CN107370525B - 用于信道状态信息反馈的方法、基站、终端设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于信道状态信息反馈的方法、基站、终端设备及系统。该方法包括：终端设备接收基站发送的参考信号；所述终端设备根据所述参考信号确定信道状态信息；和所述终端设备向所述基站发送所述信道状态信息，以供所述基站确定预编码矩阵F。所述预编码矩阵F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。与所述C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与所述C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与所述W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。本专利申请可以减少总的导频和CSI反馈开销，进而提高系统吞吐量。

Description

用于信道状态信息反馈的方法、基站、终端设备及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种用于信道状态信息反馈的方法、基站、终端设备及系统。
背景技术
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术的出现，给无线通信带来了革命性的变化。通过在发射端设备和接收端设备上同时部署多根天线，MIMO技术可以同时提供彼此独立的多个信道，数据传输速率因而得到成倍的提升。MIMO技术会采用预编码。在传统的一级预编码结构中，射频通道数与发送天线数相同。
大规模MIMO(Massive MIMO)通过使用大规模数量的天线，可以改善链路质量，提高小区覆盖，并可以提高系统性能，实现频谱效率的显著提升。为了获取大规模天线所能提供的高空间自由度，相关的信道状态信息(Channel State Information，CSI)必须被数据发射端获取，以获取精确的预编码。
在数据发射端天线数不是很多时，导频开销以及CSI反馈量可以得到控制，然而当天线数量较多时，导频开销与CSI的反馈量就会占用大量时频资源，造成可供数据传输的时频资源被压缩，系统吞吐量就会受到很大影响。
发明内容
本专利申请实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于信道状态信息反馈的方法、基站、终端设备及系统，解决现有技术中当数据发射端天线数较多时，影响系统吞吐量的技术问题。
第一方面，本申请的实施例提供一种用于信道状态信息反馈的方法。该方法包括：基站向终端设备发送参考信号；所述基站接收所述终端设备发送的信道状态信息；和所述基站根据所述信道状态信息确定预编码矩阵F。所述预编码矩阵F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。与所述C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与所述C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与所述W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。
在一个可能的设计中，所述基站向所述终端设备发送所述参考信号，包括：所述基站向所述终端设备发送第一级参考信号；所述基站接收所述终端设备发送的所述信道状态信息，包括：所述基站接收所述终端设备发送的所述波束的信息，所述波束的信息是根据所述第一级参考信号确定的；和所述基站根据所述信道状态信息确定所述预编码矩阵，包括：所述基站根据所述波束的信息确定所述第一级预编码矩阵。
在一个可能的设计中，所述基站向所述终端设备发送所述参考信号，包括：所述基站向所述终端设备发送第二级参考信号。所述基站接收所述终端设备发送的所述信道状态信息，包括：所述基站接收所述终端设备发送的所述长时宽带信道信息，所述长时宽带信道信息是根据所述第二级参考信号确定的。所述基站根据所述信道状态信息确定所述预编码矩阵，包括：所述基站根据所述长时宽带信道信息确定所述第二级预编码矩阵。
在一个可能的设计中，所述长时宽带信道信息包括：信道空间相关矩阵的信息。
在一个可能的设计中，所述基站向所述终端设备发送所述参考信号，包括：所述基站向所述终端设备发送第三级参考信号。所述基站接收所述终端设备发送的所述信道状态信息，包括：所述基站接收所述终端设备发送的所述瞬时信道信息，所述瞬时信道信息是根据所述第三级参考信号确定的。所述基站根据所述信道状态信息确定所述预编码矩阵，包括：所述基站根据所述瞬时信道信息确定所述第三级预编码矩阵。
在一个可能的设计中，所述基站向所述终端设备发送所述第一级参考信号，包括所述基站向所述终端设备发送天线端口数为MTXRU的所述第一级参考信号。
在一个可能的设计中，所述基站向所述终端设备发送所述第二级参考信号，包括所述基站向所述终端设备发送天线端口数为MTXRU的所述第二级参考信号。
在一个可能的设计中，所述基站向所述终端设备发送所述第三级参考信号，包括所述基站向所述终端设备发送天线端口数为S的所述第三级参考信号。
第二方面，本专利申请的实施例提供一种用于信道状态信息反馈的方法。该方法包括：终端设备接收基站发送的参考信号；所述终端设备根据所述参考信号确定信道状态信息；和所述终端设备向所述基站发送所述信道状态信息，以供所述基站确定预编码矩阵F。所述预编码矩阵F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵，与所述C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与所述C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与所述W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。
在一个可能的设计中，所述终端设备接收所述基站发送的所述参考信号，包括：所述终端设备接收所述基站发送的第一级参考信号。所述终端设备根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述终端设备根据所述第一级参考信号确定所述波束的信息。所述终端设备向所述基站发送所述信道状态信息，包括：所述终端设备向所述基站发送所述波束的信息。
在一个可能的设计中，所述终端设备接收所述基站发送的所述参考信号，包括：所述终端设备接收所述基站发送的第二级参考信号。所述终端设备根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述终端设备根据所述第二级参考信号确定长时宽带信道信息，所述长时宽带信道信息用于供所述基站获取所述C2。所述终端设备向所述基站发送所述信道状态信息，包括：所述终端设备向所述基站发送所述长时宽带信道信息。
在一个可能的设计中，所述长时宽带信道信息包括：信道空间相关矩阵的信息。
在一个可能的设计中，所述终端设备接收所述基站发送的所述参考信号，包括：所述终端设备接收所述基站发送的第三级参考信号。所述终端设备根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述终端设备根据所述第三级参考信号确定所述瞬时信道信息。所述终端设备向所述基站发送所述信道状态信息，包括：所述终端设备向所述基站发送所述瞬时信道信息。
