CN106685496A - 一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法 - Google Patents

一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法 Download PDF

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CN106685496A
CN106685496A CN201510747307.2A CN201510747307A CN106685496A CN 106685496 A CN106685496 A CN 106685496A CN 201510747307 A CN201510747307 A CN 201510747307A CN 106685496 A CN106685496 A CN 106685496A
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Abstract

本发明提出一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法，包括：当需要反馈的信道状态信息CSI中的预编码矩阵指示PMI信息超出PUCCH所能承载的比特时，通过物理上行控制信道PUCCH子采样减少所述PMI的反馈比特个数；利用现有的PUCCH反馈类型反馈所述CSI。本发明可最大程度的利用原协议中的PUCCH反馈类型，进行CSI上报，并且较小的影响预编码性能，方便的实现周期上报PMI信息。

Description

一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法
技术领域
本发明涉及。
背景技术
高级长期演进系统(Long-Term Evolution advance，简称LTE-Advance)定义了两种导频，即信道状态信息参考信号(Channel State Information-ReferenceSignals，简称CSI-RS)和解调参考信号(Demodulation Reference Signals，简称DMRS)。其中，CSI-RS最大可支持8个天线端口，基站发送非预编码CSI-RS经过信道，UE接收到各个端口的CSI-RS后，通过信道估计结果就可以获得所有端口的信道状态信息，并反馈CSI，包含CQI，PMI和RI。
上述RI、CQI和PMI信息通过物理层上行控制信道(PUCCH，PhysicalUplink Control Channel)或物理层上行共享信道(PUSCH，Physical UplinkShared Channel)向基站反馈。RI，CQI和PMI信息在PUCCH上周期反馈，在PUSCH上通过物理层上行调度授权命令来触发反馈。
PUCCH上的周期性RI，CQI和PMI信息反馈可分为两种类型，第一类反馈的主要特点在于只有宽带CQI信息的反馈，通常被称为宽带CQI反馈；第二类反馈的主要特点在于既有宽带CQI信息的反馈，也有子带CQI信息的反馈，而且占用不同子帧，通常被称为子带CQI反馈。图1至图4分别给出了R10和R12中PUCCH第一类反馈和第二类反馈的反馈图样。第一类反馈包含两种子类，称为submode 1和submode 2。submode 1是RI和第一PMI处于同一子帧，但是受限于PUCCH每子帧最多承载11bit，所以RI和第一PMI进行联合编码和subsampling处理；submode 2是第一PMI和第二PMI处于相同子帧且进行联合编码和subsampling处理。
PUSCH上的非周期性RI，CQI和PMI信息反馈可分为三种类型，第一类反馈的主要特点在于只有宽带CQI信息的反馈，通常被称为宽带CQI反馈；第二类反馈的主要特点在于既有宽带CQI信息的反馈，也有UE选择最佳的子带CQI信息的反馈，通常被称为UE选择的子带CQI反馈；第三类反馈的主要特点在于既有宽带CQI信息的反馈，也有不同子带CQI信息的反馈，通常被称为高层配置的子带CQI反馈。且RI的反馈位置在PUSCH DMRS符号的左右第二个符号处。CQI，PMI放置在PUSCH频率开始的位置，分布在PUSCH子帧内除去DMRS外的所有符号上。
在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)LTE68次会议中成立全维度多输入多输出技术(Full-Dimension MIMO，简称FD-MIMO)WI(Work Item)，用于研究支持垂直面与水平面的波束成形，继原最大支持8端口的CSI-RS扩展到最大支持12/16的非预编码CSI-RS，以及从原来只支持非预编码CSI-RS扩展到支持BF(波束赋形，beamforming)CSI-RS。针对非预编码CSI-RS的CSI上报称为CSI上报类型A(CSI report class A)，针对BF CSI-RS的CSI上报称为CSI上报类型B(CSI report class B)。
