WO2014113992A1

WO2014113992A1 - 信道状态信息的反馈方法、信道状态信息参考信号的传输方法、用户设备以及基站

Info

Publication number: WO2014113992A1
Application number: PCT/CN2013/071030
Authority: WO
Inventors: 张健; 张翼; 王轶; 李宏超; 周华
Original assignee: 富士通株式会社
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-07-31
Also published as: EP2950458A4; JP2016511566A; KR20170040367A; US9379792B2; US20150318909A1; KR20150100909A; EP2950458A1; CN104919717A

Abstract

本发明实施例提供一种信道状态信息的反馈方法、信道状态信息参考信号的传输方法、用户设备以及基站，该反馈方法包括：用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息。通过本发明实施例，可以进一步降低三维MIMO系统中进行信道状态信息反馈的开销，或者信道状态信息参考信号传输的开销。

Description

信道状态信息的反馈方法、信道状态信息参考信号的传输方法、用户设备以及基站技术领域

本发明涉及一种通信领域，特别涉及一种信道状态信息的反馈方法、信道状态信息参考信号的传输方法、用户设备以及基站。背景技术多输入多输出（MIMO， Multiple Input Multiple Output)技术是 LTE-A标准化的重要内容之一，通过利用多根天线，可以实现对波束方向的自适应调整，从而达到提高用户信干噪比或协调干扰的目的。 MIMO 的主要增益源自基站侧对信道状态信息 ( CSI, Channel State Information) 的掌握，信道信息通过用户设备的 CSI反馈获得，而 CSI反馈基于事先定义的码本（codebook)。

随着对数据速率需求的不断增长，未来 MIMO技术将朝着全空间三维波束成形 (Beamforming) /预编码方向发展。三维 MIMO预编码使波束在垂直维度也可调，增加了波束的分辨粒度，能够更加有效地对准用户设备或者规避干扰。

但是，发明人发现在现有方案中，三维 MIMO系统所带来的信道状态信息反馈及参考信号开销增长往往成为其性能提升的瓶颈，如果不对其进行优化设计，三维 MIMO预编码性能将受到很大制约。

应该注意，上面对技术背景的介绍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。发明内容

本发明实施例提供一种信道状态信息的反馈方法、信道状态信息参考信号的传输方法、用户设备以及基站。目的在于对于三维 MIMO系统，进一步降低进行 CSI反馈或者用于信道状态信息反馈的参考信号传输的开销。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种信道状态信息的反馈方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述方法包括：

用户设备分别反馈对应于所述垂直维的信道状态信息、以及对应于所述水平维的信道状态信息。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种信道状态信息的反馈方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述方法包括：基站对所述垂直维和水平维的信息进行独立配置，

接收用户设备根据配置信息而分别反馈的、对应于所述垂直维的信道状态信息以及对应于所述水平维的信道状态信息。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种用户设备，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述用户设备包括：反馈单元，用于分别反馈对应于所述垂直维的信道状态信息、以及对应于所述水平维的信道状态信息。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种基站，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述基站包括：

配置单元，对所述垂直维和水平维的信息进行独立配置，

接收单元，接收用户设备根据配置信息而分别反馈的、对应于所述垂直维的信道状态信息以及对应于所述水平维的信道状态信息。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种信道状态信息参考信号的传输方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述方法包括：

基站使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

用户设备接收基站传输的信道状态信息参考信号，所述信道状态信息参考信号由所述基站使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元来传输。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种基站，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述基站包括：

传输单元，使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种用户设备，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述用户设备包括：

接收单元，接收基站传输的信道状态信息参考信号，所述信道状态信息参考信号由所述基站使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元来传输。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种通信系统，所述通信系统包括如上所述的用户设备，以及如上所述的基站。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种计算机可读程序，其中当在基站中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述基站中执行如上所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在基站中执行如上所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种计算机可读程序，其中当在用户设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述用户设备中执行如上所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在用户设备中执行如上所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

本发明实施例的有益效果在于，用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。

以及，基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输；可以进一步降低进行信道状态信息参考信号传输的开销。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

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。

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

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或缩小。

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。

图 1是本发明实施例的三维 MIMO预编码的一示意图；

图 2是本发明实施例 1的反馈方法的一流程图；

图 3是本发明实施例的二维天线阵列响应的示意图；

图 4是本发明实施例的 PMI反馈的一示意图；

图 5是本发明实施例的双码本的反馈周期的一示意图；

图 6是本发明实施例 2的反馈方法的一流程图；图 7是本发明实施例的双码本的反馈周期的另一示意图；

图 8是本发明实施例的双极化天线阵列的一示意图；

图 9是本发明实施例的双极化天线阵列下的 CSI反馈示例图；

图 10是本发明实施例 3的反馈方法的一流程图；

图 11是本发明实施例 4的反馈方法的一流程图；

图 12是本发明实施例 5的用户设备的一构成示意图；

图 13是本发明实施例 6的基站的一构成示意图；

图 14是本发明实施例 7的传输方法的一流程图；

图 15是本发明实施例 7的 CSI-RS传输的一实例示意图；

图 16是本发明实施例 8的传输方法的一流程图；

图 17是本发明实施例 8的传输方法的另一流程图；

图 18是本发明实施例 9的基站的一构成示意图；

图 19是本发明实施例 10的用户设备的一构成示意图；

图 20是本发明实施例 10的用户设备的另一构成示意图；

图 21是本发明实施例 11的通信系统的一构成示意图。具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

