WO2009033358A1

WO2009033358A1 - Procédé de rétroaction d'information, système, dispositif utilisateur et station de base basée sur le domaine spatial, fréquentiel et temporel

Info

Publication number: WO2009033358A1
Application number: PCT/CN2008/001525
Authority: WO
Inventors: Yongming Liang; Renmao Liu; Chongguang Yan; Ming Ding
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2009-03-19
Also published as: JP2010537599A; EP2190130A1; CN101388699A; US20100284351A1

Description

基于空时频域的信息反馈方法和系统、用户设备及基站技术领域

本发明涉及一种无线通信的信息反馈方法和系统，具体是一种下行多输入多输出（MIM0)系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统、用户设备及基站，用于无线传输技术领域。背景技术

近年来，无线业务发展极其迅猛，用户数目也成是指数形增加，但无线业务面临的主要挑战依然是无线业务能否提供高速率和高性能的服务，人们期望通过正交频分复甩（OFDM) 技术和多输入多输出天线（MIM0) 技术来提高无线小区的容量，因此无线小区的整体数据吞吐量和边缘数据吞吐量成为衡量无线小区服务质量的重要指标。第三代伙伴计划项目（3GPP)中的 IMT2000标准化巳经考虑采用 MIM0技术，因为 MIM0能取得高的数据吞吐量。在第三代移动通信技术中，基站（BS) 已经利用用户设备（UE) 反馈的信道状态信息（CSI )，通过自适应编码调制技术来改变基站发射机的发送数据速率。目前，在 LTE (长期演进）定义的超三代（S3G) 蜂窝移动通信系统、 IEEE 802. 16系统及 WiMAX无线局域网系统中，基站使用用户设备的反馈信息来对发射机进行优化设计以提高频谱利用率的思想和方法依然十分流行，因此许多公司提出了基于预编码的 MIM0传输方法，即闭环方法，它允许采用信道反馈信息来提高系统的性能。但是.，如果每个用户设备反馈的信道信息太多的话（包括 M葡的秩 (Rank)、预编码矩阵索引号 (Precoding Matrix Index)、信道质量指示 (CQD), 全部的反馈信息将是十分庞大的数据，无疑会大大加重上行反馈链路的空中开销，导致上行链路的频谱利用率降低，从而将极大地影响无线小区的服务质量 (QoS), 因此，如何在不损伤或极小地损伤闭环 MIM0系统性能的基础上减少反馈信息的信息量将是闭环预编码 MIM0系统中的一个重要命题。基于码本的信息反馈方法正是在空中反馈开销和闭环 MIM0性能之间建立了一种折衷和平衡。通过设计和使用灵活的信息反馈方法正是上述建立折衷和平衡的一种尝试和努力。优越的信息反馈方法能减少反馈信息的空中开销且不损伤或极小地损伤闭环 MIM0系统性能，而信道在空域、频域、时域三维空间具有的一些特性能减少信息的反馈量。因此，可以基于信道在空域、频域、时域三维空间的特性并采取一些高效或自适应的反馈方法来取得在反馈信息和系统性能上的增益。

美国摩托罗拉公司于 2007年 2月 12〜16日在美国的圣路易斯召开的 3GPP TSG RAN1的第 48次会议上发表了提案 R1-070779, 名为 "E-UTRA的信道质量指示的反馈方案（CQI Feedback Scheme for E-UTRA) " ，该提案提出了几种典型的 CQI反馈方案，包括位图反馈方案、最佳 CQI数反馈方案、混合反馈方案，该提案主要在时频两维空间上提出了 CQI反馈方案，并未考虑信道的空间选择特性和频率选择特性，也未充分利用信道的时间选择特性，因此，仍有进一步减少 CQI反馈量的可能。

韩国三星公司于 2007年 1月 15〜19日在意大利的索伦托召开的 3GPP TSG RAN1 的第 47次会议上发表了提案 R1-070133, 名为 "UE反馈的频率可变粒子的 MIM0系统的性能 (MIMO System Performance with Variable Frequency Granularity of UE Feedback) " ，此提案提出了 MIMO系统的秩 (Rank)、层 (Layer),码字 (Codeword) 之间的映射关系及 CQI反馈方法，但该提案并未考虑信道在空域、频域、时域的特性，即未充分利用信道在空时频三维空间上的选择性，因此，同样，存在进一步减少 CQI反馈量的可能。因此，有必要寻找一种下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统，充分利用信道在空域、频域、时域分别表现出来的空间选择性、频率选择性、时间选择性等规律来设计高效且简单的信息反馈方法，以减少反馈链路的 MIM0系统的秩（Rank)、预编码码本的索引号（即预编码矩阵索引号） (Precoding Matrix Index)、 CQI等信息的空中开销，从而达到提高上行链路的频谱利用率、节省用户设备的功率以及优化无线小区性能的目的。发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统，使其充分利用信道在空时频域三维空间的选择特性，在保证无线小区服务质量的基础上减少反馈信息的信息量，且易于实现。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明首先根据不同用户设备的运动速度和路径损耗，对不同的用户设置不同的 MIM0方式，以减小 MIM0系统的秩的反馈信息；然后，根据信道的空间选择特性设计并使用高效、简单的预编码矩阵索引号 (PMI) 的反馈方法，减少预编码矩阵索引号的空中反馈开销；再根据信道的频率选择特性，设计并使用高效且简单的频域的 CQI反馈方法，从而减少在频域上 CQI的反馈信息; 再根据信道的时间选择特性，设计并使用高效且简单的时域的 CQI反馈方法，从而减少在时域上 CQI 的反馈信息；最后，基站根据上行链路的反馈信息对发射机进行优化设计，从而改善无线小区的服务质量。

以下对本发明方法作进一步的说明，包括如下步骤：

1. 基站通过对蜂窝小区内不同用户设备的路径损耗进行测量，并根据测量结果把用户设备分为中心用户和边缘用户，然后针对相邻的多个无线小区，分配不同的频段给不同无线小区的中心用户和边缘用户以减小来自相邻无线小区的干扰。

2. 中心用户和边缘用户向基站上报各自的运动速度，基站根据中心用户和边缘用户的运动速度决定其开环和闭环方式，运动速度高的中心用户或边缘用户采用开环的 MIM0方式，运动速度低的中心用户或边缘用户采用闭环的 MIM0方式。

3. 对采用闭环 MIM0方式的中心用户或边缘用户，基站根据中心用户或边缘用户的路径掼耗进一步决定其 MIM0方式，包括单用户 MIM0、多用户 MIM0、波束成形等。

