WO2011098015A1 - 基于码书的信道信息反馈方法、设备和系统 - Google Patents

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李世渊
陶小峰
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Description

基于码书的信道信息反馈方法、 设备和系统
技术领域
[01] 本发明涉及无线通信多入多出（MIMO )系统的信道信息反馈， 具体 地， 涉及一种基于码书的信道信息反馈方法、 设备和系统。 背景技术
[02] 多天线传输方式包括单用户多入多出 （SU-MIMO )方式和多用户多 入多出 （MU-MIMO )方式。 图 1(A)示出了 SU-MIMO传输方式， 而图 1(B)示出了 MU-MIMO传输方式。 如图 1(A)所示， 在 SU-MIMO传输方 式中， 基站（BS )将相同的时频资源上的多个数据流发送给同一用户。 SU-MIMO传输方式可利用多天线的分集增益来有效降低系统的误码率， 亦可利用多天线的复用增益来提高系统的容量。 如图 1(B)所示， 在 MU-MIMO 传输方式中， 基站将相同时频资源上的多个数据流发送给多 个用户。 这可看作一种空分复用多址（SDMA )技术。 通过同时为多个用 户传输数据， 能够提高系统的容量。
[03] 预编码技术是在发射端利用信道状态信息对发送符号进行预处理以 消除干扰、提高系统容量的一种信号处理技术。常用的预编码技术可分为 基于码书的预编码方法和非基于码书的预编码方法两种。要利用预编码技 术，发射端需要知道传输信道的信息，并根据传输信道的信息来确定预编 码矩阵。在多入多出系统中， 当基站采用预编码技术进行下行传输时， 需 要用户设备 ( UE )反馈下行信道的信息。 信道信息的反馈方式可以为显 式信道信息反馈、 隐式信道信息反馈和利用 TDD信道对称特性的反馈方 式。显式信道信息反馈直接反馈下行信道信息， 而隐式信道信息反馈通过 反馈预编码矩阵等方式隐含的表达信道信息。
[04] LTE ( Long Term Evolution， 长期演进）标准提供了一种隐式信道信 息反馈方式。 在 LTE中， 用户设备根据下行信道的测量参数以及传输方 式，选择一个预编码矩阵，并向基站反馈一个与该预编码矩阵对应的预编 码矩阵指示（PMI )。 例如， 当采用 SU-MIMO方式时， 用户设备向基站 反馈一个适用于 SU-MIMO的预编码矩阵的 PMI, 而当采用 MU-MIMO 方式时， 用户设备向基站反馈一个适用于 MU-MIMO 的预编码矩阵的 PML 发明内容
[05] 在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方 面的基本理解。 应当理解， 这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。 它 并不是意图确定本发明的关键或重要部分， 也不是意图限定本发明的范 围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念， 以此作为稍后论述的更详 细描述的前序。
[06] 根据本发明的一个方面， 提供了一种基于码书的信道信息反馈方法， 该方法包括：通信系统中的终端测量该终端与所述通信系统的基站之间的 下行信道的参数；利用所述下行信道的参数从预编码码书中选择能够用于 单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码 矩阵， 其中， 所述预编码码书是预编码矩阵的集合； 及将用于指示所述多 个预编码矩阵的第一信息反馈给所述基站。
[07] 根据本发明的另一方面，提供了一种通信系统中基于码书的信道信息 接收方法， 该方法包括： 通信系统中的基站接收从所述通信系统中的终端 反馈的用于指示能够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传 输方式二者的多个预编码矩阵的第一信息， 其中， 所述多个预编码矩阵包 括于预编码码书中， 所述预编码码书是的预编码矩阵的集合； 在所述预编 码码书中选择与所述第一信息对应的多个预编码矩阵；及利用与所述第一 信息对应的多个预编码矩阵生成与所述终端对应的第三预编码矩阵。
[08] 根据本发明的另一方面， 提供了一种基于码书的信道信息反馈设备， 该设备设置于通信系统的终端中， 并且包括： 测量装置， 用于测量该终端 与所述通信系统的基站之间的下行信道的参数； 信息生成装置， 用于利用 所述下行信道的参数从预编码码书中选择能够用于单用户多入多出传输 方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码矩阵，以生成用于指示 所述多个预编码矩阵的第一信息， 其中， 所述预编码码书是预编码矩阵的 集合； 及反馈装置， 用于将所述第一信息反馈给所述基站。
[09] 根据本发明的另一方面， 提供了一种基于码书的信道信息接收设备， 该设备设置于通信系统中的基站中， 并且包括： 接收装置， 用于接收从所 述通信系统中的终端反馈的用于指示能够用于单用户多入多出传输方式 和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码矩阵的第一信息，其中， 所 述多个预编码矩阵包括于预编码码书中，所述预编码码书是预编码矩阵的 集合； 以及矩阵生成装置， 用于在所述预编码码书中选择与所述第一信息 对应的所述多个预编码矩阵，并利用所述多个预编码矩阵生成针对该终端 的第三预编码矩阵。
[10] 根据本发明的另一方面，提供了一种通信系统中的基于码书的信道信 息传输方法， 包括： 通信系统中的终端测量该终端与所述通信系统的基站 之间的下行信道的参数；利用所述下行信道的参数从预编码码书中选择能 够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个 预编码矩阵， 其中， 所述预编码码书是预编码矩阵的集合； 将用于指示所 述多个预编码矩阵的第一信息反馈给所述基站；所述基站接收所述第一信 息； 在所述预编码码书中选择与所述第一信息对应的所述多个预编码矩 阵；及利用所述多个预编码矩阵生成用于在所述基站与所述终端之间传输 数据之前对要传输的数据进行预编码的第三预编码矩阵。
[11] 根据本发明的另一方面，提供了一种通信系统，该通信系统包括基站 和终端。 所述终端包括： 测量装置， 用于测量该终端与所述基站之间的下 行信道的参数； 信息生成装置，用于利用所述下行信道的参数从预编码码 书中选择能够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式 二者的多个预编码矩阵， 以生成用于指示所述多个预编码矩阵的第一信 息， 其中， 所述预编码码书是预编码矩阵的集合； 及反馈装置， 用于将所 述第一信息反馈给所述基站。 所述基站包括： 接收装置， 用于接收从所述 终端反馈的所述第一信息； 及矩阵生成装置， 用于在所述预编码码书中选 择与所述第一信息对应的所述多个预编码矩阵，并利用所述多个预编码矩 阵生成与该终端对应的第三预编码矩阵。
[12] 另外， 本发明的实施例还提供了用于实现上述方法的计算机程序。
[13] 此夕卜，本发明的实施例还提供了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方法的计算机程序代码。
附图说明
[14] 参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明 的以上和其它目的、特点和优点。 附图中的部件只是为了示出本发明的原 理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图 标记来表示。