第三方面，本专利申请的实施例提供一种终端设备。该终端设备包括：接收模块，用于接收基站发送的参考信号；处理模块，用于根据所述参考信号确定信道状态信息；和发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，以供所述基站确定预编码矩阵F。所述预编码矩阵F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。与所述C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与所述C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与所述W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。
在一个可能的设计中，所述参考信号包括第一级参考信号。所述处理模块，用于根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述处理模块用于根据所述第一级参考信号确定所述波束的信息。所述发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，包括：所述发送模块，用于向所述基站发送所述波束的信息。
在一个可能的设计中，所述参考信号包括第二级参考信号。所述处理模块，用于根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述处理模块用于根据所述第二级参考信号确定所述长时宽带信道信息，所述长时宽带信道信息用于供所述基站获取所述C2。所述发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，包括：所述发送模块，用于向所述基站发送所述长时宽带信道信息。
在一个可能的设计中，所述长时宽带信道信息包括：信道空间相关矩阵的信息。
在一个可能的设计中，所述参考信号包括第三级参考信号。所述参考信号包括第三级参考信号。所述处理模块，用于根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述处理模块用于根据所述第三级参考信号确定所述瞬时信道信息。所述发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，包括：所述发送模块，用于向所述基站发送所述瞬时信道信息。
第四方面，本专利申请的实施例提供一种基站。该基站包括：发送模块，用于向终端设备发送参考信号；接收模块，用于接收所述终端设备发送的信道状态信息；和处理模块，用于根据所述信道状态信息确定预编码矩阵F。所述预编码矩阵F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。与所述C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与所述C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与所述W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。
在一个可能的设计中，所述参考信号包括第一级参考信号。所述处理模块，用于根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述处理模块用于根据所述第一级参考信号确定所述波束的信息。所述发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，包括：所述发送模块，用于向所述基站发送所述波束的信息。
在一个可能的设计中，所述参考信号包括第二级参考信号。所述处理模块，用于根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述处理模块用于根据所述第二级参考信号确定所述长时宽带信道信息，所述长时宽带信道信息用于供所述基站获取所述C2。所述发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，包括：所述发送模块，用于向所述基站发送所述长时宽带信道信息。
在一个可能的设计中，所述长时宽带信道信息包括：信道空间相关矩阵的信息。
在一个可能的设计中，所述参考信号包括第三级参考信号。所述处理模块，用于根据所述参考信号确定所述信道状态信息，包括：所述处理模块用于根据所述第三级参考信号确定所述瞬时信道信息。所述发送模块，用于向所述基站发送信道状态信息，包括：所述发送模块，用于向所述基站发送所述瞬时信道信息。
第五方面，本专利申请的实施例提供一种用于信道状态信息反馈的方法，包括：终端设备接收基站发送的第一级参考信号，向所述基站发送第一信道状态信息，所述第一信道状态信息用于指示第一虚拟扇区的信息；所述终端设备在所述第一虚拟扇区的范围，接收基站发送的第二级参考信号，向所述基站发送第二信道状态信息，以使所述基站对所述虚拟扇区进行空间降维，所述第二信道状态信息用于指示长时宽带信道信息；所述终端设备在被空间降维的所述虚拟扇区，接收所述基站发送的第三级参考信号，向所述基站发送第三信道状态信息，所述第三信道状态信息用于指示瞬时信道的信息。
第六方面，本专利申请的实施例提供一种用于信道状态信息反馈的方法，包括：
基站向终端设备发送第一级参考信号，所述基站接收向所述终端设备发送的第一信道状态信息，所述第一信道状态信息用于指示第一虚拟扇区的信息；所述基站在所述第一虚拟扇区的范围，向所述终端设备发送第二级参考信号，接收所述终端设备发送的第二信道状态信息，以对所述虚拟扇区进行空间降维，所述第二信道状态信息用于指示长时宽带信道信息；所述基站在被空间降维的所述虚拟扇区，向所述终端设备发送第三级参考信号，接收所述终端设备发送的第三信道状态信息，所述第三信道状态信息用于指示瞬时信道的信息。
又一方面，本专利申请的实施例提供一种终端设备。该终端设备包括：用于存储指令的存储器、收发器，以及处理器。所述处理器与所述存储器和所述收发器耦合，所述处理器执行所述指令时，所述指令使所述终端设备执行上述第二方面或第六方面的用于信道状态信息反馈的方法
又一方面，本专利申请的实施例提供一种基站。该基站包括：用于存储指令的存储器、收发器，以及处理器。所述处理器与所述存储器和所述收发器耦合，所述处理器执行所述指令时，所述指令使所述终端设备执行上述第一方面或第五方面的用于信道状态信息反馈的方法
结合以上任一方面，在一个可能的设计中，所述C1是NTx×MTXRU矩阵，其中，MTXRU代表所述基站的发送射频通道的数目，NTx代表所述基站的发送天线的数目，MTXRU≤NTx。所述C2是MTXRU×S矩阵，其中，S是第三级预编码处理后的数据的流数，S≤MTXRU。所述W是S×K矩阵，K代表数据传输的流数，K≤S。
又一方面，本发明实施例提供了一种通信系统，该系统包括上述方面所述的基站和终端设备。
再一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述基站所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。
