WO2011085540A1

WO2011085540A1 - 空间信道状态反馈方法和装置

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Publication number: WO2011085540A1
Application number: PCT/CN2010/070139
Authority: WO
Inventors: 张翼; 张元涛; 周华; 田军; 吴建明
Original assignee: 富士通株式会社
Priority date: 2010-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2011-07-21
Also published as: CN102696180B; US20120281659A1; EP2525506A1; CN102696180A

Description

空间信道状态反馈方法和装置

技术领域

[01] 本发明一般地涉及通信系统中的传输技术，更具体地说，本发明涉及一种空间信道状态反馈方法及其装置。

背景技术

[02] 3GPP的下一代无线通信系统高级长期演进方案（LTE-A, Long Term Evolution-Advanced )要求下行链路提供 lGps的峰值速率以及 30bps/Hz的峰值频谱效率，这为系统物理层传输方案带来挑战。多输入多输出（ MIMO, Multiple Input Multiple Output )通信系统在空间上复用信道，提高了系统的频谱效率。但是，仅使用单用户 MIMO 技术不能在任何测试场景下都满足国际电信联盟（ITU ) 的要求，这就要求物理层釆用更先进的技术。多用户多输入多输出（ MU-MIMO, Multiple-User MIMO )技术正是其中的候选技术之一。在 MU-MIMO 系统中，基站使用相同的时频资源传输不同用户的多个数据流。它能够充分利用多用户广播信道容量，获取空间多维用户分集增益，更好地满足 LTE-A系统的要求。

[03] 下行 MU-MIMO系统中基站将占用相同时频资源的多个数据流发给多个不同用户。不同用户的数据在空间传输的过程中发生混叠，而各移动台在对混叠数据进行处理时未知其它用户的空间信道，这需要 MU-MIMO系统在基站端来抑制多用户之间的干扰。迫零波束成型（ ZF-BF, Zero-Forcing BeamForming )技术就是这一类抑制多用户干扰的技术，它在基站端釆用迫零预编码来消除用户间的干扰。

[04] 迫零波束成型的过程如下所述。假设基站具有根发射天线， 1 根接收天线，多用户 MIMO 系统同时传送个用户的数据。基站和每个移动台的空间信道为 Η = [H_u H_{1 2} .. H_{1 M} ，那么基站和所有移动台构成的空间信道为 Η = Η₂… f。基站可以按照下述迫零预编码矩阵进行波束成型：

G = u^H( i^H ( 1 ) [05] 考虑到天线的实际发射功率问题，接收端还需要进行功率规一化，保证发射天线的功率平衡。如果功率规一化矩阵表示为 P，它为对角矩阵，其中每个对角元素为 = )，其中 |G』²代

表第列的元素的模值的平方和。

[06] 所有用户接收到的信号 γ = , y₂ ,… f可表示为：

Y - HGPS + N ( 2 )

[07] 其中 S为所有用户传输的数据， N为接收的噪声信号。将式（1 ) 代入式（2 )可得：

Y - PS + N ( 3 ) 由于 P为对角矩阵，因此用户间的干扰被消除。

[08] 当 H不满秩时， P会引起信道间能量分配不平衡的问题。当系统工作在低信噪比时，它会严重影响系统性能。针对这一问题提出了规则化迫零波速成型方案，

它通过引入少量的用户间干扰来最大化接收端的信干噪比，由此提高了系统性能。

[09] 对于多根接收天线的多用户 MIMO系统，如果每个用户釆用奇异值分解接收机，每个用户对应的等效空间信道就是实际空间信道奇异值分解后的右奇异向量。所有调度上的等效空间信道可组成类似的等效信道 H，后续的迫零波束成型过程和规则化迫零波束成型过程与单接收天线的情况相同。

[10] 另外，在 LTE-A 系统中，提供解调参考信号（DM-RS , Demodulated Reference Signals )，它能够保证接收端在未知预编码矩阵（向量）时实现译码。这一特性简化了高级预编码技术迫零波束成型的实现。这一技术在发射端消除不同用户数据流的相互干扰，较充分利用多用户广播信道容量。许多改进型 ZF-BF技术也在被标准化组织讨论，比如规则化 ZF-BF技术、块对角 ZF-BF技术。这些波束成型方案都要求在发射端已知信道状态信息。在频分双工（FDD , Frequency Division Duplex ) 系统中，信道状态信息可以通过接收端反馈传输。

