协调多点传输的信道状态信息反馈

摘要

根据本发明的一实施例，一种用于提供无线通信系统的方法包含从服务于一移动台的多个基站中的每一基站接收参考信号。对接收到的参考信号进行测量，计算多个基站与移动台之间的每一信道的单个小区反馈矩阵及组合矩阵。产生信道状态信息，其中具有关于组合及单个小区反馈矩阵的信息。将信道状态信息传输到所述多个基站。

说明书

技术领域

本发明大体上涉及协调多点传输，且在特定实施例中，涉及对协调多 点传输的信道状态信息反馈。

背景技术

对于高级长期演进(LTE-A)考虑协调多点(CoMP)传输与接收，作 为改善高数据速率的覆盖率、小区边缘吞吐量及/或增加系统吞吐量的解决 方案。在协调多点(CoMP)传输中，同时对单个接收器进行从多个发射 器的传输。对多个发射器进行的多个传输的协调让接收器能够组合所述传 输，以在高级无线通信系统，例如高级长期演进(LTE-A)中改善数据速 率覆盖率并增加系统吞吐量。

在上行链路(UL)方向上，移动台(MS)将数据传输到基站(BS)。 上行链路协调多点接收意味着在多个地理上分开或位于同一位置的点接收 MS传输的信号，例如单个MS向多个BS传输。BS通常也称为基地收发 站，控制器，演进型节点B(eNB)、接入点、接入网络(AN)等等，而 BS通常也可称为用户设备(UE)、接入终端(AT)、用户、用户台、终端、 移动台等等。

在下行链路(DL)方向上，BS向MS传输数据，下行链路协调多点 传输意味着多个地理上分开的传输点之间的动态协调。下行链路协调传输 方案的实例包含协调波束成形，其中对从所述传输点中的一者瞬间传输到 单个MS的数据及调度决定进行协调，以便控制例如在一组协调小区中产 生的干扰。在协调调度与协调波束成形中，仅可在服务BS处获得所述数 据，在CoMP协调组内的BS之间协调传输调度。

联合处理/传输是具有更高级的干扰减轻能力的下行链路协调传输方 案的另一实例，其中从多个传输点同时传输到单个MS的数据例如(相干 或不相干地)改善接收到的信号质量及/或有效地消除对其它MS的干扰。 下行链路协调多点传输包含不同小区之间的协调的可能性。从无线电接口 的角度来看，小区是属于同一BS还是不同BS，这对于MS来说并没有区 别。如果支持BS间协调，则需要在BS之间发信号传输信息。

在联合处理中，假设在代表参与CoMP传输的BS的CoMP协调组中 的每一传输点(BS)处都可获得数据。当传输数据时，一次可从一个以上 BS传输数据，其中对BS的选择是动态的。

发明内容

根据本发明的一实施例，一种用于提供无线通信系统的方法包括从服 务于一移动台的多个基站中的每一基站接收参考信号。对接收到的参考信 号进行测量，计算多个基站与移动台之间的每一信道的单个小区反馈矩阵 及组合矩阵。产生信道状态信息，其中具有关于组合及单个小区反馈矩阵 的信息。将信道状态信息传输到多个基站。

根据本发明的另一实施例，通信装置包括接收器，其经配置以从多个 基站接收参考信号。所述通信装置进一步包括信道估计单元、反馈单元及 信道状态信息产生单元。信道估计单元经配置以测量接收到的参考信号。 反馈单元经配置以计算基站与通信装置之间的每一信道的单个小区反馈矩 阵及组合矩阵W_i。信道状态信息产生单元经配置以产生信道状态信息，其 中具有关于组合及单个小区反馈矩阵的信息。通信装置还包含发射器，其 经配置以将信道状态信息传输到多个基站。

在另一实施例中，通信装置包括接收器，其经配置以接收信道状态信 息，其中包括关于单个小区反馈矩阵及组合矩阵的信息。通信装置包含预 编码器计算机单元，其经配置以根据单个小区反馈矩阵及组合矩阵来计算 协调的多点传输的CoMP信道预编码矩阵。通信装置进一步包括发射器， 其经配置以传输具有使用CoMP信道预编码矩阵预编码的数据的CoMP传 输。