再一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述UE所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。
在本专利申请中所采用预编码矩阵为F＝C1C2W，是一种三级预编码的处理方式。与第三级预编码矩阵W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息，反馈周期比较短。通过与第一级预编码矩阵C1对应的波束信息实现虚拟扇区划分。通过长时宽带信道信息得到第二级预编码矩阵C2，从而进一步降低虚拟扇区的空间维度。这样，极大程度上减少了瞬时信道信息的反馈量，从而减少总的导频和CSI反馈开销，进而提高系统吞吐量。此外，本专利申请可以有效降低基带处理复杂度和射频实现难度。
在本专利申请中，通过第一级预编码矩阵C1实现虚拟扇区划分。通过第二级预编码矩阵C2进一步降低虚拟扇区的空间维度，并使指向终端设备的波束更窄。这样可以极大程度上降低各个终端设备之间收发信号的干扰，进而提高系统吞吐量。
附图说明
为了更清楚地说明本专利申请实施例的技术方案，下面将对本专利申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利申请的一些实施例，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他的附图。
图1是MIMO的应用场景示意图。
图2是MIMO等效信道示意图。
图3是依照本发明一实施例的无线通信网络的示范性示意图。
图4A是依照本发明一实施例的天线阵列的示范性示意图。
图4B是图4A所示天线阵列中第一组天线的示范性示意图。
图4C是图4A所示天线阵列中第二组天线的示范性示意图。
图5是根据本专利申请一个实施例，一种三级预编码过程的示意图。
图6是根据本专利申请一个实施例，基站进行三级预编码过程的示意图。
图7是根据本专利申请一个实施例，一种用于信道状态信息反馈的方法的交互示意图。
图8是根据本专利申请另一个实施例，一种三级CSI-RS的配置与反馈的示意图。
图9是根据本专利申请另一个实施例，一种三级预编码的结构示意图。
图10是根据本专利申请另一个实施例，一种二级预编码的结构示意图。
图11是根据本专利申请一个实施例，一种用于信道状态信息反馈的方法的交互示意图。
图12是根据本专利申请另一个实施例，一种二级预编码的结构示意图。
图13是根据本专利申请另一个实施例，一种二级预编码的结构示意图。
图14是根据本专利申请一个实施例，一种用于信道状态信息反馈的方法的交互示意图。
图15是依照本专利申请一实施例的终端设备的硬件结构示意图。
图16是依照本专利申请一实施例的基站的硬件结构示意图。
图17是依照本发明一实施例的CSI反馈过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本专利申请实施例中的附图，对本专利申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本专利申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利申请保护的范围。
伴随着通信理论和实践的不断发展，越来越多的无线通信技术开始出现并且逐步走向成熟。上述无线通信技术包括但不限于时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)技术、频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)技术、码分多址(CodeDivision Multiple Access，CDMA)技术、时分同步码分多址(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access，TD-SCDMA)、正交频分多址(Orthogonal FDMA，OFDMA)技术、单载波频分多址(Single Carrier FDMA，SC-FDMA)技术、空分多址(Space DivisionMultiple Access，SDMA)技术以及这些技术的演进技术等。上述无线通信技术作为无线接入技术(Radio Access Technology，RAT)被众多无线通信标准所采纳，从而构建出了在今天广为人们所熟知的各种无线通信系统，包括但不限于全球移动通信系统(Global Systemfor Mobile Communications，GSM)、CDMA2000、宽带CDMA(Wideband CDMA，WCDMA)、由802.11系列标准中定义的WiFi、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，WiMAX)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)、LTE升级版(LTE-Advanced，LTE-A)以及这些无线通信系统的演进系统等。如无特别说明，本专利申请实施例提供的技术方案可应用于上述各种无线通信技术和无线通信系统。此外，术语“系统”和“网络”可以相互替换。
图1是MIMO的应用场景示意图。图1示出的应用场景包括发射端设备102和接收端设备104。其中，发射端设备102可以是例如但不限于基站。接收端设备104可以是例如但不限于终端设备。发射端设备102配置有n(n＞1)根发射天线，具体表示为发射天线1～n。接收端设备104配置有m(m＞1)根接收天线，具体表示为接收天线1～m。如此一来，上述n根发射天线和m根接收天线之间共存在m×n个信道，如发射天线1～n与接收天线1～m之间的实线所示(部分信道未示出)。
在理想情况下(例如不考虑噪声)，上述m×n个信道可通过如下信道矩阵来表示：
Figure BDA0000988712780000081
其中，hij(1≤i≤m，1≤j≤n)表示发射天线j与接收天线i之间的信道增益。接收端设备104可通过发射端设备102发射的导频(Pilot)来确定上述信道矩阵。导频也可称为参考信号。
如图2所示，上述m×n个信道可以等效为彼此独立的i个信道。这些信道可以通过多种技术获得，例如预编码(Precoding)技术。传统预编码技术通过预编码矩阵(PrecodingMatrix)来定义波束。具体来说，预编码矩阵的列向量(也称为预编码向量，PrecodingVector)彼此正交，每个列向量对应一个波束。列向量的元素与天线或者天线端口(AntennaPort)一一对应，用于对天线进行加权，从而使天线发射的信号相互叠加形成波束。终端设备的波束数量等于信道矩阵的奇异值的数量，即信道矩阵的秩(Rank)。当部分奇异值过小时，例如低于预设阈值，还可以从上述数量中减去数值过小的奇异值的数量。传统预编码技术使用多个预设的码本来记录预编码矩阵。接收端设备104根据上述信道矩阵，基于预设的选择标准(例如但不限于最大信道容量准则、最小均方误差准则或者最小奇异值准则等)，在多个码本中选择合适的预编码矩阵，其中，每种选择标准有多种算法可供选择。
