于基于Massive MIMO技术的系统。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种信道信息反馈方法，包括：
终端进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；
基站根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。
所述表针信道的信息包括第一信道信息和第二信道信息；其中，
第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，N为大于1自然数；
第二信道信息包括相位值信息或者，包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ；其中，N>＝2，P小于等于N，Q小于等于N。
所述第一信道信息中的矢量都为相同模型的矢量。
所述模型的矢量为vi或f(vi,vj)；其中，
m、n为大于1的整数，φi,φj为0-2pi中任意相位取值；或者，
所述模型的矢量为：K*vi，或K*f(vi,vj)，其中，K为任一复数。
所述信息矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性函数来获得。
所述信息矩阵为其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为其中，K为一个复数；a为复数，较佳的取值有1，或-1，或j，或-j，或(1+j)/sqrt2,或(1-j)/sqrt2(-1+j)/sqrt2,或(-1-j)/sqrt2，sqrt表示平方根运算符。
所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
所述第二信道信息还包括：幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
所述信息矩阵为：
其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
所述信息矩阵为：
其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
所述信息矩阵为：
其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
所述信息矩阵为：
其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
所述函数为基站与终端之间预先约定设置；或者，所述函数由终端设置确定，并且所述终端将确定的函数反馈给基站。
所述包括相位值信息与包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ，之间存在查分关系。。
所述N或第二信道信息的取值由基站通过终端专用UE specific的信令通知终端；或者，所述N或所述第二信道信息由终端进行判断并反馈给所述基站。
所述信令为高层信令，应用于周期反馈；
所述信令为物理层控制信令，与非周期反馈触发信令一起发送，应用于非周期反馈。
本发明又提供了一种信道信息反馈系统，其特征在于，至少包括基站和终端，其中，
终端，用于进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；
基站，用于根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。
所述信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性的函数来获得。
所述基站与终端之间还用于预先约定设置所述函数；
或者，所述终端还用于确定函数，并将确定的函数反馈给所述基站。
所述信道检测获得的信道信息包括有第一信道信息和第二信道信息；
其中，第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，N为大于1的自然数；
第二信道信息，包括相位值信息或者包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ，其中，N>＝2，P小于等于N，Q小于等于N。
所述第二信道信息还包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
本发明再提供了一种基站，用于根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。
还用于向终端发送信道测量导频。
所述信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性的函数来获得。
本发明还提供了一种终端，用于进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站。
所述信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性的函数来获得。
所述信道检测获得的信道信息包括有第一信道信息和第二信道信息；
其中，第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，N为大于1的自然数；
第二信道信息，包括相位值信息或者包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ，其中，N>＝2，P小于等于N，Q小于等于N。
所述第二信道信息还包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
与现有技术相比，本申请技术方案提供包括终端进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；基站根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。本发明提供的技术方案中，由于在信道矩阵中匹配了双极化信道最基本的特征，即表示多径方向的信息u，实现了以最小的代价进行信道信息的反馈，相对于现有的码本反馈方案，在满足反馈精度的基础上，显然降低了反馈开销，降低了终端实现的复杂度，提高了反馈效率，因此，本发明提供的信道信息反馈方法是适用于基于Massive MIMO技术的系统的。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明信道信息反馈方法的流程图；
图2为本发明信道信息反馈系统的组成结构示意图。
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。
图1为本发明信道信息反馈方法的流程图，如图1所示，包括：
步骤100：终端进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站。
其中，表征信道的信息中包含有表示多径方向的信息。
本步骤之前还包括：基站发送信道测量导频，终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，这里不再赘述。
