CN104144006A - Mimo***中的信道状态信息的传输方法、用户设备及基站 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MIMO***中的信道状态信息的传输方法、用户设备及基站，其中，该方法包括：根据获取到的信道的CSI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；根据CSI和第一PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；将第一PMI和第二PMI上报给基站；其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。本申请提高了***预编码性能，为大规模天线***提供了有效的CSI反馈和预编码操作。

Description

MIMO***中的信道状态信息的传输方法、用户设备及基站

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种MIMO***中的信道状态信息的传输方法、用户设备（User Equipment，UE）及基站。

背景技术

在多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）***中，为了通过在发送端进行预编码来提高***传输性能，发送端需要获知信道状态信息（ChannelStatement Information，CSI），而CSI通常由接收端利用参考序列进行信道估计得到，这就需要接收端向发送端反馈CSI。然而，CSI反馈信道的有限性决定了预编码码本的设计是必要的。

目前已有很多预编码码本被提出，例如：应用于LTE（Long Term Evolution，长期演进）Release10的基于离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）的双码本。双码本针对信道的相关特性进行设计，由两层组成：第一层码本和第二层码本。第一层码本用于刻画信道的长期统计特性，第二层码本用于反映信道的短期变化。设W1为第一层码本的预编码矩阵，W2为第二层码本的预编码矩阵，则最终的预编码矩阵W＝W1×W2。

信道的长期统计特性主要取决于信道的信道相关性，而信道相关性受天线阵列布局的影响。在传统的多天线***下（天线元数目较少），天线阵列布局通常采用线性的天线阵列布局，如均匀线性阵列（Uniform Linear Array，ULA）；但是，在大规模天线***下（天线元数目很多），由于空间上的约束，天线阵列布局更倾向于采用平面的天线阵列布局，如均匀矩形阵列（Uniform Rectangle Array，URA）。然而，目前大多数的双码本都是针对线性的天线阵列布局设计的，这样对于平面的天线阵列布局，这些双码本就无法很好地刻画信道的长期统计特性，从而对***预编码性能有较大的影响。

发明内容

本申请提供了一种MIMO***中的信道状态信息的传输方法、用户设备及基站，以解决现有技术中的大多数双码本不适用于平面的天线阵列布局，无法很好地刻画采用平面的天线阵列布局的信道的长期统计特性，从而对***预编码性能有较大的影响的问题。

本申请的技术方案如下：

一方面，提供了一种MIMO***中CSI的传输方法，MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，该方法应用于UE，该方法包括：

根据获取到的信道的CSI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；

根据CSI和第一PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；

将第一PMI和第二PMI上报给基站；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

另一方面，还提供了一种MIMO***中的CSI的传输方法，MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，该方法应用于基站，该方法包括：

接收到UE上报的第一PMI和第二PMI；

根据接收到的第一PMI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵，根据接收到的第二PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵；

当要发送数据时，使用第一预编码矩阵与第二预编码矩阵之积，对数据进行预编码；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

又一方面，还提供了一种MIMO***中的UE，MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，该UE包括：

获取模块，用于获取信道的CSI；

查找模块，用于根据获取模块获取到的信道的CSI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；还用于根据CSI和第一PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；

发送模块，用于将查找模块查找到的第一PMI和第二PMI上报给基站；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

又一方面，还提供了一种MIMO***中的基站，MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，该基站包括：

接收模块，用于接收用户设备UE上报的第一PMI和第二PMI；

查找模块，用于根据接收模块接收到的第一PMI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵，根据接收到的第二PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵；

预编码模块，用于当要发送数据时，使用查找模块查找到的第一预编码矩阵与第二预编码矩阵之积，对数据进行预编码；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

本申请的上述技术方案中，基于URA相关性的克罗内克逼近原理，通过对平面的天线阵列在相互垂直的两个方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算，得到平面的天线阵列的第一层码本，从而针对平面的天线阵列布局构建了双码本中的第一层码本，适用于平面的天线阵列布局下的应用，很好地刻画采用平面的天线阵列布局的信道的长期统计特性，提高了***预编码性能，为大规模天线***提供了有效的CSI反馈和预编码操作。