4. 中心用户或边缘用户根据信道的空间选择特性决定各自的信息反馈方式。如果信道是空间选择性的信道，则中心用户或边缘用户的每个资源块在空间的各个角度上是空间非相干的，因此，中心用户的每个资源块在反馈角度（即预编码矩阵索引号）时采用最佳预编码矩阵索引号的信息反馈方法，即反馈 CQI性能最好的角度（即预编码矩阵索引号），边缘用户的每个资源块在反馈角度时采用自适应信息反馈方法，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的 PMI的参考值，然后，第一个资源块反馈第一个 PMI与上述参考值相比的变化量，第二个资源块反馈第二个 PMI与上述参考值相比的变化量 _，若下一时刻，资源块的 PMI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，同样的反馈方法适用所有的资源块，则 PMI的反馈信息量被大大地减少。如果信道是非空间选择性的信道，则中心用户或边缘用户的每个资源块在空间的各个角度上是空间相干的。因此，中心用户的每个资源块在反馈角度 (即 PMI)时采用改进的最佳 PMI的信息反馈方法，即分组资源块的最佳 PMI的信息反馈方法；边缘用户的每个资源块在反馈角度（即 PMI)时采用自适应的信息反馈方法，即空间位置相邻几个资源块组成一个资源块组，之后，反馈初始时刻针对所有资源块组的 PMI的参考值，然后，第一个资源块组反馈第一个 PMI与上述参考值相比的变化量，第二个资源块组反馈第二个 PMI与上述参考值相比的变化量，若下一时刻，资源块组的 PMI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，同样的反馈方法适用所有的资源块组，则 PMI的反馈信息量被大大地减少。上述预定门限值可以由用户根据实际的 PMI等级来确定，也可以根据实际的 PMI等级、通过计算获得。另一方面，由于长时间的误差累积将使反馈精度下降和反馈代价提高，可以每经过预定时间段，再次反馈该时刻针对所有资源块或资源块组的 PMI的参考值，以校正长时间的误差累积效应。

5. 中心用户或边缘用户根据信道的频率选择特性决定各自的信息反馈方式。如果信道是频率选择性的信道，则中心用户或边缘用户的每个资源块在整个：带宽的各个不同频段是频率非相干的，因此，中心用户的每个资源块在反馈 CQI时采用最佳 CQI的信息反馈方法，即反馈 CQI性能最好的资源块的 CQI , 边缘用户的每个资源块在反馈 CQI时采用自适应的信息反馈方法，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的 CQI的参考值，然后，第一个资源块反馈第一个 CQI与上述参考值相比的变化量，笫二个资源块反馈第二个 CQI与上述参考值相比的变化量，若下一时刻，资源块的 CQI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，同样的反馈方法适用所有的资源块，则 CQI的反馈信息量被大大地减少。如果信道是非频率选择性的信道，则中心用户或边缘用户的每个资源块在不同频段上是频率非相干的。因此，中心用户的每个资源块在反馈 CQI 时采用改进的最佳信道质量指示的信息反馈方法，即分组资源块的最佳 CQI 的信息反馈方法；边缘用户的每个资源块在反馈 CQI 时采用自适应的信息反馈方法，即频带位置相邻几个资源块组成一个资源块组，之后，反馈初始时刻针对所有资源块组的 CQI的参考值，然后，第一个资源块组反馈第一个 CQI与上述参考值相比的变化量，第二个资源块组反馈第二个 CQI与上述参考值相-比的变化量，若下一时刻，资源块组的 CQI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，同样的反馈方法适用所有的资源块组，则 CQI的反馈信息量被大大地减少。上述预定门限值可以由用户根据实际的 CQI等级来确定，也可以根据实际的 CQI等级、通过计算获得。另一方面，由于长时间的误差累积将使反馈精度下降和反馈代价提高，可以每经过预定时间段，再次反馈该时刻针对所有资源块或资源块组的 CQI的参考值，以校正长时间的误差累积效应。

6. 中心用户或边缘用户根据信道的时间选择特性决定各自的信息反馈方式。如果信道是时间选择性的信道，则中心用户或边缘用户的每个资源块在时间上是非相干的；如果信道是非时间选择性的信道，则中心用户或边缘用户的每个资源块在时间上是相干的。针对时间选择性信道，中心用户可以在每个发射时隙间隔 (TTI )上采用最佳 CQI的反馈方法，边缘用户可以在每个 TTI上采用自适应的反馈方法，即首先，在初始 TTI，反馈针对所有资源块的 CQI的参考值，然后，在第一个 ΤΤΙ，第一个资源块反馈第一个 CQI 与上述参考值相比的变化量，第二个资源块反馈第二个 CQI与上述参考值相比的的变化量；在下一个 TTI，若资源块的 CQI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，同样的反馈方法适用所有的资源块，则 CQI的反馈信息量被大大地减少；针对非时间选择性信道，中心用户可以在每个 TTI上采'用改进的最佳 CQI的反馈方法，边缘用户也可以在每个 TTI上采用自适应的反馈方法，即频带位置相邻几个资源块组成一个资源块组，之后，在初始 TTI , 反馈针对所有资源块组的 CQI 的参考值，然后，在第一个 TTI , 第一个资源块组反馈第一个 CQI与上述参考值相比的变化量，第二个资源块组反馈第二个 CQI与上述参考值相比的变化量；在下一个 TTI，若资源块组的 CQI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，同样的反馈方 -法适用所有的资源块组，则 CQI的反馈信息量被大大地减少。为了简化反馈方法在时域的复杂度，对于时间选择性信道和非时间选择性信道在时域上都可以采用自适应的信息反馈方法，这种自适应的信息反馈方法对选择性信道可以采用基于资源块的 CQI 自适应反馈方法，对非选择性信道可以采用基于资源块组的 CQI 自适应反馈方法。上述预定门限值可以由用户根据实际的 CQI等级来确定，也可以根据实际的 CQI等级、通过计算获得。另一方面，由于长时间的误差累积将使反馈精度下降和反馈代价提高，可以每经过预定时间段，再次反馈该 ΤΤΙ时针对所有资源块或资源块组的 CQI的参考值，以校正长时间的误差累积效应。

7.—基站报据中心用户和边缘用户上报的空时频三维空间的反馈信息对发射机进行优化设计。

8. 基站计算无线小区的整体吞吐量和边缘吞吐量，对无线小区的服务质量进行测量和评价，并上报上层信息管理系统。

本发明提出了一种下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统，根据用户设备的运动速度和路径损耗来 ¾置用户设备的 MIM0方式，并分别利用信道的空间选择特性、频率选择特性、时间选择特性来设计高效且简单的信息反馈方法，达到减少反馈信息空中开销的目的，同时也提高了上行链路的频谱利用率和无线小区的服务质量。因此，这种下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统具有髙效、简单、方便、灵活的特点，适用于第三代（3G)、超三代 (S3G)、第四代（4G) 蜂窝移动通信和数字电视（DTV)、无线局域网（WLAN)、无线广域网（WWAN)等系统的闭环 MIMO传输方案。附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图 1 是无线小区中用户设备的 M 0方式示意图；

图 2 是信息反馈方式原理图；

图 3 是反馈信息构成图；

图 4a〜4d 是基于空时频域三维空间的信息反馈方法的流程图；

图 5 是 FDM资源调度原理图；

图 6 是空间选择性信道示意图；

图 7 是空间非选择性信道示意图；

图 8 是选择预编码矩阵索引号的示意图；

图 9 是空间选择性信道的预编码矩阵索引号反馈原理图；

图 10是基于资源块（RB) 的自适应的预编码矩阵索引号反馈原理图；图 11 是非空间选择性信道的预编码矩阵索引号反馈原理图；

图 12 是非空间选择性信道的预编码矩阵索引号反馈信息构造图；

图 13是时间维的反馈方式原理图；

图 14a是频率选择性信道示意图；

图 14b 是非频率选择性信道示意图；

图 15是频率选择性信道环境的时频维反馈方式原理图；

图 16 是时间维的反馈方式原理图；

图 17 是非频率选择性信道环境的时频维反馈方式原理图；

图 18 是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第一实例的示意图；图 19 是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第二实例的示意图；图 20是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第三实例的示意图；图 21 是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第四实例的示意图；图 22 是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第五实例的示意图；图 23 是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第六实例的示意图；图 24是 MIM0系统中基于码字的空间映射关系的第七实例的示意图；

