WO2010118650A1

WO2010118650A1 - 一种信道信息反馈方法、终端、基站及多输入多输出系统

Info

Publication number: WO2010118650A1
Application number: PCT/CN2010/070434
Authority: WO
Inventors: 张弓; 龙毅; 何诚; 程勇; 黄凯斌; 刘坚能
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2010-01-30
Publication date: 2010-10-21
Also published as: EP2421176A1; ES2468796T3; BRPI1011395B1; EP2421176B1; CN101867464A; EP2421176A4; CN101867464B; US20120033575A1; BRPI1011395A2; US8320275B2

Abstract

本发明实施例公开了一种信道信息反馈方法，包括：根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；根据各个信道动态分配的信道信息的反馈比特数，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；根据信道状态信息在所述信道状态信息码本中确定反馈码字，所述反馈码字用于反馈所述信道状态信息；发送所述信道信息的反馈比特数的分配结果和所述反馈码字的索引号，所述索引号用于标识所述反馈码字。相应的本发明实施例还公开了一种信息处理方法、一种终端、基站和 MIMO系统。通过以上技术方案，动态的为各个信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，更加充分的利用了反馈增益。

Description

一种信道信息反馈方法、终端、基站及多输入多输出系统本申请要求于 2009年 4月 17日提交中国专利局，申请号为 200910106694.6，发明名称为"一种信道信息反馈方法、终端、基站及多输入多输出系统"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域

本发明设计通信领域，特别涉及一种信道信息反馈方法、终端、基站及多输入多输出系统。背景技术物理层技术。在全局范围内频率复用的蜂窝系统中，小区间干扰已经成为限制移动通信性能的主要因素，而 Co-MIMO的基本思想则是协调多个基站的信号传输，以减轻蜂窝间干扰。在 Co-MIMO系统中，多个基站（BS )将同时协作的为多个终端（MS )提供通信服务。

与传统的，带有单一 BS发送方信道状态信息（ CSIT )有限反馈的 SDMA 预编码方案相比不同的是， Co-MIMO 系统一个固有的特征是参与协作的 BS 到一个 MS具有不同的信道质量，这将导致 MS接收的来自不同 BS的信号具有不同的平均信噪比。为了根据信道的状态进行预编码设计，就需要 MS侧反馈信道的信道状态信息给基站，现有技术中均采用平均分配信道信息的反馈比特数得方案，不论是信道质量好得信道还是信道质量差得信道都统一分配数目一样的信道信息的反馈比特。

现有技术中采用的平均分配信道信息的反馈比特数的方案，其反馈的信道状态信息有限，反馈增益比较低。

发明内容

本发明实施例提供一种信道信息反馈方法、终端、基站及多输入多输出系统，根据信道的状况动态的为各个信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，并根据分配的反馈比特数产生信道状态信息码本，能更加充分的反映信道的信道状态信息，更加充分的利用了反馈增益。

本发明一个实施例提供一种信道信息反馈方法，包括：

根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；根据各个信道动态分配的信道信息的反馈比特数，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

根据信道状态信息在所述信道状态信息码本中确定反馈码字，所述反馈码字用于反馈所述信道状态信息；

发送所述信道信息的反馈比特数的分配结果和所述反馈码字的索引号，所述索引号用于标识所述反馈码字。

本发明一个实施例提供一种信息处理方法，包括：

接收终端发送的信道信息的反馈比特数的动态分配结果，所述分配结果为终端根据信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数的结果；才艮据所述分配结果确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

接收终端发送的反馈码字的索引号，根据所述反馈码字的索引号，在所述信道状态信息码本中，找到相应的反馈码字，从所述反馈码字中获得终端反馈的信道状态信息；所述索引号用于标识所述反馈码字；

根据所述信道状态信息进行预编码设计。

本发明一个实施例提供一种终端，包括：

动态比特分配模块，用于根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；

第一发送模块，用于发送所述信道信息的反馈比特数的分配结果；信道状态信息码本产生模块，用于根据所述动态比特分配模块中，信道信息的反馈比特数的分配结果，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生所述信道状态信息码本；

反馈码字确定模块，用于根据信道状态信息在所述信道状态信息码本中确定反馈码字，所述反馈码字用于反馈所述信道状态信息；第二发送模块，用于发送所述反馈码字确定模块确定出的反馈码字的索引号，所述索引号用于标识所述反馈码字。

本发明实施例提供一种基站，包括：

第一接收模块，用于接收终端发送的信道信息的反馈比特数的动态分配结果，所述分配结果为终端根据信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数的结果；

信道状态信息码本产生模块，用于根据所述分配结果确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

第二接收模块，用于接收终端发送的反馈码字的索引号，所述索引号用于标识所述反馈码字；

反馈码字确定模块，用于根据所述第二接收模块接收的反馈码字的索引号，在所述信道状态信息码本中，找到相应的反馈码字，从所述反馈码字中获得终端反馈的信道状态信息；

预编码设计模块，用于据反馈码字确定模块获得的信道状态信息，进行预编码设计。

本发明一个实施例提供一种多输入多输出 MIMO通信系统，包括至少两个基站和至少一个终端；

所述终端，用于根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；根据各个信道动态分配的信息反馈比特的数，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本； ^^据信道状态信息在产生的信道状态信息码本中，确定反馈码字；发送所述信道信息的反馈比特数的分配结果和所述反馈码字的索引号，所述反馈码字用于反馈根据所述信道估计的结果得到的信道状态信息，所述索引号用于标识所述反馈码字；

所述基站，用于接收所述终端发送的信道信息的反馈比特数分配结果；根据分配结果，确定和所述终端间的信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；接收所述终端发送的反馈码字的索引号，在产生的信道状态信息码本中，根据所述索引号找到反馈码字；根据反馈码字得到的信道状态信息进行预编码设计。本发明实施例通过以上技术方案，根据信道的状况动态的为各个信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，并根据分配的反馈比特数给各个信道产生不同大小的信道状态信息码本，能更加充分的反映信道的信道状态信息，更加充分的利用了反馈增益。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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 本发明实施例提供协作 MIMO通用系统模型示意图；

图 2 本发明实施例提供的一种协作 MIMO通信息系统示意图；图 3 本发明实施例提供的一种信道信息反馈方法示意图；

图 4本发明实施例提供的一种信道信息反馈方法示意图；

图 5 本发明实施例提供的一种信道信息反馈方法示意图；

图 6 本发明实施例提供的一种信息处理方法示意图；

图 7 本发明实施例提供的一种信息处理方法示意图；

图 8 本发明实施例提供的一种信息处理方法示意图；

图 9 本发明实施例提供的一种终端结构示意图；

图 10本发明实施例提供的另一种终端中的信道估模块的结构示意图；图 11 本发明实施例提供的一种基站结构示意图；

图 12本发明实施例提供的一种基站结构示意图；

图 13 本发明实施例提供的一种基站中的功率分配模块示意图；图 14本发明实施例提供的一种 MIMO系统示意图；

图 15 本发明实施例提供的功率分配策略下的性能改善示意图；图 16本发明实施例提供的功率分配策略下的性能改善示意图；图 17本发明实施例提供的一种信息处理方法示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图 1是本发明实施例提供的协作 MIMO通用系统模型示意图。由图 1可知，在协作 MIMO 系统中，多个基站同时协作的为多个移动终端提供通信服务。当采用有限比特反馈时，每个终端需要反馈是多个信道矩阵信息（每个信道矩阵信息，包含了这个信道的一些信道状态信息），因此，终端需要为每个信道矩阵合理的分配可用的反馈比特，以做到对反馈比特的充分利用。

为了便于更直观、容易的理解 Co - MIMO系统，如图 2所示，本发明实施例还提供一种协作 MIMO系统通信场景示意图。如图 7所示，两个邻居 BS 为两个 MS进行协作的场景，（N = 2—BS ¾， K = 2—MS数， η_τ = 4—发射天线， n_R=2—接收天线）。 MS2与两个 BS距离相等，而 MS1与 BS1的距离比 BS2的距离更近。

如图 3所示，本发明实施例提供一种信道信息反馈方法，此方法应用在如图 1或者图 2所示的协作 MIMO系统中或者其它通信系统，如 MIMO-OFDM 系统、 LTE系统或者 WiMAX系统等，该方法包括：

5101 , 根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；

5102,根据各个信道动态分配的信道信息的反馈比特数，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

5103,根据信道状态信息在所述信道状态信息码本中确定反馈码字，反馈码字用于反馈信道状态信息；

5104,发送信道信息的反馈比特数的分配结果和反馈码字的索引号，索引号用于标识所述反馈码字。

需要说明的是，基站接收到 S104发送的信道信息的反馈比特数的分配结果和反馈码字的索引号后，会根据分配结果中得知的分配的信道信息的反馈比特数产生一个和终端侧大小相同，内容一致的信道状态信息码本，并根据接收到的索引号，在产生的信道状态信息码本中找到反馈码字，根据反馈码字反馈的信道的信道状态信息，进行相应的预编码设计。