附图说明

图1是本申请的实施例一的MIMO***中的CSI的传输方法的流程图；

图2是本申请的实施例二的MIMO***中的CSI的传输方法的流程图；

图3是本申请的实施例三的32个交叉天线元的URA4×4布局示意图；

图4是本申请的实施例四的16个单极化天线元的URA4×4布局示意图；

图5是本申请的实施例五的32个单极化天线元的URA8×4布局示意图；

图6是本申请的实施例六的MIMO***中的UE的结构示意图；

图7是本申请的实施例七的MIMO***中的基站的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中的大多数双码本都是针对线性的天线阵列布局设计的，不适用于平面的天线阵列布局，无法很好地刻画采用平面的天线阵列布局的信道的长期统计特性，从而对***预编码性能有较大的影响的问题，本申请的以下实施例中提供了一种MIMO***中的信道状态信息的传输方法，以及一种可以应用该方法的UE和基站。

以下实施例中，MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，例如，URA等，本申请对此不做限定。

实施例一

本实施例一的MIMO***中的CSI的传输方法可以由任意一个UE来执行。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102，根据获取到的信道的CSI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；

在实际实施时，UE可以根据接收的导频序列进行信道估计，获得CSI。

由于码本中的每一个预编码矩阵对应于一个PMI（Precoding Matrix Indicator，预编码矩阵指示），因此，根据获取到的CSI可以在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的预编码矩阵（称为第一预编码矩阵）以及第一预编码矩阵对应的PMI（称为第一PMI）。平面的天线阵列的第一层码本用于刻画信道的长期统计特性。

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

步骤S104，根据获取的CSI和第一PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；

同样，由于码本中的每一个预编码矩阵对应于一个PMI，因此，根据获取的CSI和在步骤S102中查找到的第一PMI，可以在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的预编码矩阵（称为第二预编码矩阵）以及第二预编码矩阵对应的PMI（称为第二PMI）。平面的天线阵列的第二层码本用于反映信道的短期变化。

步骤S106，将第一PMI和第二PMI上报给基站。

在实际实施过程中，UE可以在接收到调度许可中的发送指示后，通过PUCCH（Physical Uplink Control CHannel，物理上行链路控制信道）或PUSCH（PhysicalUplink Shared CHannel，物理上行共享信道）周期或非周期地上报第一PMI和第二PMI。

在现有技术中，由于大多数双码本都是针对线性的天线阵列布局设计的，不适用于平面的天线阵列布局，无法很好地刻画采用平面的天线阵列布局的信道的长期统计特性，从而对***预编码性能有较大的影响，因此，本实施例针对平面的天线阵列布局的双码本进行了重新设计（或构建）。

针对平面的天线阵列布局的双码本的构建，可以基于针对线性的天线阵列布局的双码本构建来进行。以平面的天线阵列布局为URA为例，考虑一个在XY平面上的URA，设该URA的相关性矩阵为R，x方向上的天线元的相关性矩阵为R_x，y方向上的天线元的相关性矩阵为R_y，假设R_x独立于（即不依赖于）R_y，则有以下性质：

$R=R_x\⊗R_y$

其中，为矩阵的直积运算符。

此性质称为URA相关性的克罗内克逼近原理，可以作为针对平面的天线阵列布局的双码本的构建依据。

从而，平面的天线阵列的第一层码本和第二层码本的具体构建过程如下：

步骤S201，将平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线分别作为x轴和y轴；

步骤S202，针对平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列，构建其第一层码本，记为：

其中，为平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小。

步骤S203，针对平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列，构建其第一层码本，记为：

其中，为平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小。

步骤S204，根据步骤S202中平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本、以及步骤S203中平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本，构建平面的天线阵列的第一层码本，可以按照以下两种情况进行：

情况一：当平面的天线阵列中所有的天线元同向极化时，平面的天线阵列的第一层码本中的每一个预编码矩阵W1为：

$W1=X_{g_1}\⊗Y_{g_2},g_1=\mathrm{0,1},...,G_x-1,g_2=\mathrm{0,1},...,G_y-1,$ 其中，为矩阵的直积运算符，W1的大小为M₁×N₁，M₁为平面的天线阵列的天线元总数，N₁≥1。

情况二：当平面的天线阵列中的天线元交叉极化时，即，一半天线元和另外一半天线元进行交叉极化，平面的天线阵列的第一层码本中的每一个预编码矩阵W1为：

$W1=\left[\begin{array}{cc}{X}_{g_1}\⊗Y_{g_2}& 0\\ 0& X_{g_1}\⊗Y_{g_2}\end{array}\right],$ g₁＝0,1,...,G_x-1,g₂＝0,1,...,G_y-1，其中，为矩阵的直积运算符，W1的大小为M₁×N₁，M₁为平面的天线阵列的天线元总数，N₁≥2。

