WO2011134160A1

WO2011134160A1 - 反馈预编码矩阵信息的方法和移动台

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Publication number: WO2011134160A1
Application number: PCT/CN2010/072344
Authority: WO
Inventors: 周华; 张�杰; 张元涛; 王键; 吴建明
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2011-11-03
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: EP2566272A1; US20130044833A1; CA2797045A1; KR20130007635A; CN102907155A; JP2013526190A

Abstract

提供了一种反馈预编码矩阵信息的方法和移动台。该方法包括：确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；以及反馈多种预编码矩阵信息。本发明可以适应多种多输入多输出模式来反馈预编码矩阵信息。

Description

反馈预编码矩阵信息的方法和移动台

技术领域

[01] 本发明涉及无线通信系统领域，尤其涉及反馈预编码矩阵信息的方法和移动台。

背景技术

[02] 在无线通信系统中，基站与多个移动台通信，当基站的发送天线和移动台的接收天线有多个时，可以采用多输入多输出（ MIMO , Multi-Input Multi-Output )技术。

[03] 在采用 MIMO技术时，如果基站可以获取基站和移动台间的信道矩阵信息，则可以进行最佳的预编码，即：

[04] X = Ws

[05] 其中 W为预编码矩阵， s为发送前信号， X为预编码后发送到天线上的信号。移动台接收到的经过 MIMO信道后的信号为：

[06] r = HWs

[07] 其中 H为 MIMO信道，如果 H和 W理想匹配，吏得: α 0 0

[08] HW 0 ... 0

0 0 b

[09] 则接收艮容易解调出 s。

[10] 但是实际系统中，基站 4 获得 H,因此也就 ^估计出合适的 W。为此，移动台就需要反馈一些简化的信道信息，通常可以在基站和移动台预存一个基站和移动台已知的预编码码书，如下：

[11] c = {n ，w_w }

[12] 预编码码书包括 N个预编码矩阵 W，每一个 W在码书中的编号称为预编码矩阵索引（PMI, Precoding Matrix Index X 移动台通过测量 MIMO信道 H，自己估算出一个合适的 W, 然后把该 W在码书 C中的编号反馈给基站，基站获得编号后就可查寻码书 C得到真正所需的加权矩阵 W。移动台所反馈的预编码矩阵索引可以认为是一种预编码矩阵信息。当然，预编码码书可以是由多个单独的码矩阵构造或级联而成，比如，

[13] W=WlxW2

[14] 其中， W1为独立码书 C1中的码字， W2为独立码书 C2中的码字，运算符 X可以为矩阵乘，或者其他运算，比如 Kronecker 积等，而独立码书 C1 和 C2是发送端和接收端都已知的信息。接收端可以分别反馈 W1和 W2等。

[15] 存在多种 MIMO模式，例如单用户 MIMO ( SU-MIMO , Single User MIMO )模式，即发送端给接收端发送多个数据流，这种模式以提高单用户的吞吐量为目的；多用户 MIMO ( MU-MIMO, Multiple User MIMO )模式，即发送端给多个接收端发送多个数据流，每个接收端接收一个或者多个流，这种模式以提高系统的吞吐量为目的；以及多小区 MIMO ( Multiple Cell MIMO )模式，即多个发送端给多个接收端发送多个数据流，多个发送端位于不同的小区，或者其他具有发送功能的实体，多个接收端也位于不同的小区覆盖范围，这种模式用于提高小区边缘的吞吐量或者覆盖范围。

[16] 在多种 MIMO模式中，需要反馈的预编码矩阵信息可能不同。因此需要一种能够适应多种 MIMO模式的反馈预编码矩阵信息的机制。

发明内容

[17] 为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种在无线通信系统中反馈预编码矩阵信息的方法，该方法包括：确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；以及反馈多种预编码矩阵信息。

[18] 根据本发明的另一个方面，提供了移动台，包括：确定单元，被配置为确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；以及反馈单元，被配置为反馈多种预编码矩阵信息。

[19] 本发明可以适应多种 MIMO模式来反馈预编码矩阵信息。

[20] 参照以下的说明和附图，本发明的这些和进一步的方面和特征将变得更加清楚。在所述的说明和附图中，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明包括许多改变、修改和等同。

[21] 针对一种实施方式描述和 /或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

[22] 应该强调，术语 "包括 /包含"在本文使用时指特征、整件、步驟或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