附图说明

为了更完整地了解本发明及其优点，现在配合附图参照以下描述，其 中：

图1说明根据本发明的实施例的使用单个小区MIMO及CoMP的无线 通信系统；

图2，包含图2a及图2b，说明根据本发明的实施例的无线通信系统及 其操作，其中图2a说明无线通信系统，图2b说明其操作；

图3说明根据本发明的实施例的在针对CoMP通信向BS提供反馈信 息时的MS操作的流程图；

图4说明根据本发明的实施例的使用CoMP通信服务于MS的BS组 的BS操作的流程图；

图5说明根据本发明的替代实施例的在针对CoMP通信向BS提供反 馈信息时的MS操作的流程图；

图6说明根据本发明的替代实施例的使用CoMP通信服务于MS的BS 组的BS操作的流程图；

图7说明实施本发明的实施例的基站；及

图8说明实施本发明的实施例的移动台。

具体实施方式

下文详细论述本发明的各种实施例的制作及使用。但是应了解，本发 明提供许多可应用的发明性概念，其可在多种多样的具体背景下实施。所 论述的具体实施例只是说明制作及使用本发明的具体方式，而并不限制本 发明的范围。

多输入多输出(MIMO)技术采用无线信道的空间组件来提供容量增 益及增加的链路鲁棒性。MIMO通常与OFDM(正交频分复用)组合，OFDM 是让宽带信道容易均衡的数字调制类型。

在MIMO通信系统中，在发射器处将数据调制、编码及映射到空间信 号上，从多个传输天线传输所述空间信号。MIMO通信系统与非MIMO通 信系统的一个主要区别是，对于实例性波束成形、预编码、空间复用、空 间-时间编码及有限的反馈预编码等等存在许多不同的空间格式化模式。 空间格式化技术在不同信道环境中的性能不同(例如在容量、可实现的速 率或比特错误率方面)。因此，基于关于信道获得的信息来调适MIMO信 道的空间传输模式。

一种特别有效的技术称为闭环MIMO通信，其中通过反馈链路从接收 器向发射器提供信道状态信息或其它与信道相关的信息。使用此信息来根 据当前传播条件定制所传输的信号，以便例如改善容量、增加分集、减少 衰减产生的不良效应，或者支持通信链路中的更多用户。

在常规单个小区的MIMO中，单个基站与移动台通信。协调多点 (CoMP)传输相对于常规单个小区MIMO性能有所改善。与单个小区 MIMO不同的是，在CoMP中，多个基站与移动台通信。

图1说明根据本发明的实施例的使用单个小区MIMO及CoMP的无线 通信系统。无线通信系统100包含基站，例如BS A 105、BS B 106及BS C  107。每一BS可控制特定区域，例如小区A、B及C内的通信。无线通信 系统100还包含一移动台，例如MS E 110、MS F 111及MS G 112，其中 MS E 110在由BS A 105控制的小区(小区A)中操作，MS F 111在由BS B 106控制的小区(小区B)中操作，MS G 112在由BS C 107控制的小区 (小区C)中操作。此外，在各种实施例中，服务于MS的BS的数目可大 于三个。

协调多点(CoMP)传输及接收对于位于小区A、B及C边界中或附 近的MS最有效。在各种实施例中，跨越小区A、B及C共享的联合处理 及数据可用于位于每一小区内的MS D 115以及MS E 110、MS F 111及 MS G 112。

为了进一步有助于实现更好的信道利用率及提高整体系统性能，MS 必须向BS提供关于BS与MS之间的下行链路(DL)信道的信道状态/统 计数据/信息。MS提供的信道状态/统计数据/信息让BS能够调整其发射器， 使其能更有效地利用DL信道条件。

协调多点(CoMP)传输中的一个难题是在不显著增加MS的反馈开销 的前提下向每一BS提供信道状态信息或其它与信道相关的信息。

在本发明的各种实施例中，揭示一种基于单个小区CSI反馈来编写新 形式的CSI的方法，服务于用于CoMP传输的MS的BS组可直接使用所 述CSI。这样做不但能减少反馈开销，而且可实现单个小区与CoMP传输 之间的透明模式的调适。此外，所提议的实施例可避免服务基站(BS)组 内的CSI共享，从而可显著减少回程业务负载。

现在将在具体实例的背景下说明本发明。但是，本发明的范围不限于 具体实施例。

将使用图2到图5以及根据本发明的实施例的以下说明来说明基于单 个小区CSI反馈针对CoMP编写CSI的各种方法。可在基于MIMO的无线 接口技术的应用中使用这些技术。

图2，包含图2a及图2b，说明根据本发明的实施例的无线通信系统及 其操作，其中图2a说明无线通信系统，图2b说明其操作。

图2说明通信系统100，其中多个BS使用CoMP传输服务于单个MS。 通信系统100包含多个BS，例如BS 105、BS 106、BS 107及BS 108，其 可经由有线回程连接到网关(G/W)101。BS可服务于多个MS，例如MS  115。从BS到MS的传输可直接进行，例如从BS 105到MS 110，或者间 接进行，例如通过中继节点(RN)(未图示)。

