CN107078993A - 一种获取下行信道信息的方法、装置以及网络侧设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供获取下行信道信息的方法、装置以及网络侧设备，方法包括：对周期内N个子周期中各子周期的M个CSI‑RS进行预编码加权；每一子周期为承载发射M个CSI‑RS的测量导频子帧数；将各子周期加权后的M个CSI‑RS发送给UE；接收UE发送的对应各子周期的M个CSI‑RS的M个PMI和M个CQI；M个PMI和M个CQI是UE基于预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合对加权后的M个CSI‑RS进行测量得到的；根据各子周期的M个CQI获得UE的M个下行信道的信噪比；根据各子周期的M个PMI和预编码加权的权值获得M个等效码本；根据M个下行信道的信噪比和M个等效码本获得协方差矩阵。

Description

一种获取下行信道信息的方法、装置以及网络侧设备 技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种获取下行信道信息的方法、装置以及网络侧设备。
背景技术
多用户多输入多输出(英文：Multi-User Multi-input Multi-output；简称：MU-MIMO)技术，无论是在遮挡和反射较丰富的非视距(英文：Non Line of Sight，简称：NLOS)室外传统宏站场景，还是在遮挡和反射较少的室内视距(英文：Line of Sight，简称：LOS)直射场景(如分布式MIMO)都有着广泛的应用。
在MU-MIMO系统中,当多个用户在相同的时频资源上传输数据时，每个用户不但接收到基站发送给自己的数据流，还会接收到其他用户的干扰信号。为有效抑制用户间的干扰，提升系统容量和频谱效率，一种有效的解决方案就是波束赋形(英文：Beamforming，简称：BF)技术，即基站侧在数据发射之前先使用预先设计好的波束赋形向量进行加权，使得基站发送该用户的数据时天线方向图的主瓣对准用户方向，而零值点对准干扰方向，提升用户设备(英文：User Equipment，简称：UE)来波方向的信噪比，达到抑制干扰的目的。
而要设计波束赋形向量在干扰用户的零空间内，基站侧需要知道用户的下行信道信息。
对于上下行链路不对称的频分双工(英文：Frequency Division Duplex，简称：FDD)系统，基站无法通过上行信道获取下行信道信息。
对于只有一根天线参与上行发射、两根天线参与下行接收的时分双工(英文：Time Division Duplex，简称：TDD)系统，由于上下行信道的互易性，基站可通过测量上行信道获取一半的下行信道信息，而无法获取TDD系统中 完整的下行信道信息。
发明内容
本申请提供一种获取下行信道信息的方法、装置以及网络侧设备，用以解决现有技术中网络侧设备无法获取用户的下行信道信息的技术问题。
本申请第一方面提供了一种获取下行信道信息的方法，包括：
网络侧设备对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；
所述网络侧设备将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；
所述网络侧设备接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI，其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合分别对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
所述网络侧设备根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比；
所述网络侧设备根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权的权值获得M个等效码本；
所述网络侧设备根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述UE的下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，在所述网络侧设备接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，所述方法还包括：
所述网络侧设备发送所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给所述UE。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，若N大于或等于2，在所述网络侧设备将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，所述方法还包括：
所述网络侧设备对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；
所述网络侧设备根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比，包括：
根据各所述子周期中的M个CQI和各所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；
获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式货第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述下行信道的协方差矩阵之后，所述方法还包括：
所述网络侧设备根据所述协方差矩阵对所述UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
本申请第二方面提供一种获取下行信道信息的装置，包括：
处理单元，用于对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；
发送单元，用于将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；