随着对数据速率需求的不断增长，未来 MIMO技术将朝着全空间三维波束成形 / 预编码方向发展。而 Rel.8 MIMO以及后续 Rel.l0、 Rel.11版本对 MIMO的增强，例如 8端口 MIMO双码本，均只能在水平维度进行波束成形。

相比于均匀线阵，三维 MIMO预编码通常需要使用二维天线阵列。图 1是三维

MIMO预编码的一示意图，如图 1所示，矩形平面阵可以置于 xoz平面，由于存在垂直方向排列的阵元，能够使主瓣指向三维空间中某一方向。

二维码本主要基于线阵设计优化，对于三维 MIMO预编码，其码本结构需要匹配二维天线阵列特征。由于平面阵列响应可以由一个水平维线阵响应和一个垂直维线阵响应唯一确定，一种码本设计可以从匹配天线阵列响应角度出发，使用两个离散傅里叶变换（DFT， Discrete Fourier Transform) 向量分别对水平维和垂直维线阵响应进行量化。

用户设备反馈这两个 DFT 向量在码本中的序号，即同时反馈水平维和垂直维的预编码矩阵指示（PMI， Precoding Matrix Index) 信息，则基站可以基于反馈的两个 DFT向量生成整个平面天线阵列的预编码矩阵。相比于传统 MIMO预编码仅反馈一个维度的 PMI情形，这种包含两个维度 PMI的 CSI反馈增加了反馈开销。以下将对如何降低 CSI反馈或传输开销进行详细说明。实施例 1

本发明实施例提供一种信道状态信息的反馈方法，应用于使用二维天线阵列的

MIMO系统中，其中该二维天线阵列包括垂直维和水平维。本实施例从用户设备侧对该方法进行说明。

图 2是本发明实施例的反馈方法的一流程图，如图 2所示，该方法包括：步骤 201，用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息。

在本实施例中，可以对垂直维和水平维的相关反馈参数独立地进行配置，例如可以配置不同的 CSI反馈周期或者反馈偏置。至于 CSI的反馈周期以及反馈偏置的具体内容可以参考现有技术。

在具体实施时，垂直维的 CSI反馈周期可以不同于水平维的 CSI反馈周期。例如，垂直维的 CSI反馈周期大于水平维的 CSI反馈周期。如果阵列垂直维响应相对于水平维响应变化较慢，用户设备可以以更长的反馈周期来对垂直维响应进行反馈，而不必在每次反馈中均包含两个 CSI信息（例如 PMI指示）。本发明不限于此，例如还可以在一定的场景下，垂直维的 CSI反馈周期小于水平维的 CSI反馈周期，可以根据实际情况确定具体的实施方式。

在具体实施时，垂直维的 CSI反馈偏置可以不同于水平维的 CSI反馈偏置。例如，垂直维的 CSI反馈偏置可以小于水平维的 CSI反馈偏置，可以根据实际情况确定具体的实施方式。

图 3是本发明实施例的二维天线阵列响应的示意图。如图 3所示，其中水平面为 xoy平面，垂直方向沿 z轴方向，天线阵列位于 xoz平面，水平方向排列 N个阵元，阵元间距为 Δ ，垂直方向排列 Μ个阵元，阵元间距为 Δζ。因此，阵元的位置矢量可以表示为 =("^,0, )_; 其中， " = 0,l,...,N-l,w = 0,l,...,M-l。矢量 k主要用于表征平面波传播方向，与 z轴夹角为^ 其水平面投影与 X轴夹角为 ^，在笛卡尔坐

_^ 2π 一

标系中将其表不为 k =一 (sin Θ cos φ, sin Θ sin φ, cos θ)，表不波长。对于某一阵元，其天

2 ATT _ - 定义/ ?= A sin >cos ,v = Azcos >，阵元响应表达式可以简化为：

λ λ

e r) _{= e}J(nk_→。整个天线阵列的响应可以写为下面矩阵形式： -l _e ^M-i _ei -i)h ~

e _eA^M-^l)^v _ejh _ej -l . . e^j2v e^j2ve^jh e^j2ve^j2h . (1)

e^jv e^jve^jh e^jve^j2h .

jh • . _eJ -l)h

1

理想的矩形阵列响应具有如下特点：任意两个行向量仅相差一个常系数，因而所有行向量具有相同的方向；同样地，所有列向量也具有相同的方向。因此仅需获得一行一列各自的向量信息，便可恢复出全部阵列响应，进而得到与信道匹配的预编码矩阵。

