CN108155922A - 基于波束赋形的csi反馈方法及装置 - Google Patents

基于波束赋形的csi反馈方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法及装置，涉及无线通信技术领域。该方法包括：基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收；终端对发送波束和接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束；终端反馈优选发送波束和优选接收波束的索引以及CSI信息；基站和终端使用优选发送波束和优选接收波束传输数据。该方法和装置不仅实现了基站侧的波束赋形，而且实现了终端侧的波束赋形，充分利用无线资源的空间可分隔性，提高无线资源的利用率。

Description

基于波束赋形的CSI反馈方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于波束赋形的CSI(ChannelState Information，信道状态信息)反馈方法及装置。
背景技术
预计到2020年，移动数据流量比2010年增长500-1000倍，因此5G***需要相应地提升网络容量、提高通信速率以及提供更多的连接数以满足数据业务爆发性增长需求。
大规模天线是满足5G需求最有效的技术之一。大规模天线可提高频谱效率，从一定程度上缓解频谱短缺的问题；可提升网络容量，满足移动数据业务增长的需求；可提高边缘用户速率，提高小区覆盖；可提高同时在线用户数。
现有的大规模天线技术，如Release 13中定义的FD-MIMO(Full-DimensionMultiple-Input Multiple-Output，全维度多输入多输出)只支持基站侧的波束赋形，无线资源的利用率较低，对网络容量和小区覆盖率的提高相对有限。
发明内容
本发明的发明人发现上述现有技术中存在的问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。
本发明的一个目的是提供一种基于波束赋形的CSI反馈技术方案，能够提高无线资源的利用率。
根据本发明的第一方面，提供了一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法，包括：基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收；所述终端对所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束；所述终端反馈所述优选发送波束和所述优选接收波束的索引以及CSI信息；所述基站和所述终端使用所述优选发送波束和所述优选接收波束传输数据。
可选地，所述基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收包括：所述基站发送M个波束赋形后的波束，所述终端产生N个波束接收，形成M×N个联合波束，其中，所述M、N为大于1的自然数。
可选地，所述终端对所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束包括：所述终端对所述联合波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束和优选接收波束。
可选地，所述基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收包括：所述基站发送M个波束赋形后的波束，所述终端产生1个宽波束接收；所述终端对所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束包括：所述终端对M个所述发送波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束；基于所述优选发送波束，所述终端产生N个接收波束，并对所述接收波束的信道质量进行测量，确定优选接收波束。
可选地，所述信道质量包括：RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)、RSRQ(Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量)和CSI。
可选地，所述CSI信息包括：RI(Rank Indication，秩指示)、PMI(PrecodingMatrix Indicator，预编码矩阵指示)和CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)。
根据本发明的另一个方面，提供一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置，包括：波束发送接收单元，用于控制基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收；信道质量测量单元，用于对所述波束发送接收单元产生的所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束；CSI信息反馈单元，用于根据所述信道质量测量单元的测量结果，反馈所述优选发送波束和所述优选接收波束的索引以及CSI信息；数据传输单元，用于根据所述CSI信息反馈单元反馈的所述索引，控制所述基站和所述终端使用所述优选发送波束和所述接收波束传输数据。
可选地，所述波束发送接收单元包括：发送接收波束产生子单元，用于控制所述基站发送M个波束赋形后的发送波束，所述终端产生N个波束接收；联合波束产生子单元，用于形成M×N个联合波束，其中，所述M、N为大于1的自然数。
可选地，所述信道质量测量单元，用于对所述波束发送接收单元产生的所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束包括：所述信道质量测量单元接收所述联合波束产生子单元产生的所述联合波束，并对所述联合波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束和优选接收波束。
可选地，所述波束发送接收单元，用于控制基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收包括：所述波束发送接收单元控制所述基站发送M个波束赋形后的波束，所述终端产生1个宽波束接收；所述波束发送接收单元控制所述终端基于所述优选发送波束，产生N个接收波束接收；所述信道质量测量单元包括：发送波束测量子单元，用于对M个所述发送波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束；接收波束测量子单元，用于基于所述优选发送波束，对N个所述接收波束的信道质量进行测量，确定优选接收波束。
根据本发明的又一方面，还提供一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如上所述的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法。
本发明的一个优点在于，通过基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法，不仅实现了基站侧的波束赋形，而且实现了终端侧的波束赋形，充分利用无线资源的空间可分隔性来提高无线资源的利用率。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的一个实施例的流程图。
图2示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的另一个实施例的示意图。