目前3GPP会议已经确定CSI上报类型A的上报信息包含CQI，RI以及PMI，与原版本不同之处在于PMI同时包含长期水平PMI和短期PMI，增加长期垂直PMI。即CSI上报类型A中的长期PMI(包含水平和垂直PMI，也称为第一PMI)，短期PMI(也称为第二PMI)，分别记为i1,1，i1,2，i2。CSI上报类型B的上报信息取决于当前CSI process中的CSI-RS资源数K，当K大于1时上报信息包含CQI，RI，PMI和BI；当K等于1时上报信息包含CQI，RI，PMI和W2索引。但是如何在周期PUCCH中，及非周期PUSCH上承载上述信息还未确定。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法，包括：当需要反馈的信道状态信息CSI中的预编码矩阵指示PMI信息超出PUCCH所能承载的比特时，通过物理上行控制信道PUCCH子采样减少所述PMI的反馈比特个数；利用现有的PUCCH反馈类型反馈所述CSI。
进一步地，所述通过PUCCH子采样减少所述PMI的比特个数包括：
对于长期PMI，在垂直维度和/或水平维度上分别从全部波束组集合中选择部分子集；
对于短期PMI，通过减少co-phasing个数和波束选择个数。
进一步地，所述现有的PUCCH反馈类型包括第一类反馈submode1、第一类反馈submode2和第二类反馈。
进一步地，利用所述第一类反馈submode 1反馈所述CSI时，所述方法包括：
去掉W1中重叠波束；
判断是否满足码字个数要求；
若不满足则进行子采样，直至满足所述码字个数要求结束所述子采样；
所述子采样规则包括：首先判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否满足需要，若满足则只对其中一维码字子抽样，否则对两维码字均进行子抽样；所述一次子抽样指对某一维的码字进行抽样，抽样因子为2，即每隔两码字取一码字；
获得子采样后不同秩下的W1码本。
进一步地，所述码字个数要求如下：
RI 8天线 12天线 16天线
1 8 16 16
2 8 16 16
3 2 8 8
4 2 8 8
5 2 2 2
6 2 2 2
7 2 2 2
8 1 1 1
RI和W1的联合编码比特个数 5bit 6bit 6bit
进一步地，利用所述第一类反馈submode 2反馈所述CSI时，所述方法包括：
秩大于4时不反馈比特，当上报CSI为层一～层四时，判断W1和W2总码字个数是否满足码字个数要求；
若不满足，则先对W2进行子采样，若仍不满足，再对W1进行子采样；
所述对W2进行子采样包括：
若当前为config2，3，4，首先判断去除W2波束选择码字是否满足所述码字个数要求：若满足则固定W2中某一列波束；否则再判断层一保留1，j两个co-phase码字、层二保留1的co-phase码字后是否满足所述码字要求：若层一不满足，则保留1的co-phase码字；
所述对W1进行子采样包括：
首先去掉W1中重叠波束，若仍不满足码字个数要求，则判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否满足需要：若满足则只对其中一维码字子抽样，否则对两维码字均进行子抽样。
进一步地，所述码字个数要求如下：
其中，
N1，N2分别为第一维和第二维的天线个数：
O1和O2分别为第一维和第二维的过采样率；
s1和s2分别为第一维波束组间隔和第二维波束组间隔。
进一步地，利用所述第二类反馈反馈所述CSI时，所述方法包括：当前为config2，3，4时，对层二～层四均去除W2波束选择码字以满足码字个数要求。
进一步地，利用所述第二类反馈反馈所述CSI时，所述方法包括：若当前为config2，3，4时，先对层二去掉W2的co-phasing码字，若不满足码字个数要求，则进一步去除部分波束选择码字直到满足所述码字个数要求；再对层三～层四去掉W2波束选择码字。
进一步地，所述码字个数要求如下：
本发明可最大程度的利用原协议中的PUCCH反馈类型，进行CSI上报，并且较小的影响预编码性能，方便的实现周期上报PMI信息。
附图说明
图1为现有技术中PUCCH第一类反馈submode1的反馈图样；
图2为现有技术中PUCCH第一类反馈submode2的反馈图样；
图3为现有技术中PUCCH第二类反馈的反馈图样1；
图4为现有技术中PUCCH第二类反馈的反馈图样2；
图5为本发明实施例1提出的子采样处理流程图；
图6为本发明实施例2提出的子采样处理流程图：
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；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组合。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。
