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1、(10)申请公布号 CN 103326768 A (43)申请公布日 2013.09.25 CN 103326768 A *CN103326768A* (21)申请号 201210081621.8 (22)申请日 2012.03.23 H04B 7/06(2006.01) (71)申请人 华为技术有限公司 地址 518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为 总部办公楼 申请人 东南大学 (72)发明人 朱鹏程 李元杰 (74)专利代理机构 北京中博世达专利商标代理 有限公司 11274 代理人 申健 (54) 发明名称 信道信息反馈的方法、 装置及系统 (57) 摘要 本发明公开了一种信道信息反馈。
2、的方法、 装 置及系统， 涉及通信技术领域。 本发明实施例提供 一种信道信息反馈的方法， 包括 ： 反馈链路发送 端获取信道矩阵 ； 所述反馈链路发送端根据所述 信道矩阵以及第一参照矩阵从码本中选取第一码 字 ； 所述反馈链路发送端将所述第一码字的序号 发送给反馈链路接收端。本发明实施例提供的反 馈信道信息的方法、 装置及系统可以应用在信道 变化缓慢的场景， 如无线信道、 MIMO-OFDM 系统中 相邻子载波上的信道等， 可实现较高精度的信道 信息反馈。 (51)Int.Cl. 权利要求书 5 页 说明书 12 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权。
3、利要求书5页 说明书12页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103326768 A CN 103326768 A *CN103326768A* 1/5 页 2 1. 一种信道信息反馈的方法， 其特征在于， 包括 ： 反馈链路发送端获取信道矩阵 ； 所述反馈链路发送端根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从码本中选取第一码字， 所 述码本包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩阵的主特征矩阵与所 述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵 ； 所述反馈链路发送端将所述第一码字的序号发送给反馈链路接收端。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 若所述信道信息反馈在初始。
4、时刻时， 所述链路反馈发送端获取与所述信道矩阵的主特 征矩阵行数相同的酉矩阵， 从所述酉矩阵中选取M列设置为所述第一参照矩阵， 所述M列为 所述信道矩阵的主特征矩阵的列数 ； 若所述信道信息反馈不在初始时刻时， 所述反馈链路发送端根据上一次信道信息反馈 时的第一码字以及上一次信道信息反馈时的参照矩阵生成所述第一参照矩阵。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述反馈链路发送端根据所述上一次信 道信息反馈时的第一码字以及所述上一次信道信息反馈时的参照矩阵生成所述第一参照 矩阵， 通过以下公式实现 ： 其中 ： 为所述第一参照矩阵 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； 为所述上一次。
5、信道信息反馈时的参照矩阵 ； 为所述上一次信道信息反馈时的参照矩阵的正交补矩阵 ； D(t-1) 为所述上一次信道信息反馈时的第一码字。 4. 根据权利要求 1-3 任意一项所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述信道矩阵以及 所述第一参照矩阵从所述码本中选取所述第一码字， 包括 ： 根据所述信道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用功率增益最大作为标准从所述码本中 选取所述第一码字， 或者， 采用矩阵距离最小作为标准从所述码本中选取所述第一码字。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述信道矩阵以及所述第一 参照矩阵， 采用功率增益最大作为标准从所述码本中选取所述第一码字，。