由于二维阵列阵元数目较多，加之阵列尺寸的限制，通常会得到小间距的天线阵元排列，因此对于水平维或垂直维阵元响应，可以仿照 8 天线码本设计原则，使用 DFT向量对其进行量化，相应地用户反馈水平维和垂直维的 PMI信息。

在本实施例中，该方法还可以包括：独立配置垂直维 DFT 向量的空域过采样倍数以及水平维 DFT 向量的空域过采样倍数。例如，垂直维的过采样倍数小于或等于水平维的过采样倍数。

在具体实施时，假设对阵列水平维（行方向阵元）采用长度为的 1^了向量，对阵列垂直维（列方向阵元）采用长度为的 DFT向量。这里 DFT长度与该方向阵元数目的比值决定了空域过采样的倍数。例如 8天线情形，对同极化方向的 4根天线，使用了长度为 32的 DFT向量，即 8倍过采样，过采样可以进一步增加空域的分辨粒度。

由于用户设备在水平方向和垂直方向可以具有不同的分布特性，可以考虑对垂直维和水平维使用不同的过采样倍数，例如将垂直维过采样倍数配置为小于等于水平维的过采样倍数。

在本实施例中，该方法还可以包括：垂直维 DFT向量的数目小于 DFT的长度。在具体实施时，通常会令所使用的 DFT向量数目等于 DFT长度，从而获得对空域的全向覆盖。这对于水平维实现无缝覆盖非常必要，然而对于垂直维，考虑到用户设备实际分布情况，有可能不需要对垂直维也进行全向覆盖，因此可以考虑减少可用的 DFT向量数目，使其小于 DFT长度。

由表达式（1 ) 可以看到，对阵列垂直维阵元响应的量化，其实质是在量化相邻阵元的相位差 v = ^Az _C0S ^，其中 S的变化导致了相位 V的变化。同理可由（1 ) 式 λ

得到，对阵列水平维阵元响应的量化实际上是在量化相位差 /? = ^A sin ^ _C0S ，其 λ

中/ Η衣赖于 ^和。在本实施例中，由于用户设备移动通常发生在水平方向，因此其与 z轴夹角 S的变化速度慢于水平方位角 φ的变化速度，相应地相位 V的变化要慢于相位 Α的变化。基于垂直方向阵元响应不如水平方向阵元响应变化剧烈这一结果，可以在 CSI反馈中为垂直维 PMI ( W^v ) 反馈配置比水平维 PMI ( W" ) 反馈更长的反馈周期。

图 4是本发明实施例的 PMI反馈示意图，其中图中省略了秩指示 ( RI， Rank Index ) /信道质量指示（CQI， Channel Quality Indicator) 成分，只示出 PMI成分。

如图 4所示，对于 PMI反馈，其所占用的子帧由偏置和周期两个参数共同确定，对于垂直维和水平维 PMI，其各自的偏置和周期可以独立配置。值得注意的是，图 4 仅对本发明进行了示意性说明，但本发明不限于此。

由上述实施例可知，用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。实施例 2

在实施例 1的基础上，本实施例对双码本的情况进行详细说明，与实施例 1相同的内容不再赘述。

目前标准中支持天线端口数为 2、 4、 8的 MIMO下行传输，使用天线阵列主要为均匀线阵。以 8天线端口 MIMO系统为例，其码本的主要优化场景为小间距交叉极化线阵，对于相同极化方向使用 DFT 向量进行量化，并且采用了双码本结构。以秩 1传输为例，其双码本¹^,¹^可以通过下述公。

(15)

λ¥_{ι £} ς

其中， B为 4行 32列的截短的 DFT矩阵，每一列形成一个波束。 X^W是集合 ίχ⁽⁰⁾ ,χ⁽¹⁾, (15)1 中的元素，该集合用于将 32 个波束分为 16 组：形 y ' '

如, {b₂,b₃,b₄,b₅} ,〜，

b^b l bj，相邻组具有重叠的波束。 \^用于确定一个小范围的波束集合 X^W，供粗粒度的波束选择； W₂用于在已选波束集合范围内更加精细地选取波束。最终用于秩 1传输的预编码向量为

{1, -1,7, -7}

上式中分块矩阵上半部表征同一极化方向，下半部表征另一极化方向。 p对不同极化天线间的相位关系进行调整。 ₂相乘实际上在对 X^W进行列选择，即在已获得的若干波束范围内进一步细选波束。上式操作的物理意义可以概括为：将不同极化方向内产生的波束均调整至对准用户方向，然后通过相位调整以获得不同极化方向间的同相合并。

