CN116762284A - 一种信道状态信息反馈方法及通信装置 - Google Patents

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CN116762284A CN202180092116.0A CN202180092116A CN116762284A CN 116762284 A CN116762284 A CN 116762284A CN 202180092116 A CN202180092116 A CN 202180092116A CN 116762284 A CN116762284 A CN 116762284A
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Abstract

本申请公开了一种信道状态信息反馈方法及通信装置,该方法包括:基于第一码本确定信道状态信息,以及发送所述信道状态信息,其中,第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道。该方案中,第一码本可基于一个或多个空频域列向量表示的信道确定,由于一个或多个空频域列向量可表示在联合空频域的信道,即第一码本基于联合空频域对信道进行表示,所以可充分利用空频域联合特征,挖掘信道的稀疏特性,从而增加提高系统性能。

Description

一种信道状态信息反馈方法及通信装置 技术领域
本申请涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种信道状态信息反馈方法及通信装置。
背景技术
多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)技术是长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统以及第五代(5th generation,5G)新空口(new radio,NR)的核心技术。采用MIMO技术,网络设备向终端设备发送数据时,需要根据下行信道状态信息(Channel State Information,CSI)进行信号预编码。而向终端设备如何发送数据,需要依靠CSI。
终端设备可基于双域压缩码本获取CSI。由于双域压缩码本在空域和频域都分别进行了压缩,终端设备在反馈时,可以将被选择的一个或多个空域向量和一个或多个频域向量反馈给网络设备,而不再需要基于每个子带分别反馈子带的合并系数,所以能够降低反馈开销。
但是双域压缩码本仅利用了信道在角度-时延域的稀疏特性,即不同子带上的空域信息相关特性进行反馈压缩,所以需要上报空域基底、频域基底以及全带的合并系数,开销还是较大。另外,在协议中规定空域基底和频域基底均为离散傅里叶变换(discrete fourier transform,DFT)码本,所以空域基底、频域基底的上报限制了合并系数矩阵的稀疏性,导致系统性能较低。
发明内容
本申请提供一种信道状态信息反馈方法及通信装置,用于降低反馈信道状态信息的开销,以及保证系统性能。
第一方面,提供一种信道状态信息反馈方法,该方法可由第一通信装置执行,第一通信装置可以是通信设备或能够支持通信设备实现该方法所需的功能的通信装置,例如芯片系统。下面以所述通信设备为终端设备为例进行描述。该方法包括:
基于第一码本确定信道状态信息,以及发送所述信道状态信息,其中,第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道。
在本申请的一些实现方式中,一个或多个空频域列向量可表示在联合空频域的信道。第一码本可基于一个或多个空频域列向量表示的信道确定,即第一码本基于联合空频域对信道进行表示,可充分利用空频域联合特征,挖掘信道的稀疏特性,从而增加提高系统性能。
第二方面,提供一种信道状态信息反馈方法,该方法可由第二通信装置执行,第二通信装置可以是通信设备或能够支持通信设备实现该方法所需的功能的通信装置,例如芯片系统。下面以所述通信设备为网络设备为例进行描述。该方法包括:
接收信道状态信息,并根据该信道状态信息以及第一码本确定预编码矩阵,其中,所述信道状态信息是基于所述第一码本确定的,所述第一码本是基于用一个或多个空频域列 向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道。
应理解,第二方面所带来的技术效果同第一方面的技术效果,这里不再赘述。
在第一方面和第二方面的一些实现方式中,基于一个或多个空频域列向量表示的信道可设计多种形式的第一码本,下面列举第一码本几种可能的设计方案。
设计方案一、若信道的两个极化方向对应相同的空频基底,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为空频联合基底矩阵,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。该方案中,由于W 1为空频联合基底矩阵,相较于基于空域-频域即双域压缩码本来说,对于C 2不需要右乘矩阵,终端设备反馈空频联合基底矩阵C 1以及C 2即可,反馈开销更低。
在可能的实现方式中, 其中,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底。该方案,即先对空频联合基底矩阵做极化处理,再通过C 1修正极化处理后的空频联合基底矩阵。
设计方案二、所述信道的两个极化方向对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
其中,第一码本为W,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W q逼近W,C 2为空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W qC 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。该方案中,即先采用C 1对空频联合基底矩阵进行修正,再对修正后的空频联合基底做极化处理,可降低C 1的维度,进一步降低反馈CSI的开销。
在上述设计方案一和设计方案二中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在上述设计方案一和设计方案二中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
设计方案三,信道的两个极化方向对应不同的空频基底,第一码本包括第一极化方向对应的码本和第二极化方向对应的码本。该方案中,配合不同极化之间差分反馈叠加系数、空频联合基底,可提高CSI的精度。
示例性的,第一极化方向对应的码本满足:W 2=W q,1C 1,1C 2,1,第二极化方向对应的码本满足W 3=W q,2C 1,2C 2,2;其中,W q,1为与第一极化方向对应的空频联合基底矩阵,W q,2为与第二极化方向对应的空频联合基底矩阵;C 1,1为W q,1的修正矩阵,用于使得W q,1逼近W 2,C 1,2为W q,2的修正矩阵,用于使得W q,2逼近W 3,C 2,1为W q,1C 1,1对应的叠加系数矩阵,C 2,2为W q,2C 1,2对应的叠加系数矩阵。该方案中,不同极化之间可能存在一定相关性,可根据不同极化之间差分量反馈,例如针对W 3的反馈,可反馈与W 2中不同的差分量即可,更加节约反馈开销。
在设计方案三中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在设计方案三中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应一个空域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
设计方案四,针对可基于上下行物理信道的角度和时延的互易性反馈CSI的情况设计第一码本,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为端口选择矩阵,C 1为端口选择矩阵修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为端口选择矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个端口在加权求和时的权重。该方案,终端设备上报下行信道的CSI,只需要上报W 1、C 1和C 2,即提供了基于上下行物理信道的角度和时延的互易性反馈CSI的第一码本的方案,可降低终端设备反馈下行信道的CSI的开销。
在设计方案四中,终端设备反馈的信道状态信息为下行信道的信道状态信息,所述信道状态信息包括W 1、C 1和C 2中的部分元素或全部元素。
第三方面,提供了一种通信装置,该通信装置可以是终端侧通信设备或能够支持通信设备实现该方法所需的功能的通信装置,例如芯片或芯片系统。该通信装置可包括处理模块和收发模块,其中,
所述处理模块,用于基于第一码本确定信道状态信息,其中,第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;
所述收发模块,用于发送所述信道状态信息。
第四方面,提供了一种通信装置,该通信装置可以是网络侧通信设备或能够支持通信设备实现该方法所需的功能的通信装置,例如芯片或芯片系统。该通信装置可包括处理模块和收发模块,其中,
所述收发模块,用于接收信道状态信息,所述信道状态信息是基于第一码本确定的,第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;
所述处理模块,用于根据所述信道状态信息以及第一码本确定预编码矩阵。
在第三方面和第四方面的一些实现方式中,若信道的两个极化方向对应相同的空频基底,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为空频联合基底矩阵,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
在可能的实现方式中, 其中,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底。
在第三方面和第四方面的一些实现方式中,信道的两个极化方向对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
其中,第一码本为W,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W q逼近W,C 2为空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W qC 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。该方案中,即先采用C 1对空频联合基底矩阵进行修正,在对修正后的空频联合基底做极化处理,可降低C 1的维度,进一步降低反馈CSI的开销。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在上述第三方面和第四方面的一些实现方式中,信道的两个极化方向对应不同的空频基底,第一码本包括第一极化方向对应的码本和第二极化方向对应的码本。
在可能的实现方式中,第一极化方向对应的码本满足:W 2=W q,1C 1,1C 2,1,第二极化方向对应的码本满足:W 3=W q,2C 1,2C 2,2;其中,W q,1为与第一极化方向对应的空频联合基底矩阵,W q,2为与第二极化方向对应的空频联合基底矩阵;C 1,1为W q,1的修正矩阵,用于使得W q,1逼近W 1,C 1,2为W q,2的修正矩阵,用于使得W q,2逼近W 2,C 2,1为W q,1C 1,1对应的叠加系数矩阵,C 2,2为W q,2C 1,2对应的叠加系数矩阵。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应一个空域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在上述第三方面和第四方面的一些实现方式中,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为端口选择矩阵,C 1为端口选择矩阵修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为端口选择矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个端口在加权求和时的权重。
在可能的实现方式中,终端设备反馈的信道状态信息为下行信道的信道状态信息,所述信道状态信息包括C 1和C 2中的部分元素或全部元素。
应理解,第三方面和第四方面,以及第三方面和第四方面的各方面可能的实现方式的技术效果同第一方面和第二方面,以及第一方面和第二方面的各方面可能的实现方式的技术效果,这里不再赘述。
第五方面,本申请提供一种通信装置,该通信装置可以为上述第三方面或第四方面中的通信装置,可选的,可以是设备或者设备中的芯片或芯片系统。该通信装置包括处理器,可选的还包括通信接口,可选的,还包括存储器。其中,该存储器用于存储计算机程序或指令或者数据,处理器与存储器、通信接口耦合,当处理器读取所述计算机程序或指令或数据时,使通信装置执行上述任一方面所述的方法。
应理解,该通信接口可以是通信装置中的收发器,例如通过所述通信装置中的天线、馈线和编解码器等实现,或者,如果通信装置为设置在设备中的芯片,则通信接口可以是该芯片的输入/输出接口,例如输入/输出电路、管脚等,用于输入/输出指令、数据或信号。所述收发器用于该通信装置与其它设备进行通信。示例性地,当该通信装置为终端设备时,该其它设备为网络设备;或者,当该通信装置为网络设备时,该其它设备为终端设备。
第六方面,提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,还可以包括存储器,用于实现第三方面或第四方面的通信装置执行的方法。在一种可能的实现方式中,所述芯片系统还包括存储器,用于保存程序指令和/或数据。该芯片系统可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
