一种信道信息反馈、预编码矩阵的生成方法及设备

摘要

本发明公开了一种信道信息反馈、预编码矩阵的生成方法及设备，包括：发射端确定秩索引是否大于秩索引阈值R

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种信道信息反馈、预编码矩阵的生 成方法及设备。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)系统使用多个发射、 接收天线，利用信号的空、时、频域联合处理获得速率、分集与阵列增益。 MIMO系统中，如果发射机能够以某种方式获知信道信息，就可以根据信道特 性对发送信号进行优化，以提高接收质量并降低对接收机复杂度的要求。在实 际系统中一般采用量化信道信息的反馈方式，以降低反馈开销与反馈时延。

LTE(Long-Term Evolution，长期演进)Rel-8/9(版本8或9)中eNB(evolved NodeB，演进基站)可以利用信道互易性或UE(User Equipment，用户设备) 反馈获得下行信道的CSI(Channel State Information，信道状态信息)，其中 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel，物理下行链路共享信道)的几种 主要传输模式都采用了基于码本的隐式CSI反馈方法。传输模式4、5、6，以 及传输模式8的PMI(Precoding Matrix Indicator，预编码矩阵标识)上报模式 中UE基于CRS(Cell-specific Reference Signal，小区专属参考信号)测量下行 信道，并根据其自身的接收处理算法向eNB上报下行链路所能支持的数据流 Rank数(RI：Rank Indication，秩索引)以及预编码矩阵的标号(PMI)，同时 UE还需要上报每个码字的信道质量(CQI：Channel Quality Indicator，信道质 量指示)。其中，在CQI的计算过程中，UE假设eNB使用了其推荐的RI/PMI。

LTE Rel-8/9中采用的基于码本的预编码方案主要侧重于单用户应用场景， 而Rel-10(LTE-A：LTE-Advanced，长期演进升级)中将针对预编码及其反馈 机制进行进一步的优化，以更好地支持多用户场景。根据目前的讨论结果， LTE-A对于反馈增强方案的基本要求是：在保持较低反馈开销的前提下，尽可 能提高CSI反馈精度。在上述背景下，目前基本已经确定将在Rel-10中采用基 于双码本的反馈方案。在这种方案中，信道信息被分为较为稳定的长期/宽带 CSI与具有较高时间/频率选择性的短期/频率选择性CSI两部分，设计的两个 码本，分别量化信道的宽带/长时信息和频率选择性/短时信息。基于两个码本 反馈2个PMI，使2个PMI的反馈基于不同的时/频颗粒度，这样就可以节约 PMI反馈开销，从而提高预编码MIMO系统的性能。为方便起见，申请中PMI_1 代表宽带/长时信息，PMI_2代表频率选择性/短时信息。

在LTE的现有版本(Rel-8/9)中，高层可以配置UE采用PUCCH(Physical Uplink Control Channel，物理上行控制信道)进行周期性上报和/或采用PUSCH (Physical Uplink Shared Channel，物理上行链路共享信道)进行非周期上报。 其中PUCCH中的上报信息是从4种report type(上报类型)中选取，Rel-8/9 中PUCCH可使用4种report type的组合。UE使用的PUCCH reporting mode (PUCCH上报模式)也由高层信令进行半静态配置。Rel8/9中report type及 其组合(reporting mode)之间的关系由表1所示。

表1：每种PUCCH reporting mode所包含的report type及其bit数

现有的上报机制是针对单码本结构进行设计的，无法用于Rel-10的双码本 反馈方案中。目前，Rel-10反馈方案正在讨论中，还没有明确的方案。有公司 提出在PUCCH上，PMI_1和RI(Rank Indication，秩索引)使用相同的资源， PMI_2和CQI使用相同的资源，CQI基于最近一次上报的RI、PMI_1和PMI_2 计算得到，PMI_1的反馈周期是RI的整数倍，RI的反馈周期是CQI/PMI_2反 馈周期的整数倍，CQI/PMI_2与RI或RI/PMI_1反馈发生碰撞时则此时不反馈 CQI/PMI_2。将此方案称为RI/PMI_1+CQI/PMI_2方案。如，当PMI_1反馈周 期是RI反馈周期的1倍，RI/PMI_1的反馈周期是CQI/PMI_2反馈周期的4倍。 图1为RI/PMI_1和CQI/PMI_2的上报模式示意图，RI/PMI_1+CQI/PMI_2方 案的上报模式如图1所示。

现有技术的不足在于：

RI/PMI_1+CQI/PMI_2方案中，PMI_1和RI在同一子帧反馈，首先需要新 定义一种PUCCH的上报类型，还需要引入一种或多种新的PUCCH reporting mode。，对现有标准的改动较大；

