一种信道状态信息反馈方法、设备及系统与流程

本发明涉及移动通信网络领域，特别涉及一种信道信息反馈方法、设备及系统。

背景技术：

基于多天线系统的多输入多输出(massiveinputmassiveoutput，mimo)技术是3g和4g无线空口关键技术之一。mimo技术能够在不增加时频资源占用的前提下，通过有效利用空域自由度实现频谱效率的倍增。为有效利用空域自由度，信号收发双端均需获知信道信息。

一般而言，接收端可以通过接收解调已知的训练序列符号从而计算信道信息，而发射端则需要通过某种信道信息反馈机制方能获取信道信息。随着移动多媒体等无线宽带应用对通信系统带宽不断提出新的挑战，基于大规模天线系统的大规模mimo技术作为未来5g无线空口关键技术之一已经成为业界共识。与前述mimo技术相同，为有效利用大规模空域自由度，实现频谱效率显著提升，要求收发双端均获知信道信息。与大规模天线相对应的信道信息维度显著增加，因此其信道信息反馈方法和机制的设计尤为重要。

现有技术提供一种信道信息反馈方法：基站(basestation，bs)侧为获取下行信道状态信息，采用基于码本的信道状态信息反馈方案。码本是一个预先确定的m×n矩阵c，其中每一个列矢量称为一个码字，表示为c＝[c1c2...ci...cn]。每一个码字所包含元素的个数，称为该码字的维度，与测量到的信道信息的维度对应。基于码本的信道状态信息反馈的方案为用户设备(userequipment,ue)针对待反馈信道状态信息(m×1矢量)，根据某种预定规则选取特定的码字ci，然后将该码字在码本中的序号i经上行信道发送至bs侧。bs根据序号i从码本c中选取码字ci作为下行信道信息的一种估计输入值。

现有技术缺陷是：其下行信道的估计与码本中单一码字的唯一对应关系。用单一码字表征信道估计，使得信道估计精度严重依赖于特定码本的空间分辨率。对于常规mimo系统而言，由于bs天线阵元数较少，其码本中码字的维度较低，因此可以较为容易地通过增加码字个数来提升码字的空间分辨率。然而，随着大规模mimobs所配置天线阵元数显著增加，通过增加高维码字的个数来提升空间分辨率，无论理论方法还是工程实现都变得极为困难。

技术实现要素：

为了解决上述因码本空间分辨率低致使信道信息反馈精度降低的技术问题，本发明实施例提供了一种数据处理方法、系统及设备。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种信道状态反馈方法，包括生成上行信号，所述上行信 号携带用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；发送所述上行信号至基站，以使得所述基站估计下行信道。

在一种可能的设计中，所述方法还包括获取所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述方法还包括获取所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述方法还包括接收下行信号，所述下行信号包括导频；根据所述导频，获取下行信道估计矩阵。

在另一种可能的设计中，所述获取k个码字的权值，具体包括根据所述下行信道估计矩阵与预存储的码本，生成所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述k个码字的权值是通过将所述预存储的码本进行共轭转置处理后，与所述下行信道估计矩阵相乘获得的。

在另一种可能的设计中，获取所述k个码字，具体包括根据所述下行信道矩阵在所述各基底上的分量的大小，选取前k个最大的分量对应的码字。

在另一种可能的设计中，所述获取所述k个码字，具体包括a：将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，获取最大的分量对应的码字，作为所述k个码字中的一个；b:从所述下行信道矩阵中删除所述最大分量对应的码字以及其权值的乘积；c：重复所述步骤a，b，直到获得k个码字。

在另一种可能的设计中，所述获取k个码字，具体包括预存储码本中的每一个码字对应一种k个(ɑk，ck)的组合；其中，ɑk表示第k个码字的权值，ck表示第k个码字。

在另一种可能的设计中，用于标识k个码字的信息为所述k个码字的编号。

在另一种可能的设计中，所述上行信号为正交频分复用ofdm符号。

在另一种可能的设计中，在生成所述上行信号之前，生成上行帧，所述上行帧的净荷部分承载所述用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息。

在另一种可能的设计中，所述上行帧为媒体接入控制mac实体帧。

在另一种可能的设计中，所述上行信号还携带码字的个数信息。

在另一种可能的设计中，所述上行信号还携带k个码字权值的反馈方式信息。

在另一种可能的设计中，所述反馈方式为上面提到的采用数字方式反馈或者采用模拟方式反馈。

在另一种可能的设计中，所述上行信号还携带k个码字权值的定标信息。

在另一种可能的设计中，所述方法还包括预存储第二码本。

另一方面，本发明实施例还提供一种获取信道状态的方法，包括：接收上行信号，所述 上行信号携带用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

在一种可能的设计中，根据预存储的码本信息，获取所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述估计下行信道通过以下算法：其中，表示下行信道估计矩阵，∑kαk*ck表示对ɑk与ck的乘积之和。αk表示第k个码字的权值，ck表示第k个码字。