6

替换页（细则第 26条）图 25 是 MIMO系统中基于码字的空间映射关系的第八实例的示意图；图 26 是基于空时频域三维空间的信息反馈系统的整体方框图；以及图 27是根据本发明的基于空时频域三维空间的信息反馈系统的功能方框图。具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。以下结合附图对本发明的具体实施进行详细的说明- (1)无线小区的构造

无线小区的构造如图 1所示，本发明釆用一个无线小区内一个基站（BS)和多个用户设备（UE) 的方式， BS根据不同 UE的路径损耗，把 UE分为中心用户和边缘用户，其中在虚线框内的各个 UE为中心用户，而在虚线框外的各个 UE为边缘用户。 (2)基于预编码的闭环 MIM0系统的构造

本发明中无线小区的下行链路采用基于预编码的闭环 MIM0系统，如图 2所示，下行 MIM0系统中多个中心 UE和边缘 UE可以采用不同的 MIM0方式。发射机的原始发送信号经过信道编码 2011〜201n，再经过调制 2021〜202n, 进行码字到层的映射 203〜203n, 映射完的符号进行预编码 204〜204n, 再进行 OFDM映射 2051〜205n，送. OFDM信号发生 2061〜206n;接收机对接收信―号进行快速傅立叶变换（FFT) 3011〜 301η后送 MIM0接收机 302〜302π,再进行解调 3031〜303η和信道译码 3041〜304η_; MIMO接收机把 CQI、秩、预编码矩阵预编码矩阵索引号等反馈信息反馈回发射机的信道编码 2011〜201n、调制 2021〜202n、码字到层的映射 203〜203n、预编码 204〜 204η等模块。

如图 1所示， MIM0方式包括闭环 MIM0方式和开环 MIM0方式，闭环 MIM0方式包括单用户 MIMO (SU- MIM0)、多用户 MIMO ( U- MIMO)、波束成形用户（Beamforming：)、多用户 MIMO结合波束成形用户（MU- MIMO+Beamforming) 等，开环 MIM0方式包括幵环发射分集用户（Open- Loop TD)。其中，采用闭环 MIMO方式的 UE需要把信道的反馈信息通过上行链路反馈给 BS, BS根据 UE上报的反馈信息进行预编码、资源调度、发射机优化等操作，这些反馈信息包括 MIM0的秩（Rank)、预编码码本的索引号 (即预编码矩阵索引号) (Precoding Matrix Index), 信道质量指示 (CQI ), 反馈信息的构成如图 3所示，其中秩可以包括 2比特的信息， CQI包括 5比特的信息。

(3) BS根据路径损耗对 UE分类

由于 UE在无线小区中所处的环境不同， BS可以对所有 UE的路径损耗（path loss )进行测量（S401 ), 根据测量得到的结果对所有的 UE进行分类（S402), 如图 4a、 4b、 4c、 4d所示。 BS设置一个路径损耗的门限，低于这个门限的 UE为中心 UE，高于这个门限的 UE为边缘 UE。 (4) BS根据运动速度决定 UE的 MIM0方式

由于不同的 UE具有不同的运动速度，同样的 UE在运动速度（V ) 高的信道环境变化比运动速度低的信道环境变化要剧烈，因此髙运动速度的 UE需要反馈的信道信息量也比低运动速度的 UE要大，为节省信令开销，避免过于频繁的信道反馈，本发明中 BS通过信令通知高速 UE采用开环的 MIM0方式，通知低速 UE采用闭环的 MIM0 方式。假设运动速度 100km/h及以上的 UE定义为高速 UE，则其釆用基于幵环发射分集的 MIM0方式，运动速度 100km/h以下的 UE则定义为低速 UE，可以采用闭环的 MIM0方式，包括 SU-MIM0、MJ- MIM0、波束成形、多用户 MIM0结合波束成形等（S403~ S408)。 (5) BS进行资源调度

BS给中心 UE和边缘 UE分配资源，对资源进行调度（S409和 S410)。不同无线小区间可以采用 FDM (频分复用）的方式，使相邻小区的边缘 UE具有不同的频段，以避免同频干扰的产生。

假设三个无线小区的频率带宽都为 BW，如图 5所示，黑色区域代表中心 UE所在的区域，白色区域代表边缘 UE所在的区域，则三个基站设置相邻区域应该处于不同的频段，即 Al、 Bl、 CI三个频段互相没有交集，这样就可以避免同频道干扰的产生。

(6)基于空间选择特性的预编码矩阵索引号反馈方法

在实际的无线通信中，发射机和接收机是工作在空时频三维空间的，所以会出现多径波从空间的许多不同的角度到达接收机的现象，这些多径波可能会造成有利的突起和有害的坑凹干扰，以至于接收信号功率在接收机位置 r经历一个小的改变时不恒定，于是，这种信道就表现为空间选择性，这时相邻的资源块（RB) 之间经历的空间选择性衰落就互不相同，如图 6所示。

如果上述多径波导致的接收信号功率在接收机位置经历一个小的改变时恒定，这种信道就表现为非空间选择性，此时相邻的资源块之间经历的空间选择性衰落 t 相同或相似，如图 7所示。

因此，当 UE对预编码器的码本预编码矩阵索引号进行反馈时可以充分利用信道的空间选择性或非空间选择性，资源块（RB ) 或资源块组（GRB ) 选择具有最佳 CQI 的预编码矩阵索引号作为即将反馈的预编码矩阵索引号，如图 8所示。空间预编码矩阵索引号 Q的大小由发射机的预编码器的码本 (Codebook)大小来—决定： 3 比特表示的码本，则 Q取值的最大值为 2³； 4比特表示的码本，则 Q取值的最大值为 2⁴；如果是 5比特表示的码本，则 Q取值的最大值为 2^S。

当信道是空间选择性信道时，对于结构化的预编码的码本，由于不同的 RB表现为不同的空间特性，对中心 UE 来说，由于其数据吞吐量的要求较高，因此中心 UE的每个 RB都采用最佳预编码矩阵索引号的信息反馈方式（如图 4b所示，步骤 S411 ), 每个 RB在所有的预编码矩阵索引号中找出 CQI最好的预编码矩阵索引号用作反馈的预编码矩阵索引号，如图 9所示，如果需要反馈 3个 RB的 CQI值，则依次找出 CQI最好的 RB2、 RB5、 RB9三个资源块，用此 3个 RB的预编码矩阵索引号 Ql、 Q2、 Q3作为反馈的预编码矩阵索引号。