第七方面,提供了一种通信系统,所述通信系统包括第三方面所述的通信装置和第四方面所述的通信装置。
第八方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,当该计算机程序被运行时,实现上述任一方面所述的方法。
第九方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被运行时,使得上述任一方面所述的方法被执行。
上述第五方面至第九方面及其实现方式的有益效果可以参考上述第一方面或第二方面及其第一方面或第二方面的各个实现方式的有益效果的描述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种网络架构示意图;
图2为列向量表示信道H的示意图;
图3为网络设备和终端设备进行CSI测量的基本流程图;
图4为可能的一种空域-频域双域压缩码本结构的示意图;
图5为基于FDD部分互易性的CSI获取方案流程示意图;
图6为本申请实施例提供的信道矩阵的一分解示意图;
图7为本申请实施例提供的角度时延对位置指示示意图;
图8为本申请实施例提供的信道矩阵的另一分解示意图;
图9为本申请实施例提供的空频联合信道h的一种矩阵分解示意图;
图10为本申请实施例提供的空频联合信道h的另一种矩阵分解示意图;
图11为本申请实施例提供的下行信道的一种分解示意图;
图12为本申请实施例提供的CSI反馈方法的流程示意图;
图13为本申请实施例提供的通信装置的一种结构示意图;
图14为本申请实施例提供的通信装置的另一种结构示意图;
图15为本申请实施例提供的通信装置的再一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。
本申请实施例提供的技术方案可以应用于第五代移动通信技术(5th generation mobile networks,5G)系统,或者应用于未来的通信系统或其他类似的通信系统。另外,本申请实施例提供的技术方案可以应用于蜂窝链路、公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)、机器到机器(machine to machine,M2M)网络、物联网(internet of things,IoT)网络或者其他网络。也可以应用于设备间的链路,例如设备到设备(device to device,D2D)链路。D2D链路,也可以称为侧行链路(sidelink),其中侧行链路也可以称为边链路或副链路等。在本申请实施例中,上述的术语都是指相同类型的设备之间建立的链路,其含义相同。所谓相同类型的设备,可以是终端设备到终端设备之间的链路,也可以是基站到基站之间的链路,还可以是中继节点到中继节点之间的链路等,本申请实施例对此不做限定。对于终端设备和终端设备之间的链路,有第三代合作伙伴计划(third generation partnership project,3GPP)的版本(Release,Rel)-12/13定义的D2D链路,也有3GPP为车联网定义的车到车、车到手机、或车到任何实体的V2X链路,包括Rel-14/15。还包括目前3GPP正在研究的Rel-16及后续版本的基于新无线(new radio,NR)系统的V2X链路等。
请参考图1,为本申请实施例所应用的一种应用场景,或者说是本申请实施例应用的一种网络架构。在图1中包括网络设备和6个终端设备,应理解,图1中的终端设备的数量仅是举例,还可以更多或者更少,该网络架构还可以包括其他网络设备,如还可以包括无线中继设备和无线回传设备,在图1中未示出。网络设备是终端设备通过无线接入网络的接入设备,可以是基站。其中,网络设备在不同的系统对应不同的设备,例如在第四代 移动通信技术(4th-generation,4G)系统中可以对应演进型基站(evolutional Node B,eNB),在5G系统中对应新一代基站(generation Node B,gNB);这6个终端设备可以是蜂窝电话、智能电话、便携式电脑、手持通信设备、手持计算设备、卫星无线电装置、全球定位系统、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)和/或用于在无线通信系统上通信的任意其它适合设备,且均可以与网络设备连接。
本申请实施例可以适用于上行信号传输,也可以适用于下行信号传输,还可以适用于D2D的信号传输。对于下行信号传输,发送设备是网络设备,对应的接收设备是终端设备;对于上行信号传输,发送设备是终端设备,对应的接收设备是网络设备;对于D2D的信号传输,发送设备是终端设备,接收设备也是终端设备。例如,如图1虚线区域示意的3个终端设备可以适用于D2D的信号传输,本申请实施例对信号传输的方向不作限制。
终端设备可以是能够接收网络设备调度和指示信息的无线终端设备,无线终端设备可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备,或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。无线终端设备可以经无线接入网(如,radio access network,RAN)与一个或多个核心网或者互联网进行通信,无线终端设备可以是移动终端设备,如移动电话(或称为“蜂窝”电话,手机(mobile phone))、计算机和数据卡,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(personal communication service,PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(session initiation protocol,SIP)话机、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、PDA、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station),移动站(mobile station)、移动台(mobile station,MS)、远程站(remote station)、接入点(access point,AP)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(user terminal)、用户代理(user agent)、用户站(subscriber station,SS)、用户端设备(customer premises equipment,CPE)、终端(terminal)、用户设备(user equipment,UE)、移动终端(mobile terminal,MT)等。无线终端设备也可以是可穿戴设备以及下一代通信系统,例如,5G网络中的终端设备或者未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)网络中的终端设备,NR通信系统中的终端设备等。
网络设备是网络侧中一种用于发射或接收信号的实体,如新一代基站(generation Node B,gNodeB)。网络设备可以是用于与移动设备通信的设备。网络设备可以是无线局域网(wireless local area networks,WLAN)中的AP,全球移动通信系统(global system for mobile communication,GSM)或码分多址(code division multiple access,CDMA)中的基站(base transceiver station,BTS),也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)中的基站(NodeB,NB),还可以是长期演进(long term evolution,LTE)中的演进型基站(evolutional Node B,eNB或eNodeB),或者中继站或接入点,或者车载设备、可穿戴设备以及未来5G网络中的网络设备或者未来演进的PLMN中的网络设备,或NR系统中的gNodeB/gNB等;在一些部署中,gNB可以包括集中式单元(centralized unit,CU)和DU。gNB还可以包括有源天线单元(active antenna unit,AAU)。CU实现gNB的部分功能,DU实现gNB的部分功能,比如,CU负责处理非实时协议和服务,实现无线资源控制(radio resource control,RRC),分组数据汇聚层协议(packet data convergence protocol,PDCP)层的功能。DU负责处理物理层协议和实时服务,实现无线链路控制(radio link control,RLC)层、介质接入控制(medium access control,MAC)层和物理(physical,PHY)层的功能。AAU实现部分物理层处理功能、射频处理及有源天线的相关功能。由于RRC层的信息最终会变成PHY层的信息,或者,由PHY层的信息转变而来,因而,在这种架构下,高层信令,如RRC层信令,也可以认为是由DU发送的,或者,由DU和AAU发送的。可以理解的是,网络设备可以为包括CU节点、DU节点、AAU节点中一项或多项的设备。此外,可以将CU划分为接入网(radio access network,RAN)中的网络设备,也可以将CU划分为核心网(core network,CN)中的网络设备,本申请对此不做限定。另外,在本申请实施例中,网络设备为小区提供服务,终端设备通过该小区使用的传输资源(例如,频域资源,或者说,频谱资源)与网络设备进行通信,该小区可以是网络设备(例如基站)对应的小区,小区可以属于宏基站,也可以属于小小区(small cell)对应的基站,这里的小小区可以包括:城市小区(Metro cell)、微小区(Micro cell)、微微小区(Pico cell)、毫微微小区(Femto cell)等,这些小小区具有覆盖范围小、发射功率低的特点,适用于提供高速率的数据传输服务。此外,在其它可能的情况下,网络设备可以是其它为终端设备提供无线通信功能的装置。本申请的实施例对网络设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。为方便描述,本申请实施例中,为终端设备提供无线通信功能的装置称为网络设备。
网络设备向终端设备发送数据时,需要基于终端设备反馈的CSI进行调制编码及信号预编码。为了便于理解本申请实施例,下面先对本申请实施例中涉及的术语做简单说明。
1)预编码技术,网络设备可以在已知信道状态的情况下,借助与信道资源相匹配的预编码矩阵对待发送的信号进行处理,使得经过预编码的待发送的信号与信道相适配,从而让使得接收设备接收信号的质量(例如信号与干扰加噪声比(signal to interference plus noise ratio,SINR)等)得以提升,可以降低接收设备消除信道间影响的复杂度。可见采用预编码技术,可以实现发送设备与多个接收设备在相同的时频资源上传输,即实现多用户多输入多输出(multiple user multiple input multiple output,MU-MIMO)。应注意,有关预编码技术的相关描述仅为便于理解而示例,并非用于限制本申请实施例的保护范围。在具体实现过程中,发送设备还可以通过其他方式进行预编码。例如,在无法获知信道信息(例如但不限于信道矩阵)的情况下,采用预先设置的预编码矩阵或者加权处理方式进行预编码等。为了简洁,其具体内容本文不再赘述。
2)预编码矩阵指示(precoding matrix indicator,PMI),可用于指示预编码矩阵,网络设备基于PMI恢复出该预编码矩阵。其中,该预编码矩阵例如可以是终端设备基于各个频域单元的信道矩阵确定的预编码矩阵。频域单元,即频域资源的单位,可表示不同的频域资源粒度。频域单元例如可以包括但不限于,子带(subband)、RB、子载波、资源块组(resource block group,RBG)或预编码资源块组(precoding resource block group,PRG)等。此外,一个频域单元的频域长度可以是子带或频域子带的R倍,R<=1,例如R的取值可以为1或1/2,或资源块(resource block,RB)。该信道矩阵可以是终端设备通过信道估计等方式或者基于信道的互易性确定。但应理解,终端设备确定预编码矩阵的具体方法并不限于上文所述,具体实现方式可参考现有技术,为了简洁,这里不再一一列举。
例如,预编码矩阵可以通过对信道矩阵或信道矩阵的协方差矩阵进行奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的方式获得,或者,也可以通过对信道矩阵的协方差矩阵进行特征值分解(eigenvalue decopomsition,EVD)的方式获得。应理解,上文中 列举的预编码矩阵的确定方式仅为示例,不应对本申请构成任何限定。预编码矩阵的确定方式可以参考现有技术,为了简洁,这里不再一一列举。
3)预编码向量:一个预编码矩阵可以包括一个或多个向量,如列向量。一个预编码矩阵可以用于确定一个或多个预编码向量。
当空间层数为1且发射天线的极化方向数也为1时,预编码矩阵就是预编码向量。当空间层数为多个且发射天线的极化方向数为1时,预编码向量可以是指预编码矩阵在一个空间层上的分量。当空间层数为1且发射天线的极化方向数为多个时,预编码向量可以是指预编码矩阵在一个极化方向上的分量。当空间层数为多个且发射天线的极化方向数也为多个时,预编码向量可以是指预编码矩阵在一个空间层、一个极化方向上的分量。
应理解,预编码向量也可以由预编码矩阵中的向量确定,如,对预编码矩阵中的向量进行数学变换后得到。本申请对于预编码矩阵与预编码向量之间的数学变换关系不作限定。