在另一种可能的设计中，所述上行符号为正交频分复用ofdm符号。

另一方面，本发明实施例还提供了一种用于信道状态反馈的装置，包括处理单元，用于生成上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；发送单元，用于发送所述上行信号至基站，以使得所述基站估计下行信道。

在一种可能的设计中，所述装置还包括存储单元，用于存储码本。

在另一种可能的设计中，所述处理单元用于获取k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述处理单元用于获取k个码字。

在另一种可能的设计中，所述装置还包括接收单元，用于接收下行信号，所述下行信号包括导频；所述处理单元还用于根据所述导频，获取下行信道估计矩阵。

在另一种可能的设计中，所述处理单元，还用于根据所述下行信道估计矩阵与所述码本，生成所述k个码字的权值。在另一种可能的设计中，所述处理单元，还用于将所述预存储的码本进行共轭转置处理后，与所述下行信道估计矩阵相乘，以生成所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述处理单元，还用于将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，根据所述下行信道矩阵在所述各基底上的分量的大小，选取前k个最大的分量对应的码字。

在另一种可能的设计中，所述处理单元还用于:

a：将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，获取最大的分量对应的码字，作为所述k个码字中的一个；

b:从所述下行信道矩阵中删除所述最大分量对应的码字以及其权值的乘积；

c：重复所述步骤a，b，直到获得k个码字。

在另一种可能的设计中，所述码本中的每一个码字对应一种k个(ɑk，ck)的组合；其中，ɑk表示第k个码字的权值，ck表示第k个码字。

在另一种可能的设计中，用于标识k个码字的信息为所述k个码字的编号。

在另一种可能的设计中，所述上行信号为正交频分复用ofdm符号。

在另一种可能的设计中，所述处理单元还用于在生成所述上行信号之前，生成上行帧，所述上行帧的净荷部分承载所述用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息。

在另一种可能的设计中，所述上行帧为媒体接入控制mac实体帧。

另一方面，本发明实施例还提供一种用于获取信道状态的装置，包括接收单元，用于接收上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；以及处理单元，根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

在一种可能的设计中，所述装置还包括存储单元，用于存储码本，所述码本存储多个码字。

在另一种可能的设计中，处理单元，还用于根据所述用于标识k个码字的信息和码本，获取k个码字。

在另一种可能的设计中，所述处理单元还用于，根据所述算法获得下行信道估计矩阵：

其中，表示下行信道估计矩阵，∑kαk*ck表示对ɑk与ck的乘积之和。αk表示第k个码字的权值，ck表示所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述上行符号为正交频分复用ofdm符号。

在另一种可能的设计中，在生成所述上行信号之前，所述处理单元还用于，生成上行帧，所述上行帧的净荷部分承载所述用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息。

在另一种可能的设计中，所述上行帧为媒体接入控制mac实体帧。

在另一种可能的设计中，所述上行信号还携带码字的个数信息。

在另一种可能的设计中，所述上行信号还携带k个码字权值的反馈方式信息。

在另一种可能的设计中，所述反馈方式为上面提到的采用数字方式反馈或者采用模拟方式反馈。

在另一种可能的设计中，所述上行信号还携带k个码字权值的定标信息。

在另一种可能的设计中，所述存储单元还用于预存储第二码本。

另一方面，本发明实施例还提供一种网络系统，包括基站和用户设备，所述基站通过无 线与所述一个或多个用户设备连接，其中，

所述用户设备，用于生成上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；发送所述上行信号至基站，以使得所述基站估计下行信道；

所述基站，用于接收上行信号，根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

在一种可能的设计中，所述用户设备还用于获取所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述用户设备还用于获取所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述用户设备还用于接收下行信号，所述下行信号包括导频；根据所述导频，获取下行信道估计矩阵。

在另一种可能的设计中，所述用户设备还用于根据所述下行信道估计矩阵与预存储的码本，生成所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述用户设备还用于将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，根据所述下行信道矩阵在所述各基底上的分量的大小，选取前k个最大的分量对应的码字。

在另一种可能的设计中，所述用户设备还用于a：将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，获取最大的分量对应的码字，作为所述k个码字中的一个；

b:从所述下行信道矩阵中删除所述最大分量对应的码字以及其权值的乘积；

c：重复所述步骤a，b，直到获得k个码字。

在另一种可能的设计中，所述用户设备预存储码本中的每一个码字对应一种k个(ɑk，ck)的组合；其中，ɑk表示第k个码字的权值，ck表示第k个码字。

在另一种可能的设计中，所述基站还用于根据预存储的码本信息，获取所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述基站还用于通过以下算法估计下行信道：

其中，表示下行信道估计矩阵，∑kαk*ck表示对ɑk与ck的乘积之和。αk表示第k个码字的权值，ck表示第k个码字。

另一方面，本发明实施例还提供一种用户设备ue，包括存储器，用于存储计算机可执行程序代码；收发器，以及处理器，与所述存储器和所述收发器耦合；

其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令使所述网元执行 以下操作：生成上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；发送所述上行信号至基站，以使得所述基站估计下行信道。