接收单元，用于接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI；其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码 本的集合对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
所述处理单元还用于：根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比；根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权的权值获得M个等效码本；根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述发送单元还用于：在所述接收单元接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，发送所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给所述UE。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，当N大于或等于2时，所述处理单元还用于：在所述发送单元将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；
根据各所述子周期中的M个CQI和各所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：根据所述协方差矩阵对所述UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式至第二方面的第三种可能的实现方式中的任意一种，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述装置为基站。
本申请第三方面提供一种网络侧设备，包括：
处理器，用于对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的 CSI-RS数量；
发送器，用于将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；
接收器，用于接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI，其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合分别对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
所述处理器还用于：根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比；根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权的权值获得M个等效码本；根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述下行信道的协方差矩阵。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述发送器还用于：在所述接收器接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，发送所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给所述UE。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，若N大于或等于2，所述处理器还用于：在所述发送器将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；
根据各所述子周期中的M个CQI和各所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式或第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述处理器还用于：根据所述协方差矩阵对所述UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式至第三方面的第三种可能的实现方式中的任意一种，在第三方面的第四种可能的实现方式中，所 述网络侧设备为基站。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本申请实施例中，网络侧设备发给UE的CSI-RS是经过预编码加权的，并且UE在对CSI-RS进行测量时，是基于预定天线数量对应的秩为1的码本的集合进行测量的，即进行码本约束，所以测量得到的PMI也是具有码本约束的，在秩为1的码本约束下，网络侧设备能够根据CQI计算出UE的下行信道的信噪比，根据UE测量的PMI和预编码加权的权值获得等效码本，进而根据等效码本和信噪比获得下行信道的协方差矩阵。因此，通过本申请中的方法，即可以在多种场景下获取到用户设备的下行信道的协方差矩阵。进而，可以根据协方差矩阵进行后续的多种信号处理。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种获取下行信道信息的方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种单用户双流及小时延场景下的BF权值的计算示意图；
图3为本申请实施例提供的一种单用户双流及大时延场景下的BF权值的计算示意图；
图4为本申请实施例提供的一种单用户双流及小时延场景下的BF加权发射的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种多用户及小时延场景下的BF权值的计算示意图；
图6为本申请实施例提供的一种多用户及大时延场景下的BF权值的计算示意图；
图7为本申请实施例提供的一种多用户及小时延场景下的BF加权发射的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种获取下行信道信息的装置的功能框图；