图3是依照本专利申请一实施例的无线通信网络300的示范性示意图。如图3所示，无线通信网络300包括基站302～306，和终端设备308～322，其中，基站302～306彼此之间可通过回程(backhaul)链路进行通信。基站302～306之间的直线示出了回程链路。回程链路可以是有线回程链路(例如光纤、铜缆)，也可以是无线回程链路(例如微波)。终端设备308～322可通过无线链路与基站302～306通信。基站302～306与终端设备308～322之间的折线示出了无线链路。
基站302～306用于为终端设备308～318提供无线接入服务。具体来说，每个基站都提供一个服务覆盖区域(又可称为蜂窝)。图3中各椭圆区域示出了该服务覆盖区域。进入该区域的终端设备可通过无线信号与基站通信，以此来接受基站提供的无线接入服务。基站的服务覆盖区域之间可能存在交叠，处于交叠区域内的终端设备可收到来自多个基站的无线信号。例如，如图3所示，基站302与基站304的服务覆盖区域存在交叠，终端设备312便处于该交叠区域之内。又例如，如图3所示，基站302～306的服务覆盖区域存在一个共同的交叠区域，终端设备320便处于该交叠区域之内。
依赖于所使用的无线通信技术，基站又可称为节点B(NodeB)，演进节点B(evolvedNodeB，eNodeB)以及接入点(Access Point，AP)等。此外，根据所提供的服务覆盖区域的大小，基站又可分为用于提供宏蜂窝(Macro cell)的宏基站、用于提供微蜂窝(Pico cell)的微基站和用于提供毫微微蜂窝(Femto cell)的毫微微基站。随着无线通信技术的不断演进，未来的基站也可以采用其他的名称。
终端设备308～318可以是具备无线通信功能的各种无线通信设备，例如但不限于移动蜂窝电话、无绳电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、智能电话、笔记本电脑、平板电脑、无线数据卡、无线调制解调器(modulator demodulator modem)或者可穿戴设备如智能手表等。随着物联网(Internet of Things，IoT)技术的兴起，越来越多之前不具备通信功能的设备，例如但不限于，家用电器、交通工具、工具设备、服务设备和服务设施，开始通过配置无线通信单元来获得无线通信功能，从而可以接入无线通信网络，实现远程控制。此类设备因配置有无线通信单元而具备无线通信功能，因此也属于无线通信设备的范畴。此外，终端设备308～318还可以称为移动台、移动设备、移动终端、无线终端、手持设备、客户端等。
基站302～306和终端设备308～322均可配置有多根天线，以支持MIMO技术。此外，基站302与终端设备304～310可采用各种无线通信技术进行通信，例如但不限于上文提到的各种无线通信技术。
应注意，图3所示的无线通信网络300仅用于举例，并非用于限制本专利申请的技术方案。本领域的技术人员应当明白，在具体实现过程中，无线通信网络300还包括其他设备，例如但不限于基站控制器(Base Station Controller，BSC)，同时也可根据具体需要来配置基站和终端设备。
图4A是依照本专利申请一实施例的基站所配置的天线阵列400的示范性示意图。如图4A所示，天线阵列400为一交叉极化天线阵列，该天线阵列具体包含排列N1行N2列的N1×N2个交叉极化天线对402。总的天线数为NTX＝2N1N2。每个交叉极化天线对包含两根天线4022和4024，其中天线4022的极化方向是-45度，天线4024的极化方向是+45度，因此天线4022的极化方向与天线4024的极化方向相差90度，也就是说，这两根天线的极化方向彼此正交。天线阵列400中的天线可以按照极化方向分为两组，第一组天线的极化方向为-45度，包含N1×N2根天线，如图4B所示；第二组天线的极化方向为+45度，同样包含N1×N2根天线，如图4C所示。
图5是根据本专利申请一个实施例，一种三级预编码过程的示意图。图6是根据本专利申请一个实施例，基站进行三级预编码过程的示意图。
三级预编码通过公式表达为：
F＝C1C2W
其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。
与C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。
C1可以为第一级预编码矩阵，具体可以是一个NTx×MTXRU矩阵，MTXRU代表发送端的发送射频通道的数目，NTx代表发送端的发送天线的数目，MTXRU≤NTx。C2可以为第二级预编码矩阵，具体可以是一个MTXRU×S矩阵，S代表经第三级预编码处理后的数据的流数，S≤MTXRU。W可以为第三级预编码矩阵，具体可以是一个S×K矩阵，K是数据传输的流数，可以是层映射后的数据流数，K≤S。
如图5所示，在数据传输时，第三级预编码的输出耦合到第二级预编码的输入，第二级预编码的输出耦合到射频通道的输入，射频通道的输出耦合到第一级预编码的输入，第一级预编码的输出耦合到天线上。
在图5中示出的第一级预编码可以是模拟的。模拟预编码技术将预编码在射频前端实现，其在模拟信号上实现波束成型，通过移相网络技术来改变信号的相位实现不同加权。
第一级预编码C1可以实现虚拟扇区划分。C1可以用于指示虚拟扇区的信息，例如用于指示一个或多个(≤MTXRU)虚拟扇区方向。预先可以设计好一组波束，比如根据信道相关矩阵设计的波束，每个波束形成一个虚拟的扇区。终端设备测量每个波束对应的接收功率，选取接收功率最大的波束。终端设备可以将该波束的信息，例如波束的序号发送给基站，基站根据该选取的波束确定第一级预编码C1。
虚拟扇区可以通过模拟波束赋形(analog beam forming，ABF)来实现。在图6中示出了第一模拟波束赋形ABF1和第二模波束赋形ABF2。当然，还可以有更多的ABF，在图6中未详细示出。每个ABF可以对应一个第一级预编码矩阵C1。
作为一种实现形式，第一级预编码可以通过移相网络来实现。移相网络可以包括多个分流器501、多个移相器503和多个合并器505。在图5中，每个射频通道通过第一级预编码和所有天线相连接，每个天线发送的信号是来自所有射频通道数据的加权和。因此，图5所示的结构也可称为全连接结构。在图5中，移相网络的维度为MTXRU×NTX。
第一级预编码C1的结构形式可以为：
C1＝[v1,v2,…,vS]
其中v1～vS是N x 1列向量，每列对应移相网络中每个射频通道映射到所有发送天线的加权因子。
第二级预编码C2可以是数字的。第二级预编码可以用于虚拟扇区的空间降维，特别适用于发送射频通道(Transmit Radio Unit，TXRU)的数目较大的场景。C2可以用于指示虚拟扇区的空间降维的信息。
如图6所示，对于每个虚拟扇区，可以通过第二级预编码降低空间维度。第二级预编码可以实现动态空间维度降低(dynamic spatial dimension reduction，DSDR)波束赋形，还可以动态指向虚拟扇区的服务范围内的S个主要用户方向。第二级预编码C2可以基于基站所服务终端设备的长时宽带信道统计信息获得。第二级预编码所实现的DSDR波束赋形变化较慢、并可以适用于不同用户的空间方向。下面还将进一步介绍如何确定第二级预编码的矩阵。
由于空间维度的降低，可以减少导频和信道反馈开销。基带处理和射频处理的复杂性也减少了。
第三级预编码W可以是数字的。第三级预编码W可以实现多用户干扰抑制。W可以用于指示多用户干扰抑制的预编码的信息。通过第三级预编码可以实现虚拟扇区内的用户级空间复用。可以根据3GPP(3rd Generation Partnership Project)的标准规定进行确定第三级预编码的矩阵。所不同的是，需要用等价用户信道为
