WO2012174841A1 - Mimo系统中终端生成反馈信息的方法及装置 - Google Patents

Mimo系统中终端生成反馈信息的方法及装置 Download PDF

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WO2012174841A1
WO2012174841A1 PCT/CN2011/084509 CN2011084509W WO2012174841A1 WO 2012174841 A1 WO2012174841 A1 WO 2012174841A1 CN 2011084509 W CN2011084509 W CN 2011084509W WO 2012174841 A1 WO2012174841 A1 WO 2012174841A1
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WO
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channel
feedback information
matrix
module
feedback
Prior art date
Application number
PCT/CN2011/084509
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English (en)
French (fr)
Inventor
焦晓晓
朱登魁
陈艺戬
郁光辉
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0417Feedback systems

Definitions

  • the present invention relates to the field of wireless communication technologies, and in particular, to a method and apparatus for generating feedback information in a MIMO (Multiple-Input Multiple-Out-put) system.
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Out-put
  • Multi-antenna technology is a major breakthrough in smart antenna technology in the field of wireless mobile communications. This technology can multiply the capacity and spectrum utilization of communication systems without increasing bandwidth. It can also use multipath to mitigate multipath fading. It can effectively eliminate channel interference, improve channel reliability, and reduce bit error rate. It is a key technology adopted by next-generation mobile communication systems. Multi-antenna technology has been widely used in a variety of wireless broadband systems such as LTE (Long Term Evolution) and WiMAX (World Interoperability for Microwave Access).
  • LTE Long Term Evolution
  • WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
  • the development of feedback technology makes adaptive technology based on channel instantaneous information possible.
  • the system transmits low-speed feedback information through the reverse link to inform the sender of relevant forward link information (such as channel state information, received power, interference level, etc.).
  • the transmitting end adjusts the sending policy according to the received feedback information to adapt to the forward link channel to ensure communication quality.
  • the content of the feedback information is different for different system models and application scenarios.
  • the feedback information mainly depends on the degree of dependence of the terminal processing on the coordination of the transmitting end. When there is relatively serious spatial interference, inter-symbol interference, and multi-user interference, the terminal cannot handle the complete cancellation interference by itself, and the transmitting end needs to adjust the transmission.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating feedback information in a MIMO system to reduce user interference and improve system performance.
  • the present invention provides a method for generating feedback information by a terminal in a MIMO system, including: after receiving the downlink data sent by the base station, the terminal determines, according to the identifier bit carried in the downlink data, that the current channel feedback information is determined by using a channel coefficient, Still determined by channel noise and interference;
  • the following operations are performed: calculating a channel coefficient according to the auxiliary determination information in the downlink data; performing SVD (Singular Value Decomposition) on the channel coefficient, and decomposing the obtained data Quantifying, obtaining feedback information, and feeding back the feedback information to the base station;
  • SVD Single Value Decomposition
  • the following operations are performed: dividing the channel bandwidth into three non-overlapping regions according to a preset division ratio; calculating each region according to the auxiliary determination information in the downlink data.
  • Channel interference and noise power respectively quantize the obtained power to obtain feedback information and feed back to the base station.
  • the channel coefficient is SVD, and the decomposed data is quantized.
  • the step of obtaining feedback information of the above channel is specifically as follows:
  • the step of performing SVD on the channel coefficient and quantizing the decomposed data to obtain the feedback information of the channel is specifically:
  • the Ui is quantized to obtain the feedback signal of the channel.
  • the SVD is performed on the channel coefficient, and the decomposed data is quantized, and the step of obtaining the feedback information of the channel is specifically as follows:
  • the channel coefficient matrix be S, then Sec"" 11 , where m represents the number of antennas of the terminal, and n is the number of antennas of the base station;
  • the quantization and Vi are quantized to obtain feedback information of the above channel.
  • the above terminal calculates a channel coefficient by channel estimation.
  • the three mutually non-overlapping regions are a left side band, an intermediate band and a right side band, wherein the intermediate band is a portion of the channel bandwidth that is removed after the left side band and the right side band.
  • the present invention further provides an apparatus for generating feedback information by a terminal in a MIMO system, where the apparatus includes a determining module, a channel coefficient feedback module, and a channel noise and interference feedback module, where the determining module is configured to receive the downlink sent by the base station at the terminal. After the data, according to the identifier bit carried in the downlink data, it is determined whether the current channel feedback information is determined by a channel coefficient, or is determined by channel noise and interference;
  • the channel coefficient feedback module is configured to calculate a channel coefficient according to the auxiliary determination information in the downlink data, perform SVD on the channel coefficient, and quantize the decomposed data to obtain feedback information of the channel; and feed back the feedback information.
  • the channel noise and interference feedback module is configured to divide a channel bandwidth of the channel into three non-overlapping regions according to a preset division ratio; and calculate channel interference of each region according to the auxiliary determination information in the downlink data.