6、 通过以下公式实 现 ： 其中， D(t) 为所述第一码字 ； 为从码本中选取功率增益最大所采用的码字 ； H(t) 为所述信道矩阵 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； 权 利 要 求 书 CN 103326768 A 2 2/5 页 3 为所述第一参照矩阵 ； 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； C 为所述码本中的一个码字。 6. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述信道矩阵以及所述第一 参照矩阵， 采用矩阵距离最小作为标准从所述码本中选取所述第一码字， 通过以下公式实 现 ： 其中， D(t) 为所述第一码字 ； 为从码本中选取与所述信道矩阵的主特征矩阵之间距离最小。
7、所采用的 码字 ； d() 为矩阵间的距离运算符 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； U(t) 为所述信道矩阵的主特征矩阵 ； 为所述第一参照矩阵 ； 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； C 为所述码本中的一个码字。 7. 一种信道信息反馈的方法， 其特征在于， 包括 ： 反馈链路接收端接收所述反馈链路发送端发送的第一码字的序号 ； 所述反馈链路接收端根据所述第一码字的序号从码本中选取所述第一码字， 所述码本 包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化信道矩阵的主特征矩阵与第一参照矩阵 之间的变化量的矩阵。 所述反馈链路接收端根据所述第一码字以及所述第一参照矩阵生成第二参照矩阵。 8. 。
8、根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 若所述信道信息反馈在初始时刻， 所述反馈链路接收端获取与所述信道矩阵的主特征 矩阵行数相同的酉矩阵， 从所述酉矩阵中选取M列设置为所述第一参照矩阵， 所述M列为所 述信道矩阵的主特征矩阵的列数 ； 若所述信道信息反馈不在初始时刻， 所述反馈链路接收端将上一次信道信息反馈时生 成的第二参照矩阵作为所述第一参照矩阵。 9.根据权利要求7或8所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第一码字以及所述第一 参照矩阵生成所述第二参照矩阵， 具体通过以下公式实现 ： 其中 ： 为所述第二参照矩阵 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； 为所述第一参照矩。
9、阵 ； 权 利 要 求 书 CN 103326768 A 3 3/5 页 4 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； D(t) 为所述第一码字。 10. 一种反馈链路发送端， 其特征在于， 包括 ： 获取单元， 用于获取信道矩阵 ； 第一选取单元， 用于根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从码本中选取第一码字， 所 述码本包括按照序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩阵的主特征矩阵与 所述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵 ； 第一发送单元， 用于将所述第一选取单元选取的第一码字的序号发送给反馈链路接收 端。 11. 根据权利要求 10 所述的反馈链路发送端， 其特征在于， 还包括 ： 第一设。
10、置单元， 用于若所述信道信息反馈在初始时刻时， 获取与所述信道矩阵的主特 征矩阵行数相同的酉矩阵， 从所述酉矩阵中选取M列设置为所述第一参照矩阵， 所述M列为 所述信道矩阵的主特征矩阵的列数 ； 第一生成单元， 用于若所述信道信息反馈不在初始时刻时， 根据上一次信道信息反馈 时的第一码字以及上一次信道信息反馈时的参照矩阵生成所述第一参照矩阵。 12. 根据权利要求 11 所述的反馈链路发送端， 其特征在于， 所述第一生成单元， 根据所 述上一次信道信息反馈时的第一码字以及所述上一次信道信息反馈时的参照矩阵生成所 述第一参照矩阵， 通过以下公式实现 ： 其中 ： 为所述第一参照矩阵 ； qrd 。
11、为 QR 分解运算符 ； 为所述上一次信道信息反馈时的参照矩阵 ； 为所述上一次信道信息反馈时的参照矩阵的正交补矩阵 ； D(t-1) 为所述上一次信道信息反馈时的第一码字。 13. 根据权利要求 10-12 任意一项所述的反馈链路发送端， 其特征在于， 所述第一选取 单元， 包括 ： 第一选取子单元， 用于根据所述信道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用功率增益最大 作为标准从所述码本中选取所述第一码字 ； 和 / 或 第二选取子单元， 用于根据所述信道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用矩阵距离最小 作为标准从所述码本中选取所述第一码字。 14. 根据权利要求 13 所述的反馈链路发送端， 其特征。