Figure BDA0000988712780000111
来代替目前标准中的信道。
做为一种可以实施的方案，可以通过迫零预编码算法，获得W
Figure BDA0000988712780000112
本专利申请实施例提供的第三级预编码矩阵W，可以对应LTE-Advanced中所引入的双码本结构W＝W1W2中的W2。
在W＝W1W2中，W1为长期和/或宽带码本，用于表征例如整个系统带宽内的信道环境，变化相对缓慢，反馈周期可以很长。W2为短期和/或窄带码本，用于表征例如子带内的信道环境，变化相对较快，反馈周期很短。
假设基站有NTx个发送天线和S(S≤NTx)个发送射频通道，采用三级预编码的方案，数据的预编码过程如下：层映射后的K个数据流先经过第三级预编码处理，例如：将K个数据流与第三级预编码矩阵相乘，生成S(K≤S)个数据流。K个数据流可以是K个基带数字信号流。S个数据流再通过第二级预编码处理，例如：将S个数据流与第二级预编码矩阵相乘，生成MTXRU(S≤MTXRU)个数据流，这MTXRU个数据流通过离散傅里叶逆变换从频域转换为时域，分别被送入MTXRU个射频通道，被转化为MTXRU个模拟数据流。MTXRU个模拟数据流经过第一级预编码的处理，生成NTx个发送数据流，分别由NTx个天线发射出去。
在三级预编码的架构下，本专利申请提出了一种用于信道状态信息反馈的方法。该方法包括如下步骤：
基站向终端设备发送参考信号，终端设备接收基站发送的参考信号。参考信号可以是信道状态信息参考信号(channel state information-reference signal，简称CSI-RS)。终端设备根据参考信号确定信道状态信息。终端设备向基站发送信道状态信息，基站接收该信道状态信息。基站根据所述信道状态信息确定预编码矩阵F。
所述预编码矩阵F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。与所述C1对应的信道状态信息包括波束的信息，与所述C2对应的信道状态信息包括长时宽带信道信息，与所述W对应的信道状态信息包括瞬时信道信息。
图7是根据本专利申请一个实施例，一种用于信道状态信息反馈的方法的交互示意图。如图7所示，该方法包括如下步骤：
701、基站向终端设备发送B组第一级参考信号。用户设备接收基站发送的B组第一级参考信号。第一级参考信号可以是第一级CSI-RS。B为基站的波束的数目，可以事先设计好。基站所发送的第一级CSI-RS对应的天线端口(ports)数为MTXRU。天线端口指用于传输的逻辑端口，与物理天线并不一定存在一一对应的关系。
702、终端设备测量这B组CSI-RS对应的接收功率，确认接收功率最大的那组第一级参考信号所对应的波束。该波束可以指示基站的虚拟扇区的信息。
703、终端设备向基站发送第一级CSI反馈信息。第一级CSI反馈信息可以是所确认的波束信息。基站接收终端设备所确认的波束信息。该波束信息可以通过波束序号的形式来体现。终端设备的发送波束序号的开销是log2(B)比特。
704、基站根据波束序号确定其所对应的第一级预编码矩阵C1。C1是NTx×MTXRU矩阵，其中，MTXRU代表所述基站的发送射频通道的数目，NTx代表所述基站的发送天线的数目，MTXRU≤NTx
705、基站向终端设备发送第二级参考信号。第二级参考信号可以是第二级CSI-RS。基站发送第二级参考信号的波束可以是通过步骤702所确定的。基站所发送的第二级CSI-RS对应的天线端口(ports)数为MTXRU。终端设备接收基站发送的第二级参考信号。具体地，终端设备可以在上述波束序号所确定的虚拟扇区的范围内接收基站发送的第二级参考信号。
706、终端设备根据接收到的第二级参考信号，进行信道估计，得到长时宽带信道信息。长时宽带信道信息可以包括信道空间相关矩阵Rk的信息。信道空间相关矩阵Rk的信息可以是信道空间相关矩阵Rk本身或者信道空间相关矩阵Rk的最强的一组特征向量(对应的特征值最大的前S个)或者信道空间相关矩阵Rk的最强的一组特征值和特征向量。长时指反馈间隔比较长。
终端设备根据第二级参考信号进行信道估计时，假设终端设备k的接收天线数为NRx，终端设备k在第i个子载波的信道为H(k,i)，H(k,i)是NRx×NTx矩阵。终端设备k反馈的第一级预编码为C(1,k)，则等效信道为
Figure BDA0000988712780000131
等效信道
Figure BDA0000988712780000132
是NRx×MTXRU矩阵，则终端设备k的信道空间相关矩阵为：
Figure BDA0000988712780000133
Rk为MTXRU×MTXRU矩阵。
707、终端设备向基站发送第二级CSI反馈信息。第二级CSI反馈信息可以是长时宽带信道信息。基站接收终端设备发送的长时宽带信道信息。
708、基站根据所有终端设备报告的波束信息和长时宽带信道信息，处理得到终端设备k的第二级预编码矩阵C2。C2是MTXRU×S矩阵，S≤MTXRU。第二级预编码矩阵C2可以将信道空间从MTXRU维降到S维。
第二级预编码矩阵C2可以基于虚拟扇区内所有终端设备的长时宽带信道信息并根据一定准则计算得到。该准则可以包括但不限于最大信道容量准则、最小均方误差准则或者最小奇异值准则等。
下面以最大信道容量准则为例进行说明，基站将所有终端设备反馈的信道空间相关矩阵进行加权得到
Figure BDA0000988712780000141
其中，
Figure BDA0000988712780000142
为MTXRU×MTXRU矩阵，其中||Rk||为Rk的Frobenious范数。
Figure BDA0000988712780000143
可以为Hermitian矩阵，对
Figure BDA0000988712780000144
进行特征值值分解，得到
Figure BDA0000988712780000145
其中U为MTXRU×MTXRU的酉矩阵，Λ为特征值从大到小的MTXRU×MTXRU对角矩阵。根据容量最大化原则，C2从U对应的S个最大特征值的列(特征向量)组成，即
C2＝U(:,1:S)
其中，公式中前面的“:”代表每列取完整的数据，比如U有m行，则C2选取的列向量也有m行。公式中后面的“1:S”代表选取矩阵C2的第1到第S列。
可以看出C2等于U的第1到S列的列向量组成的矩阵。C2是MTXRU×S矩阵，S≤MTXRU。
709、基站向终端设备发送第三级参考信号。第三级参考信号可以是第三级CSI-RS。基站发送第三级参考信号的波束与第一级预编码矩阵C1和第二级预编码矩阵C2相对应。即，基站在被空间降维的虚拟扇区向终端设备发送第三级参考信号。基站所发送的第三级CSI-RS对应的天线端口数为S。终端设备在被空间降维的虚拟扇区接收基站发送的用户专用的第三级参考信号。
710、终端设备根据接收到的第三级参考信号，进行信道估计，得到瞬时信道信息。瞬时信道信息可以是瞬时窄带信道信息。
在一种情况下，瞬时信道信息可以包括瞬时信道空间相关矩阵。在一种情况下，瞬时信道信息可以包括第三级预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)。在另一种情况下，瞬时信道信息可以包括秩指示(Rank Indicator，RI)和信道质量指示(ChannelQuality Indicator，CQI)。