步骤S205，平面的天线阵列的第二层码本中的每一个预编码矩阵的大小为M₂×N₂，其中，N₂为空间复用数据流的个数，M₂=N₁。其中，平面的天线阵列的第二层码本的具体构建方法可以采用现有技术的方法，本申请对此不做限定。

实施例二

本实施例二的MIMO***中的CSI的传输方法可以由任意一个基站来执行。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S302，接收到UE上报的第一PMI和第二PMI；

在实际实施时，基站从上行信道中获取第一PMI和第二PMI。

步骤S304，根据接收到的第一PMI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵，根据接收到的第二PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

步骤S306，当要发送数据时，使用第一预编码矩阵与第二预编码矩阵之积，对数据进行预编码。

在步骤S306中，假设基站要发送的数据向量为x，则经过预编码后的数据为：x、第一预编码矩阵与第二预编码矩阵的乘积。

平面的天线阵列的第一层码本和第二层码本的具体构建过程可以参见实施例一中的步骤S201-步骤S205，这里不再赘述。

实施例三

本实施例三基于离散傅里叶（DFT）的码本设计思想，以如图3所示的32个双极化天线元的URA 4×4布局为例，来详细地描述上述实施例一和二中的方法。在图3中，每根线段表示1个天线元，方向相同的线段表示其对应的天线元的极化方向相同。

针对URA的第一层码本和第二层码本的具体构建方法包括以下步骤：

步骤S401，将如图3所示的URA的相互垂直的两条边所在的直线作为x轴方向和y轴方向；

步骤S402，针对URA在x轴方向所对应的线性阵列，基于旋转DFT矩阵构建其第一层码本，记为：

$\left\{X_{g_1}\right|g_1=\mathrm{0,1},...,G_x-1\}$

其中，为一个M_x×N_x的矩阵，G_x为码本大小，中在第m行且在第n列的元素计算如下：

${\left[X_{g_1}\right]}_{m,n}=\frac{1}{\sqrt{N_x}}\exp \left(j\frac{2\mathrm{\π}}{N_x}m(n+\frac{g_1}{G_x})\right),m=0,...,M_x-1,n=0,...,N_x-1,g_1=0,...,G_x-1$

可以令M_x=4，N_x=4，G_x=4，这样就得到4个4×4的旋转DFT矩阵：X₀、X₁、X₂、X₃，即，URA在x轴方向所对应的线性阵列的第一层码本中包括这4个旋转DFT矩阵。

步骤S403，针对URA在y轴方向所对应的线性阵列，基于旋转DFT矩阵构建其第一层码本。由于y轴方向的天线元与x轴方向的天线元相等，因此得到同样的4个4×4的旋转DFT矩阵：X₀、X₁、X₂、X₃，即，URA在y轴方向所对应的线性阵列的第一层码本中包括这4个旋转DFT矩阵。

步骤S404，基于步骤S402和步骤S403中得到的结果，针对天线元交叉极化的情况，构建针对URA的第一层码本中的预编码矩阵，该预编码矩阵的矩阵大小为32×32，即，该预编码矩阵是一个32×32的矩阵。URA的第一层码本中的第i₁（i₁=0,1,...,15）个预编码矩阵的表达式如下：

$W_1\left(i_1\right)=\left[\begin{array}{cc}{X}_{g_1}\⊗Y_{g_2}& 0\\ 0& X_{g_1}\⊗Y_{g_2}\end{array}\right],$ g₁＝0,1,2,3,g₂＝0,1,2,3,i₁=4g₁+g₂

步骤S405，针对空间复用数据流个数为1的情况，URA的第二层码本中的预编码矩阵的大小为32×1，第i₂（i₂＝0,1,...,63）个预编码矩阵的表达式如下：

$W_2\left(i_2\right)=\left[\begin{array}{c}{v}_{k_1}\\ e^{\mathrm{j\π}{k}_2/2}{v}_{k_1}\end{array}\right],$ k₁＝0,1,...,15,k₂＝0,1,2,3,i₂=4k₁+k₂

其中，为一个单位列向量，单位列向量的第k₁行为1、其余各行为0。

本实施例三的CSI传输方法的具体操作步骤如下：

步骤S501，UE根据接收的导频序列进行信道估计，获得CSI；

步骤S502，根据步骤S501中获得的CSI，UE从上述URA的第一层码本中查找到用于刻画信道的长期统计特性的对应预编码矩阵及其PMI1；

步骤S503，根据步骤S501中获得的CSI和步骤S502中查找到的PMI1，UE从上述URA的第二层码本中查找到用于反映信道的短期变化的对应预编码矩阵及其PMI2；