[23] 参照以下的附图可以更好地理解本发明的 »多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

附图说明

[24] 附图示出了本发明的优选实施例，构成了说明书的一部分，用于与文字说明一起进一步详细地阐释本发明的原理。其中：

[25] 图 1是单用户 MIMO模式的示意图；

[26] 图 2是多用户 MIMO模式的示意图；

[27] 图 3是多小区 MIMO模式的示意图；

[28] 图 4是根据本发明的一个实施例的反馈预编码矩阵信息的方法的流程图； [29] 图 5是根据本发明的另一个实施例的反馈预编码矩阵信息的方法的流程图；

[30] 图 6是根据本发明的一个实施例的移动台的框图；以及

[31] 图 7是根据本发明的另一个实施例的移动台的框图。具体实施方式

[32] 下面将结合附图对本发明加以详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而不是用于限定本发明的范围。

[33] 图 1到图 3示出了几种 MIMO模式。

[34] 图 1是 SU-MIMO模式的示意图。在 SU-MIMO模式中，基站利用相同的物理资源给一个用户传输多路信号。基站在发送多路信号时对多路信号分别进行预编码。 PMI表示基站和移动台已知的码书中的某个预编码矩阵，可以称为一种预编码矩阵信息。如图 1所示，移动台反馈 PMI1 和 PMI2, PMI1和 PMI2分别用于才旨示

于对数据流 si和 s2进行加权。由于是矢量，也可以将其称为

预编码矢量。移动台在选择所发送的 PMI时，例如可以采用容量最大化原则，或者是传输率最小化等原则等，这是本领域技术人员可以实现的，这里不详细描述。基站根据反馈的 PMI来对发送的数据流进行预编码。

[35] 图 2是 MU-MIMO模式的示意图。在 MU-MIMO模式中，基站给多个用户传输信号。数据流 si和 s2分别用于移动台 A和移动台 B。如图 2所示，移动台 A反馈 PMI1和 PMI2, 移动台 B反馈 PMI3和 PMI4。对于每个移动台所反馈的两个 PMI，一个 PMI用于进行反馈的移动台自身，另一个 PMI用于另一个移动台。虽然图 2中仅示出了两个移动台，但应该注意，可以有更多个移动台。

[36] MU-MIMO模式又可以分为 MU-MIMO模式 1和 MU-MIMO模式 2两种模式。在 MU-MIMO模式 1中，移动台 A发送的 PMI1表示其自身希望使用的预编码矩阵，发送的 PMI2表示希望移动台 B使用预编码矩阵（例如，如果移动台 B使用该预编码矩阵，则对移动台 A的干扰 ^艮小 )。在 MU-MIMO模式 2中，移动台 A发送的 PMI1表示其自身希望使用的预编码矩阵，发送的 PMI2表示不希望移动台 B使用预编码矩阵（例如，如果移动台 B使用该预编码矩阵，则对移动台 A的干 «艮大）。

[37] 图 3是多小区 MIMO模式的示意图。在多小区 MIMO模式中，多个基站向不同小区内的多个用户传输信号。如图 3所示，每个移动台反馈两个 PMI, 例如，移动台 A发送 PMI1和 PMI2。对于每个移动台所反馈的两个 PMI,—个 PMI用于进行反馈的移动台自身，另一个 PMI用于另一个小区的移动台。

[38] 多小区 MIMO模式也可以分为多小区 MIMO模式 1 和多小区 MIMO模式 2两种模式。在多小区 MIMO模式 1中， PMI1是移动台 A 希望移动台 A所在的小区的基站 A (也称小区基站或服务基站）对发送给自己的信号进行加权所用的预编码矢量， PMI2为移动台 A希望其他相邻小区的基站 (也称相邻基站 )在与服务小区相同的物理资源上对传输信号进行加权时所用的预编码矢量。例如，移动台 A反馈两个 PMI到小区基站后，小区基站就把该用户希望相邻小区用户使用的 PMI2发送给相邻基站。相邻基站从它的小区内找到希望使用 PMI2的用户，从而可以将这个用户（假设为移动台 B )与移动台 A匹配起来。在多小区 MIMO模式 2中， PMI1是移动台 A希望移动台 A所在的小区的基站 A (也称小区基站或 J3艮务基站）对发送给自己的信号进行加权所用的预编码矢量， PMI2 为移动台 A不希望其他相邻小区的基站（也称相邻基站）在与服务小区相同的物理资源上对传输信号进行加权时所用的预编码矢量。

