WO2012152135A1

WO2012152135A1 - 一种信道状态信息反馈方法及装置

Info

Publication number: WO2012152135A1
Application number: PCT/CN2012/072833
Authority: WO
Inventors: 姜静; 张力
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-11-15
Also published as: CN102780547A

Abstract

本发明公开了一种信道状态信息反馈方法，包括：获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息，反馈间隔到时候，再进行下一次反馈。本发明还相应地公开了一种信道状态信息反馈装置，可以看出，本发明通过引入信道的时间特性，根据信道时间相关性的大小来选择不同反馈间隔，从而能够在下行信道状态相近的情况下减少反馈次数，节省***资源，减少反馈开销。

Description

一种信道状态信息反馈方法及装置技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道状态信息反馈方法及装置。背景技术

在 FDD模式的协作多点传输（CoMP )***中，协作集里的基站 (eNB) 通过反馈信道获得被服务用户（UE )与不同基站（包括主服务 eNB和协作 eNB )之间的下行信道状态信息（CSI ), 通过基站间协作可有效抑制用户间干扰，并有效提高小区边缘吞吐量和***吞吐量。然而实际***的反馈信道容量是有限的，因此需要平衡反馈开销和反馈精度之间的矛盾。

目前的反馈方案大都是优化单次反馈的反馈量和比特分配方案以达到降低反馈量、提高反馈效率的目的，但是，如果某段时间内下行信道状态相近，现有技术由于反馈间隔恒定，仍会按照预定反馈周期进行多次反馈，从而会耗费***资源、增大反馈开销。发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种信道状态信息反馈方法及装置，能够节省***资源，减少反馈开销。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种信道状态信息反馈方法，包括：

A、获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；

B、根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息；

C、反馈间隔到时后，返回步驟人。所述时间相关性参数为信道平均相关矩阵距离 CMD。

所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为：根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。

为上一个反馈间隔的平均 CMD值 _ast预设门限值 A和 A , 以及反馈间隔和 ₂ , 其中， 0<Α <Α < 1 , k T_{pl <} T_P2 ,

所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为：

0≤ ast≤A时，取反馈间隔为 1 ;

< ^iast≤ A时，取反馈间隔为 ^Tn；

< ^last≤ 1时，取反馈间隔为 T_pl。

该方法还包括：对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。一种信道状态信息反馈装置，包括：时间相关性参数获取单元、反馈间隔确定单元、信道状态信息反馈单元；其中，

所述时间相关性参数获取单元，设置为获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；

所述反馈间隔确定单元，设置为根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔；

所述信道状态信息反馈单元，设置为在反馈间隔确定单元确定反馈间隔后，反馈信道状态信息。

所述时间相关性参数获取单元获取的时间相关性参数为信道 CMD。所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为：根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。

为上一个反馈间隔的平均 CMD值 _ast预设门限值 A和 A , 以及反馈间隔和 ₂ , 其中， Ο<Α <Α <Ι , ^< τ_ρ1 < τ_Ρ2 ,

所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为：

ο≤ ^≤ 时，取反馈间隔为 1 ;

< ^iast≤ A时，取反馈间隔为 ^Tn；

< 1时，取反馈间隔为 τ_ρ1。

该装置还包括反馈比特数调整单元，设置为对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。

本发明实施例所述的信道状态信息反馈方法及装置，获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息，反馈间隔到时候，再进行下一次反馈。可以看出，本发明实施例通过引入信道的时间特性，根据信道时间相关性的大小来选择不同反馈间隔，从而能够在下行信道状态相近的情况下减少反馈次数，节省***资源，减少反馈开销。另外，本发明实施例在每个反馈间隔内还可单独调整反馈比特分配数，从而能够更加有效地减小反馈开销。附图说明

图 1为本发明实施例所述的信道状态信息反馈方法流程示意图。具体实施方式

本发明实施例针对中低速 UE、信道时间相关性较强的 CoMP***，分析了影响反馈性能的因素，提出一种能利用信道时间特性的反馈方案，根据信道的时间相关性设置不同的相关性门限，在强度不同的相关性信道情况下自适应地调整反馈间隔和反馈比特分配方法，可以用单次反馈的反馈量 ^ 来满足整个反馈间隔 _dba。_k内的反馈需求，同时可以适度增加单次反馈比特，在减小总的反馈开销的前提下提高单次反馈精度。

考虑一个 SU-CoMP ***，不失一般性，可设协作集里有主服务基站 eNB^4作基站 eNB₂, 基站天线数都为，用户 UE的天线数为 1。在某时刻 m, 基站 eNBi ( ^{= 1}，² )到用户 UE的信道为 H . e C ， eNBi对用户 UE的预编码矢量为^_£^^( ^{= 1}，²), UE在时刻 m接收到信号为：