其次，在上报RI的子帧中加入PMI_1的信息，如RI需要3比特，PMI_1 需要4比特，则总的反馈比特数增加了一倍多，导致PUCCH编码速率由3/20 提高至7/20，此时会严重影响RI的解调性能；

最后由于PUCCH上可承载的信息有限，目前只能反馈宽带的PMI，在宽 带反馈模式下，低Rank的PMI_2作用不大，反馈PMI_2占用上行反馈功率资 源而不能带来性能增益。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供了一种信道信息反馈、预编码矩阵的生 成方法及设备，用以提供一种反馈PMI的方案，以及根据反馈的PMI生成预 编码矩阵的方案。

本发明实施例中提供了一种信道信息反馈的方法，包括如下步骤：

发射端确定RI是否大于RI阈值R_T；

在RI大于R_T时，发射端向接收端反馈PMI_2；在RI不大于R_T时，发射 端向接收端反馈PMI_1，其中，PMI_1是宽带/长时信息，PMI_2是频率选择 性/短时信息。

本发明实施例中提供了一种预编码矩阵的生成方法，包括如下步骤：

接收端接收发射端反馈的PMI_1或PMI_2，其中，PMI_1是宽带/长时信 息，PMI_2是频率选择性/短时信息；

接收端根据PMI_1或PMI_2生成预编码矩阵。

本发明实施例中提供了一种发射设备，包括：

判断模块，用于确定RI是否大于RI阈值R_T；

PMI反馈模块，用于在RI大于R_T时，向接收端反馈PMI_2；在RI不大 于R_T时，向接收端反馈PMI_1，其中，PMI_1是宽带/长时信息，PMI_2是频 率选择性/短时信息。

本发明实施例中提供了一种接收设备，包括：

PMI接收模块，用于接收发射端反馈的PMI_1或PMI_2，其中，PMI_1 是宽带/长时信息，PMI_2是频率选择性/短时信息；

预编码矩阵模块，用于根据PMI_1或PMI_2生成预编码矩阵。

本发明有益效果如下：

在本发明实施例提供的技术方案中，在RI大于R_T时，发射端向接收端反 馈PMI_2；在RI不大于R_T时，发射端向接收端反馈PMI_1。由于不同时反馈 PMI_1和PMI_2，而是根据RI大于R_T的情况只反馈其中一个，因此不需要与 现有的上报信息进行复用，不会影响RI及其他现有上报信息的编码速率，对 RI等信息的上报准确性没有影响；也不需要额外增加反馈开销。

附图说明

图1为背景技术中RI/PMI_1和CQI/PMI_2的上报模式示意图；

图2为本发明实施例中信道信息反馈的方法实施流程示意图；

图3为本发明实施例中预编码矩阵的生成方法实施流程示意图；

图4为本发明实施例中低Rank下反馈方案示意图；

图5为本发明实施例中高Rank下反馈方案示意图；

图6为本发明实施例中发射设备结构示意图；

图7为本发明实施例中接收设备结构示意图。

具体实施方式

发明人在发明过程中注意到：在支持低Rank的情况下，如Rank1和Rank2， 信道的相关性比较高，此时可以将信道信息看作是由宽带/长时信息和频率选择 性/短时信息两部分，所以低Rank码本可以由两个独立的码本组成，并分别进 行反馈，预编码矩阵由这两个码本中选出的PMI_1和PMI_2对应的码字组合 而成；而在可以支持高Rank的情况下，信道的相关性比较低，不再适合把信 道信息分成宽带/长时信息和频率选择性/短时信息两部分，此时高Rank码本中 PMI_1可以设为单位阵，PMI_2代表信道的信息。

目前，在PUCCH上只支持宽带PMI上报，在采用上述的码本方案中，低 Rank下只有在子带反馈时才能发挥作用的PMI_2几乎不起作用，可以不反馈， 采用固定值或轮询的方式而不影响系统性能；而高Rank下PMI_1为单位阵完 全可以不反馈。所以宽带反馈的情况下，上述的码本方案中低Rank下只有 PMI_1起作用，高Rank下只有PMI_2起作用，即在PUCCH上不需要同时反 馈PMI_1和PMI_2。

基于此，实施例中将提出一种新的反馈方案，即在低Rank下只反馈PMI_1， 高Rank下只反馈PMI_2，采用该方案可以重用Rel-8的上报类型和模式，只 需要约定几种新的Mode State，而不用增加新的上报类型和模式，对现有标准 改动较小。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图2为信道信息反馈的方法实施流程示意图，如图所示，反馈信道信息时 可以包括如下步骤：

步骤201、发射端确定RI是否大于RI阈值R_T；

步骤202、在RI大于R_T时，发射端向接收端反馈PMI_2；在RI不大于 R_T时，发射端向接收端反馈PMI_1。

实施中，R_T是自定义的，实施中，它主要是根据2个PMI反馈适用的范 围来确定的，目前还没有定论，未来协议中可能是根据最后确定的8天线码本 确定，可能的值为2或4。

