一种信道状态信息的反馈方法
【专利摘要】本申请公开了一种信道状态信息的反馈方法，包括：UE接收基站配置的用于报告CSI的模式；UE测量基站信号和干扰，根据当前下行信道条件确定用于下行传输的秩、预编码矩阵和CQI信息，并根据预编码矩阵对应得到指示该预编码矩阵的PMI索引；UE在上行方向报告所述秩、PMI索引和CQI信息。其中，用于反馈CSI的码本为标准码本的子码本，且该码本中任意两个码字间的相关性越高，对应的两个PMI索引间的码距越小。应用本申请，能够提高系统传输性能。
【专利说明】一种信道状态信息的反馈方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及无线移动通信【技术领域】，尤其涉及一种信道状态信息（CSI)的反馈方 法。
【背景技术】
[0002] 在多输入多输出（ΜΙΜΟ)系统中，为了在发送端进行预编码来提高系统传输性能， 发送端需要获知信道状态信息（CSI )，这通常需要接收端对CSI进行反馈。然而，用于承载 CSI反馈的PUCCH信道的带宽有限，因此目前通用的方式是针对预编码设计码本，保存在发 送端和接收端。码本中包括很多码字，即预编码矩阵。在进行CSI反馈时，接收端通过向发 送端反馈预编码矩阵指示（ΡΜΙ)索引来确定所采用的预编码矩阵。
[0003] 码本是预先设计好的，为了保证预编码性能，基于码本的预编码所需的码本大小 随着天线数的增多而不断变大，ΡΜΙ索引的反馈开销也逐渐变大，从而占用了用于数据传输 的资源，反过来降低了系统性能。同时，对于针对大规模天线的新传输模式及配套的新双层 (或单层）码本方案，考虑到PUCCH信道的最大有效载荷，有可能无法分配需要的资源进行 ΡΜΙ索引的传输，因此降低了预编码矩阵选择的准确性，影响系统性能。
[0004] 此外，现有预编码操作大多基于ΡΜΙ索引正确反馈的前提进行。然而，在实际系统 中，UE通过上行链路将ΡΜΙ反馈给基站，在传送过程中易受噪声影响。如果ΡΜΙ索引分配 不当，即便很细小的传送误差(如lbit错误）都可能引起很大的系统误差。因此，有必要对 PMI进行重新排列以更合理地分配反馈信息的比特序列，从而有效地降低反馈信道传输发 生差错所带来的性能损失。
【发明内容】
[0005] 本申请提供一种信道状态信息的反馈方法，能够提高系统传输性能。
[0006] 为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：
[0007] -种信道状态信息的反馈方法，包括：
[0008] UE接收基站配置的用于报告CSI的模式；
[0009] UE测量基站信号和干扰，根据当前下行信道条件确定用于下行传输的秩、预编码 矩阵和CQI信息，并根据所述预编码矩阵对应得到指示该预编码矩阵的PMI索引；
[0010] UE在上行方向报告所述秩、PMI索引和CQI信息；
[0011] 其中，所述用于反馈CSI的码本为标准码本的子码本，且所述用于反馈CSI的码本 中任意两个预编码矩阵间的相关性越高，对应的两个PMI索引间的码距越小。
[0012] 较佳地，确定所述用于反馈CSI的码本的方式包括：
[0013] a、将所述标准码本的预设层码本中的预编码矩阵进行分组，对于任一预编码矩 阵，其与所在分组其他预编码矩阵间的弦距小于其与其他分组预编码矩阵间的弦距；
[0014] b、在当前所有分组的预编码矩阵中，确定任意两个预编码矩阵间的最小弦距值m， 将所述m对应一对预编码矩阵作为基准预编码矩阵，在基准预编码矩阵所在的分组内，对 应每个基准预编码矩阵，计算该基准预编码矩阵与所在分组内除所述基准预编码矩阵外的 其余预编码矩阵间的弦距和，将对应弦距和较小的基准预编码矩阵从分组中删除，并返回 步骤b，直到剩余预编码矩阵的数量满足CSI反馈传输的有效载荷要求，利用剩余预编码矩 阵组成所述用于反馈CSI信息的码本。