双码本的设计实际上综合考虑了 CSI反馈的影响。上述双码本结构中， λ 通常表征信道长期 /宽带特性，、¥₂表征短期 /子带特性，根据 W_PW₂这一特性，在周期性 CSI反馈中，通常为 λ 配置比 W₂更长的反馈周期。例如目前标准中，对于 CSI反馈模式 1-1中的子模式 1， W₂反馈周期为 Λ^，反馈周期为的倍；对于 CSI 反馈模式 2-1中的 PTI=0情况， W₂反馈周期为 N_p ，反馈周期为 N_p 的 H '倍。

图 5是双码本的反馈周期的一示意图，示出对 W_PW₂的反馈周期。如图 5所示，的反馈周期可以大于 W₂的反馈周期。

在本实施例中，在使用二维天线阵列的 MIMO系统中，可以采用包括第一码本和第二码本的双码本，用户设备可以根据双码本进行 CSI反馈。

图 6是本发明实施例的反馈方法的一流程图，如图 6所示，该方法包括：步骤 601，用户设备分别反馈对应于第一码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息，以及分别反馈对应于第二码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息。

在本实施例中， 8天线 MIMO在反馈所选择的 DFT向量时可以采用双码本结构。在 3D MIMO预编码中，对于垂直维和水平维的 PMI反馈也可以使用双码本。结合双码本的长期 /短期 PMI反馈，垂直维响应的慢变特性可以被利用在节省反馈开销和保证预编码性能之间实现更好的折中。

下面以秩 1为例，对双码本的构成进行阐述。假设供垂直维使用的 DFT向量数目为 N_v，将 DFT向量集合表示为 β_ν = [ b; ... b_N ^v _v_, ] , 同理水平维使用的 DFT 集合表示为^ = [W

... J。将 β_ν中向量划分为个可重叠的子集，则垂直维长期预编码矩阵 χ;, ... Χ^ν— ^，其中各个包含相同数目个1¾^ 向量， DFT向量取自集合，不同子集 X；可包含共同的 DFT向量，、\^为^^ 维矩阵。

同理，水平维长期预编码矩阵 W^ ^X^ X? , ... ，为 Nx E Ii矩阵。对于秩 1情形，垂直维短期预编码矩阵 W₂ ^v e { ^,S₂,^,^」，其中 ^为 ><1维列向量，除第 i 个元素为 1 夕卜，其他元素均为 0。同理，水平维短期预编码矩阵 W' e j e^e^^ ^^ } , E_A x l维列向量。

反馈的垂直维双码本唯一决定垂直维的 DFT 向量，记为 r W^W 同理水平维 DFT向量记为 f^A = W^。已知 , 1^条件下，可以再生出矩形阵列完整的 PMI矩阵 Λν

，其中生成函数形如 g (a,b) = [a a ... a]_{Mx v} Θ [b; b; ... b]_MxW，两个分块矩阵之间乘积为哈达玛积。

双码本结构下，用户需反馈垂直维和水平维各自的 W_P W₂信息，无论对于 \^还是 W₂反馈，均可以为垂直维和水平维独立配置 PMI反馈偏置和周期。

在一个实施方式中，对于第一码本，垂直维的 CSI反馈周期可以与水平维的 CSI 反馈周期不同；对于第二码本，垂直维的 CSI反馈周期可以与水平维的 CSI反馈周期相同。

在具体实施时，对于第一码本，垂直维的 CSI 反馈周期可以大于水平维的 CSI 反馈周期。并且，垂直维的 CSI反馈偏置可以不同于水平维的 CSI反馈偏置。

图 7是本发明实施例的双码本的反馈周期的一示意图。如图 7所示，对于 \^反馈，垂直维使用比水平维更长的反馈周期，并且垂直维与水平维的反馈偏置不同；对于>¥₂反馈，垂直维可以使用与水平维相同的反馈周期及偏置。

由于垂直维特性变化缓慢，即使发生变化，通常也不会立即脱离长期特性范围，因此可以维持较长时间不变，而反馈的 W₂ ^V仍可以在内进行细选调整，因此能够在节省反馈开销基础上最大限度保证性能。

在另一个实施方式中，对于第一码本，垂直维的 CSI 反馈周期可以与水平维的 CSI反馈周期不同；对于第二码本，垂直维的 CSI反馈周期也可以与水平维的 CSI反馈周期不同。节省反馈开销的配置是在 w₂反馈中也为垂直维配置更长的反馈周期。

值得注意的是，以上实施方式仅进行了示意性说明，但本发明不限于此，可以根据实际情况确定具体的实施方式。

在本实施例中，二维天线阵列可以配置双极化天线，该方法还可以包括：用户设备反馈包含极化方向之间相位调整的信息。

图 8是本发明实施例的双极化天线阵列的一示意图。对于矩形阵列配置双极化天线情形，如图 8所示，仍按照 M行 N列方式排列，但阵元总数由原来同向极化情形下的增加至 2M . N。

图 9是本发明实施例的双极化天线阵列下的 CSI反馈示例图，反馈中额外包含了极化方向之间的相位调整信息 p。对于垂直维，通过对所有极化天线进行信道测量估计，反馈共同的 w 为 >< 维矩阵；反馈共同的 W₂ ^V，为 >< 1维向量。对于水平维，基于不同极化天线上的测量，反馈共同的为 Nx E 矩阵；反馈共同的 W₂ ^A，为 ^ 1维向量。