[11] 图 1示出了 ZF-BF多用户 MIMO系统结构的示意图。基站 110 通过调度模块 114确定能够传输数据的用户和它们使用的传送资源。被调度上的用户的数据经过信道编码模块 111、调制模块 112、迫零波束成型模块 113处理后映射到分配的时频传送资源上，从天线模块 115发射出去。

[12] 发射信号经过不同的信道传输后到达多个移动台 120A、 120B。各移动台进行类似的处理，下面以移动台 120A为例进行说明。

[13] 移动台 120A使用接收天线 124A接收发射信号。信道估计模块 121A根据接收到的参考信号获取信道状态信息。根据估计的信道状态信息，解调模块 122A对接收的数据信号进行符号译码。信道译码模块 123A再对符号译码结果进行比特级译码，最终获取发射端的比特信息。

[14] 基站 110进行调度 114、迫零波束成型 113处理时需要已知信道状态信息，它由移动台反馈模块 130A、 130B来提供，各移动台相互独立的进行。基站 110通过广播模块 140通知移动台一些传输相关信台

[15] 反馈内容包括空间信道方向信息和对应的信道质量指示（CQI, Channel Quality Indicator )，表征信道方向的反馈部分可釆用信道相关矩阵或信道方向向量 ( CDI, Channel Direction Information )的形式。反馈 CDI 时釆用码本进行量化，具有较小的反馈量，较好实现了系统容量性能和反馈开销的良好折中。

[16] 但是， LTE-A系统最大支持发射端 8根天线，接收端 4根天线。最多可对应 4个信道方向向量，需要反馈的信息量仍然很大。这需要进一步减少反馈冗余，增强 ZF-BF多用户 MIMO技术在 LTE-A中的实用性。

[17] 应该注意，上面对常规技术的说明只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

[18] 以下列出了本发明的参考文献，通过引用将它们并入于此，如同在本说明书中作了详尽描述。

[19] 1、 [专利文献 1】： ZIFENG YU, et al., Method and device for quantizing multiuser MIMO system channel based on limiting feedback (CN 20081038205);

[20] 2、 [专利文献 2】： Zhang Wei, et al., Multiuser scheduling for A2);

[21] 3、 [专利文献 3】： Jayakrishnan C. Mundarath，et al" Multiuser MIMO-SDMA for finite rate feedback systems (US 20080165875 Al);

[22] 4、 [专矛 J文献 4]： Myeon-kyun CHO, et al" Apparatus and method for scheduling multiuser/ single user in multiple input multiple output (MIMO) system (US 20080025336 Al);

[23] 5、 [专利文献 5】： Jim Zheng, et al" Method and system for a simplified user group selection scheme with finite-rate channel state information feedback for FDD multiuser MIMO downlink transmission (US 20070064829 Al);

[24] 6、 [非专利文献 1】： T. Υοο, Ν. Jandel, A. Goldsmth, "Multiple-antenna downlink channels with limited feedback and user selection,"IEEE J. Select. Areas Commun., Vol. 25， pp. 1478-1491， Sep. 2007;

[25] 7、 [非专利文献 2】: 3GPP Rl-062483. Philips, "Comparison between MU-MIMO codebook-based channel reporting techniques for LTE downlink," 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #46bis;

[26] 8、 [非专利文献 3】： 3GPP Rl-070223. Freescale Semiconductor Inc., "Scheme for MU-MIMO in DL EUTRA," 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #47bis。

发明内容

[27] 鉴于此，本发明在反馈过程中考虑用户空间信道被调度的可能性。对较高调度可能性的空间信道使用较多的反馈比特，比如釆用较高精度的码本量化 CDI,而对较低调度可能性的空间信道釆用较少的反馈比特，比如釆用较低精度的码本量化 CDI。甚至，对很低调度可能性的空间信道不反馈对应的 CDI和 CQI。具体衡量某一用户空间信道被调度的可能性是通过各空间信道的特征值与最大特征值的比值来表征。

[28] 具体地说，根据本发明的一个方面，提供一种空间信道状态反馈方法，包括：确定空间信道被调度的可能性；根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息；以及发送所确定的反馈信息；其中，对被调度的可能性高的空间信道使用比被调度的可能性低的空间信道多的反馈信息。

