專利名稱：信道狀態(tài)信息反饋方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及無線通信，具體涉及ー種用于在時分雙エTDD系統(tǒng)中反饋下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI的方法及相應的用戶設備。
背景技術：
在無線蜂窩通信系統(tǒng)中，通過使用線性MET預編碼能夠?qū)崿F(xiàn)下行鏈路傳輸?shù)慕顑?yōu)高頻譜效率。在實際應用中，在頻率重用因子是1的情況下，下行鏈路傳輸具有小區(qū)間干擾。由于傳統(tǒng)的MET設計沒有考慮到干擾，因此將會惡化下行鏈路傳輸性能。在LTE-A中，信道互易性是TDD系統(tǒng)中有效控制多天線系統(tǒng)的重要特征。3GPP R1-090042首先提出了一種用于下行鏈路MET預編碼設計的基于TDD互易性的干擾輔助信息反饋。具體而言，在3GPP R1-090042中，提出了可以將具有Ω_1/2ポ皿形式的用戶設備側干擾統(tǒng)計量的下行鏈路CSI反饋到演進的Node-B (eNB)，其中Ω是UE側下行鏈路干擾加性噪聲的協(xié)方差矩陣，Hm是下行鏈路物理信道響應。然后，eNB通過將上行鏈路參考信號 (Refference Signal, RS)預編碼為Ω_1/2 · Hdl · ρ來實現(xiàn)反饋，其中ρ為上行鏈路RS，從而無需上行鏈路方向的顯性信道反饋。通常，由于上行導頻信號資源是有限的，3GPP R1-090042中將用戶設備側檢測到的完整的協(xié)方差矩陣反饋給eNB，會消耗大量上行導頻信號資源。本發(fā)明中提出了ー種下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI的反饋方案，可以更加有效地利用上行導頻信號資源，從而實現(xiàn)更優(yōu)的下行鏈路MET預編碼性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提出了ー種用于在時分雙エTDD系統(tǒng)中的用戶設備處反饋下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI的方法，其中，所述CSI表示下行鏈路干擾和加性噪聲，所述方法包括以下步驟接收來自基站的信號；根據(jù)接收到的信號獲得下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω ；根據(jù)下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和下行鏈路信道響應HDL獲得基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u ；根據(jù)下行鏈路干擾加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和所述空間子信道響應u獲得下行鏈路CSI ；以及反饋下行鏈路CSI給基站。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，反饋下行鏈路CSI給基站的步驟包括根據(jù)所述下行鏈路CSI，對上行鏈路參考信號進行線性預編碼，并反饋線性預編碼的輸出。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，，所述基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u是與矩陣Ω_1/2·Ηι中的ー個或多個最大特征值相對應的左特征矢量與Ω_1/2·Ηι 中的對角特征值矩陣的平方根的乘積。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述下行鏈路CSI是wopt = Uh · Ω _1/2，其中，H表示矩陣的共軛轉置。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，響應于用戶設備反饋下行鏈路CSI反饋給基站，基站接收到的信號為
4
其中，！V表示上行鏈路信道響應，T表示矩陣的轉置，P是MXM的上行鏈路參考信號，M是用戶設備處的天線數(shù)目，η是基站的環(huán)境噪聲，第二等式基于TDD系統(tǒng)關于下行鏈路-上行鏈路信道互易性的定義。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述接收到的信號是線性下行鏈路預編碼的輸出。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述線性下行鏈路預編碼是多用戶特征值傳輸預編碼。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述下行鏈路信道響應H11是由用戶設備測量得到的。