  • the power of the noise; the obtained power is separately quantized to obtain feedback information of the above channel, and is fed back to the base station.
  • the channel coefficient feedback module includes a channel coefficient calculation submodule, an SVD decomposition submodule, a quantization submodule, and a feedback submodule.
  • the channel coefficient calculation submodule is configured to calculate channel coefficients by channel estimation according to the auxiliary determination information in the downlink data
  • the SVD decomposition sub-module is configured to perform SVD on a channel coefficient obtained by the channel coefficient calculation sub-module;
  • the quantization submodule is configured to quantize the data decomposed by the SVD decomposition submodule according to a preset quantization precision, to obtain feedback information;
  • the feedback submodule is configured to feed back feedback information obtained by the quantization submodule to the base station.
  • the invention quantizes the feedback information into different bit information by using different quantization precisions, reduces the amount of feedback information, effectively reduces user interference, and improves system performance.
  • Embodiment 1 is a schematic flow chart of Embodiment 1 of a method for generating feedback information by a terminal in a MIMO system according to the present invention
  • Embodiment 2 is a schematic flowchart of Embodiment 2 of a method for generating feedback information by a terminal in a MIMO system according to the present invention
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of an apparatus for generating feedback information by a terminal in a MIMO system according to the present invention. detailed description
  • FIG. 1 it is a flowchart of Embodiment 1 of a method for generating feedback information by a terminal in a MIMO system according to the present invention.
  • the embodiment specifically includes the following steps:
  • Step 001 The user terminal receives downlink data from the base station.
  • Step 002 The user terminal calculates the current information by using channel estimation according to auxiliary determination information (such as RS (Reference Signal) and pilot information) carried in the downlink data.
  • auxiliary determination information such as RS (Reference Signal) and pilot information
  • Step 003 performing SVD (Singular Value Decomposition) on the channel coefficient
  • this step can be decomposed in three ways.
  • the first way is:
  • ⁇ 7 ⁇ u 2 ... uj, where m represents the number of antennas of the terminal;
  • the number of independent channels currently available k is in the matrix ⁇ 2 , which is greater than or equal to the preset threshold S.
  • the third way is:
  • ⁇ 2 diag( 1 2 ⁇ 2 2 ... ⁇ ⁇ 2 ), with diagonal elements 2 and ⁇ 2 2 .
  • V [ Vl v 2 ... vj, where n is the number of antennas of the base station;
  • Step 004 Quantify the decomposed data according to preset quantization precision, such as bit precision, to obtain feedback information of the current channel;
  • Vl is quantized into 8 bit feedback information
  • ⁇ 2 u 2 v 2 is quantized into 4 bit feedback information, that is, when i is taken
  • the sums have different quantization precisions, and when i takes the same value, the Ui and the Ui have the
  • Step 005 The feedback information is fed back to the base station.
  • the base station After receiving the feedback information of the user terminal, the base station adjusts the transmission policy (such as selecting a suitable precoding matrix at the transmitting end) to optimize the transmission of downlink data.
  • the transmission policy such as selecting a suitable precoding matrix at the transmitting end
  • the method further includes: after receiving the downlink data sent by the base station, the user terminal determines, according to the identifier bit carried in the downlink data, whether the current feedback information is determined by using a channel coefficient, or is determined by channel noise and interference, if If the channel coefficient is determined, then step 002 is continued.
  • FIG. 2 it is a flowchart of Embodiment 2 of a method for generating feedback information by a terminal of the present invention.
  • the embodiment specifically includes the following steps:
  • Step 101 The user terminal receives downlink data from the base station.
  • Step 102 Divide the channel bandwidth of the current channel into three mutually non-overlapping regions according to a preset division ratio
  • the three mutually non-overlapping regions are the left side band, the middle band and the right side band, respectively, wherein the middle band is the portion of the above channel bandwidth, and the left side band and the right side band are removed.
  • the middle band is the portion of the above channel bandwidth
  • the left side band and the right side band are removed.
  • the preset division ratio is 1:8:1
  • the channel bandwidth of the current channel is 10 MHz
  • the left band is 1 MHz.
  • the right band is 1 MHz, which may specifically be a relatively high frequency portion including a guard frequency in the bandwidth, and the intermediate band is the remaining 8 MHz, which may specifically not include protection Bandwidth, and the frequency portion near the frequency point; If the preset division ratio is 1:6:1, and the channel bandwidth of the current channel is 20 MHz, the left band is 2.5 MHz, the middle band is 15 MHz, and the right band is 2.5 MHz. .
  • Step 103 Calculate channel interference and noise power of each area according to auxiliary determination information (such as information on a null carrier) in the downlink data.
  • auxiliary determination information such as information on a null carrier
  • the user terminal can obtain the channel noise and the interference power of the subcarrier by measuring the receiver signal; then, the user terminal separately calculates the channel interference and the noise power of the left sideband, the middleband and the rightband (eg, on the subcarriers) Channel interference and noise power are averaged or weighted according to preset rules, etc.).
