CN106130614A - 一种低开销反馈的方法、用户设备以及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种低开销反馈的方法，用于基站在进行调度的时候，更准确的体现多用户的多输入多输出MU‑MIMO的性能增益。本发明实施例方法包括：用户设备根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，所述目标预编码矩阵索引是所述预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；所述用户设备根据所述当前信道信息和所述目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；所述用户设备将所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引向网络设备发送，所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引用于所述网络设备进行无线资源分配。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种低开销反馈的方法、用户设备以及基站。
背景技术
多天线技术及其演进，如Massive MIMO(Massive Multi-input Multi-output，阵列多输入多输出)、Large Scale MIMO(大规模多输入所输出)或Distributed MIMO(分布式多输入多输出)等具有极高的理论吞吐量。其理论增益主要来自两个方面：波束赋型和空间复用。对于蜂窝系统来讲，随着基站侧天线规模的不断增大，空间复用增益越来越重要的同时，对信道信息的要求也越来越高。在不能获得完美信道信息时，基站需要在波束赋型和空间复用之间进行恰当权衡，才能使系统的吞吐量最大。
在商用蜂窝系统中，包含但不限于LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统，由于测量/反馈的非理想特性，使用多天线的基站往往不能进行理论最大层数的空间复用。基站需要对用户设备UE测量/反馈的信道信息精度进行评估，以便在确定调度方案时，恰当的进行波束赋型和空间复用的选择，以获取非理想条件下，多天线系统所能提供的最大增益。
在现有的LTE协议中，为UE设计了RI(秩指示，Rank Indicator)，PMI(预编码矩阵索引，Precoding Matrix Index)和CQI(信道质量指示，Channel Quality Indicator)三种反馈量，RI/PMI标识了对UE最佳的赋型向量，CQI则表示了相应的等效信道信噪比。在SU-MIMO(单用户MIMO)场景中，这种反馈方式能够以较小的反馈开销，较低的基站运算复杂度，获取较好的吞吐量性能。这种反馈模式主要是针对单用户MIMO的场景，在MU-MIMO(多用户MIMO)场景中，这种反馈开销的误差相对较大，所以，不利于支撑MU-MIMO体现性能增益。
发明内容
本发明实施例提供了一种低开销反馈的方法、用户设备以及基站，用于基站在进行调度的时候，更准确的体现MU-MIMO的性能增益。
本发明实施例第一方面提供一种低开销反馈的方法，包括：用户设备根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，该目标预编码矩阵索引是该预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；该用户设备根据该当前信道信息和该目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；该用户设备将该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引向网络设备发送，该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引用于该网络设备进行无线资源分配。
在本发明实施例中，用户设备根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，再根据该当前信道信息和该目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；该用户设备将该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引向网络设备发送，用于该网络设备进行无线资源分配。
结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式中，该用户设备根据该当前信道信息和该目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示，包括：该用户设备根据该目标预编码矩阵索引确定权值矩阵；该用户设备根据该权值矩阵确定投影矩阵；该用户设备根据该投影矩阵和该当前信道信息进行计算，确定连续实数；该用户设备将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示。
在本发明实施例中，对用户设备根据该当前信道信息和该目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示的过程作了进一步的说明。提供了计算得到目标加权矩阵误差指示的可行性的方案。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例第一方面的第二种可能的实现方式中，该用户设备将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示，包括：该用户设备将该连续实数进行对数域量化法，得到该目标加权矩阵误差指示。