[39] 虽然图 3中仅示出了两个小区，但应该注意，可以有更多个小区。

[40] 以上结合图 1到图 3介绍了几种 MIMO模式，但是本发明的实施例不限于以上几种 MIMO模式。例如，如前所述，码字可以由两个或者更多个独立码字级联而成，移动台也需要反馈两个 P M I或者更多个 PMI, 但是由于这里 P M I的作用不同于前面介绍的几种 M I M O模式，我们可以把这种方案看做一种新的 M I M O模式，作为我们本文讨论的各种 M I M O模式中的一种。

[41] 另外，关于以上 MIMO模式的其他细可以参考例如专利申请号为 200910141651.1 , 申请日为 2009年 5月 25 日，发明名称为 "一种用于 MIMO系统的预编码反馈方法和装置" 的专利申请。

[42] 图 4是根据本发明的一个实施例的在无线通信系统中反馈预编码矩阵信息的方法的流程图。

[43] 在步驟 S402中，确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息。在步骤 S404中，反馈多种预编码矩阵信息。

[44] 如上所述，在无线通信系统中，可以存在多种 MIMO模式。对应于不同的 MIMO模式，可以分别确定与其对应的需要反馈的预编码矩阵信息。在步驟 S402中，例如，对于 SU-MIMO模式，确定移动台自身希望采用的预编码矩阵；对于 MU-MIMO模式 1，确定移动台自身希望使用的预编码矩阵，以及希望同一小区中其他移动台使用的预编码矩阵；对于 MU-MIMO模式 2，确定移动台自身希望使用的预编码矩阵，以及不希望同一小区中其他移动台使用的预编码矩阵；对于多小区 MIMO模式 1，确定移动台自身希望使用的预编码矩阵，以及希望相邻小区中其他移动台使用的预编码矩阵；对于 MU-MIMO模式 2，确定移动台自身希望使用的预编码矩阵，以及不希望相邻小区中其他移动台使用的预编码矩息。关于在各种 MIMO模式下如何确定预编码矩阵的其他细节，是本领域的技术人员可以实现的，这里不再详细描述。

[45] 在步骤 S404中，将在步驟 S402中确定的多种预编码矩阵信息进行反馈。

[46] 在一个示例中，可以以预定的反馈顺序依次反馈所述多种预编码矩阵信息。也就是说，各种预编码矩阵信息的反馈顺序是预定的。例如，先反馈与 SU-MIMO 模式相对应的预编码矩阵信息，然后依次反馈与 MU-MIMO模式 1相对应的预编码矩阵信息、与 MU-MIMO模式 2相对应的预编码矩阵信息、与多小区 MIMO模式 1相对应的预编码矩阵信息、与多小区 MIMO模式 2相对应的预编码矩阵信息。

[47] 在另一个示例中，可以以预定的反馈间隔反馈多种预编码矩阵信息。也就是说，各种预编码矩阵信息之间的反馈间隔是预定的。例如可以预^^馈针对 SU-MIMO模式的预编码矩阵信息与反馈针对 MU-MIMO 模式 1的预编码矩阵信息之间的反馈间隔是 1个子帧。

[48] 在另一个示例中，可以以预定的反馈周期来反馈多种预编码矩阵信息。例如，可以预定与 SU-MIMO模式相对应的预编码矩阵信息的反馈周期是 10个子帧，也就是每 10个子帧反馈一次。多种预编码矩阵信息的反馈周期可以是相同的或不同的。

[49] 在另一个示例中，各种预编码矩阵信息的反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的两个或三个是预定的。

[50] 当然，不一定针对所有的 MIMO模式都需要反馈。例如在一个示例中，在步驟 S402中，可以只确定与 SU-MIMO模式和 MU-MIMO模式 1 相对应的预编码矩阵信息。相应地，在步驟 S404 中，只反馈与 SU-MIMO模式和 MU-MIMO模式 1相对应的预编码矩阵信息。

[51] 本实施例可以适应多种 MIMO模式来反馈预编码矩阵信息。

[52] 图 5是根据本发明的另一个实施例的在无线通信系统中反 ^编码矩阵信息的方法的流程图。

[53] 在步骤 S502中，接收多输入多输出模式信息、反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个作为反馈参数。在步驟 S504中，确定对应于多个 MIMO模式的多种预编码矩阵信息。在步骤 S506中，根据反馈参数来反馈多种预编码矩阵信息。