  • Step 104 Quantify the obtained power separately to obtain feedback information of the channel.
  • Step 105 Feed the feedback information to the base station.
  • the base station After receiving the feedback information of the user terminal, the base station determines the channel condition according to the feedback information, and adjusts the transmission policy (for example, adjusting the MCS (Modulation and Coding Scheme) at the transmitting end to optimize the transmission of the downlink data.
  • the transmission policy for example, adjusting the MCS (Modulation and Coding Scheme) at the transmitting end to optimize the transmission of the downlink data.
  • the method further includes: after receiving the downlink data sent by the base station, the user terminal determines, according to the identifier bit carried in the downlink data, whether the current feedback information is determined by using a channel coefficient, or is determined by channel noise and interference, if Channel noise and interference are determined, and then step 102 is continued.
  • FIG. 3 it is a schematic structural diagram of an apparatus for generating feedback information by a terminal in a MIMO system according to the present invention.
  • This embodiment includes a judging module 01, a channel coefficient feedback module 02, and a channel noise and interference feedback module 03, where
  • the determining module 01 is configured to: after the terminal receives the downlink data sent by the base station, determine, according to the identifier bit carried in the downlink data, whether the current feedback information is determined by using a channel coefficient, or Channel noise and interference to determine, if determined by the channel coefficient, trigger channel coefficient feedback module 02, if determined by channel noise and interference, trigger channel noise and interference feedback module 03;
  • the channel coefficient feedback module 02 is configured to calculate a channel coefficient according to the auxiliary determination information carried in the downlink data, perform SVD on the channel coefficient, and quantize the decomposed data to obtain feedback information of the channel; Feedback information is fed back to the base station;
  • the channel noise and interference feedback module 03 is configured to divide the channel bandwidth into three non-overlapping regions according to a preset division ratio; and calculate channel interference and noise power of each region according to the auxiliary determination information in the downlink data; The obtained power is separately quantized to obtain feedback information of the above channel, and is fed back to the base station.
  • the channel coefficient feedback module 02 includes a channel coefficient calculation sub-module 21, an SVD decomposition sub-module 22, a quantization sub-module 23, and a feedback sub-module 24, wherein
  • a channel coefficient calculation sub-module 21 configured to calculate a channel coefficient by using channel estimation according to the auxiliary determination information in the downlink data
  • the SVD decomposition sub-module 22 is configured to perform SVD on the channel coefficient obtained by the channel coefficient calculation sub-module 21;