与单个小区MIMO相比，CoMP需要移动终端，例如MS D 115，向一 个以上基站，例如BS 105、BS 106、BS 107及BS 108反馈多得多的不同 形式的信道状态信息(CSI)。这是因为发射器(基站BS)与接收器(移动 台MS)之间存在协调多点(CoMP)传输、多个信道，例如H1、H2、H3 及H4。

在以下说明中，服务于特定MS的基站的数目用基站的(BS的)数目 K来概括，K是服务于MS的BS的总数，因此也是移动台(MS)的BS 组的总数。

在单个小区MIMO下，在每一MS处从第i个BS接收到的信号Y_i表 示为：

Y_i＝H_iX_i+No_i，

其中H_i是无线媒质中的信号观察到的N_r×N_ti矩阵，i∈[1，...，K]表示第i 个BS与MS之间的特定下行链路(DL)信道，其中N_ti是在第i个BS处 的传输天线的数目，N_r是在MS处的接收天线的数目，X_i是由第i个BS 传输的信号，例如导频或参考信号，No_i是信道噪声。

在常规CoMP中，为单个小区MIMO信道及CoMP信道提供单独的反 馈。但是，此做法的结果并不好，因为反馈开销增加，而且MS处的复杂 度增加。

在一个实施例中，使用奇异值分解(SVD)来分解每一下行链路信道 矩阵H_i，使得H_i被表示为其中U_i是下行链路信道的本征向量 的矩阵，D_i是下行链路信道的奇异值的对角矩阵，其中U_i及D_i是N_r×N_r矩 阵，且V_i是N_ti×N_r单式矩阵。确切地说，V_i是单个小区闭环MIMO (CL-MIMO)在第i个BS处唯一需要的CSI。

在基于联合处理/传输的CoMP中，考虑到所有服务的BS的等效信道 由N_r×N_t矩阵H表示，其中N_t是服务BS组中的传输天线的总数，因此 使用SVD，CoMP下行链路信道矩阵H由H＝[H₁，H₂，…，H_K]＝UDV^H表示，其中U及D为N_r×N_r矩阵，V为N_t×N_r单式矩阵且表示CoMP的最优 预编码矩阵。矩阵V中的列是基站向移动台传输时基于联合处理/传输的 CoMP中需要的CSI。

实现此结果的一种方式是，MS传输第i个基站与移动台之间的信道的 CoMP下行链路预编码矩阵V还有单个小区闭环MIMO预编码矩阵V_i。接 着，基站可依据是否正在传输单个小区闭环MIMO或基于联合处理/传输 的CoMP来选择适当的预编码矩阵。但是，这会使得反馈开销增大，本发 明的实施例可避免这个缺点。

在各种实施例中，根据单个小区CSI反馈导出用于CoMP的CSI。现 在将根据一实施例说明将单个小区CSI反馈分解成用于CoMP的CSI的方 法。在各种实施例中，在基站处基于单个小区反馈矩阵V_i，i∈[1，...，K]获得矩 阵CoMP反馈矩阵V中的列。

图2b说明根据本发明的实施例的无线通信系统内的操作200。MS产 生单个小区反馈矩阵V_i(框205)。MS导出对应于信道H_i，i∈[1，...，K]的组合 矩阵W_i(框210)。MS将组合矩阵W_i还有单个小区CSI反馈矩阵V_i(或V_i的 列的一部分)都发送到第i个BS(框215)。在各种实施例中，MS可将每 一单个小区信道的组合矩阵发送到服务BS。服务BS可向BS组中的每一 BS提供对应的组合矩阵W_i，及所述第i个BS的单个小区CSI反馈矩阵V_i。 或者，在其它实施例中，MS可向每一BS传输特定组合矩阵W_i及单个小区 CSI反馈矩阵V_i。举例来说，MS向第一BS发送V₁及W₁，向第二BS发 送V₂及W₂。

随后，在第i个BS处，通过复合CSI反馈矩阵来近似CoMP信道预 编码矩阵V(或CoMP信道预编码矩阵V中的列的一部分)(框220)，复合 CSI反馈矩阵由表示。在各种实施例中，通过复合 CSI反馈矩阵来近似CoMP信道预编码矩阵V，因此CoMP信道预编码 矩阵V是各个单个小区反馈V_i的复合值。

现在根据本发明的实施例来说明导出组合矩阵W_i的方法。使信道矩阵 H_i，i∈[1，...，K]与矩阵U^H相乘，然后转变成新矩阵，由表示，且表达为 U^H是在基站与移动台之间的CoMP下行链路信道矩阵H的SVD 之后获得的单式矩阵U的共轭转置。

同样，可使用SVD将分解成其中及是N_r×N_r矩阵， 且是N_ti×N_r单式矩阵，其是通过的SVD获得的。在各种实施例中，将 组合矩阵W_i定义为使得因为也被定义为 等于U^HH_i，所以