711、终端设备向基站发送第三级CSI反馈信息。第三级CSI反馈信息可以是瞬时信道信息，基站接收终端设备发送的瞬时信道信息。
712、基站根据终端设备的瞬时信道信息，进行处理得到第三级预编码W。
第三级预编码W可以为
Figure BDA0000988712780000151
其中，
Figure BDA0000988712780000152
为等价用户信道，
Figure BDA0000988712780000153
矩阵。
确定了三级预编码矩阵后，基站与终端设备在进行数据传输时即可以使用该三级预编码矩阵。
图8是根据本专利申请另一个实施例，一种三级CSI-RS的配置与反馈的示意图。如图8所示，基站向终端设备发送第一级CSI-RS配置信息，终端设备进行处理后向基站发送第一级CSI反馈信息。该第一级CSI反馈信息可以是波束序号。基站再向终端设备发送第二级CSI-RS配置信息，终端设备进行处理后向基站发送第二级CSI反馈信息。该第二级CSI反馈信息可以是信道统计信息。该信道统计信息是终端设备进行长时的信道空间相关性的统计获得的，也可以为长时宽带信道信息。基站再向终端设备发送第三级CSI-RS配置信息，终端设备进行处理后向基站发送第三级CSI反馈信息。该第三级CSI反馈信息可以是瞬时信道信息。
如图8所示，基站发送第一级CSI-RS配置信息的时间周期T1大于等于基站发送第二级CSI-RS配置信息的时间周期T2。基站发送第二级CSI-RS配置信息的时间周期T2大于基站发送第三级CSI-RS配置信息的时间周期T3。
基站发送第一级CSI-RS配置信息的时间周期T1大于等于基站发送第二级CSI-RS配置信息的时间周期T2。基站发送第二级CSI-RS配置信息的时间周期T2大于基站发送第三级CSI-RS配置信息的时间周期。
通过第二级预编码矩阵C2可以将信道空间从MTXRU维降到S维，相应地，基站向终端设备发送第三级参考信号的天线端口数也可以由MTXRU降到S。终端设备向基站反馈瞬时信道消息的天线端口数也相应降低。而基站向终端设备发送第三级参考信号和终端设备反馈瞬时信道消息的周期非常频繁，从而可以大幅度降低信道信息反馈开销。
图9是根据本专利申请另一个实施例，一种三级预编码的结构示意图。图9与图5的主要不同在于第一级预编码的实现结构。在图9中，发送天线分为MTXRU组，每组天线只和一个射频通道相连。图9所示的结构也可称为半连接结构。在图9所示架构下，所使用的信道状态信息反馈的方法与图5所示的信道状态信息反馈的方法基本相同，此处不再赘述。
在图9所示的架构下，C1是一个块对角矩阵，具有以下形式
Figure BDA0000988712780000161
其中v1～vS是N/S x 1列向量。其中v1～vS是N x 1列向量，每列对应移相网络中每个射频通道映射到对应的每组发送天线的加权因子。
当TXRU数目较少时，不需要进行空间降维，那么可以令公式F＝C1C2W中C2＝I，I为单位矩阵，即MTXRU＝S。这时，F＝C1W，其中关于C1和W可以参考前面的介绍、也可以结合下面的介绍。相应地，得到了一种简化的三级预编码方案，也可以称其为第一种二级预编码方案。
图10是根据本专利申请另一个实施例，一种二级预编码的结构示意图。图10所示的结构也可称为全连接结构。如图10所示，第三级预编码的输出耦合到射频通道的输入，射频通道的输出耦合到第一级预编码的输入，第一级预编码的输出耦合到天线上。
如图10所示，假设基站有NTx个发送天线和S(S≤NTx)个发送射频通道。则K个数据流先经过第三级预编码处理，生成S个数据流。这S个数据流通过离散傅里叶变换从频域转换为时域，分别被送入S个射频通道，被转化为S个模拟数据流。S个模拟数据流经过第一级预编码，生成NTx个发送数据流，分别由NTx个天线发射出去。第三级预编码是在频域的子载波上实现的，因此不同的子载波上的加权合并所采用的加权矩阵可以不同，所以是窄带的。而第一级预编码是在时域上进行的，因此是宽带的处理，即所有子载波上的数据都是采用相同的模拟预编码矩阵。
用户在第i个子载波上的接收信号可以表示为：
yi＝HiCWixi+ni
其中，xi是K个用户在第w个子载波上的发送信息向量，yi是K个用户在第i个子载波上接收到的信息向量，Hi是K个用户在第i个子载波上的信道矩阵，ni是高斯白噪声。
第一级预编码C1的结构形式可以为：
C1＝[v1,v2,…,vS]
其中，v1～vS是N x 1列向量，其中每列对应移相网络中每个射频通道映射到所有发送天线的加权因子。C1的任一元素可为非零。
图11是根据本专利申请一个实施例，一种用于信道状态信息反馈的方法的交互示意图。如图11所示，该方法包括如下步骤：
1101-1104、与701-704基本相同。
1105、基站向终端设备发送第三级参考信号。第三级参考信号可以是第三级CSI-RS。基站发送第三级参考信号的波束与第一级预编码矩阵C1相对应。即，基站在虚拟扇区的范围内向终端设备发送第三级参考信号。基站所发送的第三级CSI-RS对应的天线端口数为S。终端设备在虚拟扇区接收基站发送的用户专用的第三级CSI-RS。
1106-1107、与710-711基本相同。
1108、基站根据终端设备的瞬时信道信息，进行处理得到第三级预编码W。
第三级预编码W可以为
Figure BDA0000988712780000171
其中，
Figure BDA0000988712780000172
为等价用户信道，
Figure BDA0000988712780000173
Figure BDA0000988712780000174
为NRx×S矩阵。
图12是根据本专利申请另一个实施例，一种二级预编码的结构示意图。图12与图10的主要不同在于第一级预编码的实现结构。在图12中，发送天线分为MTXRU组，每组天线只和一个射频通道相连。因此一共需要MTXRU个1×NTX/MTXRU的移相网络。
图12所示的结构也可称为半连接结构。在图12所示架构下，所使用的信道状态信息反馈的方法与图10所示的信道状态信息反馈的方法基本相同，此处不再赘述。
当TXRU数目和天线数目相同时，那么可以令式F＝C1C2W中C1＝I，I为单位矩阵，即NTx＝MTXRU。当天线数目较大时，需要进行空间降维。这时，F＝C2W，其中关于C2和W可以参考前面的介绍。或者基站所服务的所有终端设备都位于同一个虚拟扇区，也可以适用F＝C2W。相应地，得到了另一种简化的三级预编码方案，也可以称其为第二种二级预编码方案。
图13是根据本专利申请另一个实施例，一种二级预编码的结构示意图。如图13所示，第三级预编码的输出耦合到第二级预编码的输入，第二级预编码的输出耦合到射频通道的输入，射频通道的输出耦合到天线上。通过第二级预编码可以实现空间划分，自适应指向基站的服务范围内的S个主要用户方向。
如图13所示，假设基站有NTx个发送天线和S(S≤NTx)个发送射频通道。K个数据流先经过第三级预编码处理，例如：将K个数据流与第三级预编码矩阵相乘，生成S(K≤S)个数据流。K个数据流可以是K个基带数字信号流。S个数据流再通过第二级预编码处理，例如：将S个数据流与第二级预编码矩阵相乘，生成MTXRU(S≤MTXRU)个数据流，这MTXRU个数据流通过离散傅里叶逆变换从频域转换为时域，分别被送入MTXRU个射频通道，被转化为MTXRU个模拟数据流。这MTXRU个模拟数据流分别由NTx个天线发射出去。