[29] 反馈信息可以包括信道方向向量的数量和使用码本指示、空间信道方向向量指示和空间信道质量指示。

[30] 根据本发明的一个实施例，所述确定空间信道被调度的可能性包括：通过信道估计获取空间信道矩阵 H; 对空间信道矩阵 H进行奇异值分解；按照从大到小的顺序排列奇异值 _σι≥σ₂≥· ..≥ ，其中 L表示移动台天线数量；以及分别计算 (1≤ ≤£)作为每一个空间信道被调度的可能性。

[31] 另夕卜，根据本发明一个实施例的空间信道状态反馈方法，还包括从广播信道接收各码本使用的阔值区间。在这种情况下，根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息包括:根据^ Ki≤ ≤ 的值和从广播信道接收的各码本使用的阔值区间，确定每一个空间信道方向向量釆用的量化码本；以及根据所确定的每一个空间信道方向向量所釆用的量化码本确定信道方向向量的数量和使用码本指示。

[32] 优选地，对于 (1≤ ≤ 的值大的空间信道方向向量使用高精度码

本进行量化，对于 ^(1≤ ≤ 的值小的空间信道方向向量使用低精度码本进行量化。 [33] 量化码本可以为 DFT矩阵码本、随机量化码本、 Grassamannian 码本或 LTE系统中针对单用户系统设计的常模码本等等。

[34] 此外，根据本发明的一个实施例，根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息还包括：计算空间信道矩阵 H右奇异向量 {ν,,ν ,... ,^} ; 根据各空间方向向量 Λζ. (1≤ ≤ 和确定的相应量化码本，从量化码本集合 C中选择与空间方向向量 V,具有最小夹角的向量作为反馈信息中各空间信道需要反馈的空间信道方向向量指示；以及根据各空间信道的奇异值 σ, (1≤ ≤ )、右奇异向量 V, (1≤ ≤ )和量化码本 C获取反馈信息中各空间信道需要反馈的空间信道质量指示。

[35] 优选地，对于相应于最低调度可能性的空间信道的反馈信息不进行发送。

[36] 根据本发明的一个优选实施例的空间信道状态反馈方法，各空间信道方向向量均釆用一个量化码本；如果 (1 < i < L)的值小于从广播信道接收的阔值区间，不对该空间信道的信息进行量化并且不反馈该空间信道的空间信道方向向量指示和空间信道质量指示；以及作为反馈信息的信道方向向量的数量和使用码本指示仅指示需要反馈的空间信道的数量。

[37] 所确定的反馈信息可以通过物理上行控制信道或者周期 /非周期物理上行共享信道来发送。

[38] 根据本发明的另一方面，提供一种空间信道状态反馈装置，包括：调度可能性确定单元，配置为用于确定空间信道被调度的可能性；反馈信息确定单元，配置为用于根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息；以及发送单元，配置为用于发送所确定的反馈信息；其中，对被调度的可能性高的空间信道使用比被调度的可能性低的空间信道多的反馈信息。

[39] 可以看出，根据本发明的空间信道状态反馈方法及其装置，相对传统的对空间信道反馈方法和装置，减少了较低调度可能性的空间信道的反馈信息，进一步消除了冗余反馈，实现了系统容量性能和反馈开销较好折中。 [40] 另夕卜，本发明还提供用于实现上述空间信道状态反馈方法的计算序。

[41] 此外，本发明也提供至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述空间信道状态反馈方法的计算机程序代码。

附图说明

[42] 参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。附图中：

[43] 图 1 示意性地示出了减少反馈开销的迫零波束成型多用户 MIMO系统的结构才匡图；

[44] 图 2 示意性示出根据本发明的一个实施例的空间信道状态反馈方法的原理图；

[45] 图 3 示意性地示出了根据本发明的一个实施例的各移动台的反馈内容的结构图；

[46] 图 4详细示出了根据本发明的一个实施例的各移动台实现空间信道状态反馈方法的流程图；

[47] 图 5示意性地示出了码本选择的原理图；以及

[48] 图 6 示出根据本发明的一个实施例的空间信道状态反馈装置的方框图。

具体实施方式

[49] 下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

[50] 根据本发明的空间信道状态反馈方法和装置首先确定空间信道被调度的可能性，然后根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息，最后发送所确定的反馈信息。其中，对被调度的可能性高的空间信道使用比被调度的可能性低的空间信道多的反馈信息。