是矩阵V_i的旋转相位版本，因此表达为其中R_i是对角矩阵。 因此，对于单个小区MIMO，取或V_i作为预编码器，最终将得出在吞吐 量方面相同的性能。

因为被定义为所以转换后的CoMP信道变成

$[{W_1}^H{{\tilde{V}}_1}^H,{W_2}^H{{\tilde{V}}_2}^H,···,{W_K}^H{{\tilde{V}}_K}^H]$

$=[U^H{H}_1,U^H{H}_2,···,U^H{H}_K]$

$=U^{H}H=D{V}^H$

结果我们得出

$\mathrm{norm}\left(\right[{W_1}^H{{\tilde{V}}_1}^H,{W_2}^H{{\tilde{V}}_2}^H,···,{W_K}^H{{\tilde{V}}_K}^H\left]\right)=\mathrm{norm}\left(D{V}^H\right)=V^H$

其中norm()表示逐行归一的运算。因此，从MS接收组合矩阵W及单 个信道有效(旋转相位)预编码矩阵的BS可计算CoMP信道的预编码 矩阵V。

确切地说，可通过将V(:，n)定义为V的前n个列来获得第i个BS处的 波束成形信息，基站可将V的前n个列恢复为：

$\mathrm{norm}\left(\right[{W_1(:,n)}^H{{\tilde{V}}_1}^H,{W_2(:,n)}^H{{\tilde{V}}_2}^H,···,{W_K(:,n)}^H{{\tilde{V}}_K}^H\left]\right)={V(:,n)}^H.$

CoMP信道预编码矩阵的恢复的V(:，n)可用于在后续对MS的传输中进 行波束成形。

接下来根据本发明的一实施例说明简化的组合矩阵W_i。在一个实施例 中，将组合矩阵以矩阵形式描绘为：

其中j∈[1，…，N_r]是的第j列向量，λ_ij，j∈[1，…，N_r]是H_i的对应第j个 奇异值，且这些奇异值已经以非递增次序排列。

在相关MIMO信道的情况下，假设是合理的。在此情况 下，可通过N_r×m_i矩阵来近似矩阵以消除影响较小的奇异值。因 此，仅使用一部分奇异值，因而减少矩阵的秩。在各种实施例中，在相 关MIMO信道的情况下，MS可基于每一信道来调整反馈且减少一些BS 的秩。举例来说，如果一些BS非常弱，则可能不提供反馈(即，m_i＝0)。

因此，将N_r×m_i矩阵定义为

其中m_i∈[1，…，N_r]。

因此，接收组合矩阵及单个小区反馈矩阵的基站可将近似的CoMP预 编码矩阵V(:，n)的第n列恢复为：

V(:，n)^H≈norm([W₁(1:m₁，n)^HV₁(:，1:m₁)^H，W₂(1:m₂，n)^HV₂(:，1:m₂)^H，…，W_K(1:m_K，n)^HV_K(:，1:m_K)^H]).

这样在基站处恢复的CoMP预编码矩阵V(:，n)可用于对MS的后续传 输。

图3说明根据本发明的实施例的在针对CoMP通信向BS提供反馈信 息时的MS操作400的流程图。MS操作400可指示在例如图1中的MS 110、 MS 111、MS 112或MS 115等MS及参与CoMP通信的例如BS 105、BS 106 及BS 107等BS组中发生的操作。MS操作400可在MS处于普通操作模 式时及在MS及BS继续使用CoMP通信时发生。

MS操作400开始时，MS从服务于MS的BS组中的BS中的每一者 接收导频信号(框405)。一般来说，导频信号可为由BS中的每一者传输 的既定供MS用于测量BS与MS之间的通信信道，即下行链路信道的特 殊序列。在替代实施例中，BS组不传输导频，也可传输参考序列。

MS可接着使用接收到的导频来估计服务于MS的BS组中的每一BS 与MS之间的下行链路信道(框410)。MS可使用各种技术中的任一种来 使用导频测量下行链路信道。在替代实施例中，MS不使用接收到的导频 来估计下行链路信道，而是可使用接收到的参考信号。在又一替代实施例 中，BS可能并不传输导频或参考信号。实际上，MS可使用BS在一段时 间中进行的规则传输来估计下行链路信道。

根据下行链路信道的估计结果，MS可如上文各种实施例中所述计算 所述多个基站中的第i个基站与移动台之间的第i个下行链路信道的单个 小区CSI反馈矩阵V_i及组合矩阵W_i。