  • the quantization sub-module 23 is configured to quantize the data decomposed by the SVD decomposition sub-module 22 according to a preset quantization precision, such as bit precision, to obtain feedback information of the current channel;
  • the feedback sub-module 24 is configured to feed back the feedback information obtained by the quantization sub-module 23 to the base station.

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  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本发明涉及一种MIMO系统中终端生成反馈信息的方法及装置,上述方法为,终端根据收到的基站下发的下行数据,通过对信道系数进行SVD及量化,得到反馈信息;或者通过计算信道带宽的三个区域的信道噪声和干扰功率并量化,得到反馈信息;上述装置包括判断模块,信道系数反馈模块以及信道噪声和干扰反馈模块。本发明减少了反馈信息量,有效降低了用户干扰,提升了系统性能。

Description

MIMO系统中终端生成反馈信息的方法及装置 技术领域
本发明涉及无线通信技术领域, 尤其涉及一种 MIMO ( (Multiple-Input Multiple-Out-put), 多输入多输出 )系统中终端生成反馈信息的方法及装置。 背景技术
多天线技术是无线移动通信领域中智能天线技术的一个重大突破, 该 技术可以在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用 率, 还可以利用多径来减轻多径衰落, 并能有效地消除信道干扰, 提高信 道的可靠性, 降低误码率, 是新一代移动通信系统采用的关键技术。 多天 线技术已经被广泛地应用于 LTE ( Long Term Evolution , 长期演进) 和 WiMAX ( World Interoperability for Microwave Access , 全球微波接入互操作 性)等多种无线宽带系统中。
由于无线信道的多变特性, 为了保证 MIMO系统的传输性能, 发送端 必须依赖于对无线信道条件的认知。 所以, 能够准确地获得并有效利用信 道状态信息, 对系统容量的提升有着至关重要的作用。
反馈技术的发展, 使得基于信道瞬时信息的自适应技术成为可能。 系 统通过反向链路传输低速的反馈信息,告知发送端相关的前向链路信息(例 如信道状态信息、 接收功率、 干扰级别等)。 发送端根据接收到的反馈信息 调整发送策略, 以适应前向链路信道, 保证通信质量。 总的来说, 针对不 同的系统模型和应用场景, 反馈信息的内容也不尽相同。 一般而言, 反馈 信息主要取决于终端处理对于发送端协同的依赖程度, 当存在比较严重的 空间干扰、 码间干扰、 多用户干扰时, 终端无法自己处理完全抵消干扰, 就需要发送端调整发送策略, 在发送端将干扰等不利因素调整到终端能够 处理的范围内, 最大限度的增大发送端和接收端的协同处理。 这些在发送 端所做的调整需要大量的链路信息, 因此, 反馈信息量就会有较大的增加。
在实际的通信系统, 由于用户数的增大以及多天线的使用, 采用全反 馈的方式, 即反馈所有附属信道信息会带来巨大的反馈量, 通过资源有限 的反馈信道传输是不现实的。 考虑到 MIMO传输对于信道状态信息的敏感 特性, 如何以较少的反馈量, 保证传输的可靠性就成为有限反馈技术研究 的中心, 反馈什么、 怎样反馈、 包括怎样利用反馈信息进行用户选择调度 等问题均是这一技术的理论研究范畴。 发明内容
有鉴于此, 本发明的目的在于, 提供一种 MIMO系统中终端生成反馈 信息的方法及装置, 用以降低用户干扰, 提升系统性能。
为解决上述技术问题, 本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供了一种 MIMO系统中终端生成反馈信息的方法, 包括: 终端收到基站下发的下行数据后, 根据上述下行数据携带的标识位, 判断当前信道反馈信息是通过信道系数来确定, 还是通过信道噪声和干扰 来确定;
若通过信道系数来确定反馈信息, 则执行以下操作: 根据上述下行数 据中的辅助确定信息, 计算信道系数; 对上述信道系数进行 SVD ( Singular Value Decomposition, 奇异值分解), 并对分解得到的数据进行量化, 得到 反馈信息 , 将上述反馈信息反馈给上述基站;
若通过信道噪声和干扰来确定反馈信息, 则执行以下操作: 根据预设 的划分比例, 将信道带宽划分成三个互不重叠的区域; 根据上述下行数据 中的辅助确定信息, 计算各区域的信道干扰和噪声的功率; 对得到的功率 分别进行量化, 得到反馈信息, 并反馈给上述基站。
优选地, 上述对信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到上述信道的反馈信息步驟具体为:
设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 其中, m表示终端的天线数, n为 基站的天线数; 存在酉矩阵 t/eCmXm和 VeC ims = U∑VH , 式中,
∑! 0
0 0
∑! = diag(^ σ2 ... σΓ), 其对角元素 、 σ2、 …、 的排列顺序为: ≥ σ2≥ ≥ crr≥ 0 , r=rank(S);
且, t/ = [Ul u2 ... uj, V = [ Vl v2 ... vj;
根据矩阵∑, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
令 i=l,2, ,k, 取出矩阵∑、 U V中符合条件的元素 、 以及 Vi; 按照预设的量化精度, 对 以及 Vi进行量化, 得到上述信道的反馈 信息。
优选地, 上述对信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到上述信道的反馈信息步驟具体为:
设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 其中, m表示终端的天线数, n为 基站的天线数; 令 Hermitian矩阵 A = H,存在酉矩阵 t/e CmXm , i ^ A = SSH =U∑2UH ,
∑ι 0
式中, ∑2 =
0 0
E^diag^2 σ2 2 ... σΓ 2), 其对角元素 、 σ2 2 的排列顺序
≥σ2 2≥...≥σΓ 2≥0 , r=rank(A);
且, t/ = [Ul u2 ... uj;
才艮据矩阵∑2, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
令 i=l,2,...,k, 取出矩阵∑2、 U中符合条件的元素 以及 按照预设的量化精度, 对 以及 Ui进行量化, 得到上述信道的反馈信 优选地, 上述对信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到上述信道的反馈信息步驟具体为:
设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 其中, m表示终端的天线数, n为 基站的天线数;
令 Hermitian矩阵 5 = ^ , 存在酉矩阵 VeC it^B = SH S =V∑2VH ,
∑ι 0
式中, ∑2 =
0 0
E^diag^2 σ2 2 ... σΓ 2), 其对角元素 2, σ2 2 , ..., 的排列顺序 为: ≥σ2 2≥...≥στ 2≥0 , r=rank(B); 且, V = [ Vl v2 ... vj;
才艮据矩阵∑2, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
令 i=l ,2, ... ,k, 取出矩阵 Σ2 V中符合条件的元素 以及 Vi
按照预设的量化精度, 对 以及 Vi进行量化, 得到上述信道的反馈信 息。
优选地, 上述终端通过信道估计计算信道系数。
优选地, 当 i取值不同时, 上述 、 以及 Vi具有不同的量化精度, 当 i取值相同时, 上述 、 以及 Vi具有相同的量化精度, 其中, i=l,2,...,k, k为当前可用的独立信道数。
优选地, 当 i取值不同时, 上述 以及 具有不同的量化精度, 当 i 取值相同时, 上述 以及 具有相同的量化精度, 其中, i=l,2,...,k, k 为 当前可用的独立信道数。
优选地, 当 i取值不同时, 上述 以及 Vi具有不同的量化精度, 当 i 取值相同时, 上述 以及 Vi具有相同的量化精度, 其中, i=l,2,...,k, k 为 当前可用的独立信道数。
优选地, 上述当前可用的独立信道数 k为矩阵∑中, 大于等于预设的门 限 £的 的个数, 其中, i=l,2, ... ,r。
优选地, 上述当前可用的独立信道数 k为矩阵∑2中, 大于等于预设的 门限 £的 2的个数, 其中, i=l,2, ... ,r。
优选地, 上述三个互不重叠的区域分别为左边带、 中间带和右边带, 其中, 上述中间带为上述信道带宽中, 除去上述左边带和右边带后的部分。
本发明进一步提供了一种 MIMO系统中终端生成反馈信息的装置, 上 述装置包括判断模块, 信道系数反馈模块以及信道噪声和干扰反馈模块, 上述判断模块, 用于在终端收到基站下发的下行数据后, 根据上述下 行数据携带的标识位, 判断当前信道反馈信息是通过信道系数来确定, 还 是通过信道噪声和干扰来确定;
上述信道系数反馈模块, 用于根据上述下行数据中的辅助确定信息, 计算信道系数; 对上述信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到上述信道的反馈信息; 将上述反馈信息反馈给上述基站;
上述信道噪声和干扰反馈模块, 用于根据预设的划分比例, 将上述信 道的信道带宽划分成三个互不重叠的区域; 根据上述下行数据中的辅助确 定信息, 计算各区域的信道干扰和噪声的功率; 对得到的功率分别进行量 化, 得到上述信道的反馈信息, 并反馈给上述基站。
优选地, 上述信道系数反馈模块包括信道系数计算子模块、 SVD分解 子模块、 量化子模块以及反馈子模块,
上述信道系数计算子模块, 用于根据上述下行数据中的辅助确定信息, 通过信道估计计算信道系数;
上述 SVD分解子模块, 用于对上述信道系数计算子模块得到的信道系 数进行 SVD; 上述量化子模块, 用于根据预设的量化精度, 对上述 SVD分解子模块 分解得到的数据进行量化, 得到反馈信息;
上述反馈子模块, 用于将上述量化子模块得到的反馈信息, 反馈给基 站。
本发明使用不同的量化精度将反馈信息量化成不同的比特信息, 减少 了反馈信息量, 有效降低了用户干扰, 提升了系统性能。 附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解, 构成本发明的一 部分, 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发 明的不当限定。 在附图中:
图 1是本发明 MIMO系统中终端生成反馈信息的方法的实施例一的流 程示意图;
图 2是本发明 MIMO系统中终端生成反馈信息的方法的实施例二的流 程示意图;
图 3是本发明 MIMO系统中终端生成反馈信息的装置的结构示意图。 具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、 明白, 以下结合附图和实施例, 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明, 并不用于限定本发明。
如图 1所示, 是本发明 MIMO系统中终端生成反馈信息的方法的实施 例一的流程图, 本实施例具体包括以下步驟:
步驟 001 : 用户终端接收来自基站的下行数据;
步驟 002: 用户终端根据上述下行数据中携带的辅助确定信息 (如 RS ( Reference Signal, 参考信号)、 导频等信息), 通过信道估计, 计算当前信 道的信道系数;
步驟 003: 对上述信道系数进行 SVD ( Singular Value Decomposition, 奇异值分解 );
根据信道系数, 设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 则本步驟可以通过 三种方式进行分解, 第一种方式为:
存在酉矩阵 t/eCmXm和 VeC ims = U∑VH , 式中,
∑! 0
∑ =
0 0
∑! = diag(^ σ2 ... σΓ), 其对角元素 、 σ2、 …、 的排列顺序为: σ,≥σ2≥ .≥σΓ≥0 , r=rank(S);
且, U = [Ul u2 ... uj, V = [ Vl v2 ... vj, 其中, m表示终端的天 线数, n为基站的天线数;
根据矩阵∑, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
当前可用的独立信道数 k 为矩阵∑中, 大于等于预设的门限 f 的 (i=l,2,...,r) 的个数, 例如可以选择 S =0.001;
令 i=l,2, ,k, 取出矩阵∑、 U V中符合条件的元素 σ Ui以及 Vi。 第二种方式为:
令 Hermitian矩阵 A = H,存在酉矩阵 t/e CmXm , i ^ A = SSH =U∑2UH , 式中,
Figure imgf000009_0001
E^diag^2 σ2 2 ... στ 2), 其对角元素 、 σ2 2 的排列顺序 σ,2≥σ2 2≥...≥στ 2≥0 , r=rank(A);
且, ^7 = ^ u2 ... uj, 其中, m表示终端的天线数;
才艮据矩阵∑2, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
当前可用的独立信道数 k 为矩阵∑2中, 大于等于预设的门限 S的 (i=l,2,...,r) 的个数, 例如可以选择 =0.001;
令 i=l,2, ,k, 取出矩阵∑2、 U中符合条件的元素 以及
第三种方式为:
令 Hermitian矩阵 5 = , 存在酉矩阵 VeC i ^B = SH S =V∑2VH , 式中,
Figure imgf000010_0001
2 =diag( 1 2 σ2 2 ... σΓ 2), 其对角元素 2、 σ2 2 .