在一种可能的设计中，所述处理器还用于获取所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述处理器还用于获取所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述处理器还用于接收下行信号，所述下行信号包括导频；根据所述导频，获取下行信道估计矩阵。

在另一种可能的设计中，所述处理器还用于根据所述下行信道估计矩阵与预存储的码本，生成所述k个码字的权值。

在另一种可能的设计中，所述处理器还用于将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，根据所述下行信道矩阵在所述各基底上的分量的大小，选取前k个最大的分量对应的码字。

在另一种可能的设计中，所述处理器还用于执行步骤a：将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，获取最大的分量对应的码字，作为所述k个码字中的一个；

b:从所述下行信道矩阵中删除所述最大分量对应的码字以及其权值的乘积；

c：重复所述步骤a，b，直到获得k个码字。

另一方面，本发明实施例还提供一种基站，包括存储器，用于存储计算机可执行程序代码；收发器，以及处理器，与所述存储器和所述收发器耦合；

其中所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令使所述网元执行以下操作：接收上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

在一种可能的设计中，所述处理器还用于根据预存储的码本信息，获取所述k个码字。

在另一种可能的设计中，所述处理器还用于通过以下算法估计下行信道矩阵：

其中，表示下行信道估计矩阵，∑kαk*ck表示对ɑk与ck的乘积之和。αk表示k个码字的权值，ck表示所述k个码字。

本发明实施例通过在ue侧上报多个码字以及所述多个码字的权值信息，能够弥补现有技术中只上报单个码字导致bs侧在进行下行信道估计精确度较低的问题，在不增加码本设 计和实现复杂度的前提下，能够有效提升信道信息表示的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的mimo的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的一种m×n个信道的示意图；

图3为本发明实施例提供的无线通信网络300的示范性示意图

图4为本发明实施例提供的一种信道状态反馈方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种获取信道状态的方法流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种用于信道状态反馈的装置结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种用于获取信道状态的装置结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种用户设备的装置结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种基站的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

图1是mimo的应用场景示意图。图1示出的应用场景包括发射端设备102和接收端设备104。其中，发射端设备102可以是例如但不限于基站。接收端设备104可以是例如但不限于终端设备。发射端设备102配置有n(n＞1)根发射天线，具体表示为发射天线1～n。接收端设备104配置有m(m＞1)根接收天线，具体表示为接收天线1～m。如此一来，上述n根发射天线和m根接收天线之间共存在m×n个信道，如发射天线1～n与接收天线1～m之间的实 线所示(部分信道未示出)。

在理想情况下(例如不考虑噪声)，上述m×n个信道可通过如下信道矩阵来表示：

其中，hij(1≤i≤m，1≤j≤n)表示发射天线j与接收天线i之间的信道的信道冲激响应(channelimpulseresponse，cir)。接收端设备104可通过发射端设备102发射的导频(pilot)来确定上述信道矩阵。

如图2所示，上述m×n个信道可以等效为彼此独立的i个信道。这些信道又称为波束(beam)，可以通过多种技术获得，例如预编码(precoding)技术。预编码技术通过预编码矩阵(precodingmatrix)来定义波束。具体来说，预编码矩阵的列向量(也称为预编码向量，precodingvector)彼此正交，每个列向量对应一个波束。列向量的元素与天线(或者天线端口(antennaport))一一对应，用于对天线进行加权，从而使天线发射的信号相互叠加形成波束。终端设备的波束数量等于信道矩阵的奇异值的数量，即信道矩阵的秩(rank)。当部分奇异值过小(低于预设阈值)时，还可以从上述数量中减去数值过小的奇异值的数量。为便于描述，本文统一以信道矩阵的秩来表示上述彼此独立的信道的数量。

伴随着通信理论和实践的不断发展，越来越多的无线通信技术开始出现并且逐步走向成熟。上述无线通信技术包括但不限于时分多址(timedivisionmultipleaccess，tdma)技术、频分多址(frequencydivisionmultipleaccess，fdma)技术、码分多址(codedivisionmultipleaccess，cdma)技术、时分同步码分多址(timedivision-synchronouscodedivisionmultipleaccess，td-scdma)、正交频分多址(orthogonalfdma，ofdma)技术、单载波频分多址(singlecarrierfdma，sc-fdma)技术、空分多址(spacedivisionmultipleaccess，sdma)技术以及这些技术的演进技术等。上述无线通信技术作为无线接入技术(radioaccesstechnology，rat)被众多无线通信标准所采纳，从而构建出了在今天广为人们所熟知的各种无线通信系统(或者网络)，包括但不限于全球移动通信系统(globalsystemformobilecommunications，gsm)、cdma2000、宽带cdma(widebandcdma，wcdma)、由802.11系列标准中定义的wifi、全球互通微波存取(worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess，wimax)、长期演进(longtermevolution，lte)、lte升级版(lte-advanced，lte-a)以及这些无线通信系统的演进系统等。如无特别说明，本发明实施例提供的技术方案可应用于上述各种无线通信技术和无线通信系统。此外，术语“系统”和“网络”可以相互替换。