在本发明实施例中，该用户设备将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示，提供一个具体的实现方式，使得本发明方案的实现更具体。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例第一方面的第三种可能的实现方式中，该用户设备将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示，包括：该用户设备根据预设量化表格，对该连续实数进行查表，得到该目标加权矩阵误差指示。
在本发明实施例中，该用户设备将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示，提供另一个具体的实现方式，使得本发明方案的实现更具体。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例第一方面的第四种可能的实现方式中，该用户设备根据该权值矩阵确定投影矩阵，包括：该用户设备根据该权值矩阵wpmi，按照第一公式进行计算，确定该投影矩阵Ppmi，该第一公式为：Ppmi＝wpmi(wpmi Hwpmi)-1wpmi H，其中，wpmi为该权值矩阵，wpmi H为wpmi的共轭矩阵，(wpmi Hwpmi)-1为wpmi Hwpmi的逆矩阵；
该用户设备根据该投影矩阵和该当前信道信息进行计算，确定连续实数，包括：该用户设备根据该投影矩阵Ppmi和该当前信道信息HEst，按照第二公式计算，确定该连续实数PE，该第二公式为： 其中，Ppmi为该投影矩阵，HEst为该当前信道信息，HEst H为HEst的共轭矩阵，I为单位矩阵，Trace(HEstPpmiHEst H)为矩阵HEstPpmiHEst H的迹，Trace[HEst(I-Ppmi)HEst H]为矩阵HEst(I-Ppmi)HEst H的迹；
该用户设备将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示，包括：该用户设备按照第三公式将该连续实数进行量化，得到该目标加权矩阵误差指示pei，该第三公式为：其中，PE为该连续实数，为量化函数。
在本发明实施例中，对用户设备根据该当前信道信息和该目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示的过程，用公式的形式更具体的表达出来。
本发明实施例第二方面提供一种低开销反馈的方法，包括：网络设备接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引；该网络设 备根据该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
在本发明实施例中，网络设备根据接收的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引进行无线资源分配，因为目标加权矩阵误差指示是在目标预编码矩阵索引的基础上，进一步计算得到的一个补充的信道信息描述，可以获得增量的信道信息，所以，网络设备在进行调度的时候，能够更准确，相对的，更能体现MU-MIMO的性能增益。
本发明实施例第三方面提供一种用户设备，具有实现对应于上述第一方面提供的低开销反馈的方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
本发明实施例第四方面提供一种网络设备，具有实现对应于上述第二方面提供的低开销反馈的方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
本发明实施例第五方面提供一种用户设备，包括：
收发器，处理器和存储器，该收发器、该处理器和该存储器通过总线连接；
该收发器，用于将该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引向网络设备发送，该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引用于该网络设备进行无线资源分配；
该处理器，通过调用该存储器存储的操作指令；用于根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，该目标预编码矩阵索引是该预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；根据该当前信道信息和该目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示。
本发明实施例第六方面提供一种网络设备，包括：
收发器，处理器和存储器，该收发器、该处理器和该存储器通过总线连接；
该收发器，用于接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编 码矩阵索引；
该处理器，通过调用该存储器存储的操作指令；用于根据该目标加权矩阵误差指示和该目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
本发明实施例第七方面提供一种通信系统，包括用户设备和网络设备，所述用户设备为执行上述第一方面的任一可能的实现中所述的用户设备；所述网络设备为执行上述第二方面的任一可能的实现中所述的网络设备。