图9为本申请实施例提供的一种网络侧设备的系统结构图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种获取下行信道信息的方法、装置以及网络侧设备，用以解决现有技术中网络侧设备无法获取用户的下行信道信息的技术问题。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本文中结合用户设备和/或网络侧设备来描述各种方面。其中，网络侧设备例如为基站。
用户设备，可以是无线终端也可以是有线终端，无线终端可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。无线终端可以经无线接入网(例如，RAN，Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信，无线终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(PCS，Personal Communication Service)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(WLL，Wireless Local Loop)站、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端(Remote Terminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、用户代理(User Agent)、用户设备(User Device)、或用户装备(User Equipment)。
基站(例如，接入点)可以是指接入网中在空中接口上通过一个或多个 扇区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与IP分组进行相互转换，作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)网络。基站还可协调对空中接口的属性管理。例如，基站可以是CDMA中的基站(BTS，Base Transceiver Station)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(NodeB或eNB或e-NodeB，evolutional Node B)，本申请并不限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
请参考图1所示，为本实施例提供的一种获取下行信道信息的方法的流程图。具体来说，该方法包括以下内容：
步骤101：网络侧设备对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号(英文：Channel state information-reference signal，简称：CSI-RS)进行预编码加权；每一子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；
步骤102：网络侧设备将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给UE；
步骤103：网络侧设备接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示(英文：Precoding Matrix Indication，简称：PMI)和M个信道质量指示(英文：Channel Quality Indicator，简称：CQI)；其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
步骤104：网络侧设备根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比(英文：Signal to Interference plus Noise Ratio，简称：SINR)；
步骤105：网络侧设备根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权 的权值获得M个等效码本；
步骤106：网络侧设备根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述UE的下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。
其中，在步骤101中，网络侧设备对周期内各子周期的M个CSI-RS进行预编码加权，具体来说，预编码加权的权值可以是预定的一组矩阵码本，也可以是随机选取的矩阵码本。需要说明的是，不管如何选择预编码加权的矩阵码本，需要保证下面公式(3)中的矩阵T为满秩。
接下来执行步骤102，即网络侧设备将各子周期的加权后的M个CSI-RS发送给UE。在实际运用中，CSI-RS可以承载在测量导频子帧上。每一子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量。
举例来说，以4根发射天线为例，至少需要16个信噪比(步骤104)才能重构出协方差矩阵(步骤106)，所以网络侧设备就需要发送16个连续的CSI-RS子帧给UE，UE才会反馈16个CQI给网络侧设备，所以在4根发射天线的情况下，对CSI-RS的需求的数量为16套。假设一个测量导频子帧可以只承载一套CSI-RS，那么一个子周期就需要连续发送16个测量导频子帧给UE。一个测量导频子帧也可以承载多套不同配置的CSI-RS，那么以4根发射天线为例，假设每个测量导频子帧上承载4套CSI-RS，那么一个子周期就只需要连续发送4个测量导频子帧给UE即可。
进一步，通过在一个测量导频子帧下发多套不同配置的CSI-RS给UE，可以缩短CSI-RS的发射子周期，例如前述例子中CSI-RS发射的子周期就降为原来的1/4。所以也就会缩短在步骤106中重构协方差矩阵的周期，所以重构出的协方差矩阵也能更好的匹配实际信道的变化。
具体来说，预定天线数量可以是网络侧设备实际具有的发射天线数量，也可以是网络侧设备实际具有的发射天线数量中的部分天线。
当在步骤102中，网络侧设备将各子周期的加权后的M个CSI-RS发送给UE之后，UE就基于预定天线数量对应的秩(RANK)为1的预编码码本 的集合对接收到的加权后的M个CSI-RS进行测量，得到对应每个CSI-RS的PMI和CQI。其中，预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合具体可以是由网络侧设备发送给UE的，也可以是协议约定的或者是系统配置的。如果是网络侧设备发送的话，网络侧设备具体可以通过无线资源控制(英文：Radio Resource Control，简称：RRC)信令来发送预编码码本的集合。举例来说，发射天线为4对应的秩为1的预编码码本的集合包括16个码本矩阵。