本步骤中，通过信道测量可以获得第一信道信息和第二信道信息；其中，第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，其中u为表示多径方向的信息，N为大于1的自然数。
第一信道信息中的矢量都为相同模型的矢量，较佳地，可以是下面几种模型矢量中的一种vi或f(vi,vj)，其中， m、n为大于1的整数，φi,φj为0-2pi中任意相位取值，其中pi表示圆周率。需要说明的是，在第一信道信息中的矢量基础上可以乘以一任意复数与原矢量等效，比如，模型的矢量为：K*vi，或K*f(vi,vj)，其中，K为任一复数。
第二信道信息，包括由延迟引起的随机产生的相位值信息或者包括相位信息和由极化引起的随机产生的相位值信息θ1,θ2,…θQ，其中，N>＝2，P小于等于N，Q小于等于N。
本步骤中的函数为基站与终端之间预先约定设置；或者，所述函数由终端设置确定，并且终端将确定的函数反馈给基站。
本步骤中，包括由延迟引起的相位值信息与包括相位信息和由极化引起的相位值信息θ1,θ2,…θQ，之间存在查分关系。。
本步骤中的N或第二信道信息的取值由基站通过终端专用UE specific的信令通知终端；或者，N或第二信道信息由终端进行判断并反馈给基站。其中，信令为高层信令，应用于周期反馈；信令为物理层控制信令，与非周期反馈触发信令一起发送，应用于非周期反馈。
本步骤中，信息矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的表示多径方向的信息通过线性函数来获得。具体地，
(1)信息矩阵可以是：其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为其中，K为一复数；a为一个复数，较佳的取值有1，或-1，或j，或-j，或(1+j)/sqrt2,或个(1-j)/sqrt2(-1+j)/sqrt2,或(-1-j)/sqrt2，sqrt表示平方根运算符，j表示复数的徐步。
(2)信息矩阵可以是：其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
(3)信息矩阵可以是：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者则对应信息矩阵为
(4)信息矩阵可以是：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
本步骤中，第二信道信息还可以包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。此时，具体地，
(5)信息矩阵还可以是：
其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
(6)信息矩阵还可以是：
其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
(7)信息矩阵还可以是：
其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
(8)信息矩阵还可以是：
其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
步骤100中的确定最佳的信道参数即是变化模型中可变的参数，找到一组最优的参数。这里最优的判定准则一般是最大化容量或者最小化误差等。具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，这里不再赘述。
本发明中，由于在信息矩阵中匹配了双极化信道最基本的特征，即表示多径方向的信息u，实现了以最小的代价进行信道信息的反馈，相对于现有的码本反馈方案，在满足反馈精度的基础上，显然降低了反馈开销，降低了终端实现的复杂度，提高了反馈效率，因此，本发明提供的信道信息反馈方法是适用于基于Massive MIMO技术的系统的。
步骤101：基站根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。
下面结合具体实施例对本发明方法进行消息描述。
第一实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息，这里，Nr为接收天线数。
在第一实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定的固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化即可。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，以及最佳的θ1…θN的取值。并反馈给基站。这里，u1…uN可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN可以进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第二实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息，这里Nr为接收天线数。
在第二实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定的固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化即可。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，以及最佳的θ1…θN-1的取值。并反馈给基站。这里u1…uN可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN-1可以进行子带的反馈和短时反反馈。
基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN-1信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第三实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息，这里，Nr为接收天线数。
在第三实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定的固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化即可。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出上本实施例函数中最佳的u1…uN，以及最佳的θ1…θN，的取值。并反馈给基站。这里，u1…uN可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN，进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN，信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。其中，θ1…θN，的取值为0-2pi。