本发明实施例第八方面提供一种存储介质，需要说明的是，本发的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产口的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，用于储存为上述设备所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述第一方面、第二方面为设备所设计的程序。
该存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
在本发明实施例中，用户设备根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，再根据当前信道信息和目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；再将目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引向基站发送，目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引用于所述网络设备进行无线资源分配。那么，网络设备根据接收的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引进行无线资源分配，因为目标加权矩阵误差指示是在目标预编码矩阵索引的基础上，进一步计算得到的一个补充的信道信息描述，可以获得增量的信道信息，所以，网络设备在进行调度的时候，能够更准确，相对的，更能体现MU-MIMO的性能增益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和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 劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例应用的一个系统架构图；
图2为本发明实施例中低开销反馈的方法的一个实施例示意图；
图3为本发明实施例中用户设备的一个实施例示意图；
图4为本发明实施例中网络设备的一个实施例示意图；
图5为本发明实施例中用户设备的另一个实施例示意图；
图6为本发明实施例中网络设备的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种低开销反馈的方法、用户设备以及基站，用于基站在进行调度的时候，更准确的体现MU-MIMO的性能增益。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明实施例应用的多输入多输出的一个系统架构图，本发明技术方案所应用的MIMO系统的传输模型为：
y＝Hx+n (公式1-1)
其中，Nrx为UE的接收天线数，Ntx为基站的发射天线数。
下面对该发明公式中的几个参数做一个简要的说明，如下所示：
其中的Ntx列矩阵x表示每个周期内对应每根发射天线上的发射信号，x的元素是零均值独立的高斯变量。则发射信号矩阵x可以表示为：
用Nrx×Ntx的复矩阵H来描述信道，hij表示矩阵H的第hij个元素，代表从 第j根发射天线到第i根接收天线之间的信道复增益，即此信道衰落系数。则信道矩阵H可以表示为：
信道矩阵H为一个复数矩阵，包括幅度和相角的变化，其中，
用Nrx×1的列矩阵n来描述接收端的加性噪声信号，它的元素是统计独立的复零均值高斯变量，具有独立的、方差相等的实部和虚部，其方差为σ2。则噪声信号矩阵n可以表示为：
用Nrx×1的列矩阵y来描述接收信号，其中每个复元素代表一根接收天线。则接收信号矩阵y可以表示为：
使用线性模型，则MIMO系统的传输模型公式y＝Hx+n可以表示为：
以标准FDD LTE(Frequency Division Duplexing Long Term Evolution，频分双工长期演进)的测量过程为例，说明现有蜂窝系统对UE信道的测量及下 行调度过程。eNB(Evolved NodeB，演进型基站)通过UE反馈的整数ri(ri为RI的元素，RI为用户可能的复用层数集合，其元素小于等于eNB发射天线数和UE接收天线数)，获得该UE观测的最佳发射层数；eNB进一步通过UE反馈的pmi(pmi为PMI集合的元素，PMI为协议预设的标准的预编码码本的集合及其元素索引)，获得该UE每层的最佳赋型矩阵，该赋型矩阵的列数等于UE反馈的ri，每列分别对应一层的最佳赋型向量；在ri和pmi的基础上，LTE协议还为每一层设计了cqi(cqi为CQI集合的元素，CQI为信道质量指示索引的集合)反馈，用来告知基站在使用反馈pmi所指示的赋型矩阵后每一层的信道信干噪比量化指示。
依据现有协议，UE反馈的ri一般是全带的，pmi和cqi在不同的协议版本或模式下，可以针对全带反馈，或者按子带进行反馈。eNB根据所获得的ri，pmi和cqi进行调度，并为每个UE确定下行发射方案。当前的LTE协议，主要针对的是SU-MIMO场景，eNB能够基于ri，pmi和cqi恢复UE的主要CSIT(Channel State Information of Transmitter/发端信道信息)特征。由于SU对CSIT误差的敏感程度不高，所以当前反馈模式足够体现SU-MIMO的性能。