在进行测量时，UE针对接收到每个CSI-RS都进行测量，那么对应每一个CSI-RS都会测量得到一个PMI和一个CQI。因为UE被进行了预编码码本约束，所以测量得到的PMI表示的矩阵码本也属于预编码码本的集合中的一个。
当测量完成之后，UE就将PMI和CQI上报给网络侧设备，对应的，网络侧设备即执行步骤103。
接下来执行步骤104，即网络侧设备根据接收到的各子周期的M个CQI获得UE的M个下行信道的信噪比。具体来说，以N为1的情况为例，假设为4根发射天线，那么网络侧设备就会接收到16个CQI，其中任意一个CQI称为CQIi，那么对CQIi进行反量化处理就会得到CQIi对应的信噪比ρi，那么经过步骤104之后，就会获得16个信噪比ρi。如果N大于或等于2的话，那么就会获得各子周期的M个信噪比ρi。
接下来介绍步骤105，网络侧设备根据接收到的各子周期的M个PMI和预编码加权的权值获得M个等效码本。具体来说，以N为1的情况为例，假设为4根发射天线，那么网络侧设备就会接收到16个PMI，其中任意一个PMI称为PMIi，利用接收到的PMIi所对应的矩阵码本乘以PMIi所对应的CSI-RS的加权权值即为等效码本如果N大于2或等于2的话，那么就会获得各子周期的M个等效码本但是因为各子周期的M个等效码本相同，所以只保留其中一个子周期的M个等效码本即可。
然后执行步骤106，即网络侧设备根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得UE的下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。 为使本领域技术人员理解本实施例中的方案，下面先介绍本实施例中的方案的实现原理。
当N等于1时，在预定天线数量的秩1的预编码码本的约束下，有公式(1)成立。
其中，为等效码本；R为下行信道的协方差矩阵；σ2为下行信道的噪声功率；H为信道矩阵。
在4根发射天线的情况下，记等效码本为协方差矩阵其中，j为虚数单位，则公式(1)可变形为公式(2)。
其中，在公式(2)中，T表示矩阵的转置。
经过一个子周期之后，则有公式(3)成立。
因为σ2为下行信道的噪声功率，近似为一个恒定的值，因为不会对协方差 矩阵的方向性产生影响，所以在公式(3)的推导过程中直接忽略了σ2。
因为矩阵T满秩，即矩阵T的秩为16，则由公式(3)可得到公式(4)。
因此，当在步骤104中获得16个信噪比ρ0至ρ15，并在步骤105中获得等效码本就可以在步骤106中，根据公式(4)计算出x0至x15，进而获得协方差矩阵R。
当N大于或等于2时，就可以得到N组信噪比ρ0至ρ15，以及N组相同的等效码本然后将每组的信噪比ρ0求平均值，将每组的信噪比ρ1求平均值，直至将每组的信噪比ρ15求平均值，就会得到16个平均信噪比。然后再根据16个平均信噪比和16个等效码本就可获得N个子周期组成的周期内的协方差矩阵。
由此可见，在本申请实施例中，网络侧设备发给UE的CSI-RS是经过预编码加权的，并且UE在对CSI-RS进行测量时，是基于预定天线数量对应的秩为1的码本的集合进行测量的，即进行码本约束，所以测量得到的PMI也是具有码本约束的，在秩为1的码本约束下，网络侧设备能够根据CQI计算出UE的下行信道的信噪比，根据UE测量的PMI和预编码加权的权值获得等效码本，进而根据等效码本和信噪比获得下行信道的协方差矩阵。因此，通过本申请中的方法，即可以在多种场景下获取到用户设备的下行信道的协方差矩阵。进一步，网络侧设备可以根据重构的协方差矩阵进行其他方面的数据处理，例如BF加权，用户配对等，本申请不作限定。
可选的，为了减小CQI量化导致的根据CQI获得的信噪比的偏差，提高重构的协方差矩阵的精准度，在N大于或等于2的情况下，在步骤102之前，该方法还包括对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权。具体来说，就是对将要发送给UE的CSI-RS除了进行预编码加权外，还乘以功控因子。可选的，各子周期对应的功控因子不同。在该种情况下，步骤102中的加权后的M个CSI-RS即为既进行了预编码加权又 进行了功控因子加权后的M个CSI-RS。
在这种情况下，步骤104包括：根据各子周期中的M个CQI和各子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
举例来说，假设N等于3，步骤101中的周期包括子周期T0，子周期T1，子周期T2。在子周期T0，功控因子为λ0。在子周期T1，功控因子为λ1。在子周期T2，功控因子为λ2。同样以4根发射天线为例。
在子周期T0中，当网络侧设备接收到UE反馈的CQI0 i时，进行反量化处理获得下行信道的信噪比ρ0 i。其中，i取值为0至15，上标0表示子周期T0。然后再用ρ0 i除以功控因子λ0，就得到真实信噪比如此可以获得子周期T0内的16个真实的信噪比。采用同样的方法处理子周期T1中的CQI1 i，得到真实的信噪比其中，上标1表示子周期T1。同样的，处理子周期T2中的CQI2 i，得到真实的信噪比其中，上标2表示子周期T2。如此便获得了各子周期对应的16个真实的信噪比。
然后，获得各子周期对应的16个信噪比中的每个信噪比的平均信噪比作为UE的16个下行信道的信噪比。具体来说，在T0T1T2组成的大周期内，第i个信噪比ρi为
进一步，根据使用场景不同，步骤103会稍有不同，即UE向网络侧设备反馈CQI的方式稍有不同。具体来说，在LOS单径或小时延扩展场景下，信道衰落较平坦，频域上不同子载波经历的信道响应大致相同，在UE侧进行CQI测量时，可通过物理上行控制信道(英文：Physical Uplink Control Channel，简称：PUCCH)进行全带CQI上报。那么在步骤104重构出的信噪比为全带宽的信噪比，在步骤106中重构出的协方差矩阵为全带宽的信道协方差矩阵。而在NLOS、多径时延扩展场景下，信道的频率选择性衰落较严重，频域上各自在比经历的信道响应差异较大。因此，UE需要反馈各子带的CQI给网络侧 设备。受制于反馈信息量较大，可以通过物理上行共享信道(英文：Physical Uplink Shared Channel，简称：PUSCH)进行随路反馈。对应的，网络侧设备就会收到各子周期的每个子带的M个CQI。因此，在步骤104中，通过每个子带的CQI可以获得每个子带的信噪比，在步骤106中，根据每个子带的信噪比和等效码本可以获得下行信道的每个子带的协方差矩阵。
