CN103944686A - 多用户mimo***的csi反馈方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多用户MIMO传输技术。一个实施例中提供了一种用于多输入多输出***的信道状态信息反馈的方法，包括：确定用于一个用户设备的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合；在所述第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默，在所述第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号；根据关于所述第一测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的单用户信道状态信息，根据关于所述第二测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的多用户信道状态信息。本发明中的技术方案适于多用户MIMO模式。

Description

多用户MIMO***的CSI反馈方法及装置
技术领域
本发明大体上涉及移动通信技术，更具体地，涉及多用户多输入多输出(MultipleUser Multiple Input Multiple Output，MU MIMO)传输技术。
背景技术
在诸如长期演进项目(Long Term Evolution，LTE)的现代移动通信***中，基站为下行链路(downlink，DL)和上行链路(uplink，UL)确定所使用的传输格式、传输块大小、调制及编码方案、MIMO传输模式等。为了能够为下行链路进行这样的确定，基站需要来自用户设备(User Equipment，UE)的关于当前下行链路信道的性能的信息，通常被称为信道状态信息(Channel State Information，CSI)。
在LTE第十版公布标准(LTE Release10)及其以前的技术标准中，由于现有CSI反馈模式适合于单用户多输入多输出(SU MIMO)模式，多用户MIMO模式并未观测到相比于单用户MIMO模式的明显性能增益。
发明内容
本发明的一个主要目的在于提供新的用于MU-MIMO***的CSI反馈的技术方案并能够克服现有技术中的上述缺陷。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于多输入多输出***的信道状态信息反馈的方法，包括：确定用于一个用户设备的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合；在所述第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默，在所述第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号；根据关于所述第一测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的单用户信道状态信息，根据关于所述第二测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的多用户信道状态信息。
通过上述方法，能够为一个用户设备确定单用户模式下的CSI及多用户模式下的CSI。综合多个用户设备各自的单用户CSI和多用户CSI，基于总体性能优化准则进行比较和选择，可以为每一个用户设备确定相应的单用户MIMO传输模式或多用户MIMO传输模式。
在该方法的一个具体实施例中，还包括：发送消息以向所述用户设备指示所述第一测量资源集合和第二测量资源集合。
在该方法的一个具体实施例中，在所述第二测量资源集合中的零功率信道状态信息参考信号资源上发送的信号的预编码矩阵与承载于相同物理资源块上的数据信号的预编码矩阵相互正交。
在该方法的一个具体实施例中，还包括：发送消息以指示所述用户设备以差分方式来执行所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈。更具体地，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
在该方法的一个具体实施例中，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
在该方法的一个具体实施例中，对所述第一测量资源集合和第二测量资源集合设置不同的秩和码本子集的限制。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于多输入多输出***的基站设备的装置，包括：第一模块，其被配置为确定用于一个用户设备的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合；第二模块，其被配置为在所述第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默，在所述第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号；第三模块，其被配置为根据关于所述第一测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的单用户信道状态信息，根据关于所述第二测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的多用户信道状态信息。
在该装置的一个具体实施例中，所述第二模块还被配置为发送消息以向所述用户设备指示所述第一测量资源集合和第二测量资源集合。
在该装置的一个具体实施例中，在所述第二测量资源集合中的零功率信道状态信息参考信号资源上发送的信号的预编码矩阵与承载于相同物理资源块上的数据信号的预编码矩阵相互正交。