其中, H_m= [H_ml， H_m2 ] , P_m = [P， P_n ^T _l ]^r , s_m≡C是协作集在时刻 _m发送给

UE的信号； "™ ^e ^^，¹)是信道噪声。

为分析方便，这里先假设在每次反馈过程中，总的量化比特数 S_F∞db£Kk 不变，而在不同的反馈过程中 S_F∞dbad£可以不同，但分配给主服务基站的反馈比特数 A和协作基站的反馈比特数^是可变的，并满足 _edba。_k=A+^,通过调整和 ^可获得更好的反馈效果。

, 大小为 Α和^的反馈码本可以从 Ω中嵌套获得。反馈间隔 _rfbad£可根据信道时间相关性的强弱做出调整：若信道时间相关性强，可以增选用较大的 , 反之可以选用较小 ¾_edb£Kk, 这样可以最大限度地减小总的反馈开销。至于时间相关性的衡量，可将时间相关信道建模为互相关系数为的有限 Gauss-Markov过程：

其中， _eC , 中元素服从归一化的独立高斯分布，且需满足

= (^>^。那么在一个完整的反馈间隔 k内（为表述方便，文中取值都为正整数），离散时间取 w = 0，l，...，r_f∞dba。_k- 1, UE接收信号的平均信干噪比（SINR) 为：

由式（3 )可知，接收信号的 SINR是 s_fedbadi的增函数，同时也是时间 m 的减函数。也就是说，在一定范围内，反馈比特数 _dba。_k增大，反馈精度提高， ***性能会越好；同时随着时间推移， w增大，信道的时间相关性越弱，相应的平均 SINR也减小。

据此，我们可以根据不同的信道的时间相关性调整反馈间隔 Tfedb , 同时可以在每个反馈间隔内调整反馈比特的分配，这样可以在满足一定 SINR 要求的同时降低总的反馈开销。

图 1为本发明实施例所述的信道状态信息反馈方法流程示意图，如图 1 所示，该方法包括：

步驟 101 : 获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数。

这里，当前时刻与前一时刻之间的时间间隔一般为预先约定的值。步驟 102 :根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息。

步驟 103 : 反馈间隔到时后，返回步驟 101。

步驟 101 中，优选的，采用信道相关矩阵距离（Correlation Matrix

Distance, CMD )作为衡量当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性的标准，具体如公式（4 )所示：

, „, 、„, ，、、 , Trace {R(m) - R(m - 1)}

d_m ( )， R(m-l)) = 1- ,, , ( 4 ) 其中， R(m) = H_mH 是 UE在 m时刻的下行信道协方差矩阵。 ^取值满足^ e [0,l] , 信道时间相关性越强， ^取值越大，例如，若时刻 m和 m-1 的信道相同，那么^ = 1。而某一时间段 [o，r_f∞dbadj内信道时间相关性的平均值定义为： d=~ ^ ∑ d_n (5) 步驟 102 中，根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔，例如，可以为上一个反馈间隔的 CMD值 _ast预设定两个门限值 A和 A , 分别表示低时间相关性和高时间相关性门限，且满足 0<A<A<1, A和 A的具体取值可以由实际场景、业务 QoS等因素具体决定。 _ast在不同门限范围内对应不同的反馈间隔，例如，可预先设定两个大于 1的反馈间隔和 ₂, 且满足 1< < , 对应信道弱时间相关性、一定时间相关性和强时间相关性三种情况下的反馈间隔（注意：和^的取值应保证接收信号 SINR满足一定的要求；)，具体的：

若

这与传统的反馈方案一致，在下一个时刻反馈新的 CSI;

若 Α<^_8ΐ≤Α,表明信道具有一定的相关性，取反馈间隔为 7^^= ；若 Α<^^≤1, 信道具有很强的相关性，取反馈间隔为 „= 。本发明中，反馈间隔的单位一般为协议约定的反馈周期，另夕卜，对 CMD 值的区间划分可以为多个，具体根据时间需求确定。

需要说明的是，在一个完整的反馈间隔内，反馈方案如下。

( 1 )反馈内容：只在初始时刻（ = 0 )反馈 CSI 信息，其余时间 ( m = l,...,r_feedback-l ) 不反馈 CSI, 基站端在这个周期内使用固定的预编码矢量。

(2 )反馈比特数：总的反馈比特数 T^b 可以保持不变，但为主服务基站和协作基站分配反馈的比特数 A和 S₂可根据不同原则进行分配。

需要说明的是，本发明所述基于多门限的自适应反馈方法同样适用于双码本的预编码***。

在双码本反馈方案中，反馈内容 W可分为长期信息 Wlong和短期信息 Wshort两部分，即 W=WlongWshort, 分别用长期码本和短期码本去量化。其中 Wshort携带信道快变化信息，每个时刻点都需要反馈， Wlong携带信道慢变化信息，较长时间内才反馈一次。