需要说明的是，各个信道的信道质量可以通过信道估计或者测量得到。本发明实施例通过以上技术方案，根据信道的状况动态的为各个信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，并根据分配的反馈比特数给各个信道产生不同大小的信道状态信息码本，根据各个信道状态信息码本提供的反馈码字反馈的信道状态信息进行相应的预编码设计，更加充分的利用了反馈增益。

具体的，如图 4所示，本发明实施例提供一种信道信息反馈方法，此方法应用在如图 1或者图 2所示的 Co - MIMO系统中或者其它通信系统，如 MIMO - OFDM系统、 LTE系统或者 WiMAX系统等，该方法包括：

S110, 根据基站发送的信息进行信道估计；

信道估计，可以是从接收到的数据中，将假定的某个信道模型的模型参数估计出来的过程。信道估计还可以给接收端提供需要的信道状态信息。

接受到基站（BS )发送的信息后，移动终端（MS )根据基站发送的信息进行信道估计。基站发送的信息在一个实施例中可以包括一个预先设定的导频信号，这样 MS可以根据信息中的预先设定的导频信号，通过一些信道估计算法，对其和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些导频在一个实施例中可以是周期性的插入到基站发送的信息中的。在另一个实施例中也可以预先将需要发送的信息分割成多个数据小块，在这些小块之间间隔地插入多个导频信号。

这里提到的信道估计算法，在一个实施例中可以是最小二乘信道估计算法，在另一个实施例中还可以是最大似然估计算法，在另一个实施例中也可以为最小均方误差估计算法或者最大后验概率估计算法。

在另一个实施例中也可以预先在需要发送的信息中加入训练序列来代替导频，这样 MS在接收到基站发送的信息后，就可以根据里面的训练序列，通过一些信道估计算法对其和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些训练序列在一个实施例中可以是与基站发送的信息分离的呈连续块状的信号，在另一个实施例中也可以均勾的插在基站发送的信息中。

当然可以理解的是，在一个实施例中还可以利用盲估计进行信道估计。盲估计不需要训练序列或者导频，完全利用传输的数据的内在信息来进行信道估计。当然在另一个实施例中也可以将利用导频的信道估计与盲估计结合起来进行信道估计，或者将利用训练序列的信道估计与盲估计结合起来进行信道估计。

经信道估计后，可以得到 MS和基站之间的信道矩阵模型，现详细描述如下：

假设 MS侧的信道估计是完善的，例如， MS有完善的信道状态信息和路径损耗信息。假设每个基站有 η_τ根发射天线，每个 MS有¾根接收天线。通过信道估计，基站的第 n根发射天线到 MS的第 m根接收天线的信道可被表示为 Η,，并可被建模为：

其中 „为基站的第 η根发射天线到 MS的第 m根接收天线的距离， ^为预先设定的标准距离， γ为路径损耗因子， C表示路径的衰落， I 表示小尺度瑞利衰落， ¾^是1¾^ 维矩阵。进一步的，在另一个实施例中， MS端还可以根据 ( 1 ) 式获得和 Η=„参数获得信道的路径衰落情况，和小尺度瑞利衰落情况，以及从这些衰落情况获得的相应的信噪比 SNR等信道状态信息。

在图 1所示的协作通信系统中，同时有 Ν个基站为第 m个 MS进行通信服务，在这里 N是随时间变化的。对于第 m个 MS而言，需要估计 N条信道矩阵， Η^, Η^ ,... , „_Ν，且所有这些矩阵与（1 )式都有相似的结构，因此，可以得到总的信道矩阵：

^H _m = ί^Η™, ^Η™¾ · · · J ( 2 )

( 2 ) 式中的信道矩阵的每一个元素都是一个小矩阵，它为每个基站和第 m个 MS之间的信道矩阵，代表了每个基站和第 m个 MS之间的所有信道情况，即包括了基站的所有天线与 MS的所有天线之间的信道情况。这样，在一个实施例中， MS就可以通过信道估计，来获得各个信道的路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息， ^^据其中的一种或者几种信息联合推断得出信道的信道质量好坏；当然可以理解的是在另一个实施例种，信道的质量也可以通过测量得到，例如通过测量得到一些路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息，然后通过联合计算或者推断得到信道的信道质量的好坏。

S120, 根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；在带有有限反馈的蜂窝系统中，分配比特的总数都是预先设定好的，有限的。在 Co-MIMO通信系统系统中，各个信道的质量是不完全相同的，通过预先设定的动态比特分配策略，为信道质量不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，能更好的利用反馈增益。

具体的，信道质量好的信道能分配到，相对于平均分配的信道信息的反馈比特数更多的信道信息的反馈比特数。那么根据分配的信道信息的反馈比特数相对于根据平均分配的信道信息的反馈比特数，就能够承载更多的信道状态信息；而信道质量差的信道根据平均分配的信道信息的反馈比特数就足以承载所有的信道状态信息，那么就可以给信道状态差的信道相应的少分配一点信道信息的反馈比特，将更多的信道信息的反馈比特分配给信道状态较好的信道。这样就能够更充分的利用有限的总的信道信息的反馈比特数个数，为基站提供更全面的信道状态信息，基站端根据这些信道状态信息，对发射的功率进行调整，从而在接收端能收到相对于平均分配信道信息的反馈比特数来说更好的增益。

在一个实施例中，信道质量与基站和 MS之间的距离是强相关的，因此，

MS越靠近基站，其信道的平均信噪比越高，其信道的质量也就越高。例如，在一个实施例中，有两个基站协同为一个 MS进行通信服务，当 MS离基站 1 比基站 2近的时候，基站 1到 MS的信道的信道质量要好于基站 2到 MS的信道的信道质量。

在带有有限反馈的蜂窝系统中，分配比特都是预先设定好的，有限的。假设预先设定总共 8个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息，就可以分配 5个信道信息的反馈比特给基站 1到 MS的信道， 3个信道信息的反馈比特给基站 2到 MS的信道。可以理解的是，在另一个实施例中，可以分配 6个信道信息的反馈比特给基站 1到 MS的信道，分配 2个信道信息的反馈比特给基站 2到 MS的信道。在带有有限反馈的蜂窝系统中，性能的增益（SNR增益或容量增益）是平均信噪比以及信道信息的反馈比特数的函数，因此， MS根据信道质量为各个信道动态的分配信道信息的反馈比特数，能更有效的提升系统性能。

在一个实施例中，信道质量的不同可以反映为在 MS侧通过信道估计（如 S110 中所示）或者测量得到的路径损耗、接收信噪比或者信号与噪声失真比等信息的不同

更进一步的，为了更准确的量化信道质量，在另一个实施例中，信道质量的不同又可以反映为信干噪比（SINR, Signal to Interference Plus Noise Ratio ) 的不同。因此，可以进一步根据信干噪比 SINR, 通过预先设定的动态比特分配策略，为 SINR不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特。 SINR可以通过在 MS侧根据信道估计或者测量得到的路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息中的一种或者其中的几种信息联合推断得出。本发明以下实施例均以 SINR来量化信道质量。

为便于更好，更为清楚的理解动态比特分配方案，在另一个实施例中，以图 2所示的 Co-MIMO系统为例来说明动态比特的分配方案：

为方便描述，将 MS1与 BS1之间的路径用 BS1-MS1描述，将 MS1与 BS2 之间的路径用 BS2-MS1描述；将 MS2与 BS1之间的路径用 BS1-MS2描述，将 MS2与 BS2之间的路径用 BS2-MS2描述。

动态反馈比特分配策略为基于门限的反馈比特分配策略，在一个实施例中为 MS到不同的参与协作的 BS间的信干噪比 SINR之差。在本发明实施例提供的图 2所示的协作通信场景中，假设总共有 8个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息，因此，可能的信道信息的反馈比特数分配组合包括（1， 7 ), ( 2, 6 )， ( 3, 5 )，（4， 4 )。根据可能组合，离线设定如下的 SINR之差门限，如表 1所示：

MS到不同 BS的 SINR之差门限信道信息的反馈比特数分配方案

O dB (4, 4) 5 dB (3, 5)

10 dB (2， 6)

15 dB (1, 7)