图3是依照本发明一实施例的无线通信网络300的示范性示意图。如图3所示，无线通 信网络300包括基站302～306，和终端设备308～322，其中，基站302～306彼此之间可通过回程(backhaul)链路(如基站302～306之间的直线所示)进行通信，该回程链路可以是有线回程链路(例如光纤、铜缆)，也可以是无线回程链路(例如微波)。终端设备308～322可通过无线链路(如基站302～306与终端设备308～322之间的折线所示)与基站302～306通信。

基站302～306用于为终端设备308～318提供无线接入服务。具体来说，每个基站都提供一个服务覆盖区域(又可称为蜂窝，如图3中各椭圆区域所示)，进入该区域的终端设备可通过无线信号与基站通信，以此来接受基站提供的无线接入服务。基站的服务覆盖区域之间可能存在交叠，处于交叠区域内的终端设备可收到来自多个基站的无线信号。例如，如图3所示，基站302与基站304的服务覆盖区域存在交叠，终端设备312便处于该交叠区域之内。又例如，如图3所示，基站302～306的服务覆盖区域存在一个共同的交叠区域，终端设备320便处于该交叠区域之内。

依赖于所使用的无线通信技术，基站又可称为节点b(nodeb)，演进节点b(evolvednodeb,enodeb)以及接入点(accesspoint，ap)等。此外，根据所提供的服务覆盖区域的大小，基站又可分为用于提供宏蜂窝(macrocell)的宏基站、用于提供微蜂窝(picocell)的微基站和用于提供毫微微蜂窝(femtocell)的毫微微基站。随着无线通信技术的不断演进，未来的基站也可以采用其他的名称。

终端设备308～318可以是具备无线通信功能的各种无线通信设备，例如但不限于移动蜂窝电话、无绳电话、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、智能电话、笔记本电脑、平板电脑、无线数据卡、无线调制解调器(modulatordemodulator，modem)或者可穿戴设备如智能手表等。随着物联网(internetofthings，iot)技术的兴起，越来越多之前不具备通信功能的设备，例如但不限于，家用电器、交通工具、工具设备、服务设备和服务设施，开始通过配置无线通信单元来获得无线通信功能，从而可以接入无线通信网络，实现远程控制。此类设备因配置有无线通信单元而具备无线通信功能，因此也属于无线通信设备的范畴。此外，终端设备308～318还可以称为移动台、移动设备、移动终端、无线终端、手持设备、客户端等。

基站302～306，和终端设备308～322均可配置有多根天线，以支持mimo技术。此外，基站302与终端设备304～310可采用各种无线通信技术进行通信，例如但不限于上文提到的各种无线通信技术。

应注意，图3所示的无线通信网络300仅用于举例，并非用于限制本发明的技术方案。本领域的技术人员应当明白，在具体实现过程中，无线通信网络300还包括其他设备，例如 但不限于基站控制器(basestationcontroller，bsc)，同时也可根据具体需要来配置基站和终端设备。

依照本发明实施例提供的技术方案，终端设备采用多个码字共同标识下行信道csi值，然后通过上行信道将多个码字的信息发送至基站，基站根据接收到的多个码字的信息及其权值信息，重构下行信道估计值。下面就对本发明实施例提供的csi反馈过程进行具体描述。

应理解，下述各个实施例中，上行信号或者下行信号的生成过程可以理解为：发送侧设备生成一个特定格式的帧(数据帧或管理帧)，欲传输至对方的信息或数据(通常以二进制比特形式)封装在该特定格式的帧的某一个字段中，然后通过将该特定格式的帧映射到一个表征频域和时域的资源块(比如ofdm符号)发送至接收侧设备。其中，特定格式的帧可以是现有3gpp标准规定的mac实体帧，也可以是未来3gpp制定的其他格式的帧，或者自定义的帧，本发明实施例对帧的结构不做任何限定。

实施例一

本发明实施例提供一种信道状态反馈方法400，如图4所示，包括：

步骤402，生成上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字的信息以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；

步骤404，发送所述上行信号至基站，以使得所述基站根据所述标识多个码字以及所述多个码字的权值的信息估计下行信道。

其中，权值用于表征码字和下行信道矩阵的关系。

其中，k为码字的个数。在具体的实现方案中，k可以由标准直接定义为一个常数，也可以由bs侧预配置，还可以由bs与ue通过信令交互来确定k的取值，本发明对此不作任何限定。应理解，k的取值可以影响bs对下行信道估计的精确度。一般地，k的取值越大，精确度越高。

可选地，在生成上行信号之前，所述方法400还包括：

步骤a，接收下行信号，所述下行信号携带导频；

步骤b，根据所述导频，获取下行信道矩阵。

应理解，本发明实施例提供的下行信号、上行信号表示一种频域、时域资源，可以适用于现有的3gpp标准定义的信号以及未来3gpp标准定义的5g相关标准的信号。例如但不限于，正交频分复用(orthogonalfrequency-divisionmultiplexing，ofdm)符号。ofdm符号通常通过对一组子载波(carrier)进行加权求和来获得，子载波的权重为待发送的调制符号，其中包括导频和数据，导频用于信道估计。