实施中，PMI_1是稳定的长期/宽带CSI，PMI_2是具有较高时间/频率选 择性的短期/频率选择性CSI；

发射端向接收端反馈RI的周期是反馈PMI_1或PMI_2的整数倍。一般， RI的反馈周期是CQI/PMI_1或CQI/PMI_2反馈周期的整数倍，RI与 CQI/PMI_1或CQI/PMI_2反馈发生碰撞时，不反馈CQI/PMI_1或CQI/PMI_2。

实施中，发射端可以按LTE版本8或9中的上报模式1-1或2-1反馈PMI   和CQI。

相应的，本发明实施例中还提供了与发射端相应的接收端上的实施方式， 也即在接收端上的预编码矩阵的生成方法。下面进行说明。

图3为预编码矩阵的生成方法实施流程示意图，如图所示，在生成预编码 矩阵时可以包括如下步骤：

步骤301、接收端接收发射端反馈的PMI_1或PMI_2，其中，PMI_1是宽 带/长时信息，PMI_2是频率选择性/短时信息；

步骤302、接收端根据PMI_1或PMI_2生成预编码矩阵。

实施中，接收端接收发射端反馈的PMI_1时，接收端可以采用固定或轮询 方式确定的PMI_2与PMI_1生成预编码矩阵。

实施中，接收端接收发射端反馈的PMI_2时，接收端可以按PMI_1为单 位矩阵与PMI_2生成预编码矩阵；

或，接收端接收发射端反馈的PMI_2时，将PMI_2作为预编码矩阵。

实施中，接收端按LTE版本8或9中的上报模式1-1或2-1接收发射端反 馈的PMI和CQI。

在说明过程中，将分别从发射端(如UE)与接收端(如基站)的实施进 行说明，但这并不意味着二者必须配合实施，实际上，当发射端与接收端分开 始实施时，其也各自解决发射端与接收端的问题，只是二者结合使用时，会获 得更好的技术效果。还需说明的是，实施中，也可以将基站作为发射端，而 UE作为接收端，实施中并无不同。

下面分别说明RI大于R_T以及RI不大于R_T时的实施。

一、RI不大于R_T时的实施。

在RI不大于R_T时，可以进一步包括：

在反馈PMI_1时，一并反馈CQI，所述CQI是发射端采用固定或轮询方 式在确定PMI_2后，根据RI、PMI_1、PMI_2计算出的。

具体的，在高层配置反馈宽带PMI和CQI时，设Rank的门限值为R_T， 当上报的Rank≤R_T时，发射端根据选出的宽带PMI_1和采用固定或轮询方式 得到的PMI_2，计算出宽带CQI，然后使用上报模式1-1或2-1上报PMI_1和 CQI。

接收端根据接收到的PMI_1和同发射端采用相同方式得到的PMI_2合成 预编码矩阵。如，当RI的反馈周期是CQI/PMI_1反馈周期的4倍，图4为低 Rank下反馈方案示意图，则反馈方式如图4所示。

具体实施中，发射端指的可以是UE，UE根据接收到的信道信息确定RI、 PMI_1，CQI并向基站反馈，UE可以执行：(1)根据信道信息确定PMI_1；(2) 采用固定或轮询方式得到PMI_2；(3)计算出宽带CQI；(4)使用上报模式1-1 或2-1向作为接收端的基站上报PMI_1和CQI。

在计算宽带CQI时，需要RI、PMI_1、PMI_2，标准中规定，RI和PMI、 CQI不能在同一个子帧中上报，所以在上报PMI、CQI的子帧中，计算CQI 时需要采用上次上报的RI。

在RI不大于R_T时，还可以进一步包括：

在高层配置子带CQI上报时，反馈UE所选子带的CQI，所述CQI是发射 端采用固定或轮询方式在确定PMI_2后，根据RI、PMI_1、PMI_2计算出的。

具体的，在高层配置子带CQI上报时，设Rank的门限值为R_T，当上报的 Rank≤R_T时，发射端根据上次上报的RI和宽带PMI_1，采用固定或轮询方式 得到的PMI_2，计算出所选子带CQI，然后使用上报模式2-1上报子带CQI和 对应指示子带位置信息的L。