表 1

对与 MSI来说，由于距离 BS1比 BS2更近，所以 BS1-MS1的 SINR要小于 BS2 - MS1的 SINR, 因此若路径的 SINR之差下式所示：

5dB≤ S賺 -SINR ―篇 <蘭上式表示 MS1到 BS1的 SINR与 MS1到 BS2的 SINR之差大于 5dB而小于 10dB，例如之差为 8dB。这时，根据表 1，分配给 MS1-BS1链路 5个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息，而分配给 MS1-BS2链路 3个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息。可以理解的是，如果两路径的差值为 12dB或者 l ldB ,那么根据表 1，分配给 MS1-BS1链路 6个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息，而分配给 MS1-BS2链路 2个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息。

而对于 MS2来说，由于 MS2到 BS1和 BS2的距离相同，因此根据表 1，分配给 MS2-BS1链路 4个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息，分配给 MS2-BS2链路 4个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息。可以理解的是 MS2在另一个实施例中到 BS1和 BS2的距离也可能不相同，这时的分配策略类似于上面提到的图 2中 MS1的分配策略，在此不再赘述。

需要说明的是，上述门限设置是离线完成的（即预先设置好的），并且在 BS、 MS都有相关信息保存。在本实施例中门限值如表 1所示，但在另一个实施例中可能会有不同的预设的门限值，如 0dB， 4dB， 8dB， 12dB , 当然也可以为其它预设的门 P艮值。

需要说明的是，在另一个实施例中，可能总的信道信息的反馈比特数为 10个， 9个，或者其它的值，这时候也有类似于表 1所示的反馈比特组合，如在信道信息的反馈比特数为 10个的时候，有如下组合（1， 9 )，（2， 8 )， ( 3 , 7 ), ( 4， 6 )，（5， 5 )，相应 SINR之差门限可以设置为 12dB， 9dB， 6dB， 3dB , OdB , 当然在另一个实施例中门限也可以为其它数值。当总的反馈比特数为其它数值时，具有类似的设置。

可以理解的是，在另一个实施例中，信道质量也可以根据 MS到不同 BS 可能的组合，离线设定如下的 SINR之比的门限，如表 2所示：

仍以图 2为例，假设， BS1-MS1的 SINR为 10dB， BS2 - MS1的 SINR 为 16dB，两者的比值为 5:8 = 1:1.6，1.5≤1.6≤2，根据表 2可知，分配给 MS1-BS1 链路 5个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息，而分配各 MS1-BS2链路 3个信道信息的反馈比特用于反馈信道状态信息。

表 2

当然可以理解的是，在本实施例中门 P艮值如表 2所示，但在另一个实施例中可能会有不同的预设的门限值，如 1， 1.4， 2, 2.4, 当然也可以为其它预设的门限值，如， 1， 2， 2.5, 3或者 1， 1.3, 1.8, 2.2等。当总的信道信息的反馈比特数为别的数值，比如 10个的时候，有如下组合（5， 5 )，（4， 6 )， ( 3 , 7 ), ( 2, 8 )，（1， 9 )，相应的 SINR之比门限就可以设置为 1， 1.5， 2, 2.5, 3 , 当然在另一个实施例中门限值也可以为其它数值。另外，当总的信道信息的反馈比特数为其它数值时，也具有类似的设置。

当然可以理解的是，当协作的基站为 3个或者 3个以上时， MS到各个协作基站的 SINR有着不同的值，有着不同的比例，如当基站为 3个时候，假设 MS到三个基站的 SINR比为 1 : 1 : 2, 则当总的信道信息的反馈比特数为 8 时，则给相应的路径分别分配 2， 2和 4个信道信息的反馈比特，当 SINR比为其它数值时，或者总的信道信息的反馈比特数为其它数值时，动态分配策略有着类似的设置，可以根据实际情况的需要灵活设置。当然协作的基站为 3 个或者 3个以上是也可以根据所有路径中，两两路径的 SINR的差值或者两两路径的 SINR的差值之间的比例值，来根据可能的信道信息的反馈比特数分配组合设定门限值。

S121 ,将信道信息的反馈比特数的分配结果发送给基站端。这样基站端在收到分配结果后，从中得知其与 MS 间的信道所分配的信道信息的反馈比特数，并根据所分配的信道信息的反馈比特数产生一个和 MS端相同大小，内容一致的信道状态信息码本。需要说明的是，在一个实施例中，可以将信道信息的反馈比特数的分配结果直接发送给基站端，在另一个实施例中，也可以将信道信息的反馈比特数的分配结果发送给一个转发装置，由转发装置发送给基站端。

S130,根据动态分配的信道信息的反馈比特数的大小确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

每个基站与 MS之间的信道的信道状态信息码本 C ( codebook ) 的大小，与每个基站到 MS的信道所分配的信道信息的反馈比特数相关。如根据 S110 中信道估计的结果为一个信道分配了 k个信道信息的反馈比特，则这个信道的信道状态信息码本大小即为 2^k。由于本发明实施例对具有不同 SINR (即信道质量）的信道动态分配不同数目的信道信息的反馈比特，相应的对具有不同 SINR的信道就使用有不同大小的信道状态信息码本。这样信道的平均 SNR越高，则使用的码本越大，包含的码字信息也就越多。

当确定完信道状态信息码本的大小后，就可以对步骤 S110中估计出的信道矩阵进行分解；在一个实施例中，对 S110中估计出的信道矩阵进行矩阵分解，也可以在步骤 S110中进行；当然可以理解的是，在另一个实施例中，对信道矩阵分解也可以在确定码本大小的前面进行，并不需要特别限定。举例来说：

在第 m个 MS，对每个信道的信道矩阵 H_w„进行奇异值分解（ SVD )，可以得到：

H —

mn TJ Q ^Η

mn mn mn ( 3 ) 通过奇异值分解后， ¾ (第 m个 MS与所有协作基站间的协作信 i ^巨阵）可以表示为

H = U S V U S V, ( 4 ) 更进一步可以简化表示为：

H^ A^ ( 5 ) 其中，

在这里（ 7 ) 式中的每个为 N个基站中的每个基站与 MS间的信道的信道方向信息矩阵，每个 N 包含了每个信道的信道方向信息（channel direction information ), 即包含了每个基站与 MS 间的所有信道的信道状态信息，即包括了基站的所有天线与 MS的所有天线之间的信道状态信息。

MS需要把每个信道的的 V,反馈给基站端，但是受分配的信道信息的反馈比特数量的限制，不能完全的直接将 V_w反馈给基站端。比如说如果反馈一个信道的 V_w需要 10个比特，但是为这个信道只分配了 5个信道信息的反馈比特，那么就不足以反馈 V_w„。而本发明实施例中，利用信道状态信息码本 C 来近似的反馈这个 V_w，分配了 5个信道信息的反馈比特，那么信道状态信息码本一共就包含 2⁵ (即 32 )个码字信息，相比不采用码本或者对各个信道采用相同大小的码本，根据分配的信道信息的反馈比特数动态的产生不同大小的码本，用码本种的码字反馈信道的 V_w„，能更充分的利用分配的信道信息的反馈比特数来反馈信道的信道状态信息。

将码本 c中的所有码字与 v_w„进行比较，得到一个最佳的码字作为反馈码字，将这个反馈码字的索引号发馈给基站端。例如，第 16个码字最佳，则将其索引号 16反馈给基站，基站根据这个索引号就能找到相应的码字，从而得知 N 的相对最近似的消息。

在本实施例中可以通过 Lloyd算法产生 Grassmannian码本，作为信道状态信息码本。当然可以理解的是，在另一个实施例中也通过 GLA ( Generalized Lloyd Algorithm, 广义 Lloyd算法）产生信道状态信息码本。

S140,根据信道估计估计出的信道状态信息，在产生的信道状态信息码本中，确定反馈码字；

( 7 ) 式中的每个 N 为 N个基站中的每个基站与 MS间的信道的信道方向信息矩阵，每个 N 包含了每个信道的信道方向信息（ channel direction information ), 即包含了每个基站与 MS 间的所有信道的信道状态信息，即包括了基站的所有天线与 MS的所有天线之间的信道状态信息。所以在一个实施例中可以根据每个信道的 V_w来确定反馈码字，当然在其它实施例中也可以根剧其它方式来得到信道状态信息，比如通过对信号功率的估计或者测量等方式得到信道状态信息。