应理解，如何根据导频获取下行信道矩阵为现有技术，这里不再赘述。每个ue工作在一个信道，对于一个ue来说，其对应的下行信道矩阵可以表示为一个列矢量hdl，比如为：

其中，n表示发射端发射天线的个数，h11～hn1可以称为列矢量中的一个元素。

可选地，在生成上行信号之前，所述方法400还包括：

步骤a，获取所述k个码字的权值。

可选地，在生成上行信号之前，所述方法400还包括：

步骤b，获取所述k个码字。

可选地，根据所述下行信道矩阵和预存储的码本，获取所述k个码字以及所述k个码字的权值。

应理解，所述预存储码本可以参考现有3gpp标准已有的码本，也可以是特殊设计的码本。

例如，一种现有的码本可以标记为矩阵c，每个列矢量分别为一个码字，矩阵中码字的总个数为n个，第k个码字记为ck，第k个码字的权值记为ɑk，k个码字以及权值表示为(ɑk，ck)。

例如，一种特殊设计的码本为：当bs大规模天线阵为二维平面阵结构时(水平方向mhor阵元，垂直方向mver阵元，m＝mhor×mver)，码本可采用克罗内克kronecker乘积结构：

其中，c表示所述特殊设计的码本，为m×n矩阵

chor表示水平方向子码本，为mhor×nhor矩阵

cver表示垂直方向子码本，为mver×nver矩阵

其中，子码本设计可采用离散傅里叶变换dft矩阵码本结构。

具体地，如何根据下行信道矩阵和码本，获取所述多个码字以及所述多个码字的权值，有多种实现方法，第一种实现方法为：

例如，一种现有的码本可以标记为矩阵c，每个列矢量分别为一个码字，矩阵中码字的总个数为n个，第k个码字记为ck，第k个码字的权值记为ɑk，k个码字以及权值表示为(ɑk， ck)。

当码本为正交码本(即矩阵c为正交矩阵)时，按照下述步骤确定k个(ɑk，ck)组合：

步骤a，将下行信道矩阵h映射到码本c的各个正交基地上，记为α＝c^h*h，也可以标记为：

其中，c^h表示对码本c进行共轭转置处理，上标*表示为共轭算法，h为该ue的下行信道矩阵。

ɑ11＝c11*×h11+c21*xh21...cm1*×hm1

ɑ21＝c12*×h11+c22*xh21...cm2*×hm1

依次类推，即可以获得列矢量α。

步骤b，获取列矢量α中前k个最大的分量所对应的码字，构成k个(ɑk，ck)组合。

具体地，对列矢量α中的元素进行模运算，前k个最大的分量所对应的码字即为{ck}。例如，假设经过模运算后ɑ11和ɑ21为前2个最大的分量，那么ɑ11和ɑ21分别对应的码字：

为和

其中，k为码字的个数。在具体的实现方案中，k可以由标准直接定义为一个常数，也可以由bs侧预配置，还可以由bs与ue通过信令交互来确定k的取值，本发明对此不作任何限定。应理解，k的取值可以影响bs对下行信道估计的精确度。一般地，k的取值越大，精确度越高。

通过第一种实现方案，可以获取k个码字，以及k个码字的权值{ɑk}。

可选地，根据下行信道矩阵和预定义码本，获取所述多个码字以及所述多个码字的权值，第二种实现方法包括：

步骤a，将下行信道矩阵h映射到码本c的各基底上，记为α＝c^h*h，也可以标记为：

其中，c^h为对码本c进行共轭转置处理，上标*表示为共轭算法，h为该ue的下行信道矩阵。

ɑ1＝c11*xh11+c21*xh21...cm1*xhm1

ɑ2＝c12*xh11+c22*xh21...cm2*xhm1

依次类推，即可以获得列矢量α。

应理解，第一个码字的权值为ɑ1，第二个码字的权值为ɑ2,以此类推。

步骤b，获取列矢量α中最大的分量所对应的码字，构成第一个(ɑk，ck)组合。

具体地，对列矢量α中的元素进行模运算，最大的分量所对应的码字即为k个码字中的一个码字。比如，经过模运算后ɑ11为最大的分量，那么a11对应的码字：

步骤c，从下行信道矩阵h中删除步骤b中获得的第一个(ɑk，ck)组合的分量，形成新的下行信道矩阵；

δh＝h-αkck

h←δh

具体地，

步骤d，将δh作为新的下行信道矩阵，重复步骤a～c，直到获得k个(ɑk，ck)组合。

通过第二种实现方案，可以获取k个码字，以及k个码字的权值{ɑk}。

可选地，根据下行信道矩阵和预定义码本，获取所述多个码字以及所述多个码字的权值，第三种实现方法包括：

步骤1，设计针对若干(ɑk，ck)组合的码本cb，该码本cb中每一个码字对应于一种k个(ɑk，ck)的组合；

步骤2，获取k个(ɑk，ck)组合在码本cb中的序号；

步骤3，将所述序号作为用于指示k个码字以及k个码字权值的标识信息，反馈至基站。

具体地，比如，基础码本c记为：

当k取值为2时：那么，码本cb可以记为：

其中，pmi表示基础码本c中的列矢量；pmi1表示为序号为1的列矢量pmi2表示序号为2的列矢量依次类推。其中，ɑ1，ɑ2分别表示码字的权值，关于ɑ1，ɑ2如何获取，请参考本上面两种实现方式中所提到的如何计算ɑ1，ɑ2的取值，这里不再赘述。