12、在于， 所述第一选取子单元， 用于 根据所述信道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用功率增益最大作为标准从所述码本中选取 所述第一码字， 通过以下公式实现 ： 其中， D(t) 为所述第一码字 ； 权 利 要 求 书 CN 103326768 A 4 4/5 页 5 为从码本中选取功率增益最大所采用的码字 ； H(t) 为所述信道矩阵 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； 为所述第一参照矩阵 ； 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； C 为所述码本中的一个码字。 15. 根据权利要求 13 所述的方法， 其特征在于， 所述第二选取子单元， 用于根据所述信 道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用矩阵距离最。
13、小作为标准从所述码本中选取所述第一码 字， 通过以下公式实现 ： 其中， D(t) 为所述第一码字 ； 为从码本中选取与所述信道矩阵的主特征矩阵之间距离最小的矩阵所 采用的码字 ； d() 为矩阵间的距离运算符 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； U(t) 为所述信道矩阵的主特征矩阵 ； 为所述第一参照矩阵 ； 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； C 为所述码本中的一个码字。 16. 一种反馈链路接收端， 其特征在于， 包括 ： 第一接收单元， 用于接收所述反馈链路发送端发送的第一码字的序号 ； 第二选取单元， 用于根据所述第一码字的序号从码本中选取所述第一码字， 所述码本 包括按序号排列的。
14、多个码字， 所述多个码字为量化信道矩阵的主特征矩阵与所述第一参照 矩阵之间的变化量的矩阵 ； 第二生成单元， 用于根据所述第二选取单元选取的所述第一码字以及所述第一参照矩 阵生成第二参照矩阵。 17. 根据权利要求 16 所述的反馈链路接收端， 其特征在于， 还包括 ： 第二设置单元， 用于若所述信道反馈在初始时刻， 获取与所述信道矩阵的主特征矩阵 行数相同的酉矩阵， 从所述酉矩阵中选取M列设置为所述第一参照矩阵， 所述M列为所述信 道矩阵的主特征矩阵的列数 ； 第三设置单元， 用于若所述信道信息反馈不在初始时刻时， 上一次信道信息反馈时的 生成的第二参照矩阵作为所述第一参照矩阵。 18. 根。
15、据权利要求 16 或 17 所述的反馈链路接收端， 所述第二生成单元， 用于根据所述 第二选取单元选取的所述第一码字以及所述第一参照矩阵生成所述第二参照矩阵， 通过以 下公式实现 ： 权 利 要 求 书 CN 103326768 A 5 5/5 页 6 其中 ： 为所述第二参照矩阵 ； qrd 为 QR 分解运算符 ； 为所述第一参照矩阵 ； 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； D(t) 为所述第一码字。 19. 一种通信系统， 其特征在于， 包括 ： 反馈链路发送端， 用于获取信道矩阵， 根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从码本中 选取第一码字， 将所述第一码字的序号发送给反馈链路接收端 ； 。
16、反馈链路接收端， 用于接收所述反馈链路发送端发送的第一码字的序号， 根据所述第 一码字的序号从码本中选取所述第一码字， 根据所述第一码字以及第一参照矩阵生成第二 参照矩阵 ； 其中， 所述码本包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩阵的主 特征矩阵与所述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵。 权 利 要 求 书 CN 103326768 A 6 1/12 页 7 信道信息反馈的方法、 装置及系统 技术领域 0001 本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种信道信息反馈的方法、 装置及系统。 背景技术 0002 在基于多输入多输出 (Multiple-Input Multiple-Out。