另一方面，对边缘 UE来说，由于其数据吞吐量的要求较低，因此边缘 UE的每个 RB可以釆用基于 RB的自适应的信息反馈方式（如图 4b所示，步骤 S411 )，基于 RB的自适应的信息反馈方式通过牺牲反馈精度的方式来减小反馈量，如图 10所示，首先反馈初始时刻所有 RB的预编码矩阵索引号 (PMI)的平均值 PMIave (对应于上述参考值，但是，本发明并不局限于 PMI 的平均值，上述参考值也可以是用户指定的任意数值、第一个或任一个 RB或 GRB的 PMI值、或者由各个或某一个 RB或 GRB的 PMI推算出的数值），预编码矩阵索引号的平均值是所有 RB预编码矩阵索引号的数学平均值，如果定义预编码矩阵索引号为 16级，则图 10中的平均值为 8，然后，再反馈每个 RB与平均值之间的差值；当信道是非空间选择性信道时，对于结构化的预编码的码本，相邻的 RB之间表现为相同或相似的空间特性，因此几个相邻的 RB 可以构成 RB组（GRB)，如图 11所示，以 GRB来反馈预编码矩阵索引号可以大大节省反馈量，又由于相邻 GRB的空间特性也具有相同或相似的空间特性，所以对中心 UE来说可以采用改进的最佳预编码矩阵索引号的信息反馈方式，如图 12所示：对 RB的预编码矩阵索引号曲线先后进行一次重构和二次重构后得到新的预编码矩阵索引号曲线，即 GRB1包括 RB1和 RB2两个资源块，一次重构后得到 RB1预编码矩阵索弓一 I号和 RB2预编码矩阵索引号的平均值，但此平均值可能不是整数或不在预编码矩阵索引号的量化值的取值域中，因此需要进行二次重构使此平均值成为整数且落在预编码矩阵索引号量化值的取值域中；再在非空间选择性信道环境中比较三种方案下预编码矩阵索引号的反馈量。如表 1所示：方案 1采用每个 RB单独进行预编码矩阵索引号全反馈的方法；方案 2采用分组 RB全反馈的方法；方案 3采用分组 RB自适应反馈的方法，即取所有 RB的平均值，得到平均的预编码矩阵索引号值 CU， UE 首先反馈再反馈每个 GRB相对于的预编码矩阵索引号的变化值；如果下一时刻 GRB的预编码矩阵索引号相比于前一时刻 GRB的预编码矩阵索引号无变化则不反馈任何预编码矩阵索引号值，如果下一时刻 GRB的预编码矩阵索引号相比于前一时刻 GRB的预编码矩阵索引号变化太小也可以不反馈任何预编码矩阵索引号值，但此时要设置预编码矩阵索引号变化的门限值（对应于预定门限值），上述门限值可以由用户根据实际的 PMI等级来确定，也可以根据实际的 PMI等级、通过计算获得。从表 1 中可以发现，在空间非选择性信道环境下，采用分组或自适应的预编码矩阵索引号的反馈方法，可以大大减小反馈量，提高反馈效率，从而节省上行链路的宝贵的频谱_资源，节省 UE的电池功率。对边缘 UE来说，可以采用基于 GRB的自适应的预编码矩阵索引号反馈方式，其思想与前文中基于 RB的自适应的预编码矩阵索引号反馈方式一样，唯一的不同是以 GRB为最小单位。

表 1

在图 13中，对边缘 UE来说，在时域上可以分别采用基于 RB的自适应的信息反馈方式和基于 GRB的自适应的信息反馈方式，具体地，在初始 ΤΤΙ，反馈所有 RB 或 GRB的 PMI的平均值（对应于上述参考值，但是，本发明并不局限于 PMI的平均值，上述参考值也可以是用户指定的任意数值、第一个或任一个 RB或 GRB的 PMI值、或者由各个或某一个 RB或 GRB的 PMI推算出的数值），然后，第一个 RB反馈第一个 PMI与 PMI的平均值相比的变化量，第二个 RB反馈第二个 PMI与 PMI的平均值相比的变化量，依此类推；在下一个 TTI，若 ΡΜΙ没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，若 ΡΜΙ发生变化，则反馈当前 ΡΜΙ与上述初始 ΤΤΙ时所反馈的 ΡΜΙ 的平均值相比的变化量。因此，时域上的反馈次数将被大大减少。另一方面，由于长时间的误差累积将使反馈精度下降和反馈代价提高，可以每经过预定时间段，再次反馈该 ΤΤΙ时所有 RB或 RB组的 ΡΜΙ的平均值，以校正长时间的误差累积效应。 (7)基于频率选择特性的 CQI反馈方法

如图 4c所示（S412), 在 OFDM系统中信道往往是频率选择性的，则中心用户或边缘用户的每个资源块在整个带宽的各个不同频段是频率非相干的，如图 14a所示，对中心 UE来说，由于其数据吞吐量要求较高，因此中心 UE的每个资源块在反馈 CQI时采用最佳 CQI的信息反馈方式，即反馈 CQI性能最好的资源块的 CQI值，对边缘 UE来说，由于其数据吞吐量要求较低，因此边缘 UE的每个资源块在反馈 CQI 时采用基于 RB的自适应的信息反馈方式，其基本思想与上文中预编码矩阵索引号的反馈方式一样，唯一的不同在于此时是反馈 CQI值，即首先，反馈所有 RB的 CQI的平均值（对应于上述参考值，但是，本发明并不局限于 CQI的平均值，上述参考值也可以是用户指定的任意数值、第一个或任一个 RB或 GRB的 CQI值、或者由各个或某一个 RB或 GRB的 CQI推算出的数值），然后，第一个 RB反馈第一个 CQI与 CQI的平均值相比的变化量，第二个 RB反馈第二个 CQI与 CQI的平均值相比的变化量，若下一时刻， CQI没有变化或变化小（小于预定门限值）则不反馈，同样的 CQI反馈方法适用所有的 RB, 则 CQI的反馈信息量被大大地减少；如果信道是非频率选择性的信道，则中心 UE或边缘 UE的每个资源块在不同频段上是频率相干的，如图 14b 所示，因此，中心 UE的每个资源块在 CQI时采用改进的最佳 CQI的信息反馈方式，即频带位置相邻几个资源块组成一个资源块组（GRB), GRB 再采用改进的最佳 CQI 的信息反馈方式，则' CQI的反馈信息'量被大大地减少，边缘 UE采用基于 GRB的自适应的信息反馈方式。上述预定门限值可以由用户根据实际的 CQI等级来确定，也可以根据实际的 CQI等级、通过计算获得。