[51] 也就是说，本发明提出了一种利用调度信息减少反馈开销的方法和装置。它适用于迫零波束成型多用户 MIMO通信系统。在基站端广播各用户使用不同量化码本的区间阔值。在用户端根据信道特征值的比值所处的区间，选择相应的码本对信道方向向量进行量化，并反馈相应的信道方向向量指示（CDI )、信道质量指示（CQI )和信道方向向量的数目和使用码本指示（NCI )。特别的，当某些信道方向向量的特征值远小于最大特征值时，它对应的空间信道不太可能被基站调度适用。因此，反映这些空间信道信息的 CDI、 CQI不需要反馈。这种反馈方法根据调度需求减少反馈冗余，在不影响系统吞吐量的前提下显著减少了用户端的反馈量。

[52] 下面将首先参照图 2至图 5描述才艮据本发明的实施例的空间信道状态反馈方法的基本工作原理。

[53] 图 2 示意性示出根据本发明的一个实施例的空间信道状态反馈方法的原理图。基站 210通过广播信道 240通知各移动台 220A、 220B 相关的调度信息或者调度信息的变化形式。本实施例中基站 210广播移动台量化 CDI使用的码本的阔值区间，它可以根据调度的信息做相应的调整。比如，当某个用户调度的优先级高时，通过调整阔值区间使量化空间信道时釆用较高精度的码本。移动台接收广播信息，在 CDI量化时使用。

[54] 基站 210的信号传输到各移动台 220A、 220B等，它们的等效空间信道分别为 231A、 232A以及 231B、 232B等。对移动台 220A, 如果等效空间信道 231A相对 232A有较大的使用概率，则反馈的空间信道信息釆用较大的反馈量。对于 CDI信息，釆用较高精度的码本进行量化。在本实施例中，等效空间信道的方向向量釆用空间信道矩阵的右奇异向量表示，等效空间信道的质量釆用对应方向向量的特征值来表示。对某一用户，空间信道被调度的可能性用该空间信道对应的特征值与最大特征值的比值来表征。移动台根据接收到的广播阔值确定量化 CDI信息时使用的码本。

[55] 图 3 示意性地示出了根据本发明的一个实施例的各移动台的反馈内容的结构图。如图 3所示，反馈内容包括三部分：（1 )信道方向向量的数目和使用码本指示（ NCI )301; ( 2 M言道方向向量指示（ CDI ) 302、 304、 306; ( 3 )信道质量指示（CQI ) 303、 305、 307。

[56] 第一部分 301 用来指示反馈的信道方向向量数目和每个方向量化时使用的码本，它可以釆用比特映射的方法来指示。例如，对于某一个用户，系统共有个空间信道，每个空间信道都可釆用 M个精度的码本（包括一个空码本，它对应不需要量化反馈的情况）进行量化， NCI需要 l。g₂ (M" )比特指示（具有最大特征值的信道向量的量化码本不需要指示，它对应最高精度的码本）。

[57] 才艮据本发明的一个优选实施例特别关心一种简单实用的情况，即各移动台仅有一个反馈码本。此时， NCI只需要指示进行码本量化的空间信道的数量，它仅需要 i。g₂ ( )比特指示。显然，能够显著减少用户端的反馈量。

[58] CDI 302. 304、 306分别釆用相应的码本对信道矩阵的右奇异向量进行量化，具体码本选择的方法将在图 5部分详细说明。

[59] CQI 303. 305、 307可按照传统迫零 MU-MIMO的方法来获取，它可以釆用反馈量化后的接收端信干噪比或调制编码阶数的形式。

CQI的具体算法请参见上面列出的参考文献 7和 8中所给出的计算方法，在此略去其详细描述。

[60] 特别需要指出的是，在图 3中 CDI 306、 CQI 307釆用虚线表示，说明实际上不一定需要反馈这些空间信道的信息。

[61] 这些反馈信息可以通过物理上行控制信道或周期 \非周期的物理上行共享信道来传输。

[62] 下面将结合图 4详细描述根据本发明的一个实施例的各移动台实现空间信道状态反馈方法的流程图。

[63] 如图 4所示，移动台首先在步骤 401从广播信道接收到各码本使用的阔值区间。 [64] 接着，在步骤 402根据接收到的参考信号估计下行信道状态信台

[65] 在步骤 403中，对空间信道矩阵 Η进行奇异值分解，按照从大到小的顺序排列奇异值 _σι≥σ₂≥· ..≥^和右奇异向量 {V,,^,... ,^} , 其中 L = M_r , M_r≤M_t , ^和代表接收、发射天线的数目，移动台天线数目 ^小于基站天线数目。分别计算 ^(1≤ ≤£)，作为选择量化码本的尺度。