本发明的一个实施例提出一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法，包括：当需要反馈的信道状态信息CSI中的预编码矩阵指示PMI信息超出PUCCH所能承载的比特时，通过物理上行控制信道PUCCH子采样减少所述PMI的反馈比特个数；利用现有的PUCCH反馈类型反馈所述CSI。
在一个可选实施例中，通过PUCCH子采样减少所述PMI的比特个数包括：对于长期PMI，在垂直维度和/或水平维度上分别从全部波束组集合中选择部分子集；对于短期PMI，通过减少co-phasing个数和波束选择个数。
在一个可选实施例中，现有的PUCCH反馈类型包括第一类反馈submode1、第一类反馈submode2和第二类反馈。
在一个可选实施例中，利用所述第一类反馈submode 1反馈所述CSI时，所述方法包括：去掉W1中重叠波束；判断是否满足码字个数要求；若不满足则进行子采样，直至满足所述码字个数要求结束所述子采样；所述子采样规则包括：首先判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否满足需要，若满足则只对其中一维码字子抽样，否则对两维码字均进行子抽样；所述一次子抽样指对某一维的码字进行抽样，抽样因子为2，即每隔两码字取一码字；获得子采样后不同秩下的W1码本。
在一个可选实施例中，所述码字个数要求如下：
RI 8天线 12天线 16天线
1 8 16 16
2 8 16 16
3 2 8 8
4 2 8 8
5 2 2 2
6 2 2 2
7 2 2 2
8 1 1 1
RI和W1的联合编码比特个数 5bit 6bit 6bit
在一个可选实施例中，利用所述第一类反馈submode 2反馈所述CSI时，所述方法包括：
秩大于4时不反馈比特，当上报CSI为层一～层四时，判断W1和W2总码字个数是否满足码字个数要求；
若不满足，则先对W2进行子采样，若仍不满足，再对W1进行子采样；
所述对W2进行子采样包括：若当前为config2，3，4，首先判断去除W2波束选择码字是否满足所述码字个数要求：若满足则固定W2中某一列波束；否则再判断层一保留1，j两个co-phase码字、层二保留1的co-phase码字后是否满足所述码字要求：若层一不满足，则保留1的co-phase码字；
所述对W1进行子采样包括：首先去掉W1中重叠波束，若仍不满足码字个数要求，则判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否满足需要：若满足则只对其中一维码字子抽样，否则对两维码字均进行子抽样。
在一个可选实施例中，所述码字个数要求如下：
其中，
N1，N2分别为第一维和第二维的天线个数：
O1和O2分别为第一维和第二维的过采样率；
s1和s2分别为第一维波束组间隔和第二维波束组间隔。
在一个可选实施例中，利用所述第二类反馈反馈所述CSI时，所述方法包括：当前为config2，3，4时，对层二～层四均去除W2波束选择码字以满足码字个数要求。
在一个可选实施例中，利用所述第二类反馈反馈所述CSI时，所述方法包括：若当前为config2，3，4时，先对层二去掉W2的co-phasing码字，若不满足码字个数要求，则进一步去除部分波束选择码字直到满足所述码字个数要求；再对层三～层四去掉W2波束选择码字。
在一个可选实施例中，所述码字个数要求如下：
下面分别给出CSI上报类型A通过PUCCH的上报格式。
PUCCH所能承载的bit受限，而CSI上报类型A中长期PMI也称为第一PMI(包含水平和垂直PMI，分别指示两个维度的码字,记为i1,1，i1,2)，短期PMI称为第二PMI，记i2。比原版本中的比特数增加，已经不能按照原格式进行上报。所以下面给出下述解决方案：
天线配置用(N1,N2)表示，第一维N1行天线组，第一维N2列天线组，每个天线组包含两根双极化天线。如8天线时(N1,N2)＝(2,2)，12天线时(N1,N2)＝{(2,3),(3,2)}，16天线时(N1,N2)＝{(2,4),(4,2),(8,1)}。
第一维和第二维的过采样率表示为O1和O2
第一维波束组间隔和第二维波束组间隔表示为s1和s2
第一维和第二维波束组内波束个数表示为L1和L2
实施例1：通过PUCCH 1-1 submode 1上报类型A的反馈方式
由于PUCCH 1-1 submode 1的上报包含RI与W1的联合编码，RI需要3bit，不同RI情况下的W1中码字个数为共需要比特表示，很明显超出PUCCH可承载的比特个数。现通过子采样减少W1中候选码字个数，以便于通过PUCCH 1-1 submode 1进行上报。
请参照图5，子采样进行了下述四步操作，获得不同秩下的W1码本：
步骤一、去掉W1中重叠波束，即保留的波束集中的波束与相邻波束无重叠。此时W1中的剩余码字个数为即第一维度码字个数为第二维度码字个数为
步骤二、判断是否满足小于下表中码字个数要求。下表规定了8，12，16天线下RI和W1的联合编码比特个数最大为{K8,K12,K16}。进一步的，{K8,K12,K16}取值为{5，6，6}，即8天线中RI和W1的联合编码最多用5bit表示，12天线中RI和W1的联合编码最多用5bit表示，16天线中RI和W1的联合编码最多用6bit表示。进一步的，下表规定了在某天线配置情况下，不同秩下W1的个数要求。