因此，在一个实施例中，MS通过计算来确定组合矩阵，使得

在另一实施例中，MS通过计算来确定组合矩阵，使得

其中m_i∈[1，…，N_r]且其 中N_r是移动台上的天线的数目。

MS接着产生CSI信息，包含计算出的反馈矩阵的信息(框415)。MS 接着将产生出的CSI反馈给BS组(框420)。MS基于给BS组的CSI反馈 从BS组接收新的传输(框425)。

图4说明根据本发明的实施例的使用CoMP通信服务于MS的BS组 的BS操作500的流程图。BS操作500可指示在例如图1或图2中的BS 105 等BS及例如图1或图2等中的MS 115等在BS的覆盖区域内操作的MS 中发生的操作。BS操作500可在BS处于普通操作模式时及在BS及MS 继续使用CoMP通信时发生。

BS操作500开始时，BS可传输导频信号(框505)。导频信号本身可 以是或可以不是CoMP传输的一部分。通常导频信号可为由BS传输的既 定供在BS的覆盖区域内操作的MS用来测量BS与每一相应MS之间的下 行链路信道的特殊序列。可接着使用下行链路信道的测量结果来计算下行 链路信道的估计值，然后确定信道状态信息反馈。根据替代实施例，BS 不传输导频，而可传输参考信号。根据另一替代实施例，BS不传输特殊信 号或序列。实际上，相应MS可使用BS进行的普通传输来测量下行链路 信道。

在传输了导频之后，BS可从在其覆盖区域内操作的MS接收信道信息 反馈(框510)。在上述各种实施例中，BS可接收单个小区反馈矩阵V_i及 组合矩阵W_i。BS可接着根据CSI重建单个小区反馈矩阵V_i及组合矩阵 W_i，例如去除错误解码等(框515)。

BS选择用于下次对BS传输的传输模式(CoMP或常规单个小区 MIMO)(框520)。在一些实施例中，可通过网关将此传输模式传达给BS。

基于信道反馈信息对要传输的数据进行预编码(框525)。如果传输模 式是CoMP，则BS如上文各种实施例中所述使用单个小区反馈矩阵V_i及 组合矩阵W_i来产生CoMP信道预编码矩阵V。

因此，如上文所细述，在一个实施例中，BS将CoMP的波束成形向 量V(:，n)计算为$\mathrm{norm}\left(\right[{W_1(:,n)}^H{{\tilde{V}}_1}^H,{W_2(:,n)}^H{{\tilde{V}}_2}^H,···,{W_K(:,n)}^H{{\tilde{V}}_K}^H\left]\right)={V(:,n)}^H.$

在另一实施例中，BS将CoMP的波束成形向量V(:，n)计算为 V(:，n)^H≈norm([W₁(1:m₁，n)^HV₁(:，1:m₁)^H，W₂(1:m₂，n)^HV₂(:，1:m₂)^H，…，W_K(1:m_K，n)^HV_K(:，1:m_K)^H]).

或者，如果传输模式是单个小区MIMO，则BS对于预编码使用单个 小区反馈矩阵V_i。将预编码符号传输到MS(框530)。

现在将使用用于信道状态反馈的自适应代码簿设计来说明本发明的替 代实施例。

在此实施例中，将组合矩阵定义为单式矩阵。因此，并不发送组合矩 阵，可使用代码簿，且使组合矩阵量化。

现在将使用图5及图6说明此替代实施例，图5及图6说明移动台的 操作(图5)及基站的操作(图6)。

在使用基于代码簿反馈的实施例中，将代码簿提前存储于BS组及MS 两个位置。MS接着遵循某些规则来根据当前信道状态选择最优组合矩阵， 并返回常用代码簿的索引，这向BS指示选定的最优组合矩阵。此方法中 涉及的反馈是有限的，且能进一步改善反馈效率。

在各种实施例中，可使用任何合适的代码簿设计。在各种实施例中， 代码簿可能是固定的或是自适应的。虽然固定代码簿实施起来比较简单而 且需要的反馈较少，但是固定代码簿无法灵活地适应各种不同情境，而且 可能具有局限性，因为代码簿变大了。此外，较大的代码簿需要更多的存 储空间，这可能会给发射器及接收器的存储能力造成沉重负担。因为反馈 信道构成系统开销，所以使用较多反馈开销来获得较高分辨率与使用较少 反馈来减少因反馈开销造成的不利结果，这两方面之间难以权衡。

参照图5，与先前实施例中一样，MS操作600开始时，MS从服务于 MS的BS组中的BS中的每一者接收导频信号(框605)。MS使用接收到 的导频来估计服务于MS的BS组中的每一BS与MS之间的下行链路信道 (框610)。根据下行链路信道的估计结果，MS计算所述多个基站中的第i 个基站与移动台之间的第i个下行链路信道的单个小区CSI反馈矩阵V_i及 近似组合矩阵W(框610)。