发射端执行的行为主要包括：(1)反馈RI；(2)反馈PMI_1、反馈CQI。

接收端指的可以是基站，其根据接收到的PMI_1和同发射端采用相同方式 得到的PMI_2合成预编码矩阵。

接收端一般不需要计算CQI，在特殊情况下，如MU(多用户)下，是根 据上报得到的CQI再修正得到新的CQI。

二、RI大于R_T时的实施。

在RI大于R_T时，可以进一步包括：

在反馈PMI_2时，一并反馈CQI，所述CQI是发射端按PMI_1为单位矩 阵，根据RI、PMI_1、PMI_2计算出的。

具体的，当上报的Rank＞R_T时，PMI_1可以为单位阵，则只需根据选出 的宽带PMI_2便可计算出宽带CQI，然后使用上报模式1-1或2-1上报PMI_2 和CQI，接收端根据约定的PMI_1为单位阵，并用其合成预编码矩阵；或直接 把接收到的PMI_2作为预编码矩阵。如，当RI的反馈周期是CQI/PMI_2反馈 周期的4倍，图5为高Rank下反馈方案示意图，则反馈方式如图5所示。

在RI大于R_T时，还可以进一步包括：

在高层配置子带CQI上报时，反馈UE所选子带的CQI，所述CQI是发射 端按PMI_1为单位矩阵，根据RI、PMI_1、PMI_2计算出的。

具体的，在高层配置子带CQI上报时，设Rank的门限值为R_T，当上报的 Rank＞R_T时，发射端根据上次上报的RI和宽带PMI_2，按PMI_1为单位矩阵， 计算出所选子带CQI，然后使用上报模式2-1上报子带CQI和对应指示子带位 置信息的L。

作为可能的一个实施例，表2中给出了针对8Tx进行反馈时PUCCH Report Type2新增加的几种Mode State及其对应的反馈量。

表2：新的PUCCH Mode State及其对应的反馈量示例

其中，CQI-1，ΔCQI-2是指：在RI＞1时，需要反馈2个CQI，为了节省反 馈量，标准中规定只反馈CQI-1和CQI-2相对于CQI-1的偏差ΔCQI-2。

实施中，RI＝1和1＜RI≤R_T处理是相同的，只是RI＝1需要反馈一个CQI， 1＜RI≤R_T需要反馈两个CQI，实施例表中之所以分开是因为它们的反馈量不 同。

Mode 1-1、Mode 2-1在Report Type 2(上报类型2)中是没有区别的，但 标准中Mode 2-1还包括一种UE选择子带上报的情况，即表1中的Report Type 1。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种发射设备、接收设备， 由于这些设备解决问题的原理与一种信道信息反馈的方法、一种预编码矩阵的 生成方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图6为发射设备结构示意图，如图所示，发射设备中可以包括：

判断模块601，用于确定RI是否大于RI阈值R_T；

PMI反馈模块602，用于在RI大于R_T时，向接收端反馈PMI_2；在RI 不大于R_T时，向接收端反馈PMI_1，其中，PMI_1是宽带/长时信息，PMI_2 是频率选择性/短时信息。

实施中，PMI反馈模块还可以进一步用于在RI不大于R_T，在反馈PMI_1 时，一并反馈CQI，所述CQI是发射端采用固定或轮询方式在确定PMI_2后， 根据RI、PMI_1、PMI_2计算出的。

实施中，PMI反馈模块还可以进一步用于在RI大于R_T，在反馈PMI_2时， 一并反馈CQI，所述CQI是发射端按PMI_1为单位矩阵，根据RI、PMI_1、 PMI_2计算出的。

实施中，PMI反馈模块还可以进一步用于按LTE版本8或9中的上报模式 1-1或2-1反馈PMI和CQI。

图7为接收设备结构示意图，如图所示，接收设备中可以包括：

PMI接收模块701，用于接收发射端反馈的PMI_1或PMI_2，其中，PMI_1 是宽带/长时信息，PMI_2是频率选择性/短时信息；

预编码矩阵模块702，用于根据PMI_1或PMI_2生成预编码矩阵。

实施中，预编码矩阵模块还可以进一步用于在接收发射端反馈的PMI_1 时，采用固定或轮询方式确定的PMI_2与PMI_1生成预编码矩阵。

实施中，预编码矩阵模块还可以进一步用于在接收发射端反馈的PMI_2 时，按PMI_1为单位矩阵，与PMI_2生成预编码矩阵；或，在接收发射端反 馈的PMI_2时，将PMI_2作为预编码矩阵。

实施中，PMI接收模块还可以进一步用于按LTE版本8或9中的上报模式 1-1或2-1接收发射端反馈的PMI和CQI。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别 描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件 或硬件中实现。

本发明提供的技术方案中，在RI≤R_T时只反馈PMI_1；在RI＞R_T时只反 馈PMI_2。

进一步的，在RI≤R_T时，可以采用固定或轮询方式得到的PMI_2

本发明实施例提供的技术方案不需要与现有的上报信息进行复用，不会影 响RI及其他现有上报信息的编码速率，因此对RI等信息的上报准确性没有影 响；同时由于本方案沿用Rel-8的report type及Reporting Modes，不需要额外 增加反馈开销。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计 算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结 合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包 含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产 品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入 式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算 机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一 个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设 备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中 的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使 得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处 理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基 本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要 求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。