[15] 图 1(A)是示出了 SU-MIMO传输方式的示意图； [16] 图 1(B)是示出了 MU-MIMO传输方式的示意图；
[17] 图 2是示出了根据本发明的一个实施例、通信系统中的终端节点向基 站反馈信道信息的方法的示意性流程图；
[18] 图 3是示出了根据本发明的另一实施例、通信系统中的终端节点向基 站反馈信道信息的方法的示意性流程图；
[19] 图 4示出了图 3所示的准则确定过程的一个示例；
[20] 图 5-7是示出了根据本发明的其它实施例、通信系统中的终端节点向 基站反馈信道信息的方法的示意性流程图；
[21] 图 8是示出了根据本发明的一个实施例、通信系统中的基站接收从终 端节点反馈的信道信息的方法的示意性流程图；
[22] 图 9示出了图 8中的步骤 808的具体流程的一个示例；
[23] 图 10示出了根据本发明的另一实施例、 通信系统中的基站接收从终 端节点反馈的信道信息的方法的示意性流程图；
[24] 图 11是示出了应用根据本发明的实施例的方法的一个实例的应用场 景的示意图；
[25] 图 12是示出了应用根据本发明的实施例的方法的另一实例的应用场 景的示意图；
[26] 图 13是示出了应用根据本发明的实施例的方法的另一实例的应用场 景的示意图；
[2刀 图 14是示出了根据本发明的一个实施例的、 向基站反馈信道信息的 设备的结构的示意性框图；
[28] 图 15是示出了根据本发明的另一实施例的、 向基站反馈信道信息的 设备的结构的示意性框图；
[29] 图 16是示出了根据本发明的一个实施例的、 接收从终端反馈的信道 信息的设备的结构的示意性框图； 以及
[30] 图 17是示出用于实现本发明的计算机的结构的示例性框图。
具体实施方式
[31] 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。
[32] 在 LTE系统的信道信息反馈机制中， 如上所述， 当采用 SU-MIMO 传输方式时， 用户设备 ( UE )向基站反馈一个适用于 SU-MIMO的预编 码矩阵的 PMI; 而当采用 MU-MIMO方式时， 用户设备向基站反馈一个 适用于 MU-MIMO的预编码矩阵的 PMI。 换言之， 在这种反馈机制中， 用户设 次反馈一个 PMI,且该 PMI是针对 SU-MIMO和 MU-MIMO 方式中的一个来优化的。 这样， 如果通信系统（如 LTE-A系统）在运行 中需要在 SU-MIMO和 MU-MIMO这两种传输模式之间进行切换， 则需 要用户设备重新反馈 PML
[33] 图 2示出了根据本发明一个实施例的基于码书的用户信道信息反馈 方法。在该实施例中， 通信系统的终端节点（本文中也称为终端， 如 UE ) 才艮据下行信道的测量信息在预编码码书中选择针对 SU-MIMO 和 MU-MIMO 二者优化的多个预编码矩阵， 并将所述多个预编码矩阵的信 息一并反馈给基站。 这样， 即使当在 SU-MIMO与 MU-MIMO之间切换 时， 也无需终端节点重新反馈信道信息。
[34] 如图 2所示， 该基于码书的信道信息反馈方法包括步骤 203、 205和 207。
[35] 在步骤 203中， 终端测量其与基站之间的下行信道的参数。
[36] 要测量的信道参数可以包括信道的带宽、 接收信号功率、 噪声功率、 信噪比、信道矩阵等等。 可以根据实际需要来选择要测量的参数， 这里不 作详述。终端可以采用任何适当的方法来测量所述下行信道的参数，这里 也不作详述。
[37] 作为一个示例，基站可以通过例如下行控制信道向终端发送一个通知 信令， 通知终端测量并反馈下行信道的参数。 终端在收到该通知信令后， 开始测量信道的参数。作为另一示例，终端还可以在预定的时间或者周期 性地进行信道参数的测量。
[38] 然后，在步骤 205中，利用所测量的下行信道的参数从预编码码书中 选择多个预编码矩阵。所述预编码码书是预编码矩阵的集合。终端节点和 基站都保存有该预编码码书。 [39] 在该步骤中，所选择的多个预编码矩阵是根据信道的参数针对单用户 多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者进行优化的。作为一个 示例，所选择的多个预编码矩阵中的一个或更多个可以是针对 SU-MIMO 优化的， 而另外的一个或多个可以是针对 MU-MIMO优化的。 作为另一 示例，所选择的多个预编码矩阵均可以是针对这两种模式进行优化的。作 为另一示例，所选择的多个预编码矩阵中的一个或多个是针对这两种模式 进行优化的， 而另外的一个或多个可以是针对 MU-MIMO和 SU-MIMO 中的某一个而优化的。
[40] 在步骤 207中，终端节点将用于指示所述多个预编码矩阵的信息（也 称为第一信息）反馈给基站。 可以采用任何适当的方式来反馈这些信息， 这里不作详述。
[41] 在上述方法中，终端节点向基站反馈多个预编码矩阵的信息， 而且该 信息是针对 MU-MIMO和 SU-MIMO二者进行优化的。 因此， 在发生 SU-MIMO与 MU-MIMO之间的切换时， 终端节点不需要重新反馈信道 信息。
[42] 作为一个示例，所述第一信息可以包括多个预编码矩阵中的每个在预 编码码书中的编号（也称为矩阵指示）， 以便降低需要反馈的数据量。
[43] 图 3示出了根据另一实施例的、终端向基站反馈信道信息的方法的示 意性流程图。在该实施例中，终端节点可以根据其所能够接收的数据流的 个数来确定不同的在选择所述预编码矩阵时将要使用的优化准则。
[44] 具体地，在步骤 303中，终端节点测量其与基站之间的下行信道的参 数。 该步骤 303与步骤 203相似， 这里不再赘述。
[45] 在步骤 305-1中，终端节点根据其能够同时接收的数据流的个数来确 定在选择所述预编码矩阵时要使用的优化准则 （也称为选择准则）。 能够 同时接收的数据流的个数不同， 所确定的优化准则也不同。
[46] 在单天线模式下，终端节点通常只能同时接收一个数据流。 而在多天 线模式下，如果采用接收分集（在信道条件不好或者需要通过分集来提高 系统性能时， 可以采用分集接收。在这种情况下， 终端节点的多根天线同 时接收一个数据流）的方式， 也只能同时接收一个数据流。在多天线模式 下， 如果不采用接收分集， 则终端可以同时接收多个数据流。
[47] 在步骤 305-2中，终端节点利用所述下行信道的参数来计算用于多个 矩阵指示，所计算的多个矩阵指示中的每一个分别指示多个预编码矩阵中 的一个， 并且所计算的多个矩阵指示满足所确定的选择准则。
[48] 最后，在步骤 307中，终端节点将用于指示多个预编码矩阵的信息（第 一信息）反馈给基站。
[49] 在上述方法中，终端节点 据其所能够接收的数据流的个数来确定在 选择预编码矩阵时要使用的选择准则。利用这样选择的预编码矩阵对要发 送的信号进行预处理， 能够最大程度地消除干扰， 从而提高系统的容量。
[50] 图 4示出了用于确定所述选择准则的一个示例。
[51] 在该示例中， 当在步骤 303 中测量了下行信道的参数后， 在步骤 305-11中， 终端判断其能够同时接收的数据流的个数是否等于 1。
[52] 如果等于 1， 则在步骤 305-12中，确定第一准则为所述选择准则。 所 述第一准则为： 使得多个预编码矩阵中的一个（称为第一预编码矩阵）是 针对单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者优化的，而 使得所述多个预编码矩阵中的另一个（称为第二预编码矩阵）是为了增强 多用户多入多出传输方式而优化的。
[53] 如果终端节点能够同时接收的数据流的个数大于 1 ,则在步骤 305-13 中确定如下第二准则为所述选择准则：使得第一预编码矩阵是针对高阶的 单用户多入多出传输方式优化的，而第二预编码矩阵是针对 1阶的多用户 多入多出传输方式优化的。