在该装置的一个具体实施例中，所述第二模块还被配置为发送消息以指示所述用户设备以差分方式来执行所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈。更具体地，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
在该装置的一个具体实施例中，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
在该装置的一个具体实施例中，所述第一模块中对所述第一测量资源集合和第二测量资源集合设置不同的秩和码本子集的限制。
根据本发明的再一个实施例，提供了一种用于多输入多输出***的基站设备，其包括前述装置。
根据本发明的又一个实施例，提供了一种用于多输入多输出***的信道状态信息反馈的方法，包括：检测第一测量资源集合和第二测量资源集合；以差分方式来执行关于所述第一测量资源集合的信道状态信息反馈和关于所述第二测量资源集合的信道状态信息反馈。更具体地，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
在该方法的一个具体实施例中，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
根据本发明的另外一个实施例，提供了一种用于多输入多输出***的用户设备的装置，包括：检测模块，其被配置为检测第一测量资源集合和第二测量资源集合；反馈模块，其被配置为以差分方式来执行关于所述第一测量资源集合的信道状态信息反馈和关于所述第二测量资源集合的信道状态信息反馈。更具体地，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
在该装置的一个具体实施例中，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
根据本发明的另外一个实施例，提供了一种用于多输入多输出***的用户设备，其包括前述装置。
以上概述了本发明的技术特征和优点以使得本发明以下的详细说明更易于理解。本发明的其他特征和优点将在下文中描述，其形成了本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应能理解，所揭示的概念和实施例可以容易地被用作修改或设计其他的用于实现与本发明相同的目的的结构或流程的基础。本领域技术人员还应理解，这样的等同构造并未背离所附权利要求书的精神和范围。
附图说明
结合附图，以下关于本发明的优选实施例的详细说明将更易于理解。本发明以举例的方式予以说明，并非受限于附图，附图中类似的附图标记指示相似的元件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的应用场景示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的CSI反馈方法的流程图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的配置于基站设备的装置10和配置于用户设备的装置20的结构框图。
具体实施方式
附图的详细说明意在作为本发明的当前优选实施例的说明，而非意在代表本发明能够得以实现的仅有形式。应理解的是，相同或等同的功能可以由意在包含于本发明的精神和范围之内的不同实施例完成。
本领域技术人员应能理解，此处描述的手段和功能可以使用结合程控微处理器和通用计算机的软件功能来实现，和/或使用特定应用集成电路(ASIC)来实现。还应理解的是，尽管本发明主要以方法和装置的形式进行说明，本发明也可以具体化为计算机程序产品以及包含计算机处理器和联接到处理器的存储器的***，其中存储器用可以完成此处揭示的功能的一个或多个程序来编码。
图1示出了根据本发明的一个实施例的应用场景示意图。本发明的技术方案适于多输入多输出***。如图所示，该场景中包括基站设备1和用户设备2。本发明的技术方案适于，例如但不限于，基站设备1和用户设备2之间的CSI反馈。本领域技术人员应能理解，本文中所称的基站或基站设备例如但不限于LTE***或者LTE-A***中的节点B(Node B)或者进化节点B(evolved Node B，eNB)，本发明的技术方案也不限于适用LTE***或者LTE-A***。
图2示出了根据本发明的一个实施例的适于MIMO***的CSI反馈方法的流程图。如图所示，该方法200包括由基站设备1所执行的步骤211、213、215和217，以及由用户设备2所执行的步骤222和224。如已知的，在LTE-A系列标准规范中，已经定义了信道状态信息进程(CSI process)，eNB为UE分配CSI process用于CSI的检测。CSIprocess包括非零功率信道状态信息参考信号(NZP CSI RS)资源和零功率信道状态信息参考信号(ZP CSI RS)资源，而零功率信道状态信息参考信号(ZP CSI RS)资源又进一步可以包含干扰测量(IM)资源。
在步骤211中基站设备1确定用于用户设备2的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合。本领域技术人员应能理解，当适用于不同的协议标准时，这里的“测量资源集合”可以分别对应于不同协议标准中的相应定义或术语。当适用于LTE-A***时，“测量资源集合”对应于“CSI process”。第一测量资源集合和第二测量资源集合也就是第一CSI process和第二CSI process。通常，这两个CSI process中均包含NZPCSI RS资源和IM资源。第一测量资源集合(第一CSI process)用于用户设备2的单用户CSI检测，通常没有秩以及码本的限制。而第二测量资源集合(第二CSI process)用于用户设备2的多用户CSI检测，通常可以将秩限制为1，码本则相应于秩而限制。