[0015] 较佳地，所述将标准码本的预设层码本中的预编码矩阵进行分组包括：
[0016] al、将所有预编码矩阵作为一个分组；
[0017] a2、计算当前各个分组中任意两个预编码矩阵的弦距，将每个分组中弦距最大的 一对预编码矩阵作为该分组的基本预编码矩阵；
[0018] a3、对于任一分组，若该分组的预编码矩阵个数小于或等于K/N，不再对该分组进 行继续划分；否则，将该分组的基本预编码矩阵分别放在新创建的两个不同分组中，对于 所述任一分组中除所述基本预编码矩阵外的每个预编码矩阵，比较该预编码矩阵与两个基 本预编码矩阵的弦距，将相应预编码矩阵列入与其弦距更小的基本预编码矩阵所在的分组 中，直到所述任一分组为空，删除所述任一分组；
[0019] a4、更新当前分组数目，若更新后的分组数目小于预设分组数，则返回步骤a2,否 则结束分组操作。
[0020] 较佳地，所述用于反馈CSI的码本中，任意两个预编码矩阵间弦距越小，对应的两 个PMI索引的码距越小。
[0021] 较佳地，在所述步骤b后，为当前分组中的各个预编码矩阵分配对应的PMI索引的 方式包括：
[0022] c、将所有PMI索引中码重相同的PMI索引分成一组，按照码重由小到大的顺序将 各PMI索引分组进行排序，并将码重为0的PMI作为第一个预编码矩阵分组中第一个预编 码矩阵对应的PMI索引；设b=2, g=l ;其中，所述PMI索引为从0开始的二进制连续序号；
[0023] d、判断第b个PMI索引分组中的PMI索引是否已完成与预编码矩阵的对应，若是， 则令b=b+l，i=l，否则，令i=i+l ;判断第g个预编码矩阵分组的所有预编码矩阵是否已分配 对应的PMI索引，若是，则令g=g+l，否则直接执行步骤e ;
[0024] e、对于第b个PMI索引分组中的第i个PMI索引bp确定第b-1个PMI索引分组 中与h之间码距为1的所有PMI索引对应的预编码矩阵集合U，在第g个预编码矩阵分组 剩余的预编码矩阵中，选择与预编码矩阵集合U中各预编码矩阵的弦距和最小的预编码矩 阵，将PMI索引h作为该预编码矩阵对应的PMI索引，返回步骤d，直到所有预编码矩阵均 已分配对应的PMI索引。
[0025] 较佳地，当所述标准码本为双层码本时，所述预设层码本为第一层码本。
[0026] 由上述技术方案可见，UE接收基站配置的用于报告CSI信息的模式；UE测量基站 信号和干扰，根据当前下行信道条件确定用于下行传输的秩、预编码矩阵和CQI信息，并根 据预编码矩阵对应得到指示该预编码矩阵的PMI索引；UE在上行方向报告所述秩、PMI索引 和CQI信息。其中，用于反馈CSI的码本为标准码本的子码本，且该码本中任意两个预编码 矩阵间的相关性越高，对应的两个PMI索引间的码距越小。通过上述方式，一方面利用码本 规模的缩小，有效减少CSI信息的反馈开销，预留更多的资源进行数据传输，提高系统吞吐 量；另一方面通过PMI索引间码距的大小为其分配相应相关性大小的预编码矩阵，在系统 传输出现差错时，保证基站重建的预编码矩阵与UE指示的预编码矩阵具有较高的相关性， 有效降低信道传输的失配损失，提高系统的误码率性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1为本申请中码本子采样和PMI索引重排的具体流程图；
[0028] 图2为针对32个单极化天线元的均匀矩形阵列（URA) 8X4布局。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做 进一步详细说明。
[0030] 本申请中CSI信息反馈方法的流程包括：
[0031] 步骤A，UE接收基站配置的用于报告CSI的模式。