[54] 在 MU-MIMO传输方式下所使用的预编码码书是 1阶的， 因此， 如 果终端节点所选择的预编码矩阵都是针对高阶预编码码书的，基站将难以 根据所反馈的高阶预编码矩阵推导出适合 MU-MIMO使用的 1阶预编码 矩阵。 在该示例中， 当终端节点能够同时接收的数据流的个数大于 1时， 除了能够用于高阶 SU-MIMO传输模式的预编码矩阵（如第一预编码矩 阵）之外， 其所选择的预编码矩阵还包括是针对 1阶 MU-MIMO方式的 矩阵（第二预编码矩阵）。这样，基站在确认使用 MU-MIMO传输方式时 也可以根据所反馈的信息推导出适合于 MU-MIMO的 1阶预编码矩阵， 而不需要终端节点重新反馈信息。
[55] 另外， 在该示例中， 在终端节点能够同时接收的数据流的个数等于 1 的情况下， 终端节点所选择的预编码矩阵既包括能够用于 MU-MIMO和 SU-MIMO二者的预编码矩阵（第一预编码矩阵）， 也包括能够用于加强 MU-MIMO 的预编码矩阵（第二预编码矩阵）。 这样， 基站在确认使用 MU-MIMO 传输方式时据所反馈的信息而导出的预编码矩阵将更加适合 于 MU-MIMO传输方式， 从而提高系统的性能。
[56] 图 5示出了根据另一实施例的、终端向基站反馈信道信息的方法的示 意性流程图。 图 5实施例与图 2所示的实施例相似。 不同之处在于， 图 5 所示的实施例还包括利用测量的信道参数来估计下行信道的信道矩阵的 步骤 509。
[57] 如图 5所示，在步骤 503中， 终端测量其与基站之间的下行信道的参 数。 该步骤与步骤 203相似， 这里不再赞述。
[58] 然后，在步骤 509中，终端利用所测量的参数来估计所述下行信道的 信道矩阵。 终端可以采用任何适当的技术来估计信道的矩阵， 例如， 终端 可以根据基站发送的导频信道来估计该信道矩阵， 这里不作详细描述。
[59] 之后，在步骤 505中，终端利用所估计的信道矩阵来计算多个矩阵指 示， 在步驟 507中， 终端将包括多个矩阵指示的第一信息反馈给基站。
[60] 作为一个示例，在利用信道矩阵计算每个矩阵指示时，可以使得所计 算的矩阵指示所对应的预编码矩阵与所述信道矩阵的距离最小，同时满足 所述选择准则。作为另一示例，可以使得所计算的矩阵指示所对应的预编 码矩阵的增强矩阵与所述信道矩阵的距离最小， 同时满足所述选择准则。 作为另一示例，可以使得所计算的矩阵指示所对应的编码矩阵与所述信道 矩阵的等效变换矩阵的距离最小，同时满足所述选择准则。作为另一示例， 可以使得所计算的矩阵指示所对应的编码矩阵使得通信系统的总吞吐量 最大， 同时满足所述选择准则。
[61] 图 6示出了根据另一实施例的反馈信道信息的方法。在图 6所示的实 施例中， 根据所估计的信道矩阵的秩来确定不同的选择准则。
[62] 如图 6所示，在步骤 603中， 终端节点测量其与基站之间的下行信道 的参数。 该步骤与步骤 203相似， 这里不再赘述。 然后， 在步骤 609中， 终端节点利用所测量的参数来估计所述下行信道的信道矩阵。该步骤与步 骤 509相似， 这里也不再赘述。
[63] 在步骤 605-11中， 终端节点判断所估计的信道矩阵的秩是否等于 1。 当秩为 1时， 表示信道的接收端（在本实施例中即该终端节点）只能同时 接收 1个数据流。 当秩大于 1时，表示信道的接收端能同时接收多个数据 流。换言之,信道矩阵的秩等于信道的接收端能同时接收的数据流的个数。
[64] 若信道矩阵的秩等于 1，则在步骤 605-12中选择所述第一准则；否则， 在步驟 605-13 中选择所述第二准则。 然后， 在步骤 605-2中利用所述信 道矩阵来计算多个矩阵指示，使得所计算的矩阵指示所对应的预编码矩阵 满足所述第一准则或者第二准则。
[65] 作为一个示例，在信道矩阵的秩等于 1的情况下，可以采用如下公式 1来计算与所述第一预编码矩阵对应的第一矩阵指示， 并采用如下公式 2 来计算与所述第二预编码矩阵对应的第二矩阵指示：
Figure imgf000011_0001
公式 1
PMI2 = arg
Figure imgf000011_0002
+ f{wl 公式 2
[66] 其中， 表示所述第一矩阵指示， 表示所述第二矩阵指示， B 表示当前秩（秩为 1 )下的预编码码书中的预编码矩阵的个数， 1≤ ≤β , H表示所估计的信道矩阵， 表示所述预编码码书中与 ^对应的预编码矩 阵， ιι ί ι表示信道矩阵 Η的范数， ^¾maxQ表示在多个 个）值中选择最 大值所对应的 6作为矩阵指示 PM/1或 /(·)表示任何函数， 可以根据 实际需要来设置， I I表示求绝对值。
[67] 作为一个示例， / )可以是^的线性函数， 例如/ (Η¾ ) = ΟΗ¾ , 其中 0≤"≤1。 优选地， 0.5≤«≤0.7。 作为另一示例， / )可以是^的对数函数。 应理解， 这里所描述的 /( ）的示例都是示例性的， 而非限制性的。 可以 根据实际需要来选取任何适当的函数作为 / ) , 这里不一一列举。
[68] 通过公式 1 计算得到的第一矩阵指示所对应的第一预编码矩阵既可 用作 SU-MIMO的预编码矩阵， 又可用于计算用于多用户 MU-MIMO传 输的预编码矩阵。公式 1 于使矩阵间距离最小的原则， 即使得所计算 的第一预编码矩阵距离信道矩阵 /最近。
[69] 公式 2中， 示是基于第一矩阵指示来确定的，等效反馈的 预编码矩阵为：
Figure imgf000011_0003
, 相当于增加了 MU-MIMO的预编码码书中 的元素的数量。
[70] 通过公式 2计算得到的第二矩阵指示所对应的第二预编码矩阵可以 用于增强 MU-MIMO传输的性能。当基站确定使用 MU-MIMO传输方式 时，可以使用该第二预编码矩阵来生成要使用的预编码矩阵。在该示例中， 第二矩阵指示需要配合第一矩阵指示， 以提高 MU-MIMO的性能。 公式 2也 于使矩阵间距离最小的原则， 即使得增强的第二预编码矩阵距离 信道矩阵 最近。
[71] 作为一个示例，在信道矩阵的秩大于 1的情况下，可以采用如下公式
3来计算与所述第一预编码矩阵对应的第一矩阵指示， 并采用如下公式 4 来计算与所述第二预编码矩阵对应的第二矩阵指示：
PMIl = arg max I logdet(7 + SNR Hw b, w b H, HH ) \ 公式 3
PMI2 = arg max|/(H
公式 4
[72] 其中， PM/i表示所述第一矩阵指示， raH2表示所述第二矩阵指示， s表示秩为 1的预编码码书中的预编码矩阵的个数， i≤ ≤s， ^表示秩为 1的预编码码书中与 对应的预编码矩阵， 表示当前秩（大于 1的秩） 对应的预编码码书中的预编码矩阵的个数， l < b'< B , W 表示大于 1的秩 对应的预编码码书中与 对应的预编码矩阵， H表示所估计的信道矩阵，
11 表示信道矩阵 Η的范数， smax()表示在多个（ s个）值中选择最大值 所对应的 作为矩阵指示。 /(H)表示任何适当的函数， 可以根据实际需要
(YH. )
来设置， 例如 表示信道矩阵的秩, H,表示矩阵 H的第 i行）即为
/(H)的一个示例。应理解， 该示例仅仅是示例性的。 可以根据实际需要来 选取任何适当的函数作为/ (H)， 这里不——列举。 ^ 表示接收信噪比， 其中， SNR = 表示所述终端节点在下行信道上的信号接收功率， NT
Ντ 表示所述终端接收到的干扰功率， /表示单位矩阵， detW表示矩阵的行列 式， log()表示取对数。
[73] 基于公式 3计算得到的第一矩阵指示所对应的第一预编码矩阵是当 前秩下的预编码码书 （即高阶的预编码码书） 中的元素， 用于优化 SU-MIMO传输。
[74] 作为一个示例，预编码矩阵的选择可以基于通信系统的性能指标（如 信道容量、 BLER ( BLockErrorRate, 误块率）、 BER ( BitErrorRate, 误比特率） 等）， 也可以基于对于信道矩阵的量化， 或者用于优化 SU-MIMO的其它方法。公式 3基于信道容量最大原则， 利用公式 3计算 得到的预编码矩阵可以使得总吞吐量最大。