在一个实施例中，MS通过计算V(1:n)来确定组合矩阵W，V(1:n)是 CoMP反馈矩阵V(例如，在CoMP信道的SVD之后获得)的前n个有效 奇异向量。MS进一步定义块对角矩阵。

于是将组合矩阵W定义为

如上文所定义，K是基站的数目，且V_i(1:n_i)指示V_i中的前n_i列。因此， 如下文所述，W是单式矩阵且可由代码簿表示。

在此实施例中，每一W_i可写为

$W_i={V_i}^H(1:n_i)V(\underset{k=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{N}_{\mathrm{tk}}:\underset{k=1}{\overset{i}{\Sigma }}{N}_{\mathrm{tk}},1:n).$

因此，是具有来自矩阵V的前n列的行到行 的元素的矩阵。

在另一实施例中，将CoMP信道H的等效信道定义为多个单个小区 信道的总和。因此，将定义为其中H_k是单个小区信道， 且V_k(1:n_k)是具有对应单个小区反馈矩阵V_k的前n_k列的矩阵。

在之后，MS确定单式组合矩阵W

$W=\left(\begin{array}{c}{W}_1\\ W_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ W_K\end{array}\right)=\tilde{V}(1:n),$其中表示矩阵的前n列。

同样，在此实施例中，因为将组合矩阵W定义为单式矩阵，所以可选 择合适的代码簿设计且可将反馈量化。

组合矩阵W是n_w×n矩阵，其中但是，可供使用的代码簿也 许与此大小不兼容。因此，在各种实施例中，可配置组合矩阵W的尺寸。 在一个实施例中，可将W的尺寸设置成使得n_w＝N，其中N是预定数目， 例如与代码簿设计兼容的数目。于是，可将对应的n_k，i∈[1，...，K]配置为 {n₁，…，n_K}＝arg(max C(H，V₁(1:n₁)，…，V_K(1:n_K)))，其中C(·)是最优化的预定义 度量。在一个实施例中，预定义度量的实例是香农容量。在各种实施例中， 可使用其它合适的度量。

将约束施加于以上最优化，从而迫使组合矩阵具有可与预选 代码簿兼容的尺寸N×n，其中N是正整数。

基于MS与BS之间的预定代码簿，MS选择代码簿中与当前估计的组 合矩阵最佳匹配的索引(框615)。MS接着产生CSI信息，包含计算出的 反馈矩阵的信息(框620)。MS接着将产生出的CSI反馈给BS组(框625)。 MS基于反馈给BS组的CSI从BS组接收新的传输(框630)。

一个优点是，MS在形成组合矩阵时可灵活选择哪个n_k，n_k决定组合 矩阵的大小。举例来说，在一些实施例中，MS可仅发送有效n_k的信息。

图6说明根据本发明的实施例的使用CoMP通信服务于MS的BS组 的BS操作700的流程图。

与先前的实施例中一样，BS操作700开始时，BS可传输导频信号(框 705)。在传输了导频之后，BS可从在其覆盖区域内操作的MS接收信道信 息反馈(框710)。在上述各种实施例中，BS可接收关于单个小区反馈矩 阵V_i及组合矩阵的信息。BS根据CSI重建单个小区反馈矩阵V_i及组合矩 阵，例如去除错误解码等(框715)。产生矩阵可能涉及从预定代码簿中查 找。举例来说，MS可能已经量化了其中的一个矩阵或这两个矩阵。

与现有实施例中一样，BS使用单个小区反馈矩阵V_i及组合矩阵来产 生CoMP信道预编码矩阵(框720)。在一个实施例中，BS将CoMP的CoMP 信道预编码矩阵计算为

其中V(1:n)表示CoMP信 道预编码矩阵V的前n列。

BS选择用于下次对BS传输的传输模式(CoMP或常规单个小区 MIMO)(框725)。在一些实施例中，可通过网关将此传输模式传达给BS。

基于信道反馈信息对要传输的数据进行预编码(框730)。如果传输模 式是CoMP，则用计算出的CoMP信道预编码矩阵来进行波束成形。如果 传输模式是单个小区MIMO，则用单个小区反馈矩阵来进行波束成形。将 预编码数据传输到MS(框735)。

在一些实施例中，BS或服务BS逾越移动台，选择用于下次对MS进 行传输的BS子组。在此类实施例中，首先选择基站子组。使用组合矩阵 W的子组来计算选定子组中的每一基站的CoMP信道预编码矩阵。一个优 点是，因为组合矩阵是由不同成分合成的，所以可容易去除来自某个信道 的成分。因此，BS(或合适的服务器)使用组合矩阵的子组，可产生用于 在BS组的选定子组中的每一BS处进行传输的预编码矩阵。接着，从基站 子组向移动台MS传输数据。