当步骤 S130产生信道状态信息码本后，为了能在给定大小为 2^k ( k为分配的反馈比特）的码本 C中，反馈信道方向信息矩阵 N 包含的信道方向信息 ( channel direction information ), 需要为 V_w找到一个最佳的码字作为反馈码字，这样反馈码字才能最全面，最大限度的反馈 V_w 包含的信道状态信息。假设这个反馈码字的索引号为 c， MS需要进行如下穷举搜索和对比来找到这个反馈码字： c = argJ minV_c(V_c , V_WJ}1

v_cecr 其中， V_c是码本 C中的第 c个码字， ^ ^，^„)是 „与¥间的弦距离 ( Chordal Distance )，其定义为：

式（9 ) 中的下标表示范数，范数是对函数、向量和矩阵定义的一种度量形式。使用范数可以测量两个函数、向量或矩阵之间的距离，向量范数是度量向量长度的一种定义形式。这里的范数表示矩阵之间的距离，也就是我们所说的 V_w 与 V_c间的弦距离。即，根据（8 )、（9 ) 两式，通过穷举找到和 V 的弦长度距离最小的码字 V_c，作为反馈码字。 S150, 在 MS确定出反馈码字后，还包括步骤 S150， MS可以通过上行反馈信道，将反馈码字 V_c的索引号 c发送给 BS, 索引号 c用于标识反馈码字 V_c。索引号在本发明所有实施例中，均是起的这个作用，即标识反馈码字。

需要说明的是，在一个实施例中，可以将反馈码字 V_c的索引号 c直接发送给基站端，在另一个实施例中，也可以将反馈码字 V_c的索引号 c发送给一个转发装置，由转发装置发送给基站端。

这里需要说明的是，由于 S121中分配完信道信息的反馈比特后要将分配结果反馈给基站，这样基站在收到分配结果后，从中得知其与 MS间的信道所分配的比特数，并根据所分配的比特数产生一个和 MS端相同大小，内容一致的信道状态信息码本。

由于 BS和 MS对使用的码本达成了一致，因此， BS能通过接收到的索引 c查找码本得到码字最佳码字 V_e，根据 V_e得到下行链路信道的信道状态信息，并根据得到的信道状态信息进行相应的预编码设计。

需要说明的是，如图 5所示，在另一个实施例中，步骤 S121将信道信息的反馈比特的分配结果发送给基站也可以放在步骤 S140的后面，即图 4所示的实施例中的步骤 S160, 将信道信息的反馈比特的分配结果和反馈码字的索引号发送给基站。在一个实施例中，信道信息的反馈比特的分配结果和反馈码字的索引号可以一起发送给基站，在另一个实施例中也可以分别发送给基站。而且可以理解的是，信道信息的反馈比特的分配结果在一个实施例中可以在反馈码字的索引号发送给基站后再发送给基站，也可以在反馈码字的索引号发送给基站前发送给基站，并不做特别的限定。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道估计的结果，动态的为每个信道分配信道信息的反馈比特数，并根据所分配的信道信息的反馈比特数确定每个的信道状态信息码本的大小，在基站和终端两侧为同一个信道产生一个一致的码本，在码本中确定反馈信道状态信息的反馈码字，对于给定数目的信道信息的反馈比特，通过动态分配， MS更为合理得为不同的信道分配信道信息的反馈比特数，更充分的利用了反馈增益。另外本发明实施例中，支持更多数目基站参与 Co - MIMO通信，分别对每个参与协作的基站进行信道信息的反馈比特的分配和信道状态信息码本的处理，而不是把所有协作的基站视为一个 "超级基站"，针对每个协作基站和 MS间的信道状况，进行灵活处理，提升处理的灵活性。

如图 6所示，本发明实施例提供一种信息处理方法，此方法应用在如图 1 或者图 2所示的协作 MIMO系统中或者其它通信系统，如 MIMO-OFDM系统、 LTE系统或者 WiMAX系统等，该方法包括：

5201 ,接收终端发送的信道信息的反馈比特数动态分配结果，该分配结果为终端根据信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数的结果；

5202,根据该分配结果确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

S203, 接收终端发送的反馈码字的索引号，根据该反馈码字的索引号，在

S202产生的信道状态信息码本中，找到相应的反馈码字，从反馈码字中获得终端反馈的信道状态信息；所述索引号用于标识所述反馈码字；

S204, 根据所述信道状态信息进行预编码设计。

需要说明的是，各个信道的信道质量在终端侧可以通过信道估计或者测量得到。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道的状况动态的为各个信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，并根据分配的反馈比特数给各个信道产生不同大小的信道状态信息码本，根据各个信道状态信息码本提供的反馈码字反馈的信道状态信息进行相应的预编码设计，更加充分的利用了反馈增益。

如图 17所示，在另一个实施例中，更进一步的，在基站端进行预编码设计后还可以包括，

S260,根据预先设定的查询表，对各个终端设定不同的功率分配因子，对终端进行功率分配；

通过图 6所示的本发明实施例提供的动态信道信息的反馈比特数方案，小区的用户尤其是小区中心的用户的性能得到了较大的提高，通过本发明实施例提供的功率分配策略，将小区中心用的提高的性能的一部分转移给小区边缘用户，从而在不降低小区中心用户性能的基上，提高小区边缘用户通信性能。

具体的，如图 7所示，本发明实施例提供一种信息处理方法，此方法应用在如图 1或者图 2所示的协作 MIMO系统中或者其它通信系统，如 MIMO - OFDM系统、 LTE系统或者 WiMAX系统等，该方法包括：

S210, 向终端发送信息，所述信息中携带有信道估计信息，信道估计信息用于使终端进行信道估计；

基站发送的信息中，有关用于使终端进行信道估计的相关信息，在一个实施例中可以为一个预先设定的导频信号，这样 MS可以根据信息中的预先设定的导频信号，通过一些信道估计算法，对其和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些导频在一个实施例中可以是周期性的插入到基站发送的信息中的。在另一个实施例中也可以预先将需要发送的信息分割成多个数据小块，在这些小块之间间隔地插入多个导频信号。

在另一个实施例中，还可以预先在需要发送的信息中加入训练序列来代替导频，这样 MS在接收到基站发送的信息后，就可以根据里面的训练序列，通过一些信道估计算法对其和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些训练序列在一个实施例中可以是与基站发送的信息分离的呈连续块状的信号，在另一个实施例中也可以均勾的插在基站发送的信息中。

MS根据基站发送的信息，进行信道估计后，将会根据信道估计的结果，动态的为不同的基站和 MS之间的信道分配信道信息的反馈比特数，即对具有不同平均 SNR的信道动态的分配不同数量的信道信息的反馈比特，并将分配结果反馈给基站。

S220 - S230,接收 MS发送的信道信息的反馈比特数动态分配结果，根据分配结果的确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；所述分配结果为 MS根据信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数的结果；

需要说明的是，在一个实施例中， MS可以根据步骤 S210中的信道估计的结果确定信道的质量，在另一个实施例中也可以通过测量得到信道的质量。这在图 3 -图 5所示的实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

在接收到 MS发送的信道信息的反馈比特数的动态分配结果后，每个协作基站可以从分配结果中得知， MS为它们之间的信道分配了多少数量的信道信息的反馈比特。

每个协作基站与 MS之间的信道的信道状态信息码本 C ( codebook )的大小，与 MS的所分配的信道信息的反馈比特数相关。例如， MS为一个信道分配了 k个信道信息的反馈比特，则这个信道的信道状态信息码本大小即为 2^k。由于本发明实施例对具有不同平均 SNR的信道动态分配数量不同的信道信息的反馈比特，相应的对具有不同平均 SNR的信道就使用有不同大小的码本。这样信道的平均 SNR越高，则使用的码本越大，包含的码字信息也就越多，相应的就能更加全面和准确的反映信道状态信息。

确定出信道状态信息码本的大小后，在本实施例中基站端可以通过 Lloyd 算法产生 Grassmannian码本，作为信道状态信息码本。当然可以理解的是，在另一个实施例中也通过 GLA( Generalized Lloyd Algorithm,广义 Lloyd算法）产生信道状态信息码本。此时在 MS侧，也根据分配的信道信息的反馈比特数的大小，产生一个和基站端大小相同，内容一致的码本。这点在图 3 - 5所示的实施例中已经详细描述，在此不再赞述。

S240, 接收 MS发送的反馈码字的索引号，从 S230中产生的码本中找到相应的反馈码字，从中获得反馈码字反馈的信道状态信息；

MS发送的反馈码字的索引号，是 MS根据根据信道估计得到的信道状态信息，通过在 MS侧产生的信道状态信息码本中，确定的反馈码字的索引号；关于在 MS侧产生信道状态信息码本以及确定反馈码字的过程在图 3 - 5 所示的实施例中已经详细描述，在此不再赞述。

由于 BS和 MS对使用的码本达成了一致，因此， BS能通过接收到的索引号，在信道状态信息码本找 MS确定的最佳码字即反馈码字。基站根据反馈码字能得到其到 MS的下行链路信道的信道状态信息。