[75] 信道矩阵的量化是指利用有限的比特数来近似表示信道矩阵，包括矩 阵元素的量化和基于码本的量化两种方式。矩阵元素的量化指对每个矩阵 元素采用有限的比特来表示，每个元素的比特数表示量化的精度。基于码 本的量化是在候选的码本中选取与信道矩阵的距离最近的元素，然后用所 选的元素的序号来表示量化后的信道矩阵。
[76] 可以采用多种方法来计算矩阵间的距离。假设 w表示预编码码书中的 某个候选预编码矩阵， 表示该候选预编码矩阵的序号， H表示需要量化 的信道矩阵，利用以下公式 5、公式 6或公式 7，均可获得与信道矩阵 H距 离最小的预编码矩阵。 b arg max det(/ w^)
=u 公式 5 b - arg max trace(Hw b)
b=u 公式 6
= arg max II Hwb II
公式 7
[77] 其中， 在指定数量 =U的表达式中选择最大值， ^0表 示矩阵的行列式， iraceO表示矩阵的迹， IUI可以表示任意范数。可以根据 需要来定义所使用的范数， 常用 2范数。公式 5基于行列式最小原则， 公 式 6基于迹最小原则， 而公式 7基于范数最小原则。
[78] 基于公式 4计算得到的第二矩阵指示所对应的第二预编码矩阵是 1 阶的预编码码书（即等于 1的秩所对应的预编码码书）中的元素， 用于优 化 MU-MIMO和用户配对选择。 公式 4也是基于使得矩阵间距离最小的 原则， 即使得第二预编码矩阵与信道矩阵的等效矩阵之间的距离最小。 [79] 作为一个示例，终端节点可以选择 2个预编码矩阵，并反馈这 2个预 编码矩阵的信息（如 2个矩阵指示）给基站。
[80] 作为一个示例，终端节点还可以将用于指示终端节点能够同时接收的 数据流的个数（如所估计的下行信道矩阵的秩）反馈给基站。
[81] 图 7 示出了根据本发明另一实施例的反馈信道信息的方法。 如图 Ί 所示， 该方法包括步骤 703、 705和 711和 707。 与图 2-6等所示的实施例 不同的是， 图 7的实施例中终端还向基站反馈与协作多点（CoMP )传输 方式对应的反馈信息。
[82] 步骤 703和 705分别与步骤 203/303/503/603和 205/305/505/605相似， 这里不作赘述。
[83] 在步骤 711中，终端可以利用所测量的下行信道的参数来生成与所述 协作多点传输方式对应的反馈信息，并在步骤 707中，将与所述协作多点 传输方式对应的反馈信息以及所述第一信息发送给基站。
[84] 在本实施例中， 除了 SU-MIMO和 MU-MIMO置位， 还可以使用其 它闭环传输方式， 如 CoMP方式。 基站和终端节点可以通过参数设定和 交互协商来决定能够支持的传输方式。 当基站和终端节点支持除 SU-MIMO和 MU-MIMO之外的其它闭环传输方式（如 CoMP )时， 终 端节点还可以通过显式或隐式信道信息来反馈与该其它闭环传输方式对 应的反馈信息。这些反馈信息的数量和内容可以根据具体的传输方式和信 道情况而设定。 作为一个示例， 在支持 CoMP方式的情况下， 终端可以 根据下行信道的矩阵选择适用于 CoMP方式的一个或更多个预编码矩阵， 并将所选预编码矩阵的信息反馈给基站。
[85] 图 8示出了根据本发明一个实施例的、基站接收终端节点反馈的信道 信息的方法。 如图 8所示， 该方法包括步骤 804、 806和 808。
[86] 在步骤 804中，基站接收从通信系统中的终端节点反馈的用于指示能 够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个 预编码矩阵的信息（第一信息）。 在步骤 806中， 基站在预编码码书中选 择与所述第一信息对应的多个预编码矩阵。在步骤 808中，基站利用与所 述第一信息对应的多个预编码矩阵生成与该终端节点对应的预编码矩阵 (称为第三预编码矩阵）。
[87] 在一个示例中，基站接收到的第一信息可以包括分别与所述多个预编 码矩阵对应的多个矩阵指示。这样，基站可以根据这些矩阵指示从预编码 码书中选择对应的预编码矩阵。在另一示例中，基站还可以接收到终端节 点反馈的有关该终端节点能够同时接收的数据流的个数（如对应的下行信 道的信道矩阵的秩）的信息。
[88] 作为一个示例，基站可以根据要使用的传输方式从多个预编码矩阵中 选取一个作为针对该终端节点的预编码矩阵。作为另一个示例，基站还可 以采取其它方法来生成第三预编码矩阵。例如，基站可以使用所述多个预 编码矩阵中的某个预编码矩阵的等效变换矩阵作为第三预编码矩阵。
Figure imgf000015_0001
在下行信道的秩为 1 的情况下， 终端采取第一准则生成了两个矩阵指示
ΡΜΠ和 PMI2, 其中， 采用公式 2来计算 PM/2。基站在收到这些信息后， 如果决定使用 MU-MIMO传输方式， 则可采用 PMI2的等效反馈矩阵作 为第三预编码矩阵， 即采用如下公式得到第三预编码矩阵 Wl：
Wi = WpMn + f(wPMI2) 公式 8(a)
其中， ^皿表示与矩阵指示 对应的预编码矩阵， W/3Mi2表示与矩阵指 示 对应的预编码矩阵。 如果公式 2中采用 / ) = mvfc , 则公式 8(a) 变为：
w = wPMIl + wPM12 公式 8(b)
其中， 0≤«≤1。 优选地， 0.5≤«≤0.7。
[89] 作为一个示例，基站可以根据终端节点能够同时接收的数据流的个数 (如对应的下行信道的信道矩阵的秩）来判断终端在选取预编码矩阵时使 用了哪个准则 （以及哪个公式）， 并根据所使用的准则来设置第三预编码 矩阵。
[90] 图 9示出了基站利用反馈的第一信息生成第三预编码矩阵的一个示 例。如图 9所示，生成所述第三预编码矩阵的步骤 808可以包括步骤 808-1 和 808-2。
[91] 在步骤 808-1中，为所述多个预编码矩阵中的每个分配一加权值并利 用该加权值对其加权， 以生成多个加权矩阵， 其中，每个加权值大于或等 于 0， 并且小于或等于 1。 然后在步骤 808-2中， 计算所述多个加权矩阵 的和， 作为所述第三预编码矩阵。
[92] 作为一个示例， 更终端节点反馈了 2个矩阵指示/ w/l和 W/2， 所 对应的预编码矩阵分别表示为 ^皿和^ ， 则生成的第三预编码矩阵 可 以表示为： wl = wPMIl + awPMI2 公式 8c
其中， 0≤ ≤1 , 0≤«≤1。 和《具体的值可以根据实际需要来选取。
[93] 以上给出了基站根据终端节点反馈的信息来生成针对该终端节点的 预编码矩阵的一些示例。应理解，这些示例都是示例性的，而非限制性的。 还可以采用其它适当的方法， 这里不——列举。
[94] 图 10示出了根据本发明一个实施例的、 基站接收终端节点反馈的信 道信息的方法。该实施例示出了基站接收来自多个终端节点的反馈信息的 方法。 在该实施例中， 以接收并处理两个终端节点的反馈信息为例。 其中 这两个终端节点包括第一终端节点和第二终端节点。 如图 10所示， 该方 法包括步驟 1004、 1006和 1008、 1010。
[95] 在步骤 1004中， 基站接收从通信系统中的第一终端节点反馈的用于 指示能够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者 的多个预编码矩阵的信息（第一信息）以及第二终端反馈的用于指示能够 用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预 编码矩阵的信息 （第四信息）。
[96] 在步骤 1006中， 基站从所述预编码码书中选择与所述第一信息对应 的多个预编码矩阵， 并选择与所述第四信息对应的多个预编码矩阵。
