[发明专利]信道反馈和数据发送方法、基站、用户终端和系统

说明书

本发明公开一种信道反馈和数据发送方法、基站、用户终端和系统。该方法包括：接收用户终端发送的上行导频并进行上行信道估计；根据上行信道估计信息获取上行信道相关矩阵，并判断矩阵稀疏性；根据上行信道相关矩阵及其矩阵稀疏性确定下行信道反馈指示信令，并将所述下行信道反馈指示信令发送给用户终端，以便用户终端根据下行信道反馈指示信令对下行估计信道进行压缩感知处理；接收用户终端反馈的反馈信令，对下行原始信道信息进行恢复；根据恢复后的下行用户终端信道信息进行多用户终端调度和多用户终端联合发送。本发明可以实现在保持原有大规模天线系统性能不变的前提下降低信道反馈开销，从而减少大规模天线系统实现难度。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种信道反馈和数据发送方法、基站、用户终端和大规模天线系统。

背景技术

大规模天线技术(Massive MIMO)通过大量天线数目形成空间窄波束赋形，充分利用空间维度获得多用户终端复用增益，可以有效提升小区频谱效率和容量。大规模天线技术是未来通信系统研究的关键技术之一，目前已经在3GPP R13标准中完成第一阶段的标准化工作，同时会在3GPP R14标准中继续完成更多天线端口的标准化工作。大规模天线系统能够正常工作，提升系统频谱效率的前提是基站能够准确获取多用户终端信道信息，利用用户终端信道的空间正交的维度实现多用户终端多流数据同时传输，从而提升小区吞吐量。

目前大规模天线系统已经在3GPP R13中进行标准化定义，支持天线端口数最大为16天线端口。3GPP R14在后续标准化过程中也会继续对更多端口如32端口、64端口等的进行标准化支持。按照目前3GPP大规模天线标准化思路，基本采用码本设计、导频设计、码本指示反馈的方式，这种方式的优点是反馈开销少，能够以较少的反馈开销实现大规模天线性能。

但是，这种反馈方式的缺点也十分明显，即难以准确反馈信道信息，因为采用码本反馈方式是以码本等效量化信道，但由于码本设计时需要在用户终端检测码本复杂度和码本精确信道量化中选择一个平衡，码本如果设计的对信道量化越精确，则大规模天线基站端信道获取越准确，系统性能越好，但用户终端检测码本越复杂，用户终端反馈开销也越大。为此，3GPP在大规模天线标准化过程中，为了减少用户终端码本检测难度，码本设计采用嵌套码本方式，并且数量有限。这种方式使得码本和信道匹配精度较差，导致码本反馈损失大量信道信息，使大规模天线系统性能难以充分发挥。这种码本反馈设计方式码本带来的信道反馈误差会随着天线数目增加逐步增加。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种信道反馈和数据发送方法、基站、用户终端和大规模天线系统，可以获得更高的反馈信道精度，更好的小区吞吐量性能。

根据本发明的一个方面，提供一种信道反馈和数据发送方法，包括：

接收用户终端发送的上行导频并进行上行信道估计；

根据上行信道估计信息获取上行信道相关矩阵，并判断矩阵稀疏性；

根据上行信道相关矩阵及其矩阵稀疏性确定下行信道反馈指示信令，并将所述下行信道反馈指示信令发送给用户终端，以便用户终端接收下行导频信息并进行下行信道估计，根据下行信道反馈指示信令对下行估计信道进行压缩感知处理后，按照下行信道反馈指示信令进行反馈；

接收用户终端反馈的反馈信令，对下行原始信道信息进行恢复；

根据恢复后的下行用户终端信道信息进行多用户终端调度和多用户终端联合发送。

在本发明的一个实施例中，所述判断矩阵稀疏性包括：

对所述上行信道相关矩阵进行奇异值分解，获得矩阵特征值和特征向量；

根据特征值大小判断下行信道矩阵的稀疏性。

在本发明的一个实施例中，所述下行信道反馈指示信令包括：是否采用压缩方式反馈信道、反馈信道数据长度、压缩矩阵标识。