[54] 上述多输入多输出模式信息表示基站希望移动台针对其进行反馈的 MIMO模式。例如，基站可以只希望移动台针对 SU-MIMO模式和 MU-MIMO模式 1反馈，这样，基站可以向移动台发示 SU-MIMO 模式和 MU-MIMO模式 1的 MIMO模式信息。在本实施例中，多输入多输出模式信息、反馈順序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个是可以动态变化的。在步骤 S502中，移动台可以从基站接收 MIMO模式信息、反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个作为反馈参数。基站可以以广播的方式发送反馈参数，例如可以以即时消息信令（instant message signalling )的方式发送反馈 ^t。在步骤 S504 中，如果接收了 MIMO 模式信息，例如，增加或减少了需要反馈的 MIMO模式，则可以相应地增加或者减少需要确定的预编码矩阵信息的种类。步骤 S504的其他些节与图 4中的步驟 S402类似，这里不再详细描述。在步骤 S506中，根据反馈参数来反馈多种预编码矩阵信息。例如，如果接收到表示针对 SU-MIMO模式的预编码矩阵信息的反馈周期是 10个子帧的反馈参数，则按照该反馈参数进行反馈。步骤 S506的其他些节与图 4中的步骤 S404 类似，这里不再详细描述。

[55] 在一个示例中，可以才艮据信道特性或者系统要求或者系统可用的资源来设置反馈参数。例如，在反馈信道资源受限的情况下，可以将针对 SU-MIMO模式的预编码矩阵信息反馈的反馈周期设置得较短，而将针对 MU-MIMO模式和 /或多小区 MIMO模式的预编码矩阵信息反馈的反馈周期设置得较长。

[56] 在图 4和图 5所示的实施例中，如果反馈参 tA预定的，则基站不需要发送这些参数，可以节省系统资源。如果反馈参数不是预定的，则反馈参数可以动态变化，比较灵活。

[57] 图 6是根据本发明的一个实施例的移动台 600的框图。移动台 600 包括确定单元 602，被配置为确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；和反馈单元 604，被配置为反馈多种预编码矩阵信息。可选地，反馈单元 604被配置为以预定的反馈顺序依次反馈所述多种预编码矩阵信息。可选地，反馈单元 604被配置为以预定的反馈间隔反馈所述多种预编码矩阵信息。可选地，反馈单元 604被配置为以预定的反馈周期来反馈所述多种预编码矩阵信息。可选地，多种预编码矩阵信息的反馈周期是相同的或不同的。可选地，多个多输入多输出模式选自包括单用户多输入多输出模式、多用户多输入多输出模式和多小区多输入多输出模式的组。通过阅读上文所描述的根据本发明的实施例的反馈预编码矩阵信息的方法的操作过程，图 6所示的移动台的各个部件的功能如何实现就变得非常清楚了，因此，为了说明书的筒洁起见，在此就不再对上述各个部件的功能如何实现进行详细描述了。

[58] 图 7是根据本发明的另一个实施例的移动台 700的框图。移动台 700 包括接收单元 702, 被配置为接收多输入多输出模式信息、反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个作为反馈 Wt; 确定单元 704, 被配置为确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；和反馈单元 706，被配置为按照接收的反馈参数来反馈多种预编码矩阵信息。通过阅读上文所描述的根据本发明的实施例的反馈预编码矩阵信息的方法的操作过程，图 7所示的移动台的各个部件的功能如何实现就变得非常清楚了，因此，为了说明书的简洁起见，在此就不再对上述各个部件的功能如何实现进行详细描述了。

[59] 在本发明的实施例中，由于对于各种 MIMO模式，移动台都反馈两个或更多个 PMI, 因而可以设计统一的 PMI反馈格式，从而移动台不需要根据 MIMO模式的而采用不同调整反馈信息格式。