S250, 根据反馈码字得到的信道状态信息进行预编码设计；

在基站端收集到了 MS反馈的所有信道状态信息后，将开始执行预编码设计。即， MS将 MS与所有参与协作的基站之间的信道的信道状态信息反馈给基站端后，基站端开始执行预编码设计。

本实施例以迫零线性预编码算法（Zero-forcing linear precoding )为例进行预编码设计。在迫零线性预编码算法中， MS的预编码是在所有其它用户信巨阵的联合零空间中找出的。为了计算出第 m个 MS的预编码，需要找出 H__w的零空间的正交基， H__w是基站端根据接受到 MS反馈的信道状态信息得到的信道协作巨 P本 H = lu S U S U S ^H I ] iZr "fe f

在前面实施例（图 3 -图 5所示的实施例 ) 中提到，因为 MS需要把每个信道的的 V_w 反馈给基站端，但是受分配的信道信息的反馈比特数数量的限制，不能完全的直接将 V_w反馈给基站端。 MS就将信道状态信息码本 C中的所有码字与 V_w进行比较，得到一个最佳的码字作为反馈码字，将这个反馈码字的索引号发馈给基站端。基站根据索引号在基站段的信道状态信息码本中找到该反馈码字，根据该反馈码字反馈的信道状态信息，从中得到的近似值。

在基站端收集到了 MS反馈的 V_w信息后，得到 B_w的近似值 ._m:

Η

Β ( 10 ) 前面实施例（图 3 -图 5所示的实施例）中式（5 ) 的描述， Β„^々零空间位于 H_w的零空间中，因此，可以通过计算 B_„^々零空间来代替 H__w零空间的计算。通过 B__w进行计算得出 B__w的零空间的正交基，根据计算得出的正交基，以迫零线性预编码算法进行预编码设计。当然可以理解的是在另一个是实施例中，也可以采用块正交迫零线性预编码算法或者匹配滤波预编码算法等。

当然可以理解的是，在另一个实施例中也可以采用非线性预编码算法，如污纸编码（dirty paper coding ) 算法，非线性发送迫零预编码算法或者 THP ( Tomlinson-Harashima Precoding, 汤姆林森 -哈拉希玛预编码）预编码算法. 等，但是实现复杂度相对较高。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道估计的结果，动态的为每个信道分配信道信息的反馈比特数，并根据所分配的信道信息的反馈比特数确定每个的信道状态信息码本的大小，在基站和终端两侧为同一个信道产生一个大小一致的码本，在码本中确定反馈信道状态信息的反馈码字，对于给定数目的信道信息的反馈比特，通过动态分配， MS更为合理得为不同的信道分配相应数量的信道信息的反馈比特，更充分的利用了反馈增益。另外本发明实施例中，支持更多数目基站参与 Co - MIMO通信，分别对每个参与协作的基站进行信道信息的反馈比特的分配和信道状态信息码本的处理，而不是把所有协作的基站视为一个 "超级基站"，针对每个协作基站和 MS间的信道状况，进行灵活处理，提升处理的灵活性。

如图 8所示，在另一个实施例中，更进一步的，在基站端进行预编码设计后还可以包括，

在图 1所示的 Co - MIMO通信场景中，小区边缘用户的通信信道强度将比小区中心用户信道强度弱。通过本发明实施例提供的动态信道信息的反馈比特数分配方案，可以使小区中心用户获得较大的通信性能增益。进一步的，本发明实施例提供一种基于查询表的功率分配策略，从而在不降低小区中心用户性能的基上，提高小区边缘用户通信性能。即通过本发明实施例提供的动态信道信息的反馈比特数方案，小区的用户尤其是小区中心的用户的性能得到了较大的提高，通过本发明实施例提供的功率分配策略，将小区中心用的提高的性能的一部分转移给小区边缘用户，从而在不降低小区中心用户性能的基石出上，提高小区边缘用户通信性能。

在一个实施例中，通过预先设定查询表，对各个终端设定不同的功率分配因子，根据各功率分配因子对所述各个终端进行功率分配。为使本领域一般技术人员更好，更直观的理解本发明实施例提供的功率分配策略，以图 7提供的通信场景进行伴细描述：

如图 2所示，考虑两个邻居 BS为两个 MS进行协作的场景，（N = 2—BS 数， K = 2—MS数， η_τ = 4—发射天线， n_R=2—接收天线）。 MS2与两个 BS距离相等，而 MS1与 BS1的距离比 BS2的距离更近。这样相对于 MS 1来说 MS2 是小区边缘用户，在系统整体性能提高的后，可以考虑在不降低 MS1性能的前提下，通过将更多的功率分配给 MS2的方法，更多的提高 MS2的性能。

在现有机制中， BS为两个 MS进行了等功率分配，因此，有：

而本实施例将采用一个简单的功率分配策略：

_Px = {\ - a)p ( 12 ) p₂ = (\ + a)p ( 13 ) 其中 α为功率分配因子，它是每基站传输功率 p， BS1与 MS1的距离 d，总信道信息的反馈比特数 B，以及信道信息的反馈比特数分配策略 s的函数：

= f{p, d, B, s) ( 14 ) 本发明将采用基于查询表查询的方法找到合适的 α值，而表的构造将通过离线仿真完成，即表的构造是预先通过仿真设置好的。在一个实施例中可以根据（ 14 ) 式构造查询表 3:

d(km) 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 α 0.2880 0.2800 0.2713 0.2513 0.2240 0.1373 0.1080 0.0780 0.0540 0.0333 表 3 功率因子分配查询表

在另一个实施例中，由于信道信息的反馈比特数分配策略 s可能会有变化 (这种可能性在图 3 -图 5所示的实施例中的步骤 S120中已经详细描述），在另一个实施例中可以构造查询表 4:

d(km) 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 α 0.3987 0.3940 0.3793 0.3520 0.3120 0.1173 0.1020 0.0800 0.0600 0.0380 表 4功率因子分配查询表

当然在其它实施例中，查寻表中的 α，根据信道信息的反馈比特数分配策略 s，每基站传输功率 p， BS1与 MSI的距离 d，总信道信息的反馈比特数 B 的变化，也可以为它的值。

为使本领域一般技术人员更清楚的理解本发明实施例，下面举例说明，构造 α查询表的具体操作步骤：

1 ) ·对一个给定的（ p， d， B， s )进行初始化：

P , Ο( = 0 , p_lp = ( - )p , ρ_2ρ = (1 + )ρ 其中，下标为 b，说明采用了现有基线方案（baseline scheme ), 下标为 p 则为本发明实施例提出的方案（ proposed scheme )。

2 ) ·进行迭代操作：

a)如果度量的标准是各态历经的容量 ( ergodic capacity ), 计算各态历经容量 c_lb和 c_lp; 如果度量的标准是截至概率（outage probability ), 则计算截至概率 p。_utlb 和 Poutlp;

b)如果 |c_lb-c_lp| < s或者 |p_outlb-p_outlp| < s，（这里， ε为预先设定的一个值）或迭代操作达到了最大的迭代次数时，终止退出。

如果 Cip < Cib或 Poutlp > Poutlb ' 则有：

a^k = a^k-^x --5^k-^x ( 15 )

3

否则，有 ί = ί - ' + （16 )，并且返回 a)继续执行；

其中 c_lb和 c_lp指 MS1在基准方案和本发明方案中的各态历经的容量; poutib 和 ^^分别指 MS1在基准方案和本发明方案中的截至概率； a^k指 α的第 k次迭代值； ^指 α增加的步长，取决于 (c_lp-c_lb)或（ρ outlb-Poutl

对于步长^，当取决于 (c_lp-c_lb)时，在本实施例中，有表 5说明取值情况，并且在表 2中给出相应的 a的取值情况（对任意合理的 p和 d， B = 8比特，其中 6比特分配给 Hu， 2比特分配给 H₁₂， )₀

(cip-ci_b) >=0.5 >=0.4 >=0.3 >=0.2 >=0.0 >=0.05

S^k 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.006

表 5 步长取值举例

如果度量的标准是各态历经的容量时，如图 15所示，对图 2所示的通信场景采用本实施例的功率分配策略的情况进行了仿真，由仿真图可以看出，采用本发明实施例提供的功率分配方案后， MS2相对于没有采用本发明实施例功率分配方案的 MS2来说，信道容量有了明显的提高，同时 MS1的信道容量并没明显变化，说明在系统整体性能提高后，通过本发明实施例提供的功率分配策略，将更多的功率分配给 MS2的方法，更多的提高 MS2的性能，而且没有降低 MS1的性能。