在步骤213中，基站设备1发送消息以向用户设备2指示所述第一测量资源集合和第二测量资源集合，亦即第一和第二CSI process。
在步骤215中，基站设备1在第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默(即不发信号、保持零功率)，而在第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号。
更具体地，在第二测量资源集合中的干扰测量资源上所发送的信号可以是模拟的多用户干扰信号，甚至也可以其他用户设备的数据信号和/或控制信号。例如，基站设备1可以在第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送随机信号，而为该随机信号选择的预编码矩阵与承载于同一个物理资源块(Physical Resource Block，PRB)中的数据信号的预编码矩阵相互正交，以此来模拟多用户干扰。则用户设备2对第二测量资源集合进行检测可以得到适于多用户模式的信道状态信息。更进一步地，通过对预编码矩阵等发送模式的选择和控制，还可以将随机的模拟多用户干扰信号替换成用户设备2之外的其他用户设备的真实数据信号，则不仅能实现适于多用户模式的CSI检测，也能够利用干扰测量资源来传递数据，从而提高了无线资源的利用率。
在步骤222中，用户设备2检测第一测量资源集合和第二测量资源集合。通常，用户设备2无需得知第一测量资源集合和第二测量资源集合在发送时的区别，其以相同的方式对第一测量资源集合和第二测量资源集合进行检测。
在步骤224中，用户设备2向基站设备1反馈关于第一测量资源集合的信道状态信息以及关于第二测量资源集合的信道状态信息。所反馈的信息例如但不限于包括以下各项中的至少一者：信道质量指示(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、信道传输矩阵的秩(rank)。
在步骤217中，基站设备1根据关于第一测量资源集合的反馈来确定用户设备2的单用户信道状态信息，根据关于第二测量资源集合的反馈来确定用户设备2的多用户信道状态信息。之后，基站设备1综合多个用户设备各自的单用户CSI和多用户CSI，基于总体性能优化准则进行比较和选择，可以为每一个用户设备确定相应的单用户MIMO传输模式或多用户MIMO传输模式。
在上述方法的一个变化例中，还包括由基站设备1所执行的步骤：发送消息以指示用户设备2以差分方式来执行所述关于第一测量资源集合的反馈以及所述关于第二测量资源集合的反馈。则在步骤224中，用户设备2以差分方式来执行关于第一测量资源集合的CSI反馈和关于第二测量资源集合的CSI反馈。则第一CSI process可以被视作参考CSI process，而第二CSI process可以被视作从属CSI process。具体地，用户设备2对第一CSI process的反馈包括一个数据流或多个数据流的CQI，对第二CSI process的反馈也包括这一个数据流或多个数据流的CQI。对第一CSI process的其中一个数据流的CQI反馈采用实际值，并将该CQI实际值作为基准值，其他的CQI均反馈相对于该基准值的差值。由于关于第一CSI process的一个数据流或多个数据流的CQI以及关于第二CSI process的这一个数据流或多个数据流的CQI均是同一个用户设备检测到的信道质量，其他各CQI与基准值之间的差值的动态范围通常小于基准值的动态范围，因此可以对差值采用比基准值较少的量化比特。例如，CQI基准值采用4比特量化编码，而其他CQI的差值反馈可以采用1-3比特量化编码。因此，以差分方式进行第一和第二测量资源集合的反馈可以节省反馈开销。
在上述方法的一个具体实施例中，关于所述第一测量资源集合的反馈以及关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。具体而言，第一CSI process和第二CSIprocess采用相同的带宽配置、子模式配置、天线配置等。
在上述方法的一个具体实施例中，基站设备1在步骤211中对所述第一测量资源集合和第二测量资源集合设置不同的秩和码本子集的限制。具体地，第一测量资源集合用于单用户模式的CSI反馈，可以对秩和码本子集不做限制；第二测量资源集合用于多用户模式的CSI反馈，可以将秩限制为1并对码本子集做相应限制。相应地，基站设备1还将发送消息或信令以指示用户设备2关于第一测量资源集合和第二测量资源集合的秩和码本子集的限制。
图3示出了根据本发明的一个实施例的装置10和装置20的结构框图。装置10通常配置于例如但不限于基站设备1的基站设备中。装置20通常配置于例如但不限于用户设备2的用户设备中。如图所示，装置10包括第一模块11、第二模块12、第三模块13以及接收模块14；装置20包括检测模块21和反馈模块22。
第一模块11被配置为确定用于一个用户设备的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合，对应于执行前述方法200中的步骤211。
第二模块12被配置为在所述第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默，在所述第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号，对应于执行前述方法200中的步骤215。作为一个发送模块，第二模块12还可以被配置为执行前述方法200中的步骤213。
第三模块13被配置为根据关于所述第一测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的单用户信道状态信息，根据关于所述第二测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的多用户信道状态信息，对应于执行前述方法200中的步骤217。