第四实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。在第四实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化即可。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，以及最佳的θ1…θN-1，的取值。并反馈给基站。这里，u1…uN可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN-1，进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN-1，信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第五实施例，对于第四实施例中所述的，其中a为非固定的取值，终端与基站预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a的取值为1，j中的一个或者1，j，(1+j)/sqrt2，(1-j)/sqrt2中的一个，该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化即可。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本市或私立函数中最佳的u1…uN，最佳的θ1…θN-1，的取值，以及a的取值。并反馈给基站。这里，u1…uN可以进行宽带反馈和长时反馈；a的取值，θ1…θN-1，进行子带的反馈和短时反馈。其中，a是根据信道矩阵来确定的，选择哪个a取值最好就确定哪个，和其他参数是一个联合的选取。
基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN-1，信息，a的取值信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
需要说明的是，本实施例中a为非固定的取值的情况同样适用于第一实施例、第二实施例和第三实施例，这里不再赘述。
第六实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。
在第六实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，A1…AN以及最佳的θ1…θN的信息。并反馈给基站。这里，u1…uN，A1…AN可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN,A1…AN及θ1…θN信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第七实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。
在第七实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，B1…BN-1以及最佳的θ1…θN-1的取值。并反馈给基站。这里，u1…uN，B1…BN-1可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN-1信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第八实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。
在第八实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。上述模型可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，A1…AN，以及最佳的θ1…θN，的取值，并反馈给基站。这里，u1…uN，A1…AN可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN 进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN，A1…AN及θ1…θN，信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。其中，θ1…θN，的取值为0-2pi。
第九实施例，假设基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。
在第九实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a为预先约定固定的取值1，-1，j，-j中的一个，N为固定的取值，如2，3或4，也可以由基站进行信令配置。该函数可以固定的乘以一个复数标量K，表示的特征矢量方向信息不变，不影响其包含信息。在基站侧进行归一化。
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，B1…BN-1，以及最佳的θ1…θN-1，的取值，并反馈给基站。这里，u1…uN，B1…BN-1可以进行宽带反馈和长时反馈，θ1…θN-1，进行子带的反馈和短时反馈。
基站根据接收到的u1…uN，B1…BN-1及θ1…θN-1，信息，根据约定的本实施例函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第十实施例，如第九实施例中所述，其中，a为非固定的取值。
在第十实施例中，假设终端与基站之间预先约定使用以下的函数来表征信道矩阵的特征矢量信息。
其中，a的取值为1，j中的一个或者1，j，(1+j)/sqrt2，(1-j)/sqrt2中的一个，终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出本实施例函数中最佳的u1…uN，B1…BN-1，最佳的θ1…θN，的取值，以及a的取值，并反馈给基站。基站根据接收到的u1…uN及θ1…θN-1，B1…BN-1信息，以及a的取值，根据约定的本实施例函数造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
需要说明的是，a为非固定的取值的情况同样适用于第六实施例、第七实施例和第八实施例，这里不再赘述。
第十一实施例，如第十实施例中所示，a的取值可以是基站通过信令进行配置的，如a的取值为1，j中的一个或者1，j，(1+j)/sqrt2，(1-j)/sqrt2中的一个。即由高层信令对a的取值进行通知。
如第六实施例和第十实施例中所示，a的取值范围可以是基站通过信令进行配置，如a的取值为1，j中或者1，j，(1+j)/sqrt2，(1-j)/sqrt2。