本发明主要针对多天线MU-MIMO场景，优化蜂窝系统(包含但不限于LTE系统)的反馈量和反馈流程，使其能够以较小的代价，支撑MU-MIMO体现其性能增益。对MU-MIMO，如果eNB能够准确知道UE的当前信道信息，而不仅仅是最佳赋型向量(PMI等信息)，eNB就可以进行准确的MU配对和赋型向量计算，即在这种条件下，MU-MIMO可以更好的体现性能增益。但这需要海量反馈开销，现实系统无法承受。受限于反馈开销的约束，eNB得到的CSIT存在不可忽略的误差，基于这种存在误差的CSIT进行MU调度和发射方案选择往往会造成负增益，这是当前MU-MIMO没有成为蜂窝系统主流调度形态的重要原因。
针对现有LTE反馈方式的缺陷，本发明在现有反馈机制的基础之上，设计了一种增量开销最小的新反馈：目标权矩阵误差指示pei，用来描述UE所见真实信道在UE反馈的pmi之外的能量分布情况。该反馈量通过控制信道送回基站，基站则根据它进行MU调度、赋型向量优化和CQI选择等。
为了清晰起见，在本发明下述的描述中，用r(r≤Ntx)表示用户反馈ri 所指示的RANK数，即复用层数；用矩阵wpmi,r 表示复用层数为r时pmi所指示的权值矩阵；用cr＝[c0 ... cr-1]表示复用层数为r时，各层的信干噪比量化指示。在下述实施例中，为了简便起见，将wpmi,r简化为wpmi。
下面以实施例的方式对本发明技术方案做一个具体的说明，如图2所示，为本发明实施例低开销反馈的方法的一个实施例示意图，包括：
201、网络设备向用户设备发射下行导频发射信号；
在本发明实施例中，应用的是多输入多输出的场景，基站向用户设备发射下行导频发射信号。参考公式(1-1)，下行导频发射信号用x表示。其中，网络设备，在下述的实施例中，以基站为例进行说明。
在本发明实施例中，用户设备获取当前信道信息，具体的，可以由步骤202、203和204实现，如下所示：
202、用户设备接收由网络设备发射的下行导频发射信号，经过无线信道传输之后的下行导频接收信号；
在本发明实施例中，用户设备接收由基站发射的下行导频发射信号，经过无线信道传输之后的下行导频接收信号；即下行导频接收信号是由基站发射的下行导频发射信号，经过信道传输，到达用户设备的信号。参考公式(1-1)，下行导频接收信号用y表示。
公式(1-1)中实际上包含的量不止下行导频接收信号，信道矩阵，下行导频发射信号，还有信号在传输的过程中噪声(n)、能量的衰减等其他因素。公式(1-1)中的H是信道矩阵，是待估计的一个量。
203、用户设备根据下行导频接收信号，计算得到当前信道信息；
在本发明实施例中，用户设备接收由基站发射的下行导频发射信号，经过无线信道传输之后的下行导频接收信号之后，用户设备根据下行导频接收信号，计算得到当前信道信息。
UE根据公式(1-1)，y＝Hx+n，其中y和x是已知量，估计得到信道H，即当前信道信息。在本发明实施例中，估计得到的信道H用HEst来表示，应理解，这里的信道估计得到的值不是一个精确的值。
需要说明的是，在本发明实施例中，步骤201-203是一个现有技术。
204、用户设备根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，目标预编码矩阵索引是预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；
在本发明实施例中，用户设备根据当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，目标预编码矩阵索引是预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；需要说明的是，这里预设的预编码矩阵集合，是基站和用户设备预先设置好的。目标预编码矩阵索引通常情况下，用户设备根据当前信道信息和预编码矩阵集合确定的一个最佳的元素。
示例性的：预编码矩阵集合为一个码本集合，预定义一个码本集合，码本中有三个不同的预编码，分别为第一预编码第二预编码第三预编码这三个码本可以通过2比特表示，依次为10，01，11。假设，基站确定的目标预编码矩阵索引为第一预编码
205、用户设备根据当前信道信息和目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；
在本发明实施例中，用户设备根据当前信道信息和目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示。具体的，可包括：用户设备根据目标预编码矩阵索引确定权值矩阵；用户设备根据权值矩阵确定投影矩阵；用户设备根据投影矩阵和当前信道信息进行计算，确定连续实数；用户设备将连续实数进行量化，得到目标加权矩阵误差指示。
进一步的，用户设备将连续实数进行量化，得到目标加权矩阵误差指示，可包括：(1)用户设备将连续实数进行对数域量化法，得到目标加权矩阵误差指示；或者，(2)用户设备根据预设量化表格，对连续实数进行查表，得到目标加权矩阵误差指示。
应理解，通常情况下，目标加权矩阵误差指示pei是加权矩阵误差指示(Percoding-Matrix Error Indicator，PEI)集合的一个元素，这里的加权矩阵误差指示(Percoding-Matrix Error Indicator，PEI)集合的命名，还可以命名为功 率泄露指示(Power Leakage Indicator，PLI)集合，或者是其他形式的命名，用来描述UE所确定的当前信道信息除了目标预编码矩阵索引pmi之外的能量分布情况。
示例性的，目标加权矩阵误差指示pei的定义和计算过程如下：