[0032] 步骤B，UE测量基站信号和干扰，根据当前下行信道条件确定用于下行传输的秩、 预编码矩阵和CQI信息，并根据所述预编码矩阵对应得到指示该预编码矩阵的PMI索引。
[0033] 其中，本申请中用于反馈CSI信息的码本为现有各类标准码本的子码本（即用于 反馈CSI的码本是标准码本的子集)，相对于现有大规模的标准码本，本申请中用于反馈 CSI信息的码本规模明显缩小；同时，用于反馈CSI信息的码本中任意两个预编码矩阵间的 相关性越高，对应的两个PMI索引间的码距越小。
[0034] 步骤C，UE在上行方向向基站报告秩、PMI索引和CQI信息。
[0035] 在上述本申请中的CSI反馈方法中，由于使用的码本大小明显小于现有标准码本 的大小，因此，有效减少了 PMI的反馈开销，节省了系统资源；同时，在进行PMI索引与码字 (即预编码矩阵）间的对应时，码字间的相关性越高，对应PMI索引的码距越小，这样，当PMI 索引传输出错时，基站重建的预编码矩阵与UE选择的理想预编码矩阵的相关性比较高，有 效降低信道传输的失配损失，提高系统的误码率性能。
[0036] 具体地，本申请中用于反馈CSI的码本是通过对现有标准码本进行子采样得到 的，同时，对采样后的码本对应的PMI索引进行重排，从而满足上述PMI索引与码字间的对 应原则。下面通过两个具体实施例说明本申请中的码本子采样和PMI索引重排的过程。
[0037] 实施例一：
[0038] 假设当前使用的标准码本是双层码本，其中，第一层码本为Kerdock码本，第二层 码本为基于离散傅里叶（DFT)的扰动。第一层码本为主码本，第二层码本为辅码本。对于这 种双层码本，其所包含的预编码矩阵比单层码本更多，需反馈的PMI的比特数也相应增多， 为了平衡系统的性能和开销，对于双层码本进行子采样，以缩小码本规模。
[0039] 在具体进行子采样时，可以对双层码本中任一层码本进行子采样，或者，也可以同 时对两层均进行子采样。考虑到码本子采样对于系统性能的影响，优选地，可以仅对第一层 码本进行子采样。一方面第一层码本包含的预编码矩阵比较多，可以有效缩小码本规模，另 一方面保留第二层码本不变，以减少码本缩小对于系统性能的影响。下面本实施例中就以 对第一层码本进行子采样为例说明码本子采样和PMI重排的过程。图1为本实施例中对第 一层码本进行子采样和PMI索引重排的具体流程示意图。如图1所示，该流程包括：
[0040] 步骤101，对第一层码本进行分组，分组后对于任一码字，其与所在分组其他码字 间的弦距小于其与其他分组码字间的弦距。
[0041] 在对第一层码本进行分组时，首先将所有码字作为一个分组，然后，将该分组分成 两个分组，再将得到的每个分组再划分为两个分组，以此类推，直到达到最终分组个数N，结 束分组。
[0042] 具体地，设第一层码本由K个码字组成，每个码字使用不同的编号Q (i=l，2,…， K)进行区分。假定N为最终分组个数，可以根据实际要求自行设定；Sg为每个分组的码字 个数，初始值S1=K，即将所有码字作为一个分组；以η为当前所分的子组数目，初始值为1， 具体码字分组过程如下：
[0043] (1-1)计算当前η个分组中每个分组中任意两个码字的弦距
【权利要求】