第十二实施例，如第一实施例～第十实施例中所示，N的取值由基站通过终端专用(UE specific)的信令通知。对于物理上行控制信道上的周期反馈，一般为非触发式的定期上报，可以由高层的信令进行通知；对于触发式的非周期反馈模式，可以在触发时通过下行物理层控制信道发送，与触发信令同时发送。
第十三实施例，如第一实施例～第十实施例中所示，使用的函数由基站通过UEspecific的信令通知。对于物理上行控制信道上的周期反馈，一般为非触发式的定期上报，可以由高层的信令进行通知；对于触发式的非周期反馈模式，可以在触发时通过下行物理层控制信道发送，与触发信令同时发送。
第十四实施例，基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。终端根据信道量化误差的大小和/或上行反馈能力，从以下的函数中选择一个来表征信道矩阵的特征矢量信息。
或
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出其中一个函数，并根据信道矩阵确定函数对应的参数，反馈给基站。基站根据接收到的参数，根据约定的上述函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第十五实施例，基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。终端根据信道量化误差的大小和/或上行反馈能力，从以下的函数中选择一个来表征信道矩阵的特征矢量信息。
或
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出其中一个函数，并根据信道矩阵确定函数对应的参数，反馈给基站。基站根据接收到的参数，根据约定的上述函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第十六实施例，基站发送信道测量导频，以Nt根发送天线为例，在两个互相垂直的极化方向上分别有Nt/2根天线。基站发送总共Nt个端口的一套CSI-RS导频。终端获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。获得(Nr×Nt)维的信道矩阵信息。这里，Nr为接收天线数。终端根据信道量化误差的大小和/或上行反馈能力，从以下的函数中选择一个来表征信道矩阵的特征矢量信息。
或或或
终端根据(Nr×Nt)维度的信道矩阵，选出其中一个函数，并根据信道矩阵确定函数对应的参数，反馈给基站。基站根据接收到的参数，根据约定的上述函数构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息，并可以将其用于下行信道预编码。
第十七实施例，在上述所有实施例中u1…uN可以在收发端预先约定以下函数，均符合函数vi或者f(vi,vj)，其中这里n为大于1的任意整数。f(vi,vj)典型的模型是这里也可以是
在反馈时，终端可以反馈φi或φi，φj的信息给基站，m和n为预先约定好的取值，此时，基站可以通过上述参数信息构造出vi或vi，vj信息，进一步的构造出u1…uN的信息。
其中，φi，φj的取值范围为0-2pi，或者φi，φj的取值范围为0-2pi的子集，由基站信令配置其范围。
第十八实施例，在上述所有实施例中，部分实施例需要反馈2套相位参数信息θ1…θN，较佳地，为了节约开销，中的至少一部分信息取值信息是基于对θ1…θN进行差分反馈获得。
第十九实施例，在上所有述实施例中，部分实施例需要反馈φi，φj，其中φj是基于φi进行差分反馈获得的。
图2为本发明信道信息反馈系统的组成结构示意图，如图2所示，至少包括基站和终端，其中，
终端，用于进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；其中，表征信道的信息中包含有表示多径方向的信息。
其中，终端进行信道检测可以获得第一信道信息和第二信道信息；其中，第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，其中u为表示多径方向的信息，N为大于1的自然数；
第二信道信息，包括由延迟引起的相位值信息或者包括相位信息和由极化引起的相位值信息θ1,θ2,…θQ，其中，N>＝2，P小于等于N，Q小于等于N；
第二信道信息还可以包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
基站，用于根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。
基站，还用于向终端发送信道测量导频；此时，终端，还用于获得基站发送的导频配置信息，在对应的资源位置上进行信道检测。
其中，信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的表示多径方向的信息通过线性的函数来获得。其中，函数为基站与终端之间预先约定设置的；或者，由终端确定函数，并且终端将确定的函数反馈给基站。
本发明还提供一种基站，用于根据接收到的信道参数及信道矩阵，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息。还用于向终端发送信道测量导频。
其中，信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的表示多径方向的信息通过线性的函数来获得。
本发明还提供一种终端，用于进行信道测量，按照预先设置的函数构造用于表征信道信息的信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；其中，表征信道的信息中包含有表示多径方向的信息。
其中，信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的表示多径方向的信息通过线性的函数来获得。
其中，信道检测获得的信道信息包括有第一信道信息和第二信道信息；
其中，第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，其中u为表示多径方向的信息，N为大于1的自然数；
第二信道信息，包括由延迟引起的相位值信息或者包括相位信息和由极化引起的相位值信息θ1,θ2,…θQ，其中，N>＝2，P小于等于N，Q小于等于N。
第二信道信息还包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种信道信息反馈方法，其特征在于，包括：
终端进行信道测量，按照预先设置的函数构造信息矩阵，确定所述信息矩阵的最佳的信道参数并反馈给基站；其中，所述信息矩阵用于表征信道信息；
基站根据接收到的信道参数及预设的函数，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息；
其中，所述信道信息包括第一信道信息和第二信道信息；其中，
第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，u1，u2，……uN为符合相同模型的方向矢量，N为大于1自然数；
第二信道信息包括相位值信息或者，包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ；其中，P小于等于N，Q小于等于N。