本發(fā)明的另一方面提出了一種用戶設備，用于在時分雙エTDD系統(tǒng)中反饋下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI，其中，所述CSI表示下行鏈路干擾和加性噪聲，所述基站包括接收單元，配置用于接收來自基站的信號；計算単元，下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω 獲得單元，配置用于根據(jù)接收到的信號獲得下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω ；根據(jù)下行鏈路干擾加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和下行鏈路信道響應Hm獲得基于奇異值分解 SVD的干擾白化后的空間子信道響應U，以及根據(jù)下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣 Ω和基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u獲得CSI ；以及反饋單元，用于將CSI反饋給基站。本發(fā)明提出了ー種下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI的反饋方案，能夠降低下行鏈路干擾和噪聲的反饋量，從而可以更高效地利用有限的上行導頻信號資源。針對各種線性下行鏈路多用戶多天線預編碼方案，比如MET預編碼方案，這種有效的改進能夠直接轉化為更優(yōu)的下行鏈路傳輸性能。


通過下面結合

本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點更加清楚，其中圖1示出了本發(fā)明應用于其中的TDD系統(tǒng)的基本架構的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于TDD系統(tǒng)的CSI反饋方案的原理；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的CSI反饋方法的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的基站的結構框圖。
具體實施例方式下面將說明本發(fā)明的多種實施例。隨后的說明提供了對這些實施例的全面理解的詳細細節(jié)。但是，本領域的技術人員應當了解，無需ー些所述細節(jié)也可以實施本發(fā)明。此外， 可能不會示出或詳細說明ー些公知的結構或者功能，以免不必要地使本發(fā)明多種實施例的相關說明不清楚。圖1示出了本發(fā)明應用于其中的TDD系統(tǒng)的基本架構的示意圖。假設該TDD系統(tǒng)包括基站10、位于基站10覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶設備20以及基站10的相鄰基站，其中在基站 10處具有4個天線，在用戶設備20處具有2個天線。也就是說，圖1所示的TDD系統(tǒng)是ー 個4X2的TDD MIMO系統(tǒng)?；?0向用戶設備20發(fā)送4X 1的信號ν 00，ν (χ)是線性下行鏈路MuMIMO預編碼器的輸出，則用戶設備20接收到的信號為y = HdlV (χ)+J(1)其中，y是2X 1的向量，！V是2X4的下行鏈路信道矩陣，χ是要從基站10發(fā)送到用戶設備20的1 X 1的符號，以及J表示2Χ 1的下行鏈路干擾和加性環(huán)境噪聲，并且符合均值為零、協(xié)方差為Ω的高斯分布，即J Ν(0，Ω)。由此可見，在下行鏈路中，用戶設備20很容易受到下行鏈路干擾(例如來自圖1 所示的基站10的相鄰基站的較強的干擾)和環(huán)境噪聲的影響。因此，對于用戶設備而言， 向基站報告下行鏈路信道狀態(tài)信息以用于基站處的線性下行鏈路MuMIMO預編碼是非常有必要的。在本發(fā)明中，將以圖1所示的4X2的物理MIMO信道僅傳輸單個數(shù)據(jù)流為基礎進行描述，這樣用戶設備處的線性接收機的剰余能力可用于干擾抑制。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于TDD系統(tǒng)的CSI反饋方案的原理，其中該TDD 系統(tǒng)包括具有4個天線的基站和具有2個天線的用戶設備，即，該TDD系統(tǒng)為4X2的TDD MIMO系統(tǒng)，其中Ω是下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣，Hi1表示下行鏈路信道響應。這里，假設V(X) = V · χ是基站處的線性下行鏈路MuMIMO預編碼器的輸出，其中 V是4X1的線性預編碼矢量。在這種情況下，用戶設備通常采用線性最小均方差(LMMSm 接收機，該接收機能夠最大化所有線性接收機中的信干噪比(SINI )。χ的LMMSE解調(diào)被表
不為
權利要求
1.ー種用于在時分雙エTDD系統(tǒng)中的用戶設備處反饋下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI的方法，其中，所述CSI表示下行鏈路干擾和加性噪聲，所述方法包括以下步驟接收來自基站的信號；根據(jù)接收到的信號獲得下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣ω ； 根據(jù)下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和下行鏈路信道響應Hi1獲得基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u ；根據(jù)下行鏈路干擾加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和所述空間子信道響應u獲得下行鏈路 CSI ；以及反饋下行鏈路CSI給基站。