1. 一种信道状态信息的反馈方法，其特征在于，包括： UE接收基站配置的用于报告CSI的模式； UE测量基站信号和干扰，根据当前下行信道条件确定用于下行传输的秩、预编码矩阵 和CQI信息，并根据所述预编码矩阵对应得到指示该预编码矩阵的PMI索引； UE在上行方向报告所述秩、PMI索引和CQI信息； 其中，所述用于反馈CSI的码本为标准码本的子码本，且所述用于反馈CSI的码本中任 意两个预编码矩阵间的相关性越高，对应的两个PMI索引间的码距越小。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述用于反馈CSI的码本的方式包 括： a、 将所述标准码本的预设层码本中的预编码矩阵进行分组，对于任一预编码矩阵，其 与所在分组其他预编码矩阵间的弦距小于其与其他分组预编码矩阵间的弦距； b、 在当前所有分组的预编码矩阵中，确定任意两个预编码矩阵间的最小弦距值m，将所 述m对应一对预编码矩阵作为基准预编码矩阵，在基准预编码矩阵所在的分组内，对应每 个基准预编码矩阵，计算该基准预编码矩阵与所在分组内除所述基准预编码矩阵外的其余 预编码矩阵间的弦距和，将对应弦距和较小的基准预编码矩阵从分组中删除，并返回步骤 b，直到剩余预编码矩阵的数量满足CSI反馈传输的有效载荷要求，利用剩余预编码矩阵组 成所述用于反馈CSI信息的码本。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将标准码本的预设层码本中的预编 码矩阵进行分组包括： al、将所有预编码矩阵作为一个分组； a2、计算当前各个分组中任意两个预编码矩阵的弦距，将每个分组中弦距最大的一对 预编码矩阵作为该分组的基本预编码矩阵； a3、对于任一分组，若该分组的预编码矩阵个数小于或等于K/N，不再对该分组进行继 续划分；否则，将该分组的基本预编码矩阵分别放在新创建的两个不同分组中，对于所述任 一分组中除所述基本预编码矩阵外的每个预编码矩阵，比较该预编码矩阵与两个基本预编 码矩阵的弦距，将相应预编码矩阵列入与其弦距更小的基本预编码矩阵所在的分组中，直 到所述任一分组为空，删除所述任一分组； a4、更新当前分组数目，若更新后的分组数目小于预设分组数，则返回步骤a2,否则结 束分组操作。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于反馈CSI的码本中，任意两个预 编码矩阵间弦距越小，对应的两个PMI索引的码距越小。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤b后，为当前分组中的各个预 编码矩阵分配对应的PMI索引的方式包括： c、 将所有PMI索引中码重相同的PMI索引分成一组，按照码重由小到大的顺序将各PMI 索引分组进行排序，并将码重为〇的PMI作为第一个预编码矩阵分组中第一个预编码矩阵 对应的PMI索引；设b=2，g=l ;其中，所述PMI索引为从0开始的二进制连续序号； d、 判断第b个PMI索引分组中的PMI索引是否已完成与预编码矩阵的对应，若是，则令 b=b+l，i=l，否则，令i=i+l ;判断第g个预编码矩阵分组的所有预编码矩阵是否已分配对应 的PMI索引，若是，则令g=g+l，否则直接执行步骤e ; e、对于第b个PMI索引分组中的第i个PMI索引bi，确定第b-1个PMI索引分组中与bi 之间码距为1的所有PMI索引对应的预编码矩阵集合U，在第g个预编码矩阵分组剩余的预 编码矩阵中，选择与预编码矩阵集合U中各预编码矩阵的弦距和最小的预编码矩阵，将PMI 索引4作为该预编码矩阵对应的PMI索引，返回步骤d，直到所有预编码矩阵均已分配对应 的PMI索引。
6.根据权利要求2、3或5所述的方法，其特征在于，当所述标准码本为双层码本时，所 述预设层码本为第一层码本。
【文档编号】H04L1/00GK104144027SQ201310163785
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2013年5月7日
【发明者】粟欣, 曾捷, 方娜燕, 容丽萍, 孙程君, 李迎阳 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 清华大学