步骤S504，UE接收到调度许可中的发送指示后，通过PUCCH或PUSCH周期/非周期地上报PMI1和PMI2给基站；

步骤S505，基站从上行信道中接收到PMI1和PMI2；

步骤S506，基站根据PMI1，从上述URA的第一层码本中查找到对应的预编码矩阵W1，根据PMI2，从上述URA的第二层码本中查找到对应的预编码矩阵W2，则最终的预编码矩阵为W＝W1×W2；

步骤S507，假设基站发射的信息符号向量为x，经过预编码后为y＝W×x。

实施例四

本实施例四基于离散傅里叶（DFT）的码本设计思想，以如图4所示的16个单极化天线元的URA 4x4布局为例，来详细地描述上述实施例一和二中的方法。图4中，每个箭头表示1个天线元。

步骤S601，将如图4所示的URA的相互垂直的两条边所在的直线作为x轴方向和y轴方向；

步骤S602，针对URA在x轴方向所对应的线性阵列，基于旋转DFT矩阵构建其第一层码本，记为：

$\left\{X_{g_1}\right|g_1=\mathrm{0,1},...,G_x-1\}$

其中，为一个M_x×N_x的矩阵，G_x为码本大小，中在第m行且在第n列的元素计算如下：

${\left[X_{g_1}\right]}_{m,n}=\frac{1}{\sqrt{N_x}}\exp \left(j\frac{2\mathrm{\π}}{N_x}m(n+\frac{g_1}{G_x})\right),m=0,...,M_x-1,n=0,...,N_x-1,g_1=0,...,G_x-1$

可以令M_x=4，N_x=4，G_x=4，这样就得到4个4×4的旋转DFT矩阵：X₀、X₁、X₂、X₃，即，URA在x轴方向所对应的线性阵列的第一层码本中包括这4个旋转DFT矩阵。

步骤S603，针对URA在y轴方向所对应的线性阵列，基于旋转DFT矩阵构建其第一层码本。由于y轴方向的天线元与x轴方向的天线元相等，因此得到同样的4个4×4的旋转DFT矩阵：X₀、X₁、X₂、X₃，即，URA在y轴方向所对应的线性阵列的第一层码本中包括这4个旋转DFT矩阵。

步骤S604，基于步骤S602和步骤S603中得到的结果，针对天线元单极化的情况，构建针对URA的第一层码本中的预编码矩阵，该预编码矩阵的矩阵大小为16×16，即，该预编码矩阵是一个16×16的矩阵。URA的第一层码本中的第i₁（i₁=0,1,...,15）个预编码矩阵的表达式如下：

$W_1\left(i_1\right)=X_{g_1}\⊗Y_{g_2},g_1=\mathrm{0,1,2,3},g_2=\mathrm{0,1,2,3},i_1=4g_1+g_2$

步骤S605，针对空间复用数据流个数为1的情况，URA的第二层码本中的预编码矩阵的大小为16×1，第i₂（i₂＝0,1,...,15）个预编码矩阵的表达式如下：

$W_2\left(i_2\right)=v_{i_2},i_2=\mathrm{0,1},...,15$

其中，为一个单位列向量，单位列向量的第i₂行为1、其余各行为0。

本实施例四的CSI传输方法的具体操作步骤同实施例三的步骤S501-步骤S507，这里不再赘述。

实施例五

本实施例五基于离散傅里叶（DFT）的码本设计思想，以如图5所示的32个单极化天线元的URA 8×4布局为例，来详细地描述上述实施例一和二中的方法。图5中，每个箭头表示1个天线元。

步骤S701，将如图5所示的URA的相互垂直的两条边所在的直线作为x轴方向和y轴方向；

步骤S702，针对URA在x轴方向所对应的线性阵列，基于旋转DFT矩阵构建其第一层码本，记为：

$\left\{X_{g_1}\right|g_1=\mathrm{0,1},...,G_x-1\}$

其中，为一个M_x×N_x的矩阵，G_x为码本大小，中在第m行且在第n列的元素计算如下：

${\left[X_{g_1}\right]}_{m,n}=\frac{1}{\sqrt{N_x}}\exp \left(j\frac{2\mathrm{\π}}{N_x}m(n+\frac{g_1}{G_x})\right),m=0,...,M_x-1,n=0,...,N_x-1,g_1=0,...,G_x-1$