图7及图8说明实施本发明的实施例的通信装置，其中图7说明基站， 图8说明移动台。

图7说明BS，例如图1及图2中的BS 105。BS处的接收器342通过 多个接收天线317从MS接收信道状态信息反馈315。MS可响应于来自 BS的导频或参考信号传输信道状态信息反馈315。

反馈解码单元302对从MS接收到的反馈信息(信道状态信息反馈 315)进行解码。在信道状态信息反馈315是由MS使用代码簿量化的情况 下，对反馈信息进行解码可能涉及使用代码簿。可对信道状态信息反馈315 进行编码以在传输期间受到保护。如果如此受到保护，则反馈解码单元302 可去除用于保护信道状态信息反馈315的编码以产生反馈信息。

将反馈解码单元302的输出，包含信道测量数据，例如单个小区CSI 及CoMP的组合矩阵，提供到波束成形向量单元330。

在各种实施例中，波束成形向量单元330包含预编码计算单元340。 预编码计算单元340可用于计算MS的预编码器(波束成形向量)。在各种 实施例中，如果调度器304调度单个小区MIMO，则预编码计算单元340 计算单个小区预编码矩阵。或者，如果调度的是CoMP传输，则预编码计 算单元340计算CoMP信道预编码矩阵。

除了所述的信道测量数据以外，为了便于说明，信道状态信息反馈315 还可包含调制、编码及/或空间格式化决定、接收到的信号强度及信号干扰 噪声比测量值。还可将信道状态信息反馈315提供到调度器304，其可在 其调度MS时使用所述信息。

接下来说明BS内的数据传输操作。将数据300发送到调度器304，数 据300是采用例如比特、符号或包的形式，去往由BSA服务的多个MS， 包含图2中的MS D 115。调度器304决定在给定时间/频率机会将向哪些 MS进行传输。举例来说，调度器304可选择MS D 115用于在给定时间传 输。MS的选择可基于许多因素，例如吞吐量的最大化、服务历史、MS优 先权、信息优先权等等。

调度器304可使用文献中的任一种已知调度原则，包含循环法、最大 总和速率、比例公平、最小剩余处理时间或最大加权总和速率；一般来说 可基于从接受服务的多个MS接收到的信道状态信息反馈315来作出调度 决定。调度器304可能决定经由传输波束成形向单个MS发送信息，或者 可能决定通过MU-MIMO通信同时服务于多个MS，或者可能决定(或受 到另一服务器或BS指导)通过CoMP传输服务于单个MS。

去往MS D 115的数据由调制与编码块310加以处理，转换成传输符 号，并添加冗余以便于辅助错误校正或错误检测。可部分地基于关于信道 状态信息反馈315的信息来选择调制与编码方案，且/或由调度器304来决 定调制与编码方案。

调制与编码块310可执行任何种编码与调制技术，包含正交幅度调制、 相移键控、频移键控、差分相位调制、卷积编码、涡轮编码、比特交错卷 积编码、低密度奇偶校验编码、喷泉编码或块编码。

将调制与编码块310的输出传递到传输波束成形块320，其将用于MS 的经调制与编码的流映射到波束成形向量上。通过RF电路将波束成形的 输出耦合到天线316。传输波束成形向量可从波束成形向量单元330输入， 所述单元可基于信道状态信息反馈315以及来自调度器304的信息等等来 确定传输波束成形向量，所述信息可包含关于经选择用于传输的MS的信 息。

BS可包含多个处理器305及存储器306用于执行上述操作。存储器 306包含易失性及非易失性两种存储器，供各种组件使用。

虽然未明确说明，但所属领域的技术人员不难理解，可使用OFDM调 制。此外，可使用任何种多址技术，包含正交频分多址、码分多址、频分 多址或时分多址。

在各种实施例中，反馈解码单元302及波束成形向量单元330可在硬 件中实施为信号处理芯片，例如数字信号处理器。或者，反馈解码单元302 及波束成形向量单元330或其中的若干部分可在软件中实施，其中将软件 代码存储于例如存储器306等存储器中，并在例如处理器305等处理器中 执行。

图8说明根据本发明的实施例的MS 800，例如图1及图2中的MS 115。 MS 800可具有一个或一个以上接收天线392，通过RF电路连接到信号处 理块350。天线392可用作传输天线与接收天线，且通过TX/RX开关399 来操作。或者，MS 800可具有单独的传输天线与接收天线。MS 800可具 有相等数目的传输天线与接收天线，或者MS 800可具有不同数目的传输 天线与接收天线。发射器380可耦合到天线392，用于使用天线392无线 地传输信息。接收器370也可耦合到天线392，用于接收天线392检测到 的信息。