接收模块14被配置为接收信号，例如来自用户设备2的反馈信号。
检测模块21被配置为检测第一测量资源集合和第二测量资源集合，对应于执行前述方法200中的步骤222。
反馈模块22被配置向基站设备反馈关于第一测量资源集合的信道状态信息以及关于第二测量资源集合的信道状态信息，对应于执行前述方法200中的步骤224。反馈模块22可以被配置为以差分方式来执行关于所述第一测量资源集合的信道状态信息反馈和关于所述第二测量资源集合的信道状态信息反馈。
本领域技术人员应能理解，上述任一模块的功能可以分由多个实体模块或功能模块来执行，上述多个模块的功能也可以集成于一个实体模块或者功能模块来执行。
尽管已经阐明和描述了本发明的不同实施例，本发明并不限于这些实施例。权利要求中出现的“第一”、“第二”等序数词仅仅起到区别的作用，而并不意味着相应部件之间存在任何特定的顺序或连接关系。仅在某些权利要求或实施例中出现的技术特征也并不意味着不能与其他权利要求或实施例中的其他特征相结合以实现有益的新的技术方案。在不背离如权利要求书所描述的本发明的精神和范围的情况下，许多修改、改变、变形、替代以及等同对于本领域技术人员而言是明显的。

Claims (22)

1.一种用于多输入多输出***的信道状态信息反馈的方法，包括：
确定用于一个用户设备的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合；
在所述第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默，在所述第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号；
根据关于所述第一测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的单用户信道状态信息，根据关于所述第二测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的多用户信道状态信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
发送消息以向所述用户设备指示所述第一测量资源集合和第二测量资源集合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二测量资源集合中的零功率信道状态信息参考信号资源上发送的信号的预编码矩阵与承载于相同物理资源块上的数据信号的预编码矩阵相互正交。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
发送消息以指示所述用户设备以差分方式来执行所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一测量资源集合和第二测量资源集合设置不同的秩和码本子集的限制。
8.一种用于多输入多输出***的基站设备的装置，包括：
第一模块，其被配置为确定用于一个用户设备的信道状态信息的第一测量资源集合和第二测量资源集合；
第二模块，其被配置为在所述第一测量资源集合中的干扰测量资源上静默，在所述第二测量资源集合中的干扰测量资源上发送信号；
第三模块，其被配置为根据关于所述第一测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的单用户信道状态信息，根据关于所述第二测量资源集合的反馈来确定所述用户设备的多用户信道状态信息。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二模块还被配置为发送消息以向所述用户设备指示所述第一测量资源集合和第二测量资源集合。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述第二测量资源集合中的零功率信道状态信息参考信号资源上发送的信号的预编码矩阵与承载于相同物理资源块上的数据信号的预编码矩阵相互正交。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二模块还被配置为发送消息以指示所述用户设备以差分方式来执行所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一模块中对所述第一测量资源集合和第二测量资源集合设置不同的秩和码本子集的限制。
15.一种用于多输入多输出***的基站设备，其包括权利要求8-14中任一项所述的装置。
16.一种用于多输入多输出***的信道状态信息反馈的方法，包括：
检测第一测量资源集合和第二测量资源集合；
以差分方式来执行关于所述第一测量资源集合的信道状态信息反馈和关于所述第二测量资源集合的信道状态信息反馈。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
19.一种用于多输入多输出***的用户设备的装置，包括：
检测模块，其被配置为检测第一测量资源集合和第二测量资源集合；
反馈模块，其被配置为以差分方式来执行关于所述第一测量资源集合的信道状态信息反馈和关于所述第二测量资源集合的信道状态信息反馈。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述关于所述第一测量资源集合的反馈以及所述关于所述第二测量资源集合的反馈采用相同的反馈模式。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述差分方式包括：反馈关于所述第一测量资源集合的一个数据流的CQI的实际值，反馈其他CQI中的至少一个相对于该实际值的差值。
22.一种用于多输入多输出***的用户设备，其包括权利要求19-21中任一项所述的装置。
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