4)天线端口:或者称为端口,可以理解为被接收设备所识别的发射天线,或者在空间上可以区分的发射天线。针对每个虚拟天线可以预配置一个天线端口,每个虚拟天线可以为多个物理天线的加权组合,每个天线端口可以与一个参考信号对应,因此,每个天线端口可以称为一个参考信号的端口,例如,信道状态信息参考信号(channel state information reference signal,CSI-RS)端口、探测参考信号(sounding reference signal,SRS)端口等。在本申请实施例中,天线端口可以是指收发单元(transceiver unit,TxRU)。
5)空域向量(spatial domain vector),或者称波束向量,空域波束基向量或空域基向量或空域基底。空域向量中的各个元素可以表示各个天线端口的权重。基于空域向量中各个元素所表示的各个天线端口的权重,将各个天线端口的信号做线性叠加,可以在空间某一方向上形成信号较强的区域。
空域向量的长度可以为一个极化方向上的发射天线端口数Ns,Ns≥1,且为整数。空域向量例如可以为长度为Ns的列向量或行向量。本申请对此不作限定。
可选地,空域向量取自DFT矩阵。该DFT矩阵中的每个列向量可以称为一个DFT向量。换句话说,空域向量可以为DFT向量。该空域向量例如可以是NR协议TS 38.214版本15(release 15,R15)中类型II(type II)码本中定义的DFT向量。
6)空域向量集合,可以包括多种不同长度的空域向量,以与不同的天线端口数对应。在本申请实施例中,空域向量的长度为Ns,故终端设备所上报的空域向量所属的空域向量集合中的各空域向量的长度均为Ns。
在一种可能的设计中,空域向量集合可以包括Ns个空域向量,该Ns个空域向量之间可以两两相互正交。该空域向量集合中的每个空域向量可以取自二维(2 dimension,2D)-离散傅里叶变换(discrete fouriertransformation,DFT)矩阵。其中,2D可以表示两个不同的方向,如,水平方向和垂直方向。若水平方向和垂直方向的天线端口数量分别为M 1和M 2,那么Ns=M 1×M 2
7)频域向量(frequency domain vector),也可以称为频域基底,可用于表示信道在频域的变化规律的向量。每个频域向量可以表示一种变化规律。由于信号在经过无线信道传输时,从发射天线可以经过多个路径到达接收天线。多径时延导致频率选择性衰落,就是频域信道的变化。因此,可以通过不同的频域向量来表示不同传输路径上时延导致的信道在频域上的变化规律。
频域向量的长度可以由在上报带宽中预配置的待上报的频域单元的个数确定,也可以 由该上报带宽的长度确定,还可以是协议预定义值。本申请对于频域向量的长度不做限定。其中,所述上报带宽例如可以是指通过高层信令(如无线资源控制(radio resource control,RRC)消息)中的CSI上报预配置中携带的CSI上报带宽(CSI-ReportingBand)。
频域向量的长度可以记作N sb,N sb为正整数。频域向量例如可以是长度为N sb的列向量或行向量。本申请对此不作限定。
8)频域向量集合,可以包括多种不同长度的频域向量。在本申请实施例中,频域向量的长度为N sb,故终端设备所上报的频域向量所属的频域向量集合中的各频域向量的长度均为N sb
在一种可能的设计中,该频域向量集合可以包括N sb个频域向量。该N sb个频域向量之间可以两两相互正交。该频域向量集合中的每个频域向量可以取自DFT矩阵或IDFT矩阵(即DFT矩阵的共轭转置矩阵)。
9)双域压缩,可以包括空域压缩和频域压缩这两个维度的压缩。空域压缩具体可以是指空域向量集合中选择一个或多个空域向量来作为构建预编码向量的向量。频域压缩可以是指在频域向量集合中选择一个或多个频域向量来作为构建预编码向量的向量。其中,一个空域向量和一个频域向量所构建的矩阵例如可以称为空频分量矩阵。被选择的一个或多个空域向量和一个或多个频域向量可以构建一个或多个空频分量矩阵。该一个或多个空频分量矩阵的加权和可用于构建与一个空间层对应的空频预编码矩阵。换句话说,空频预编码矩阵可以近似为由上述被选择的一个或多个空域向量和一个或多个频域向量所构建的空频分量矩阵的加权和。基于一个空间层对应的空频预编码矩阵,进而可以确定该空间层上各频域单元对应的预编码向量。
具体的,选择的一个或多个空域基向量可以构成空域波束基矩阵W 1,其中W 1中的每一个列向量对应选择的一个空域基向量。选择的一个或多个频域基向量可以构成频域基矩阵W 3,其中W 3中的每一个列向量对应选择的一个频域基向量。预编码矩阵W以表示为选择的一个或多个空域基向量与选择的一个或多个频域基向量线性合并的结果:
在一种实现方式中,考虑双极化信道,每个极化方向选择Y个空域基底,即Y为空域基底数目,W 1的维度为2Ns×2Y。在一种可能的实现方式中,两个极化方向采用相同的Y个空域基底 此时,W 1可以表示为:
其中, 表示选择的第i个空域基底,i=0,1,…,Y-1。
举例说明,对于一个空间层,若每个空域基底选择相同的G个频域基底,则 的维度为G×N sb,W 3中的每一个列向量对应一个频域基底,此时每个空域基底对应的频域基底均为W 3中的G个频域基底。W 2为空频合并系数矩阵,维度为2Y×G。
空频合并系数矩阵W 2中的第i行对应2Y个空域基底中的第i个空域基底,空频合并系数矩阵W 2中的第j列对应G个频域基底中的第j个频域基底。第i个空域基底对应的空频合并系数向量为空频合并系数矩阵W 2中的第i个行向量,第i个空域基底对应的空频合并系数为空频合并系数矩阵W 2中的第i个行向量中包含的元素。
此外,Y个空域基底中的每一个空域基底也可以对应不同的频域基底。此时, 其中 为第i个空域基底对应的G i个频域基底构成的G i行N sb列的矩阵; 其中, 是第i个空域基底对应的维度是1*G i的空频合并系数矩阵。 中包含的空频合并系数为第i个空域基底对应的空频合并系数。
此外,空频矩阵V也可以表示为W=W 1W 2W 3,此时W 3中的每一个行向量对应选择的一个频域基底。
由于双域压缩在空域和频域都分别进行了压缩,终端设备在反馈时,可以将被选择的一个或多个空域基底和一个或多个频域基底反馈给网络设备,而不再需要基于每个频域单元(如子带)分别反馈子带的空频合并系数(如包括幅度和相位)。因此,可以大大减小反馈开销。同时,由于频域基底能够表示信道在频率的变化规律,通过一个或多个频域底的线性叠加来模拟信道在频域上的变化。因此,仍能够保持较高的反馈精度,使得网络设备基于终端设备的反馈恢复出来的预编码矩阵仍然能够较好地与信道适配。
10)联合空频域压缩,是指将用空域-频域矩阵(空域向量矩阵和频域向量矩阵)表示的信道用空频域向量表示(例如空频域列向量或者空频域行向量)表示。也就是,空频域向量可指示在联合空频域的信道。例如,终端设备采用单个接收天线,那么可通过一个空频域向量表示信道;如果终端设备采用多个接收天线,那么可通过多个空频域向量表示信道。以下行信道为例,假设终端设备为单天线,且信道为单极化信道,信道H可通过公式(1)表示,即H满足公式(1):
H=SCF H (1)
在公式(1)中, 即C为L×L的对角矩阵,其中,M为网络设备的天线端口数目,L为路径个数,N为频率单元个数, 在本文中表示复数集合。
公式(1)中的H按行展开,即将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域列向量表示,有:
(i,:)表示矩阵的第i行,i=1,…,M。
公式(1)中的H按列展开,即将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域列向量表示,有:
其中,(:,i)表示矩阵的第i列,i=1,…,L。
以公式(1)中的H用列向量表示,那么与公式(1)等效的列向量可满足公式(2)
请参见图2,图2为列向量表示信道H的示意图,h也可以认为信道在联合空频域(空域和频域的联合域)的表示。为了便于描述,在文本中,将h称为空频域信道。在公式(2) 中,c=diag(C),diag(C)表示矩阵C的对角线元素构成的列向量; ⊙表示Khatri-Rao积,举例来说, a i是A的第i个列, 是克罗内克积(Kronecker积),b i是B的第i个列,i为大于0的整数。F *是F的共轭矩阵,矩阵F *⊙S的第i(i=1,…,L)列可满足公式(3):
其中,(:,i)表示矩阵的第i列。
针对列向量表示的信道h,其统计协方差矩阵满足公式(4)
其中, 表示对随机数/矩阵求期望,U为信道R h的特征向量,U的每一列对应的特征值为对角阵Λ的对角线上的元素,且Λ对角线上的元素从大到小排列,那么瞬时信道可满足公式(5)
其中, 为h在U上的投影, 为h在U p上的投影,U p=U(:,1:P),表示U p为从U中选择1到P列构成的矩阵。或者, 表示对h的近似。
应理解,信道在角度时延域具有稀疏特性,即 中仅部分元素非零或者取值较大。且角度时延变化速度较慢,即在一段时间内,可认为U基本不变, 在不同时刻的值,例如 随时间变化。由于在空频域联合压缩使得信道H在空频联合基底上的投影系数的稀疏性增强,可提升网络设备重构CSI的精度,并且不同极化方向可利用不同基底,相比不同极化方向利用相同基底来说,可提升系统性能。
11)空频联合向量,也可以称为空频联合基底,可用于表示信道在联合空频域的变化规律的向量。在本申请实施例中,如果信道是单极化信道,那么空频联合向量矩阵的维度为((M 1×M 2)×N sb)×L,M 1为网络设备发射的水平方向的天线端口数量,M 2为网络设备发射的垂直方向的天线端口数量,N sb为频率单元个数,L为路径个数;应理解,如果信道是双极化信道,那么空频联合向量矩阵的维度为(2×(M 1×M 2)×N sb)×L。
12)空频合并系数、幅度和相位,空频合并系数也称合并系数,用于表示用于构建空频预编码矩阵的一个空域向量和一个频域向量构成的向量对的权重。空频合并系数与一个空域向量和一个频域向量构成的向量对具有一一对应关系,或者说,每个空频合并系数与一个空域向量和一个频域向量对应。具体地,空频合并系数矩阵中第i行第j列的元素为第i个空域向量与第j个频域向量构成的向量对所对应的合并系数。
13)空频联合合并系数,也称联合合并系数或联合叠加系数或联合投影系数,用于表示空频联合基底矩阵中一个或多个频域基底与一个或多个空域基底在加权求和时的权重。其中,一个频域基底可对应一个或多个空域基底,一个空域基底可对应一个或多个频域基底。
14)信道状态信息(CSI)报告(report):在无线通信系统中,由接收端(如终端设备)向发送端(如网络设备)上报的用于描述通信链路的信道属性的信息。CSI报告中例如可以包括但不限于,预编码矩阵指示(PMI)、秩指示(rank indicator,RI)、信道质量指示(channel quality indicator,CQI)、信道状态信息参考信号(channel state information reference signal,CSI-RS资源指示(CSI-RS resource indicator,CRI)以及层指示(layer indicator,LI)等。应理解,以上列举的CSI的具体内容仅为示例性说明,不应对本申请实施例构成任何限定。CSI可以包括上文所列举的一项或多项,也可以包括除上述列举之外的其他用于表征CSI的信息,本申请实施例对此不作限定。
需要说明的是,在本申请实施例中,多处涉及矩阵和向量的变换。为便于描述,这里做统一说明。上角标T表示转置,如A T表示矩阵(或向量)A的转置;上角标H表示共轭转置,如,A H或A H表示矩阵(或向量)A的共轭转置;上角标*表示共轭,如A *表示矩阵(或向量)A的共轭。后文中为了简洁,省略对相同或相似情况的说明。在本申请实施例中,右乘矩阵指的是频域基底,左乘矩阵指的是空域基底。
在本文中,除非另有说明,“/”表示“或”的意思,例如,A/B可以表示A或B。本文中的“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。此外,“至少一个”是指一个或多个,“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是,本文中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本文中,“用于指示”可以包括用于直接指示和用于间接指示。例如,当描述某一指示信息用于指示信息I时,可以包括该指示信息直接指示I或间接指示I,而并不代表该指示信息中一定携带有I。
将指示信息所指示的信息称为待指示信息,则具体实现过程中,对待指示信息进行指示的方式有很多种,例如但不限于,可以直接指示待指示信息,如待指示信息本身或者该待指示信息的索引等。也可以通过指示其他信息来间接指示待指示信息,其中该其他信息与待指示信息之间存在关联关系。还可以仅仅指示待指示信息的一部分,而待指示信息的其他部分则是已知的或者提前约定的。例如,还可以借助预先约定(例如协议规定)的各个信息的排列顺序来实现对特定信息的指示,从而在一定程度上降低指示开销。同时,还可以识别各个信息的通用部分并统一指示,以降低单独指示同样的信息而带来的指示开销。例如,本领域的技术人员应当明白,预编码矩阵是由预编码向量组成的,预编码矩阵中的各个预编码向量,在组成或者其他属性方面,可能存在相同的部分。
此外,具体的指示方式还可以是现有各种指示方式,例如但不限于,上述指示方式及其各种组合等。各种指示方式的具体细节可以参考现有技术,本文不再赘述。由上文所述可知,举例来说,当需要指示相同类型的多个信息时,可能会出现不同信息的指示方式不相同的情形。具体实现过程中,可以根据具体的需要选择所需的指示方式,本申请实施例对选择的指示方式不做限定,如此一来,本申请实施例涉及的指示方式应理解为涵盖可以使得待指示方获知待指示信息的各种方法。
应理解,网络设备向终端发送数据时,需要根据下行信道状态信息(Channel State Information,CSI)进行信号预编码。对于频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD)系统,上下行采用不同的频段,上行信道和下行信道不具有瞬时互易性,即上行信道和下行信道的转置不相同,无法仅通过上行信道获得下行信道的预编码矩阵。在现有无线通信系统中,一般通过终端反馈预编码矩阵或预编码矩阵索引(Precoding Matrix Index,PMI)的方式获取下行最优的预编码矩阵。