同样地，当k取值为3时：那么，码本cb可以记为：

其中，pmi表示基础码本c中的列矢量；pmi1表示为序号为1的列矢量pmi2表示序号为2的列矢量依次类推。关于ɑ1，ɑ2，ɑ3如何获取，请参考上面两种实现方式中所提到的如何计算ɑ1，ɑ2的取值，这里不再赘述。

第三种实现方式的本质是将k个码字和k个码字的权值信息组合为一个列矢量，形成一个新的码本。当ue需要上报用于标识k个码字和k个码字的权值信息时，只需要上报该新码本的码字的序号即可。这种实现方案的优势在于节省上行信令的开销，可以使用较少的比特位。

例如，当k取值为2时，假如选中的两个码字分为是码本c中的第一列矢量和第二列矢量那么当采用第三种实现方式时，只需要上报新码本cb中的序号1即可，因为在新码本cb中，原码本c的第一列矢量和第二列矢量对应的码字为：

应理解，在第三种实现方案中，ue设备需要存储码本c和新码本cb(也可以称为第二码本)。

还应理解，在第三种实现方案中，bs设备也需要存储码本c和新码本cb

关于ue如何将用于表示k个码字和用于表示k个码字权值的信息反馈至bs，也具有多种实现方法。比如，第一种实现方法为：将k个码字的序号以数字方式进行编码调制传输至bs，将用于表示k个码字的权值的信息以模拟方式进行调制传输至bs。

具体地，将k个码字在码本c中的标识或编号[i，j...k]分别转换为二进制比特信息，然后组合为码字比特流；针对该码字比特流进行编码调制，获得码字信号流；将k个码字的权值[α1α2...αk]分别作为非量化编码的待发射信号，并计算其幅度定标信息，组合为权值信息信号流；通过上行信道分别发送码字信号流和权值信息信号流。

举例说明，比如选取了3个码字，码字的编号分别为3，5和6。只需要分别将3，5和6转换为二进制(比如，码本c中共有6个码字，那么需要占据3个比特来标识)，那么3表示为011，5表示为101，6表示为110，那么组成比特流为011101110。该比特流信息承载在消息中，通过映射到无线传输资源块(比如ofdm符号，或者未来5g标准定义的表示时域、频域资源的信号)上，发射到bs侧。

幅度定标信息的计算方法可以是，选取[α1α2...αk]中模值最大的元素αk，对其模值|αk|进行量化。比如做b比特量化，则幅度定标amp＝floor(|αk|×2^b)，其中floor(·)为取整操作。将amp作为幅度定标信息发送至bs侧。

第二种实现方法为将k个码字的序号以数字方式进行编码调制传输，对用于表示k个码字的权值的信息ɑk进行量化，以数字方式进行编码调制后传输至bs。

具体地，将k个码字在码本c中的标识或标号[i,j...k]分别转换为二进制比特信息，然后组合为码字比特流；针对该码字比特流进行编码调制，获取码字符号流；将k个权值信息[α1α2...αk]分别量化为二进制比特信息，组合为第二信息比特流。针对该第二信息比特流进行编码调制，获得第二信息信号流；

通过上行信道分别发送码字信号流和第二信息信号流。

举例说明，比如，取值为所述的对αk量化为二进制比特信息，可以视为对该列矢量中的复数的实部和虚部进行二进制转换。比如，3+5i转换为二进制流为011101，

4+2i转换为二进制流为100011。该比特流信息承载在消息中，通过映射到无线传输资源块(比如ofdm符号，或者未来5g标准定义的表示时域、频域资源的信号)上，发射到bs侧。

第三种实现方法只针对上述新码本cb的实现方案，当ue和bs侧存储新码本cb时，ue只需要上报某一个码字的序号即可。

在本发明实施例中，可选地，所述上行信号还可以携带码字的个数信息。

在本发明实施例中，可选地，所述上行信号还可以携带k个码字权值的反馈方式信息。

可选地，所述反馈方式为上面提到的采用数字方式反馈或者采用模拟方式反馈。

可选地，所述上行信号还可以携带k个码字权值的幅度定标信息。

可选地，所述方法还包括预存储第二码本，其中，所述第二码本即为上述方案提到的新码本cb。

本发明实施例通过在用户设备ue侧上报多个码字以及所述多个码字的权值信息，能够弥补现有技术中只上报单个码字导致bs侧在进行下行信道估计精确度较低的问题，在不增加码本设计和实现复杂度的前提下，能够有效提升信道信息表示的精度。