反馈的 p用于不同极化方向间相位对准，可选值例如。基站获得反馈的双码本信息后，按照^—^ ^ ^^ ^^获得垂直极化（或 +45 ° 极化）天线上的完整预编码矩阵，水平极化（或 -45 ° 极化）天线上的预编码矩阵使用、 ^(λ^λ^, λ^λ^ ) · ^计算获得。

由上述实施例可知，用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。实施例 3

本发明实施例提供一种信道状态信息的反馈方法，应用于使用二维天线阵列的 ΜΙΜΟ系统中，其中该二维天线阵列包括垂直维和水平维。本实施例从基站侧对该方法进行说明，与实施例 1相同的内容不再赘述。

图 10是本发明实施例的反馈方法的一流程图，如图 10所示，该方法包括：步骤 1001，基站对垂直维和水平维的信息进行独立配置，

在具体实施时，该信息可以包括信道状态信息的反馈周期及反馈偏置，但本发明不限于此，可以根据实际情况确定具体的信息。

步骤 1002，基站接收用户设备根据配置信息而分别反馈的、对应于垂直维的信道状态信息以及对应于水平维的信道状态信息。

在一个实施方式中，垂直维的 CSI反馈周期可以不同于水平维的 CSI反馈周期。例如，垂直维的 CSI反馈周期可以大于水平维的 CSI反馈周期。

在另一个实施方式中，垂直维的 CSI反馈偏置可以不同于水平维的 CSI反馈偏置。例如，垂直维的 ΡΜΙ反馈偏置可以不同于水平维的 ΡΜΙ反馈偏置。

在另一个实施方式中，基站和用户设备采用的码本中，用于量化垂直维的 DFT 向量的空域过采样倍数可以小于或等于水平维的过采样倍数。

在另一个实施方式中，基站和用户设备采用的码本中，用于量化垂直维的 DFT 向量的数目可以小于 DFT的长度。

由上述实施例可知，基站对垂直维和水平维信道状态信息的反馈周期及反馈偏置进行独立配置，使得用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。实施例 4

在实施例 3的基础上，本实施例对双码本的情况进行详细说明，与实施例 3相同的内容不再赘述。

图 11是本发明实施例的反馈方法的一流程图，如图 11所示，该方法包括：步骤 1101，基站独立配置对应于第一码本的垂直维信息和水平维信息，以及对应于第二码本的垂直维信息和水平维信息；

其中，该信息可以包括信道状态信息的反馈周期及反馈偏置，但本发明不限于此。步骤 1102，基站接收用户设备根据配置信息而分别反馈的对应于第一码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息，以及分别反馈的对应于第二码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息。

在一个实施方式中，对于第一码本，垂直维的 CSI反馈周期与水平维的 CSI反馈周期不同。或者，对于第二码本，垂直维的 CSI反馈周期与水平维的 CSI反馈周期不同。

例如，对于第一码本，垂直维的 CSI反馈周期大于水平维的 CSI反馈周期。或者，对于第二码本，垂直维的 CSI反馈周期大于水平维的 CSI反馈周期。

在另一个实施方式中，对于第一码本，垂直维的 CSI 反馈偏置不同于水平维的 CSI反馈偏置。或者，对于第二码本，垂直维的 CSI反馈偏置不同于水平维的 CSI反馈偏置。

在另一个实施方式中，二维天线阵列可以配置双极化天线，所述方法还可以包括：基站接收用户设备反馈的、包含极化方向之间相位调整的信息。

由上述实施例可知，基站对垂直维和水平维信道状态信息的反馈周期及反馈偏置进行独立配置，使得用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。实施例 5

本发明实施例提供一种用户设备，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，该二维天线阵列包括垂直维和水平维。本实施例对应于实施例 1或 2的反馈方法，与实施例 1或 2相同的内容不再赘述。

图 12是本发明实施例的用户设备的一构成示意图。如图 12所示，用户设备 1200 包括：反馈单元 1201。用户设备 1200的其他部分可以参考现有技术。

其中，反馈单元 1201用于分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息。

在本实施例中，用户设备 1200可以采用单码本进行反馈，也可以采用双码本进行反馈。

在一个实施方式中，用户设备可以采用包括第一码本和第二码本的双码本进行反馈。并且，反馈单元 1201分别反馈对应于第一码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息，以及分别反馈对应于第二码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息。

由上述实施例可知，用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。实施例 6

本发明实施例提供一种基站，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，该二维天线阵列包括垂直维和水平维。本实施例对应于实施例 3或 4的反馈方法，与实施例 3或 4相同的内容不再赘述。

图 13是本发明实施例的基站的一构成示意图。如图 13所示，基站 1300包括：配置单元 1301和接收单元 1302。基站 1300的其他部分可以参考现有技术。