在时刻t，HEst为UE根据eNB发射的下行导频发射信号进行信道估计后得到的当前信道信息；pmi为根据HEst计算所得的将要反馈给eNB的PMI集合的一个元素，即目标预编码矩阵索引pmi，上述步骤中有具体描述，wpmi为pmi所对应的权值矩阵，则有：
Ppmi＝wpmi(wpmi Hwpmi)-1wpmi H (公式2-5.1)
其中，公式2-1.1所示的中间计算变量Ppmi为wpmi所张成的子空间的投影矩阵(矩阵论的标准定义)；PE为连续实数，PE由HEst在Ppmi上投影的能量I和在其补空间I-Ppmi上投影的能量之比决定；为量化映射函数，将PE转化为一个m比特的整数索引pei，pei为最终通过控制信道传递给eNB的反馈量。上式中，除去以上变量，其余符号均为矩阵运算的标准表达，具体解释如下：以函数矩阵y进行说明，y-1表示矩阵y的逆矩阵；yH表示矩阵y的共轭矩阵；Trace(y)表示矩阵y的迹，I为单位矩阵。
其中，量化函数可以有多种近似等效的实现方式，下面以几个实例对其进行具体说明，需要说明的是，量化函数的构建包括但不限于下述所示出的几种构建方式。
(1)对数域量化法，通过求取对数log(PE)，将PE折算到对数坐标，在对数坐标上，对log(PE)进行均匀量化：
①确定量化范围，即确定PE可能的最大值PE-max和最小值PE-min：
最大值：r为用户复用层数，前文中有说明；
最小值：PE-min＝ρ×PE-max；其中ρ可根据需要取小于1大于0的任意值；
②在对数域进行均匀量化：
确定了量化范围；
其中，函数floor(·)表示向下取整；pei是目标加权矩阵误差指示，即为最终反馈量。需要说明的是，四舍五入或者向上取整等类似处理都在在本发明覆盖范围内。
(2)查表法
即预先根据量化范围构建一个含2m项的量化表格，(参考对数量化法构建)这个量化表格可以是均匀的，也可以是非均匀的，不做具体限定。对PE进行量化取整，生成pei用于向基站反馈。这里生成的量化表格中的值可以认为是加权矩阵误差指示集合PEI。示例性的，如表1所示：
| 二进制PEI | (m＝2)量化阶 | (r＝1)量化门限 | (r＝2)量化门限 |
| 00 | 0 | 3*1/16 | 1*1/16 |
| 01 | 1 | 3*1/8 | 1*1/8 |
| 10 | 2 | 3*1/4 | 1*1/4 |
| 11 | 3 | 3*1/2 | 1*1/2 |
表1
应理解，表1中的各含量及对应的值，只是一种示例的说明，并不对量化表格构成限定。
206、用户设备将目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引向基站发送，目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引用于网络设备进行无线资源分配；
在本发明实施例中，用户设备将目标加权矩阵误差指示和预编码矩阵索引向基站发送，目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引用于基站进行无线资源分配。即pei和pmi向基站反馈后，基站根据pei和pmi进行无线资源分配。示例性的，这里的目标加权矩阵误差指示pei为步骤205计算得到的值，目标预编码矩阵索引pmi为第一预编码
207、网络设备接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码 矩阵索引；
在本发明实施例中，用户设备将目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引向基站发送之后，基站接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引。即基站通过公共或专用控制信道xCCH，接收UE发送的pei和pmi。
208、基站根据目标加权矩阵误差指示和预编码矩阵索引进行无线资源分配。
在本发明实施例中，基站根据目标加权矩阵误差指示和预编码矩阵索引进行无线资源分配。基站可以根据pei和pmi进行MU调度、赋型向量优化和CQI选择等。
由于pei与pmi都是基于相同的UE信道估计测量得到，且pei是针对反馈的pmi进行计算所得，二者分别描述了UE所见信道的正交部分的最重要特征。这种机制设计在保证了反馈量最小的同时，对整个信道的完整特征做了更准确的描述。其中，pei在eNB侧的应用，包含但不仅限于MU调度、权值计算和CQI折算。下面以MU调度为示例来说明，pei反馈的应用方法和有益效果。
在现有技术中，针对现版LTE协议，假定eNB，在时刻t，只能得到UE0和UE1的反馈量{r0,wpmi0,r0,cr0}和{r1,wpmi1,r1,cr1}(各个符号的说明请见前文说明，沿用相同符号定义，此处不再赘述)。eNB需要根据这些反馈，确定二者是否适合进行MU配对。此时，我们只能为wpmi0,r0,cr0与wpmi1,r1,cr1的正交性设置门限，并结合cr0与cr1的强弱，来进行MU判决。即只有当wpmi0,r0,cr0与wpmi1,r1,cr1的相关性小于门限，且cr0(cr1)满足强度要求(具体指标随场景而异，本发明不做展开说明)，才进行配对。当不要求wpmi0,r0,cr0与wpmi1,r1,cr1绝对正交时，eNB其实无法准确判断二者相互干扰，若二者相互干扰，但是已配对，那么会带来性能损失；反之，如果要求wpmi0,r0,cr0与wpmi1,r1,cr1绝对正交，配对的用户会非常有限，配对概率很低，MU增益就难以体现。
在本发明实施例中，假定eNB，在时刻t，已经得到UE0和UE1的反馈量{r0,wpmi0,r0,cr0,pei0}和{r1,wpmi1,r1,cr1,pei1}。当需要确定二者是否适合进行MU配对时，eNB可以依据pei，进行配对用户干扰估计：