图14是根据本专利申请一个实施例，一种用于信道状态信息反馈的方法的交互示意图。如图14所示，该方法包括如下步骤：
1401、基站向终端设备发送第二级参考信号。第二级参考信号可以是第二级CSI-RS。基站所发送的第二级CSI-RS对应的天线端口(ports)数为MTXRU。终端设备接收基站发送的第二级参考信号。
1402、终端设备根据接收到的第二级参考信号，进行信道估计，得到长时宽带信道信息。长时宽带信道信息可以参考上面的介绍。
具体地，终端设备根据第二级参考信号进行信道估计，假设终端设备的接收天线数为NRx，终端设备在第i个子载波的信道为H(k,i)，H(k,i)是NRx×NTx矩阵。则终端设备k的信道空间相关矩阵为：
Figure BDA0000988712780000181
1403-1404、与707-708基本相同。主要的不同在于第二级预编码矩阵C2是基于所有终端设备的长时宽带信道信息并根据一定准则计算得到。而不是基于虚拟扇区下的所有终端设备的长时宽带信道信息。
1405、基站向终端设备发送第三级参考信号。第三级参考信号可以是第三级CSI-RS。基站发送第三级参考信号的波束与第二级预编码矩阵C2相对应。基站所发送的第三级CSI-RS对应的天线端口数为S。终端设备在被空间降维的虚拟扇区接收基站发送的用户专用的第三级参考信号。
1406-1407、与710-711基本相同。
1408、基站根据终端设备的瞬时信道信息，进行处理得到第三级预编码W。
第三级预编码W可以为
Figure BDA0000988712780000182
其中，
Figure BDA0000988712780000183
为等价用户信道，
Figure BDA0000988712780000184
Figure BDA0000988712780000185
为NRx×S矩阵。
图15是依照本专利申请一实施例的终端设备1500的硬件结构示意图。如图15所示，终端设备1500包括处理器1502、收发器1504、多根天线1506，存储器15015、输入/输出(Input/Output，I/O)接口1510。收发器1504进一步包括发射器15042和接收器15044，存储器15015进一步用于存储指令15082和数据15084。此外，终端设备1500还可以包括总线1512。处理器1502、收发器1504、存储器15015和I/O接口1510通过总线1512彼此通信连接，多根天线1506与收发器1504相连。
处理器1502可以是通用处理器，例如但不限于，中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，也可以是专用处理器，例如但不限于，数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、应用专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。此外，处理器1502还可以是多个处理器的组合。处理器1502用于执行图7所示方法中的步骤702、706和710。或者处理器1502用于执行图11所示方法中的步骤1102和1106。或者处理器1502用于执行图14所示方法中的步骤1402和1406。处理器1502可以是专门设计用于执行上述操作和/或步骤的处理器，也可以是通过读取并执行存储器15015中存储的指令15082，来执行上述操作和/或步骤，处理器1502在执行上述操作和/或步骤的过程中可能需要用到数据15084。
收发器1504包括发射器15042和接收器15044，其中，发射器15042用于通过多根天线1506之中的至少一根天线向基站发送上行信号。接收器15044用于通过多根天线1506之中的至少一根天线接收来自基站的下行信号。发射器15042具体用于通过多根天线1506之中的至少一根天线执行，图7所示方法中的步骤703、707和711；或者执行图11所示方法中的步骤1103和1107；或者执行图14所示方法中的步骤1403和1407中的终端设备所执行的动作。接收器15044具体用于通过多根天线1506之中的至少一根天线执行，例如，图7所示方法中的步骤701、705和709；或者执行图11所示方法中的步骤1101和1105；或者执行图14所示方法中的步骤1401和1405中的终端设备所执行的动作。
存储器15015可以是各种类型的存储介质，例如随机访问存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、非易失性随机访问存储器(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除PROM(Electrically Erasable PROM，EEPROM)、闪存、光存储器、寄存器等。存储器15015具体用于存储指令15082和数据15084，处理器1502通过读取并执行存储器15015中存储的指令15082，来执行上文所述的操作和/或步骤，在执行上述操作和/或步骤的过程中可能需要用到数据15084。
I/O接口1510用于接收来自外围设备的指令和/或数据，以及向外围设备输出指令和/或数据。
应注意，在具体实现过程中，终端设备1500还可以包括其他硬件器件，本文不再一一列举。
图16是依照本专利申请一实施例的基站1600的硬件结构示意图。如图16所示，基站1600包括处理器1602、收发器1604、多根天线1606，存储器1608、I/O接口1610和总线1612。收发器1604进一步包括发射器16042和接收器16044，存储器1608进一步用于存储指令16082和数据16084。此外，处理器1602、收发器1604、存储器1608和I/O接口1610通过总线1612彼此通信连接，多根天线1606与收发器1604相连。
处理器1602可以是通用处理器，例如但不限于，CPU，也可以是专用处理器，例如但不限于，DSP、ASIC和FPGA等。此外，处理器1602还可以是多个处理器的组合。处理器1602用于执行例如图7所示方法中的步骤704、708和712。或者处理器1602用于执行例如图11所示方法中的步骤1104和1108。或者处理器1602用于执行例如图14所示方法中的步骤1404和1408。处理器1602可以是专门设计用于执行上述操作和/或步骤的处理器，也可以是通过读取并执行存储器1608中存储的指令16082，来执行上述操作和/或步骤，处理器1602在执行上述操作和/或步骤的过程中可能需要用到数据16084。
收发器1604包括发射器16042和接收器16044，其中，发射器16042用于通过多根天线1606之中的至少一根天线向终端设备发送下行信号。接收器16044用于通过多根天线1606之中的至少一根天线接收来自终端设备的上行信号。发射器16042具体用于通过多根天线1606之中的至少一根天线执行，图7所示方法中的步骤701、705和709；或者执行图11所示方法中的步骤1101和1105；或者执行图14所示方法中的步骤1401和1405中的基站所执行的动作。接收器16044具体用于通过多根天线1606之中的至少一根天线执行，例如，图7所示方法中的步骤703、707和711；或者执行图11所示方法中的步骤1103和1107；或者执行图14所示方法中的步骤1403和1407中的基站所执行的动作。