实施例二

本发明又一实施例提供一种获取信道状态信息方法500，包括：

步骤502，接收上行信号，所述上行信号携带用于指示k个码字以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；

步骤504，根据所述用于指示多个码字以及所述多个码字权值的信息，进行下行信道估计。

可选地，在步骤502之前，所述方法500还包括：

步骤501，发送下行信号至ue，所述下行信号携带导频。

应理解，bs和ue所预存储的码本信息一致。

还应理解，bs在接收到上行信号后，对信号进行解调制、解码后获得用于指示多个码字的信息以及获得用于指示所述多个码字权值的信息；

根据预存储的码本信息以及所述指示多个码字的信息，获取所述k个码字。

根据所述指示多个码字权值的信息，获取所述多个码字的权值。

可选地，当ue侧采用实施例一中提到的第一种方式发送k个码字的权值信息时，当bs侧接收到用于标识[α1α2...αk]的权值信息[β1β2...βk]。选取[β1β2...βk]中模值最大的元素βk，根据接收到的b比特量化的幅度定标信息amp，计算权值信息的功率缩放因子

a＝amp/(|βk|×2^b)

最后根据功率缩放因子a和接收到的权值信息[β1β2...βk]，计算实际发射的权值

[α1α2...αk]＝a×[β1β2...βk]

举例说明，比如|αk|＝0.49，|βk|＝0.27，b＝10，则

amp＝floor(|αk|×2^b)＝501.

a＝amp/(|βk|×2^b)＝1.8121.

可选地，当ue侧采用实施例一中提到的第二种方式发送k个码字的标识信息和k个码字权值信息时，当bs侧接收到二进制比特流时，只需要将比特流进行解码，即可获得k个码字的指示信息和k个码字权值信息。

可选地，当ue侧采用实施例一中提到的第三种方式(即采用新码本cb)方式发送k个码字的标识信息和k个码字权值信息时，当bs侧接收到码字序号时，根据码字序号和码本cb，即可获得k个码字和k个码字的权值信息。

还应理解，所述指示多个码字的信息为所述多个码字的序号组成的二进制比特流；

所述指示多个码字权值的信息，可以参考实施例一中三种不同的描述，这里不再赘述。

可选地，所述下行信道估计算法可以为：

其中，表示下行信道估计矩阵，∑kαk*ck表示对αk与ck的乘积之和。αk表示k个码字的权值，ck表示所述k个码字。

应理解，本发明实施例二是相对于实施例一的接收侧，对于实施例一的相关说明，也应适用于实施例二，这里不再赘述。

本发明实施例通过根据ue侧上报的多个码字以及所述多个码字的权值信息进行下行信道估计，在不增加码本设计和实现复杂度的前提下，能够有效提升信道信息表示的精度。

实施例三

图6为本发明又一实施例提供的一种用于信道状态反馈的装置600的简化功能方框图，该装置600包括处理单元610和发送单元620，其中，处理单元610用于生成上行信号，所述上行信号携带用于指示k个码字的信息以及用于指示k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；所述发送单元620用于将所述上行信号发送至基站，以使得所述基站根据所述k个码字和k个码字的权值估计下行信道。

可选地，所述装置600还包括存储单元630，所述存储单元用于存储码本，所述码本包括多个码字。

可选地，所述装置600还包括接收单元640，所述接收单元640用于接收下行信号，所述下行信号携带导频。

可选地，所述处理单元610还用于根据所述导频，获取下行信道矩阵hdl。

可选地，所述处理单元610还用于获取k个码字的权值。

具体地，所述处理单元610用于根据所述下行信道估计矩阵与所述预存储的码本，生成所述k个码字的权值。

具体地，所述处理单元610还用于将所述预存储的码本进行共轭转置处理后，与所述下行信道估计矩阵相乘，以生成所述k个码字的权值。

可选地，所述处理单元610还用于获取k个码字。

具体地，所述处理单元610还用于将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，根据所述下行信道矩阵在所述各基底上的分量的大小，选取前k个最大的分量对应的码字。

具体地，所述处理单元610还用于执行以下步骤:

a：将所述下行信道矩阵映射到所述预存储的码本的各基底上，获取最大的分量对应的码字，作为所述k个码字中的一个；

b:从所述下行信道矩阵中删除所述最大分量对应的码字以及其权值的乘积；

c：重复所述步骤a，b，直到获得k个码字。

可选地，所述存储单元630还用于存储第二码本cb，关于第二码本cb的设计，请参考 实施例一的介绍，这里不再赘述。

应理解，本发明实施例是对应实施例一的装置实施例，对方法实施例一的描述，也应适用于实施例三，这里不再赘述。

本发明实施例通过在用户设备ue侧上报多个码字以及所述多个码字的权值信息，能够弥补现有技术中只上报单个码字导致bs侧在进行下行信道估计精确度较低的问题，在不增加码本设计和实现复杂度的前提下，能够有效提升信道信息表示的精度。

