[发明专利]信道状态信息上报

说明书

本申请要求2010年1月8日递交的PCT专利申请PCT/SE2010/000002以及2010年1月8日递交的瑞典专利申请SE1000015-6的在先申请优先权，所述两个在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明涉及一种在无线通信中上报信道状态信息的方法及设备。更确切地说，本发明涉及一种上报此种信道状态信息的方法及设备，其中，信道状态是用码本表示的。

背景技术

本领域所熟知的是，如果线性预编码可在支持多天线传输的无线通信系统中的发射器侧使用，那么性能会极大提高。此线性预编码例如已经在IEEE802.16-2005标准以及3GPP Rel.8长期演进(Long Term Evolution，LTE)标准实现。

为了支持发射器侧的预编码，接收器，在下行(Downlink，DL)中有时也称为用户设备(User Equipment，UE)，需要反馈关于在发射天线与接收天线之间的多天线信道的信道状态信息(Channel State Information，CSI)。CSI可由实际多天线信道的代表组成，或者CSI可由较佳的预编码向量/矩阵组成，其中，所述较佳的预编码向量/矩阵是UE基于对多天线信道的测量而确定的。在后一种情况中，CSI通常称为预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator，PMI)。

为了减少发射CSI上报信号时的反馈开销，量化是必须的，从而以有限的比特数表示CSI。例如：3GPP LTE Rel.8标准使用由64个矩阵组成的预编码矩阵码本，并且UE使用6个信息比特来反馈较佳的预编码矩阵。

如上文所提到的，有限数目的矩阵的码本一般用于量化CSI，在此情况中CSI反馈是码本的索引，该索引指出所述码本中最好地代表CSI的矩阵。随后，使用例如一串二进制比特将所述索引上报给发射节点。

由于信道就其本性而言是频率和时间选择性的，因此CSI报告仅在达到某个最大带宽并且在某个最大时间内才有适当的准确性而有效。如果通信系统想要使用线性预编码来支持大于此最大带宽的发射带宽，那么需要多个CSI报告的反馈，此外，这些CSI报告需要在时间上以适当的间隔重复。

这些CSI报告中的每一个的带宽及时间间隔表示为CSI的时间-频率颗粒度，并且如果矩阵的码本用于量化CSI，那么每个时间间隔和频率带宽上报一个矩阵。

为了满足未来无线通信系统中，例如3GPP高级长期演进(LTE-Advanced)，对数据吞吐量的高要求，预想会有更大量的发射器和接收器天线。由于多天线信道的维度由此增加了，因此所需的CSI反馈开销将进一步增加，从而妨碍所需吞吐量的增加。

此外，当天线(或天线单元)的数目增加时，发射器和接收器的物理维度也将增加，这是不合需要的，因为例如基站(Base Station，BS)的较大区域将使得其更易受环境作用，例如强风的影响。并且，对建筑物的(可见)影响以及对景观或都市风景的影响在此情形中不应被忽略。为了部分地解决较大天线阵列的问题，通常采用双极化的天线单元，因为通过利用电磁场的两个正交极化，可有效地使两个天线成为一体。因此，通过利用极化的天线，天线阵列的总维度大致减半。

为了使具有许多天线单元的设备物理上更小，另一个显著的方法是缩小天线单元之间的间距。这将使接收和发射的信号更加相关(假设它们具有相同的极化)，并且众所周知的是，预期的多天线空间复用增益将减少。然而，人们还知道，相关的信号产生非常好且窄的波束，并且可随后使用多天线空间复用来发射给空间上分离的用户。这有时叫做空分多址(Spatial Division Multiple Access，SDMA)或多用户MIMO(Multi-User MIMO，MU-MIMO)。因此，当使用窄间隔的天线单元时每用户吞吐量较低的缺点可通过同时发射给多个用户进行补偿，这将增加总小区吞吐量(即，小区中所有用户吞吐量的总和)。

此外，从具有正交极化的天线发出的信道具有接近于独立的衰落，这是一个已知的物理属性。人们还知道，从紧密等间隔的极化的天线单元发出的信道具有相关的衰落。因此，对于具有大量天线单元的多天线发射器和接收器而言，较佳为同样利用极化维度的紧密天线阵列。在此情况下，人们观察到，在天线单元中，某些对天线单元之间的无线信道之间的相关性较高，而某些其它对天线单元之间的无线信道的相关性较低或甚至可以忽略。人们常说两个天线是相关的，意思是从所述两个天线到任何接收器天线的信道是相关的。此约定用于本发明所公开的内容的全文。