在传统FDD系统中,基站需要依靠终端向基站反馈CSI。如图3所示,为网络设备和终端设备进行CSI测量的基本流程图。网络设备先向终端设备发送用于信道测量的配置的 信令,通知终端设备进行信道测量的时间及行为,之后网络设备向终端设备发送导频用于信道测量;终端设备根据网络设备发送的导频进行测量,进行计算得到最终的CSI;网络设备再根据终端设备反馈的CSI进行数据发送。例如网络设备根据终端设备反馈的CSI包括的RI确定给终端设备传输数据的流数;网络设备根据终端设备反馈的CSI包括的CQI确定给终端设备传输数据的调制阶数,及信道编码的码率;网络设备根据终端设备反馈的CSI包括的PMI确定给终端设备传输数据的预编码。
终端设备基于码本反馈预编码矩阵信息,由于双域压缩在空域和频域都分别进行了压缩,终端设备在反馈时,可以将被选择的一个或多个空域向量和一个或多个频域向量反馈给网络设备,而不再需要基于每个频域单元(如子带)分别反馈子带的合并系数(如包括幅度和相位),因此,可以减小反馈开销。
示例性的,请参见图4,为可能的一种空域-频域双域压缩码本结构的示意图,该码本W满足公式(6):
在公式(6)中, 为端口选择矩阵(也可称为空域基矩阵),M 1为网络设备水平天线端口数,M 2为网络设备垂直天线端口数,Y为空域基底数目; 为组合系数矩阵(也可称为空频合并系数矩阵), 为频域基矩阵,G为频域基底数目。也可以认为选择的一个或多个空域向量可以构成空域波束基矩阵W 1,W 1中的每一个列向量对应选择的一个空域向量。选择的一个或多个频域向量可以构成频域基矩阵W f,W f中的每一个列向量对应选择的一个频域向量。W 2可以表示为选择的一个或多个空域向量与选择的一个或多个频域向量线性合并对应的合并系数。
该码本结构仅利用了信道在角度-时延域的稀疏特性,即不同子带上的空域信息相关特性进行反馈压缩,所以需要上报空域基底、频域基底以及组合系数(空频合并系数),开销较大。另外,在协议中规定空域基底和频域基底均为DFT码本,所以空域基底、频域基底的上报限制了组合系数矩阵W 2的稀疏性,导致系统性能较低。
为了减少上报开销,考虑到虽然FDD系统的上下行信道不具有完整的互易性,但是FDD系统的上下行物理信道本身具有部分的互易性,例如上下行物理信道具有多径角度的互易性和时延的互易性。基于此,可以利用上行信道信息估计部分信息,也就是多径角度和时延信息,之后网络设备可将得到的角度和时延加载到下行导频上,并通知终端设备测量并反馈网络设备需要的补充信息。最终网络设备根据通过上行导频测量的信息和终端设备反馈的补充信息来重构下行信道或者预编码,以支持终端基于上下行物理信道的角度和时延的互易性反馈CSI。
基于上下行物理信道的角度和时延的互易性反馈CSI,也就是,网络设备将上行信道在某个空域基底(角度维度)和/或频域基底(时延维度)上投影,根据投影系数(也称为叠加系数或合并系数)的大小,选择对应的空域基向量和/或频域基向量。之后网络设备利用空域基向量和/或频域基向量发送波束成形(beamformed)的CSI-RS,终端根据网络设备发送的CSI-RS,向网络设备反馈上下行物理信道不互易的部分下行信道信息;或者之后网络设备通知终端所用的空域基向量和/或频域基向量,终端根据网络设备所指示的空域基向量和/或频域基向量,向网络设备反馈上下行物理信道不互易的部分下行信道信息。网络设备再利用终端设备反馈的上下行物理信道不互易的部分下行信道信息重构下行信道,获得下行信道信息。
例如信道模型的一种表示方法,可将信道记为:H=SCF H,其中,H表示信道,S为空域基底,物理上对应网络设备的到达角/出发角,即与信道角度信息有关;F为频域基底,物理上对应到达网络设备的多径信号的多径时延,即与信道延时信息有关;C为空频合并系数(在文本中也称为叠加系数或投影系数),C中的一个元素对应S中的一个向量和F中的一个向量,也就是C中的一个元素对应1个角度-时延对。应理解,如果H为双极化信道,那么H的维度可为(2M 1M 2)×N sb,其中,M 1为网络设备水平天线端口数,M 2为网络设备垂直天线端口数,N sb为频域单元个数;S的维度为(2M 1M 2)×2Y;C为2Y×2Y的矩阵,F的维度为N sb×2Y,Y为空域基底数目。
一种可能的实现方式中,请参见图5,为基于FDD部分互易性的CSI获取方案流程示意图。上行信道H UL可记为H UL=SC ULF H,下行信道H DL可记为H DL=SC DLF H。FDD系统的上行信道和下行信道具有角度和时延的互易性,也就是上行信道H UL和下行信道H DL的S和F相同,所以网络设备通过上行信道可以获得S和F。而C UL就是上行信道与下行信道不互易的信息,C DL就是下行信道与上行信道不互易的信息,可由终端设备通过测量反馈。
例如,如果网络设备利用空频基底对CSI-RS进行了预编码,那么终端设备可根据导频得到各端口的等效信道,通过对等效信道进行全带叠加,得到对应角度时延对的叠加系数满足公式(7):
在公式(7)中, 表示端口i在子带s上的等效信道(也就是信道估计结果),根据该公式,可得到下行信道第i个port上的叠加系数,即 进而得到C DL
网络设备根据上行信道获得的S和F,以及终端设备反馈的C DL,可重构下行信道或预编码矩阵。
示例性的,终端设备可基于一种空域-频域双域压缩码本来反馈C DL,该码本可满足公式(8):
在公式(8)中, 为端口选择矩阵(也可称为空频基底选择矩阵),S为网络设备发送的CSI-RS端口的个数,P 1为终端设备选择的CSI-RS端口的个数; 为各个CSI-RS端口对应的叠加系数,即W 2的列数是1, 为全为1的列向量。W 2的量化。 在本文中表示整数集合。
虽然利用FDD系统的上下行物理信道本身具有角度-时延的互易性,可以减少反馈预编码矩阵信息的开销,但是通过上行信道估计的角度时延信息与下行信道真实的角度时延信息可能存在偏差。例如,终端设备具有多天线,这多个天线中的部分天线上发送探测参考信号(sounding reference signal,SRS),以用于估计上行信道频域信息,相对的,网络设备仅能获取上行部分信道信息。当终端设备的多个天线信道环境差异较大时,网络设备通过部分信道信息获得的角度时延信息可能不能准确表达下行所有的角度时延信息。又例如,上行信道和下行信道可能存在定时偏差时,那么通过上行信道估计的时延信息,相对下行信道的真实时延信息也存在偏差。那么上行信道估计的角度时延对,对应下行信道采样点并不是下行信道功率较大的角度时延对,所以网络设备利用终端设备反馈叠加系数和上行估计的角度时延重构下行信道可能存在较大误差。
另一种可能的实现方式中,与前述的实现方式相同,网络设备根据上行信道估计出角度时延信息,并将得到的角度和时延加载到下行导频上。与前述的实现方式不同之处在于,终端设备可对下行信道进行全带叠加得到叠加系数矩阵C,终端设备可将叠加系数矩阵分 成多个部分,其中部分按照较长周期上报给网络设备,部分按照较短周期上报给网络设备,以尽量减少开销。例如,可记C=C 1C 2C 3,根据C计算出C 1、C 2、C 3,可将C 1或C 3长周期上报给网络设备,C 2短周期或非周期上报给网络设备用于重构下行信道。
为了便于理解,请参见图6,为信道矩阵H的一分解示意图。如图6所示,信道H可满足公式(9):
H≈S′C 1C 2C 3F′ H (9)
在公式(9)中,S′为空域基底(矩阵);C 1为叠加系数矩阵1,表示下行信道的空域统计协方差矩阵的特征空间在空域基底上的投影系数,可对空域基底进行修正,因此C 1也可以称为空域基底修正矩阵;C 2为叠加系数矩阵2,表示下行瞬时信道在S′C 1、C 3F′ H上的投影系数;C 3为叠加系数矩阵3,表示下行信道的频域统计协方差矩阵的特征空间在频域基底上的投影系数,可对频域基底进行修正,因此C 3也可以称为频域基底修正矩阵;F′为频域基底(矩阵)。其中,S′的维度为M×B,M为天线端口数,B为网络设备或终端设备选择空域基底数目;C 1的维度为B×K,K表示下行空域特征空间的有效维度;C 2的维度为K×D,D表示下行频域特征空间的有效维度;C 3的维度为D×F,F为网络设备或终端设备选取频域基底数目;F′的维度为F×N sb,N sb为子带数。
对应的,终端设备反馈预编码矩阵信息所用的码本可满足公式(10):
在公式(10)中, U S=W 1C 1或者U S≈W 1C 1,R S为H的空域统计协方差矩阵,U S为R S的特征向量,U S的每一列对应的特征值为对角阵Λ的对角线上的元素,且Λ对角线上的元素从大到小排列; 或者 R F为H的频域统计协方差矩阵,U F为R F的特征向量,U F的每一列对应的特征值为对角阵Λ的对角线上的元素,且Λ对角线上的元素从大到小排列;W 1是上行信道或下行信道选择的空域基底,W f是上行信道或下行信道选择的频域基底,C 1是空域基底修正矩阵,利用下行信道来修正W 1,使W 1逼近U S;C 3是频域基底修正矩阵,利用下行信道来修正W f,使W f逼近U F。即终端设备对空域基底和频域基底分别进行修正。
应理解,如果网络设备利用空频基底对CSI-RS作了预编码,终端设备可利用全带叠加等方式得到每个端口(角度时延对)对应的矩阵C=(C 1C 2C 3)。为了重构出矩阵C,网络设备需要指示矩阵C的维度B、F以及角度时延对在角度时延空间(B×F)的准确位置,如图7所示。由于空域基底和频域基底变化不大,为了避免终端设备反馈开销的变化范围较大,网络设备可指示短期反馈叠加系数矩阵C 2的维度K、D。
进一步地,可仅对空域基底进行修正,频域基底仍然由上行信道得到。即如图8所示,为信道矩阵H的另一分解示意图,信道H满足公式(11):
H=S′C 1C 2F′ H (11)
在公式(11)中,C 2的维度为K×F,网络设备可指示反馈叠加系数矩阵C 2的维度K。
从图6和图8可以看出,信道H的模型可记为H=SCF H,终端设备反馈预编码矩阵信息所使用的码本可满足公式(12):
在公式(12)中, U S=W 1C 1或者U S≈W 1C 1 或者 W 1是上行信道或下行信道选择的空域基底,W f是上行信道或下行信道选择的频域基底;C 1是空域基底修正矩阵,利用下行信道来修正W 1,使W 1逼近U S,C 2是叠加系数矩阵。即终端设备对空域基底进行修正,如果满足公式(12)可不需要对频域基底进行修正。由于信道在空域基底和频域基底上的投影系数的稀疏性都较差,所以在空域和频域对信道进行稀疏表示,没有充分挖掘信道的系数特性,性能有待进一步提升。
鉴于此,本申请实施例给出了一种反馈CSI所使用的码本结构,该码本基于联合空频 域对信道进行稀疏表示,充分利用空频域联合特征,即能够充分挖掘信道的稀疏特性,从而增加提高系统性能。
本申请实施例旨在提供一种码本(在文本中可称为第一码本),终端设备基于该第一码本向网络设备反馈CSI,可提升系统性能,并降低终端设备的反馈开销。如果终端设备对空域基底和频域基底分别进行修正,那么信道在空域基底和频域基底上的投影系数的稀疏性都较差,导致系统性能较差。本申请实施例对第一码本的设计思想大致是:在联合空频域(即空域和频域的联合域)对信道进行稀疏表示,也就是在联合空频域对信道作近似,基于联合空频域表示的信道设计第一码本。也就是基于前述公式(5)表示的信道h设计第一码本。由于本申请实施例在联合空频域对信道进行压缩反馈,可提高信道在空域基底、频域基底以及空频联合域基底上的投影系数的稀疏性,相对于在空域和频域单独对信道分别进行压缩来说,能够充分挖掘信道的稀疏性,从而提高信道状态信息的准确度,提升系统性能。
另外,如前述针对h,其统计协方差矩阵满足公式(4),即 其瞬时信道可满足公式(5),即 应理解,利用(karhunen-loeve,KL)分解,当通过矩阵R h的P个最大特征值对应的特征向量,即U的前P列(U P)来展开h时,其截断统计均方误差最小。因此,可以以较长周期对U P进行量化反馈,以短周期或者非周期方式对 进行量化反馈,所以可降低终端设备的反馈开销。也就是,本申请实施例可基于不同信道特征随时间变化的快慢不一致的规律,例如路径角度-时延信息(空频联合基底)变换缓慢,而路径叠加系数(各域基底对应的叠加系数)变化快的特性,设计第一码本。基于该第一码本,终端设备可按照较长周期反馈空频联合基底矩阵,按照较短周期反馈基底对应的叠加系数C 2,以降低反馈开销。
下文以下行信道为例,介绍本申请实施例针对第一码本的各种设计方案。由于联合空频域对信道进行稀疏表示,为了便于描述,在文本中,在公式(5)中的h也可以称为空频联合信道。在下文的描述中,以将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域列向量表示为例且以终端设备采用单根接收天线为例。下文以针对一个空间层(rank)的第一码本为例。
以信道H为双极化信道为例,两个极化方向对应的信道可记为H 1和H 2,其中,H满足: M 1为网络设备水平天线端口数,M 2为网络设备垂直天线端口数,N sb为频域单元个数。H 1的维度为M 1M N sb,H 2的维度为M 1M N sb。按照如前述公式2获得信道H 1的空频联合信道h 1,以及获得信道H 2的空频联合信道h 2。终端设备对下行信道h 1以及h 2进行空频联合协方差矩阵统计,获得对应两个极化方向的空频联合统计协方差矩阵R 1、R 2,其中,信道h 1对应R 1,信道h 2对应R 2。对R 1进行SVD或者特征分解求得特征向量构成的矩阵U 1,对R 2进行SVD或者特征分解求得特征向量构成的矩阵U 2。对矩阵U 1进行截断,选择能量大的P 1个特征值对应的P 1列构成矩阵 对矩阵U 2进行截断,选择能量大的P 2个特征值对应的P 2列构成矩阵 应理解, 包含了信道的绝大部分能量。需要说明的是,P 1、P 2的选择可以由终端设备自行决定,也可以是终端设备在规定的可选范围内选择。
终端设备可通过叠加系数、空域基底、频域基底等对信道H的空频联合信道h作近似,应理解, 针对信道极化是否对应相同的空频联合基底,终端设备可通过叠加系数、空域基底、频域基底等对信道H的空频联合信道h作近似也有所不同,所设计的第一码本也有所不同。