17、put， 以下简称为 MIMO)- 正 交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， 以下简称为OFDM)技术的长 期演进的后续演进(Long Term Evolution-Advanced， 以下简称为LTE-A)系统中， 基于码本 的隐式反馈方案是在单用户 MIMO 系统的研究中逐渐发展出来的， 其基本特点是由用户设 备选择预编码矩阵后， 再将该预编码矩阵反馈给基站。在单用户 MIMO 系统中， 多个数据流 属于同一个用户， 信道信息反馈的目的是帮助基站实现预编码， 以使得基站通过预编码避 开无线信道中处于深衰落的特征方向， 获得很好的。
18、传播增益， 而多个数据流的相互干扰可 以通过接收处理 ( 如最小均方误差 (Minimum Mean Square Error， MMSE) 接收机 ) 消除， 因 此不需要很高的反馈精度。 0003 但是， 随着多用户 MIMO 和协同多点传输 (Coordinated Multiple Points， 简称为 CoMP) 等技术的出现， 多用户系统中的多个数据流分属于不同用户， 基站预编码操作的主要 作用是消除用户间干扰， 这需要较精确的信道信息， 现有技术中提供的基于码本的隐式反 馈方法无法满足多用户系统对反馈精度的要求。 发明内容 0004 本发明实施例提供一种信道信息反馈的方法、 装。
19、置及系统， 解决了基于码本的隐 式反馈方法无法满足多用户系统对反馈精度的要求的问题。 0005 一方面， 提供一种信道信息反馈的方法， 包括 ： 反馈链路发送端获取信道矩阵 ； 所 述反馈链路发送端根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从码本中选取第一码字， 所述码本 包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩阵的主特征矩阵与所述第一 参照矩阵之间的变化量的矩阵 ； 所述反馈链路发送端将所述第一码字的序号发送给反馈链 路接收端。 0006 另一方面， 还提供一种信道信息反馈的方法， 包括 ： 反馈链路接收端接收所述反馈 链路发送端发送的第一码字的序号 ； 所述反馈链路接收端根据所述第一。
20、码字的序号从码本 中选取所述第一码字， 所述码本包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化信道矩 阵的主特征矩阵与所述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵 ； 所述反馈链路接收端根据所述 第一码字以及所述第一参照矩阵生成第二参照矩阵。 0007 一方面还提供一种反馈链路发送端， 包括 ： 0008 获取单元， 用于获取信道矩阵 ； 0009 第一选取单元， 用于根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从码本中选取第一码 字， 所述码本包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩阵的主特征矩 阵与所述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵 ； 说 明 书 CN 103326768 A 7 2/12 页。
21、 8 0010 第一发送单元， 用于将所述第一选取单元选取的第一码字的序号发送给反馈链路 接收端。 0011 另一方面， 提供一种反馈链路接收端， 包括 ： 0012 第一接收单元， 用于接收所述反馈链路发送端发送的第一码字的序号 ； 0013 第二选取单元， 用于根据所述第一码字的序号从码本中选取所述第一码字， 所述 码本包括按照序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化信道矩阵的主特征矩阵与所述第 一参照矩阵之间的变化量的矩阵 ； 0014 第二生成单元， 用于根据所述第二选取单元选取的第一码字以及第一参照矩阵生 成第二参照矩阵。 0015 另一方面， 还提供了一种通信系统， 包括 ： 00。
22、16 反馈链路发送端， 用于获取信道矩阵， 根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从码 本中选取第一码字， 将所述第一码字的序号发送给反馈链路接收端 ； 0017 反馈链路接收端， 用于接收所述反馈链路发送端发送的第一码字的序号， 根据所 述第一码字的序号从码本中选取所述第一码字， 根据所述第一码字以及第一参照矩阵生成 第二参照矩阵 ； 0018 其中， 所述码本包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩阵 的主特征矩阵与所述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵。 0019 本发明实施例提供的信道信息反馈的方法、 装置及系统， 通过使用信道矩阵的主 特征矩阵作为反馈对象， 由于主特征矩阵为反。
