CN107819498A - 一种测量反馈的方法及装置 - Google Patents

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孙鹏
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Abstract

本发明公开了一种测量反馈的方法及装置。该方法包括：基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。本发明提供了一种混合预编码结构下的信道反馈方案，可以利用较小的开销，获得完整信道，并基于该信道获得模拟域及数字域的码本信息。

Description

一种测量反馈的方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及通信的技术领域，尤其涉及一种测量反馈的方法及装置。
背景技术
Mm wave是5G通信***设计中的重点，因为其连续的频谱资源非常丰富，可以满足5G中的高吞吐量的要求。相对于低频段的信号，高频段的信号有更高的传输路径损耗，其空间信道也具有更大的稀疏性。高载频下天线的间距可以非常小，可以在更小的天线面积下配置更多的天线数目，同时大的天线数量会带来大的阵列增益，5G中的天线数目可能为几百根。如果每根天线配置一个RF chain这样会有最大的预编码灵活性，取得最优的性能，但是同样会带来非常大的设计复杂度及成本。因此，目前较为认可的一种方式是采用混合的方式进行预编码，较大数量的天线仅配置较小数量的RF Chain，以进行性能和成本的折中。
目前混合预编码结构下的反馈测量方案通常做法是通过基站配置若干个波束，由移动终端进行测量并上报最优的波束选择，该方案中无法利用完整的信道信息以获取最优的码本上报，因为移动终端的测量受限于基站所配置的波束。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种测量反馈的方法及装置，旨在解决如何无法利用完整的信道信息以获取最优的码本上报的问题。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，一种测量反馈的方法，所述方法包括：
基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；
移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；
所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。
优选地，所述基站构造波束，包括：
所述基站在K个连续时隙上发送导频信号，所述导频信号用于对信道进行测量，不同的导频信号用于获取不同的信道信息。
优选地，所述基站在K个连续时隙上发送导频信号，包括：
所述基站选择K个随机波束发送所述导频信号，所述K个随机波束形成第一矢量FT＝[FT,1,...,FT,K]。
优选地，所述移动终端构造波束并进行测量，包括：
所述移动终端采用第二矢量FR＝[FR,1,...,FR,K]并进行测量。
优选地，所述获取完整信道，包括：
所述移动终端在子载波i上接收到的基带信号为
所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理；
所述移动终端通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H。
优选地，所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理，包括：
对收发端的信道进行空域转换，转换后的矩阵为稀疏矩阵；
利用收发端码本及收发端波束构建观测矢量和待测矢量之间的压缩感知方程，其中，所述观测矢量为导频测量结果，所述待测矢量为矢量化的空域信道的稀疏矩阵。
优选地，所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理，包括：
其中，所述NRF为所述基站的RF chain，所述Ntx为所述基站的发送天线个数，所述MRF为所述移动终端的RF chain，所述Mrx为所述移动终端的接收天线个数；所述Wm表示m阶DFT矩阵。
优选地，所述移动终端通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H，包括：
所述移动终端根据所述压缩感知原理获取K＜＜NtxMrx对应的并通过所述反推公式得到每个导频子载波上的信道矩阵H。
优选地，所述移动终端通过所述完整信道进行隐式反馈，包括：
若所述移动终端采用隐式反馈，则所述移动终端需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号。
优选地，所述移动终端需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号，包括：
若模拟域码本为数字域码本为所述NA、所述ND分别为模拟域码本和数字域码本的码字个数，则所述移动终端选择合适码本为：
所述移动终端将所述(cA,opt,cD,opt)向所述基站进行反馈；
其中，σ2为噪声功率，metric()为度量值计算函数。
优选地，所述度量值计算函数的形式为：信道容量最大化或者SINR最大化。
第二方面，一种测量反馈的装置，所述装置包括：
第一构造模块，用于构造波束；
发送模块，用于在预设资源上发送导频信号；
第二构造模块，用于构造波束并进行测量；
获取模块，用于获取完整信道；
反馈模块，用于通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。