RI 8天线 12天线 16天线
1 8 16 16
2 8 16 16
3 2 8 8
4 2 8 8
5 2 2 2
6 2 2 2
7 2 2 2
8 1 1 1
总共所需要的bit个数 5bit 6bit 6bit
步骤三、若不满足则进行子采样，子采样的操作规则为：
首先判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否可满足需要，若可以满足需要，则只对其中一维码字子抽样；否则对两维码字均进行子抽样。
一次子抽样指对某一维的码字进行抽样，抽样因子为2，即每隔两码字取一码字。一次子抽样可使总码字个数减半。
然后判断是否满足表中的码字个数要求，若不满足则仍进行上一步，直到满足。此时得到第一维和第二维的子采样因子为f1和f2。
步骤四、得到子采样后的码本。
以PUCCH 1-1 submode 1中上报8天线CSI的内容例：
8天线配置为(N1,N2)＝(2,2)，且第一维和第二维波束组中波束个数为(L1,L2)＝(4,2)，给出了两种过采样率(O1,O2)＝{(4,4),(8,8)}情况分析，且波束组间隔s1和s2可有两种不同配置s1＝s2＝1(config1)和s1＝s2＝2(config 2,3,4)。
当(f1,f2)＝(4,2)
去掉W1中重叠波束，即保留的波束集中的波束与相邻波束无重叠。
明显，(O1,O2)＝(4,4)时的config1,2,3,4均可满足需求，不再进行下一步；而其它情况均不满足，继续进行子采样，最终得到的码字索引为：
即通过PUCCH 1-1 Submode 1最多用5bit上报8天线的RI和W1的联合编码。
实施例2：通过PUCCH 1-1 submode 2上报类型A的反馈方式
由于PUCCH 1-1 submode 2的上报包含W1和W2的联合编码，对于秩为1时最多可承载7bit，当秩大于1时最多可承载4bit。不同RI情况下的W1中码字个数为共需要比特，W2根据config和秩不同所需要bit也不同,rank1,2，3，4时需要2－4bit，秩大于4时不需要反馈比特。很明显W1和W2的联合编码超出PUCCH可承载的比特个数。
现通过子采样减少W1和W2中候选码字个数，以便于通过PUCCH 1-1submode 2进行上报。
请参照图6，子采样进行如下操作，获得不同秩下的W1和W2联合码本。
秩大于4时不需要反馈比特，当上报CSI为层一～层四时，判断W1和W2总码字个数是否满足下表中不同秩情况下的最大可承载bit。若满足则不需要进行子采样；否则需要对W1和W2进行子采样。
子采样的规则：
若当前为config2，3，4时，首先判断若去除W2波束选择码字是否可满足下表；若可以满足则固定W2中某一列波束如固定第一列波束；否则进行下一步；
层一和层二时去掉下述co-phasing的码字后判断是否满足：层一保留1，j两个co-phase码字，层二保留1的co-phase码字。若层一仍不满足则保留1的co-phase码字。若仍不满足则进行下一步处理；
去掉W1的重复波束和子采样，其过程与实施例1相似，不同之处在于可允许的bit数取值参照下表进行判断。
以PUCCH 2-1 submode 2上报16天线的CSI为例：
以16天线配置(N1,N2)＝(4,2)，(O1,O2)＝(8,4)为例，波束组间隔有两种不同配置s1＝s2＝1(config1)和s1＝s2＝2(config 2,3,4)，子采样前的bit个数。
进行子采样后的码本所需要的比特个数。
实施例3：通过PUCCH 2-1上报类型A的反馈方式
PUCCH 2-1中当PTI＝1时，要上报subband CQI,subband W2，当秩大于1时只能最多承载2bit的子带W2。但是目前W2在RANK2－RANK4时，config2，3，4的场景下最多需要4bit，所以需要对此时的W2进行子采样，满足如下码字个数要求：
W2子采样方式一：层二～层四均去除W2波束选择码字。
以PUCCH 2-1上报的16天线CSI为例
i2的索引 config2 config3 config4
rank2 0-3 0-3 0-3
rank3 0-3 0-3 0-3
rank4 0-3 0-3 0-3
W2子采样方式二：层二去掉W2的co-phasing码字，若不满足则进一步去除部分波束选择码字直到满足码字个数要求；层三～层四去掉W2波束选择码字。
以PUCCH 2-1上报的16天线CSI
config2 config3 config4
rank2 0，8，16，22 0，8，18，24 0，4，8，12
rank3 0-3 0-3 0-3
rank4 0-3 0-3 0-3
通过上述各实施例可以看出，本发明PUCCH通过子采样(sub-sampling)减少第一PMI和第二PMI的比特个数：第一PMI可从全部波束组集合中选择其中部分子集，具体可通过设置一个波束子采样因子，如每两个相邻波束组只选择其中一个，即减少第一PMI的候选集合中码字的个数，如此可降低第一PMI的反馈比特，两维度均可进行上述处理；第二PMI可通过减少co-phasing个数和波束选择个数减少反馈比特数。