图3示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的另一个实施例的流程图。
图4示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的又一个实施例的示意图。
图5示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的又一个实施例的示意图。
图6示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的又一个实施例的流程图。
图7示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的一个实施例的结构图。
图8示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的另一个实施例的结构图。
图9示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的又一个实施例的结构图。
图10示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的再一个实施例的结构图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的一个实施例的流程图。
如图1所示，步骤101，基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对发送波束进行接收。
步骤102，终端对发送波束和接收波束信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束。例如，终端测量发送波束和接收波束的RSRP、RSRQ、CSI等信息。
步骤103，终端反馈优选发送波束和优选接收波束的索引以及CSI信息。例如，终端反馈PMI、CQI等信道质量信息供基站传输数据之前参考。
步骤104，基站和终端使用优选发送波束和优选接收波束传输数据。
上述实施例中，终端对发送波束和接收波束的信道质量进行测量，并反馈性能好的发送波束索引、接收波束索引和CSI信息，从而实现了在基站侧和终端侧的波束赋形，可充分利用无线资源的空间可分隔性，提高无线资源的利用率。
图2示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的另一个实施例的示意图。
如图2所示，基站201发射M个波束赋形后的CSI-RS(Channel State InformationReference Signal，信道状态信息测量导频)波束，终端203产生N个波束接收，形成M×N个联合波束，通过测量信道质量确定优选发送波束202和优选接收波束204。
图3示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的另一个实施例的流程图。
如图3所示，步骤301，基站发送M个波束赋形后的CSI-RS波束。例如，终端利用多天线形成指向某个方向的波束实现波束赋形。
步骤302，终端使用N个波束接收，形成M×N个联合波束。例如，终端通过数字信号处理的方式产生N个接收波束进行接收。
步骤303，终端对M×N个联合波束的信道质量进行测量。
步骤304，终端反馈性能最好的发送波束m、接收波束n和CSI信息。例如，CSI信息包括RI、PMI和CQI等信息。
步骤305，基站使用波束m发送数据，终端使用波束n接收数据。
上述实施例中，终端对每一对发送和接收联合波束进行测量，并反馈性能最好的发送波束索引、接收波束索引和CSI信息，从而实现了在基站侧和终端侧的波束赋形，提升了网络容量，提高了边缘用户速率和小区覆盖率。
图4示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的又一个实施例的示意图。
如图4所示，终端203产生1个宽波束403接收基站201产生的M个发送波束，通过测量信道质量确定优选发送波束402。
图5示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的又一个实施例的示意图。
如图5所示，终端203产生N个接收波束，基于优选发送波束402对N个接收波束进行信道质量测量，确定优选接收波束504。
图6示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法的又一个实施例的流程图。
如图6所示，步骤601，基站发送M个波束赋形后的CSI-RS波束，终端使用1个宽波束接收。
步骤602，终端对M个波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束m。
步骤603，终端产生N个接收波束，并基于优选发送波束m测量接收波束的信道质量，确定优选接收波束n。
步骤604，终端反馈性能最好的发送波束m、接收波束n和CSI信息。
步骤605，基站使用波束m发送数据，终端使用波束n接收数据。
上述实施例中，终端以宽波束接收基站的发送波束，确定优选发送波束，然后基于优选发送波束对接收波束进行测量，确定优选接收波束，并反馈优选发送波束和优选接收波束的索引和CSI信息，从而实现了在基站侧和终端侧的波束赋形，可充分利用无线资源的空间可分隔性提高无线资源的利用率，提升了网络容量，提高了边缘用户速率和小区覆盖率。
图7示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的一个实施例的结构图。
如图7所示，该装置包括波束发送接收单元71、信道质量测量单元72、CSI信息反馈单元73和数据传输单元74。
波束发送接收单元71控制基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对发送波束进行接收；信道质量测量单元72测量波束发送接收单元71产生的发送波束和接收波束的信道质量，并确定优选发送波束和优选接收波束；CSI信息反馈单元73根据信道质量测量单元72的测量结果，反馈优选发送波束和优选接收波束的索引以及CSI信息；数据传输单元74根据所述CSI信息反馈单元73反馈的索引，控制基站和终端使用优选发送波束和所述接收波束传输数据。
上述实施例中，本发明提出的装置通过信道质量测量单元对发送波束和接收波束的信道质量进行测量，并反馈性能好的发送波束索引、接收波束索引和CSI信息，从而实现了在基站侧和终端侧的波束赋形，可充分利用无线资源的空间可分隔性，提高无线资源的利用率。
图8示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的另一个实施例的结构图。
如图8所示，该装置包括：波束发送接收单元81、信道质量测量单元72、CSI信息反馈单元73和数据传输单元74；其中波束发送接收单元81包括：发送接收波束产生子单元811和联合波束产生子单元812。其中，CSI信息反馈单元73和数据传输单元74的功能可以参照上述实施例的对应描述，为简洁起见在此不再描述。
发送接收波束产生子单元811控制基站发送M个波束赋形后的CSI-RS波束，并控制终端通过数字信号处理的方式产生N个波束接收；联合波束产生子单元812根据发送波束和接收波束产生M×N个联合波束；信道质量测量单元72对M×N个联合波束的信道质量进行测量。
上述实施例中，本发明提出的装置通过信道质量测量单元对每一对发送和接收联合波束进行测量，并反馈性能最好的发送波束索引、接收波束索引和CSI信息，从而实现了在基站侧和终端侧的波束赋形，提升了网络容量，提高了边缘用户速率和小区覆盖率。
图9示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的又一个实施例的结构图。