信号处理块350可包含用于传输侧与接收侧的单独电路，但在一些实 施例中也可集成在一起成为单个组件。在接收侧上，信号处理的实例包含 滤波、放大、解调、错误检测与校正、串行/平行转换、解交错等等。在传 输侧上，信号处理的实例包含滤波、放大、调制、错误编码、平行/串行转 换、交错、比特穿刺等等。

信号处理块350还包含信道估计块355。信道估计块355可使用此项 技术中已知的任何种算法，包含最小平方、最大似然、最大后验、贝叶斯 估计器、自适应估计器、盲估计器等等，用以估计MS 350与其服务的BS 之间的信道。一些算法利用插入到传输信号中的训练信号、训练导频形式 的已知信息，还有一些算法使用传输信号中的例如循环平稳 (cyclostationarity)等结构来估计BS与MS之间的信道的系数。

反馈块360可用于计算MS 300与其服务的BS之间的信道的单个小区 预编码矩阵以及所述信道的组合矩阵。根据一实施例，如上所述，反馈块 360可根据信道估计块355提供的信道估计结果利用奇异值分解(SVD) 来计算单个小区预编码矩阵及组合矩阵。

在一些实施例中，例如使用代码簿将反馈给BS的一定量的信息量化。 在此类实施例中，例如使用量化块(未图示)将根据信道估计块355提供 的信息产生的信道状态信息量化。量化块使用代码簿将信道状态信息量化。 可从量化块输出来自代码簿的索引。在各种实施例中，单个小区CL-MIMO 预编码矩阵及组合矩阵中的一者或两者可使用单独的代码簿来量化。反馈 块360通过组合从量化块输出的代码簿索引来产生新反馈消息。

将反馈块360的输出提供给信道状态信息产生块385，其使用反馈块 360的输出产生特殊反馈控制消息，从而产生信道状态信息反馈315。信道 状态信息产生块385还可应用错误校正代码以保护反馈消息中的信息免于 发生错误。

MS 800可包含多个处理器395及存储器397。处理器395可为负责执 行应用程序及程序、控制MS 800的各种组件的操作、与基站、中继节点 交互等等的处理单元。除了上文列举的操作之外，处理器395还可负责上 述信号处理块350的各个单元所需要的处理。

处理器395耦合到存储器397，存储器397还可用于存储应用程序及 数据，包含与信道状态信息有关的信息。存储器397可包含易失性及非易 失性两种存储器，供各种组件使用。

在各种实施例中，信号处理块350可在硬件中实施为信号处理芯片， 例如数字信号处理器。或者，信号处理块350或其中的若干部分可在软件 中实施，其中将软件代码存储于例如存储器397等存储器中，并在例如处 理器395等处理器中执行。

关于本发明的实施例提供许多特征及优点。举例来说，关于组合矩阵， 可使用单个小区CSI反馈来构成CSI用于联合处理/传输CoMP。

本发明的实施例可提供几个优点。在各种实施例中，在BS处直接获 得波束成形信息，例如V(:，n)。本发明的实施例使跨服务于MS的BS组的 回程CSI共享最小化。举例来说，服务组中的第j个BS，j≠i不需要经由 回程与相同组中的第i个BS共享其单个小区反馈矩阵及组合矩阵的CSI 反馈。换言之，第i个BS只需要由MS反馈的单个小区反馈矩阵及组合矩 阵来进行使用完全联合处理的CoMP。

一个优点是，在各种实施例中，将来自MS的单个CSI反馈直接用于 单个小区MIMO及基于协调调度/波束成形的CoMP两者。因此，使用本 发明的实施例无需发送用于单个小区MIMO及基于协调调度/波束成形的 CoMP的单独的反馈。

一个优点是，本发明的实施例能够实现单个小区与CoMP传输之间的 透明模式的自适应。举例来说，如果上行链路有足够的容量使得MS可针 对服务BS组中的每一BS反馈单个小区反馈矩阵以及组合矩阵(或其量化 信息)两者，那么可使用具有完全联合处理的CoMP。另一方面，如果上 行链路的容量有限，MS只能反馈单个小区反馈矩阵，那么可使用比较简 单的形式的CoMP(例如，协调调度/波束成形)。换言之，可基于信道条 件动态地采用单个小区与CoMP传输之间的模式自适应。

虽然已参照说明性实施例描述了本发明，但并不希望在限制性意义上 理解本说明。所属领域的技术人员在参照本说明之后，将容易设计出对说 明性实施例以及本发明的其它实施例的各种修改及组合。因此，希望随附 权利要求书包涵任何此类修改或实施例。