[97] 在步骤 1008中， 利用与所述第一信息对应的多个预编码矩阵生成与 所述第一终端对应的预编码矩阵；并利用与所述第三信息对应的多个预编 码矩阵生成与所述第二终端对应的预编码矩阵。具体方法可以参考上述实 施例 /示例， 这里不再重复。
[98] 在步骤 1010中， 如果基站决定使用多用户多入多出传输方式并且将 第一终端节点和所述第二终端节点配对，则根据与所述第一终端对应的预 编码矩阵和与所述第二终端对应的预编码矩阵生成在与这两个终端通信 时将要使用的预编码矩阵（第四预编码矩阵）。
[99] 作为一个示例，假设与所述第一终端对应的预编码矩阵表示为 与 所述第二终端对应的预编码矩阵表示为 w2，则可以采用下面的公式来生成 第四预编码矩阵 G :
G = [w1, w2 ]([w w2 [w^w^ 1 公式 9a
[100] 作为另一示例， 假设基站接收到多个 个）终端反馈的信息， 并分 别确定了与这些终端中的每一个对应的预编码矩阵^,^，...,^。 如果基站 决定采用 MU-MIMO传输方式， 并且将这 个终端配对， 则可以采取下 面的公式来生成在这些终端通信时要使用的预编码矩阵 G：
G = [Wj , w2 wk ]([ΗΊ , w2 wk ] [w1, w2,..., wk ]) 1 公式 9b
[101] 公式 9b是公式 9a的扩展。 应理解， 公式 9b或 9a仅仅是生成第四 预编码矩阵的示例，还可以采用其它任何适当的方法来生成第四预编码矩 阵， 这里不一一列举。
[102] 下面参考附图 11至 13给出应用本发明的方法的几个实例。
实例 1
[103] 图 11示出了应用本发明的方法的实例 1，其中示出了 1阶 MU-MIMO 下的反馈过程。 其中基站（ BS )有 4根发射天线， 终端节点 UE1和 UE2 分别有 1根接收天线。 BS与 UE1与 UE2间的下行信道矩阵分别表示为
Hllx4和 H2lx4。
[104] 首先， BS通过下行控制信道通知 UE1和 UE2测量参数， 该测量参 数可以包括测量带宽、反馈周期（即终端节点反馈信道信息的周期）等等。
[105] UE1可以通过 BS发送的导频信道估计出信道矩阵 Hllx4。 UE2通过 BS发送的导频信道估计出信道矩阵 H2lx4。
[106] UEl判断该下行信道矩阵 Hllx4的秩 RI为 1， 确定使用第一准则， 并 决定生成 2个矩阵指示。
[107] 首先， UE1通过公式 1使用 Hllx4计算第一个矩阵指示。在该实例中^ 为 4x1的预编码矩阵。 假设得到的第一个矩阵指示 PMI1为 7， 则表示需 反馈 4x1预编码码书中的第 7个预编码矩阵。
[108] 然后， UE1通过公式 2使用 H 计算第二个矩阵指示。 这里， 为 4x1的预编码矩阵， 是第一个矩阵指示所对应的预编码矩阵。 /(w 可 以是任何函数，可以根据需要来设定。例如， （w歷 是/ )的一个具 体示例， "取值范围在 0-1之间， 0.5≤«≤0.7。 改变 "的大小， 可以改变码 本修正的向量幅度， "越小， 码本向量修正幅度的越少， 新码本与旧码本 的差异就越小； "越大， 码本向量修正幅度的越大， 新码本与旧码本的差 异就越大。 假设得到的第二个矩阵指示 PMI2为 3， 代表反馈 4x1预编码 码书中的第 3个码本（第 3个预编码矩阵）。
[109] UE1反馈的内容可以包括： PMI1=7、 PMI2=3和 RI=1。 UEl通过上 行反馈信道把这些内容反馈给 BS
[110] UE2判断下行信道矩阵 H2lx4的秩 RI为 1 ,确定第一准则为选择准则， 并决定反馈 2个矩阵指示。
[111] UE2利用公式 1使用 H2lx4计算第一个矩阵指示 PMI1 , 其中， ^为 4x1的预编码矩阵。 例如得到的 PMI1为 5, 表示反馈 4x1预编码矩阵的 集合中的第 5个码本（第 5个预编码矩阵）。
[112] UE2利用公式 2使用 H2lx4计算第二个矩阵指示 PMI2, 其中1 ^为 4x1 的预编码矩阵， w 1是第一个矩阵指示对应的预编码矩阵， （W™n +«WJ是 /(Wfc)的一个具体实施函数， α是预先的设定值， 这里不再重复。假设得到 的 ΡΜΙ2为 1 , 表示反馈 4x1预编码矩阵集合中的第 1个码本。
[113] UE2反馈的信息包括： ΡΜΙ1=5 ΡΜΙ2=1和 RI=1 UE2通过上行反 馈信道把这些信息反馈给 BS
[114] BS接收到 UE1和 UE2反馈的信息后，通过调度决定使用 MU-MIMO 传输方式， 配对用户为 UE1 和 UE2 BS 可以生成 UE1 的矩阵为 wl = w7 + «W3 5 UE2的矩阵为 ^ = ^ + 0^， 然后通过公式 9a来计算将实际 使用的 4x2 MU-MIMO预编码矩阵。
实例 2
[115] 图 12示出了高阶 SU-MIMO下的基于码本预编码处理和反馈过程。 其中 BS有 4根发射天线， UE1有 2根接收天线， BS与 UE1之间的下行 信道矩阵表示为 H2x4
[116] BS通过下行控制信道将测量参数通知给 UE1， 这些测量参数包括测 量带宽、 反馈周期等等。
[117] UE1通过 BS发送的导频信道估计出信道矩阵 H2x4 UE1测量导频信 号接收功率（RSRP )并估计当前测量带宽内的干扰水平， 并通过这两个 参数计算出接收信噪比 SNR
[118] UE1判断下行信道矩阵的秩 RI为 2， 确定采用第二准则， 并决定反 馈 2个矩阵指示。
[119] UE1通过公式 3使用 H2x4计算第一个矩阵指示 PMI1。其中 R为 UE 1 所计算的接收 SNR， ^为 4x2的预编码矩阵。 例如得到的 PMI1为 13 表示反馈 4x2预编码矩阵的集合中的第 13个码本。
[120] UE1利用下面的公式使用 H2x4计算第二个矩阵指示 PMI2: b = arg max I (^H )w6 I
b=l--B '=i 公式 10
RI
[121] 其中 表示信道矩阵 的第 i行， 为 4x1的预编码矩阵， ' 是 /(H)的一个具体示例。 假设计算得到 b=8， 作为 PMI2， 代表反馈 4x1预 编码矩阵的集合中的第 8个码本。
[122] UE1要反馈的信息包括： PMI1=13、 PMI2=8和 RI=2。 UE2通过上 行反馈信道把信息内容反馈给 BS。
[123] BS接收到反馈信息后， 通过调度决定使用 SU-MIMO传输方式， 则 采用第一个矩阵指示 PMI1指示的矩阵，即采用 4x2预编码码本中的^作 为实际使用的预编码矩阵。
实例 3
[124] 图 13示出了混合 1阶和高阶用户的 MU-MIMO反馈过程。 其中 BS 有 4根发射天线， UE1有 2根接收天线， UE2有 1根接收天线， BS与
UE1与 UE2间的下行信道矩阵分别表示为 Hl2x4和 H2lx4。
[125] BS通过下行控制信道通知 UE1和 UE2测量参数， 包括测量带宽、 反馈周期等。
[126] UE1通过 BS发送的导频信道估计出信道矩阵 Hl2x4。 UE2通过 BS发 送的导频信道估计出信道矩阵 H2lx4。 UEl测量导频信号接收功率（RSRP ) 和估计当前测量带宽内的干扰水平， 并通过这两个参数计算出接收 SNR。
[127] UEl判断信道矩阵的秩 RI为 2， 确定采用第二准则， 并生成 2个矩 阵指示。
[128] UE1利用公式 3使用 Hl2x4来计算第一个矩阵指示 PMI1。 其中 顺为 UE1计算得到的接收 SNR, ^为 4x2的预编码矩阵。假设计算得到的 PMI1 为 13， 表示反馈 4x2预编码矩阵的集合中的第 13个码本。
[129] UE1利用公式 10使用 Hl2x4计算第二个矩阵指示 PMI2, 其中 为信 道矩阵 Η1的第 i行， ^为 4x1的预编码矩阵。 假设计算得到的 PMI2为 8, 则表示反馈 4x1预编码矩阵的集合中的第 8个码本。