[66] 然后，在步骤 404中，才艮据的比值和在步骤 401中获取的阔值区间，确定每个空间信道方向向量釆用的量化码本。根据本发明的一个具体实施例，具有最大奇异值的特征向量固定釆用高精度码本量化。量化码本可以釆用 DFT矩阵码本、随机量化码本、 Grassamannian 码本、 LTE系统中针对单用户系统设计的常模码本等多种形式。

[67] 接下来，在步骤 405中，根据各空间方向向量选择的量化码本确定 NCI。 NCI的具体确定方法请参见上面结合附图 2和 3的详细描述，在此略去。

[68] 然后，在步骤 406中，才艮据各空间方向向量 Λζ (ΐ≤ ≤ )和选择的量化码本，分别从码本集合 c中选择与空间方向向量 V,具有最小夹角的向量，即^ , 其中代表码本集合的数量。它们的量

化指示即为各空间信道需要反馈的 CDI。

[69] 接着，在步骤 407中，根据各空间信道的奇异值 σ,. (ΐ≤ ≤^? )、右奇异向量 V,. (1≤ ≤ )和量化码本 C按照传统迫零波束成型 CQI计算方法 (请参见上面列出的参考文献 7和 8中所给出的计算方法）获取各空间信道需要反馈的 CQI。

[70] 最后，在步骤 408中，按照图 3所示的反馈格式将在步骤 405中获取的 NCI、在步骤 406中获取的各空间信道 CDI、在步骤 407中获取的各空间信道 CQI, 通过物理上行控制信道或者周期 /非周期物理上行共享信道等反馈给基站。

[71] 图 5示意性地给出了各空间信道的码本选择示意图。移动台通过广播信道获取选择量化码本的阔值 η , . .. Λ (7；≤ Γ₂≤…≤ 。阔值将表征调度可能性的参量的值域分为多个区间 501、 502、 503,其中区间 501 对应最低调度可能性，相应的空间信道信息不进行反馈；区间 502对应较低的调度可能性，相应的空间方向向量釆用精度较低的码本量化；区间 503对应较高的调度可能性，相应的空间方向向量釆用精度较高的码本量化。

[72] 特别地，如果系统仅使用一个阔值时，当表征调度的参量不小于阔值，说明该空间向量需要使用码本量化，否则说明该空间信道信息不需要反馈。在该具体实例中，表征调度可能性的参量为该空间信道特征值与最大特征值比值。

[73] 以上结合附图 2至 5描述了根据本发明的具体实施例的空间信道状态反馈方法，下面将结合附图 6描述根据本发明的一个实施例的空间信道状态反馈装置。

[74] 如图 6所示，才艮据该实施例的空间信道状态反馈装置包括阔值区间接收单元 610、调度可能性确定单元 620、反馈信息确定单元 630、以及发送单元 640。

[75] 阔值区间接收单元 610 配置为用于从广播信道接收各码本使用的阔值区间。这里，阔值区间接收单元 610为可选配置。实际上，移动台也完全可以自行确定该阔值区间。

[76] 调度可能性确定单元 620 配置为用于确定空间信道被调度的可能性，反馈信息确定单元 630配置为用于根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息，发送单元 640则配置为用于发送所确定的反馈信息。在根据本发明的一个具体示例中 ,对被调度的可能性高的空间信道使用比被调度的可能性低的空间信道多的反馈信息。

[77] 这里，要发送的反馈信息可以包括信道方向向量的数量和使用码本指示、空间信道方向向量指示和空间信道质量指示等等。

[78] 根据本发明的一个优选实施例，在确定空间信道被调度的可能性时，调度可能性确定单元 620通过信道估计获取空间信道矩阵 H并对空间信道矩阵 H进行奇异值分解，然后按照从大到小的顺序排列奇异值并分别计算 (1≤ ≤ )作为每一个空间信道被调度的可能性，其中 L表示移动台天线数量。