当然在另一个实施例中，对于步长^，也可以由截至概率决定，由于截至概率是与各态历经容量 c_lb和 c_lp相互联系的，所以本质并没有什么不同。

同样本发明另一个实施例给出了度量标准为截至概率时，对图 2所示的通信场景采用本实施例的功率分配策略的情况进行了仿真，仿真结果如图 16所示。

由仿真图可以看出，采用本发明实施例提供的功率分配方案后， MS2( MS2 proposed )相对于没有采用本发明实施例功率分配方案的 MS2 ( MS2 baseline ) 来说，截至概率有了明显的降低，同时 MS1的截至概率并没明显变化，说明在系统整体性能提高后，通过本发明实施例提供的功率分配策略，将更多的功率分配给 MS2的方法，更多的提高 MS2的性能，而且没有降低 MS1的性能。

通过以上技术方案可以看出，在对各个信道进行动态分配信道信息的反馈比特数的基石出上，本发明一个实施例提出的功率分配策略是基于离线的查询表查询的，提供了一种灵活地控制小区中心和小区边缘用户性能的方法，这样根据各个信道的信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数，使之更有效地反馈信道信息；并且通过新的功率分配策略，在不牺牲小区中心用户性能的前提下，显著地提高小区边缘用户的通信性能。

如图 9所示，本发明实施例提供一种终端，包括：

信道估计模块 310，用于根据接收到的基站发送的信息进行信道估计；信道估计，可以是从接收到的数据中，将假定的某个信道模型的模型参数估计出来的过程。信道估计可以给终端提供需要的信道状态信息。

接受到基站（BS )发送的信息后，信道估计模块 310根据基站发送的信息进行信道估计。基站发送的信息在一个实施例中可以包括一个预先设定的导频信号，这样信道估计模块 310可以根据信息中的预先设定的导频信号，通过一些信道估计算法，对终端和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些导频在一个实施例中可以是周期性的插入到基站发送的信息中的。在另一个实施例中也可以预先将需要发送的信息分割成多个数据小块，在这些小块之间间隔地插入多个导频信号。

在另一个实施例中也可以预先在需要发送的信息中加入训练序列来代替导频，这样信道估计模块 310在接收到基站发送的信息后，就可以根据里面的训练序列，通过一些信道估计算法对其和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些训练序列在一个实施例中可以是与基站发送的信息分离的呈连续块状的信号，在另一个实施例中也可以均勾的插在基站发送的信息中。

经信道估计后，可以得到终端和基站之间的信道矩阵模型，现详细描述如下：

假设每个基站有 η_τ根发射天线，终端有 n_R根接收天线。通过信道估计模块 310的信道估计，基站的第 n根发射天线到 MS的第 m根接收天线的信道可被表示为 Η,，并可被建模为：

其中 „为基站的第 η根发射天线到终端的第 m根接收天线的距离， ^为预先设定的标准距离， γ为路径损耗因子， C表示路径的衰落， I 表示小尺度瑞利衰落， H_w„是 n_R x n_T维矩阵。在另一个实施例中，终端端还可以根据 ( 1 )式获得和 H 参数获得信道的路径衰落情况，和小尺度瑞利衰落情况，以及从这些衰落情况获得的相应的信噪比 SNR等信道状态信息。

在 Co - MIMO通信系统中，同时有 N个基站为本实施例提供的终端进行通信服务，在这里 N是随时间变化的。假设本实施例提供的终端为系统终的第 m 个终端（MS ), 对于第 m 个 MS 而言，需要估计 N条信道矩阵， ¾ ¾„_n , 且所有这些矩阵与（1 ) 式都有相似的结构，因此，可以得到总的信道矩阵： ( 2 ) 式中的信道矩阵的每一个元素都是一个小矩阵，它为每个基站和第 m个 MS之间的信道矩阵，代表了每个基站和第 m个 MS之间的所有信道情况，即包括了基站的所有天线与 MS的所有天线之间的信道情况。这样，在一个实施例中， MS就可以通过每个信道的路径衰落和小尺度瑞利衰落，来获得各个信道的路径衰损耗情况和相应的信噪比 SNR等信道状态信息，根据信道状态信息就能够确定出信道状态较好的信道，当然可以理解的是在另一个实施例种，信道的质量也可以通过测量得到，例如通过测量得到一些路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息，然后通过联合计算或者推断得到信道的信道质量的好坏。

具体的，如图 10所示，在另一个实施例中，信道估计模块 310还可以包括：

估计单元 311，用于对各个信道进行信道估计，得到信道的信道矩阵；估计单元 311根据接收到的基站发送的信息估计出信道的信道矩阵；估计出信道矩阵的具体步骤在图 3 -图 5所示的方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

分解单元 312，用于对所述信道矩阵进行分解，得到各个信道的信道方向信息矩阵，所述各个信道的信道方向信息矩阵包含有各个信道的信道状态信息。

对信道矩阵分解的具体步骤在图 3 -图 5所示的方法实施例中已经详细描述，在此不再赞述。

动态比特分配模块 320，用于根信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；

在带有有限反馈的蜂窝系统中，分配比特的总数都是预先设定好的，有限的。在 Co-MIMO通信系统系统中，各个信道的质量是不完全相同的，通过预先设定的动态比特分配策略，为信道质量不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，能更好的利用反馈增益。

在一个实施例中，信道质量与基站和 MS之间的距离是强相关的，因此， MS越靠近基站，其信道的质量也就越高。例如，在一个实施例中，有两个基站协同为一个 MS进行通信服务，当 MS离基站 1比基站 2近的时候，基站 1 到 MS的信道的信道质量要好于基站 2到 MS的信道的信道质量。

在另一个实施例中，信道质量的不同又可以反映为信干噪比（ SINR, Signal to Interference Plus Noise Ratio )的不同。因此，可以进一步才艮据信干噪比 SINR, 通过预先设定的动态比特分配策略，为 SINR不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特。 SINR在一个实施例中，可以通过在 MS侧根据信道估计模块 310的信道估计得到的路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息中的一种或者其中的几种信息联合推断得出； SINR在另一个实施例中，又可以通过测量得到的路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息中的一种或者其中的几种信息联合推断得出。

更为详细的动态比特分配策略在图 3 -图 5提供的实施例中的步骤 S120 中已经详细描述，在此不再赘述。

第一发送模块 330, 用于发送所述信道信息的反馈比特数的分配结果；在动态比特分配模块 320动态的分配完信道信息的反馈比特数后，还需要将分配的结果发送给基站端。这样基站端在收到分配结果后，从中得知其与 MS间的信道所分配的比特数，并 ^居所分配的比特数产生一个和 MS端相一致的信道状态信息码本。

信道状态信息码本产生模块 350, 用于根据动态比特分配模块 320动态分配的信道信息的反馈比特数确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

每个基站与 MS之间的信道的信道状态信息码本 C ( codebook ) 的大小，与每个基站到 MS的信道所分配的信道信息的反馈比特数相关。如为一个信道分配了 k个信道信息的反馈比特，则这个信道的信道状态信息码本大小为 2^k。由于本发明实施例对具有不同信道质量的信道动态分配不同数目的信道信息的反馈比特，相应的对具有不同信道质量的信道就使用有不同大小的码本。这样信道的信道质量越高，则使用的码本越大，包含的码字信息也就越多。

确定完信道状态信息码本的大小吼，信道状态信息码本产生模块 350在本实施例中可以通过 Lloyd算法产生 Grassmannian码本，作为信道状态信息码本。当然可以理解的是，在另一个实施例中也通过 GLA ( Generalized Lloyd Algorithm, 广义 Lloyd算法）产生信道状态信息码本。

需要说明的是，在一个实施例中，可以将信道信息的反馈比特数的分配结果直接发送给基站端，在另一个实施例中，也可以将信道信息的反馈比特数的分配结果发送给一个转发装置，由转发装置发送给基站端。

反馈码字确定模块 370, 用于在信道状态信息码本产生模块 350产生的信道状态信息码本中，确定反馈码字。

当信道状态信息码本产生模块 350产生信道状态信息码本后，为了能在给定大小为 2^k ( k为分配的信道信息的反馈比特数）的码本 C中，反馈信道状态信息，需要为需要反馈的信道状态信息找到一个最佳的码字作为反馈码字，这样反馈码字才能最全面，最大限度的反馈信道状态信息。

将码本 C中的所有码字与信道估计模块 310估计出的信道方向信息矩阵进行弦距离的比较，将与信道方向信息矩阵之间的弦距离最小的码字作为反馈码字，将这个反馈码字的索引号发馈给基站端。例如，第 16个码字为反馈码字，则将其索引号 16反馈给基站，基站根据这个索引号就能找到相应的码字，从中能得知码字反馈的信道状态信息。