进一步，如前所述，当在步骤106中获得UE的下行信道的协方差矩阵之后，协方差矩阵可以有多种用途，如对发送给UE的下行数据进行BF加权。利用协方差矩阵对下行数据进行加权，一种可能的实现方式为选取协方差矩阵最大特征值对应的特征向量作为加权的权值，如此可以使得网络侧设备发送下行数据给目标UE时，天线方向图的主瓣方向对准该目标UE，二零点值对准干扰方向，这样就可以有效地抑制干扰，提升目标UE的信噪比。干扰得到抑制之后，网络侧设备就可以通过下行控制信道指示各UE占用相同的时频资源，实现多用户的时频资源复用，提升系统容量。当网络侧设备具有4根发射天线时，最多可以实现4用户的复用，也可以实现单用户双流。
在实际运用中，利用协方差矩阵对下行数据进行加权，还可以是其他的实现方式，例如：迫零准则，本部分内容为本领域技术人员所熟知的内容，在此不再赘述。
以下分别举几个具体的实例介绍利用协方差矩阵进行BF加权的具体实施过程。
第一例，场景：2R终端，即4×2MIMO场景，即网络侧设备具有4根发射天线，UE具有两根接收天线。基于解调参考(英文：Demodulation Reference Signal，简称：DMRS)的传输模式(英文：(Transmission Mode，简称：TM)8/9、单用户双流、2层SU-MIMO BF系统。每个码字映射到1层，两个码字在相同的时频资源上传输，其中，在下行发射流程中，其中一项便是BF加权。
要进行BF加权，就要计算BF权值。BF权值由下行信道的协方差矩阵R计算得到。而协方差矩阵R具体例如是通过前述所描述的方法得到的。其中， 计算权值的方式例如为前述所描述的方式中的一种。由于在多径时延较小的场景和多径时延扩展较大的场景下，CQI的反馈方式不同，导致重构的R有全带和子带之分，因此BF权值的计算也随之不同。
如图2所示，假设网络侧设备要向UE发送两个码字S0和S1，那么就要计算出对应两个码字的每根天线的权值Wi0和Wi1，在这里，因为有4根发射天线，所以i取值为0至3。通过R计算每根天线的权值，假设码字S0对应的BF权值分别为w00,w10,w20,w30，码字S1对应的BF权值分别为w01,w11,w21,w31。
如图3所示，多径时延扩展较大场景，需根据各子带的信道协方差矩阵R，计算各子带的BF权值。假设如前述所描述，在步骤106中计算获得各子带的协方差矩阵为R0至Rn，BF权值分别为W0 i0至Wn in。其中，i取值为0至3，n为大于或等于2的整数。f表示频域。
请继续参考图3所示，在子带1，码字0对应的BF权值为码字1对应的BF权值为以此类推，在子带n，码字0对应的BF权值为码字1对应的BF权值为
当计算出BF权值之后，就进行BF加权发射。如图4所示，为小时延场景下，码字S0和S1的BF加权发射示意图。码字S0与四个BF权值W00,W10,W20,W30进行加权运算，码字S1与四个BF权值W01,W11,W21,W31进行加权运算，然后再相加，分别在四根物理天线上发送。其中，在图4中，网络侧设备的天线图的主瓣(实线)对准用户设备UE0的其中一根接收天线，网络侧设备的天线图的主瓣(虚线)对准UE0的另一根接收天线。UE0通过两个物理接收天线分别接收码字S0和码字S1。
对于多径时延扩展较大的场景，各子带的BF加权方式与小时延场景相同，就不再赘述。
第二例，4根发射天线，多用户配对场景，根据配对用户个数、码字个数以及每个码字映射的层数不同，可分为如下几种子场景。
首先是两用户配对。例如UE0、UE1配对。在这种情况下，可以基于两个用户的PMI(步骤103中获得)是否正交或准正交来进行配对。也可以是基于步骤106中获得的协方差矩阵的特征向量的相关性门限来进行配对。也可以是基于用户的调度优先级来配对。也可以是基于BF的容量最大化准则来选择配对用户。当然，在实际运用中，也可以采用其他算法来进行用户配对，该部分为本领域技术人员所熟知的内容，在此不再赘述。两用户配对的场景有以下6种。第一种，2层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到1层；UE1单码字，映射到1层。第二种，3层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到2层；UE1单码字，映射到1层。第三种，4层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到2层；UE1单码字，映射到2层。第四种，3层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到1层；UE1双码字，每个码字映射到1层。第五种，4层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到2层；UE1双码字，每个码字映射到1层。第六种，4层MU-MIMO场景，即UE0双码字，每个码字映射到1层；UE1双码字，每个码字映射到1层。
其次是三用户场景，例如用户UE0、UE1和UE2进行配对。在这种情况下，可以是基于步骤106中获得的协方差矩阵的特征向量的相关性门限来进行配对。也可以是基于用户的调度优先级来配对。也可以是基于BF的容量最大化准则来选择配对用户。当然，在实际运用中，也可以采用其他算法来进行用户配对，该部分为本领域技术人员所熟知的内容，在此不再赘述。
不管是基于哪种配对方式，三用户配对的场景有以下三种。第一种，3层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到1层；UE1单码字，映射到1层；UE2单码字，映射到1层。第二种，4层MU-MIMO场景，即UE0单码字，映射到2层；UE1单码字，映射到1层；UE2单码字，映射到1层。第三种，4层MU-MIMO场景，即UE0双码字，每个码字映射到1层；UE1单码字，映射到1层；UE2单码字，映射到1层。
然后是四用户配对。例如是UE0、UE1、UE2和UE3。在这种情况下，只有一种配对方式，即每用户单码字，码字映射到1层，为4层MU-MIMO 场景。