[130] UE1反馈的信息包括： PMI1=13、 PMI2=8和 RI=2。 UEl通过上行 反馈信道把这些信息反馈给 BS。 [131] UE2判断下行信道矩阵的秩 RI为 1， 确定采用第一准则， 并生成 2 个矩阵指示。
[132] UE2利用公式 1使用 H2lx4计算第一个矩阵指示 PMI1。 其中1 ^为 4x1 的预编码矩阵。 假设得到的 PMI1为 4， 则表示反馈 4x1预编码矩阵的集 合中的第 4个码本。
[133] UE2利用公式 2使用 H2lx4计算第二个矩阵指示 PMI2。 其中， ^为 4x1的预编码矩阵， w 1是 PMI1指示的预编码矩阵， （^ + "^)是 (^) 的一个具体示例， "是预先的设定值， "的取值如上所述，这里不再重复。 例如得到的 PMI2为 2， 则表示反馈 4x1预编码矩阵的集合中的第 2个码 本。
[134] UE2反馈的信息包括： PMI1=4 PMI2=2和 RI=1 UE2通过上行 反馈信道把这些内容反馈给 BS
[135] BS接收到反馈信息后，通过调度决定使用 MU-MIMO传输方式，配 对用户为 UE1和 UE2 BS得到 UE2的矩阵为 w2 = w 4 + aw 2。 UE1采用 MU-MIMO方式， UE1的矩阵可以采用第二个矩阵指示 PMI2所指示的 预编码矩阵， 即 wl = W8。 通过公式 G4X2 = [W1,W2]([W1,w2]h[H W2])- 1即可得到实 际要使用的 4x2 MU-MIMO预编码矩阵。
[136] 图 14示出了根据本发明的一个实施例的基于码书的信道信息反馈设 备， 该设备设置于通信系统的终端节点（如 UE ) 中。 如图 14所示， 该 设备 1400包括测量装置 1401、 信息生成装置 1402和反馈装置 1403
[137] 测量装置 1401用于测量该终端与所述通信系统的基站之间的下行信 道的参数。 测量装置 1401可以象上述方法实施例 /示例那样采用任何适当 的方法来测量信道的参数， 这里不再赘述。作为一个示例， 测量装置还可 以利用所述参数来估计所述下行信道的信道矩阵。
[138] 信息生成装置 1402用于利用所述下行信道的参数从预编码码书中选 择能够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的 多个预编码矩阵， 以生成用于指示所述多个预编码矩阵的信息（第一信 息）。 如上述实施例 /示例中所述， 所述预编码码书是预编码矩阵的集合， 可以保存于终端节点和基站（例如分别保存于终端节点和基站的存储装置 或配置文件） 中。
[139] 反馈装置 1403用于将所述第一信息反馈给所述基站。 反馈装置可以 采用任何适当的方式来反馈这些信息， 这里不作详述。
[140] 利用上述设备，终端节点能够向基站反馈多个预编码矩阵的信息， 而 且该信息是针对 MU-MIMO和 SU-MIMO二者进行优化的。 因此， 在发 生 SU-MIMO与 MU-MIMO之间的切换时， 终端节点不需要重新反馈信 道信息。
[141] 作为一个示例，所述第一信息可以包括多个预编码矩阵中的每个在预 编码码书中的编号（也称为矩阵指示）， 以便降低需要反馈的数据量。
[142] 图 15示出了根据本发明的一个实施例的基于码书的信道信息反馈设 备 1500， 该设备设置于通信系统的终端节点（如 UE )中。 如图 15所示， 该设备 1500包括测量装置 1501、 信息生成装置 1502和反馈装置 1503。 其中， 所述信息生成装置 1502 包括准则确定单元 1502-1 和计算单元 1502-2。
[143] 准则确定单元 1502-1用于才良据所述终端能够同时接收的数据流的个 数来确定一选择准则。
[144] 作为一个示例， 准则确定单元 1502-1可以判断所述终端能够同时接 收的数据流的个数是否等于 1, 若是， 则确定上文描述的第一准则为所述 选择准则； 若否， 则确定上文描述的第二准则为所述选择准则。 准则确定 择准则， 这^不再一二重复。 ' 、 ' ' 5
[145] 计算单元 1502-2用于利用所述下行信道的参数来计算分别指示所述 多个预编码矩阵中的一个的多个矩阵指示，使得所计算的多个矩阵指示满 足所述选择准则， 并生成包括所述多个矩阵指示的第一信息。
[146] 作为一个示例， 计算单元 1502-2所计算的每个矩阵指示所对应的预 编码矩阵可以满足以下条件中的一个：该预编码矩阵与所述信道矩阵的距 离最小、该编码矩阵的增强矩阵与所述信道矩阵的距离最小、该编码矩阵 与所述信道矩阵的等效变换矩阵的距离最小、使得通信系统的总吞吐量最 大。
[147] 计算单元 1502-2可以 据上述实施例 /示例中描述的方法来计算所述 矩阵指示， 这里不再重复。
[148] 作为一个示例，反馈装置 1403/1503还可以将用于指示所述终端能够 同时接收的数据流的个数的信息（所估计的下行信道的信道矩阵的秩）反 馈给基站。 [149] 作为一个示例， 在支持 CoMP等其它闭环信息传输方式的情况下， 信息生成装置 1402/1502还可以利用所述下行信道的参数来生成与协作多 点传输方式对应的反馈信息， 并且反馈装置 1403/1503还可以将与所述协 作多点传输方式对应的所述反馈信息发送给所述基站。 信息生成装置 1402/1502可以根据不同的传输方式和信道条件来生成不同的反馈信息， 这里不作详述。
[150] 图 16示出了根据本发明的一个实施例的基于码书的信道信息接收设 备 1600， 该设备设置于通信系统的基站（如 eNodeB ) 中。 如图 16所示， 该设备 1600包括接收装置 1601、 矩阵生成装置 1602。
[151] 接收装置 1601用于接收从所述通信系统中的终端反馈的用于指示能 够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个 预编码矩阵的第一信息。 矩阵生成装置 1602用于在预编码码书中选择与 所述第一信息对应的所述多个预编码矩阵，并利用所述多个预编码矩阵生 成针对该终端的第三预编码矩阵。
[152] 在一个示例中， 接收装置 1601接收到的第一信息可以包括分别与所 述多个预编码矩阵对应的多个矩阵指示。 这样， 矩阵生成装置 1602可以 根据这些矩阵指示从预编码码书中选择对应的多个预编码矩阵。
[153] 矩阵生成装置 1602可以利用上述方法实施例 /示例中的方法来生成第 三预编码矩阵， 这里不再重复。
[154] 作为一个示例， 接收装置 1601可以接收来自多个终端节点的反馈信 息，例如，可以从通信系统中的第一终端节点反馈的用于指示能够用于单 用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码矩 阵的第一信息以及第二终端反馈的用于指示能够用于单用户多入多出传 输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码矩阵的第四信息。矩 阵生成装置 1602可以从预编码码书中选择与所述第一信息对应的多个预 编码矩阵， 并选择与所述第四信息对应的多个预编码矩阵， 并利用与所述 第一信息对应的多个预编码矩阵生成与所述第一终端对应的预编码矩阵； 并利用与所述第三信息对应的多个预编码矩阵生成与所述第二终端对应 的预编码矩阵。 具体方法可以参考上述实施例 /示例， 这里不再重复。
[155] 如果基站决定使用多用户多入多出传输方式并且将第一终端节点和 第二终端节点配对， 则矩阵生成装置 1602还可以才艮据与所述第一终端节 点对应的预编码矩阵和与所述第二终端节点对应的预编码矩阵生成在与 这两个终端通信时将要使用的预编码矩阵（第四预编码矩阵）。
[156] 作为一个示例， 矩阵生成装置 1602可以公式 9b或 9a来生成第四预 编码矩阵，还可以采用其它任何适当的方法来生成第四预编码矩阵， 这里 不——列举。