具体的根据弦距离长度选择反馈码字的方法，在图 3 -图 5提供的方法实施例中已经详细描述，在此不再赞述。

第二发送模块 390，用于发送反馈码字的索引号

需要说明的是，在一个实施例中，可以将反馈码字的索引号直接发送给基站端，在另一个实施例中，也可以将反馈码字的索引号发送给一个转发装置，由转发装置发送给基站端。

这里需要说明的是，由于第一发送模块 330将分配结果反馈给基站，这样基站在收到分配结果后，从中得知其与 MS间的信道所分配的比特数，并根据所分配的比特数产生一个和 MS端相同大小的信道状态信息码本。

由于 BS和 MS对使用的码本达成了一致，因此， BS能通过接收到的索引号查找码本得到反馈码字，根据反馈码字得到下行链路信道的信道状态信息。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道估计的结果，动态的为每个信道分配信道信息的反馈比特数，并根据所分配的信道信息的反馈比特数确定每个的信道状态信息码本的大小，在基站和终端两侧为同一个信道产生一个大小一致的码本，在码本中确定反馈信道状态信息的反馈码字，对于给定数目的信道信息的反馈比特，通过动态分配， MS更为合理得为不同的信道分配信道信息的反馈比特数，更充分的利用了反馈增益。另外本发明实施例中，支持更多数目基站参与 Co - MIMO通信，分别对每个参与协作的基站进行信道信息的反馈比特数的分配和信道状态信息码本的处理，而不是把所有协作的基站视为一个 "超级基站"，针对每个协作基站和 MS间的信道状况，进行灵活处理，提升处理的灵活性。

如图 11所示，本发明实施例提供一种基站，包括：

第一接收模块 420，用于接收 MS的信道信息的反馈比特数的动态分配结果，所述分配结果为 MS根据信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数的结果；

信道质量的不同又可以反映为 SINR的不同。因此，可以进一步根据信干噪比 SINR, 通过预先设定的动态比特分配策略，为 SINR不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特。 SINR可以通过在 MS侧根据信道估计或者测量得到的路径损耗、接收信噪比、信号与噪声失真比等信息中的一种或者其中的几种信息联合推断得出。

信道状态信息码本产生模块 430, 用于根据第一接收模块 420接收的分配结果确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

信道状态信息码本产生模块 430产生的信道状态信息码本，和终端侧才艮据各个信道所分配的信道信息的反馈比特数产生的信道状态信息码本相一致；具体的描述在图 3 -图 5所示的实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

第二接收模块 440，用于接收终端发送的反馈码字的索引号，所述索引号用于标识所述反馈码字；

反馈码字为终端根据信道估计估计出的信道状态信息，在终端侧产生的信道状态信息码本中确定的码字。具体的确定方法在图 3 -图 5所示的实施例中已经详细描述，在此不再赞述。

反馈码字确定模块 450，用于根据反馈码字的索引号，在信道状态信息码本产生模块 430产生的信道状态信息码本中，找到相应的反馈码字，从反馈码字中获得终端反馈的信道状态信息；

预编码设计模块 460，用于据反馈码字确定模块获得的信道状态信息，进行预编码设计。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道的状况动态的为各个信道分配不同数目的信道信息的反馈比特数，并根据分配的反馈比特数给各个信道产生不同大小的信道状态信息码本，根据各个信道状态信息码本提供的反馈码字反馈的信道状态信息进行相应的预编码设计，更加充分的利用了反馈增益。如图 12所示，本发明实施例提供一种基站，包括：

信息发送模块 410，用于向终端发送信息，所述信息中携带有用于使终端进行信道估计的相关信息，即所述相关信息用于使终端进行信道估计；

信息发送模块 410发送的信息中，用于使终端（ MS )进行信道估计的相关信息，在一个实施例中可以为一个预先设定的导频信号，这样 MS可以根据信息中的预先设定的导频信号，通过一些信道估计算法，对其和基站之间的信道进行估计，得到信道的模型参数，也就是信道矩阵模型。这些导频在一个实施例中可以是周期性的插入到基站发送的信息中的。在另一个实施例中也可以预先将需要发送的信息分割成多个数据小块，在这些小块之间间隔地插入多个导频信号。

MS根据基站发送的信息，进行信道估计后，将会根据信道估计的结果，确定各个信道的质量，动态的为各个基站和 MS之间的信道分配信道信息的反馈比特数，即对具有不同信道质量的信道动态的分配不同数量的信道信息的反馈比特，并将分配结果反馈给基站。

第一接收模块 420，接收 MS的动态比特分配结果，所述分配结果为 MS 根据信息发送模块 410发送的信息进行信道估计后，根据信道估计的结果动态分配的信道信息的反馈比特数的结果；

该动态分配结果，是 MS根据信息发送模块 410发送的信息进行信道估计后，根据信道估计的结果，确定各个信道的信道质量，动态的为各个信道分配的信道信息的反馈比特数的结果。根据信道估计的结果，如果某个信道的信道质量相对较好，则为这个信道分配更多数量的信道信息的反馈比特，这样就能够承载更多的信道状态信息，基站段也就能相应的得知更多的信道状态信息，从而通过重新调整信息的发射功率等一系列措施，使接收端的增益得到提高。如果某个信道质量相对较差，则相应的为这个信道分配少一点的比特，因为所分配的信道信息的反馈比特就足以承载这个信道的信道状态信息，这样就可以将多余的信道信息的反馈比特节省下来，相应的分配给信道质量较好的信道。

信道状态信息码本产生模块 430，用于根据分配结果的确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；

每个协作基站与 MS之间的信道的信道状态信息码本 C ( codebook )的大小，与 MS的所分配的信道信息的反馈比特数相关。例如， MS为一个信道分配了 k个信道信息的反馈比特，则这个信道的信道状态信息码本大小为 2^k。由于本发明实施例中，终端对具有不同信道质量的信道动态分配不同数量的信道信息的反馈比特，相应的对具有不同信道质量的信道就使用有不同大小的码本。这样信道的质量越高，则使用的码本越大，包含的码字信息也就越多。

确定出信道状态信息码本的大小后，在本实施例中基站端可以通过 Lloyd 算法产生 Grassmannian码本，作为信道状态信息码本。当然可以理解的是，在另一个实施例中也通过 GLA( Generalized Lloyd Algorithm,广义 Lloyd算法）产生信道状态信息码本。此时在 MS侧，也根据分配的信道信息的反馈比特数的大小，产生一个和基站端一致的码本。这点在图 3 - 5所示的实施例中已经详细描述，在此不再赞述。

第二接收模块 440，用于接收 MS发送的反馈码字的索引号，所述反馈码字的索引号用于标识 MS ^居在 MS侧产生的信道状态信息码本中， ^居信道估计估计出的信道状态信息确定的反馈码字；

反馈码字确定模块 450, 用于根据第二接收模块 440接收到的码字的索引号，在信道状态信息码本产生模块 430产生的信道状态信息码本中，找到相应的反馈码字，并根据反馈码字获得反馈码字反馈的信道状态信息；

由于 BS和 MS对使用的码本达成了一致，因此，反馈码字确定模块 450 能通过第二接收模块 440接收到的索引号，在信道状态信息码本产生模块 430 产生的信道状态信息码本中，找到 MS确定的最佳码字即反馈码字。根据反馈码字能得到基站到 MS的下行链路信道的信道状态信息。

预编码设计模块 460，用于据反馈码字确定模块 450确定的反馈码字，反馈的信道状态信息进行预编码设计；

在信息发送处理装置收集到了 MS反馈的所有信道状态信息后，预编码设计模块 460将开始执行预编码设计。即， MS将 MS与所有参与协作的基站之间的信道的信道状态信息反馈给信息发送处理装置后，预编码设计模块 460 开始执行预编码设计。

本实施例以迫零线性预编码算法（Zero-forcing linear precoding )为例进行预编码设计，当然可以理解的是，当然可以理解的是在另一个是实施例中，也可以采用块正交迫零线性预编码算法或者匹配滤波预编码算法等。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道估计的结果，动态的为每个信道分配信道信息的反馈比特数，并根据所分配的信道信息的反馈比特数数确定每个的信道状态信息码本的大小，在基站和终端两侧为同一个信道产生一个大小一致的码本，在码本中确定反馈信道状态信息的反馈码字，对于给定数目的信道信息的反馈比特，通过动态分配， MS更为合理得为信道质量不同的信道分配不同数量的信道信息的反馈比特，更充分的利用了反馈增益。另外本发明实施例中，支持更多数目基站参与 Co - MIMO通信，分别对每个参与协作的基站进行信道信息的反馈比特数的分配和信道状态信息码本的处理，而不是把所有协作的基站视为一个 "超级基站"，针对每个协作基站和 MS间的信道状况，进行灵活处理，提升处理的灵活性。