可以采用本方案同时调整 Wlong和 Wshort的反馈间隔，具体的：用 ¾_edba。_k表示 Wlong的反馈间隔， _last表示在上一个 r_f∞dbadc时段内信道的平均时间相关性，同样设置弱和强两个相关性门限 A和 A ( 0< <A<1 ), 并预设 _ba。_k的两个大于 1 的反馈间隔和^ (1< < )。根据 _last的范围决定 Wlong反馈间隔：

若 0≤ _st≤A, 这表明即使是长时统计信息的时间相关性也很小，取 feedback = 1 , 在下一时刻同时反馈 WlOllg和 WsllOft;

若

若 Α<^^≤ι, 信道具有很强的时间相关性，取 _dba。_k,L = ^₂。

Wlong 的反馈时刻和反馈内容跟上小节的单码本反馈方案相同，而在一个完整的 Wlong反馈间隔中（离散时间取 w = 0，l，...，r_f∞dbadc- 1 ), 短时信息

Wshort的反馈方法如下：

w = 0时，反馈当前时刻的短时信息 Wshort;

>0时，计算当前时刻的^,若^大于预设的短时相关性门限值 A_h。_rt, 则在 m+1时刻不再反馈当前时刻的 Wshort; 否则，计算并在下一时刻反馈当前 Wshort。

上述过程中，同样可根据需要调整 Wlong和 Wshort的反馈比特数，以改善单次反馈的精度。

此外，本方案中反馈间隔的预设值为有限值（ r_f∞dbadc=l，r_pl，r_pl ), 可以采用 in-band带内信令的方法来通知反馈间隔的具体取值。

需要说明的是，上述方案以 SU-MIMO为例，但可扩展到 MU-MIMO ***中。

本发明实施例还相应的提出一种信道状态信息反馈装置，包括：时间相关性参数获取单元、反馈间隔确定单元、信道状态信息反馈单元；其中，所述时间相关性参数获取单元，设置为获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；

为上一个反馈间隔的平均 CMD值^ ^预设门限值 A和 A, 以及反馈间隔和7₂, 其中， 0<Α<Α<1, kT_{pl <}T_p2,

0≤ iast≤ 时，取反馈间隔为 1；

< ^iast≤ A时，取反馈间隔为 ^Tm；

< ^last≤ 1时，取反馈间隔为 T_p2。

可以看出，传统的 CoMP有限反馈方案大都只优化单次反馈的反馈量和比特分配方案，而本发明在此基础上利用了信道的时间相关性，根据信道时间相关性的强弱来调整反馈间隔 _fedba。_k, 相关性越强， _fedba。_k也就越大，反之亦然。在一个反馈间隔内只需要在起始时刻反馈一次 CSI信息，时间段内其余时刻不需要继续反馈。此外，单次反馈的比特数也可以适度增加以提高反馈精度 , 最终可以在降低***总的反馈开销的前提下改善单次反馈性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种信道状态信息反馈方法，其中，该方法包括：

A、获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；

c、反馈间隔到时后，返回步驟人。

2、根据权利要求 1所述的信道状态信息反馈方法，其中，所述时间相关性参数为信道平均相关矩阵距离 CMD。

3、根据权利要求 2所述的信道状态信息反馈方法，其中，所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为：根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。

4、根据权利要求 3所述的信道状态信息反馈方法，其中，为上一个反馈间隔的平均 CMD值 _st预设门限值和 A , 以及反馈间隔 T_pl和 T_pl , 其中， 0 < A < /¾ < 1 , ι< τ_ρ1 < Τ_Ρ2 ,

0≤ iast≤ 时，取反馈间隔为 1；

< ^iast≤ A时，取反馈间隔为 ^Tm；

< ^last≤ 1时，取反馈间隔为 T_p2。

5、根据权利要求 1至 4任一项所述的信道状态信息反馈方法，其中，该方法还包括：对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。

6、一种信道状态信息反馈装置，其中，该装置包括：时间相关性参数获取单元、反馈间隔确定单元、信道状态信息反馈单元；其中，

所述时间相关性参数获取单元，设置为获取当前时刻信道与前一时刻所述反馈间隔确定单元，设置为根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔；

7、根据权利要求 6所述的信道状态信息反馈装置，其中，所述时间相关性参数获取单元获取的时间相关性参数为信道 CMD。

8、根据权利要求 7所述的信道状态信息反馈装置，其中，所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为：根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。

9、根据权利要求 8所述的信道状态信息反馈装置，其中，为上一个反馈间隔的平均 CMD值 _ast预设门限值和 A , 以及反馈间隔 T_pl和 T_pl , 其中， 0 < A < /¾ < 1 , ι< τ_ρ1 < Τ_Ρ2 ,

0≤ iast≤ 时，取反馈间隔为 1；

< ^iast≤ A时，取反馈间隔为 ^Tm；

< ^last≤ 1时，取反馈间隔为 T_p2。

10、根据权利要求 6至 9任一项所述的信道状态信息反馈装置，其中，该装置还包括反馈比特数调整单元，设置为对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。