[157] 根据本发明实施例的上述方法、 设备和系统可以应用于 LTE-A (先 进的长期演进）系统中，作为的单用户 MIMO和多用户 MIMO传输方式 下的信道信息反馈机制。 具体来说， 本发明的上述方法、设备和系统可以 用于通用移动通信系统（UMTS )长期演进（LTE-A ) 中基于码书的闭环 的用户信道信息反馈机制。
[158] 根据本发明实施例的上述方法、设备和系统还可以应用于其它通信系 统， 例如 WiMAX ( Worldwide Interoperability for Microwave Access, 全球微波互联接入） 系统， 这里不——列举。
[159] 应理解， 上述实施例和示例是示例性的， 而不是穷举性的， 本发明不 应被视为局限于任何具体的实施例或示例。
[160] 在上述实施例和示例中，采用了 "第一，，、 "第二，，、 "第三"等表述（如 第一矩阵指示、 第二矩阵指示、 第三信息等）， 本领域的普通技术人员应 理解， 上述表述只是为了对术语作文字上的区分， 而并非表示其顺序或任 何其他限定。
[161] 作为一个示例，上述接收终端节点反馈的信道信息的方法的各个步骤 以及上述接收反馈信息的装置的各个组成模块和 /或单元可以实施为通信 网络的主节点（例如基站）中的软件、 固件、 硬件或其组合， 并作为该基 站的物理层设备中的一部分。 上述装置中各个组成模块、 单元通过软件、 固件、硬件或其组合的方式进行配置时可使用的具体手段或方式为本领域 技术人员所熟知， 在此不再赘述。 作为一个示例， 可以在已有基站的物理 层设备中实施根据本发明上述接收终端节点反馈的信道信息的方法和 /或 设备， 其中对已有基站的各组成部分作一定修改即可。
[162] 上述用于向基站反馈信道信息的方法的各个步骤以及上述反馈信道 信息的设备的各个组成模块和 /或单元可以实施为通信网络的终端节点 (例如用户设备）中的软件、 固件、 硬件或其组合， 并作为该用户设备的 一部分。 如果按硬件划分， 可以实施于用户设备的通信模块中。 如果按通 信过程实现划分，可以实施于用户设备的物理层模块中。如果按物理层实 现的功能划分， 可以实施于用户设备的反馈模块中。 如果按信道划分， 则 可以实施于用户设备的上行控制信道（如果有反馈信道，则属于反馈信道） 中。作为一个示例，可以在已有的用户设备的相应模块中实施根据本发明 上述反馈信道信息的方法和 /或设备， 其中对已有用户设备的各组成部分 作一定修改即可。
[163] 作为一个示例，在通过软件或固件实现的情况下， 可以从存储介质或 网络向具有专用硬件结构的计算机（例如图 17所示的通用计算机 1700 ) 安装构成用于实施上述方法的软件的程序， 该计算机在安装有各种程序 时， 能够执行各种功能等。
[164] 在图 17中， 中央处理单元 (CPU)1701根据只读存储器 (ROM)1702中 存储的程序或从存储部分 1708加载到随机存取存储器 (RAM)1703的程序 执行各种处理。在 RAM 1703中，也根据需要存储当 CPU 1701执行各种 处理等等时所需的数据。 CPU 1701、 ROM 1702和 RAM 1703经由总线 1704彼此链路。 输入 /输出接口 1705也链路到总线 1704。
[165] 下述部件链路到输入 /输出接口 1705: 输入部分 1706 (包括键盘、 鼠 标等等）、 输出部分 1707 (包括显示器， 比如阴极射线管 (CRT)、 液晶显 示器 (LCD)等， 和扬声器等）、 存储部分 1708 (包括硬盘等）、 通信部分 1709 (包括网络接口卡比如 LAN卡、 调制解调器等）。 通信部分 1709 经由网络比如因特网执行通信处理。 根据需要， 驱动器 1710也可链路到 输入 /输出接口 1705。 可拆卸介质 1711比如磁盘、 光盘、磁光盘、 半导体 存储器等等根据需要被安装在驱动器 1710上， 使得从中读出的计算机程 序根据需要被安装到存储部分 1708中。
[166] 在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介 质比如可拆卸介质 1711安装构成软件的程序。
[167] 本领域的技术人员应当理解， 这种存储介质不局限于图 17所示的其 中存储有程序、 与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质 1711。 可拆卸介质 1711 的例子包含磁盘（包含软盘 (注册商标) )、 光盘 (包 含光盘只读存储器 (CD-ROM)和数字通用盘 (DVD))、磁光盘（包含迷你盘 (MD)(注册商标))和半导体存储器。 或者， 存储介质可以是 ROM 902、 存 储部分 1708中包含的硬盘等等， 其中存有程序， 并且与包含它们的设备 一起被分发给用户。
[168] 本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指 令代码由机器读取并执行时， 可执行上述根据本发明实施例的方法。
[169] 相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存 储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介盾包括但不限于软盘、光盘、 磁光盘、 存储卡、 存储棒等等。
[170] 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 示出的特征可以用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。
[171] 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。
[172] 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。
[173] 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， 上述的所有实施例和示例均是示例性的， 而非限制 性的。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。

Claims

权利 要求 书
1. 一种通信系统中的基于码书的信道信息反馈方法， 包括： 通信系统中的终端测量该终端与所述通信系统的基站之间的下行信 道的参数；
利用所述下行信道的参数从预编码码书中选择能够用于单用户多入 多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码矩阵， 其中， 所述预编码码书是预编码矩阵的集合； 及
将用于指示所述多个预编码矩阵的第一信息反馈给所述基站。
2. 如权利要求 1 所述的方法， 其中， 选择所述多个预编码矩阵的步 骤包括：
根据所述终端能够同时接收的数据流的个数来确定一选择准则； 及 利用所述下行信道的参数来计算多个矩阵指示，所计算的多个矩阵指 示满足所述选择准则，其中， 所述多个矩阵指示中的每一个分别指示所述 多个预编码矩阵中的一个， 所述第一信息包括所述多个矩阵指示。
3. 如权利要求 2所述的方法， 其中， 确定所述选择准则的步骤包括： 判断所述终端能够同时接收的数据流的个数是否等于 1， 若是， 则确 定如下第一准则为所述选择准则：作为所述多个预编码矩阵中的一个的第 一预编码矩阵能够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输 方式二者，且使得作为所述多个预编码矩阵中的另一个的第二预编码矩阵 能够用于增强多用户多入多出传输方式； 若否， 则确定如下第二准则为所 述选择准则为：所述第一预编码矩阵能够用于高阶的单用户多入多出传输 方式， 且所述第二预编码矩阵能够用于 1阶的多用户多入多出传输方式。
4. 如权利要求 2所述的方法， 还包括：
利用所述参数来估计所述下行信道的信道矩阵。