优选地，所述第一构造模块，具体用于：
在K个连续时隙上发送导频信号，所述导频信号用于对信道进行测量，不同的导频信号用于获取不同的信道信息。
优选地，所述发送模块，具体用于：
选择K个随机波束发送所述导频信号，所述K个随机波束形成第一矢量FT＝[FT,1,...,FT,K]。
优选地，所述第二构造模块，具体用于：
采用第二矢量FR＝[FR,1,...,FR,K]并进行测量。
优选地，所述获取模块，具体用于：
在子载波i上接收到的基带信号为
利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理；
通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H。
优选地，所述获取模块，还具体用于：
对收发端的信道进行空域转换，转换后的矩阵为稀疏矩阵；
利用收发端码本及收发端波束构建观测矢量和待测矢量之间的压缩感知方程，其中，所述观测矢量为导频测量结果，所述待测矢量为矢量化的空域信道的稀疏矩阵。
优选地，所述获取模块，还具体用于：
其中，所述NRF为所述基站的RF chain，所述Ntx为所述基站的发送天线个数，所述MRF为所述移动终端的RF chain，所述Mrx为所述移动终端的接收天线个数；所述Wm表示m阶DFT矩阵。
优选地，所述获取模块，还具体用于：
根据所述压缩感知原理获取K＜＜NtxMrx对应的并通过所述反推公式得到每个导频子载波上的信道矩阵H。
优选地，所述反馈模块，具体用于：
若所述移动终端采用隐式反馈，则需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号。
优选地，所述反馈模块，还具体用于：
若模拟域码本为数字域码本为所述NA、所述ND分别为模拟域码本和数字域码本的码字个数，则选择合适码本为
将所述(cA,opt,cD,opt)向所述基站进行反馈；
其中，σ2为噪声功率，metric()为度量值计算函数。
优选地，所述度量值计算函数的形式为：信道容量最大化或者SINR最大化。
本发明实施例提供一种测量反馈的方法及装置，基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。本发明提供了一种混合预编码结构下的信道反馈方案，可以利用较小的开销，获得完整信道，并基于该信道获得模拟域及数字域的码本信息。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种测量反馈的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种测量反馈的装置的功能模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
参考图1，图1是本发明实施例提供的一种测量反馈的方法的流程示意图。
如图1所示，所述测量反馈的方法包括：
步骤101，基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；
优选地，所述基站构造波束，包括：
所述基站在K个连续时隙上发送导频信号，所述导频信号用于对信道进行测量，不同的导频信号用于获取不同的信道信息。
优选地，所述基站在K个连续时隙上发送导频信号，包括：
所述基站选择K个随机波束发送所述导频信号，所述K个随机波束形成第一矢量FT＝[FT,1,...,FT,K]。
步骤102，移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；
其中，完整信道指的是每对收发端天线的信道都是已知的，与之对用的是部分信道，部分信道是仅包含信道的部分信息，例如对信道分解后的某一个矩阵或者矢量等。
优选地，所述移动终端构造波束并进行测量，包括：
所述移动终端采用第二矢量FR＝[FR,1,...,FR,K]并进行测量。
优选地，所述获取完整信道，包括：
所述移动终端在子载波i上接收到的基带信号为
所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理；
所述移动终端通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H。
优选地，所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理，包括：
其中，所述NRF为所述基站的射频链路(Radio Frequency chain，RF chain)，所述Ntx为所述基站的发送天线个数，所述MRF为所述移动终端的RF chain，所述Mrx为所述移动终端的接收天线个数；所述Wm表示m阶离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)矩阵。
优选地，所述移动终端通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H，包括：
所述移动终端根据所述压缩感知原理获取K＜＜NtxMrx对应的并通过所述反推公式得到每个导频子载波上的信道矩阵H。
其中，所述反推公式为：首先求解得到再根据公式计算得到H。
步骤103，所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。
优选地，所述移动终端通过所述完整信道进行隐式反馈，包括：
若所述移动终端采用隐式反馈，则所述移动终端需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号。
优选地，所述移动终端需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号，包括：
