[发明专利]一种信道信息获取方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种信道信息获取方法及系统。

背景技术

无线通信系统中，发送端和接收端采取空间复用的方式使用多根天线来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是接收端反馈给发送端信道信息，发送端根据获得的信道信息使用发射预编码技术，可以极大地提高传输性能。在单用户多输入多输出(Single User Multi-input Multi-output，简称SU-MIMO)技术，直接使用信道特征矢量信息进行预编码；在多用户多输入多输出(Multi User Multi-input Multi-output，简称MU-MIMO)中，需要比较准确的信道信息。

在第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统中，信道信息的反馈主要是利用较简单的单一码本的反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能更依赖于其中码本反馈的准确度。

这里将基于码本的信道信息量化反馈的基本原理简要阐述如下：

假设有限反馈信道容量为B bps/Hz，那么可用的码字的个数为N＝2^B个。信道矩阵的特征矢量空间经过量化构成码本空间发射端与接收端共同保存或实时产生此码本(发射端和收收端相同)。对需要反馈信道状态信息(CSI)的信道H，接收端根据一定准则从码本空间中选择一个与信道实现H最匹配的码字，并将该码字的序号i(码字序号)反馈回发射端。这里，码字序号称为码本中的预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator，简称为PMI)。发射端根据此序号i找到相应的预编码码字，从而也获得相应的信道信息，表示了信道的特征矢量信息。

一般来说码本空间可以进一步地被划分为多个秩(Rank)对应的码本，每个Rank下会对应多个码字来量化该Rank下信道特征矢量构成的预编码矩阵。由于信道的Rank和非零特征矢量个数是相等的，因此，一般来说Rank为N时码字都会有N列。所以，码本空间可按Rank的不同分为多个子码本，如表1所示。

表1、码本按Rank分为多个子码本示意表

其中，在Rank＞1时需要存储的码字都为矩阵形式，其中LTE协议中的码本就是采用的这种码本量化的反馈方法，LTE下行4发射天线码本如表2所示下，实际上LTE中预编码码本和信道信息量化码本含义是一样的。在下文中，为了统一起见，矢量也可以看成一个维度为1的矩阵。

表2、LTE下行4发射天线码本示意表

其中I为单位阵，表示矩阵W_k的第j列矢量。表示矩阵W_k的第j₁，j₂，...，j_n列构成的矩阵，表示u_n的共轭转置矩阵；其中，n表示序号，取值为0～15。

在LTE的标准中，信道信息的最小反馈单位是子带(Subband)，信道信息可以是对应一个子带、多个子带、或者是全部子带的。一个子带由若干个资源块(Resource Block，简称RB)组成，每个RB由多个资源要素(Resource Element，简称RE)组成。RE为LTE中时频资源的最小单位，高级长期演进(LTE-Advanced，简称LTE-A)系统中沿用了LTE的资源表示方法。较少的几个子带可以称为多子带(Multi-Subband)，较多个子带可以称为宽子带(Wideband)。

下面介绍一些LTE中与信道信息反馈的内容，重点需关注的内容是预编码矩阵指示符PMI信息。

信道状态信息反馈包括：信道质量指示信息(Channel quality indication，简称为CQI)、秩指示符(Rank Indicator，简称为RI)和预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator，简称为PMI)。

其中，CQI为衡量下行信道质量好坏的一个指标。在36-213协议中CQI用0～15的整数值来表示，分别代表了不同的CQI等级，不同CQI对应着各自的调制方式和编码码率(MCS)。

RI用于描述空间独立信道的个数，对应信道响应矩阵的秩。在开环空间复用和闭环空间复用模式下，需要UE反馈RI信息，其他模式下不需要反馈RI信息。信道矩阵的秩和层数对应。

PMI信息是描述信道的特征矢量信息的，UE上报给基站可以使得基站更好的进行预编码。使用码本反馈的形式。