5. 如权利要求 4所述的方法， 其中， 计算所述多个矩阵指示的步骤 包括：
利用所述信道矩阵分别计算所述多个矩阵指示中的每一个，使得满足 所述选择准则并且每个矩阵指示对应的预编码矩阵满足以下条件中的一 个： 该预编码矩阵与所述信道矩阵的距离最小、该编码矩阵的增强矩阵与 所述信道矩阵的距离最小、该编码矩阵与所述信道矩阵的等效变换矩阵的 距离最小、 使得通信系统的总吞吐量最大。
6. 如权利要求 4所述的方法， 其中， 所选择的多个预编码矩阵的数 量为 2, 并且所述多个矩阵指示包括与第一预编码矩阵对应的第一矩阵指 示以及与第二预编码矩阵对应的第二矩阵指示。
7. 如权利要求 6所述的方法， 其中， 计算所述多个矩阵指示的步骤 包括：
利用所述信道矩阵分别计算第一矩阵指示和第二矩阵指示，使得所述 第一矩阵指示满足以下第一条件且所述第二矩阵指示满足以下第二条件： 第一条件： PMIl = arg max(|Hwt |/||H||/|| vfc||)； 及
第二条件： PMI2 = arg
Figure imgf000027_0001
+ f(wh )||) , 其中， PM/1表示所述第一矩阵指示， 表示所述第二矩阵指示， B 表示所述预编码码书中的预编码矩阵的个数， l≤b≤B， H表示信道矩阵， ^表示所述预编码码书中与 对应的预编码矩阵， 11表示信道矩阵 的 范数， arg maxO表示在多个（ 5个）值中选择最大值所对应的 作为矩阵指 示 PMII或 PMI1 , (■)表示任何函数。
8. 如权利要求 7所述的方法， 其中， 计算所述多个矩阵指示的步骤 包括：
利用所述信道矩阵分别计算第一矩阵指示和第二矩阵指示，在所述信 道矩阵的秩大于 1的情况下，使得所述第一矩阵指示满足以下第三条件且 所述第二矩阵指示满足以下第四条件： 第三条件： PMII = arg max I log det(/ + SNR Hw'b, w " HH ) \ , 及
第四奈件： PMI2 = arg ma^ (H)wt| , 并且 其中，在所述信道矩阵的秩等于 1的情况下，使得所述第一矩阵指示 满足所述第一条件且所述第二矩阵指示满足所述第二条件， 其中， β'表示大于 1的秩对应的预编码码书中的预编码矩阵的个数，
\ < b' < B , 表示大于 1的秩对应的预编码码书中与 6'对应的预编码矩阵， ^ /?表示所述终端在所述下行信道上的接收信噪比， /表示单位矩阵， det( 表示矩阵的行列式。
9. 如权利要求 1 所述的方法， 还包括： 将用于指示所述终端能够同 时接收的数据流的个数的第二信息反馈给所述基站。
10. 一种通信系统中基于码书的信道信息接收方法， 包括：
通信系统中的基站接收从所述通信系统中的终端反馈的用于指示能 够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个 预编码矩阵的第一信息，其中，所述多个预编码矩阵包括于预编码码书中， 所述预编码码书是的预编码矩阵的集合；
在所述预编码码书中选择与所述第一信息对应的多个预编码矩阵；及 利用与所述第一信息对应的多个预编码矩阵生成与所述终端对应的 第三预编码矩阵。
11.根据权利要求 10所述的方法， 还包括：
在所述多用户多入多出传输方式下，根据与多个终端中的每个终端对 应的预编码矩阵生成用于所述多个终端的第四预编码矩阵。
12. 一种基于码书的信道信息反馈设备， 该设备设置于通信系统的终 端中， 并且包括：
测量装置，用于测量该终端与所述通信系统的基站之间的下行信道的 参数；
信息生成装置，用于利用所述下行信道的参数从预编码码书中选择能 够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个 预编码矩阵， 以生成用于指示所述多个预编码矩阵的第一信息， 其中， 所 述预编码码书是预编码矩阵的集合； 及
反馈装置， 用于将所述第一信息反馈给所述基站。
13. 如权利要求 12所述的设备， 其中， 所述信息生成装置包括： 准则确定单元：根据所述终端能够同时接收的数据流的个数来确定一 选择准则； 及
计算单元：利用所述下行信道的参数来计算分别指示所述多个预编码 矩阵中的一个的多个矩阵指示， 所计算的多个矩阵指示满足所述选择准 则， 并生成包括所述多个矩阵指示的第一信息。
14. 如权利要求 13所述的设备， 其中， 所述准则确定单元被配置用 于：
判断所述终端能够同时接收的数据流的个数是否等于 1， 若是， 则确 定如下第一准则为所述选择准则：作为所述多个预编码矩阵中的一个的第 一预编码矩阵能够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输 方式二者，且作为所述多个预编码矩阵中的另一个的第二预编码矩阵能够 用于增强多用户多入多出传输方式； 若否， 则确定如下第二准则为所述选 择准则为： 所述第一预编码矩阵能够用于高阶的单用户多入多出传输方 式， 且所述第二预编码矩阵能够用于 1阶的多用户多入多出传输方式。
15. 如权利要求 13所述的设备， 其中， 所述测量装置还被配置用于 利用所述参数来估计所述下行信道的信道矩阵。
16. 如权利要求 15所述的设备， 其中， 所述多个矩阵指示中的每一 个满足所述选择准则，并且每个矩阵指示对应的预编码矩阵满足以下条件 中的一个： 该预编码矩阵与所述信道矩阵的距离最小、该编码矩阵的增强 矩阵与所述信道矩阵的距离最小、该编码矩阵与所述信道矩阵的等效变换 矩阵的距离最小、 使得通信系统的总吞吐量最大。
17. 如权利要求 12所述的设备， 其中， 所述反馈装置还被配置用于： 将用于指示所述终端能够同时接收的数据流的个数的第二信息反馈给所 述基站。
18. 一种基于码书的信道信息接收设备， 该设备设置于通信系统中的 基站中， 并且包括：
接收装置 ,用于接收从所述通信系统中的终端反馈的用于指示能够用 于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编 码矩阵的第一信息， 其中， 所述多个预编码矩阵包括于预编码码书中， 所 述预编码码书是预编码矩阵的集合； 以及
矩阵生成装置，用于在所述预编码码书中选择与所述第一信息对应的 所述多个预编码矩阵，并利用所述多个预编码矩阵生成针对该终端的第三 预编码矩阵。
19. 一种通信系统中的基于码书的信道信息传输方法， 包括： 通信系统中的终端测量该终端与所述通信系统的基站之间的下行信 道的参数；
利用所述下行信道的参数从预编码码书中选择能够用于单用户多入 多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个预编码矩阵， 其中， 所述预编码码书是预编码矩阵的集合；
将用于指示所述多个预编码矩阵的第一信息反馈给所述基站； 所述基站接收所述第一信息；
在所述预编码码书中选择与所述第一信息对应的所述多个预编码矩 阵； 及
利用所述多个预编码矩阵生成用于在所述基站与所述终端之间传输 数据之前对要传输的数据进行预编码的第三预编码矩阵。
20. —种通信系统， 包括基站和终端， 其中：
所述终端包括：
测量装置， 用于测量该终端与所述基站之间的下行信道的参数； 信息生成装置，用于利用所述下行信道的参数从预编码码书中选择能 够用于单用户多入多出传输方式和多用户多入多出传输方式二者的多个 预编码矩阵， 以生成用于指示所述多个预编码矩阵的第一信息， 其中， 所 述预编码码书是预编码矩阵的集合； 及
反馈装置， 用于将所述第一信息反馈给所述基站， 并且
所述基站包括：
接收装置， 用于接收从所述终端反馈的所述第一信息； 及
矩阵生成装置，用于在所述预编码码书中选择与所述第一信息对应的 所述多个预编码矩阵，并利用所述多个预编码矩阵生成与该终端对应的第 三预编码矩阵。
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