2.根据权利要求1所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述模型的矢量为vi或f(vi,vj)；其中，
m、n为大于1的整数，φi,φj为0-2pi中任意相位取值，pi表示圆周率；或者，
所述模型的矢量为：K*vi，或K*f(vi,vj)，其中，K为任一复数。
3.根据权利要求1所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性函数来获得。
4.根据权利要求3所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为其中，K为一个复数；a为复数，取值为：
1，或-1，或j，或-j，或(1+j)/sqrt2,或(1-j)/sqrt2(-1+j)/sqrt2,或(-1-j)/sqrt2，sqrt表示平方根运算符。
5.根据权利要求3所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
6.根据权利要求3所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
7.根据权利要求3所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
8.根据权利要求3所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述第二信道信息还包括：幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
9.根据权利要求8所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
10.根据权利要求8所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
则对应信息矩阵为
11.根据权利要求8所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为
12.根据权利要求8所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信息矩阵为：其中，F为预先设置的函数，F为：
或者，
则对应信息矩阵为K*
13.根据权利要求1～12任一项所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述函数为基站与终端之间预先约定设置；或者，所述函数由终端设置确定，并且所述终端将确定的函数反馈给基站。
14.根据权利要求1所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述包括相位值信息与包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ，之间存在差分关系。
15.根据权利要求1或14所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述N或第二信道信息的取值由基站通过终端专用UE specific的信令通知终端；或者，所述N或所述第二信道信息由终端进行判断并反馈给所述基站。
16.根据权利要求15所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述信令为高层信令，应用于周期反馈；
所述信令为物理层控制信令，与非周期反馈触发信令一起发送，应用于非周期反馈。
17.一种信道信息反馈系统，其特征在于，至少包括基站和终端，其中，
终端，用于进行信道测量，按照预先设置的函数构造信息矩阵，确定所述信息矩阵的最佳的信道参数并反馈给基站；其中，所述信息矩阵用于表征信道信息；
基站，用于根据接收到的信道参数及预设的函数，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息；
其中，所述信道信息包括有第一信道信息和第二信道信息；
其中，第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，u1，u2，……uN为符合相同模型的方向矢量，N为大于1的自然数；
第二信道信息，包括相位值信息或者包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ，其中，P小于等于N，Q小于等于N。
18.根据权利要求17所述的信道信息反馈系统，其特征在于，所述信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性的函数来获得。
19.根据权利要求18所述的信道信息反馈系统，其特征在于，所述基站与终端之间还用于预先约定设置所述函数；
或者，所述终端还用于确定函数，并将确定的函数反馈给所述基站。
20.根据权利要求17所述的信道信息反馈系统，其特征在于，所述第二信道信息还包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
21.一种基站，其特征在于，用于根据接收到的信道参数及预设的函数，构造出信道矩阵的特征矢量的量化信息；其中，所述信道矩阵用于表征信道信息；
所述信道信息包括第一信道信息和第二信道信息；其中，
第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，u1，u2，……uN为符合相同模型的方向矢量，N为大于1自然数；
第二信道信息包括相位值信息或者，包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ；其中，P小于等于N，Q小于等于N。
22.根据将权利要求21所述的基站，其特征在于，还用于向终端发送信道测量导频。
23.根据权利要求21或22所述的基站，其特征在于，所述信道矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性的函数来获得。
24.一种终端，其特征在于，用于进行信道测量，按照预先设置的函数构造信息矩阵，确定最佳的信道参数并反馈给基站；其中，所述信息矩阵用于表征信道信息；
所述信道信息包括第一信道信息和第二信道信息；其中，
第一信道信息至少包括指示N个矢量u1，u2，……uN的信息，u1，u2，……uN为符合相同模型的方向矢量，N为大于1自然数；
第二信道信息包括相位值信息或者，包括相位信息和相位值信息θ1,θ2,…θQ；其中，P小于等于N，Q小于等于N。
25.根据权利要求24所述的终端，其特征在于，所述信息矩阵由若干个分块矩阵构成，而且每个分块矩阵是以信道测量中的信息通过线性的函数来获得。
26.根据权利要求25所述的终端，其特征在于，所述第二信道信息还包括幅度信息A1,A2,…AP，或者B1,B2,…BP-1，A、B代表幅度信息。
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