假定UE0和UE1的赋型权向量为v0和v1，是由wpmi0,r0,cr0和wpmi1,r1,cr1正交得到的，可以使用Zero Forcing(迫零法)、Block Diagonalization(块对角化法)等标准的正交化算法。根据pei反馈，基站可以估计用户间的相互干扰，为了便于描述，在下述说明的实例中，假定r0＝r1＝1且Ntx>(r0+r1)。对r0>1，r1>1的情况可以直接扩展。
例如，用户0对用户1的干扰能量I0,1的估计可表示为：
其中由pei0，按步骤205过程的逆过程得到，可以采用查表或其他等效方法，是PE真值的发端估计值；α为修正系数，与收发天线数有关，属算法细节，此处不做详细说明。
则配对后用户1的均衡后信干噪比SINRmu-1可以通过下式折算：
同样过程可得，用户0的MU均衡后信干噪比SINRmu-0：
通过SINRmu-1和SINRmu-0，eNB可以更准确的判断MU-MIMO增益，实现更精准的MU-MIMO调度和MU-CQI折算。需要说明的是，以上仅为pei应用的一个实施例，说明pei反馈的价值。但pei的在eNB侧的应用范围很广，包含但不限于以上应用。步骤207和208是可选的，在实际应用中，可根据实际需求确定是否执行。
在本发明实施例中，UE根据获取的当前信道信息和预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，再根据当前信道信息和目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；UE将目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引向基站发送，目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引用于网络设备进行无线资源分配。因为这里的目标加权矩阵误差指示是UE通过当前信道 信息，确定的除了目标预编码矩阵索引之前的信道的能量分布情况的信息，所以，向网络设备发送之后，网络设备可根据目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引，更准确的进行MU调度、权值计算和CQI折算等，辅助网络设备侧进行波束赋型和空间复用选择等。
上面对本发明实施例中的低开销反馈的方法进行了描述，下面对本发明实施例中的用户设备和网络设备进行描述。
如图3所示，为本发明实施例中用户设备的一个实施例示意图，包括：
确定模块301，用于根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，目标预编码矩阵索引是预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；
计算模块302，用于根据当前信道信息和目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；
发送模块303，用于将目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引向网络设备发送，目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引用于网络设备进行无线资源分配。
可选的，在本发明的一些实施例中，
计算模块302，具体用于根据目标预编码矩阵索引确定权值矩阵；根据权值矩阵确定投影矩阵；根据投影矩阵和当前信道信息进行计算，确定连续实数；将连续实数进行量化，得到目标加权矩阵误差指示。
可选的，在本发明的一些实施例中，
计算模块302，具体用于将连续实数进行对数域量化法，得到目标加权矩阵误差指示。
可选的，在本发明的一些实施例中，
计算模块302，具体用于根据预设量化表格，对连续实数进行查表，得到目标加权矩阵误差指示。
可选的，在本发明的一些实施例中，
计算模块302，具体用于根据权值矩阵wpmi，按照第一公式进行计算，确定投影矩阵Ppmi，
第一公式为：Ppmi＝wpmi(wpmi Hwpmi)-1wpmi H，其中，wpmi为权值矩 阵，wpmi H为wpmi的共轭矩阵，(wpmi Hwpmi)-1为wpmi Hwpmi的逆矩阵；
根据投影矩阵Ppmi和当前信道信息HEst，按照第二公式计算，确定连续实数PE，
第二公式为：其中，Ppmi为投影矩阵，HEst为当前信道信息，HEst H为HEst的共轭矩阵，I为单位矩阵，Trace(HEstPpmiHEst H)为矩阵HEstPpmiHEst H的迹，Trace[HEst(I-Ppmi)HEst H]为矩阵HEst(I-Ppmi)HEst H的迹；
按照第三公式将连续实数进行量化，得到目标加权矩阵误差指示pei，
第三公式为：其中，PE为连续实数，为量化函数。
如图4所示，为本发明实施例中网络设备的一个实施例示意图，包括：
接收模块401，用于接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引；
分配模块402，用于根据目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
如图5所示，为本发明实施例中用户设备的另一个实施例示意图，包括：