≥σ2 2≥...≥σΓ 2≥0 , r=rank(B);
且, V = [ Vl v2 ... vj, 其中, n为基站的天线数;
根据矩阵∑2, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
当前可用的独立信道数 k 为矩阵∑2中, 大于等于预设的门限 £的 (i=l,2,...,r) 的个数, 例如可以选择 S =0.001;
令 i=l ,2, ,k, 取出矩阵∑2、 V中符合条件的元素 σ,2以及 ν;
步驟 004: 根据预设的量化精度、 如比特精度, 对分解得到的数据进行 量化, 得到当前信道的反馈信息;
若步驟 003 采用第一种方式分解, 则本步驟即对 、 以及 Vi (i=l,2,...,k, k为可用的独立信道数)进行量化;
若步驟 003采用第二种方式分解, 则本步驟即对 以及 (i=l,2,...,k, k为可用的独立信道数)进行量化;
若步驟 003采用第三种方式分解, 则本步驟即对 以及 Vi (i=l,2,...,k, k为可用的独立信道数)进行量化;
本发明中, 对于分解得到的每个元素, 均可设置不同的量化精度, 例 如, 将采用第一种方式分解得到的 、 Ui v; (i=l,2, ,k)中的 σι、 u Vl 量化为 8bit的反馈信息, 将 σ2 u2 v2量化为 4bit的反馈信息, 即当 i取 值不同时, 所述 、 以及 Vi具有不同的量化精度, 当 i取值相同时, 所述 σ,, 以及 Vi具有相同的量化精度, 其中, i=l,2,...,k; 将采用第二种方式 分解得到的 、 Ui (i=l,2,...,k) 中的 σι 2Ul量化为 8bit的反馈信息, σ2 u2量化为 4bit的反馈信息, 即当 i取值不同时, 所述 以及 具有不同的 量化精度, 当 i取值相同时, 所述 以及 Ui具有相同的量化精度, 其中, i=l,2,...,k; 将采用第三种方式分解得到的 2、 V, (i=l,2,...,k) 中的 2Vl 量化为 8bit的反馈信息, σ2 2、 ν2量化为 4bit的反馈信息, 即当 i取值不同 时,所述 以及 Vi具有不同的量化精度, 当 i取值相同时,所述 以及 Vi具 有相同的量化精度, 其中, i=l,2,...,k; 以相对地提高信道条件好的信道系 数的精度。
步驟 005: 将上述反馈信息反馈给上述基站;
基站收到用户终端的反馈信息后, 调整发送策略(如在发送端选择合 适的预编码矩阵), 优化下行数据的传输。
步驟 002之前还进一步包括: 用户终端收到基站下发的下行数据后, 根据上述下行数据携带的标识位, 判断当前反馈信息是通过信道系数来确 定, 还是通过信道噪声和干扰来确定, 如果通过信道系数来确定, 则继续 执行步驟 002。
如图 2所示, 是本发明终端生成反馈信息的方法的实施例二的流程图, 本实施例具体包括以下步驟:
步驟 101: 用户终端接收来自基站的下行数据;
步驟 102: 根据预设的划分比例,将当前信道的信道带宽划分成三个互 不重叠的区或;
上述三个互不重叠的区域分别为左边带、 中间带和右边带, 其中, 中 间带为上述信道带宽中, 除去左边带和右边带后的部分。 例如, 若预设的 划分比例为 1:8:1, 且当前信道的信道带宽为 10MHZ, 则左边带为 1MHZ, 可具体为带宽内包含保护频率的相对较低的频率部分; 右边带为 1MHZ, 可具体为带宽内包含保护频率的相对较高的频率部分, 中间带为剩余的 8MHZ, 可具体为不包含保护带宽、 且在频点附近的频率部分; 若预设的划 分比例为 1:6:1 , 且当前信道的信道带宽是 20MHZ, 则左边带为 2.5MHZ, 中间带为 15MHZ, 右边带为 2.5MHZ。
步驟 103: 根据上述下行数据中的辅助确定信息 (如空载波上的信息 等), 计算各区域的信道干扰和噪声的功率;
本步驟中, 用户终端可以通过测量接收机信号得出子载波的信道噪声 和干扰功率; 然后, 用户终端分别计算左边带、 中间带和右边带的信道干 扰和噪声功率 (如对子载波上的信道干扰和噪声功率求平均或者按预设规 则进行加权等)。
步驟 104: 对得到的功率分别进行量化, 得到上述信道的反馈信息; 步驟 105: 将上述反馈信息反馈给基站。
基站收到用户终端的反馈信息后, 根据反馈信息判断信道情况, 并调 整发送策略(如在发送端通过调节 MCS ( Modulation and Coding Scheme, 调制编码方式 ) ), 优化下行数据的传输。
步驟 102之前还进一步包括: 用户终端收到基站下发的下行数据后, 根据上述下行数据携带的标识位, 判断当前反馈信息是通过信道系数来确 定, 还是通过信道噪声和干扰来确定, 如果通过信道噪声和干扰来确定, 则继续执行步驟 102。