[79] 在调度可能性确定单元 620确定了空间信道被调度的可能性之后，反馈信息确定单元 630根据 (ι≤ ≤£)的值和从广播信道接收的各码本使用的阔值区间，确定每一个空间信道方向向量釆用的量化码本。然后，反馈信息确定单元 630根据所确定的每一个空间信道方向向量所釆用的量化码本确定信道方向向量的数量和使用码本指示。

[80] 优选地，反馈信息确定单元 630针对 (1≤≤ 的值大的空间信道

方向向量使用高精度码本进行量化，并且针对^ (1≤ ≤£)的值小的空间信道方向向量使用低精度码本进行量化。

[81] 在此使用的量化码本可以为 DFT 矩阵码本、随机量化码本、 Grassamannian码本、 LTE系统中针对单用户系统设计的常模码本等多种形式。

[82] 如上所述，在确定了反馈信息中的信道方向向量的数量和使用码本指示（ NCI )之后，反馈信息确定单元 630计算空间信道矩阵 H右奇异向量 {ν,,ν^.,ν 根据各空间方向向量 V,. (l≤ ≤ )和确定的相应量化码本，从量化码本集合 C中选择与空间方向向量 V,具有最小夹角的向量作为反馈信息中各空间信道需要反馈的信道方向向量指示

( CDI )。

[83] 另外，反馈信息确定单元 630 还根据各空间信道的奇异值 σ,. (l≤i≤L)、右奇异向量 V,. (1 < < L)和量化码本 C获取反馈信息中各空间信道需要反馈的信道质量指示（CQI )。

[84] 特别地，对于相应于最低调度可能性的空间信道的反馈信息不进行发送。 [85] 根据本发明的一个优选具体示例，各空间信道方向向量均釆用一个量化码本。此时，如果 (1≤ ≤£)的值小于从广播信道接收的阔值区间，则不对该空间信道的信息进行量化并且不反馈该空间信道的空间信道方向向量指示和空间信道质量指示。在这种情况下，作为反馈信息的信道方向向量的数量和使用码本指示仅指示需要反馈的空间信道的数量，能够大大消除空间信道的反馈冗余。

[86] 最后，发送单元 640按照图 3所示的反馈格式将反馈信息确定单元 630所确定的 NCI、 CDI、以及 CQI, 通过物理上行控制信道或者周期 /非周期物理上行共享信道等反馈给基站。当然，在各空间信道方向向量均釆用一个量化码本，发送单元 640仅需发送需要反馈的空间信道的数量，实现了空间信道的反馈冗余，提高了系统性能。

[87] 需要指出的是，根据本发明的空间信道状态反馈方法及其装置也适用于改进的迫零波束成型多用户 MIMO系统，例如规则化迫零波束成型多用户 MIMO系统。另外，根据本发明的空间信道状态反馈方法及其装置也适用于 Wimax等无线通信系统。

[88] 如上所详细描述的，本发明在反馈过程中考虑用户空间信道被调度的可能性。利用调度可能性对空间信道进行分层次量化，进一步消除了空间信道的反馈冗余，实现了系统容量性能和反馈开销较好折中。而且，对于某一移动台，他未知其它移动台的空间信道方向信息。各空间信道的特征值与最大特征值的比值能够较好反映这一空间信道被调度的可能性，在移动台通过这个比值调整码本量化的等级的方法比较合理。

[89] 这里还应该指出的是，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和 /或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

[90] 应该强调，术语 "包括 /包含" 在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

[91] 此外，本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序地、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

[92] 尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。

附记

附记 1. 一种空间信道状态反馈方法，包括：

确定空间信道被调度的可能性；

根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息；以及

发送所确定的反馈信息；

其中，对被调度的可能性高的空间信道使用比被调度的可能性低的空间信道多的反馈信息。

附记 2. 根据附记 1所述的空间信道状态反馈方法，其中反馈信息包括信道方向向量的数量和使用码本指示、空间信道方向向量指示和空间信道质量指示。

附记 3. 根据附记 2所述的空间信道状态反馈方法，其中所述确定空间信道被调度的可能性包括：

通过信道估计获取空间信道矩阵 H;