可以令M_x=8，N_x=4，G_x=8，这样就得到8个8×4的旋转DFT矩阵即，URA在x轴方向所对应的线性阵列的第一层码本中包括这8个旋转DFT矩阵。

步骤S703，针对URA在y轴方向所对应的线性阵列，基于旋转DFT矩阵构建其第一层码本，记为：

$\left\{Y_{g_2}\right|g_2=\mathrm{0,1},...,G_y-1\}$

其中，为一个M_y×N_y的矩阵，G_y为码本大小，中在第m行且在第n列的元素计算如下：

${\left[Y_{g_2}\right]}_{m,n}=\frac{1}{\sqrt{N_y}}\exp \left(j\frac{2\mathrm{\π}}{N_y}m(n+\frac{g_2}{G_y})\right),m=0,...,M_y-1,n=0,...,N_y-1,g_2=0,...,G_y-1$

可以令M_y＝4，N_y＝4，G_y=4，这样就得到4个4×4的旋转DFT矩阵即，URA在y轴方向所对应的线性阵列的第一层码本中包括这4个旋转DFT矩阵。

步骤S704，基于步骤S702和步骤S703中得到的结果，针对天线元单极化的情况，构建针对URA的第一层码本中的预编码矩阵，该预编码矩阵的矩阵大小为32×16，即，该预编码矩阵是一个32×16的矩阵。URA的第一层码本中的第i₁（i₁=0,1,...,31）个预编码矩阵的表达式如下：

$W_1\left(i_1\right)=X_{g_1}\⊗Y_{g_2},g_1=\mathrm{0,1},...,7,g_2=\mathrm{0,1,2,3},i_1=4g_1+g_2$

步骤S705，针对空间复用数据流个数为1的情况，URA的第二层码本中的预编码矩阵的大小为16×1，第i₂（i₂＝0,1,...,15）个预编码矩阵的表达式如下：

$W_2\left(i_2\right)=v_{i_2},i_2=\mathrm{0,1},...,15$

其中，为一个单位列向量，单位列向量的第i₂行为1、其余各行为0。

本实施例五的CSI传输方法的具体操作步骤同实施例三的步骤S501-步骤S507，这里不再赘述。

实施例六

针对上述实施例一中的方法，本实施例六提供了一种MIMO***中的UE。如图6所示，该UE中包括以下模块：获取模块101、查找模块102和发送模块103，其中：

获取模块101，用于获取信道的CSI；

查找模块102，用于根据获取模块101获取到的信道的CSI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；还用于根据CSI和第一PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；

发送模块103，用于将查找模块103查找到的第一PMI和第二PMI上报给基站；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

实施例七

针对上述实施例二中的方法，本实施例七提供了一种MIMO***中的基站。如图7所示，该基站中包括以下模块：

接收模块201，用于接收用户设备UE上报的第一PMI和第二PMI；

查找模块202，用于根据接收模块201接收到的第一PMI，在平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵，根据接收到的第二PMI，在平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵；

预编码模块203，用于当要发送数据时，使用查找模块202查找到的第一预编码矩阵与第二预编码矩阵之积，对数据进行预编码；

其中，平面的天线阵列的第一层码本是对平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

综上，本申请以上实施例可以达到以下技术效果：

本申请的技术方案中，基于URA相关性的克罗内克逼近原理，通过对平面的天线阵列在相互垂直的两个方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算，得到平面的天线阵列的第一层码本，从而针对平面的天线阵列布局构建了双码本中的第一层码本，适用于平面的天线阵列布局下的应用，很好地刻画采用平面的天线阵列布局的信道的长期统计特性，提高了***预编码性能，为大规模天线***提供了有效的CSI反馈和预编码操作。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种多输入多输出MIMO***中信道状态信息CSI的传输方法，所述MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，所述方法应用于用户设备UE，其特征在于，所述方法包括：

根据获取到的信道的CSI，在所述平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一预编码矩阵指示PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；

根据所述CSI和第一PMI，在所述平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；

将第一PMI和第二PMI上报给基站；

其中，所述平面的天线阵列的第一层码本是对所述平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是所述平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本为：

其中，为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本为：

其中，为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述平面的天线阵列中的天线元同向极化时，所述平面的天线阵列的第一层码本中的每一个预编码矩阵W1为：