若模拟域码本为数字域码本为所述NA、所述ND分别为模拟域码本和数字域码本的码字个数，则所述移动终端选择合适码本为：
所述移动终端将所述(cA,opt,cD,opt)向所述基站进行反馈；
其中，σ2为噪声功率，metric()为度量值计算函数。
优选地，所述度量值计算函数的形式为：信道容量最大化或者信噪比(Signal toInterference plus Noise Ratio，SINR)最大化。
本发明实施例提供一种测量反馈的方法，基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。本发明提供了一种混合预编码结构下的信道反馈方案，可以利用较小的开销，获得完整信道，并基于该信道获得模拟域及数字域的码本信息。
参考图2，图2是本发明实施例提供的一种测量反馈的装置的功能模块示意图。
如图2所示，所述装置包括：
第一构造模块201，用于构造波束；
优选地，所述第一构造模块201，具体用于：
在K个连续时隙上发送导频信号，所述导频信号用于对信道进行测量，不同的导频信号用于获取不同的信道信息。
发送模块202，用于在预设资源上发送导频信号；
优选地，所述发送模块202，具体用于：
选择K个随机波束发送所述导频信号，所述K个随机波束形成第一矢量FT＝[FT,1,...,FT,K]。
第二构造模块203，用于构造波束并进行测量；
优选地，所述第二构造模块203，具体用于：
采用第二矢量FR＝[FR,1,...,FR,K]并进行测量。
获取模块204，用于获取完整信道；
优选地，所述获取模块204，具体用于：
在子载波i上接收到的基带信号为
利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理；
通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H。
优选地，所述获取模块204，还具体用于：
对收发端的信道进行空域转换，转换后的矩阵为稀疏矩阵；
利用收发端码本及收发端波束构建观测矢量和待测矢量之间的压缩感知方程，其中，所述观测矢量为导频测量结果，所述待测矢量为矢量化的空域信道的稀疏矩阵。
优选地，所述获取模块204，还具体用于：
其中，所述NRF为所述基站的RF chain，所述Ntx为所述基站的发送天线个数，所述MRF为所述移动终端的RF chain，所述Mrx为所述移动终端的接收天线个数；所述Wm表示m阶DFT矩阵。
优选地，所述获取模块204，还具体用于：
根据所述压缩感知原理获取K＜＜NtxMrx对应的并通过所述反推公式得到每个导频子载波上的信道矩阵H。
反馈模块205，用于通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。
优选地，所述反馈模块205，具体用于：
若所述移动终端采用隐式反馈，则需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号。
优选地，所述反馈模块205，还具体用于：
若模拟域码本为数字域码本为所述NA、所述ND分别为模拟域码本和数字域码本的码字个数，则选择合适码本为
将所述(cA,opt,cD,opt)向所述基站进行反馈；
其中，σ2为噪声功率，metric()为度量值计算函数。
优选地，所述度量值计算函数的形式为：信道容量最大化或者SINR最大化。
本发明实施例提供一种测量反馈的装置，基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。本发明提供了一种混合预编码结构下的信道反馈方案，可以利用较小的开销，获得完整信道，并基于该信道获得模拟域及数字域的码本信息。
以上结合具体实施例描述了本发明实施例的技术原理。这些描述只是为了解释本发明实施例的原理，而不能以任何方式解释为对本发明实施例保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明实施例的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明实施例的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种测量反馈的方法，其特征在于，所述方法包括：
基站构造波束并在预设资源上发送导频信号；
移动终端构造波束并进行测量，获取完整信道；
所述移动终端通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站构造波束，包括：
所述基站在K个连续时隙上发送导频信号，所述导频信号用于对信道进行测量，不同的导频信号用于获取不同的信道信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站在K个连续时隙上发送导频信号，包括：
所述基站选择K个随机波束发送所述导频信号，所述K个随机波束形成第一矢量FT＝[FT,1,...,FT,K]。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述移动终端构造波束并进行测量，包括：
所述移动终端采用第二矢量FR＝[FR,1,...,FR,K]并进行测量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取完整信道，包括：
所述移动终端在子载波i上接收到的基带信号为
所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理；
所述移动终端通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理，包括：
