[发明专利]基于空时频域的信息反馈方法和系统、用户设备及基站

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信的信息反馈方法和系统，具体是一种下行多输入多输出(MIMO)系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统、用户设备及基站，用于无线传输技术领域。

背景技术

近年来，无线业务发展极其迅猛，用户数目也成是指数形增加，但无线业务面临的主要挑战依然是无线业务能否提供高速率和高性能的服务，人们期望通过正交频分复用(OFDM)技术和多输入多输出天线(MIMO)技术来提高无线小区的容量，因此无线小区的整体数据吞吐量和边缘数据吞吐量成为衡量无线小区服务质量的重要指标。第三代伙伴计划项目(3GPP)中的IMT2000标准化已经考虑采用MIMO技术，因为MIMO能取得高的数据吞吐量。在第三代移动通信技术中，基站(BS)已经利用用户设备(UE)反馈的信道状态信息(CSI)，通过自适应编码调制技术来改变基站发射机的发送数据速率。目前，在LTE(长期演进)定义的超三代(S3G)蜂窝移动通信系统、IEEE 802.16系统及WiMAX无线局域网系统中，基站使用用户设备的反馈信息来对发射机进行优化设计以提高频谱利用率的思想和方法依然十分流行，因此许多公司提出了基于预编码的MIMO传输方法，即闭环方法，它允许采用信道反馈信息来提高系统的性能。但是，如果每个用户设备反馈的信道信息太多的话(包括MIMO的秩(Rank)、预编码矩阵索引号(Precoding Matrix Index)、信道质量指示(CQI))，全部的反馈信息将是十分庞大的数据，无疑会大大加重上行反馈链路的空中开销，导致上行链路的频谱利用率降低，从而将极大地影响无线小区的服务质量(QoS)，因此，如何在不损伤或极小地损伤闭环MIMO系统性能的基础上减少反馈信息的信息量将是闭环预编码MIMO系统中的一个重要命题。基于码本的信息反馈方法正是在空中反馈开销和闭环MIMO性能之间建立了一种折衷和平衡。通过设计和使用灵活的信息反馈方法正是上述建立折衷和平衡的一种尝试和努力。优越的信息反馈方法能减少反馈信息的空中开销且不损伤或极小地损伤闭环MIMO系统性能，而信道在空域、频域、时域三维空间具有的一些特性能减少信息的反馈量。因此，可以基于信道在空域、频域、时域三维空间的特性并采取一些高效或自适应的反馈方法来取得在反馈信息和系统性能上的增益。

美国摩托罗拉公司于2007年2月12～16日在美国的圣路易斯召开的3GPP TSG RAN1的第48次会议上发表了提案R1-070779，名为“E-UTRA的信道质量指示的反馈方案(CQI Feedback Scheme for E-UTRA)”，该提案提出了几种典型的CQI反馈方案，包括位图反馈方案、最佳CQI数反馈方案、混合反馈方案，该提案主要在时频两维空间上提出了CQI反馈方案，并未考虑信道的空间选择特性和频率选择特性，也未充分利用信道的时间选择特性，因此，仍有进一步减少CQI反馈量的可能。

韩国三星公司于2007年1月15～19日在意大利的索伦托召开的3GPP TSG RAN1的第47次会议上发表了提案R1-070133，名为“UE反馈的频率可变粒子的MIMO系统的性能(MIMO System Performance withVariable Frequency Granularity of UE Feedback)”，此提案提出了MIMO系统的秩(Rank)、层(Layer)、码字(Codeword)之间的映射关系及CQI反馈方法，但该提案并未考虑信道在空域、频域、时域的特性，即未充分利用信道在空时频三维空间上的选择性，因此，同样，存在进一步减少CQI反馈量的可能。因此，有必要寻找一种下行MIMO系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统，充分利用信道在空域、频域、时域分别表现出来的空间选择性、频率选择性、时间选择性等规律来设计高效且简单的信息反馈方法，以减少反馈链路的MIMO系统的秩(Rank)、预编码码本的索引号(即预编码矩阵索引号)(PrecodingMatrix Index)、CQI等信息的空中开销，从而达到提高上行链路的频谱利用率、节省用户设备的功率以及优化无线小区性能的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种下行MIMO系统中基于空时频域三维空间的信息反馈方法和系统，使其充分利用信道在空时频域三维空间的选择特性，在保证无线小区服务质量的基础上减少反馈信息的信息量，且易于实现。