需要说明的是,上述以分极化统计协方差矩阵为例,本申请实施例对此不作限制。例 如,可以不分极化统计协方差矩阵,即针对两个极化方向对应的信道进行空频联合协方差矩阵统计,获得一个对应双极化的R。从而根据R将信道近似为叠加系数、空频联合基底构成的矩阵。或者,可以分极化统计协方差矩阵,但是获得两个极化方向的R 1和R 2之后,可对R 1和R 2进行平均,再将信道近似为叠加系数、空频联合基底构成的矩阵。下文以分极化统计协方差矩阵为例。
设计方案一、针对信道的两个极化对应相同的空频联合基底的情况设计第一码本。
如果信道H的两个极化对应相同的空频联合基底,那么对信道H的空频联合信道h进行空频联合协方差矩阵统计,可获得 对R′ h进行奇异值(singular value decomposition,SVD)或者特征分解,获得特征向量构成的矩阵U′,U′的维度为M 1M 2N sb×M 1M 2N sb。或者,对信道H的空频联合信道h进行空频联合协方差矩阵统计,可获得 对R h进行SVD或者特征分解,获得特征向量构成的矩阵U,U的维度为2M 1M 2N sb×2M 1M 2N sb
针对 从U′确定包括信道的绝大部分能量的列向量,例如对U′进行截断,选择能量大的J个特征值对应的J列构成矩阵U″,U″的维度为M 1M 2N sb×J,也就是U″包含了信道的绝大部分能量。需要说明的是,终端设备可自行确定P的取值,也可以从某个可选的范围内选择J的取值。
针对 从U确定包括信道的绝大部分能量的列向量,例如对U进行截断,选择能量大的P个特征值对应的P列构成矩阵 的维度为2M 1M 2N sb×2P,也就是 包含了信道的绝大部分能量。需要说明的是,终端设备可自行确定P的取值,也可以从某个可选的范围内选择P的取值。
下文以从U确定包括信道的绝大部分能量的列向量,例如对U进行截断,选择能量大的P个特征值对应的P列构成矩阵 为例,终端设备可对 作近似,将 近似为叠加系数、空频联合基底构成的矩阵。示例性的,终端设备可利用DFT码本对 进行近似,例如从DFT码本中选择W p,W q,C 1使得 满足公式(13a):
应理解, C 2可为瞬时信道h在QC 1上的投影,C 2可满足公式(14a):
C 2=(QC 1) Hh (14a)
在公式(13a)中, 的维度可为2M 1M 2N sb×2P,W p用于量化两个极化之间的差异,可以是DFT矩阵,或者W p满足 W p=I 2,其维度为2×2;W q为空频联合基底,其中,一个频域基底对应多个空域基底,或者一个空域基底对应多个频域基底,或者一个频域基底对应一个空域基底,W q的维度为N sbM 1M 2×FB,FB为网络设备或终端设备选择空频基底数目。C 1表示 在矩阵Q上的投影,可认为是空频联合基底修正矩阵,用于将Q修正为统计特征矩阵 ,即使Q逼近 ,C 1的维度为2FB×2P,2P为 的列数。由于W p,C 1用来量化近似 ,所以C 1的行数大于或等于C 1的列数。在公式(14a)中,h的维度可为2M 1M 2N sb×1,N sb为频率单元个数,C 2的维度为2P×1,
作为公式(13a)的一种可替换的方案, 满足公式(13b):
应理解,可有 C 2可为瞬时信道h在 上的投影,C 2可满足公式(14b):
与公式(13a)的不同之处在于,公式(13b)可认为先通过C 1对W q进行修正,之后再进行极化处理。同公式(13a),在公式(13b)和公式(14b)中,h的维度可为2M 1M 2N sb×1,N sb为频率单元个数, 的维度可为2M 1M 2N sb×2P,C 2的维度为2P×1,W p用于量化两个极化 之间的差异,W p的维度为2×2,W q为空频联合基底,W q的维度为N sbM 1M 2×FB,C 1的维度为FB×P,FB为网络设备或终端设备选择空频基底数目,2P为 的列数。
示例性的,请参见图9,为空频联合信道h的一种矩阵分解示意图。在图9中,一个频域基底对应多个空域基底,或者一个空域基底对应多个频域基底,W q可满足公式(15):
在公式(15)中,W q的维度为N sbM 1M 2×FB,FB为网络设备或终端设备选择的空频基底数目,W f为频域基底,例如可以是过采样DFT矩阵的部分列构成的子矩阵, 的维度是N sb×F,F为网络设备或终端设备选择频域基底数目,其中,F可等于N sb;W s为空域基底。例如可以是过采样DFT矩阵的部分列构成的子矩阵,其维度是M 1M 2×B,B为网络设备或终端设备选择空域基底数目,其中,B可等于M 1M 2
网络设备如果要确定终端设备的信道状态,需要终端设备上报如公式(13a)中的W p,W q,C 1,以及上报公式(14a)中的C 2。终端设备近似 之后,可根据近似 即QC 1以及瞬时信道h,确定需要反馈的码本C 2。需要说明的是,终端设备可上报C 1中的部分或全部元素,例如终端设备可上报C 1中非零元素或者大于某一阈值的元素。终端设备上报C 1中的元素个数也可以是协议预定义的或者指示的。
基于前述公式(13a),本申请实施例所提供的第一码本W的结构可满足公式(16a):
与公式(13a)对应,在公式(16a)中, 的维度是N sb×F,W s的维度是M 1M 2×B,C 1的维度为2FB×2P,C 2的维度为2P×1,W p的维度为2×2。
基于前述公式(13b),本申请实施例所提供的第一码本W的结构可满足公式(16b):
与公式(13b)对应,在公式(16b)中, 的维度是N sb×F,W s的维度是M 1M 2×B,C 1的维度为FB×2P,C 2的维度为2P×1,W p的维度为2×2。
终端设备可基于公式(16a)或公式(16b)所示的第一码本将W p,W f,W s,C 1以及C 2反馈给网络设备。由于空频联合基底通常变化缓慢,所以终端设备可以较长周期反馈C 1,W p,W f,W s,;相反,空频联合基底对应的叠加系数变化较快,所以终端设备可以较短周期或非周期反馈C 2,从而降低终端设备的反馈开销。需要说明的是,这里较长周期和较短周期是相对而言的,W p,W f,W s,C 1的上报周期可相同,也可以不相同。例如,W p表示极化间相位,随时间变化的速率可能比W f,W s快,因此,W p的上报周期可能比W f,W s的上报周期短。应理解,由于W p,W f,W s,C 1用来量化近似U 00,所以在公式(16a)中有2FB≥2P,在公式(16b)中有FB≥P。
需要说明的是,本文以将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域列向量表示为例。在一些实施例中,也可以将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域行向量表示,本申请实施例对此不作限制。如果将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域行向量表示,那么第一码本结构适应性也有所变化。例如,公式(15)适应性地可变为: 公式(16a)适应性地可变为: 公式(16b)适应性地可变为:
作为一种可替换的方案,请参见图10,为空频联合信道h的另一种矩阵分解示意图。与图9的不同之处在于,图10中,一个频域基底对应一个空域基底,W q可满足公式(17):
那么基于公式(13a), 可近似满足公式(18a):
对应的第一码本W结构满足公式(19a):
基于公式(13b), 可近似满足公式(18b):
对应的第一码本W结构满足公式(19a):
与图9的不同之处在于,W f为频域基底,例如可以是过采样DFT矩阵的部分列构成的子矩阵;W s为空域基底,例如可以是过采样DFT矩阵的部分列构成的子矩阵。在公式19(a)中, 的维度是N sb×F,W s的维度是M 1M 2×K,C 1的维度为2K×2P。在公式19(b)中, 的维度是N sb×F,W s的维度是M 1M 2×K,C 1的维度为K×P应理解,由于W p,W f,W s,C 1用来量化近似 因此有2K≥2P。同样,终端设备可将W p,W f,W s,C 1以较长周期上报给网络设备,将C 1以较短周期上报给网络设备。不同之处在于,终端设备按照公式19(a)反馈,那么反馈的C 1的维度为2K≥2P,终端设备按照公式19(b)反馈,那么反馈的C 1的维度为K×P,反馈开销更低。需要说明的是,终端设备可上报C 1中的部分或全部元素,例如终端设备可上报C 1中非零元素或者大于某一阈值的元素。终端设备上报C 1中的元素个数也可以是协议预定义的或者指示的。
同理,如果将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域行向量表示,那么第一码本结构适应性也有所变化。例如,公式(17a)适应性地可变为: 公式(19a)适应性地可变为: 公式(19b)适应性地可变为:
本申请实施例在联合空频域对信道进行压缩反馈,相对于在空域和频域单独对信道进行压缩反馈来说,可充分挖掘信道的稀疏性,从而提高信道状态信息的准确度,提升系统性能。另外通过长周期反馈基底信息(空域基底和/或频域基底)和短周期反馈叠加系数,从而降低终端设备的反馈开销。
前述设计方案一以两个极化具有相同的空频基底为例,应理解,如果两个极化对应不同的空频基底,可分别对各个极化对应的信道进行量化反馈,配合不同极化之间差分反馈叠加系数、空域基底以及频域基底,可提高CSI的精度。下面以双极化信道为例,介绍终端设备如何反馈CSI。
设计方案二、针对信道两个极化对应不同的空频基底的情况设计第一码本。
该设计方案以设计方案一的不同之处在于,终端设备可利用DFT码本对统计特征向量构成的矩阵 别进行近似。以 为例,即寻找W f,1,W s,1,C 1,1使得 其中,W f,1与W s,1为过采样DFT矩阵的部分列构成的子矩阵,分别表示频域基底和空域基底,C 1,1表示 在Q 1上的投影, 的近似与 的近似类似,即 W f,2与W s,2为过采样DFT矩阵的部分列构成的子矩阵,分别表示频域基底和空域基底,C 1,2表示 在Q 2上的投影, 这里不再赘述。
应理解,若水平方向和垂直方向的天线端口数量分别为M 1和M 2,h的维度是2M 1M 2N sb×1,N sb为子带个数,假设前M 1×M 2行对应一个极化信道,后M 1×M 2行对应一个极化信道。那么h 1的维度为M 1M 2N sb×1,h 2的维度为M 1M 2N sb×1。同理, 的维度是M 1M 2N sb×P 1的维度是M 1M 2N sb×P 2,P 1为第一极化方向对应的叠加系数的个数,P 2为第二极化方向对应的叠加系数的个数,P 1和P 2可相同,也可以不相同;W f,1的维度是N sb×F 1,F 1为网络设备或终端设备在第一极化方向上选择的频域基底数目,W f,2的维度是N sb×F 2,F 2为网络设备或终端设备在第二极化方向上选择的频域基底数目,F 1可等于F 2,或者F 1不等于F 2;W s,1的维度为M 1M 2×B 1,B 1为网络设备或终端设备在第一极化方向上选择的空 域基底数目,W s,2的维度为M 1M 2×B 2,B 2为网络设备或终端设备在第二极化方向上选择的空域基底数目,其中,B 1与B 2相同或者不相同;C 1,1的维度是F 1B 1×P 1,F 1B 1为网络设备或终端设备在第一极化方向上选择的空频基底数目,C 1,2的维度是F 2B 2×P 2,F 2B 2为网络设备或终端设备在第二极化方式上选择的空频基底数目,这里不再赘述。
作为一种示例,采用图9所示的空频联合信道h的近似方案,第一极化方向对应的码本W 1的结构可满足公式(20),第二极化方向对应的码本W 2可满足公式(21)
应理解,W 1的维度是M 1M 2×N sb,W 2的维度是M 1M 2×N sb;W f,1的维度为N sb×F 1、W f,2的维度为N sb×F 2,F 1为网络设备或终端设备在第一极化方向选择的频域基底数目,F 2为网络设备或终端设备在第二极化方向选择的频域基底数目,其中,F 1与F 2相同或者不相同;W s,1的维度为M 1M 2×B 1,B 1为网络设备或终端设备在第一极化方向上选择的空域基底数目,W s,2的维度为M 1M 2×B 2,B 2为网络设备或终端设备在第二极化方向上选择的空域基底数目,其中,B 1与B 2相同或者不相同,C 1,1的维度是F 1B 1×P 1,F 1B 1为网络设备或终端设备在第一极化方向上选择的空频基底数目,C 1,2的维度是F 2B 2×P 2,F 2B 2为网络设备或终端设备在第二极化方式上选择的空频基底数目;C 2,1的维度为P 1×1、C 2,2的维度为P 2×1,P 1为第一极化方向对应的叠加系数的个数,P 2为第二极化方向对应的叠加系数的个数,这里不再赘述。需要说明的是,图9以B 1=B 2=B,F 1=F 2=F,P 1=P 2=P为例。
进一步地,终端设备根据瞬时信道h 1和得到的长周期码本,即Q 1C 1,1,计算需要反馈的短周期码本C 2,1,以及根据瞬时信道h 2和得到的长周期码本,即Q 2C 1,2,计算需要反馈的短周期码本C 2,2。以h 1为例,h 1在对应的长周期基底上的叠加系数构成的矩阵为C 2,1,可以由h 1在Q 1C 1,1上的投影得到C 2,1=(Q 1C 1,1) Hh 1,或者其他形式计算得到。h 2对应的瞬时叠加系数C 2,2由相同的方式计算得到,不再赘述。终端设备以短周期或非周期将C 2,1与C 2,2反馈给网络设备,用于重构下行信道。
作为另一种示例,采用图10所示的空频联合信道h的近似方案,第一极化方向对应的码本W 1的结构可满足公式(22),第二极化方向对应的码本W 2可满足公式(23)
应理解,W 1与W 2的维度是M 1M 2×N sb,W f,1的维度N sb×K 1,K 1为空频基底数目,表示下行空域特征空间的有效维度,W f,2的维度N sb×K 2,K 2为空频基底数目,表示下行空域特征空间的有效维度,W s,1的维度为M 1M 2×K 1,W s,2的维度为M 1M 2×K 2,C 1,1的维度为K 1×P 1,C 1,2的维度为K 2×P 2,K 1与K 2相同或者不相同,C 2,1的维度为P 1×1、C 2,2的维度为P 2×1,P 1为第一极化方向对应的叠加系数的个数,P 2为第二极化方向对应的叠加系数的个数,P 1与P 2相同或者不相同,这里不再赘述。需要说明的是,图10以K 1=K 2=K,P 1=P 2=P为例。