23、馈链路接收端计算预编码矩阵所需要的有效 信道信息， 也就是反馈链路接收端计算预编码矩阵所需要的最小信道信息， 从而可以从源 头上降低反馈量， 并且， 通过反馈量化主特征矩阵与所述参照特征空间之间的变化量的码 字， 属于差分反馈， 在一般低速移动的工作场景， 有较强的时间相关性， 差分反馈可以充分 利用这种时间上的冗余信息， 进一步的降低反馈量， 码字是用于量化反馈量的， 反馈量越小 反馈精度越高， 从而实现了较高的反馈精度。 附图说明 0020 图 1 为本发明实施例一提供的信道信息反馈的方法流程图一 ； 0021 图 2 为本发明实施例一提供的信道信息反馈的方法流程图二 ； 0022 图 3。
24、 为本发明实施例二提供的信道信息反馈的方法流程图 ； 0023 图 4(a) 为 4 发 2 收的天线配置中信道特征空间反馈值与其真值之间的平均弦距 离 ； 0024 图 4(b) 为 4 发 2 收的天线配置中系统容量的仿真结果 ； 0025 图 4(c) 为 8 发 8 收的天线配置中信道特征空间反馈值与其真值之间的平均弦距 离 ； 0026 图 4(d) 为 8 发 8 收的天线配置中系统容量的仿真结果 ； 0027 图 5 为本发明实施例三提供的信道信息反馈的方法流程图 ； 0028 图 6 为本发明实施例四提供的反馈链路发送端的结构示意图一 ； 0029 图 7 为图 6 所示的反馈。
25、链路发送端中第一选取单元的结构示意图 ； 0030 图 8 为本发明实施例四提供的反馈链路发送端的结构示意图二 ； 说 明 书 CN 103326768 A 8 3/12 页 9 0031 图 9 为本发明实施例四提供的反馈链路发送端的结构示意图一 ； 0032 图 10 为本发明实施例四提供的反馈链路发送端的结构示意图二 ； 0033 图 11 为本发明实施例五提供的通信系统的系统架构图。 具体实施方式 0034 以下描述中， 为了说明而不是为了限定， 提出了诸如特定装置结构、 技术之类的具 体细节， 以便透彻理解本发明。然而， 本领域的技术人员应当清楚， 在没有这些具体细节的 其它实施例中。
26、也可以实现本发明。 在其它情况中， 省略对众所周知的装置、 电路以及方法的 详细说明， 以免不必要的细节妨碍本发明的描述。 0035 本发明实施例提供一种反馈信道信息的方法、 装置及系统， 实现了较高精度的信 道信息反馈。 0036 实施例一 0037 如图 1 所示， 本发明实施例一方面提供了一种信道信息反馈的方法， 可以应用于 反馈链路发送端， 包括 ： 0038 101、 获取信道矩阵。 0039 102、 根据所述信道矩阵以及第一参照矩阵从预先设置的码本中选取第一码字。 0040 其中， 所述码本包括按照序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化所述信道矩 阵的主特征矩阵与所述第一参照矩。
27、阵之间的变化量的矩阵， 所述主特征矩阵为所述链路接 收端计算预编码矩阵时所需要的有效信道信息。 0041 作为一种实现方式， 所述步骤 102 可以通过以下方式实现 ： 根据所述信道矩阵以 及所述第一参照矩阵， 采用功率增益最大作为标准从所述预先设置的码本中选取所述第一 码字， 或者， 采用矩阵间距离最小作为标准从预先设置的码本中选取所述第一码字， 其具体 实现方式可以不限于上述的两种方式， 此处不一一赘述。 0042 作为一种实现方式， 所述第一参照矩阵可以通过以下方式设置生成 ： 若所述信道 信息反馈在初始时刻时， 所述反馈链路发送端获取与所述信道矩阵的主特征矩阵行数相同 的酉矩阵， 从所。
28、述酉矩阵中选取任意M列设置为所述第一参照矩阵， 所述M列为所述信道矩 阵的主特征矩阵的列数 ； 若所述信道信息反馈不在初始时刻时， 所述反馈链路发送端根据 上一次信道信息反馈时的第一码字以及上一次信道信息反馈时的参照矩阵生成所述第一 参照矩阵。其具体实现方式可以不限于上述两种方式， 此处不一一赘述。 0043 103、 将所述第一码字的序号发送给反馈链路接收端。 0044 如图 2 所示， 本发明实施例还提供反馈信道信息的方法， 可以应用于反馈链路接 收端， 包括 ： 0045 201、 接收所述反馈链路发送端发送的第一码字的序号。 0046 202、 根据所述第一码字的序号从预先设置的码本中。
29、选取所述第一码字。 0047 其中， 所述码本包括按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化信道矩阵的主 特征矩阵与所述第一参照矩阵之间的变化量的矩阵， 所述信道矩阵的主特征矩阵为计算预 编码矩阵时所需要的有效信道信息。 0048 作为一种实现方式， 所述第一参照矩阵可以通过以下方式获得 ： 若所述信道信息 反馈在初始时刻， 所述反馈链路接收端获取与所述信道矩阵的主特征矩阵行数相同的酉矩 说 明 书 CN 103326768 A 9 4/12 页 10 阵， 从所述酉矩阵中选取任意M列设置为所述第一参照矩阵， 所述M列为所述信道矩阵的主 特征矩阵的列数 ； 若所述信道信息反馈不在初始时刻时， 。