对空间信道矩阵 H进行奇异值分解；

按照从大到小的顺序排列奇异值 _σι≥σ₂≥· ..≥^，其中 L表示移动台天线数量；以及分别计算^ Κι≤ ≤ζ 作为每一个空间信道被调度的可能性。附记 4. 才艮据附记 3所述的空间信道状态反馈方法，还包括：从广播信道接收各码本使用的阔值区间；并且

其中，根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息包括： ^ ^{\<i<L)的值和从广播信道接收的各码本使用的阔值区间，确定每一个空间信道方向向量釆用的量化码本；以及根据所确定的每一个空间信道方向向量所釆用的量化码本确定信道方向向量的数量和使用码本指示。

附记 5. 才艮据附记 4 所述的空间信道状态反馈方法，其中对于 (1≤ ≤ 的值大的空间信道方向向量使用高精度码本进行量化，对于

^{\<i<L)的值小的空间信道方向向量使用低精度码本进行量化。附记 6. 才艮据附记 5所述的空间信道状态反馈方法，其中量化码本为 DFT矩阵码本、随机量化码本、 Grassamannian码本或常模码本。

附记 7. 根据附记 4所述的空间信道状态反馈方法，其中根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息还包括：

计算空间信道矩阵 H右奇异向量 {χ,ν^.,ν^;

根据各空间方向向量 V,. (l< < L)和确定的相应量化码本，从量化码本集合 C中选择与空间方向向量 V,具有最小夹角的向量作为反馈信息中各空间信道需要反馈的空间信道方向向量指示；以及

根据各空间信道的奇异值 σ,. (1≤ ≤ )、右奇异向量 V,. (1< < L)和量化码本 C获取反馈信息中各空间信道需要反馈的空间信道质量指示。

附记 8. 根据附记 7所述的空间信道状态反馈方法，其中对于相应于最低调度可能性的空间信道的反馈信息不进行发送。

附记 9. 根据附记 7所述的空间信道状态反馈方法，其中各空间信道方向向量均釆用一个量化码本；如果^^ <_i≤L)的值小于从广播信道接收的阔值区间，不对该空间信道的信息进行量化并且不反馈该空间信道的空间信道方向向量指示和空间信道质量指示；以及作为反馈信息的信道方向向量的数量和使用码本指示仅指示需要反馈的空间信道的数量。

附记 10.才艮据附记 1至 9任一所述的空间信道状态反馈方法，其中通过物理上行控制信道或者周期 /非周期物理上行共享信道发送所确定的反馈信息。

附记 11. 一种空间信道状态反馈装置，包括：

调度可能性确定单元，配置为用于确定空间信道被调度的可能性；

反馈信息确定单元，配置为用于根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息；以及

发送单元，配置为用于发送所确定的反馈信息；

附记 12. 根据附记 11所述的空间信道状态反馈装置，其中反馈信息包括信道方向向量的数量和使用码本指示、空间信道方向向量指示和空间信道质量指示。

附记 13. 才艮据附记 12所述的空间信道状态反馈装置，其中所述调度可能性确定单元

通过信道估计获取空间信道矩阵 H;

对空间信道矩阵 H进行奇异值分解；

按照从大到小的顺序排列奇异值 _σι≥σ₂≥·..≥^，其中 L表示移动台天线数量；以及分别计算^ Ki≤ ≤ 作为每一个空间信道被调度的可能性。附记 14. 才艮据附记 13所述的空间信道状态反馈装置，还包括：阔值区间接收单元，配置为用于从广播信道接收各码本使用的阔值区间；并且

其中所述反馈信息确定单元 ^ ^{\<i<L)的值和从广播信道接收的各码本使用的阔值区间，确定每一个空间信道方向向量釆用的量化码本；以及根据所确定的每一个空间信道方向向量所釆用的量化码本确定信道方向向量的数量和使用码本指示。

附记 15. 根据附记 14所述的空间信道状态反馈装置，其中对于 (1≤ ≤ 的值大的空间信道方向向量使用高精度码本进行量化，对于

^{\<i<L)的值小的空间信道方向向量使用低精度码本进行量化。附记 16. 根据附记 15所述的空间信道状态反馈装置，其中量化码本为 DFT矩阵码本、随机量化码本、 Grassamannian码本或常模码本。

附记 17. 根据附记 14所述的空间信道状态反馈装置，其中所述反馈信息确定单元还

计算空间信道矩阵 H右奇异向量 {χ,ν^.,ν^;