设计方案二分极化对信道进行量化反馈,配合不同极化之间差分反馈叠加系数、空域基底以及频域基底,可提高CSI的精度。另外,不同极化之间可能存在一定相关性,进一步地,可根据不同极化之间差分量反馈,例如针对W 2的反馈,可反馈与W 1中不同的差分量即可,更加节约反馈开销。
同理,如果将用空域-频域矩阵表示的信道用空频域行向量表示,那么第一码本结构适应性也有所变化。例如,公式(20)适应性地可变为: 公式(21)适应性地可变为:
公式(22)适应性地可变为: 公式(23)适应性地可变为:
需要说明的是,上述设计方案一和设计方案二中,以终端设备利用DFT矩阵作为码本集合为例,即以W p,W q,W f,W s、W f,1、W f,2、W s,1、W s,2等均为DFT矩阵(过采样DFT矩阵)为例。在可能的实现方式中,W p,W q,W f,W s、W f,1、W f,2、W s,1、W s,2也可以是其他可能预先约定的矩阵,本申请实施例对W p,W q,W f,W s、W f,1、W f,2、W s,1、W s,2是否为DFT矩阵不作限制。当W 1不满足 W 1可由码本或者其他方式获得。
设计方案三、针对可基于上下行物理信道的角度和时延的互易性反馈CSI的情况设计第一码本。
应理解,上下行物理信道的角度和时延的互易性,网络设备通过上行信道可获得空频基底U ul,网络设备可发送加载角度、时延或者空频域基底的导频,终端设备对该导频测量后,可计算下行信道h dl在U ul上的投影,即全带叠加系数,将该系数反馈给网络设备。
为了便于理解,请参见图11,为下行信道的一种分解示意图。
如图11所示,假设下行信道h dl为CSI端口上未加载预编码的下行信道,那么h dl可满足公式(24):
h dl≈U ulC 1C 2 (24)
在公式(24)中,h dl的维度是2M 1M 2N sb×1,M 1为网络设备水平天线端口数,M 2为网络设备垂直天线端口数,N sb为频率单元个数;U ul的维度是2M 1M 2N sb×Y 0,Y 0为表示两个极化方向发送的CSI-RS端口的个数,C 1的维度是Y 0×P 0,P 0是从两个极化方向发送的CSI-RS端口的中选择的CSI-RS端口的个数;C 2的维度是P 0×1,应理解,Y 0大于或等于P 0。可以认为C 1对上行计算的基底U ul进行了修正,使得U ulC 1更接近下行信道的特征空间。终端设备根据公式(24)只需要上报C 1和C 2即可。
终端设备计算下行信道h dl在U ul上的投影,即全带叠加系数c,可令 终端设备可根据c计算C 1、C 2。之后终端设备可以长周期将C 1反馈给网络设备,以短周期将C 2反馈给网络设备。
需要说明的是,在本申请实施例中,由于U ul的信息没有发送给终端设备,为了保证网络设备能够正确重构下行信道,需保证C 1的反馈周期与U ul的更新周期匹配。也就是保证不能出现U ul更新了,但是C 1没有反馈的情况。当然,为了避免C 1的反馈周期与U ul的更新周期不匹配,也可以将U ul发送给终端设备。终端设备根据所接收的U ul可以重构出不加载波束赋形(beamformed)权值的信道信息,之后再计算C 1、C 2,这样C 1反馈周期与U ul更新周期无关。
基于公式(24),提供一种可能的第一码本,该第一码本可满足公式(25)。
W=W 1C 1C 2 (25)
其中,W为第一码本,W 1为端口选择矩阵,W 1中的每一列只有1个元素是1,其余是0。例如,W 1的维度为2T×Y 0,其中,2T为大于等于2的正整数,表示两个极化方向上的CSI-RS端口的个数;Y 0为大于等于1的正整数,表示选择的CSI-RS端口的个数;C 1用于对W 1进行修正,C 1的维度为Y 0×P 0,C 2为叠加系数矩阵,C 2的维度为P 0×1,P 0是两个极化方向上的叠加系数的个数之和。需要说明的是,W 1的维度为2T×Y 0,表示网络设备在两个极化方向分别发送了T个CSI-RS端口,在一些实施例中,网络设备在一个极化方向可发送T 1个CSI-RS端口,在另一个极化方向可发送T 2个CSI-RS端口,即W 1的维度为(T 1+T 2)×Y 0,C 1的维度为Y 0×P 0,C 2的维度为P 0×1;同理,网络设备在两个极化方向选择的CSI-RS端口的个数也可不同,即W 1的维度为(T 1+T 2)×(Y 1+Y 2),C 1的维度为(Y 1+Y 2)×P 0,C 2的维度为P 0×1。
应理解,针对信道的两个极化对应不同的空频联合基底的情况,第一极化方向对应的码本W 1的结构可满足公式(26),第二极化方向对应的码本W 2可满足公式(27)
W 1=(W 1,1)C 1,1C 2,1 (26)
W 2=(W 1,2)C 1,2C 2,2 (27)
其中,网络设备在两个极化方向分别发送了T个CSI-RS端口,W 1和W 2的维度为T×1;如果网络设备在一个极化方向可发送T 1个CSI-RS端口,在另一个极化方向可发送T 2个CSI-RS端口,那么W 1的维度为T 1×1,W 2的维度为T 2×1。网络设备在两个极化方向选择的CSI-RS端口的个数分别为Y 1、Y 2,那么W 1,1的维度为T 1×Y 1,W 1,2的维度为T 2×Y 2,Y 1和Y 2为大于等于1的正整数,Y 1和Y 2相同或者不同。C 1,1的维度为Y 1×P 1、C 1,2的维度为Y 2×P 2,P 1为第一极化方向对应的叠加系数的个数,P 2为第二极化方向对应的叠加系数的个数,P 1与P 2相同或者不相同;C 2,1的维度为P 1×1,C 2,2的维度为P 2×1。
终端设备可基于公式(25)所述的第一码本将C 1以及C 2反馈给网络设备。网络设备通过上行信道可获得U ul,并根据C 1和C 2重构下行信道,进而确定终端设备的信道状态。基于公式(26)和公式(27)所示的码本可分极化对信道进行量化反馈,配合不同极化间差分反馈叠加系数、空频联合基底,可提高CSI的精度。另外,不同极化之间可能存在一定相关性,进一步地,可根据不同极化间差分量反馈,例如针对W 2的反馈,可反馈与W 1中不同的差分量即可,更加节约反馈开销。
基于上述第一码本的各种设计方案,本申请提供一种CSI反馈方法。该方法是针对基于联合空频域对信道进行稀疏表示的情况设计的各种第一码本。在下文的介绍过程中,以该方法应用于图1所示的网络架构为例。另外,该方法从两个通信装置的交互的角度进行描述,可由两个通信装置执行,这两个通信装置例如为第一通信装置和第二通信装置。其中,第一通信装置可以是网络设备或能够支持网络设备实现该方法所需的功能的通信装置,或者第一通信装置可以是终端设备或能够支持终端设备实现该方法所需的功能的通信装置,当然还可以是其他通信装置,例如芯片系统。对于第二通信装置也是同样,第二通信装置可以是网络设备或能够支持网络设备实现该方法所需的功能的通信装置,或者第二通信装置可以是终端设备或能够支持终端设备实现该方法所需的功能的通信装置,当然还可以是其他通信装置,例如芯片系统。且对于第一通信装置和第二通信装置的实现方式均不做限制,例如第一通信装置可以是网络设备,第二通信装置是终端设备,或者第一通信装置和第二通信装置都是终端设备,或者第一通信装置是网络设备,第二通信装置是能够支持终端设备实现该方法所需的功能的通信装置,等等。
为了便于介绍,在下文中,以该方法由网络设备和终端执行为例,也就是,以第一通信装置是终端设备、第二通信装置是网络设备为例。例如,下文中终端设备可以是图1中的6个终端设备中的任意一个终端设备,下文中网络设备可以是图1中的网络设备。需要说明的是,本申请实施例只是以通过网络设备和终端设备执行为例,并不限制于这种场景。
请参见图12,为本申请实施例提供的CSI反馈方法流程示意图,本申请实施例提供的CSI反馈方法的流程包括:
S1201、终端设备基于第一码本确定信道状态信息,该第一码本基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定。
S1202、终端设备向网络设备发送所述信道状态信息,相应的,网络设备接收来自终 端设备的信道状态信息。
S1203、网络设备根据接收的信道状态信息以及第一码本确定预编码矩阵。
本申请实施例基于用一个或多个空频域列向量表示的信道来确定第一码本。例如针对采用单根接收天线的终端设备,可基于上述公式(2)表示的信道来确定第一码本,所确定的第一码本可包括如上述的设计方案一、设计方案二以及设计方案三的各个方案中的各种第一码本,具体可参见前述实施例的描述,这里不再赘述。
终端设备根据第一码本确定信道状态信息之后,可将所确定的信道状态信息发送给网络设备。网络设备接收到信道状态信息,可根据所接收的信道状态信息以及第一码本确定信道状态。当然,网络设备也可根据所接收信道状态信息以及第一码本确定更多的其他信息,例如确定预编码矩阵等。
上述本申请提供的实施例中,分别从终端设备、网络设备,以及终端设备和网络设备之间交互的角度对本申请实施例提供的方法进行了介绍。为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能,终端和基站可以包括硬件结构和/或软件模块,以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。
下面结合附图介绍本申请实施例中用来实现上述方法的通信装置。因此,上文中的内容均可以用于后续实施例中,重复的内容不再赘述。
图13示出了一种通信装置的结构示意图。该通信装置可以对应实现上述各个方法实施例中由终端设备或网络设备实现的功能或者步骤。
该通信装置可以包括处理模块1310和收发模块1320。可选的,还可以包括存储单元,该存储单元可以用于存储指令(代码或者程序)和/或数据。处理模块1310和收发模块1320可以与该存储单元耦合,例如,处理模块1310可以读取存储单元中的指令(代码或者程序)和/或数据,以实现相应的方法。上述各个模块可以独立设置,也可以部分或者全部集成。
一些可能的实施方式中,通信装置1300能够对应实现上述方法实施例中终端设备的行为和功能。例如通信装置1300可以为终端设备,也可以为应用于终端设备中的部件(例如芯片或者电路)。收发模块1320可以用于执行图12所示的实施例中由终端设备所执行的全部接收或发送操作,例如图12所示的实施例中的S1202,和/或用于支持本文所描述的技术的其它过程。其中,处理模块1310用于执行如图12所示的实施例中由终端设备所执行的除了收发操作之外的全部操作,例如图12所示的实施例中的S1201,和/或用于支持本文所描述的技术的其它过程。
在一些实施例中,处理模块1310用于基于第一码本确定信道状态信息,其中,第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;收发模块1320用于发送所述信道状态信息。
在一种可能的设计中,若信道的两个极化方向对应相同的空频基底,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为空频联合基底矩阵,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
在可能的实现方式中, 其中,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为 空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底。
在一种可能的设计中,信道的两个极化方向对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
其中,第一码本为W,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W q逼近W,C 2为空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W qC 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。该方案中,即先采用C 1对空频联合基底矩阵进行修正,在对修正后的空频联合基底做极化处理,可降低C 1的维度,进一步降低反馈CSI的开销。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在一种可能的设计中,信道的两个极化方向对应不同的空频基底,第一码本包括第一极化方向对应的码本和第二极化方向对应的码本。
在可能的实现方式中,第一极化方向对应的码本满足:W 2=W q,1C 1,1C 2,1,第二极化方向对应的码本满足W 3=W q,2C 1,2C 2,2;其中,W q,1为与第一极化方向对应的空频联合基底矩阵,W q,2为与第二极化方向对应的空频联合基底矩阵;C 1,1为W q,1的修正矩阵,用于使得W q,1逼近W 2,C 1,2为W q,2的修正矩阵,用于使得W q,2逼近W 3,C 2,1为W q,1C 1,1对应的叠加系数矩阵,C 2,2为W q,2C 1,2对应的叠加系数矩阵。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应一个空域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在一种可能的设计中,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为端口选择矩阵,C 1为端口选择矩阵修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为端口选择矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个端口在加权求和时的权重。
在可能的实现方式中,终端设备反馈的信道状态信息为下行信道的信道状态信息,所述信道状态信息包括C 1和C 2中的部分元素或全部元素。
应理解,本申请实施例中的处理模块1310可以由处理器或处理器相关电路组件实现,收发模块1320可以由收发器或收发器相关电路组件或者通信接口实现。