如图 13所示，在另一个实施例中，图 11和图 12中的基站还可以包括：功率分配模块 470，根据预先设定的查询表，对各个终端设定不同的功率分配因子，对各个终端进行功率分配；

通过预先构造的查询表，在系统的整体性能通过动态分配信道信息的反馈比特数得到提升后，根据本实施例提供的离线查询表，为各个终端分配不同的功率分配因子，根据各个功率分配因子对各个终端进行功率分配。将小区中心获得的较大的通信性能增益中的一部分转移到小区的边缘用户，从而在不降低小区中心用户性能的基上，提高小区边缘用户的性能。具体的功率分配策略在图 8提供的实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

通过以上技术方案可以看出，在对各个信道进行动态分配信道信息的反馈比特数的基石出上，本发明一个实施例提出的功率分配策略是基于离线的查询表查询的，提供了一种灵活地控制小区中心和小区边缘用户性能的方法，这样根据不同位置用户的不同信道质量，动态地分配信道信息的反馈比特数，使之更有效地反馈信道信息；并且通过新的功率分配策略，在不牺牲小区中心用户性能的前提下，显著地提高小区边缘用户的通信性能。

如图 11所示，本发明实施例提供一种 MIMO通信系统，包括：

至少两个基站 10、 20和至少一个终端 30，

终端 30，用于根据基站 10和基站 20发送的信息，进行信道估计，即估计终端 30和基站 10，终端 30和基站 20之间的信道矩阵；根据各个信道的信道质量，动态的为信道质量不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特，信道的质量越好，分配的信道信息的反馈比特数数目就越多，并将分配结果反馈给基站 10和 20。根据每个信道分配的比特数目，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本，在产生的信道状态信息码本中，根据信道估计出的信道矩阵包括的信道状态信息，确定反馈码字，并将反馈码字的索引号反馈给基站 10和 20。

基站 10和 20，用于发送信息给终端 30，发送的信息中包含终端 30可以利用的信道估计信息，接收到终端 30反馈的信道信息的反馈比特数分配结果后， ^据分配结果，确定其和终端 30间的信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本，接收终端 30发送的反馈码字的索引号，在信道状态信息码本中，根据索引号找到反馈码字，根据反馈码字得到的信道状态信息进行预编码设计。

在另一个实施例中，基站 10和 20还用于，根据预先设置的查询表对终端进行功率分配，具体的分配策略在图 7和图 8所示的实施例中已经详细描述，在此不再赘述。

终端 30的具体结构和功能在一个实施例中可以如图 9提供的实施例所示，在另一个实施例中可以如图 9和图 10提供的实施例所示。基站 10、 20的具体结构和功能在一个实施例中可以如图 11提供的实施例所示，在一个实施例中可以如图 12提供的实施例所示，在另一个实施例中也可以如图 11和图 13提供的的实施例所示或者如图 12和图 13提供的的实施例所示。

可以理解的是各个信道的质量，在终端侧可以根绝信道估计得出或者测量得出。

本发明实施例通过以上技术方案，根据信道估计的结果，动态的为每个信道分配信道信息的反馈比特数，并根据所分配的信道信息的反馈比特数确定信道状态信息码本的大小，在基站和终端两侧同时产生一个相同的码本，在码本中确定反馈信道状态信息的反馈码字，对于给定数目的信道信息的反馈比特，通过动态分配， MS更为合理得为信道质量不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特，使基站端能够更充分的利用得到信道状态信息进行预编码设计，更充分的利用了反馈增益，另外本发明实施例中，支持任意数目基站参与 Co - MIMO通信，分别对每个参与协作的基站进行信道信息的反馈比特数和信道状态信息码本的处理，而不是把所有协作的基站视为一个 "超级基站"，可以提升处理的灵活性。

而且，在对各个信道进行动态分配信道信息的反馈比特数的基础上，本发明另一个实施例提出的功率分配策略 ^^于离线的查询表查询的，提供了一种灵活地控制小区中心和小区边缘用户性能的方法，这样根据各个信道的信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数，使之更有效地反馈信道信息；并且通过新的功率分配策略，在不牺牲小区中心用户性能的前提下，显著地提高小区边缘用户的通信性能。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，或者二者的结合来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件模块或计算机软件产品可以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）执行本发明各个实施例所述的方法。存储介质可以是随机存储器（RAM )、内存、只读存储器（ROM )、电可编程 ROM、电可擦除可编程 ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、 CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

权利要求

1、一种信道信息反馈方法，其特征在于，包括：

2、如权利要求 1所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数，包括：

根据预先设定的动态比特分配策略，为信道质量不同的信道分配不同数目的信道信息的反馈比特。

3、如权利要求 1所述的信道信息反馈方法，其特征在于，在根据信道状态信息在所述信道状态信息码本中确定反馈码字之前，还包括：

对各个信道进行信道估计，得到各个信道的信道矩阵，对所述信道矩阵进行分解，得到各个信道的信道方向信息矩阵，所述各个信道的信道方向信息矩阵包含有各个信道的信道状态信息。

4、如权利要求 3所述的信道信息反馈方法，其特征在于，所述反馈码字为所述信道状态信息码本中，与所述信道方向信息矩阵之间的弦距离最小的码字。

5、一种信息处理方法，其特征在于，包括：

接收终端发送的信道信息的反馈比特数的动态分配结果，所述分配结果为终端根据信道质量，动态地为各个信道分配信道信息的反馈比特数的结果；才艮据所述分配结果确定信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；接收终端发送的反馈码字的索引号，根据所述反馈码字的索引号，在所述信道状态信息码本中，找到相应的反馈码字，从所述反馈码字中获得终端反馈的信道状态信息；所述索引号用于标识所述反馈码字；

根据所述信道状态信息进行预编码设计。

6、如权利要求 5所述的信息处理方法，其特征在于，在根据所述信道状态信息进行预编码设计后，还包括：

根据预先设定的查询表，对各个终端设定不同的功率分配因子，对所述各个终端进行功率分配。

7、一种终端，其特征在于，包括：

反馈码字确定模块，用于根据信道状态信息在所述信道状态信息码本中确定反馈码字，所述反馈码字用于反馈所述信道状态信息；

第二发送模块，用于发送所述反馈码字确定模块确定出的反馈码字的索引号，所述索引号用于标识所述反馈码字。

8、如权利要求 7所述的终端，其特征在于，所述终端还包括，用于对信道进行估计的信道估计模块，所述信道估计模块包括：

估计单元，用于对各个信道进行信道估计，得到信道的信道矩阵；分解单元，用于对所述信道矩阵进行分解，得到各个信道的信道方向信息矩阵，所述各个信道的信道方向信息矩阵包含有各个信道的信道状态信息。

9、如权利要求 8所述的终端，其特征在于，所述反馈码字为所述信道状态信息码本中，与所述信道方向信息矩阵之间的弦距离最小的码字。

10、一种基站，其特征在于，包括：

11、如权利要求 10所述的基站，其特征在于，还包括：

功率分配模块，用于根据预先设定的查询表，对各个终端设定不同的功率分配因子，对所述各个终端进行功率分配。

12、一种多输入多输出 MIMO通信系统，其特征在于，包括至少两个基站和至少一个终端；

所述终端，用于根据信道质量，动态的为各个信道分配信道信息的反馈比特数；根据各个信道动态分配的信息反馈比特的数，确定各个信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；根据信道状态信息在产生的信道状态信息码本中，确定反馈码字；发送所述信道信息的反馈比特数的分配结果和所述反馈码字的索引号，所述反馈码字用于反馈根据所述信道估计的结果得到的信道状态信息，所述索引号用于标识所述反馈码字；

所述基站，用于接收所述终端发送的信道信息的反馈比特数分配结果；根据分配结果，确定和所述终端间的信道的信道状态信息码本的大小，产生信道状态信息码本；接收所述终端发送的反馈码字的索引号，在产生的信道状态信息码本中，根据所述索引号找到反馈码字；根据反馈码字得到的信道状态信息进行预编码设计。

13、如权利要求 12所述的 MIMO通信系统，其特征在于，所述基站还用于，根据预先设定的查询表，对各个终端设定不同的功率分配因子，对各个终端进行功率分配。

14、如权利要求 12所述的 MIMO通信系统，其特征在于，所述终端还用于，对所述终端与所述基站之间的各个信道进行信道估计，得到各个信道的信道矩阵，对所述信道矩阵进行分解，得到各个信道的信道方向信息矩阵，所述各个信道的信道方向信息矩阵包含有各个信道的信道状态信息。