30、所述反馈链路接收端将上一次信 道信息反馈时的生成的第二参照矩阵作为所述第一参照矩阵。 其具体实现方式可以不限于 上述两种方式， 此处不一一赘述。 0049 203、 根据所述第一码字以及第一参照矩阵生成第二参照矩阵。 0050 可选地， 反馈链路接收端可以将第二参照矩阵发送给前向链路， 进行预编码操作， 以匹配信道使得信道中的信息在传输中获得较大增益。 0051 本发明实施例中的第二参考矩阵可以作为下一次信道信息反馈时反馈链路接收 端的第一参考矩阵， 并执行方法步骤 201-203， 从而完成下一次信道信息反馈。 0052 本发明实施例一中， 反馈链路接收端可以为基站， 反馈链路发送端可以为用。
31、户设 备。 0053 本发明实施例提供的信道信息反馈的方法， 反馈链路发送端根据所述信道矩阵以 及第一参照矩阵从预先设置的码本中选取第一码字并将第一码字的序号发送给反馈链路 的接收端 ； 反馈链路接收端接收到第一码字的序号后， 根据该序号在码本中选取第一码字， 再根据该第一码字和第一参照矩阵生成第二参照矩阵， 从而实现了信道信息的反馈。本发 明实施例一通过使用主特征矩阵矩阵作为反馈对象， 由于主特征矩阵主特征矩阵为反馈链 路接收端计算预编码矩阵所需要的有效信道信息， 也就是反馈链路接收端计算预编码矩阵 所需要的最小信道信息， 从而可以从源头上降低反馈量， 并且， 通过反馈量量化主特征矩阵 主特。
32、征矩阵与所述参照特征空间之间的变化量的码字， 属于差分反馈， 在一般低速移动的 工作场景， 有较强的时间相关性， 差分反馈可以充分这种时间上的冗余信息， 进一步的降低 反馈量， 码字是用于量化反馈量的， 反馈量越小反馈精度越高， 从而实现了较高的反馈精 度。 0054 实施例二 0055 为了使得本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的信道信息反馈的方法， 现对该方法进行详细的说明。在本实施例中， 所述信道信息反馈的方法应用于多用户 MIMO 系统， 该系统设有 Nt发 Nr收的天线配置， 该系统的 MIMO 信道经历频率平坦的瑞利衰落， 并 且在一个时间块 TBlk内 ( 或一次信道信息反。
33、馈的过程中 ) 保持不变。如图 3 所示， 具体的， 本发明实施例提供的信道信息反馈的方法， 包括 ： 0056 301、 用户设备获取信道矩阵。 0057 在本实施例中， 所述信道矩阵是各天线对之间的信道衰落系数组成的一个 Nt*Nr 随机矩阵 H(t)。在第 t 个时间块内， 从发送天线 n 到接受接收天线 m 的传播路径的衰落系 数可以用随机变量 hm， n(t) 表示。 0058 302、 用户设备根据所述信道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用功率增益最大作为 标准从所述预先设置的码本中选取所述第一码字。 0059 其中， 所述码本由若干个按照序号排列的码字组成， 码字的个数由整个反馈链。
34、路 的反馈量决定， 每个码字都是一个 (Nt-M)*M(M 为信道矩阵的主特征矩阵的列向量的个数 ) 的矩阵， 是用于量化残差的矩阵， 所述残差为所述信道矩阵的主特征矩阵与所述第一参照 特征矩阵之间的变化量， 所述信道矩阵的主特征矩阵为所述反馈链路接收端计算预编码矩 阵时所需要的有效信道信息。 值得说明的是， 码本在预设置好后， 保存于反馈链路发送端和 说 明 书 CN 103326768 A 10 5/12 页 11 反馈链路接收端。 可选地， 在信道信息反馈的初始时刻， 反馈链路发送端的第一参照矩阵和 反馈链路接收端的第一参照矩阵相同。 0060 具体的， 所述步骤 302 可以通过以下步。
35、骤实现 ： 首先用户设备获取所述第一参照 矩阵的正交补矩阵， 然后根据所述信道矩阵、 所述第一参照矩阵以及第一参照矩阵的正交 补矩阵， 采用功率增益最大作为标准从所述预先设置的码本中选取所述第一码字。所述第 一参照矩阵的正交补矩阵的求解有多种算法本实施例中采用 QR 分解法得到。 0061 在本实施例中， 若所述信道反馈在初始时刻， 所述第一参照矩阵可以是预先设置 的初始值 ： 首先获取 NtNt的酉矩阵， 从所述酉矩阵中选取任意 M 构成 NtM， 将 NtM 设置 为第一参照矩阵， 其中 M 为信道矩阵的主特征矩阵的列向量的个数。若所述信道信息反馈 不在初始时刻， 所述第一参照矩阵为用户设。