如图 3所示, 是本发明 MIMO系统中终端生成反馈信息的装置的结构 示意图; 本实施例包括判断模块 01、信道系数反馈模块 02以及信道噪声和 干扰反馈模块 03, 其中,
判断模块 01 , 用于在终端收到基站下发的下行数据后, 根据上述下行 数据携带的标识位, 判断当前反馈信息是通过信道系数来确定, 还是通过 信道噪声和干扰来确定, 如果通过信道系数来确定, 则触发信道系数反馈 模块 02, 如果通过信道噪声和干扰来确定, 则触发信道噪声和干扰反馈模 块 03;
信道系数反馈模块 02,用于根据上述下行数据中携带的辅助确定信息, 计算信道系数,对上述信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到所述信道的反馈信息; 将所述反馈信息反馈给所述基站;
信道噪声和干扰反馈模块 03 , 用于根据预设的划分比例, 将信道带宽 划分成三个互不重叠的区域; 根据下行数据中的辅助确定信息, 计算各区 域的信道干扰和噪声的功率; 对得到的功率分别进行量化, 得到上述信道 的反馈信息, 并反馈给上述基站。
信道系数反馈模块 02包括信道系数计算子模块 21、 SVD分解子模块 22、 量化子模块 23以及反馈子模块 24, 其中,
信道系数计算子模块 21 , 用于根据下行数据中的辅助确定信息, 通过 信道估计计算信道系数;
SVD分解子模块 22, 用于对信道系数计算子模块 21得到的信道系数 进行 SVD;
量化子模块 23 , 用于根据预设的量化精度、 如比特精度, 对 SVD分解 子模块 22分解得到的数据进行量化, 得到当前信道的反馈信息;
反馈子模块 24, 用于将量化子模块 23得到的反馈信息, 反馈给基站。 上述说明示出并描述了本发明的优选实施例, 但如前所述, 应当理解 本发明并非局限于本文所披露的形式, 不应看作是对其他实施例的排除, 而可用于各种其他组合、 修改和环境, 并能够在本文所述发明构想范围内, 通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。 而本领域人员所进行的 改动和变化不脱离本发明的精神和范围, 则都应在本发明所附权利要求的 保护范围内。

Claims

权利要求书
1、一种多输入多输出 MIMO系统中终端生成反馈信息的方法,其特征 在于, 包括:
终端收到基站下发的下行数据后, 根据所述下行数据携带的标识位, 判断当前信道反馈信息是通过信道系数来确定, 还是通过信道噪声和干扰 来确定;
若通过信道系数来确定反馈信息, 则执行以下操作:
根据所述下行数据中的辅助确定信息, 计算信道系数;
对所述信道系数进行奇异值分解 SVD,并对分解得到的数据进行量化, 得到反馈信息, 将所述反馈信息反馈给所述基站;
若通过信道噪声和干扰来确定反馈信息, 则执行以下操作:
根据预设的划分比例, 将信道带宽划分成三个互不重叠的区域; 根据所述下行数据中的辅助确定信息, 计算各区域的信道干扰和噪声 的功率;
对得到的功率分别进行量化, 得到反馈信息, 并反馈给所述基站。
2、根据权利要求 1所述的方法,其特征在于,所述对信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到所述信道的反馈信息步驟具体为: 设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 其中, m表示终端的天线数, n为 基站的天线数; 存在酉矩阵 t/eCmXm和 VeC , i ^S = U∑VH , 式中, ∑=。 ° ,
1 = diag(^ σ2 ... σΓ), 其对角元素 、 σ2、 …、 的排列顺序为: σ,≥σ2≥ .≥σΓ≥0 , r=rank(S);
且, t/ = [Ul u2 ... uj, V = [ Vl v2 ... vj;
根据矩阵∑, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r; 令 i=l,2,〜,k, 取出矩阵∑、 U、 V中符合条件的元素 σ Ui以及 Vi; 按照预设的量化精度, 对 、 以及 Vi进行量化, 得到所述信道的反馈 信息。
3、根据权利要求 1所述的方法,其特征在于,所述对信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到所述信道的反馈信息步驟具体为: 设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 其中, m表示终端的天线数, n为 基站的天线数;
令 Hermitian矩阵 A = H,存在酉矩阵 t/e CmXm , i ^ A = SSH =U∑2UH ,