对收发端的信道进行空域转换，转换后的矩阵为稀疏矩阵；
利用收发端码本及收发端波束构建观测矢量和待测矢量之间的压缩感知方程，其中，所述观测矢量为导频测量结果，所述待测矢量为矢量化的空域信道的稀疏矩阵。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述移动终端利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理，包括：
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其中，所述NRF为所述基站的RF chain，所述Ntx为所述基站的发送天线个数，所述MRF为所述移动终端的RF chain，所述Mrx为所述移动终端的接收天线个数；所述Wm表示m阶离散傅里叶变换DFT矩阵。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述移动终端通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H，包括：
所述移动终端根据所述压缩感知原理获取K＜＜NtxMrx对应的并通过所述反推公式得到每个导频子载波上的信道矩阵H。
9.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述移动终端通过所述完整信道进行隐式反馈，包括：
若所述移动终端采用隐式反馈，则所述移动终端需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述移动终端需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号，包括：
若模拟域码本为数字域码本为所述NA、所述ND分别为模拟域码本和数字域码本的码字个数，则所述移动终端选择合适码本为：
所述移动终端将所述(cA,opt,cD,opt)向所述基站进行反馈；
其中，σ2为噪声功率，metric()为度量值计算函数。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述度量值计算函数的形式为：信道容量最大化或者信噪比SINR最大化。
12.一种测量反馈的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一构造模块，用于构造波束；
发送模块，用于在预设资源上发送导频信号；
第二构造模块，用于构造波束并进行测量；
获取模块，用于获取完整信道；
反馈模块，用于通过所述完整信道进行显示反馈或者隐式反馈。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一构造模块，具体用于：
在K个连续时隙上发送导频信号，所述导频信号用于对信道进行测量，不同的导频信号用于获取不同的信道信息。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述发送模块，具体用于：
选择K个随机波束发送所述导频信号，所述K个随机波束形成第一矢量FT＝[FT,1,...,FT,K]。
15.根据权利要求12至14任意一项所述的装置，其特征在于，所述第二构造模块，具体用于：
采用第二矢量FR＝[FR,1,...,FR,K]并进行测量。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
在子载波i上接收到的基带信号为
利用信道矩阵H的空间稀疏性，对所述H进行稀疏化处理；
通过压缩感知原理和反推公式获取每个导频子载波上的信道矩阵H。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还具体用于：
对收发端的信道进行空域转换，转换后的矩阵为稀疏矩阵；
利用收发端码本及收发端波束构建观测矢量和待测矢量之间的压缩感知方程，其中，所述观测矢量为导频测量结果，所述待测矢量为矢量化的空域信道的稀疏矩阵。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还具体用于：
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其中，所述NRF为所述基站的RF chain，所述Ntx为所述基站的发送天线个数，所述MRF为所述移动终端的RF chain，所述Mrx为所述移动终端的接收天线个数；所述Wm表示m阶离散傅里叶变换DFT矩阵。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还具体用于：
根据所述压缩感知原理获取K＜＜NtxMrx对应的并通过所述反推公式得到每个导频子载波上的信道矩阵H。
20.根据权利要求12至14任意一项所述的装置，其特征在于，所述反馈模块，具体用于：
若所述移动终端采用隐式反馈，则需要从预设码本中选择合适码本，并反馈所述合适码本对应的序号。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述反馈模块，还具体用于：
若模拟域码本为数字域码本为所述NA、所述ND分别为模拟域码本和数字域码本的码字个数，则选择合适码本为
将所述(cA,opt,cD,opt)向所述基站进行反馈；
其中，σ2为噪声功率，metric()为度量值计算函数。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述度量值计算函数的形式为：信道容量最大化或者信噪比SINR最大化。
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