如上文所述，在频率选择性信道下，中心用户可以采用基于 RB的改进的最佳 CQI的反馈方法，如图 15所示；用此反馈方法时，结合时域自适应反馈的方法，如图 16所示。基于 RB的改进的最佳 CQI的反馈方法原理如下：首先，在初始状态，在 UE端所有的 RB做一次最佳 CQI值的方法（Best M)，从 N个 RB中找出 CQI最好的 M个 RB， UE上报 BS端这 M个 RB的 CQI及相应的 CQI值，每个 CQI值采用 5比特来表示；时域上经过 1个 TTI时，通过 CQI检测器来对前一次 CQI值的变化进行检测， CQI检测器设置一定的门限值，如果某个 RB在本 TTI的开始时刻相比于前一次 CQI值的变化在门限值以内，则认为 CQI没有变化，如图 15中白色标记的 RB— 2、RB— 4 等，如果某个 RB在本 TTI的开始时刻相比于前一次 CQI值的变化大于门限值，则记录新的 CQI值，如图 15中黑色标记的 RB_1、 RB_3、 RB_5、 RB—M所示；再做一次 Best M算法，从 N个 RB中找出最佳 CQI的 M个 RB; 再比较新的 M个 RB和前一次 M个 RB 的 CQI值，如果发现新的 RB与前次 RB的 CQI有重合，则通过 CQI检测器的检测结果观察 CQI重合的 RB的 CQI有没有发生变化；最后， UE端反馈本次 TTI的 CQI值，这些 CQI值包括新的 M个 RB中与前一次 M个 RB中 CQI不重合的 RB的 CQI值以及虽然 RBCQI重合但 CQI已发生变化的值，对那些 RB的 CQI重合且 CQI值未发生变化的 RB则不进行 CQI信息反馈。

从表 2中可以发现，在频率选择性信道环境下，基于 RB的改进的 Best M的反馈方法可以大大减小反馈量，提高反馈效率，从而节省上行链路的宝贵的频谱资源，节省 UE的电池功率。表 2

如上文所述，在频率非选择性信道下，中心用户可以采用基于 GRB的改进的最佳 CQI的反馈方法，如图 17所示；用此反馈方法时依然要结合时域自适应反馈的方法，如图 16所示。在时刻 1上，不同 RB/RBG的 CQI值分别为 1、 2、 …、 5；到达时刻 2时，不同 RB/RBG的 CQI值并未发生改变，因此 UE在时刻 2内不反馈 CQI信息给 BS; 到达时刻 3时， CQI值为 1的 RB/RBG的 CQI值变为 5，其他 RB/RBG的 CQI 值未发生改变，此时， CQI值变为 5的 RB/RBG反馈 CQI信息给 BS; 如图 4d、图 16 所示，不断在时间轴上进行自适应判决算法。基于 GRB的改进的最佳 CQI的的反馈方法的思想和原理与基于 RB的改进的最佳 CQI的的反馈方法基本相同，唯一的不同是本反馈方法利用信道的频率非选择特性来对 RB进行分组，从而进一步地减少反馈量并提高了反馈效率。从表 3中可以发现，基于 GRB的改进的 Best M的反馈方法的性能得到进一步的改善。

在图 16中，对边缘 UE来说，在时域上可以分别釆用基于 RB的自适应的信息反馈方式和基于 GRB的自适应的信息反馈方式，具体地，在初始 TTI，反馈所有 RB 或 GRB的 CQI的平均值（对应于上述参考值，但是，本发明并不局限于 CQI的平均值，上述参考值也可以是用户指定的任意数值、第一个或任一个 RB或 GRB的 CQI值、或者由各个或某一个 RB或 GRB的 CQI推算出的数值），然后，第一个 RB反馈第一个 CQI与 CQI的平均值相比的变化量，第二个 RB反馈第二个 CQI与 CQI的平均—值枏比的变化量，依此类推；在下一个 TTI , 若 CQI 没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，若 CQI发生变化，则反馈当前 CQI与上述初始 TTI时所反馈的 CQI 的平均值相比的变化量。因此，时域上的反馈次数将被大大减少。另一方面，由于长时间的误差累积将使反馈精度下降和反馈代价提高，可以每经过预定时间段，再次反馈该 TTI时所有 RB或 RB组的 CQI的平均值，以校正长时间的误差累积效应。 (8)基于时间选择特性的 CQI反馈方法

如图 4d所示 (S413) , 对中心 UE来说，上述的基于 RB的改进的最佳 CQI的反馈方式和基于 GRB的改进的最佳 CQI的反馈方式己经考虑了信道是时间选择性和非选择性的情况，上述两种算法均在时域上采用自适应的思想，即运用 CQI检测器并设置检测的门限值， UE端在本次 TTI进行 CQI反馈时充分利用了前一次 TTI的 CQI 检测的结果，如图 16所示，进行时间维上的自适应判决算法，因此，时域上的反馈次数将被大大减少。对边缘 UE来说，在时域上可以分别采用基于 RB的自适应的信息反馈方式和基于 GRB的自适应的信息反馈方式，具体地，在初始 TTI，反馈所有 RB或 RB组的 CQI的平均值（对应于上述参考值，但是，本发明并不局限于 CQI的平; 1 值，上述参考值也可以是用户指定的任意数值、第一个或任一个 RB或 GRB的 CQI值、或者由各个或某一个 RB或 GRB的 CQI推算出的数值），然后，第一个 RB反馈第一个 CQI与 CQI的平均值相比的变化量，第二个 RB反馈第二个 CQI与 CQI的平均值相比的变化量，依此类推；在下一个 ΤΤΙ, 若 CQI没有变化或变化很小（小于预定门限值）则不反馈，若 CQI发生变化，则反馈当前 CQI与上述初始 ΤΤΙ时所反馈的 CQI 的平均值相比的变化量。因此，时域上的反馈次数将被大大减少。上述预定门限值可以由用户根据实际的 CQI等级来确定，也可以根据实际的 CQI等级、通过计算获得。另一方面，由于长时间的误差累积将使反馈精度下降和反馈代价提高，可以每经过预定时间段，再次反馈该 ΤΤΙ时所有 RB或 RB组的 CQI的平均值，以校正长时间的误差累积效应。

(9) UE端反馈下行 MIM0系统的秩

由于下行 MIM0系统有多种 MIM0方式，而 BS对不同的 MIM0方式有不同的性能指标要求，因此 UE有必要对下行 MIM0的秩（Rank) 信息进行反馈，秩占有一定的反馈信息量，如图 3所示。 3GPP组织 LTE会议己经确定下行 MIM0系统最多采用 4 根发射天线和 4根接收天线，因此，关于下行 MIM0系统中秩（Rank)、层（Layer)、码字（Codeword) 三者之间的关系，可以定义如图 18〜图 22所示， UE端最多反馈 2个码字给 BS端的预编码器，层 1、层 2、层 3、层 4共用 2个码字，也可以定义如图 23〜图 25所示， UE端可以反馈 2个以上码字给 BS端的预编码器，图 23〜图 24 表示层 1、层 2、层 3、层 4共用 3个码字，图 25表示层 1、层 2、层 3、层 4共用 4个码字。中心 UE或边缘 UE反馈的码字量越多， BS进行资源调度的精度就越高。但是，为节省上行链路中的空中开销，在保证无线小区整体吞吐量和边缘吞吐量的前提下，可以根据不同 UE运动速度和路径损耗灵活地设置不同 UE的 MIM0方式，同时，不同的 MIM0方式也可以设置不同的秩反馈方法，最终达到确保性能前提下上行反馈量的减少。 (10) BS根据反馈信息进行发射机优化，并测量、评价无线小区的性能

BS根据中心 UE和边缘 UE上报的空时频三维空间的反馈信息对发射机进行优化设计，主要是通过反馈的 MIM0的秩和预编码码本的索引号对预编码器进行优化，并计算无线小区的整吞吐量和边缘吞吐量，对无线小区的服务质量进行评价，并上报上层管理信息系，如图 4所示。