根据各空间方向向量 V,. (l< < L)和确定的相应量化码本，从量化码本集合 C中选择与空间方向向量 V,具有最小夹角的向量作为反馈信息中各空间信道需要反馈的信道方向向量指示；以及

根据各空间信道的奇异值 σ,. (1≤ ≤ )、右奇异向量 V,. (1< < L)和量化码本 C获取反馈信息中各空间信道需要反馈的信道质量指示。

附记 18. 根据附记 17所述的空间信道状态反馈装置，其中对于相应于最低调度可能性的空间信道的反馈信息不进行发送。

附记 19. 根据附记 17所述的空间信道状态反馈装置，其中各空间信道方向向量均釆用一个量化码本；如果^^ <_i≤L)的值小于从广播信道接收的阔值区间，不对该空间信道的信息进行量化并且不反馈该空间信道的空间信道方向向量指示和空间信道质量指示；以及作为反馈信息的信道方向向量的数量和使用码本指示仅指示需要反馈的空间信道的数量。

附记 20. 才艮据附记 11至 19任一所述的空间信道状态反馈装置，其中所述发送单元通过物理上行控制信道或者周期 /非周期物理上行共享信道发送所确定的反馈信息。

Claims

权利要求书

1. 一种空间信道状态反馈方法，包括：

确定空间信道被调度的可能性；

根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息；以及

发送所确定的反馈信息；

2. 根据权利要求 1所述的空间信道状态反馈方法，其中反馈信息包括信道方向向量的数量和使用码本指示、空间信道方向向量指示和空间信道质量指示。

3. 根据权利要求 2所述的空间信道状态反馈方法，其中所述确定空间信道被调度的可能性包括：

通过信道估计获取空间信道矩阵 H;

对空间信道矩阵 H进行奇异值分解；

按照从大到小的顺序排列奇异值 _σι≥σ₂≥·..≥^，其中 L表示移动台天线数量；以及分别计算^ Ki≤ ≤ 作为每一个空间信道被调度的可能性。

4. 根据权利要求 3所述的空间信道状态反馈方法，还包括：从广播信道接收各码本使用的阔值区间；并且

其中，根据空间信道被调度的可能性确定反馈信息包括： ^ ^{i≤i≤L)的值和从广播信道接收的各码本使用的阔值区间，确定每一个空间信道方向向量釆用的量化码本；以及根据所确定的每一个空间信道方向向量所釆用的量化码本确定信道方向向量的数量和使用码本指示。

5. 根据权利要求 4 所述的空间信道状态反馈方法，其中对于 ^ (1≤ ≤ 的值大的空间信道方向向量使用高精度码本进行量化，对于

^{\ < i < L)的值小的空间信道方向向量使用低精度码本进行量化。

6. 根据权利要求 4所述的空间信道状态反馈方法，其中各空间信道方向向量均釆用一个量化码本；如果^^ < _i≤L)的值小于从广播信道接收的阔值区间，不对该空间信道的信息进行量化并且不反馈该空间信道的空间信道方向向量指示和空间信道质量指示；以及作为反馈信息的信道方向向量的数量和使用码本指示仅指示需要反馈的空间信道的数量。

7. 一种空间信道状态反馈装置，包括：

发送单元，配置为用于发送所确定的反馈信息；

8. 根据权利要求 7所述的空间信道状态反馈装置，其中反馈信息包括信道方向向量的数量和使用码本指示、空间信道方向向量指示和空间信道质量指示。

9. 根据权利要求 8所述的空间信道状态反馈装置，其中所述调度可能性确定单元

通过信道估计获取空间信道矩阵 Η;

对空间信道矩阵 Η进行奇异值分解；按照从大到小的顺序排列奇异值 _σι≥σ₂≥· ..≥^，其中 L表示移动台天线数量；以及分别计算^ (l≤ ≤ )作为每一个空间信道被调度的可能性。

10. 根据权利要求 9所述的空间信道状态反馈装置，还包括：阔值区间接收单元，配置为用于从广播信道接收各码本使用的阔值区间；并且

其中所述反馈信息确定单元 ^ ^{i≤i≤L)的值和从广播信道接收的各码本使用的阔值区间，确定每一个空间信道方向向量釆用的量化码本；以及根据所确定的每一个空间信道方向向量所釆用的量化码本确定信道方向向量的数量和使用码本指示。