如图9所示，该装置包括：波束发送接收单元71、信道质量测量单元92、CSI信息反馈单元73和数据传输单元74；其中信道质量测量单元92包括：发送波束测量子单元921和接收波束测量子单元922。其中，CSI信息反馈单元73和数据传输单元74的功能可以参照上述实施例的对应描述，为简洁起见在此不再描述。
波束发送接收单元71控制基站发送M个波束赋形后的CSI-RS波束，控制终端使用1个宽波束接收；发送波束测量子单元921对M个波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束m；波束发送接收单元71基于优选发送波束m，控制终端产生N个接收波束，接收波束测量子单元922基于优选发送波束m，测量接收波束的信道质量，确定优选接收波束n。
上述实施例中，本发明提出的装置控制终端以全向天线接收基站的发送波束，通过发送波束测量子单元先确定优选发送波束，然后基于优选发送波束对接收波束进行测量以确定优选接收波束，并反馈优选发送波束和优选接收波束的索引和CSI信息，从而实现了在基站侧和终端侧的波束赋形，可充分利用无线资源的空间可分隔性提高无线资源的利用率，提升了网络容量，提高了边缘用户速率和小区覆盖率。
图10示出根据本发明的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置的再一个实施例的结构图。
如图10所示，该实施例的装置100包括：存储器110以及耦接至该存储器110的处理器120，处理器120被配置为基于存储在存储器110中的指令，执行本发明中任意一个实施例中的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法。
其中，存储器110例如可以包括***存储器、固定非易失性存储介质等。***存储器例如存储有操作***、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。
本领域内的技术人员应当明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
至此，已经详细描述了根据本发明的移动终端及其光标控制方法。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本发明的方法和***。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和***。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法，其特征在于，包括：
基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收；
所述终端对所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束；
所述终端反馈所述优选发送波束和所述优选接收波束的索引以及CSI信息；
所述基站和所述终端使用所述优选发送波束和所述优选接收波束传输数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收包括：
所述基站发送M个波束赋形后的波束，所述终端产生N个波束接收，形成M×N个联合波束，其中，所述M、N为大于1的自然数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端对所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束包括：
所述终端对所述联合波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束和优选接收波束。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收包括：
所述基站发送M个波束赋形后的波束，所述终端产生1个宽波束接收；
所述终端对所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束包括：
所述终端对M个所述发送波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束；
基于所述优选发送波束，所述终端产生N个接收波束，并对所述接收波束的信道质量进行测量，确定优选接收波束。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述信道质量包括：参考信号接收功率RSRP、参考信号接收质量RSRQ和CSI。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述CSI信息包括：秩指示RI、预编码矩阵指示PMI和信道质量指示CQI。
7.一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置，其特征在于，包括：
波束发送接收单元，用于控制基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收；
信道质量测量单元，用于对所述波束发送接收单元产生的所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束；
CSI信息反馈单元，用于根据所述信道质量测量单元的测量结果，反馈所述优选发送波束和所述优选接收波束的索引以及CSI信息；
数据传输单元，用于根据所述CSI信息反馈单元反馈的所述索引，控制所述基站和所述终端使用所述优选发送波束和所述接收波束传输数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述波束发送接收单元包括：
发送接收波束产生子单元，用于控制所述基站发送M个波束赋形后的发送波束，所述终端产生N个波束接收；
联合波束产生子单元，用于形成M×N个联合波束，其中，所述M、N为大于1的自然数。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信道质量测量单元，用于对所述波束发送接收单元产生的所述发送波束和所述接收波束的信道质量进行测量，以确定优选发送波束和优选接收波束包括：
所述信道质量测量单元接收所述联合波束产生子单元产生的所述联合波束，并对所述联合波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束和优选接收波束。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述波束发送接收单元，用于控制基站向终端发送多个波束赋形后的发送波束，终端产生接收波束对所述发送波束进行接收包括：
所述波束发送接收单元控制所述基站发送M个波束赋形后的波束，所述终端产生1个宽波束接收；
所述波束发送接收单元控制所述终端基于所述优选发送波束，产生N个接收波束接收；
所述信道质量测量单元包括：
发送波束测量子单元，用于对M个所述发送波束的信道质量进行测量，确定优选发送波束；
接收波束测量子单元，用于基于所述优选发送波束，对N个所述接收波束的信道质量进行测量，确定优选接收波束。
11.一种基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈装置，其特征在于，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如权利要求1至6中任一项所述的基于波束赋形的信道状态信息CSI反馈方法。
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