(11)基于空时频域三维空间的信息反馈系统

图 26 是基于空时频域三维空间的信息反馈系统的整体方框图。图 26所示的信息反馈系统可以完成如图 4a、 4b、 4c、 4d所示的功能，其中图 26的 OFDM映射器 T6可以实现资源调度的功能，因此由 OFDM映射器 T6完成步骤 S401〜S417所需的功能。基于空时频域三维空间的信息反馈系统的具体软硬件实现的功能如图 26 所示：在基站端，信源编码器 T1 发送最原始的数据流，经过信道编码器 T2，再用信道交织器 Τ3对数据进行交织，交织完成后数据进数字调制器 Τ4，再经过预编码器 Τ5进行预编码，再经过 OFDM映射器 T6、 OFD 信号生成器 T7、数据信道成帧 Τ8、导频信道成帧 Τ9、信道复用器 T10、 DAC数模转换器 T11后数据送 RF ΤΧ射频模块 T12进行发射；在 UE端，射频数据经过 RF RX下变频模块 Rl、 ADC模数转换器 R2 转换为基带信号，基带信号经过信道复用器 R3、导频信道解帧 R4、数据信道解帧 R5、信道估计器 R6、数据检测器 R7、数字解调器 R8、信道解交织器 R9、信道译码器 R10、信源解码器 R1 1后，得到最终需要的数据。在 UE端，秩、预编码矩阵索引号、 CQI等反馈信息通过上行链路反馈给 BS端的预编码器，如图 26所示。

图 27是根据本发明的基于空时频域三维空间的信息反馈系统的功能方框图。如图 27所示，根据本发明的用户设备 UE 2600包括：接收单元 2610、信道空间选择性判断单元 2620、信道频率选择性判断单元 2630、信道时间选择性判断单元 2640、信息反馈方式选择单元 2650等。接收单元 2610，用于接收来自基站 BS 2700 的关于所述用户设备 UE 2600是中心用户设备还是边缘用户设备的判断结果；信道空间选择性判断单元 2620，用于确定所述用户设备 UE 2600所使用的信道是空间选择性的还是空间非选择性的；信道频率选择性判断单元 2630，用于确定所述用户设备 UE 2600所使用的信道是频率选择性的还是频率非选择性的；信道时间选择性判断单元 2640, 用于确定所述用户设备 UE 2600所使用的信道是时间选择性的还是时间非选择性的；信息反馈方式选择单元 2650，用于根据来自基站 BS 2700的关于所述用户设备 UE 2600是中心用户设备还是边缘用户设备的判断结果、信道的空间选择性或非选择性、信道的频率选择性或非选择性、和信道的时间选择性或非选择性，选择相应的信息反馈方式。信息反馈方式选择单元 2650把反馈信息通过上行链路反馈到基站 BS 2700的频率分配和资源调度单元 2780,基站 BS 2700的频率分配和资源调度单元 2780进行资源调度，从而提高无线小区的性能，如图 27所示。

更具体地，当信道空间选择性判断单元 2620确定信道为空间选择性信道时，被基站确定为中心用户设备的用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的预编码矩阵索引号，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于资源块的空域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的预编码矩阵索引号的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。另一方面，当信道空间选择性判断单元 2620确定信道为非空间选择性信道时，所述用户设备将空间位置相邻的资源块组成资源块组，被基站确定为中心用户设备的用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的预编码矩阵索引号，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备釆用基于所述资源块组的空域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的预编码矩阵索引号的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。更为优选的是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的预编码矩阵索引号与前一时刻的预编码矩阵索引号相比.的变化量小于预定门限值，则被基站确定为边缘用户设备的用户设备不反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

当信道频率选择性判断单元 2630确定信道是频率选择性信道时，被基站确定为中心用户设备的用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于资源块的频域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。另一方面，当信道频率选择性判断单元 2630确定信道是非频率选择性信道时，所述用户设备将频率位置相邻的资源块组成资源块组，被基站确定为中心用户设备的用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于所述资源块组的频域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。更为优选的是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的信道质量指示值与前一时刻的信道质量指示值相比的变化量小于预定门限值，则被基站确定为边缘用户设备的用户设备不反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

当信道时间选择性判断单元 2640确定信道是时间选择性信道时，被基站确定为中心用户设备的用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于资源块的时域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。另一方面，当信道时间选择性判断单元 2640确定信道是非时间选择性信道时，所述用户设备将频率位置相邻的资源块组成资源块组，被基站确定为中心用户设备的用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于所述资源块组的时域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的信道质量指示与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。更为优选的是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的信道质量指示值与前一时刻的信道质量指示值相比的变化量小于预定门限值，则被基站确定为边缘用设备的用户设备不反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

另一方面，如图 27所示，根据本发明的基站 BS 2700包括：路径损耗测量单元 2710、用户设备划分单元 2720、运动速度测量单元 2740、MD/10方式选择单元 2750、业务类型确定单元 2760、无线小区服务质量确定单元 2770、频率分配和资源调度单元 2780、发送单元 2730。路径损耗测量单元 2710, 用于测量各个用户设备 UE 2600 的路径损耗;用户设备划分单元 2720,用于按照路径损耗的大小,将用户设备 UE 2600 划分为中心用户设备和边缘用户设备；运动速度测量单元 2740，用于测量各个用户设备 UE 2600的运动速度；方式选择单元 2750, 用于在用户设备划分单元 2720 按照路径损耗将用户设备 UE 2600分成中心用户设备和边缘用户设备后，对运动速度高的中心用户设备或边缘用户设备，选择开环 MIM0方式，对运用速度低的中心用户设备或边缘用户设备，选择闭环 MIM0方式；业务类型确定单元 2760, 用于确定各个用户设备 UE 2600的业务类型；无线小区服务质量确定单元 2770，用于确定无线小区的服务质量；频率分配和资源调度单元 2780，用于在用户设备划分单元 2720 按照路径损耗将用户设备 UE 2600分成中心用户设备和边缘用户设备后，针对相邻的无线小区，运用频分复用的方式给中心用户设备和边缘用户设备分配不同的频段，并进行资源调度；发送单元 2730, 用于将关于各个用户设备 UE 2600是中心用户设备还是边缘用户设备的判断结果发送至相应的用户设备，以及用于将 MIM0方式选择单元 2750所选择的相应 MIM0方式通知给相应的用户设备。如图 27所示， MIM0方式选择单元 2750、用户设备划分单元 2720、业务类型确定单元 2760、无线小区服务质量确定单元 2770把信息传送给频率分配和资源调度单元 2780，频率分配和资源调度单元 2780针对相邻的无线小区，运用频分复用的方式给中心用户设备和边缘用户设备分配不同的频段，再结合上行链路反馈的信息进行资源调度。