下面以两用户配对且每个用户两个码字，每个码字映射到2层的4层MU-MIMO为例，说明该在场景下，BF权值的计算和BF加权发射。
如图5所示，为小时延扩展场景下，每个用户的每个码字的每天线的全带BF权值的计算示意图。首先，例如前述图1及其实施例所描述的方法获得用户UE0的下行信道的协方差矩阵RUE0，以及用户UE1的下行信道的协方差矩阵RUE1。在小时延扩展场景下，协方差矩阵RUE0和协方差矩阵RUE1均为全带宽的协方差矩阵。UE0的两个码字的四个BF权值为UE1的两个码字的四个BF权值为
如图6所示，为大时延扩展场景下，计算每个用户的每个码字的每天线的各子带的BF权值的示意图。首先，例如前述图1及其实施例所描述的方法获得用户UE0的下行信道的协方差矩阵R0 0至R0 n，BF权值分别为W0 i0n至W0 i1n。用户UE1的下行信道的协方差矩阵为R1 0至R1 n，BF权值为W1 i0n至W1 i1n。其中，i取值为0至3，n为大于或等于2的整数。
如图7所示，为小时延扩展场景下，UE0的两个码字分别与四个BF权值加权相加，UE1的两个码字分别与四个BF权值进行加权相加，然后再将两个用户的四个值分别相加，在四根物理天线上发送。其中，网络侧设备的天线图的主瓣分别对准两个用户的四个接收天线。UE0通过两个接收天线分别接收发送给自己的码字S0和码字S1。UE1通过两个接收天线分别接收发送给自己的码字S0和码字S1。
对于多径时延扩展较大的场景，各子带的BF加权发射与小时延扩展场景相同，所以在此不再赘述。
第三例，4R终端，即UE具有4根接收天线，如果网络侧设备也具有4根发射天线的话，那么4R终端除了可以支持第一例和第二例中描述的各种场景外，还可支持单用户双流、3层/4层单用户双流的BF系统(其中一个码字映射到2层，另一码字映射到1层；或者是两个码字分别映射到2层)。还可支持两用户配对，其中一个用户单流映射到3层，另一个用户单流映射到1 层。4R终端的发射流程与2R终端的发射流程类似，在此不再赘述。
第四例，在本实施例中，网络侧设备具有8根发射天线，全部天线协同发射时，不管是单用户双流还是多用户的BF系统流程与4根发射天线的场景类似。不同的是，8根发射天线时，最小周期会被拉长，例如在4根发射天线时，一个最小周期需要发送16个连续的测量导频子帧，而8根发射天线时，最小周期变为64个连续的测量导频子帧。不过也可以同样采用前述一个测量导频子帧承载多套CSI-RS的方式来缩短发射周期。另外，对CSI-RS进行预编码加权的矩阵码本会不同与4根发射天线的情况，在8根发射天线的情况下，是基于双码本进行预编码加权的。最后，因为预定天线数量变化，所以预编码码本集合也会发生变化，而且是由高层对UE进行码本约束。
在8根发射天线场景下，如果是部分天线协同发射时，例如只有天线0至天线3为UE服务时，可以只获取天线0至天线3的下行信道信息，便可实现BF加权的下行发射。这样不仅能够大幅降低重构下行信道信息的计算复杂度，还能大大缩短测量导频子帧的发射周期。
基于同一发明构思，本申请一实施例中还提供一种获取下行信道信息的装置，图8所示的装置涉及到的术语的含义以及具体实现，可以参考前述图1至图7以及实施例的相关描述。
请参考图8所示，该装置包括：处理单元201，用于对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；发送单元202，用于各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；接收单元203，用于接收UE发送的对应各子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI；其中，M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；处理单元201还用于：根据各所述子周期的M个CQI获得UE的M个下行信道的信噪比；根据各所述子周期的M个PMI和预 编码加权的权值获得M各等效码本；根据M个下行信道的信噪比和M个等效码本获得下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。
进一步，发送单元202还用于：在接收单元203接收UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RSM个PMI和M个CQI之前，发送预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给UE。
可选的，当N大于或等于2时，在发送单元202将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，处理单元201还用于：对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；根据各所述子周期中的M个CQI和各所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
结合以上各实施例，处理单元201还用于：根据协方差矩阵对UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
结合以上各实施例，所述装置例如为基站。
前述图1实施例中的获取下行信道信息的方法中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的获取下行信道信息的装置，通过前述对获取下行信道信息的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中获取下行信道信息的装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
基于同一发明构思，本实施例还提供一种网络侧设备，图9所示的网络侧设备涉及到的术语的含义以及具体实现，可以参考前述图1至图7以及实施例的相关描述。