一些可能的实施方式中,通信装置1300能够对应实现上述方法实施例中网络设备的行为和功能。例如通信装置1300可以为网络设备,也可以为应用于网络设备中的部件(例如芯片或者电路)。收发模块1320可以用于执行图12所示的实施例中由网络设备所执行的全部接收或发送操作,例如图12所示的实施例中的S1202,和/或用于支持本文所描述的技术的其它过程。其中,处理模块1310用于执行如图12所示的实施例中由网络设备所执行的除了收发操作之外的全部操作,例如图12所示的实施例中的S1203,和/或用于支持本文所描述的技术的其它过程。
在一些实施例中,收发模块1320用于接收信道状态信息,所述信道状态信息是基于第一码本确定的,第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;处理模块1310用于根据所述信道状态信息以及第一码本确定信道状态。
在一种可能的设计中,若信道的两个极化方向对应相同的空频基底,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为空频联合基底矩阵,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
在可能的实现方式中, 其中,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底。
在一种可能的设计中,信道的两个极化方向对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
其中,第一码本为W,W p表示天线极化分量之间的相位差,W q为空频联合基底矩阵,W q中的每一个列向量对应一个空频联合基底,C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得W q逼近W,C 2为空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W qC 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。该方案中,即先采用C 1对空频联合基底矩阵进行修正,在对修正后的空频联合基底做极化处理,可降低C 1的维度,进一步降低反馈CSI的开销。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底,W q满足:
其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
在一种可能的设计中,信道的两个极化方向对应不同的空频基底,第一码本包括第一极化方向对应的码本和第二极化方向对应的码本。
在可能的实现方式中,第一极化方向对应的码本满足:W 2=W q,1C 1,1C 2,1,第二极化方向对应的码本满足W 3=W q,2C 1,2C 2,2;其中,W q,1为与第一极化方向对应的空频联合基底矩阵,W q,2为与第二极化方向对应的空频联合基底矩阵;C 1,1为W q,1的修正矩阵,用于使得W q,1逼近W 2,C 1,2为W q,2的修正矩阵,用于使得W q,2逼近W 3,C 2,1为W q,1C 1,1对应的叠加系数矩阵,C 2,2为W q,2C 1,2对应的叠加系数矩阵。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应多个空域基底,或者,空频联合基底矩阵中的一个空域基底可对应多个频域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在可能的实现方式中,空频联合基底矩阵中的一个频域基底也可对应一个空域基底;
W q,1满足:
W q,2满足:
其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与第二极化方向对应的空域基底矩阵。
在一种可能的设计中,第一码本可满足:
W=W 1C 1C 2
其中,第一码本为W,W 1为端口选择矩阵,C 1为端口选择矩阵修正矩阵,用于使得W 1逼近W,C 2为端口选择矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示W 1C 1中的一个或多个端口在加权求和时的权重。
在可能的实现方式中,终端设备反馈的信道状态信息为下行信道的信道状态信息,所述信道状态信息包括C 1和C 2中的部分元素或全部元素。
应理解,本申请实施例中的处理模块1310可以由处理器或处理器相关电路组件实现,收发模块1320可以由收发器或收发器相关电路组件或者通信接口实现。
如图14所示为本申请实施例提供的通信装置1400,其中,通信装置1400可以是终端设备,能够实现本申请实施例提供的方法中终端设备的功能,或者,通信装置1400可以是网络设备,能够实现本申请实施例提供的方法中网络设备的功能;通信装置1400也可以是能够支持终端设备实现本申请实施例提供的方法中对应的功能的装置,或者能够支持网络设备实现本申请实施例提供的方法中对应的功能的装置。其中,该通信装置1400可 以为芯片或芯片系统。本申请实施例中,芯片系统可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
在硬件实现上,上述收发模块1320可以为收发器,收发器集成在通信装置1400中构成通信接口1410。
通信装置1400包括至少一个处理器1420,用于实现或用于支持通信装置1400实现本申请实施例提供的方法中网络设备或终端设备的功能。具体参见方法示例中的详细描述,此处不做赘述。
通信装置1400还可以包括至少一个存储器1430,用于存储程序指令和/或数据。存储器1430和处理器1420耦合。本申请实施例中的耦合是装置、单元或模块之间的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式,用于装置、单元或模块之间的信息交互。处理器1420可能和存储器1430协同操作。处理器1420可能执行存储器1430中存储的程序指令和/或数据,以使得通信装置1400实现相应的方法。所述至少一个存储器中的至少一个可以包括于处理器中。
通信装置1400还可以包括通信接口1410,用于通过传输介质和其它设备进行通信,从而用于通信装置1400中的装置可以和其它设备进行通信。示例性地,当该通信装置为终端设备时,该其它设备为网络设备;或者,当该通信装置为网络设备时,该其它设备为终端设备。处理器1420可以利用通信接口1410收发数据。通信接口1410具体可以是收发器。
本申请实施例中不限定上述通信接口1410、处理器1420以及存储器1430之间的具体连接介质。本申请实施例在图14中以存储器1430、处理器1420以及通信接口1410之间通过总线1440连接,总线在图14中以粗线表示,其它部件之间的连接方式,仅是进行示意性说明,并不引以为限。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图14中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
在本申请实施例中,处理器1420可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
在本申请实施例中,存储器1430可以是非易失性存储器,比如硬盘(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solid-state drive,SSD)等,还可以是易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random-access memory,RAM)。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置,用于存储程序指令和/或数据。
需要说明的是,上述实施例中的通信装置可以是终端也可以是电路,也可以是应用于终端中的芯片或者其他具有上述终端功能的组合器件、部件等。当通信装置是终端时,收发模块可以是收发器,可以包括天线和射频电路等,处理模块可以是处理器,例如:中央处理模块(central processing unit,CPU)。当通信装置是具有上述终端功能的部件时,收发模块可以是射频单元,处理模块可以是处理器。当通信装置是芯片或芯片系统时,收发模块可以是芯片或芯片系统的输入输出接口、处理模块可以是芯片或芯片系统的处理器。
图15示出了一种简化的通信装置的结构示意图。便于理解和图示方便,图15中,以通信装置是基站作为例子。该基站可应用于如图1所示的系统中,可以为图1中的网络设备,执行上述方法实施例中网络设备的功能。
该通信装置1500可包括收发器1510、存储器1521以及处理器1522。该收发器1510可以用于通信装置进行通信,如用于发送或接收上述指示信息等。该存储器1521与所述处理器1522耦合,可用于保存通信装置1500实现各功能所必要的程序和数据。该处理器1522被配置为支持通信装置1500执行上述方法中相应的功能,所述功能可通过调用存储器1521存储的程序实现。
具体的,该收发器1510可以是无线收发器,可用于支持通信装置1500通过无线空口进行接收和发送信令和/或数据。收发器1510也可被称为收发单元或通信单元,收发器1510可包括一个或多个射频单元1512以及一个或多个天线1511,其中,射频单元1512如远端射频单元(remote radio unit,RRU)或者有源天线单元(active antenna unit,AAU),具体可用于射频信号的传输以及射频信号与基带信号的转换,该一个或多个天线1511具体可用于进行射频信号的辐射和接收。可选的,收发器1510可以仅包括以上射频单元,则此时通信装置1500可包括收发器1510、存储器1521、处理器1522以及天线。
存储器1521以及处理器1522可集成于一体也可相互独立。如图15所示,可将存储器1521以及处理器1522集成于通信装置1500的控制单元1520。示例性的,控制单元1520可包括LTE基站的基带单元(baseband unit,BBU),基带单元也可称为数字单元(digital unit,DU),或者,该控制单元1520可包括5G和未来无线接入技术下基站中的分布式单元(distribute unit,DU)和/或集中单元(centralized unit,CU)。上述控制单元1510可由一个或多个天线面板构成,其中,多个天线面板可以共同支持单一接入制式的无线接入网(如LTE网络),多个天线面板也可以分别支持不同接入制式的无线接入网(如LTE网络,5G网络或其他网络)。所述存储器1521和处理器1522可以服务于一个或多个天线面板。也就是说,可以每个天线面板上单独设置存储器1521和处理器1522。也可以是多个天线面板共用相同的存储器1521和处理器1522。此外每个天线面板上可以设置有必要的电路,如,该电路可用于实现存储器1521以及处理器1522的耦合。以上收发器1510、处理器1522以及存储器1521之间可通过总线(bus)结构和/或其他连接介质实现连接。
基于图15所示结构,当通信装置1500需要发送数据时,处理器1522可对待发送的数据进行基带处理后,输出基带信号至射频单元,射频单元将基带信号进行射频处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式进行发送。当有数据发送到通信装置1500时,射频单元通过天线接收到射频信号,将射频信号转换为基带信号,并将基带信号输出至处理器1522,处理器1522将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。
基于如图15所示结构,收发器1510可用于执行以上由收发模块1320所执行的步骤。和/或,处理器1522可用于调用存储器1521中的指令以执行以上由处理模块1310所执行的步骤。
本申请实施例还提供一种通信系统,具体的,通信系统包括网络设备和终端设备,或者还可以包括更多个网络设备和多个终端设备。示例性的,通信系统包括用于实现上述图12的相关功能的网络设备和终端设备。
所述网络设备分别用于实现上述图12相关网络部分的功能。所述终端用于实现上述图12相关终端设备的功能。具体请参考上述方法实施例中的相关描述,这里不再赘述。
本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行图12中网络设备执行的方法;或者当其在计算机上运行时,使得计算机执行图12中终端设备执行的方法。
本申请实施例中还提供一种计算机程序产品,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行图12中网络设备执行的方法;或者当其在计算机上运行时,使得计算机执行图12中终端设备执行的方法。
本申请实施例提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,还可以包括存储器,用于实现前述方法中网络设备或终端设备的功能;或者用于实现前述方法中网络设备和终端的功能。该芯片系统可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
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种说明性逻辑块(illustrative logical block)和步骤(step),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。
所述功能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,本申请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)执行本申请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(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本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,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (32)