其中，配置单元 1301用于对垂直维和水平维的信息（例如，信道状态信息的反馈周期及反馈偏置）进行独立配置；接收单元 1302接收用户设备根据配置信息而分别反馈的、对应于垂直维的信道状态信息以及对应于水平维的信道状态信息。

在本实施例中，用户设备可以采用单码本进行反馈，也可以采用双码本进行反馈。在一个实施方式中，用户设备可以采用包括第一码本和第二码本的双码本进行反馈。并且，配置单元 1302独立配置对应于第一码本的垂直维信息和水平维信息，以及对应于第二码本的垂直维信息和水平维信息（例如，该信息可以包括信道状态信息的反馈周期及反馈偏置）。接收单元 1302接收用户设备根据配置信息而分别反馈的对应于第一码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息，以及分别反馈的对应于第二码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息。

由上述实施例可知，基站对垂直维和水平维信道状态信息的反馈周期及反馈偏置进行独立配置，使得用户设备分别反馈对应于垂直维的信道状态信息、以及对应于水平维的信道状态信息；可以进一步降低进行信道状态信息反馈的开销。实施例 7

本发明实施例提供一种信道状态信息参考信号的传输方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中。本发明从基站侧对该传输方法进行说明。

图 14是本发明实施例的传输方法的一流程图。如图 14所示，该方法包括：步骤 1401，基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

在本实施例中，参考实施例 1 中的内容。由式（1 ) 的矩阵形式可知，理想的矩形阵列响应具有如下特点：任意两个行向量仅相差一个常系数，因而所有行向量具有相同的方向；同样地，所有列向量也具有相同的方向。因此仅需获得一行一列各自的向量信息，便可恢复出全部阵列响应，进而得到与信道匹配的预编码矩阵。由于完整的矩形阵列响应可由任一垂直维阵元响应和任一水平维阵元响应唯一确定，可以应用这一特性降低 CSI-RS开销。

在一个实施方式中，在时域上，基站可以在一个子帧内使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。在具体实施时，基站还可以在另一个子帧内使用二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

图 15是本发明实施例的 CSI-RS的传输示意图。如图 15所示，在一个子帧内，可以仅一行一列天线进行 CSI-RS传输，从而降低了 CSI-RS开销。理想情况下，用户设备可以基于该 CSI-RS图案估计并反馈垂直维和水平维的 PMI。

在具体实施时，可以将一行一列的 CSI-RS传输在时域上分布至不同子帧。为提高 CSI-RS估计的准确性，在发送 CSI-RS时，基站可以在子帧间进行如图 15示例的图案变换，例如在子帧 j中使用另外一行一列阵元进行 CSI-RS传输，以提供天线选择性增益。此外，用户设备也可以使用多个子帧的 CSI-RS联合进行 PMI选择，从而提高 PMI选择的准确性。

在另一个实施方式中，在频域上，基站可以在一组物理资源块对（PRB pair) 内使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。在具体实施时，基站还可以在另一组物理资源块对内使用二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

在具体实施时，同样地可以将一行一列的 CSI-RS传输在频域上分布至不同的物理资源块对。由于每个物理资源块对中只传输一行一列的 CSI-RS, 同样可以达到降低 CSI-RS开销的目的。

由上述实施例可知，基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输；可以进一步降低进行信道状态信息传输的开销。实施例 8

本发明实施例提供一种信道状态信息参考信号的传输方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中。本发明从用户设备侧对该传输方法进行说明，与实施例 7相同的内容不再赘述。

图 16是本发明实施例的传输方法的一流程图。如图 16所示，该方法包括：步骤 1601，用户设备接收基站传输的信道状态信息参考信号，该信道状态信息参考信号由基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元来传输。

在具体实施时，可以在时域上进行传输，也可以在频域上进行传输。可以将一行一列的 CSI-RS传输在时域上分布至不同子帧；也可以将一行一列的 CSI-RS传输在频域上分布至不同的物理资源块对。

图 17是本发明实施例的传输方法的另一流程图。如图 17所示，该方法包括：步骤 1701，用户设备接收基站传输的信道状态信息参考信号，该信道状态信息参考信号由基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元来传输；步骤 1702，用户设备使用多个子帧内或者多个物理资源块对内的信道状态信息参考信号，联合进行预编码矩阵指示信息的选择。

由上述实施例可知，用户设备接收基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行传输的信道状态信息参考信号；可以进一步降低进行信道状态信息参考信号传输的开销。实施例 9

本发明实施例提供一种基站，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中。本实施例对应于实施例 7的传输方法，与实施例 7相同的内容不再赘述。

图 18是本发明实施例的基站的一构成示意图。如图 18所示，基站 1800包括：传输单元 1801。基站 1800的其他部分可以参考现有技术。

其中，传输单元 1801用于使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

在一个实施方式中，在时域上，传输单元 1801在一个子帧内使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