$W1=X_{g_1}\⊗Y_{g_2},g_1=\mathrm{0,1},...,G_x-1,g_2=\mathrm{0,1},...,G_y-1,$ 其中，为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为矩阵的直积运算符，W1的大小为M₁×N₁，M₁为所述平面的天线阵列的天线元总数，N₁≥1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述平面的天线阵列中的天线元交叉极化时，所述平面的天线阵列的第一层码本中的每一个预编码矩阵W1为：

$W1=\left[\begin{array}{cc}{X}_{g_1}\⊗Y_{g_2}& 0\\ 0& X_{g_1}\⊗Y_{g_2}\end{array}\right],$ g₁＝0,1,...,G_x-1,g₂＝0,1,...,G_y-1，其中，为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为矩阵的直积运算符，W1的大小为M₁×N₁，M₁为所述平面的天线阵列的天线元总数，N₁≥2。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述平面的天线阵列的第二层码本中的每一个预编码矩阵的大小为M₂×N₂，其中，N₂为空间复用数据流的个数，M₂=N₁。

7.一种多输入多输出MIMO***中的信道状态信息CSI的传输方法，所述MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，所述方法应用于基站，其特征在于，所述方法包括：

接收到用户设备UE上报的第一预编码矩阵指示PMI和第二PMI；

根据接收到的第一PMI，在所述平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵，根据接收到的第二PMI，在所述平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵；

当要发送数据时，使用第一预编码矩阵与第二预编码矩阵之积，对所述数据进行预编码；

其中，所述平面的天线阵列的第一层码本是对所述平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是所述平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本为：

其中，为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本为：

其中，为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述平面的天线阵列中的天线元同向极化时，所述平面的天线阵列的第一层码本中的每一个预编码矩阵W1为：

$W1=X_{g_1}\⊗Y_{g_2},g_1=\mathrm{0,1},...,G_x-1,g_2=\mathrm{0,1},...,G_y-1,$ 其中，为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为矩阵的直积运算符，W1的大小为M₁×N₁，M₁为所述平面的天线阵列的天线元总数，N₁≥1。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述平面的天线阵列中的天线元交叉极化时，所述平面的天线阵列的第一层码本中的每一个预编码矩阵W1为：

$W1=\left[\begin{array}{cc}{X}_{g_1}\⊗Y_{g_2}& 0\\ 0& X_{g_1}\⊗Y_{g_2}\end{array}\right],$ g₁＝0,1,...,G_x-1,g₂＝0,1,...,G_y-1，其中，为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_x为所述平面的天线阵列在x轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本中的预编码矩阵，G_y为所述平面的天线阵列在y轴方向的线性阵列的第一层码本的码本大小，为矩阵的直积运算符，W1的大小为M₁×N₁，M₁为所述平面的天线阵列的天线元总数，N₁≥2。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述平面的天线阵列的第二层码本中的每一个预编码矩阵的大小为M₂×N₂，其中，N₂为空间复用数据流的个数，M₂=N₁。

13.一种多输入多输出MIMO***中的用户设备UE，所述MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，其特征在于，所述UE包括：

获取模块，用于获取信道的信道状态信息CSI；

查找模块，用于根据所述获取模块获取到的信道的CSI，在所述平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵和第一预编码矩阵指示PMI，其中，第一PMI是第一预编码矩阵的PMI；还用于根据所述CSI和第一PMI，在所述平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵和第二PMI，其中，第二PMI是第二预编码矩阵的PMI；

发送模块，用于将查找模块查找到的第一PMI和第二PMI上报给基站；

其中，所述平面的天线阵列的第一层码本是对所述平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是所述平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。

14.一种多输入多输出MIMO***中的基站，所述MIMO***的天线阵列布局采用平面的天线阵列，其特征在于，所述基站包括：

接收模块，用于接收用户设备UE上报的第一预编码矩阵指示PMI和第二PMI；

查找模块，用于根据所述接收模块接收到的第一PMI，在所述平面的天线阵列的第一层码本中查找到对应的第一预编码矩阵，根据接收到的第二PMI，在所述平面的天线阵列的第二层码本中查找到对应的第二预编码矩阵；

预编码模块，用于当要发送数据时，使用所述查找模块查找到的第一预编码矩阵与第二预编码矩阵之积，对所述数据进行预编码；

其中，所述平面的天线阵列的第一层码本是对所述平面的天线阵列在x轴方向和y轴方向的线性阵列的第一层码本进行直积运算得到的，x轴和y轴分别是所述平面的天线阵列的相互垂直的两条边所在的直线。