实施例四

图7为本发明又一实施例提供的一种用于获取信道状态的装置700的简化功能方框图，该装置700包括接收单元710和处理单元720，其中，接收单元710用于接收上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；所述处理单元720用于根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

可选地，所述装置700还包括存储单元730，用于存储码本，所述码本包括多个码字。

可选地，所述装置700还包括发送单元740，用于发送下行信号至ue，所述下行信号包括导频，以使得ue根据导频获得下行信道矩阵。

可选地，所述处理单元720还用于对所述上行信号进行解调和解码，获取用于标识k个码字的信息以及获取用于标识k个码字权值的信息。

可选地，所述处理单元720还用于根据所述用于标识k个码字的信息和所述存储的码本，获取k个码字。

可选地，所述处理单元720还用于根据所述用于标识k个码字权值的信息，获取所述k个码字的权值。

可选地，所述处理单元720根据所述算法获得下行信道估计矩阵：

其中，表示下行信道估计矩阵，∑kαk*ck表示对ɑk与ck的乘积之和。{αk}表示k个码字的权值，{ck}表示所述k个码字。

可选地，所述上行信号为ofdm符号。

应理解，本发明方法实施例中的所有介绍和说明，均可以适用于装置实施例，关于具体详细示例，这里不再赘述，请参考方法实施例的描述。

还应理解，图6的装置和图7的装置以功能单元的形式展示。在不受限制的情况下，本 文所使用的术语“单元”可指执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(asic)、电子电路、(共享、专用或组)处理器以及存储器，组合逻辑电路，和/或提供所述功能的其它合适的部件。

实施例五

图8为本发明又一实施例提供的一种网元的示意性框图。该网元800包括处理器810、存储器820、收发器830、天线840、总线850和用户接口860。

具体地，处理器810控制网元800的操作，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件。

收发器830包括发射机8302和接收机8304，发射机8302用于发射信号，接收机8304用于接收信号。其中，天线840的数目可以为一个或多个。网元800还可以包括用户接口860，比如键盘，麦克风，扬声器和/或触摸屏。用户接口860可传递内容和控制操作到网元800。

网元800的各个组件通过总线850耦合在一起，其中总线系统850除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统850。需要说明的是，上述对于网元结构的描述，可应用于本发明的实施例。

存储器820可以包括只读存储器(readonlymemory，rom)和随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是磁盘存储器。存储器820可用于保存实现本发明实施例提供的相关方法的指令。可以理解，通过编程或装载可执行指令到网元800的处理器810，缓存和长期存储中的至少一个。在一种具体的实施例中，所述存储器，用于存储计算机可执行程序代码，其中，当所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令使所述网元执行以下操作：

生成上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；

发送所述上行信号至基站，以使得所述基站估计下行信道。

以上作为用户设备ue的网元包含的处理器所执行操作的具体实现方式可以参照实施例一中的对应步骤，本发明实施例不再赘述。

实施例六

图9为本发明又一实施例提供的一种网元的示意性框图。该网元900包括处理器910、存储器920、收发器930、天线940、总线950和用户接口960。

具体地，处理器910控制网元900的操作，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件。

收发器930包括发射机932和接收机934，发射机932用于发射信号，接收机934用于接收信号。其中，天线940的数目可以为一个或多个。网元900还可以包括用户接口960，比如键盘，麦克风，扬声器和/或触摸屏。用户接口960可传递内容和控制操作到网元900。

网元900的各个组件通过总线950耦合在一起，其中总线系统950除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统950。需要说明的是，上述对于网元结构的描述，可应用于本发明的实施例。

存储器920可以包括只读存储器(readonlymemory，rom)和随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是磁盘存储器。存储器920可用于保存实现本发明实施例提供的相关方法的指令。可以理解，通过编程或装载可执行指令到网元900的处理器910，缓存和长期存储中的至少一个。在一种具体的实施例中，所述存储器，用于存储计算机可执行程序代码，其中，当所述程序代码包括指令，当所述处理器执行所述指令时，所述指令使所述网元执行以下操作：

接收上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；

根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

以上作为基站的网元包含的处理器所执行操作的具体实现方式可以参照实施例二中的对应步骤，本发明实施例不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为用户设备所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述基站所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。

本发明实施例还提供一种通信网络系统，包括用户设备ue和基站，所述基站通过无线网络连接多个所述ue，其中，所述多个ue用于生成上行信号，所述上行信号携带用于标识k个码字的信息以及用于标识所述k个码字权值的信息，k为大于等于2的整数；发送所述上行信号至基站，以使得所述基站估计下行信道；

所述基站用于接收上行信号，根据所述用于标识k个码字以及所述k个码字权值的信息，估计下行信道。

关于ue和基站之间的交互可以参考其他实施例，这里不再赘述。

本发明实施例通过在ue侧上报多个码字以及所述多个码字的权值信息，能够弥补现有技术中只上报单个码字导致bs侧在进行下行信道估计精确度较低的问题，在不增加码本设 计和实现复杂度的前提下，能够有效提升信道信息表示的精度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。