在具体实施时，传输单元 1801还可以在另一个子帧内使用二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

在另一个实施方式中，在频域上，传输单元 1801在一组物理资源块对内使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

在具体实施时，传输单元 1801还可以在另一组物理资源块对内使用二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行 CSI-RS的传输。

由上述实施例可知，基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输；可以进一步降低进行信道状态信息参考信号传输的开销。实施例 10

本发明实施例提供一种用户设备，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中。本实施例对应于实施例 8的传输方法，与实施例 8相同的内容不再赘述。

图 19是本发明实施例的用户设备的一构成示意图。如图 19所示，用户设备 1900 包括：接收单元 1901。用户设备 1900的其他部分可以参考现有技术。

其中，接收单元 1901用于接收基站传输的 CSI-RS, 该 CSI-RS由基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元来传输。

图 20是本发明实施例的用户设备的另一构成示意图。如图 20所示，用户设备 2000包括：接收单元 1901，如上所述。

如图 20所示，用户设备 2000还可以包括：选择单元 2002，使用多个子帧内或者多个物理资源块对内的 CSI-RS, 联合进行 PMI信息的选择。

由上述实施例可知，用户设备接收基站使用二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行传输的信道状态信息参考信号；可以进一步降低进行信道状态信息参考信号传输的开销。实施例 11

本发明实施例提供一种通信系统，该通信系统是使用二维天线阵列的 MIMO系统。

图 21 是本发明实施例的通信系统的一构成示意图，如图 21 所示，该通信系统 2100包括：基站 2101和用户设备 2102。

在一个实施方式中，基站 2101可如实施例 6所述，用户设备 2102可如实施例 5 所述。在另一个实施方式中，基站 2101可如实施例 9所述，用户设备 2102可如实施例 10所述。

对于通信系统 2100的其他内容，可以参考实施例 1至 10。值得注意的是，图 21 仅示意性地示出了该通信系统的构成，但本发明不限于此，可以根据实际情况确定具体的实施方式。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在基站中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述基站中执行如上面实施例 3或 4所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上面实施例 7所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在基站中执行如上面实施例 3或 4所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上面实施例 7所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在用户设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述用户设备中执行如上面实施例 1或 2所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上面实施例 8 所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在用户设备中执行如上面实施例 1或 2所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如上面实施例 8所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、 DVD、 flash存储器等。

针对附图中描述的功能方框中的一个或多个和 /或功能方框的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器（DSP)、专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA) 或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对附图描述的功能方框中的一个或多个和 /或功能方框的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如， DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与 DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims

权利要求书

1、一种信道状态信息的反馈方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述方法包括：

2、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述垂直维的信道状态信息的反馈周期不同于所述水平维的信道状态信息的反馈周期。

3、根据权利要求 2所述的方法，其中，所述垂直维的信道状态信息的反馈周期大于所述水平维的信道状态信息的反馈周期。

4、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述垂直维的信道状态信息的反馈偏置不同于所述水平维的信道状态信息的反馈偏置。

5、根据权利要求 1所述的方法，其中，码本中用于量化垂直维的离散傅里叶变换向量的空域过采样倍数小于或等于水平维的过采样倍数。

6、根据权利要求 1所述的方法，其中，码本中用于量化垂直维的离散傅里叶变换向量的数目小于所述离散傅里叶变换向量的长度。

7、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述用户设备采用包括第一码本和第二码本的双码本进行反馈；

并且，所述用户设备分别反馈对应于所述第一码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息，以及分别反馈对应于所述第二码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息。

