[发明专利]一种信道信息多级反馈的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种信道信息多级反馈方法及系 统。

背景技术

无线通信中，如果发送端和接收端都使用多根天线，可以采取空间复用 的方式来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是 接收端反馈信道信息给发送端，发送端根据获得的信道信息使用一些发射预 编码技术，极大的提高传输性能。一种简单的实现方法即直接使用信道特征 矢量信息进行预编码，主要用于单用户MIMO(多输入多输出)中。也有其 它一些更优但更复杂的方法，主要用于多用户MIMO中，但都需要比较准确 的信道信息。

在长期演进系统(LTE：Long Term Evolution)中，信道信息的反馈主 要是利用较简单的单一码本反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能主 要依赖于其中码本反馈的准确度。

基于码本的信道信息量化反馈，其基本原理是，假设有限反馈信道容量 为B bps/Hz。那么可用的码字的个数为N＝2^B个。信道矩阵的特征矢量空间经 过量化构成码本空间发射端与接收端共同保存或实时产生此 码本(收发端相同)。对每次信道实现H，接收端根据一定准则从中选择一 个与信道最匹配的码字并将码字序号i反馈回发射端。发射端根据此序 号找到预编码码字获得信道信息，主要为信道的特征矢量信息。

一般来说可以进一步的被划分为多个Rank(秩)对应的码本，每个 Rank下会对应多个码字来量化该Rank下的信道特征矢量构成的预编码矩 阵。由于信道的Rank和非零特征矢量个数是相等的，因此，一般来说Rank 为N时的码字都会有N列。所以我们可以把码本按Rank分为多个子码本。

表1

其中，在Rank＞1时需要存储的码字都为矩阵形式，例如LTE协议中的 码本就是采用这种码本量化的反馈方法，见表2，值得注意的是，表2中的 码本是量化精度和开销最适合单用户MIMO的码本。

表2下行4天线的预编码码本

作为LTE的继续演进的高级长期演进系统(LTE-A：Long Term Evolution Advanced)需要支持更大的系统带宽(最高可达100MHz)，并且需要提高 平均频谱效率和小区边缘用户的频谱效率，为此，LTE-A需要对一些技术进 行增强，如多用户MIMO(MU-MIMO)，而这是现有LTE单用户码本的 反馈准确度无法承担的任务。

在LTE中，SU-MIMO和MU-MIMO共用一套码本，由于MU-MIMO 被限制在Rank1，所以规定只按照Rank1时的码本反馈方法从其对应的4bit 码本中来找到特征矢量的量化码字，并进行反馈。在LTE-A中由于MU的码 本精度需要进一步增强，因此需要开销更大的码本。同时由于为了获得更好 的动态切换增益，SU-MIMO和MU-MIMO被合并到同一个传输模式。其中 必然有一个反馈模式下的反馈技术需要同时支持较好的支持SU-MIMO应用 和MU-MIMO应用。

现有技术中一种方法即根据所需的MU-MIMO码本开销，重新独立设 计一套高开销的码本，比如：使用802.16m标准中的6bit Rank1码本，如表 3所示。

表3 802.16m码本

表3中，每一行的转秩表示一个Rank1码本，对于更高开销的码本和高 Rank的码本独立的高开销的码本的设计，码字个数呈指数级增长，是一个很 复杂的技术问题，并且与原有码字的兼容性不好。

现有技术的缺陷为：与LTE协议的兼容性不好。在反馈时，需要反馈表 示SU码本的PMI信息，并且需要同时反馈表示MU的码本。假设MU码本 为6bit，那么高Rank时需要反馈10bit的码本信息。另外，接收端UE需要 存储多套码本的很多个码字，并且在码本选择时进行多次码本选择，计算量 很大。

现有技术中另外一种方法即用信道的相关矩阵信息对LTE码本进行旋 转：