[发明专利]针对闭环协作多点传输波束赋形的一种高效反馈方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及闭环协作多点传输。 

背景技术

协作多点传输(CoMP：Coordinated Multiple Point)是在蜂窝无线通信系统中，通过基站内不同射频接入点(RRU)协作、基站和其所属Relay协作和基站间协作等多种多点协作方式，减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加有效覆盖的技术措施。 

多用户闭环CoMP的实现需要在信号发射端获得全部或部分信道状态信息。这些信息的获取方式和类型主要有三种：1)显示信道状态/统计信息的反馈，2隐式信道状态/统计信息的反馈，3)在TDD中基站端利用信道互异性估计信道状态/统计信息。 

此外，为了获得更好的系统容量增益，多用闭环CoMP还需要在用户群中选择用户组利用同一时频资源块上进行通信。实验证明，每次只选择两个用户构成用户组就已经可以获得很好的性能提升，同时系统复杂度较低，在这种情况下用户组的选择又称为用户配对。 

在闭环方式下，CoMP中的协作波束赋形(CB)是一种抑制干扰提升系统性能的有效方法。在基于预编码矩阵索引(PMI)和信道质量信息(CQI)反馈的CB方法中，基站可以通过最小化波束距离(MBD)的方法来进行用户配对。但是，这种方式具有较低的调度灵活性和较差的性能。如果用户在反馈本小区PMI之外，再反馈干扰最强的邻小区中对自身信号干扰较小的若干个预编码矩阵的索引(即最佳伴随预编码矩阵索引(BCI))的集合和相应的信道质量信息增量，可以很好地改善调度灵活性和系统性能。如图1所示，这种方法称为最佳伴随预编码索引(BCI)反馈方法。 

在BCI反馈方式中，用户可以通过信道估计得到本小区的最优PMI和干扰小区的伴随PMI(CI)，还可以得到本小区采用PMI选定预编码矩阵而邻小区采用某一个CIi选定预编码矩阵时的信道质量指示CQIi，将得到的所有CI按相应的CQI按从大到小排列可以的到如图2的列表(以可选预编码矩阵数为16为例，可扩展到任意数量)，表中当i＜j时CQIi＞CQIj。为了减少反馈量，采用ΔCQIi代替CQIi，其中ΔCQIi满足CQIi＝CQI-ΔCQIi。在BCI反馈方法中，图2列表顶端的N行被反馈到基站。当且仅当用户m的CIi等于用户n的PMI，同时用户n的CIj等于用户m的PMI(其中i，j＜N)时，基站才能计算用户m，n配对时得到CQI。遍历用户群的所有可能的配对组合，就可以选择能得到最优CQI的用户进行配对并采用相应的预编码矩阵进行预编码。如果根据BCI方法没有找到可能的配对组合(称为配对失败)，则需要回退到性能较差的MBD方法进行配对。事实上，当N很小的时候，BCI反馈配对成功的概率很低，而当N增大时，反馈量也会随之增加。 

但是，采用很小的BCI反馈集合，成功配对的概率较低，在配对不成功时只能采用性能较差的MBD 方法配对。而随着BCI反馈集合的增大，反馈代价也随之急剧增大。 

发明内容

本专利提出了一种基于伴随编码矩阵排列索引(PI)和采样CQI(SC)的反馈方式(PISC)，与传统方法相比，在具有相同反馈量的条件下，这种方法可以使用户获得较大的系统性能提升。 

经研究我们发现，当i增大时，CQIi并没有发生很大的改变，并且配对的失败(影响性能的很大原因)主要是由于CI的反馈量太小。本专利基于排列索引和采样ΔCQI的联合反馈方式的原理就是分配更多的反馈量用于传输CI而分配更少的反馈量用于传输CQI信息。 

具体方法如下： 

(1)用户通过信道估计得到本小区的最优PMI和相应的信道指示信息CQI值；还可以得到当干扰小区采用某一伴随PMI(Companion PMI，CI)选定预编码矩阵，而本小区采用PMI选定预编码矩阵时的信道质量指示信息。设CQIi是本小区采用PMI选定预编码矩阵而邻小区采用某一个CIi选定预编码矩阵时的信道质量指示，ΔCQIi＝CQI-CQIi。按照当i＜j时CQIi＞CQIj的原则对CIi和ΔCQIi排序可以得到如图3所示的表。 

(2)假设表中干扰小区可选预编码矩阵数为M，即CIi的数量为M，则可能出现的CIi排列方式(表中第一列可能的情况)有P＝Permutation(M)种，将这P种排列方式进行标号需要Q＝log₂P个比特。各用户反馈这Q个比特的排列标号(Permutation Index，PI)，基站就可以得到图3表的第一列。