更详细地， MIM0方式选择单元 2750在用户设备划分单元 2720按照路径损耗将用户设备 UE 2600分成中心用户设备和边缘用户设备后，根据中心用户设备和边缘用户设备的路径损耗、运动速度和业务类型，并结合无线小区服务质量，根据以下准则，选择不同用户设备 BS 2600的 MIM0方式：根据路径损耗测量单元 2710所测量的中心用户设备和边缘用户设备的路径损耗，路径损耗大的中心用户设备或边缘用户设备采用复用增益低的 MIM0方式，路径损耗小的中心用户设备或边缘用户设备采用复用增益高的 MIM0方式；根据运动速度测量单元 2740所测量的中心用户设备和边缘用户设备的运动速度, 运动速度高的中心用户设备或边缘用户设备采用开环的 MIM0方式，运动速度低的中心用户设备或边缘用户设备采用闭环的 MIM0方式；根据业务类型确定单元 2760所确定的中心用户设备和边缘用户设备的业务类型，数据传输量大的中心用户设备或边缘用户设备采用闭环的 MIM0方式，数据传输量小且精度要求高的中心用户设备或边缘用户设备采用幵环的 MIM0方式；根据无线小区服务质量，使不同用户设备的各种 MIM0方式能保证整个无线小区的包括整体吞吐量、边缘吞吐量、传输精度在内的服务质量的要求。

所述基站 BS 2700根据下行 MIM0系统的秩、层、码字并结合无线小区服务质量，设置空域、频域、时域三维空间的信息反馈方式，从而达到在保证系统性能的前提下减小反馈链路的空中开销。

所述基站 BS 2700采用基于多码字的信息反馈方式，基站发射机的码字数目采用 1、 2、 3或 4个。

所述基站 BS 2700计算无线小区的整体吞吐量和边缘吞吐量，对无线小区的服务质量进行测量和评价，再根据无线小区的服务质量的测评结果，并结合中心用户设备和边缘用户设备运动速度、路径损耗和业务类型，调整中心用户设备或边缘用户设备的 MIM0方式，根据中心用户设备和边缘用户设备的空时频域三维空间的反馈信息对发射机进行优化设计，其中所述优化设计包括合理分配发送功率、频谱资源、信道、比特和采用合适的自适应编码调制方式、调度算法。本发明的基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统、用户设备及基站具有反馈机制简单、反馈量小、节省上行链路频谱开销的特点且具有一定的通用性，可适应于一般的闭环 MIM0通信系统，可以为第三代（3G)、超三代（S3G)、第四代（4G) 蜂窝移动通信和数字电视（DTV)、无线局域网（WLAN：)、无线广域网（WWAN) 等系统的下行 MIM0链路提供信息反馈方法和系统。至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims

权利要求书

1. 一种多输入多输出 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，包括- 把用户设备按照路径损耗的大小区分为中心用户设备和边缘用户设备；中心用户设备和迈缘用户设备根据信道的空间选择性或非选择性采用相应的信息反馈方式；

中心用户设备和边缘用户设备根据信道的频率选择性或非选择性采用相应的信息反馈方式；

中心用户设备和边缘用户设备根据信道的时间选择性或非选择性采用相应的信息反馈方式。

2.根据权利要求 1所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，当信道为空间选择性信道时，中心用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的预编码矩阵索引号，边缘用户设备采用基于资源块的空域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的预编码矩阵索引号的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

3.根据权利要求 1所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，当信道为非空间选择性信道时，将空间位置相邻的资源块组成资源块组，中心用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的预编码矩阵索引号，边缘用户设备采用基于所述资源块组的空域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的预编码矩阵索引号的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

4.根据权利要求 2或 3所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的预编码矩阵索引号与前一时刻的预编码矩阵索引号相比的变化量小于预定门限值，则不反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

5.根据权利要求 1所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，当信道是频率选择性信道时，中心用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，边缘用户设备采用基于资源块的频域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

6.根据权利要求 1所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，当信道是非频率选择性信道时，将频率位置相邻的资源块组成资源块组，中心用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，边缘用户设备釆用基于所述资源块组的频域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

7.根据权利要求 1所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，当信道是时间选择性信道时，中心用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，边缘用户设备采用基于资源块的时域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

8.根据权利要求 1所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，当信道是非时间选择性信道时，将频率位置相邻的资源块组成资源块组，中心用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，边缘用户设备采用基于所述资源块组的时域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

9. 根据权利要求 5〜8之一所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的信道质量指示值与前一时刻的信道质量指示值相比的变化量小于预定门限值，则不反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

10.根据权利要求 1 ~9所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是还包括以下步骤，

按照路径损耗将用户设备分成中心用户设备和边缘用户设备后，对运动速度高的中心用户设备或边缘用户设备，采用开环 MIM0方式，对运用速度低的中心用户设备或边缘用户设备，采用闭环 MIM0方式。

11.根据权利要求 1〜9所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是还包括以下步骤，

按照路径损耗将用户设备分成中心用户设备和边缘用户设备后，根据中心用户设备和边缘用户设备的路径损耗、运动速度和业务类型，并结合无线小区服务质量，通过下述步骤决定不同用户设备的 MIM0方式：

基站测量中心用户设备和边缘用户设备的路径损耗 Γ路径损耗大的中心用户设备或边缘用户设备采用复用增益低的 MIM0方式，路径损耗小的中心用户设备或边缘用户设备采用复用增益高的 MIM0方式；

基站测量中心用户设备和边缘用户设备的运动速度，运动速度高的中心用户设备或边缘用户设备采用开环的 MIM0方式，运动速度低的中心用户设备或边缘用户设备采用闭环的 MIM0方式；

基站根据中心用户设备和边缘用户设备的业务类型，数据传输量大的中心用户设备或边缘用户设备采用闭环的 MIM0方式，数据传输量小且精度要求高的中心用户设备或边缘用户设备采用开环的 MIM0方式；

基站根据无线小区服务质量，使不同用户设备的各种 MIM0方式能保证整个无线小区的包括整体吞吐量、边缘吞吐量、传输精度在内的服务质量的要求。

12.根据权利要求 1〜9所述的 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是还包括以下步骤，

按照路径损耗将用户设备分成中心用户设备和边缘用户设备后，基站针对相邻的无线小区，运用频分复用的方式给中心用户设备和边缘用户设备分配不同的频段，并进行资源调度。

13. 根据权利要求 1所述的下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，根据下行 MIM0系统的秩、层、码字并结合无线小区服务质量指标，设置空域、频域、时域三维空间的信息反馈方式，从而达到在保证系统性能的前提下减小反馈链路的空中开销。

14.根据权利要求 13所述的下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，采用基于多码字的信息反馈方式，基站发射机的码字数目采用 1、 2、 3或 4个。

15. 根据权利要求 1所述的下行 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法，其特征是，基站计算无线小区的整体吞吐量和边缘吞吐量，对无线小区的服务质量进行测量和评价，再根据无线小区的服务质量的测评结果，并结合中心用户设备和边缘用户设备运动速度、路径损耗和业务类型，调整中心用户设备或边缘用户设备的 MIM0方式，基站根据中心用户设备和边缘用户设备的空时频域三维空间的反馈信息对发射机进行优化设计，其中所述优化设计包括合理分配发送功率、频谱资源、信道、比特和采用合适的自适应编码调制方式、调度算法。