该用户设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括收发器501，一个或一个以上中央处理器(central processing units，CPU)502(例如，一个或一个以上处理器)和存储器503，一个或一个以上存储应用程序5041或数据5042的存储介质504(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器503和存储介质504可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质504的程序可以包括一个或一个以上模块(图5中没示出)，每个模块可以包括对用户设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器502可以设置为与存储介质504通信，在用户设备上执行存储介质504中的一系列指令操作。
在本发明实施例中，收发器501，用于将目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引向网络设备发送，目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引用于网络设备进行无线资源分配；
中央处理器502，用于根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集 合，确定目标预编码矩阵索引，目标预编码矩阵索引是预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；根据当前信道信息和目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示。
如图6所示，为本发明实施例中网络设备的另一个实施例示意图，包括：
该网络设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括收发器601，一个或一个以上中央处理器(central processing units，CPU)602(例如，一个或一个以上处理器)和存储器603，一个或一个以上存储应用程序6041或数据6042的存储介质604(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器603和存储介质604可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质604的程序可以包括一个或一个以上模块(图6中没示出)，每个模块可以包括对网络设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器602可以设置为与存储介质604通信，在网络设备上执行存储介质604中的一系列指令操作。
在本发明实施例中，收发器601，用于接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引；
中央处理器602，用于根据目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种低开销反馈的方法，其特征在于，包括：
用户设备根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，所述目标预编码矩阵索引是所述预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；
所述用户设备根据所述当前信道信息和所述目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；
所述用户设备将所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引向网络设备发送，所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引用于所述网络设备进行无线资源分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述当前信道信息和所述目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示，包括：
所述用户设备根据所述目标预编码矩阵索引确定权值矩阵；
所述用户设备根据所述权值矩阵确定投影矩阵；
所述用户设备根据所述投影矩阵和所述当前信道信息进行计算，确定连续实数；
所述用户设备将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户设备将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示，包括：
所述用户设备将所述连续实数进行对数域量化法，得到所述目标加权矩阵误差指示。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户设备将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示，包括：
所述用户设备根据预设量化表格，对所述连续实数进行查表，得到所述目标加权矩阵误差指示。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述权值矩阵确定投影矩阵，包括：
所述用户设备根据所述权值矩阵wpmi，按照第一公式进行计算，确定所述投影矩阵Ppmi，
所述第一公式为：Ppmi＝wpmi(wpmi Hwpmi)-1wpmi H，其中，wpmi为所述权值矩阵，wpmi H为wpmi的共轭矩阵，(wpmi Hwpmi)-1为wpmi Hwpmi的逆矩阵；
所述用户设备根据所述投影矩阵和所述当前信道信息进行计算，确定连续实数，包括：