36、备根据上一次信道信息反馈时的第一码字以及 上一次信道信息反馈时的第一参照矩阵生成的。 0062 具体的， 在信道信息反馈不在初始时刻时， 所述第一参照矩阵可以基于格拉斯曼 (Grassmann) 流形的切空间理论， 通过以下公式具体实现 ： 0063 0064 其中 ：为所述第一参照矩阵 ； qrd 为 QR 分解运算符 ；为所述上一 次信道信息反馈时的参照矩阵 ；为所述上一次信道信息反馈时的参照矩阵的正 交补矩阵 ； D(t-1) 为所述上一次信道信息反馈时的第一码字。 0065 在本实施例中， 所述步骤 302 可以基于功率最大为标准， 通过以下公式选取第一 码字 ： 0066 0067 。
37、其中， D(t) 为所述第一码字 ；为从码本中选取功率增益最大所采用 的码字 ； H(t)为所述信道矩阵 ； qrd为QR分解运算符 ；为所述第一参照矩阵 ； 为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； C 为码本中的一个码字。 0068 303、 用户设备将所述第一码字的序号发送给基站 ( 反馈链路接收端 )。 0069 304、 基站接收端接收所述用户设备发送的第一码字的序号。 0070 305、 基站根据所述第一码字的序号从预先设置的码本中选取所述第一码字。 0071 其中， 所述基站中预先设置的码本与所述用户设备中预先设置的码本相同， 包括 按序号排列的多个码字， 所述多个码字为量化信道矩阵的。
38、主特征矩阵与所述第一参照矩阵 之间的变化量的矩阵， 所述主特征矩阵为所述链路接收端计算预编码矩阵时所需要的有效 信道信息。 0072 306、 基站根据所述第一码字以及第一参照矩阵生成第二参照矩阵。 0073 其中， 所述第一参照矩阵的设置方式为 ： 若所述信道反馈在初始时刻， 所述反馈链 路接收端将第一参照矩阵与用户设备在信道反馈初始时刻设置的第一参照矩阵相同 ； 若所 述信道信息反馈不在初始时刻时， 所述反馈链路接收端将上一次信道信息反馈时的生成的 第二参照矩阵作为所述第一参照矩阵。 说 明 书 CN 103326768 A 11 6/12 页 12 0074 可选地， 基站可以将第二参照。
39、矩阵发送给前向链路， 进行预编码操作， 以匹配信道 使得信道中的信息在传输中获得较大增益。 0075 在本实施例中， 所述第二参照矩阵的生成方式， 可以通过以下公式实现 ： 0076 0077 其中 ：为所述第二参照矩阵 ； qrd 为QR分解运算符 ；为所述第一 参照矩阵 ；为所述第一参照矩阵的正交补矩阵 ； D(t) 为所述第一码字。 0078 值得说明的是， 现已对实施例二提供的反馈信道信息的方法进行了仿真评估， 仿 真中假设无线信道没有频率选择性， 并且在时间上以 1ms 为单位进行变化， 变化规则为 ： 0079 其中参数 和是是按 Jakes 信道模型确定的相关系数 ； (t) 是。
40、 0 均值单位方差的高斯增量信号， 其性质与加性高斯白噪声相同。在 Jakes 信道模型下， 相 邻时刻信道的相关系数满足 0080 其中， J0( ) 为零阶第一类 Bessel 函数 ； fc表示载波频率， 在仿真中设为 1.8GHz ； Talk表示所考虑的时间间隔， 仿真中设为1ms ； VUE表示用户设备移动速度， 仿真中考虑了3至 30km/h 范围内的多种情况。 0081 首先考查 4 发 2 收的天线配置， 系统采用波束赋形技术， 仅需反馈一维的主特征 矩阵主特征矩阵。反馈时采用 3bit 码本， 每 1ms 反馈一次， 并假设反馈信道没有延时。图 4(a) 为信道特征空间反馈。
41、值与其真值之间的平均弦距离， 其中最右边一条代表了 Rel.8 标 准中采用的无记忆反馈方法和相应的码本。Rel.8 标准中采用的是 4bit 码本， 其反馈量大 于本发明实施例二提供的信道信息反馈的方法。 但是， 从图中可以看到， 本发明实施例二提 供的信道信息反馈的方法， 在用户设备对应于不同的移动速度时， 其反馈值与真值之间弦 距离的平均值分别为 ： 3km/h 时在 0 0.05 之间， 10km/h 时在 0.1 0.15 之间， 20km/h 时 为 0.2 0.25 之间， 30km/h 时为 0.3 0.35 之间。而传统的反馈方法， 其反馈值与真值之 间弦距离的平均值要大于 。
42、0.55， 由此可见本发明实施例提供的信道信息反馈的方法， 其性 能优于 Rel.8 标准中的算法。图 4(b) 为系统容量的仿真结果。为了便于观察， 图中用完全 信道状态信息情况下的系统容量作为参考值。可以看到， 本发明实施例二提供的信道信息 反馈的方法， 用户设备对应于不同的移动速度时， 其传输吞吐量均大于 95， 而传统的反馈 方法， 其传输吞吐量小于 85， 由此可见， 本发明实施例提供的信道信息反馈的方法明显优 于 Rel.8 采用的方法。 0082 其次还考查了8发8收的天线配置， 假设需反馈4维的主特征矩阵主特征矩阵。 反 馈时采用 6bit 码本， 每 1ms 反馈一次， 并假。