请参考图9所示，为本实施例中网络侧设备的系统结构图。该网络侧设备包括：处理器301、发送器302、接收器303、存储器304和输入输出(I/O)接口305。处理器301具体可以是通用的中央处理器(CPU)，可以是特定应用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路。I/O接口305可以连接到键盘，鼠标，触摸屏设备，语音激活输入模块，显示屏、摄像头等。存储器304的 数量可以是一个或多个。存储器304可以包括只读存储器(英文：Read Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)和磁盘存储器。这些存储器、接收器303和发送器302通过总线与处理器301相连接。接收器303和发送器302用于与外部设备进行网络通信，具体可以通过以太网、无线接入网、无线局域网等网络与外部设备进行通信。接收器303和发送器302可以是物理上相互独立的两个元件，也可以是物理上的同一个元件。
存储器304中可以存储指令，处理器301可以执行存储器304中存储的指令。
具体来说，处理器301，用于对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；发送器302，用于将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；接收器303，用于接收UE发送的对应各所述子周期的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI；其中，M个PMI和M个CQI是UE基于预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合对加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；处理器301还用于：根据各所述子周期的M个CQI获得UE的M个下行信道的信噪比；根据各所述子周期的M个PMI和预编码加权的权值获得M个等效码本；根据M个下行信道的信噪比和M个等效码本获得下行信道的协方差矩阵。
进一步，发送器302还用于：在接收器303接收UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，发送预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给UE。
可选的，当N大于或等于2时，在发送器302将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，处理器301还用于：对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；根据各所述子周期中的M个CQI和个所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的 M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
结合以上各实施例，处理器301还用于：根据协方差矩阵对UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
本实施例中的网络侧设备例如为基站。
前述图1实施例中的获取下行信道信息的方法中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的网络侧设备，通过前述对获取下行信道信息的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中网络侧设备的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本申请实施例中，网络侧设备发给UE的CSI-RS是经过预编码加权的，并且UE在对CSI-RS进行测量时，是基于预定天线数量对应的秩为1的码本的集合进行测量的，即进行码本约束，所以测量得到的PMI也是具有码本约束的，在秩为1的码本约束下，网络侧设备能够根据CQI计算出UE的下行信道的信噪比，根据UE测量的PMI和预编码加权的权值获得等效码本，进而根据等效码本和信噪比获得下行信道的协方差矩阵。因此，通过本申请中的方法，即可以在多种场景下获取到用户设备的下行信道的协方差矩阵。进而，可以根据协方差矩阵进行后续的多种信号处理。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程 和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

  1. 一种获取下行信道信息的方法，其特征在于，包括：
    网络侧设备对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；
    所述网络侧设备将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；
    所述网络侧设备接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI，其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合分别对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
    所述网络侧设备根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比；
    所述网络侧设备根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权的权值获得M个等效码本；
    所述网络侧设备根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述UE的下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。
  2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述网络侧设备接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，所述方法还包括：
    所述网络侧设备发送所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给所述UE。