8、根据权利要求 7所述的方法，其中，对于所述第一码本或者所述第二码本，垂直维的信道状态信息的反馈周期与水平维的信道状态信息的反馈周期不同。

9、根据权利要求 8所述的方法，其中，对于所述第一码本或者所述第二码本，垂直维的信道状态信息的反馈周期大于水平维的信道状态信息的反馈周期。

10、根据权利要求 7或 8所述的方法，其中，对于所述第一码本或者所述第二码本，垂直维的信道状态信息的反馈偏置不同于水平维的信道状态信息的反馈偏置。

11、根据权利要求 7所述的方法，其中，所述二维天线阵列配置双极化天线，所述方法还包括：

所述用户设备反馈包含极化方向之间相位调整的信息。

12、一种信道状态信息的反馈方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述方法包括：

基站对所述垂直维和水平维的信息进行独立配置；

13、根据权利要求 12所述的方法，其中，所述垂直维的信道状态信息的反馈周期不同于所述水平维的信道状态信息的反馈周期。

14、根据权利要求 13所述的方法，其中，所述垂直维的信道状态信息的反馈周期大于所述水平维的信道状态信息的反馈周期。

15、根据权利要求 12所述的方法，其中，所述垂直维的信道状态信息的反馈偏置不同于所述水平维的信道状态信息的反馈偏置。

16、根据权利要求 12所述的方法，其中，码本中用于量化垂直维的离散傅里叶变换向量的空域过采样倍数小于或等于水平维的过采样倍数。

17、根据权利要求 12所述的方法，其中，码本中用于量化垂直维的离散傅里叶变换向量的数目小于所述离散傅里叶变换向量的长度。

18、根据权利要求 14所述的方法，其中，所述用户设备采用包括第一码本和第二码本的双码本进行反馈；

并且，所述基站独立配置对应于所述第一码本的垂直维信息和水平维信息，以及对应于所述第二码本的垂直维信息和水平维信息。

19、根据权利要求 18所述的方法，其中，对于所述第一码本或者所述第二码本，垂直维的信道状态信息的反馈周期与水平维的信道状态信息的反馈周期不同。

20、根据权利要求 19所述的方法，其中，对于所述第一码本或者所述第二码本，垂直维的信道状态信息的反馈周期大于水平维的信道状态信息的反馈周期。

21、根据权利要求 18或 19所述的方法，其中，对于所述第一码本或者所述第二码本，垂直维的信道状态信息的反馈偏置不同于水平维的信道状态信息的反馈偏置。

22、根据权利要求 18所述的方法，其中，所述二维天线阵列配置双极化天线，所述方法还包括：

所述基站接收所述用户设备反馈的、包含极化方向之间相位调整的信息。

23、一种用户设备，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述用户设备包括：

反馈单元，用于分别反馈对应于所述垂直维的信道状态信息、以及对应于所述水平维的信道状态信息。

24、根据权利要求 23所述的用户设备，其中，所述用户设备采用包括第一码本和第二码本的双码本进行反馈；

并且，所述反馈单元分别反馈对应于所述第一码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息，以及分别反馈对应于所述第二码本的垂直维的信道状态信息和水平维的信道状态信息。

25、一种基站，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述二维天线阵列包括垂直维和水平维；所述基站包括：

配置单元，对所述垂直维和水平维的信息进行独立配置；接收单元，接收用户设备根据配置信息而分别反馈的、对应于所述垂直维的信道状态信息以及对应于所述水平维的信道状态信息。

26、根据权利要求 25所述的基站，其中，所述用户设备采用包括第一码本和第二码本的双码本进行反馈；

并且，所述配置单元独立配置对应于所述第一码本的垂直维信息和水平维信息，以及对应于所述第二码本的垂直维信息和水平维信息。

27、一种信道状态信息参考信号的传输方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述方法包括：

28、根据权利要求 27所述的方法，其中，在时域上，所述基站在一个子帧内使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

29、根据权利要求 28所述的方法，其中，所述基站在另一个子帧内使用所述二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

30、根据权利要求 27所述的方法，其中，在频域上，所述基站在一组物理资源块对内使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

31、根据权利要求 30所述的方法，其中，所述基站在另一组物理资源块对内使用所述二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

32、一种信道状态信息参考信号的传输方法，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述方法包括：

33、根据权利要求 32所述的方法，其中，所述方法还包括：

所述用户设备使用多个子帧内或者多组物理资源块对内的信道状态信息参考信号，联合进行预编码矩阵指示信息的选择。

34、一种基站，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述基站包括: 传输单元，使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

35、根据权利要求 34所述的基站，其中，在时域上，所述传输单元在一个子帧内使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

36、根据权利要求 35所述的基站，其中，所述传输单元在另一个子帧内使用所述二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

37、根据权利要求 34所述的基站，其中，在频域上，所述传输单元在一组物理资源块对内使用所述二维天线阵列中的任一行天线阵元以及任一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

38、根据权利要求 37所述的基站，其中，所述传输单元在另一组物理资源块对内使用所述二维天线阵列中的另一行天线阵元以及另一列天线阵元进行信道状态信息参考信号的传输。

39、一种用户设备，应用于使用二维天线阵列的多输入多输出系统中，所述用户设备包括：

40、根据权利要求 39所述的用户设备，其中，所述用户设备还包括：选择单元，使用多个子帧内或者多个物理资源块对内的信道状态信息参考信号，联合进行预编码矩阵指示信息的选择。

41、一种通信系统，所述通信系统包括如权利要求 23或 24所述的用户设备以及如权利要求 25或 26所述的基站；

或者，所述通信系统包括如权利要求 34至 38任一项所述的基站、以及如权利要求 39或 40所述的用户设备。

42、一种计算机可读程序，其中当在基站中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述基站中执行如权利要求 12至 22中任一项所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如权利要求 27至 31中任一项所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

43、一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在基站中执行如权利要求 12至 22中任一项所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如权利要求 27至 31中任一项所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

44、一种计算机可读程序，其中当在用户设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述用户设备中执行如权利要求 1至 11中任一项所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如权利要求 32或 33所述的信道状态信息参考信号的传输方法。

45、一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在用户设备中执行如权利要求 1至 11中任一项所述的信道状态信息的反馈方法，或者执行如权利要求 32或 33所述的信道状态信息参考信号的传输方法。