本发明提供了在FDMIMO场景下所需要反馈的PMI信息超出PUCCH所能承载的比特时，如何利用原反馈原格式进行上报的方案，通过对长期码本和短期码本进行子采样处理，可最大程度的利用原协议中的PUCCH反馈类型，进行CSI上报，并且较小的影响预编码性能，方便的实现周期上报PMI信息。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：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 (10)

1.一种多输入输出系统中反馈信道状态信息的方法，其特征在于，包括：
当需要反馈的信道状态信息CSI中的预编码矩阵指示PMI信息超出PUCCH所能承载的比特时，通过物理上行控制信道PUCCH子采样减少所述PMI的反馈比特个数；利用现有的PUCCH反馈类型反馈所述CSI。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过PUCCH子采样减少所述PMI的比特个数包括：
对于长期PMI，在垂直维度和/或水平维度上分别从全部波束组集合中选择部分子集；
对于短期PMI，通过减少co-phasing个数和波束选择个数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述现有的PUCCH反馈类型包括第一类反馈submode1、第一类反馈submode2和第二类反馈。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述第一类反馈submode1反馈所述CSI时，所述方法包括：
去掉W1中重叠波束；
判断是否满足码字个数要求；
若不满足则进行子采样，直至满足所述码字个数要求结束所述子采样；
所述子采样规则包括：首先判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否满足需要，若满足则只对其中一维码字子抽样，否则对两维码字均进行子抽样；所述一次子抽样指对某一维的码字进行抽样，抽样因子为2，即每隔两码字取一码字；
获得子采样后不同秩下的W1码本。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述码字个数要求如下：
RI 8天线 12天线 16天线 1 8 16 16 2 8 16 16 3 2 8 8 4 2 8 8 5 2 2 2 6 2 2 2 7 2 2 2 8 1 1 1 RI和W1的联合编码比特个数 5bit 6bit 6bit 。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述第一类反馈submode 2反馈所述CSI时，所述方法包括：
秩大于4时不反馈比特，当上报CSI为层一～层四时，判断W1和W2总码字个数是否满足码字个数要求；
若不满足，则先对W2进行子采样，若仍不满足，再对W1进行子采样；
所述对W2进行子采样包括：
若当前为config2，3，4，首先判断去除W2波束选择码字是否满足所述码字个数要求：若满足则固定W2中某一列波束；否则再判断层一保留1，j两个co-phase码字、层二保留1的co-phase码字后是否满足所述码字要求：若层一不满足，则保留1的co-phase码字；
所述对W1进行子采样包括：
首先去掉W1中重叠波束，若仍不满足码字个数要求，则判断只对其中一维码字进行一次子抽样是否满足需要：若满足则只对其中一维码字子抽样，否则对两维码字均进行子抽样。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述码字个数要求如下：
其中，
N1，N2分别为第一维和第二维的天线个数；
O1和O2分别为第一维和第二维的过采样率；
s1和s2分别为第一维波束组间隔和第二维波束组间隔。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述第二类反馈反馈所述CSI时，所述方法包括：
当前为config2，3，4时，对层二～层四均去除W2波束选择码字以满足码字个数要求。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述第二类反馈反馈所述CSI时，所述方法包括：
若当前为config2，3，4时，先对层二去掉W2的co-phasing码字，若不满足码字个数要求，则进一步去除部分波束选择码字直到满足所述码字个数要 求；再对层三～层四去掉W2波束选择码字。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述码字个数要求如下：
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