[发明专利]信道获取方法、基站、用户终端和大规模天线系统

说明书

本发明公开一种信道获取方法、基站、用户终端和大规模天线系统。该方法包括：对下行天线进行分组；根据用户终端针对部分或全部天线子组信道的量化反馈，获取下行信道的相位信息；根据上行参考信号获得下行信道的幅度信息；根据所述相位信息和所述幅度信息重构下行信道信息。本发明有效地控制了多天线系统中获取信道信息的系统开销，降低了实现的复杂度，解决了大规模天线系统的信道信息获取问题。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种信道获取方法、基站、用户终端和大规模天线系统。

背景技术

多天线空间资源的多输入多输出(MIMO)技术，由于其在无线通信传输的可靠性和速率提升上的巨大潜力，已经成为了如3GPP LTE-A等主流无线通信标准的核心技术。在不显著增加用户移动终端设备复杂度的限制下，如何充分利用空间维度的资源，是当前学术界和工业界共同的研究热点。一般来说，为了使得下行发送的数据流匹配到空间信道特性较好的方向，基站(eNB)需要根据下行的信道信息进行预编码。除此之外，下行的信道状态信息还用于用户终端(UE)的调度以及调制编码方式的选择等。

eNB获取下行信道信息的方法根据系统的双工方式可以分为两类。

对于TDD系统，由于上下行工作在相同的频段，信道具有互易性，因此eNB可以通过对上行信道的估计，获得下行信道信息。

对于FDD系统，上下行工作在不同的频段，并且上下行的双工间隔通常大于100MHz，一般认为信道瞬时特性不具备互易性。因此，在FDD系统中，通常终端利用eNB发送的下行参考信号对信道状态(CSI)进行估计，再通过上行反馈给eNB。在实际系统中，由于上行带宽的限制和信令传输延时的要求，在CSI反馈时UE需要首先将CSI进行量化，然后将量化后的若干比特通过反馈信道反馈给eNB。如何合理高效的获取下行信道状态信息将直接影响MIMO通信系统的性能。

针对MIMO信道，目前LTE中基于下行参考信号，利用码本(codebook)对MIMIO信道进行量化，即UE根据下行参考信号接收到的信号，以及所存储的codebook集合，计算获取最匹配的codebook矩阵，并将量化结果进行反馈。

表1

目前LTE中已定义了三种参考信号图样和codebook集合，分别支持2/4/8个发送天线端口。以4发天线为例，其下行参考信号的图样由图1给出。可以看出，4天线端口的CRS信号(Cell Reference Signal，小区参考信号)在每个PRB(Physical Resource Block，物理资源块)中占用的资源数目为24。

当秩(rank)为υ时，4天线的codebook矩阵集合的计算方法为其对应的矩阵如表1所示。不难看出，LTE的天线codebook具有恒模的特性，即codebook不能体现信号的幅度，只能表征信号的到达角度。

近年来随着互联网产业的飞速发展，数据需求的进一步激增给无线接入网络带来巨大的挑战。为了能够更加高效地利用带宽资源，大幅度提升频谱效率，大规模天线(Massive MIMO)技术成为提升网络频谱效率最具潜力的第五代移动通信(5G)关键技术之一。目前的LTE/LTE-A系统最多支持8个发送天线端口，当采用Massive MIMO后系统天线端口数目将更大且多样，比如可以支持16至128、256甚至更多天线端口数目。

大规模天线技术的应用，将导致下行参考信号占用的资源数目以及上行反馈量随天线端口数目的增加而增加，从而增加了系统的负载，降低系统传输效率。当天线端口数目超过128甚至更高时，负载的增加将会导致大规模天线系统无法工作。此外，码本的设计同样面临挑战，如果针对大规模天线系统中不同的天线端口数目，逐个去设计codebook并基于此进行反馈的方法将过于复杂和不切实际。

发明内容