[60] 例如，可以采用下表 1所示的反馈格式。

反馈信息类型含义字节数

MIM0反馈模式 1 针对 SU- MIM0模式的反馈 X

MIM0反馈模式 2 针对 MU-MIM0模式 1的反馈 X

MIM0反馈模式 3 针对 MU-MIM0模式 2的反馈 X

MIM0反馈模式 4 针对多小区 MIM0模式 1的反馈 X

MIM0反馈模式 5 针对多小区 MIM0模式 2的反馈 X

MIM0反馈模式 6 反馈多 PMI级联预编码的 PMI1 X

MIM0反馈模式 7 反馈多 PMI级联预编码的 PMI2 X

表 1

[61] 表 1中， x为任意预先设定的数。在一个示例中，针对不同的 MIMO 模式， X可以不相同。这样，使用这种统一的反馈格式，移动台可以用相同的反馈格式把各种预编码矩阵信息反馈传输给基站，从而实现简化反馈信令开销的目的。关于反馈格式的其他细节可以参考例如专利申请号为 200910141651.1 , 申请日为 2009年 5月 25 日，发明名称为 "一种用于 MIMO系统的预编码反馈方法和装置" 的专利申请。

[62] 以上介绍了移动台的操作和结构。基站的操作和结构与移动台相对应。例如，在一个实施例中，基站可以包括接收单元，用于接收从移动台反馈的对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息。在一个实施例中，可以包括发送单元，用于向移动台发送多输入多输出模式信息、反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个作为反馈参数;接收单元，用于从移动台接收基于以上反馈参数而反馈的多种预编码矩阵信息。关于基站的操作和结构的细节，本领域技术人员通过阅读以上说明可以实现，这里不再详细描述。

[63] 对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和设备的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备（包括处理器、存储介盾等）或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此在这里省略了详细说明。

[64] 因此，基于上述理解，本发明的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所介质，因此也没有必要在此对各种存储介质列举。 [65] 在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和 /或分解后重新组合的。这些分解、组合和 /或重新组合应视为本发明的等效方案。

[66] 以上描述了本发明的优选实施方式。本领域的普通技术人员知道，本发明的保护范围不限于这里所公开的具体细节，而可以具有在本发明的精神实质范围内的各种变化和等效方案。

Claims

权利要求书

1. 一种在无线通信系统中反馈预编码矩阵信息的方法，所述方法包括：

确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；以及反馈所述多种预编码矩阵信息。

2. 如权利要求 1所述的方法，其中反馈所述多种预编码矩阵信息包括以预定的反馈顺序依次反馈所述多种预编码矩阵信息。

3. 如权利要求 1所述的方法，其中反馈所述多种预编码矩阵信息包括以预定的反馈间隔反馈所述多种预编码矩阵信息。

4. 其中反馈所述多种预编码矩阵信息包括以预定的反馈周期来反馈所述多种预编码矩阵信息。

5. 如权利要求 4所述的方法，其中所述多种预编码矩阵信息的反馈周期是相同的或不同的。

6. 如权利要求 1所述的方法，还包括：

接收多输入多输出模式信息、反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个作为反馈参数，

并且反馈所述多种预编码矩阵信息包括按照接收的所述反馈参数来反馈所述多种预编码矩阵信息。

7. 如权利要求 1所述的方法，其中所述多个多输入多输出模式选自包括单用户多输入多输出模式、多用户多输入多输出模式和多小区多输入多输出模式的组。

8. 一种移动台，包括：

确定单元，被配置为确定对应于多个多输入多输出模式的多种预编码矩阵信息；以及

反馈单元，被配置为反馈所述多种预编码矩阵信息。

9. 如权利要求 8所述的移动台，其中所述反馈单元被配置为以预定的反馈顺序依次反馈所述多种预编码矩阵信息。

10.如权利要求 8所述的移动台，其中所述反馈单元被配置为以预定的反馈间隔反馈所述多种预编码矩阵信息。

11.如权利要求 8所述的移动台，其中所述反馈单元被配置为以预定的反馈周期来反馈所述多种预编码矩阵信息。

12.如权利要求 11 所述的移动台，其中所述多种预编码矩阵信息的反馈周期是相同的或不同的。

13如权利要求 8所述的移动台，还包括：

接收单元，被配置接收多输入多输出模式信息、反馈顺序、反馈间隔和反馈周期中的一个或多个作为反馈参数，

并且所述反馈单元被配置为按照接收的所述反馈参数来反馈所述多种预编码矩阵信息。

14.如权利要求 8所述的移动台，其中所述多个多输入多输出模式选自包括单用户多输入多输出模式、多用户多输入多输出模式和多小区多输入多输出模式的组。