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，反饋下行鏈路CSI給基站的步驟包括根據(jù)所述下行鏈路CSI，對上行鏈路參考信號進行線性預編碼，并反饋線性預編碼的輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u是與矩陣Ω _1/2 · Hdl中的ー個或多個最大特征值相對應的左特征矢量與 Ω"172 · Hdl中的對角特征值矩陣的平方根的乘積。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述下行鏈路CSI是 、t = uH· Ω-1/2,其中，H表示矩陣的共軛轉置。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，響應于用戶設備反饋下行鏈路CSI反饋給基站， 基站接收到的信號為y = hUL ■ woP, - ρ+ ηニ Htdl-W opt ·ρ + η其中，Hm表示上行鏈路信道響應，T表示矩陣的轉置，ρ是MXM的上行鏈路參考信號，M 是用戶設備處的天線數(shù)目，η是基站的環(huán)境噪聲，第二等式基于TDD系統(tǒng)關于下行鏈路-上行鏈路信道互易性的定義。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的方法，其中，所述接收到的信號是線性下行鏈路預編碼的輸出。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述線性下行鏈路預編碼是多用戶特征值傳輸預編碼。
8.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的方法，其中，所述下行鏈路信道響應H11是由用戶設備測量得到的。
9.一種用戶設備，用于在時分雙エTDD系統(tǒng)中反饋下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI，其中， 所述CSI表示下行鏈路干擾和加性噪聲，所述基站包括接收單元，配置用于接收來自基站的信號；計算單元，配置用于根據(jù)接收到的信號獲得下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣 Ω ；根據(jù)下行鏈路干擾加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和下行鏈路信道響應Hm獲得基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u，以及根據(jù)下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u獲得CSI ；以及反饋單元，用于將CSI反饋給基站。
10.根據(jù)權利要求9所述的用戶設備，其中，所述反饋単元包括 預編碼単元，配置用于根據(jù)CSI對上行鏈路參考信號進行預編碼；以及發(fā)送單元，配置用于將預編碼的結果發(fā)送給基站。
11.根據(jù)權利要求9所述的用戶設備，其中，所述基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u是與矩陣Ω_1/2 · Hdl中的ー個或幾個最大特征值相對應的左特征矢量與 Ω"172 · Hdl中的對角特征值矩陣的平方根的乘積。
12.根據(jù)權利要求11所述的用戶設備，其中，所述下行鏈路CSI是 、t = uH· Ω-1/2,其中，H表示矩陣的共軛轉置。
13.根據(jù)權利要求9-12中任一項所述的用戶設備，其中，所述接收到的信號是線性下行鏈路預編碼的輸出。
14.根據(jù)權利要求13所述的用戶設備，其中，所述線性下行鏈路預編碼是多用戶特征值傳輸預編碼。
15.根據(jù)權利要求9-12中任一項所述的用戶設備，其中，所述下行鏈路信道響應H11是由用戶設備測量得到的。
全文摘要
一種用于在時分雙工TDD系統(tǒng)中反饋下行鏈路信道狀態(tài)信息CSI的方法，其中，所述CSI表示下行鏈路干擾和加性噪聲，所述方法包括以下步驟接收來自基站的信號；根據(jù)接收到的信號獲得下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω；根據(jù)下行鏈路干擾和加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和下行鏈路信道響應HDL獲得基于奇異值分解SVD的干擾白化后的空間子信道響應u；根據(jù)下行鏈路干擾加性噪聲的協(xié)方差矩陣Ω和所述空間子信道響應u獲得下行鏈路CSI；以及反饋下行鏈路CSI給基站。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明中的方法降低了下行鏈路干擾和噪聲的反饋量，可以更高效地利用有限的上行導頻信號資源。針對各種線性下行鏈路多用戶多天線預編碼方案，比如MET預編碼方案，這種有效的改進能夠直接轉化為更優(yōu)的下行鏈路傳輸性能。
文檔編號H04L1/06GK102594491SQ201110020828
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者石璟, 陸犇 申請人:上海貝爾股份有限公司