  3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，若N大于或等于2，在所述网络侧设备将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，所述方法还包括：
    所述网络侧设备对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；
    所述网络侧设备根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比，包括：
    根据各所述子周期中的M个CQI和各所述子周期采用的功控因子获得各所述子周期对应的M个下行信道的信噪比；
    获得各所述子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
  4. 如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述下行信道的协方差矩阵之后，所述方法还包括：
    所述网络侧设备根据所述协方差矩阵对所述UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
  5. 一种获取下行信道信息的装置，其特征在于，包括：
    处理单元，用于对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；
    发送单元，用于将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；
    接收单元，用于接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI；其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
    所述处理单元还用于：根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个下行信道的信噪比；根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权的权值获得M个等效码本；根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码 本获得所述下行信道的协方差矩阵作为所述下行信道信息。
  6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发送单元还用于：在所述接收单元接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，发送所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给所述UE。
  7. 如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，当N大于或等于2时，所述处理单元还用于：在所述发送单元将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；
    根据各所述子周期中的M个CQI和各所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
  8. 如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：根据所述协方差矩阵对所述UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
  9. 如权利要求5-8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为基站。
  10. 一种网络侧设备，其特征在于，包括：
    处理器，用于对周期内的N个子周期中各所述子周期的M个信道状态信息参考信号CSI-RS进行预编码加权；每一所述子周期为承载发射所述M个CSI-RS的测量导频子帧数；其中，N为正整数，M为预定天线数量所需要的CSI-RS数量；
    发送器，用于将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE；
    接收器，用于接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI，其中，所述M个PMI和所述M个CQI是所述UE基于所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合分别对所述加权后的M个CSI-RS进行测量得到的；
    所述处理器还用于：根据各所述子周期的M个CQI获得所述UE的M个 下行信道的信噪比；根据各所述子周期的M个PMI和所述预编码加权的权值获得M个等效码本；根据所述M个下行信道的信噪比和所述M个等效码本获得所述下行信道的协方差矩阵。
  11. 如权利要求10所述的网络侧设备，其特征在于，所述发送器还用于：在所述接收器接收所述UE发送的对应各所述子周期的M个CSI-RS的M个预编码矩阵指示PMI和M个信道质量指示CQI之前，发送所述预定天线数量对应的秩为1的预编码码本的集合给所述UE。
  12. 如权利要求10或11所述的网络侧设备，其特征在于，若N大于或等于2，所述处理器还用于：在所述发送器将各所述子周期的加权后的M个CSI-RS发送给用户设备UE之前，对各所述子周期内的M个CSI-RS采用各所述子周期对应的功控因子进行加权；
    根据各所述子周期中的M个CQI和个所述子周期采用的功控因子获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比；获得各子周期对应的M个下行信道的信噪比中的各信噪比的平均信噪比作为所述UE的M个下行信道的信噪比。
  13. 如权利要求10-12任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述处理器还用于：根据所述协方差矩阵对所述UE的下行数据进行波束赋形加权处理。
  14. 如权利要求10-13任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述网络侧设备为基站。
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