43、设反馈信道没有延时。图 4(c) 为信道特征空间 反馈值与其真值之间的平均弦距离， 使在 30km/h 的移动速度下， 其反馈值与真值之间弦距 离的平均值也要小于 0.55。图 4(d) 为系统容量的仿真结果。可以看到， 即使在 30km/h 的 移动速度下， 也可以获得大于 92的信道容量。 0083 本发明实施例通过使用主特征矩阵主特征矩阵作为反馈对象， 由于主特征矩阵为 反馈链路接收端计算预编码矩阵所需要的有效信道信息， 也就是反馈链路接收端计算预编 说 明 书 CN 103326768 A 12 7/12 页 13 码矩阵所需要的最小信道信息， 从而可以从源头上降低反馈量， 并且， 通。
44、过反馈量化主特征 矩阵与所述参照特征空间之间的变化量的码字， 属于差分反馈， 在一般低速移动的工作场 景， 有较强的时间相关性， 差分反馈可以充分这种时间上的冗余信息， 进一步的降低反馈 量， 码字是用于量化反馈量的， 反馈量越小反馈精度越高， 从而实现了较高的反馈精度。 0084 实施例三 0085 为了使得本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的反馈信道信息的方法， 现对该方法进行详细的说明。在本实施例中， 所述反馈信道信息的方法应用于多用户 MIMO 系统， 该系统设有 Nt发 Nr收的天线配置， 该系统的 MIMO 信道经历频率平坦的瑞利衰落， 并 且在一个时间块 TBlk内保持不变。
45、。如图 5 所示， 具体的， 本发明实施例提供的反馈信道信息 的方法， 包括 ： 0086 501、 用户设备获取信道矩阵。 0087 所述步骤 501 的具体实现方式与上述步骤 301 相同， 此处不再赘述。 0088 502、 用户设备根据所述信道矩阵以及所述第一参照矩阵， 采用矩阵距离最小作为 标准从预先设置的码本中选取所述第一码字。 0089 其中， 码本由按照序号排列的若干个码字组成， 码字的个数由整个反馈链路的反 馈量决定， 每个码字都是一个 (Nt-M)*M 的矩阵， 是用于量化残差的矩阵， 所述残差为所述信 道矩阵的主特征矩阵主特征矩阵与所述参照特征空间之间的变化量， 所述信道。
46、矩阵的主特 征矩阵为所述反馈链路接收端计算预编码矩阵时所需要的有效信道信息。值得说明的是， 码本同时保存于反馈链路发送端和反馈链路接收端。 0090 具体的， 首先用户设备获取信道矩阵的主特征矩阵以及第一参照矩阵的正交补矩 阵。 然后根据所述主特征矩阵、 所述第一参照矩阵以及所述第一参照矩阵的正交补矩阵， 采 用矩阵距离最小作为标准从预先设置的码本中选取所述第一码字。 0091 其中， 获取信道矩阵的主特征矩阵的具体实现方式为 ： 0092 通过以下公式对信道矩阵进行特征分解 ： 0093 0094 其中，和分别表示特征值和相应的特征向量。 根据特征分解， 信道的 M 阶主特征矩阵定义为前 M。
47、 个特征向量组成的 NtM 正交单位阵 ： 0095 主特征矩阵的列空间即各列向量张成的空间是中的一个 M 维子空间， 称为信 道的主特征矩阵， 记为 U(t)， 其中，为 Nt维向量矩阵， 也就是所有 Nt维复向量组成的集 合。 0096 其中， 所述第一参照矩阵的正交补矩阵的获取方法与上述步骤 302 的具体实现方 式相同， 此处不再赘述。 0097 在实施例中， 所述步骤 502 可以通过以下公式实现 ： 0098 说 明 书 CN 103326768 A 13 8/12 页 14 0099 其中， D(t) 为所述第一码字 ；为从码本中选取与所述信道矩阵的主 特征矩阵之间距离最小的矩阵。
48、所采用的码字 ； d() 为矩阵间的距离运算符 ； qrd 为 QR 分 解运算符 ； U(t) 为所述信道矩阵的主特征矩阵 ；为所述第一参照矩阵 ；为所述 第一参照矩阵的正交补矩阵 ； C 为码本中的一个码字。 0100 在 Grassmann 流形中可以定义多种度量， 考虑 G(Nt， M) 中的两个元素 X、 Y。令 1， .， M表示 X*Y 的奇异值， 它们由 X、 Y 定， 与代表矩阵的选择无关。这些奇异值 在 0 和 1 之间， 所以可以定义角度 m arccos(m)，称为与 XY 对应的两个子空 间之间的主角 (Principal angle)。Grassmann 流形中的度量 d() 都可以通过这些主角定 义。例如 0101 测地线距离 ： 0102 Fubini-Study 距离 ： dFS(X， Y) arccos(12.M) 0103 投影 2- 范数距离 ： dp2(X， Y) maxmsinm 0104 弦距离 ： 0105 在研究信道信息反馈的工作中， Grassmann 流形上的 Fubini-Study 距离、 投影 2- 范数距离、 弦距离等都已被用作反馈的失真度量标准。 0106 503、 用户设备将将所述第一码字的序号发送给基站 ( 反馈链路接收端 )。 0107 504、 基站接收端接收所述用户设备发送的第一码字的序号。 0。