16. 一种用户设备，在多输入多输出 MIM0系统中，基于空时频域三维空间进行信息反馈，所述用户设备包括：

接收单元，用于接收来自基站的关于所述用户设备是中心用户设备还是边缘用户设备的判断结果；

信道空间选择性判断单元，用于确定所述用户设备所使用的信道是空间选择性的还是空间非选择性的；

信道频率选择性判断单元，用于确定所述用户设备所使用的信道是频率选择性的还是频率非选择性的；

信道时间选择性判断单元，用于确定所述用户设备所使用的信道是时间选择性的还是时间非选择性的；

以及信息反馈方式选择单元，用于根据来自基站的关于所述用户设备是中心用户设备还是边缘用户设备的判断结果、信道的空间选择性或非选择性、信道的频率选择性或非选择性、和信道的时间选择性或非选择性，选择相应的信息反馈方式。

17. 根据权利要求 16所述的用户设备，其特征是，当信道空间选择性判断单元确定信道为空间选择性信道时，被基站确定为中心用户设备的用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的预编码矩阵索引号，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于资源块的空域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的预编码矩阵索引号的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

18. 根据权利要求 16所述的用户设备，其特征是，当信道空间选择性判断单元确定信道为非空间选择性信道时，所述用户设备将空间位置相邻的资源块组成资源块组，被基站确定为中心用户设备的用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的预编码矩阵索引号，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备釆用基于所述资源块组的空域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的预编码矩阵索引号的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

19. 根据权利要求 17或 18所述的用户设备，其特征是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的预编码矩阵索引号与前一时刻的预编码矩阵索引号相比的变化量小于预定门限值，则被基站确定为边缘用户设备的用户设备不反馈其当前时刻的预编码矩阵索引号与所述预编码矩阵索引号的参考值相比的变化量。

20 根据权利要求 16所述的用户设备，其特征是，当信道频率选择性判断单元确定信道是频率选择性信道时，被基站确定为中心用户设备的用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于资源块的频域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

21. 根据权利要求 16所述的用户设备，其特征是，当信道频率选择性判断单元确定信道是非频率选择性信道时，所述用户设备将频率位置相邻的资源块组成资源块组，被基站确定为中心用户设备的用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于所述资源块组的频域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

22. 根据权利要求 16所述的用户设备，其特征是，当信道时间选择性判断单元确定信道是时间选择性信道时，被基站确定为中心用户设备的用户设备的资源块反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于资源块的时域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

23. 根据权利要求 16所述的用户设备，其特征是，当信道时间选择性判断单元确定信道是非时间选择性信道时，所述用户设备将频率位置相邻的资源块组成资源块组，被基站确定为中心用户设备的用户设备的每个资源块组反馈信道质量指示性能最好的信道质量指示值，而被基站确定为边缘用户设备的用户设备采用基于所述资源块组的时域自适应信息反馈方式，即首先，反馈初始时刻针对所有资源块组的信道质量指示值的参考值，然后，每个资源块组反馈其当前时刻的信道质量指示与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

24. 根据权利要求 20〜23之一所述的用户设备，其特征是，对于特定的资源块或资源块组，如果当前时刻的信道质量指示值与前一时刻的信道质量指示值相比的变化量小于预定门限值，则被基站确定为边缘用户设备的用户设备不反馈其当前时刻的信道质量指示值与所述信道质量指示值的参考值相比的变化量。

25. 一种基站，在输入多输出 MIM0系统中，控制用户设备基于空时频域三维空间进行信息反馈，所述基站包括- 路径损耗测量单元，用于测量各个用户设备的路径损耗；

用户设备划分单元，用于按照路径损耗的大小，将用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备；以及

发送单元，用于将关于各个用户设备是中心用户设备还是边缘用户设备的判断结果发送至相应的用户设备。

26. 根据权利要求 25所述的基站，其特征是，还包括：

运动速度测量单元，用于测量各个用户设备的运动速度；

MIM0 方式选择单元，用于在用户设备划分单元按照路径损耗将用户设备分成中心用户设备和边缘用户设备后，对运动速度高的中心用户设备或边缘用户设备，选择开环 MIM0方式，对运用速度低的中心用户设备或边缘用户设备，选择闭环 MIM0 方式；以及

所述发送单元还用于将 MIM0方式选择单元所选择的相应 MIM0方式通知给相应的用户设备。

27. 根据权利要求 25所述的基站，其特征是，还包括- 运动速度测量单元，用于测量各个用户设备的运动速度；

业务类型确定单元，用于确定各个用户设备的业务类型；

无线小区服务质量确定单元，用于确定无线小区的服务质量；

MIM0 方式选择单元，用于在用户设备划分单元按照路径损耗将用户设备分成中心用户设备和边缘用户设备后，根据中心用户设备和边缘用户设备的路径损耗、运动速度和业务类型,并结合无线小区服务质量，根据以下准则，选择不同用户设备的 MIM0方式：

根据路径损耗测量单元所测量的中心用户设备和边缘用户设备的路径损耗，路径损耗大的中心用户设备或边缘用户设备采用复用增益低的 MIM0方式，路径损耗小的中心用户设备或边缘用户设备采用复用增益高的 MIMO方式；

根据运动速度测量单元所测量的中心用户设备和边缘用户设备的运动速度，运动速度高的中心用户设备或边缘用户设备采用开环的 MIM0方式，运动速度低的中心用户设备或边缘用户设备采用闭环的 MIM0方式；

根据业务类型确定单元所确定的中心用户设备和边缘用户设备的业务类型，数据传输量大的中心用户设备或边缘用户设备「采用闭环的 MIM0方式，数据传输量小且精度要求高的中心用户设备或边缘用户设备采用幵环的 MIM0方式；

根据无线小区服务质量，使不同用户设备的各种 MIM0方式能保证整个无线小区的包括整体吞吐量、边缘吞吐量、传输精度在内的服务质量的要求。

28. 根据权利要求 25所述的基站，其特征是，还包括：

频率分配和资源调度单元，用于在用户设备划分单元按照路径损耗将用户设备分成中心用户设备和边缘用户设备后，针对相邻的无线小区，运用频分复用的方式给中心用户设备和边缘用户设备分配不同的频段，并进行资源调度。

29. 根据权利要求 25所述的基站，其特征是，所述基站根据下行 MIM0系统的秩、层、码字并结合无线小区服务质量，设置空域、频域、时域三维空间的信息反馈方式，从而达到在保证系统性能的前提下减小反馈链路的空中开销。

30. 根据权利要求 29所述的基站，其特征是，所述基站采用基于多码字的信息反馈方式，基站发射机的码字数目采用 1、 2、 3或 4个。

31，根据权利要求 25所述的基站，其特征是，所述基站计算无线小区的整体, 吞吐量和边缘吞吐量，对无线小区的服务质量进行测量和评价，再根据无线小区的服务质量的测评结果，并结合中心用户设备和边缘用户设备运动速度、路径损耗和业务类型，调整中心用户设备或边缘用户设备的 MIM0方式，根据中心用户设备和边缘用户设备的空时频域三维空间的反馈信息对发射机进行优化设计，其中所述优化设计包括合理分配发送功率、频谱资源、信道、比特和采用合适的自适应编码调制方式、调度算法。

32. 一种多输入多输出 MIM0系统中基于空时频域三维空间的信息反馈系统，包括一个或多个根据权利要求 16~24 之一所述的用户设备以及一个或多个根据权利要求 25〜31之一所述的基站。