存储器1608可以是各种类型的存储介质，例如RAM、ROM、NVRAM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、光存储器和寄存器等。存储器1608具体用于存储指令16082和数据16084，处理器1602通过读取并执行存储器1608中存储的指令16082，来执行上文所述的操作和/或步骤，在执行上述操作和/或步骤的过程中可能需要用到数据16084。
I/O接口1610用于接收来自外围设备的指令和/或数据，以及向外围设备输出指令和/或数据。
应注意，在具体实现过程中，基站1600还可以包括其他硬件器件，本文不再一一列举。
图17是依照本发明一实施例的CSI反馈过程示意图。CSI反馈过程在基站1702与终端设备1704之间进行。如图17所示，基站1702具体包括发送模块17022、接收模块17024和预编码矩阵获取模块17026。终端设备1704具体包括接收模块17042、CSI生成模块17044和发送模块17046。预编码矩阵获取模块17026和CSI生成模块17044可以通过处理器或处理模块实现。发送模块17022和发送模块17046可以通过发射器实现。接收模块17024和接收模块17042可以通过接收器实现。基站上的发射器和接收器可以是分离的器件或一体的器件。终端设备上的发射器和接收器可以是分离的器件或一体的器件。
基站1702的发送模块17022发送下行符号，该下行符号中携带参考信号17062。具体来说，下行符号可以为，例如但不限于，正交频分复用(Orthogonal frequency-divisionmultiplexing，OFDM)符号。OFDM符号通常通过对一组子载波(Sub-Carrier)进行加权求和来获得，子载波的权重为待发送的调制符号(一般为复数)，其中包括导频。
终端设备1704的接收模块17024接收上述下行符号。
终端设备1704的CSI生成模块17044根据下行符号中包含的参考信号17062获得信道状态信息。
此后，CSI生成模块17044根据上述信道矩阵和基础码本确定合适的预编码矩阵，并根据该预编码矩阵生成CSI。
终端设备1704的发送模块17046随后向基站1702发送上行符号，其中携带CSI17082。
基站1702的接收模块17024接收上述上行符号，提取其中携带的CSI 17082。
基站1702的预编码矩阵获取模块17026根据上述CSI 17082，获得对应的预编码矩阵。
在本专利申请中，预编码矩阵采用三级结构，F＝C1C2W，其中C1为第一级预编码矩阵，C2为第二级预编码矩阵，W为第三级预编码矩阵。
基站1702的发送模块17022所发送的参考信号17062可以包括第一级参考信号。终端设备1704的接收模块17042接收该第一级参考信号。终端设备1704的CSI生成模块17044根据第一级参考信号确定所述波束的信息。波束的信息即为CSI生成模块17044生成的第一级CSI信息。相应地，终端设备1704的发送模块17046发送该第一级CSI信息。基站1702的接收模块17024接收该第一级CSI信息。基站1702的预编码矩阵获取模块17026根据该第一级CSI信息确定第一级预编码矩阵。
基站1702的发送模块17022所发送的参考信号17062可以包括第二级参考信号。终端设备1704的接收模块17042接收该第二级参考信号。终端设备1704的CSI生成模块17044根据第二级参考信号确定长时宽带信道信息。长时宽带信道信息即为CSI生成模块17044生成的第二级CSI信息。相应地，终端设备1704的发送模块17046发送该第二级CSI信息。基站1702的接收模块17024接收该第二级CSI信息。基站1702的预编码矩阵获取模块17026根据其接收的所有终端设备的第二级CSI信息确定第二级预编码矩阵。
基站1702的发送模块17022所发送的参考信号17062可以包括第三级参考信号。终端设备1704的接收模块17042接收该第三级参考信号。终端设备1704的CSI生成模块17044根据第二级参考信号确定瞬时信道信息。瞬时信道信息即为CSI生成模块17044生成的第三级CSI信息。相应地，终端设备1704的发送模块17046发送该第三级CSI信息。基站1702的接收模块17024接收该第三级CSI信息。基站1702的预编码矩阵获取模块17026根据其接收的所有终端设备的第三级CSI信息确定第三级预编码矩阵。
本专利申请提出了三级信道信息反馈方案，可以有效的降低空间维度，从而降低导频和信道反馈开销。并且可以有效降低基带处理复杂度和射频实现难度。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利申请的范围。
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，在本专利申请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。
以上所述，仅为本专利申请的具体实施方式，但本专利申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本专利申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本专利申请的保护范围之内。因此，本专利申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于信道状态信息反馈的方法，其特征在于包括：
基站在预定波束组的每个波束上，向终端设备发送第一参考信号，其中预定波束组的每个波束形成不同的虚拟扇区；
所述基站接收所述终端设备发送的波束信息，其中，波束信息用于指示与在终端设备处具有最大接收功率的波束组相对应的虚拟扇区的信息；和
所述基站根据所述波束信息确定第一级预编码矩阵C1；
所述基站向虚拟扇区范围内的终端设备发送第二参考信号
从终端设备接收长时宽带信道信息，其中，所述长时宽带信道信息用于指示关于虚拟扇区的空间维度减小的信息；
基于接收到的长时宽带信道信息确定第二级预编码矩阵C2；
基于接收到的长时宽带信道信息，对虚拟扇区进行空间降维，从而得到缩小后的虚拟扇区；
在缩小的虚拟扇区的范围内向终端设备发送第三参考信号；
从终端设备接收瞬时信道信息；
基于瞬时信道信息确定第三级预编码矩阵W；
确定预编码矩阵F＝C1C2W。
2.一种用于信道状态信息反馈的方法，其特征在于包括：
终端设备接收基站在预定波束组的每一波束上发送的第一参考信号，其中每个波束形成不同的虚拟扇区；
在具有在终端设备处接收到的最大接收功率的波束组中选择波束；
向基站发送波束信息，其中，波束信息用于指示与波束组相对应的虚拟扇区中具有最大接收功率的虚拟扇区的信息；
在所选虚拟扇区的范围内从基站接收第二参考信号；
基于接收到的第二参考信号，确定用于指示关于所选虚拟扇区的空间维数减小的信息的长时宽带信道信息；
向基站发送长时宽带信道信息；
在缩小的虚拟扇区的范围内从基站接收第三参考信号；
基于第三参考信号确定瞬时信道信息；
向基站发送瞬时信道信息。
3.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括处理器和存储器，所述处理器执行存储器中的计算机程序，以实现权利要求2所述的方法。
4.一种基站，其特征在于，所述基站包括处理器和存储器，所述处理器执行存储器中的计算机程序，以实现权利要求1所述的方法。
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