∑ι 0
式中, ∑2 =
0 0 E^diag^2 σ2 2 ... στ 2), 其对角元素 2、 σ2 2 的排列顺序 为: σ,2≥σ2 2≥...≥στ 2≥0 , r=rank(A);
且, t/ = [Ul u2 ... uj;
才艮据矩阵∑2, 确定当前可用的独立信道数 k, k<r;
令 i=l,2,...,k, 取出矩阵∑2、 U中符合条件的元素 以及 ; 按照预设的量化精度, 对 以及 Ui进行量化, 得到所述信道的反馈信
4、根据权利要求 1所述的方法,其特征在于,所述对信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到所述信道的反馈信息步驟具体为: 设信道系数矩阵为 S, 则 Sec""11, 其中, m表示终端的天线数, n为 基站的天线数;
令 Hermitian矩阵 5 = ^ , 存在酉矩阵 VeC"x", B = SH S =V∑2VH , 式中,
Figure imgf000015_0001
E^ diag^2 σ2 2 ... στ 2 ) , 其对角元素 、 σ2 2 的排列顺序 为: σ,2≥σ2 2≥...≥στ 2≥0 , r=rank(B);
且, V = [ Vl v2 ... vj ;
才艮据矩阵∑2 , 确定当前可用的独立信道数 k, k < r;
令 i=l,2,〜,k, 取出矩阵∑2、 V中符合条件的元素 以及 Vi ;
按照预设的量化精度, 对 以及 Vi进行量化, 得到所述信道的反馈信 息。
5、 根据权利要求 1至 4任一项所述的方法, 其特征在于, 所述终端通 过信道估计计算信道系数。
6、根据权利要求 2所述的方法,其特征在于,当 i取值不同时,所述 、 以及 Vi具有不同的量化精度, 当 i取值相同时, 所述 、 以及 Vi具有相 同的量化 4青度, 其中, i=l,2, ... ,k, k为当前可用的独立信道数。
7、根据权利要求 3所述的方法,其特征在于, 当 i取值不同时,所述 以及 具有不同的量化精度, 当 i取值相同时, 所述 以及 具有相同的 量化精度, 其中, i=l,2,〜,k, k为当前可用的独立信道数。
8、根据权利要求 4所述的方法,其特征在于, 当 i取值不同时,所述 以及 Vi具有不同的量化精度, 当 i取值相同时, 所述 以及 Vi具有相同的 量化精度, 其中, i=l,2,〜,k, k为当前可用的独立信道数。
9、 根据权利要求 2或 6所述的方法, 其特征在于, 所述当前可用的独 立信道数 k为矩阵∑中,大于等于预设的门限£的 的个数,其中, i=l,2, ... ,r。
10、 根据权利要求 3、 4、 7、 8任一项所述的方法, 其特征在于, 所述 当前可用的独立信道数 k为矩阵∑2中,大于等于预设的门限 £的 的个数, 其中, i=l,2, ... ,r。
11、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述三个互不重叠的 区域分别为左边带、 中间带和右边带, 其中, 所述中间带为所述信道带宽 中, 除去所述左边带和右边带后的部分。
12、 一种 MIMO系统中终端生成反馈信息的装置, 其特征在于, 所述 装置包括判断模块, 信道系数反馈模块以及信道噪声和干扰反馈模块, 所述判断模块, 用于在终端收到基站下发的下行数据后, 根据所述下 行数据携带的标识位, 判断当前信道反馈信息是通过信道系数来确定, 还 是通过信道噪声和干扰来确定;
所述信道系数反馈模块, 用于根据所述下行数据中的辅助确定信息, 计算信道系数; 对所述信道系数进行 SVD, 并对分解得到的数据进行量化, 得到所述信道的反馈信息; 将所述反馈信息反馈给所述基站;
所述信道噪声和干扰反馈模块, 用于根据预设的划分比例, 将所述信 道的信道带宽划分成三个互不重叠的区域; 根据所述下行数据中的辅助确 定信息, 计算各区域的信道干扰和噪声的功率; 对得到的功率分别进行量 化, 得到所述信道的反馈信息, 并反馈给所述基站。
13、 根据权利要求 12所述的装置, 其特征在于, 所述信道系数反馈模 块包括信道系数计算子模块、 SVD分解子模块、 量化子模块以及反馈子模 块,
所述信道系数计算子模块, 用于根据所述下行数据中的辅助确定信息, 通过信道估计计算信道系数;
所述 SVD分解子模块, 用于对所述信道系数计算子模块得到的信道系 数进行 SVD;
所述量化子模块, 用于根据预设的量化精度, 对所述 SVD分解子模块 分解得到的数据进行量化, 得到反馈信息;
所述反馈子模块, 用于将所述量化子模块得到的反馈信息, 反馈给基 站。
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