  1. 一种信道状态信息的反馈方法,其特征在于,包括:
    基于第一码本确定信道状态信息,所述第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;
    发送所述信道状态信息。
  2. 一种信道状态信息的反馈方法,其特征在于,包括:
    接收所述信道状态信息,所述信道状态信息是基于第一码本确定的,所述第一码本是基于空频域列向量表示的信道获得的;
    根据所述信道状态信息以及第一码本确定预编码矩阵。
  3. 如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述信道的两个极化对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
    W=W 1C 1C 2
    其中,所述第一码本为W,W 1为空频联合基底矩阵,所述C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得所述W 1逼近所述W,所述C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示所述W 1C 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
  4. 如权利要求3所述的方法,其特征在于, 其中,所述W p表示天线极化分量之间的相位差,所述W q为空频联合基底矩阵,所述W q中的每一个列向量对应选择一个空频联合基底。
  5. 如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述信道的两个极化对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
    其中,所述第一码本为W,所述W p表示天线极化分量之间的相位差,所述W q为空频联合基底矩阵,所述W q中的每一个列向量对应选择一个空频联合基底,所述C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得所述W q逼近所述W,所述C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示所述W qC 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
  6. 如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应多个空域基底,或者,所述空频联合基底矩阵中的一个空域基底对应多个频域基底,W q满足:
    其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底;
  7. 如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底,W q满足:
    其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
  8. 如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述信道的两个极化对应不同的空频基底,所述第一码本包括第一极化方向对应的码本和第二极化方向对应的码本。
  9. 如权利要求8所述的方法,其特征在于,
    所述第一极化方向对应的码本满足:W 2=W q,1C 1,1C 2,1
    所述第二极化方向对应的码本满足:W 3=W q,2C 1,2C 2,2
    其中,W q,1为与所述第一极化方向对应的空频联合基底矩阵,W q,2为与所述第二极化方向对应的空频联合基底矩阵;所述C 1,1为所述W q,1的修正矩阵,用于使得所述W q,1逼近所述W 2,所述C 1,2为所述W q,2的修正矩阵,用于使得所述W q,2逼近所述W 3,所述C 2,1为所述W q,1C 1,1对应的叠加系数矩阵,所述C 2,2为所述W q,2C 1,2对应的叠加系数矩阵。
  10. 如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应多个空域基底,或者,所述空频联合基底矩阵中的一个空域基底对应多个频域基底;
    W q,1满足:
    W q,2满足:
    其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与所述第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与所述第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与所述第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与所述第二极化方向对应的空域基底矩阵。
  11. 如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底;
    W q,1满足:
    W q,2满足:
    其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与所述第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与所述第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与所述第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与所述第二极化方向对应的空域基底矩阵。
  12. 如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一码本满足:
    W=W 1C 1C 2
    其中,所述第一码本为W,W 1为端口选择矩阵,所述C 1为端口选择矩阵修正矩阵,用于使得所述W 1逼近所述W,所述C 2为所述端口选择矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示所述W 1C 1中的一个或多个端口在加权求和时的权重。
  13. 如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述信道状态信息为下行信道的信道状态信息,所述信道状态信息包括所述W 1、所述C 1和所述C 2中的部分元素或全部元素。
  14. 一种通信装置,其特征在于,包括收发模块和处理模块,其中,
    所述处理模块,用于基于第一码本确定信道状态信息,其中,所述第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;
    所述收发模块,用于发送所述信道状态信息。
  15. 一种通信装置,其特征在于,包括收发模块和处理模块,其中,
    所述收发模块,用于接收信道状态信息,所述信道状态信息是基于第一码本确定的,所述第一码本是基于用一个或多个空频域列向量表示的信道确定的,所述一个或多个空频域列向量用于指示在联合空频域的信道;
    所述处理模块,用于根据所述信道状态信息以及所述第一码本确定信道状态。
  16. 如权利要求14或15所述的通信装置,其特征在于,所述信道的两个极化对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
    W=W 1C 1C 2
    其中,所述第一码本为W,W 1为空频联合基底矩阵,所述C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得所述W 1逼近所述W,所述C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示所述W 1C 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
  17. 如权利要求16所述的通信装置,其特征在于, 其中,所述W p表示天线极化分量之间的相位差,所述W q为空频联合基底矩阵,所述W q中的每一个列向量对应选择一个空频联合基底。
  18. 如权利要求14或15所述的通信装置,其特征在于,所述信道的两个极化对应相同的空频基底,所述第一码本满足:
    其中,所述第一码本为W,所述W p表示天线极化分量之间的相位差,所述W q为空频联合基底矩阵,所述W q中的每一个列向量对应选择一个空频联合基底,所述C 1为空频联合基底修正矩阵,用于使得所述W q逼近所述W,所述C 2为所述空频联合基底矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示所述W qC 1中的一个或多个空频联合基底在加权求和时的权重。
  19. 如权利要求17或18所述的通信装置,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应多个空域基底,或者,所述空频联合基底矩阵中的一个空域基底对应多个频域基底,W q满足:
    其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底;
  20. 如权利要求17或18所述的通信装置,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底,W q满足:
    其中, 为W f的共轭矩阵,W f用于指示频域基底,W s用于指示空域基底。
  21. 如权利要求14或15所述的通信装置,其特征在于,所述信道的两个极化对应不同的空频基底,所述第一码本包括第一极化方向对应的码本和第二极化方向对应的码本。
  22. 如权利要求21所述的通信装置,其特征在于,
    所述第一极化方向对应的码本满足:W 2=W q,1C 1,1C 2,1
    所述第二极化方向对应的码本满足W 3=W q,2C 1,2C 2,2
    其中,W q,1为与所述第一极化方向对应的空频联合基底矩阵,W q,2为与所述第二极化方向对应的空频联合基底矩阵;所述C 1,1为所述W q,1的修正矩阵,用于使得所述W q,1逼近所述W 2,所述C 1,2为所述W q,2的修正矩阵,用于使得所述W q,2逼近所述W 3,所述C 2,1为所述W q,1C 1,1对应的叠加系数矩阵,所述C 2,2为所述W q,2C 1,2对应的叠加系数矩阵。
  23. 如权利要求22所述的通信装置,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应多个空域基底,或者,所述空频联合基底矩阵中的一个空域基底对应多个频域基底;
    W q,1满足:
    W q,2满足:
    其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与所述第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与所述第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与所述第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与所述第二极化方向对应的空域基底矩阵。
  24. 如权利要求22所述的通信装置,其特征在于,所述空频联合基底矩阵中的一个频域基底对应一个空域基底;
    W q,1满足:
    W q,2满足:
    其中, 为W f,1的共轭矩阵,W f,1为与所述第一极化方向对应的频域基底矩阵, 为W f,2的共轭矩阵,W f,2为与所述第二极化方向对应的频域基底矩阵;W s,1为与所述第一极化方向对应的空域基底矩阵,W s,2为与所述第二极化方向对应的空域基底矩阵。
  25. 如权利要求14或15所述的通信装置,其特征在于,所述第一码本满足:
    W=W 1C 1C 2
    其中,所述第一码本为W,W 1为端口选择矩阵,所述C 1为端口选择矩阵修正矩阵,用于使得所述W 1逼近所述W,所述C 2为所述端口选择矩阵对应的叠加系数矩阵,用于指示所述W 1C 1中的一个或多个端口在加权求和时的权重。
  26. 如权利要求25所述的通信装置,其特征在于,所述信道状态信息为下行信道的信道状态信息,所述信道状态信息包括所述W 1、所述C 1和所述C 2中的部分元素或全部元素。
  27. 如权利要求14-26任一所述的通信装置,其特征在于,所述处理模块为处理器,所述收发模块为收发器。
  28. 如权利要求14-27任一所述的通信装置,其特征在于,所述通信装置为芯片或芯片系统。
  29. 一种通信装置,其特征在于,所述通信装置包括处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行存储在所述存储器上的计算机程序,使得所述装置执行如权利要求1~13中任一项所述的方法。
  30. 一种通信装置,其特征在于,所述通信装置包括处理器和通信接口,所述通信接口用于输入和/或输出信息,所述处理器用于执行计算机程序,使得所述装置执行如权利要求1~13中任一项所述的方法。
  31. 一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序当被计算机执行时,使所述计算机执行如权利要求1~13中任意一项所述的方法。
  32. 一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品存储有计算机程序,所述计算机程序当被计算机执行时,使所述计算机执行如权利要求1~13中任意一项所述的方法。
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