[发明专利]一种信道状态信息的反馈方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体而言，涉及一种信道状态信息的反馈方法。

背景技术

无线通信系统中，发送端和接收端采取空间复用的方式使用多根天线来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是接收端将信道信息反馈给发送端，发送端根据获得的信道信息使用发射预编码技术，可以极大地提高传输性能。对于单用户多输入多输出(Single User Multi-inputMulti-output，SU-MIMO)，可以直接使用信道特征矢量信息进行预编码；对于多用户多输入多输出(Multiple User MIMO，MU-MIMO)，需要比较准确的信道信息。

在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)长期演进(Long Term Evolution，LTE)中，信道信息的反馈主要是利用较简单的单一码本的反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能依赖于其中码本反馈的准确度。

这里将基于码本的信道信息量化反馈的基本原理简要阐述如下：

假设有限反馈信道容量为Bbps/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(发射端和接收端相同)。对需要反馈信道状态信息(Channel State Information，CSI)的信道H，接收端根据一定准则从码本空间中选择一个与实际信道H最匹配的码字并将该码字的序号i(码字序号)反馈回发射端。这里，码字序号称为码本中的预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator，PMI)。发射端根据此序号i找到相应的预编码码字从而也获得相应的信道信息，表示了信道的特征矢量信息。

一般来说，码本空间可以进一步地被划分为多个层数(Rank)对应的码本，每个Rank下会对应多个码字来量化该Rank下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时码字都会有N列。所以，码本空间可按Rank的不同分为多个子码本，如表1所示。

表1：码本按Rank分为多个子码本示意表

其中，在Rank＞1时需要存储的码字都为矩阵形式。

LTE协议中的码本就是采用的这种码本量化的反馈方法，LTE下行4发射天线码本如表2所示，实际上LTE中预编码码本和信道信息量化码本含义是一样的。在下文中，为了统一起见，矢量也可以看成一个维度为1的矩阵。

表2：LTE下行4发射天线码本示意表

其中，I为单位阵，表示矩阵W_k的第j列矢量。表示矩阵W_k的第j₁，j₂，...，j_n列构成的矩阵，表示u_n的共轭转置矩阵；其中，n表示序号，取值为0～15。

通常所述的信道信息中的一种比较重要的信息类型就是信道的特征矢量信息，又经常称为预编码信息。由于使用码本反馈该预编码信息，也经常称其为预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)信息。以上的内容仅仅是一些概念性的技术原理。在实际的系统中，会有一些复杂的应用，以下进一步的介绍LTE中的信道信息反馈方法。

在LTE的标准中，信道信息的最小反馈单位是子带(Subband)，一个子带由若干个资源块(Resource Block，RB)组成，每个RB由多个资源单元(Resource Element，RE)组成；RE为LTE中时频资源的最小单位。UE反馈信道信息时对应的对象可以是子带，或者是多个子带(Multi-Subband)，以及宽带(Wideband)。

LTE中存在很多反馈模式，不同的传输模式下有不同的反馈模式，这里介绍一下闭环空间复用的传输模式下的反馈模式。

空间复用时，上行信道信息的反馈内容主要有三种：

PMI信息：表征特征矢量信息，推荐给基站，用于下行预编码技术。

RI信息：表征信道的秩，推荐给基站，作为下行支持的层数。LTE中最大支持RI＝4；

信道质量信息(Channel Quality Information，CQI)，表征信道的质量信息，以推荐的调制编码方式来表征信道质量，越高阶的调制编码方式表示性能越好，LTE中共支持16种CQI等级选择。

这些重要的信道信息：PMI/RI/CQI的反馈方式包括以下两种：