所述用户设备根据所述投影矩阵Ppmi和所述当前信道信息HEst，按照第二公式计算，确定所述连续实数PE，
所述第二公式为：其中，Ppmi为所述投影矩阵，HEst为所述当前信道信息，HEst H为HEst的共轭矩阵，I为单位矩阵，Trace(HEstPpmiHEst H)为矩阵HEstPpmiHEst H的迹，Trace[HEst(I-Ppmi)HEst H]为矩阵HEst(I-Ppmi)HEst H的迹；
所述用户设备将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示，包括：
所述用户设备按照第三公式将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示pei，
所述第三公式为：其中，PE为所述连续实数，为量化函数。
6.一种低开销反馈的方法，其特征在于，包括：
网络设备接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引；
所述网络设备根据所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
7.一种用户设备，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，所述目标预编码矩阵索引是所述预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；
计算模块，用于根据所述当前信道信息和所述目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示；
发送模块，用于将所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引向网络设备发送，所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引用于所述网络设备进行无线资源分配。
8.根据权利要求7所述的用户设备，其特征在于，
所述计算模块，具体用于根据所述目标预编码矩阵索引确定权值矩阵；根据所述权值矩阵确定投影矩阵；根据所述投影矩阵和所述当前信道信息进行计算，确定连续实数；将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示。
9.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，
所述计算模块，具体用于将所述连续实数进行对数域量化法，得到所述目标加权矩阵误差指示。
10.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，
所述计算模块，具体用于根据预设量化表格，对所述连续实数进行查表，得到所述目标加权矩阵误差指示。
11.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，
所述计算模块，具体用于根据所述权值矩阵wpmi，按照第一公式进行计算，确定所述投影矩阵Ppmi，
所述第一公式为：Ppmi＝wpmi(wpmi Hwpmi)-1wpmi H，其中，wpmi为所述权值矩阵，wpmi H为wpmi的共轭矩阵，(wpmi Hwpmi)-1为wpmi Hwpmi的逆矩阵；
根据所述投影矩阵Ppmi和所述当前信道信息HEst，按照第二公式计算，确定所述连续实数PE，
所述第二公式为：其中，Ppmi为所述投影矩阵，HEst为所述当前信道信息，HEst H为HEst的共轭矩阵，I为单位矩阵，Trace(HEstPpmiHEst H)为矩阵HEstPpmiHEst H的迹，Trace[HEst(I-Ppmi)HEst H]为矩阵HEst(I-Ppmi)HEst H的迹；
按照第三公式将所述连续实数进行量化，得到所述目标加权矩阵误差指示pei，
所述第三公式为：其中，PE为所述连续实数，为量化函数。
12.一种网络设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引；
分配模块，用于根据所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
13.一种用户设备，其特征在于，包括：
收发器，处理器和存储器，所述收发器、所述处理器和所述存储器通过总线连接；
所述收发器，用于将所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引向网络设备发送，所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引用于所述网络设备进行无线资源分配；
所述处理器，通过调用所述存储器存储的操作指令；用于根据获取的当前信道信息和预设的预编码矩阵集合，确定目标预编码矩阵索引，所述目标预编码矩阵索引是所述预编码矩阵集合中的目标元素所对应的索引编号；根据所述当前信道信息和所述目标预编码矩阵索引，计算得到目标加权矩阵误差指示。
14.一种网络设备，其特征在于，包括：
收发器，处理器和存储器，所述收发器、所述处理器和所述存储器通过总线连接；
所述收发器，用于接收用户设备发送的目标加权矩阵误差指示和目标预编码矩阵索引；
所述处理器，通过调用所述存储器存储的操作指令；用于根据所述目标加权矩阵误差指示和所述目标预编码矩阵索引进行无线资源分配。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |