WO2015035645A1 - 下行信道预编码矩阵的确定方法、基站和用户设备 - Google Patents
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- WO2015035645A1 WO2015035645A1 PCT/CN2013/083558 CN2013083558W WO2015035645A1 WO 2015035645 A1 WO2015035645 A1 WO 2015035645A1 CN 2013083558 W CN2013083558 W CN 2013083558W WO 2015035645 A1 WO2015035645 A1 WO 2015035645A1
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Definitions
- the embodiments of the present invention relate to data communication technologies, and in particular, to a method for determining a downlink channel precoding matrix, a base station, and a user equipment. Background technique
- MIMO Multiple-Input Multiple-Output
- Precoding technology can improve the reception performance of the system in MIMO systems. In order to obtain the precoding matrix of the downlink channel, A large number of reference and feedback signals need to be transmitted over the air, consuming a large amount of available spectrum resources.
- a base station and a user equipment (User Equipment, referred to as
- the UE can predefine a set of precoding codebooks in advance. Based on the measurement result, the UE selects a suitable precoding matrix from the set of codebooks, and feeds back the sequence number of the precoding matrix in the codebook to the base station.
- the base station can determine the precoding matrix fed back by the UE according to the sequence number fed back by the UE.
- the larger the number of antennas at the base station the larger the dimension of the precoding matrix, and the more errors introduced, so the performance loss will be greater.
- the number of base station antennas increases, the number of precoding matrices in the codebook increases non-linearly with the number of antennas, so the feedback overhead increases rapidly.
- channel reciprocity in the TDD mode, channel reciprocity can be utilized, and each antenna of the UE separately transmits a Sounding Reference Sign (SRS), and the base station measures the MIMO channel according to the SRS sent by the UE, and then the base station Based on this, a suitable precoding matrix can be calculated.
- SRS Sounding Reference Sign
- the pilot of the SRS needs to be dense, so the overhead of the SRS is large.
- each antenna of the UE needs to send SRS separately, so as the number of UE antennas increases, the overhead of SRS consumption will further increase linearly.
- the embodiments of the present invention provide a method for determining a downlink channel precoding matrix, a base station, and a user equipment, so as to reduce the overhead of transmitting an uplink feedback reference signal and improve utilization of spectrum resources.
- a first aspect of the present invention provides a method for determining a downlink channel precoding matrix, including: a base station transmitting a downlink reference signal to each user equipment UE, so that each UE performs channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel downlink.
- M is the number of antennas used by the base station
- Ni is the number of antennas used by the i-th UE
- M and Ni are positive integers
- Ki is the number of feedback reference signals to be transmitted by the i-th UE, 1 ⁇ ⁇ ( ⁇ , ⁇ , the feedback precoding vector is a matrix
- the base station receives the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each UE is obtained by precoding the uplink reference signal by the UE according to the corresponding feedback precoding vector. ;
- the base station determines the downlink precoding matrix of each UE according to the feedback reference signal of each UE, or the base station according to the feedback reference signal of each UE and the uplink precoding reference signal of other UEs.
- the base station according to the feedback reference signal of each UE, or the base station, according to the feedback reference signal of each UE, and uplink precoding of other UEs Determining, by the reference signal, the downlink precoding matrix of each UE, including:
- the base station determines, according to the Ki uplink precoding vectors h corresponding to the UEs, a feedback precoding matrix of each UE. include:
- the base station normalizes the Ki uplink precoding vectors corresponding to the UEs, and determines the feedback of each UE according to the Ki precoding vector 1 that is normalized by each UE. Precoding matrix.
- the base station determines the downlink precoding matrix of each UE, including:
- the base station before the sending, by the user equipment, the downlink reference signal by the user equipment, the base station further includes:
- the base station notifies each of the UEs to send the feedback reference signal and the number of the feedback reference signals at a specified time-frequency resource location.
- the base station notifies each of the UEs to send the uplink reference information at a specified time-frequency resource location, and the quantity K of the uplink reference information includes :
- the base station sends a reference signal indication message to each of the UEs, where the reference signal indication message includes a time-frequency resource location where the UE sends the feedback reference signal, and a quantity of the feedback reference signal.
- the base station notifies each of the UEs to send the feedback reference signal at a specified time-frequency resource location, and the number of the feedback reference signals, including :
- a second aspect of the present invention provides a method for determining a downlink channel precoding matrix, where: a user equipment UE receives a downlink reference signal sent by a base station, performs channel estimation according to the downlink reference signal, and obtains a downlink channel matrix H of a downlink channel, where
- the downlink channel matrix H is an NxM matrix, M is the number of antennas used by the base station, N is the number of antennas used by the UE, and M and N are positive integers;
- the K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, where K is the number of feedback reference signals that the UE needs to send, l ⁇ ⁇ min(M,N), the feedback precoding
- the vector is an Nx l matrix
- the UE performs precoding processing on the uplink reference signal according to the K feedback precoding vectors to obtain K feedback reference signals;
- the UE determines, according to the downlink channel matrix H, K feedback precoding vectors, including:
- the K columns of the matrix U are taken as the K feedback precoding vectors, or any K columns of the matrix U are linearly combined to obtain the K feedback precoding vectors.
- the determining, by the UE, the K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H includes:
- the UE performs eigenvalue decomposition on the HH H to obtain Z USUH , where H H represents a conjugate matrix of the matrix H, U is an NxN ⁇ matrix, ⁇ is a NxM diagonal matrix, and U H is a conjugate matrix of the matrix U;
- the K columns of the matrix U are taken as the K feedback precoding vectors, or any K columns of the matrix U are linearly combined to obtain the K feedback precoding vectors.
- the UE determines, according to the downlink channel matrix H, K feedback precoding vectors, including:
- the UE is determined according to the downlink channel matrix H Before the K feedback precoding vectors, it also includes:
- the UE is pre-coded according to the feedback The vector, the pre-coding process is performed on the uplink reference signal, and the feedback reference signals are obtained, including:
- a third aspect of the present invention provides a base station, including:
- a sending module configured to send a downlink reference signal to each user equipment UE, so that each UE performs channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix of a downlink channel.
- Ki is the number of feedback reference signals to be transmitted by the i-th UE, 1 ⁇ ⁇ ( ⁇ , ⁇ ,
- the feedback precoding vector is a NiX l matrix
- a receiving module configured to receive the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each of the UEs is pre-coded by the UE according to a corresponding feedback precoding vector owned;
- a precoding matrix determining module configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, a downlink precoding of each UE according to a feedback reference signal of each of the UEs and an uplink precoding reference signal of another UE matrix.
- the precoding matrix determining module includes:
- An uplink precoding vector determining unit configured to perform channel estimation according to the Ki feedback reference signals of each UE, and determine Ki uplink precoding vectors h corresponding to each UE, where 1 ⁇ is the ith
- a feedback precoding matrix determining unit configured to determine a feedback precoding matrix of each UE according to the Ki uplink precoding vectors h corresponding to the UEs, where the feedback precoding matrix is a matrix of MxKi;
- a downlink precoding matrix determining unit configured to determine a downlink precoding of each UE according to a feedback precoding matrix of each UE, or according to a feedback precoding matrix of each UE and a feedback precoding matrix of other UEs matrix.
- the feedback precoding matrix determining unit is specifically configured to:
- the downlink precoding matrix determining unit is specifically configured to:
- the sending module is further configured to: Notifying each of the UEs to send the feedback reference signal and the number K of the feedback reference signals at a specified time-frequency resource location.
- the sending module is specifically used to:
- the reference signal indication message includes a time-frequency resource location where the UE sends the feedback reference signal, and a quantity ⁇ of the feedback reference signal.
- the sending module is specifically used to:
- a fourth aspect of the present invention provides a user equipment UE, including:
- a receiving module configured to receive a downlink reference signal sent by the base station
- a downlink channel matrix determining module configured to perform channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix H of the downlink channel, where the downlink channel matrix H is an NxM matrix, where M is an antenna number used by the base station, where N is The number of antennas used by the UE, M and N are positive integers;
- a feedback precoding vector determining module configured to determine K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, where K is a quantity of feedback reference signals to be sent by the UE, l ⁇ min( , N)
- the feedback precoding vector is an Nx l matrix
- a precoding processing module configured to perform precoding processing on the uplink reference signal according to the K feedback precoding vectors, to obtain ⁇ feedback reference signals
- a sending module configured to send the K feedback reference signals to the base station, so that the base station determines a downlink precoding matrix of the UE according to the K feedback reference signals.
- the feedback precoding vector determining module is specifically configured to:
- H D U ⁇ V H , where U is an NxN ⁇ matrix, V is an MxM ⁇ matrix, and ⁇ is an NxM diagonal matrix;
- the K columns of the matrix U are taken as the K feedback precoding vectors, or any of the columns of the matrix U are linearly combined to obtain a feedback precoding vector.
- the feedback precoding vector determining module is specifically configured to:
- H ⁇ HD U ⁇ U H
- the matrix H H H represents the conjugate matrix
- U is a unitary NxN matrix
- a diagonal matrix [Sigma as ⁇ , U H is the total matrix U Yoke matrix
- the K columns of the matrix U are taken as the K feedback precoding vectors, or any K columns of the matrix U are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the feedback precoding vector determining module is specifically configured to:
- the user equipment further includes:
- an acquiring module configured to acquire a time-frequency resource location for transmitting the uplink pre-coding reference signal and a quantity K of the uplink reference signal.
- the pre-coding processing module is specifically configured to:
- a fifth aspect of the present invention provides a base station, including:
- a receiver configured to receive the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each UE is pre-coded by the UE according to a corresponding feedback precoding vector owned;
- a processor configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, a downlink precoding matrix of each UE according to a feedback reference signal of each of the UEs and an uplink precoding reference signal of another UE.
- the processor is specifically used to:
- the processor is specifically used to:
- the processor is specifically configured to:
- the transmitter is further configured to: notify each UE to send the feedback reference signal at a specified time-frequency resource location, and the feedback reference signal The number of ⁇ .
- the transmitter is specifically used to:
- the reference signal indication message includes a time-frequency resource location where the UE sends the feedback reference signal, and a quantity ⁇ of the feedback reference signal.
- the transmitter is specifically used to:
- a sixth aspect of the present invention provides a user equipment UE, including:
- a receiver configured to receive a downlink reference signal sent by the base station
- a processor configured to perform channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix H of the downlink channel, where the downlink channel matrix H is an NxM matrix, M is an antenna number used by the base station, and N is the UE The number of antennas used, M and N are positive integers;
- K is the number of feedback reference signals to be sent by the UE, l ⁇ ⁇ min(M,N), and the feedback precoding vector is Nx l matrix;
- a transmitter configured to send the ⁇ feedback reference signals to the base station, so that the base station determines a downlink precoding matrix of the UE according to the one of the feedback reference signals.
- the processor is specifically used to:
- H D U ⁇ V H , where U is an NxN ⁇ matrix, V is a ⁇ matrix, and ⁇ is a ⁇ diagonal matrix;
- the K columns of the matrix U are taken as the K feedback precoding vectors, or any K columns of the matrix U are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the processor is specifically used to:
- H H represents the conjugate matrix of matrix H
- U is NxN ⁇ matrix
- ⁇ is NxM diagonal matrix
- U H is the total of matrix
- the K columns of the matrix U are taken as the K feedback precoding vectors, or any K columns of the matrix U are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the processor is specifically used to:
- the processor is further configured to: obtain a sending station The time-frequency resource location of the uplink precoding reference signal and the number K of the uplink reference signal.
- the processor is specifically configured to:
- n denotes the time resource location
- k n denotes the frequency resource location
- p denotes the antenna number of the UE
- ⁇ denotes the amplitude adjustment coefficient
- r (m) denotes the complex sequence of the mth uplink reference signal
- r ( m) (n) represents the nth complex element of the complex sequence
- w (m) represents the precoding vector used for the mth feedback reference signal
- l ⁇ m ⁇ K w (m) (p)
- the base station sends a downlink reference signal to each UE, so that each UE performs channel estimation to obtain a downlink channel matrix Hi, and determines according to the downlink channel matrix Hi.
- Ki feedback precoding vectors are obtained, and the uplink reference signals are precoded by using the reverse precoding vector to return Ki feedback reference signals to the base station, and the base station determines the downlink precoding matrix of each UE according to the Ki reference signals returned by the UEs.
- FIG. 1 is a flowchart of Embodiment 1 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention
- FIG. 2 is a flowchart of Embodiment 2 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention
- FIG. 3 is a downlink channel precoding matrix of the present invention
- FIG. 4 is a flowchart of Embodiment 4 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention
- FIG. 5 is a schematic structural diagram of a base station according to an embodiment of the present invention
- FIG. 6 is a schematic structural diagram of a second embodiment of a base station according to the present invention.
- Embodiment 7 is a schematic structural diagram of Embodiment 1 of a user equipment according to the present invention.
- FIG. 8 is a schematic structural diagram of Embodiment 1 of a user equipment according to the present invention
- 9 is a schematic structural diagram of Embodiment 3 of a base station according to the present invention
- FIG. 10 is a schematic structural diagram of Embodiment 3 of a user equipment according to the present invention.
- the technical solutions in the embodiments of the present invention are clearly and completely described in the following with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention.
- the embodiments are a part of the embodiments of the invention, and not all of the embodiments. All other embodiments obtained by a person of ordinary skill in the art based on the embodiments of the present invention without creative efforts are within the scope of the present invention.
- FIG. 1 is a flowchart of Embodiment 1 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention. As shown in FIG. 1, the method in this embodiment may include:
- Step 101 The base station sends a downlink reference signal to each user equipment UE.
- the base station sends a downlink reference signal to each UE in the serving cell to support the UE for channel estimation, and the base station and each UE use multiple antennas.
- the downlink reference signal may be a common reference signal, or a Channel State Information Reference Signal (CSI-RS), or other downlink reference signal, or a combination of the foregoing multiple downlink reference signals.
- CSI-RS Channel State Information Reference Signal
- the downlink reference signal adopts a CSI-RS, and the overhead is small because the CSI-RS is available for all UEs in the cell to receive at the same time.
- the UE For each UE, the UE performs channel estimation according to the received downlink reference signal. Obtaining a downlink channel matrix H of the downlink channel, and then determining Ki feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, Ki indicating the number of feedback reference signals that the Kth UE needs to return, and the number of feedback reference signals returned by different UEs may be The same may be different, for example, the advanced terminal in the cell is equipped with 8 antennas, and some of the low-level terminals have only one antenna, and it is obvious that the number of feedback reference signals of the former should be more.
- the downlink channel matrix H is determined according to any of the prior art methods, and this embodiment does not limit this.
- the UE Before determining the K feedback precoding vectors, the UE needs to acquire the number K of feedback reference signals that the UE needs to send, and each feedback precoding vector corresponds to one uplink reference signal.
- Step 102 The base station receives the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each UE is obtained by precoding the uplink reference signal by the UE according to the corresponding feedback precoding vector.
- Each UE determines Ki feedback precoding vectors according to the downlink reference signal, and performs precoding processing on the uplink reference signal according to the feedback precoding vector to obtain Ki feedback reference signals, and the Ki uplink reference signals of each UE are mutually orthogonal. .
- Step 103 The base station determines, according to the feedback reference signal of each UE, the base station determines a downlink precoding matrix of each UE according to the feedback reference signal of each UE and the feedback reference signal of other UEs.
- the base station receives the feedback reference signal sent by each UE, and for each UE, the base station performs uplink equivalent channel estimation according to the Ki feedback reference signals of the UE, determines a downlink precoding matrix of the UE, or the base station receives the feedback according to the UE.
- the reference signal and the feedback reference signals of other UEs perform uplink equivalent channel estimation to determine an uplink pre-matrix matrix of the UE.
- each UE only needs to return Ki uplink feedback reference signals for channel estimation, and the number of transmitted reference channeles Ki is equal to the number of transmission layers, and the maximum number of transmission layers that the system can support is determined by the rank of the downlink channel matrix.
- the rank of the downlink channel matrix H depends on the number of transmit and receive antennas of the channel and the correlation of the channel.
- the rank of the downlink channel matrix H is not greater than the minimum number of base stations and the number of antennas, so the number ⁇ ⁇ ⁇ 11 ⁇ 7 ⁇ ).
- the number of uplink reference signals sent by each UE is equal to the number of antennas of the UE. Therefore, as the number of antennas of the UE increases, the uplink feedback overhead also increases.
- the uplink feedback reference signal is used.
- the number of the antennas is not related to the number of antennas of the UE, and the feedback overhead does not increase rapidly as the number of the antennas of the UE increases. Therefore, the method provided in this embodiment can reduce the overhead of the uplink reference signal and improve the spectrum utilization. rate.
- the equivalent channel estimation mentioned here is because the feedback reference signal sent by the UE is a pre-coded signal of the UE according to the feedback precoding vector, so the result of the uplink channel estimation estimated according to the feedback reference signal is not the air interface channel itself. , but the product of the air interface channel and the feedback precoding vector.
- the base station is based on The estimated result of the line feedback reference signal can be used as an estimation result of the downlink channel to determine the downlink channel matrix. After estimating the downlink precoding matrix of each UE, the base station performs precoding processing on the downlink signal by using a downlink precoding matrix, and sends the precoded data to the UE.
- the base station sends a downlink reference signal to each UE, so that each UE performs channel estimation to obtain a downlink channel matrix Hi, and determines Ki feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix Hi, and adopts reverse precoding.
- the vector After precoding the uplink reference signal, the vector returns Ki feedback reference signals to the base station, and the base station determines a downlink precoding matrix of each UE according to the Ki reference signals returned by each UE. Since each UE only needs to return Ki uplink feedback reference signals for channel estimation, the number of uplink feedback reference signals Ki is less than or equal to the number of antennas of the UE. Therefore, the feedback overhead of the uplink reference signal can be reduced, thereby improving spectrum utilization.
- Embodiment 2 is a flowchart of Embodiment 2 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention. As shown in FIG. 2, the method in this embodiment may include:
- Step 201 The base station notifies each UE to send a feedback reference signal at a specified time-frequency resource location, and feed back the number Ki of reference signals.
- the base station notifies each UE to transmit a specified number of feedback reference signals at the designated time-frequency resource location.
- the number of feedback reference signals Ki is determined by the base station, and the base station can notify the UE of the number of reference signals by the signaling, such as the base station transmitting a reference signal indication message to each UE, where the reference signal indication message includes the UE transmitting the feedback reference signal.
- the frequency resource location, and the number of feedback reference signals Ki may also notify the UE of the number of reference signal signals Ki in an implicit manner, for example, the base station sends the total time-frequency resources occupied by the feedback reference signals of the UE to the UEs, and the occupied time-frequency resources of each feedback reference signal of the UE.
- Another implementation method for the base station to explicitly notify the UE is that the base station indirectly informs the UE of the feedback layer through the signaling, and agrees with the UE that the number of feedback reference signals Ki is equal to the feedback layer.
- Step 202 The base station sends a downlink reference signal to each UE.
- the base station sends a downlink reference signal to each UE, so that each UE performs channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix H of the downlink channel, and determines Ki feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, where the downlink channel matrix H For the matrix, M is the number of antennas used by the base station, Ni is the number of antennas used by the i-th UE, M and Ni are positive integers, and Ki is the number of feedback reference signals to be transmitted by the i-th UE, 1 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ , ⁇ , feedback precoding vector is a matrix.
- Step 203 The base station receives the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each UE is obtained by precoding the uplink reference signal by the UE according to the corresponding feedback precoding vector.
- the base station receives the Ki feedback reference signals sent by the UEs, and the feedback reference signals are in one-to-one correspondence with the feedback precoding vectors.
- the UE uses the Ki feedback precoding vectors to perform precoding processing on the uplink reference signals to obtain Ki feedback reference signals.
- the Ki feedback reference signals are transmitted to the base station at the specified time-frequency resource location. For different UEs, the number of feedback reference signals Ki may be the same or different.
- Step 204 The base station performs an equivalent channel estimation according to the Ki feedback reference signals of each UE, and determines Ki uplink precoding vectors h corresponding to the UEs.
- Each UE returns Ki uplink feedback reference signals to the base station.
- the base station performs uplink equivalent channel estimation according to the Ki feedback reference signals, and the method for equivalent channel estimation is not limited, and may be used in the prior art. Any method. Since the uplink feedback reference signal sent by the UE is pre-coded, the result of the uplink channel estimation is not the air interface channel itself, but the product of the air interface channel and the precoding. Therefore, the equivalent channel estimation is used in this step.
- Step 205 The base station determines, according to the Ki uplink precoding vectors h corresponding to the UEs, a feedback precoding matrix of each UE.
- the base station performs normalization processing on the Ki uplink precoding vectors h corresponding to the UEs, and determines a feedback precoding matrix of each UE according to the Ki uplink precoding vectors h normalized by each UE.
- the base station combines the Ki uplink precoding vector groups normalized by the i th UE to obtain a feedback precoding matrix Q fed back by the UE, where the feedback precoding matrix Q is a matrix of MxKi, and each of the normalized processing H is a column of the feedback precoding matrix Q.
- Step 206 The base station determines a downlink precoding matrix of each UE according to a feedback precoding matrix of each UE, or the base station determines, according to a feedback precoding matrix of each UE and a feedback precoding matrix of other UEs.
- the base station determines, according to the feedback precoding matrix of each UE, the downlink precoding matrix of each UE, where the base station directly uses the feedback precoding matrix Q of the UE as the downlink precoding matrix of the UE, or the base station takes the Q matrix. Several columns are used as the downlink precoding matrix.
- the base station determines, according to the feedback precoding matrix of each UE and the feedback precoding matrix of other UEs, the downlink precoding matrix of each UE, where the base station combines the feedback precoding matrices of each UE to obtain a joint feedback precoding matrix.
- the base station determines the downlink precoding matrix of one of the UEs, it also considers other UEs in the cell.
- the resource information is scheduled to eliminate interference between UEs and improve system performance.
- Step 207 The base station sends downlink data to the UE by using a downlink precoding matrix corresponding to each UE.
- FIG. 3 is a flowchart of Embodiment 3 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention. As shown in FIG. 3, the method in this embodiment may include:
- Step 301 The UE receives the downlink reference signal sent by the base station, performs channel estimation according to the downlink reference signal, and obtains a downlink channel matrix H of the downlink channel.
- the UE may perform any channel estimation based on the downlink reference signal. Any one of the existing estimation methods may be used.
- the downlink channel matrix H estimated by the UE is an NxM matrix, M is the number of antennas used by the base station, and N is an antenna used by the UE.
- the numbers, M and N are positive integers.
- Step 302 The UE determines K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H D L , where K is the number of feedback reference signals that the UE needs to send, l ⁇ ⁇ min(M,N), and the feedback precoding vector is Nx. l matrix.
- the UE can determine the feedback precoding vector in the following three ways:
- Singular Value Decomposition Singular Value Decomposition
- U is an NxN ⁇ matrix
- V is a ⁇ matrix
- ⁇ is a pair Angular matrix.
- the sequence of the matrix U is taken as a feedback precoding vector, or the matrix of the matrix U is linearly combined to obtain a feedback precoding vector.
- H H represents the conjugate matrix of the matrix H
- U is the NxN ⁇ matrix
- ⁇ is the NxM diagonal
- U H is the conjugate matrix of the matrix U, taking the K column of the matrix U as the K feedback precoding vectors, or taking the K columns of the matrix U for linear combination to obtain K feedback precoding vectors.
- the third mode the UE determines K post coding vectors of the downlink channel matrix H according to the downlink channel H, and transposes the K post coding vectors of the downlink channel matrix H as K feedback precoding vectors of the downlink channel matrix H, or The transposed K columns of the downlink coding vector of the downlink channel matrix H are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the matrix is B (B is a function of the downlink channel matrix H), ie plus
- the weighting matrix takes the K line of B as the post-coding vector of the downlink channel matrix H, and then, the transposition of the post-coding vector, and the transposition of the post-coding vector of the downlink channel matrix H are obtained. That is, K feedback precoding vectors of the downlink channel matrix H.
- K feedback precoding vectors of the downlink channel matrix H There are other methods for determining the post-coding vector of the downlink channel matrix H, which are not enumerated here.
- Step 303 The UE performs precoding processing on the uplink reference signal according to the K feedback precoding vectors to obtain K feedback reference signals.
- the UE After determining the K precoding vectors, the UE performs precoding processing on the uplink reference signal according to the precoding vector to obtain K feedback precoding signals, and the feedback precoding signals and the feedback precoding vectors are in one-to-one correspondence.
- Step 304 The UE sends K feedback reference signals to the base station, so that the base station determines the downlink precoding matrix of the UE according to the K feedback reference signals.
- the UE After generating the K feedback reference signals, the UE sends K feedback reference signals to the base station at the specified time-frequency resource location, where the feedback reference signal is a pre-coded uplink reference signal, and the base station generates K pre-coded signals according to the UE. Perform channel estimation to determine the downlink precoding matrix of the UE.
- the UE determines K precoding vectors according to the estimated downlink channel matrix, and performs precoding processing on the uplink reference signal by using K precoding vectors to obtain K feedback reference signals, and K feedbacks.
- the reference signal is sent to the base station, so that the base station performs channel estimation according to the K feedback reference signals, and determines a downlink precoding matrix.
- the UE needs to feed back K uplink feedback reference signals to the base station, and the number of feedback reference signals is less than the number of antennas of the UE, thereby reducing the feedback overhead of the uplink reference signal.
- the UE before the step 302, that is, before the UE determines the K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, the UE also needs to acquire the time-frequency resource position and the uplink reference signal of the uplink precoding reference signal. Quantity K.
- the number K of the uplink reference signals obtained by the UE reference may be made to the description in the first embodiment, and details are not described herein again.
- the UE performs precoding processing on the uplink reference signal according to the K feedback precoding vectors to obtain K feedback reference signals, and the feedback reference signal can be expressed as: m
- n denotes the time resource location
- k n denotes the frequency resource location
- p denotes the antenna number of the UE
- ⁇ denotes the amplitude adjustment coefficient
- r (m) denotes the complex order of the mth uplink reference signal
- r (m) (n) denotes the nth complex element of the complex sequence
- w (m) denotes the precoding vector used for the mth feedback reference signal
- w (m) (p) denotes The p-th complex element of the precoding vector used by the m uplink reference signals.
- the feedback reference signal used for feeding back the precoding information may adopt a relatively sparse pilot.
- a pilot interval of a typical SRS is 2 subcarriers
- a pilot interval of a feedback reference signal may be 12 subcarriers, and thus within one OFDM symbol.
- orthogonal multiplexing of 12 FBRSs can be achieved.
- the feedback reference signal can also be orthogonally multiplexed with the SRS to support more flexible UL resource scheduling.
- one SRS occupies half of the subcarriers (number 0), and the other half of the subcarriers (numbers 1 to 6) can be scheduled for use with six feedback reference signals.
- more feedback reference signals can be transmitted in the same resource, and therefore, the number of feedback reference signals transmitted in a unit time is greatly reduced, thereby also reducing the uplink feedback overhead.
- Another common downlink precoding method in the prior art is a codebook based precoding technique
- the number of precoding matrices in the codebook in the codebook based precoding technique increases non-linearly with the number of base station antennas. Assuming that the downlink precoding performance is satisfied, each UE needs to perform accurate quantization feedback on the precoding matrix of 4 rows and 32 columns, for example, 32 bit quantization is used for each complex number in the matrix, and the overhead thereof may exceed 100% of the uplink. Resources, this is not achievable.
- the reference signal overhead does not increase rapidly with the number of base station antennas, and does not increase rapidly with the number of UE antennas.
- the pilot interval of the feedback reference signal is 12 subcarriers, that is, 12 FBRSs can be multiplexed in one OFDM symbol, and the required uplink reference signal overhead is 10 ⁇ 4 in one feedback period. 1 12 ⁇ 3.5 sym. For a feedback period of 10ms, the feedback reference signal only needs to occupy 6% of uplink resources.
- Embodiment 4 is a flowchart of Embodiment 4 of a method for determining a downlink channel precoding matrix according to the present invention. As shown in FIG. 4, the method in this embodiment may include:
- Step 401 The base station notifies each UE to send a feedback reference signal at a specified time-frequency resource location, and feedback the number of reference signals Ki.
- Step 402 The base station sends a downlink reference signal to each UE.
- the base station sends a downlink reference signal to each UE, so that each UE performs channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix of the downlink channel.
- Step 403 Each UE receives a downlink reference signal sent by the base station, performs channel estimation according to the downlink reference signal, and obtains a downlink channel matrix of the downlink channel.
- the downlink channel matrix is a NiXM matrix, M is the number of antennas used by the base station, Ni is the number of antennas used by the i-th UE, and M and Ni are positive integers.
- Step 404 Each UE determines Ki feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix Hi.
- Hi is the number of feedback reference signals to be transmitted by the i-th UE, 1 ⁇ ⁇ ( ⁇ , ⁇ , the feedback precoding vector is a NiX l matrix.
- the specific method for the UE to determine the feedback precoding vector according to the downlink channel matrix can be referred to The description of the third embodiment will not be repeated here.
- Step 405 Each UE performs precoding processing on the uplink reference signal according to the Ki feedback precoding vectors, obtains K feedback reference signals, and sends a feedback reference signal to the base station at the specified time frequency resource position.
- the SRS has a stricter requirement on the peak-to-average ratio for the uplink channel measurement.
- the feedback reference signal can be relatively loose on the peak-to-average ratio, so it is not necessary to use the ZC sequence to generate A pilot signal that is fed back to the reference signal.
- the two parties may agree to generate a pilot signal on the specified time-frequency resource based on a specific pseudo-random sequence according to the signaling of the base station.
- the specific feedback reference signal transmitted by the UE on the antenna p can be expressed as:
- p represents the antenna number of the UE
- ⁇ represents the amplitude adjustment coefficient
- r (m) represents the complex sequence of the mth uplink reference signal
- r (m) (n) represents the nth complex element of the complex sequence
- w (m) represents the precoding vector used for the mth feedback reference signal
- w (m) (p) represents the p-th complex element of the precoding vector used for the mth uplink reference signal.
- the UE may use the relatively sparse pilot to send the uplink feedback reference signal, which can provide the utilization of the pilot, and can send more feedback reference signals in the same resource. Therefore, the feedback reference sent in unit time The number of signals is greatly reduced, which also reduces the overhead feedback overhead.
- Step 406 The base station receives Ki feedback reference signals sent by each UE, according to each UE.
- the Ki feedback reference signals respectively perform equivalent channel estimation, and determine Ki uplink precoding vectors h corresponding to each UE.
- the base station receives the Ki feedback reference signals sent by the UEs, and the feedback reference signals are in one-to-one correspondence with the feedback precoding vectors.
- the Ki feedback precoding vectors are used to precode the uplink reference signals to obtain Ki feedbacks.
- the reference signal and transmitting the Ki feedback reference signals to the base station at the designated time-frequency resource location.
- the base station performs an equivalent channel estimation according to the Ki feedback reference signals, and the estimation result is Ki uplink precoding vectors h Lk , and each feedback reference signal corresponds to an uplink precoding vector h, where the uplink precoding vector ! ⁇ is the Mx l matrix, that is, the uplink precoding vector is a matrix of M rows and 1 column.
- Step 407 The base station determines, according to the Ki uplink precoding vectors h corresponding to the UEs, a feedback precoding matrix of each UE, where the feedback precoding matrix is a matrix of MxKi.
- the base station performs normalization processing on the Ki uplink precoding vectors corresponding to each UE, and determines a feedback precoding matrix Qi of each UE according to the Ki precoding vectors normalized by each UE, where , the feedback precoding matrix Qi is a matrix of MxKi, Each h after the processing is used as a column of the feedback precoding matrix Qi.
- Step 408 The base station determines, according to a feedback precoding matrix of each UE, the base station determines a downlink precoding matrix of each UE according to a feedback precoding matrix of each UE and a feedback precoding matrix of other UEs.
- the base station determines, according to the feedback precoding matrix Qi of each UE, the downlink precoding matrix of each UE, where the base station directly uses the feedback precoding matrix Qi as the downlink precoding matrix P of the i th UE, or the base station takes the Qi matrix. Several columns are used as the downlink precoding matrix P.
- Step 409 The base station sends downlink data to the UE by using a downlink precoding matrix corresponding to each UE.
- each UE when the base station determines the downlink precoding matrix of each UE, each UE only needs to send Ki uplink feedback reference signals to the base station, and the base station determines a feedback precoding matrix of each UE according to the feedback reference signal of each UE. And determining a downlink precoding matrix of each UE according to a feedback precoding matrix of each UE.
- each UE When the base station determines the downlink precoding matrix of the UE, each UE only needs to return Ki uplink feedback reference signals, and the number of feedback reference signals is less than or equal to the number of antennas of the UE, thereby reducing the feedback overhead of the uplink reference signal and improving the frequency utilization. rate.
- two reference signals are involved: a downlink reference signal and an uplink feedback reference signal.
- the downlink reference signal sent by the base station such as the CSI-RS, is less expensive because a large number of UEs in the cell are simultaneously received, and the uplink feedback reference signal sent by the UE is equal to the number of transmission layers.
- the uplink feedback reference signal sent by the UE is equal to the number of transmission layers.
- the feedback reference signal overhead required by the technical solution of the present invention does not increase rapidly with the number of antennas, and lower overhead can be achieved compared with the prior art.
- FIG. 5 is a schematic structural diagram of an embodiment of a base station according to the present invention.
- the base station provided includes: a sending module 51, a receiving module 52, and a precoding matrix determining module 53.
- the receiving module 52 is configured to receive the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each UE is obtained by precoding the uplink reference signal by the UE according to the corresponding feedback precoding vector;
- the precoding matrix determining module 53 is configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, the downlink precoding matrix of each UE according to the feedback reference signal of each UE and the uplink precoding reference signals of other UEs.
- the base station provided in this embodiment can be used to perform the method shown in the first embodiment.
- the specific implementation is similar to the technical effect.
- FIG. 6 is a schematic structural diagram of Embodiment 2 of a base station according to the present invention.
- the base station provided in this embodiment includes: a sending module 61, a receiving module 62, and a precoding matrix determining module 63.
- the number, and the Ki feedback precoding vectors are determined according to the downlink channel matrix Hi, wherein the downlink channel matrix Hi is a matrix, M is the number of antennas used by the base station, and Ni is the number of antennas used by the i-th UE, M And Ni is a positive integer, Ki is the number of feedback reference signals to be transmitted by the i th UE, 1 ⁇ ⁇ ( ⁇ , ⁇ , the feedback precoding vector is a NiX l matrix;
- the receiving module 62 is configured to receive the Ki feedback reference signals sent by the UEs, where the feedback reference signal of each UE is obtained by precoding the uplink reference signal by the UE according to the corresponding feedback precoding vector;
- the precoding matrix determining module 63 is configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, or according to the feedback reference signal of each UE and the uplink precoding reference signal of other UEs.
- the downlink precoding matrix of each UE is configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, or according to the feedback reference signal of each UE and the uplink precoding reference signal of other UEs.
- the downlink precoding matrix of each UE is configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, or according to the feedback reference signal of each UE and the uplink precoding reference signal of other UEs.
- the precoding matrix determining module 63 includes: an uplink precoding vector determining unit 631, a feedback precoding matrix determining unit 632, and a downlink precoding matrix determining unit 633.
- the feedback precoding matrix determining unit 632 is configured to determine a feedback precoding matrix of each UE according to the Ki uplink precoding vectors ⁇ ⁇ corresponding to each UE, where the feedback precoding matrix is a matrix of MxKi;
- the downlink precoding matrix determining unit 633 is configured to determine a downlink precoding matrix of each UE according to a feedback precoding matrix of each UE, or according to a feedback precoding matrix of each UE and a feedback precoding matrix of other UEs.
- the feedback precoding matrix determining unit 632 is specifically configured to: normalize the Ki uplink precoding vectors corresponding to each UE, ⁇ , and normalize the Ki according to each UE.
- the uplink precoding vector h determines the feedback precoding matrix of each UE.
- the matrix X inversion matrix is further processed.
- the sending module 61 is further configured to: notify each UE to send a feedback reference signal at a specified time-frequency resource location, and feed back the number K of reference signals.
- the sending module 61 may specifically notify the UE in the following two manners, and send a reference signal indication message to each UE, where the reference signal indication message includes a time-frequency resource location where the UE sends the feedback reference signal, and a quantity K of the feedback reference signal. Or transmitting, to each UE, a total time-frequency resource occupied by the feedback reference signal of the UE, and an occupied time-frequency resource of each feedback reference signal of the UE, so that each UE uses the total time-frequency resource and each of the feedback reference signals.
- the time-frequency resource occupied by the feedback reference signal determines the number of feedback reference signals ⁇ .
- the base station provided in this embodiment may be used to implement the technologies provided in the first, second, and fourth embodiments of the method.
- the specific implementation manners and the technical effects are similar, and are not described herein again. Reference may be made to the description of the method embodiments.
- FIG. 7 is a schematic structural diagram of Embodiment 1 of a user equipment according to the present invention.
- the user equipment provided in this embodiment includes: a receiving module 71, a downlink channel matrix determining module 72, a feedback precoding vector determining module 73, and precoding.
- the processing module 74 and the sending module 75 are included in the user equipment provided in this embodiment.
- the receiving module 71 is configured to receive a downlink reference signal sent by the base station.
- the downlink channel matrix determining module 72 is configured to perform channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix H of the downlink channel, where the downlink channel matrix H is a unitary matrix, M is the number of antennas used by the base station, and N is the number of antennas used by the UE. , M and N are positive integers;
- the feedback precoding vector determining module 73 is configured to determine K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, where K is the number of feedback reference signals that the UE needs to send,
- the feedback precoding vector is an Nxl matrix
- the precoding processing module 74 is configured to perform precoding processing on the uplink reference signal according to the K feedback precoding vectors to obtain K feedback reference signals;
- the sending module 75 is configured to send K feedback reference signals to the base station, so that the base station determines the downlink precoding matrix of the UE according to the K feedback reference signals.
- the user equipment provided in this embodiment may be used to implement the technical solution provided in the third embodiment of the method.
- the specific implementation and the technical effects are similar, and details are not described herein. For reference, refer to the description of the third embodiment.
- FIG. 8 is a schematic structural diagram of Embodiment 1 of a user equipment according to the present invention.
- the user equipment provided in this embodiment includes: a receiving module 81, a downlink channel matrix determining module 82, a feedback precoding vector determining module 83, and precoding.
- the processing module 84 and the sending module 85 are included in the user equipment provided in this embodiment.
- the receiving module 81 is configured to receive a downlink reference signal sent by the base station;
- the downlink channel matrix determining module 82 is configured to perform channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix H of the downlink channel, where the downlink channel matrix H is an NxM matrix, where M is the number of antennas used by the base station, and N is the number of antennas used by the UE. , M and N are positive integers;
- the feedback precoding vector determining module 83 is configured to determine K feedback precoding vectors according to the downlink channel matrix H, where K is the number of feedback reference signals that the UE needs to send,
- the feedback precoding vector is an Nxl matrix
- a precoding processing module 84 configured to perform uplink parameters according to K feedback precoding vectors
- the test signal is pre-coded to obtain ⁇ feedback reference signals
- the sending module 85 is configured to send K feedback reference signals to the base station, so that the base station determines the downlink precoding matrix of the UE according to the K feedback reference signals.
- the feedback precoding vector determining module 83 is specifically configured to: ⁇ ⁇ eigenvalue decomposition to obtain H ⁇ HD Z UZUH, wherein, the matrix H H H represents the conjugate matrix, U is NxN ⁇ matrix, ⁇ is a diagonal matrix, U H is a conjugate matrix of matrix U; take K column of matrix U as K feedback precoding vectors, or take any K columns of matrix U to linearly combine to obtain K Feedback precoding vectors.
- the feedback precoding vector determining module 83 is specifically configured to: determine K post coding vectors of the downlink channel H according to the downlink channel H; and transpose the K post coding vectors of the downlink channel H as The K feedback precoding vectors of H, or any K columns of transposed K vectors of the downlink channel H, are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the user equipment provided in this implementation further includes: an obtaining module 86, configured to acquire a time-frequency resource position and an uplink reference signal quantity K of the uplink pre-coding reference signal.
- the precoding processing module 84 is specifically configured to: perform precoding processing on the uplink reference signal according to the two feedback precoding vectors:
- n denotes the time resource location
- k n denotes the frequency resource location
- p denotes the antenna number of the UE
- ⁇ denotes the amplitude adjustment coefficient
- r (m) denotes the complex sequence of the mth uplink reference signal
- r (m) (n) represents the nth complex element of the complex sequence
- w (m) represents the precoding vector used for the mth feedback reference signal
- w (m) (p) represents the mth uplink reference The p-th complex element of the precoding vector used by the signal.
- the user equipment provided in this embodiment may be used to implement the method embodiment 3 and the fourth embodiment.
- the technical solutions, the specific implementation manners and the technical effects are similar, and are not described herein again. Reference may be made to the descriptions of Embodiment 3 and Embodiment 4.
- FIG. 9 is a schematic structural diagram of Embodiment 3 of a base station according to the present invention.
- the base station 900 provided in this embodiment includes: a processor 91, a memory 92, a transmitter 93, and a receiver 94.
- the memory 92, the transmitter 93 and the receiver 94 are connected to the processor 91 via a bus.
- the memory 92 stores execution instructions.
- the processor 91 communicates with the memory 92, and the processor 91 executes the execution instructions so that the base station performs the determination method of the downlink channel precoding matrix provided by the present invention.
- a receiver 94 configured to receive Ki feedback reference signals sent by each UE, where each
- the feedback reference signal of the UE is obtained by the UE precoding the uplink reference signal according to the corresponding feedback precoding vector;
- the processor 91 is configured to determine, according to the feedback reference signal of each UE, the downlink precoding matrix of each UE according to the feedback reference signal of each UE and the uplink precoding reference signals of other UEs.
- the processor 91 is specifically configured to obtain Ki uplink precoding vectors corresponding to each UE according to the following method:
- the processor 91 is specifically configured to determine a downlink precoding matrix of each UE by:
- the downlink precoding matrix P of each UE is determined according to the following formula:
- the transmitter 93 is further configured to: notify each UE to send a feedback reference signal at a specified time-frequency resource location, and feed back the number K of reference signals.
- the transmitter 93 is specifically configured to: send a reference signal indication message to each UE, where the reference signal indication message includes a time-frequency resource location where the UE sends the feedback reference signal, and a quantity K of the feedback reference signal.
- the transmitter 93 sends the total time-frequency resources occupied by the feedback reference signal of the UE, and the occupied time-frequency resources of each feedback reference signal of the UE, so that the UEs can use the total time-frequency resources occupied by the feedback reference signal.
- the occupied time-frequency resources of each feedback reference signal determine the number of feedback reference signals ⁇ :.
- the base station provided by this embodiment may be used to implement the technical solution of the foregoing method embodiment.
- the principle and the technical effect are similar, and details are not described herein again.
- the user equipment 100 provided in this embodiment includes: a processor 11, a memory 12, a transmitter 13, and a receiver 14, a transmitter 13, and a receiver. Both the processor 14 and the memory 12 can be coupled to the processor 11 via a bus.
- the memory 11 stores execution instructions.
- the processor 11 communicates with the memory 12, and the processor 11 executes an instruction to cause the user equipment to perform the determination method of the downlink channel precoding matrix provided by the embodiment.
- the receiver 14 is configured to receive a downlink reference signal sent by the base station.
- the processor 11 is configured to perform channel estimation according to the downlink reference signal to obtain a downlink channel matrix ⁇ of the downlink channel, where the downlink channel matrix ⁇ is an NxM matrix, ⁇ is the number of antennas used by the base station, and ⁇ is the number of antennas used by the UE, and ⁇ is a positive integer;
- the uplink reference signals are precoded separately, and ⁇ feedback reference signals are obtained;
- the transmitter 13 is configured to send the feedback reference signal to the base station, so that the base station determines the downlink precoding matrix of the UE according to the feedback reference signals.
- the K columns of the matrix U are taken as K feedback precoding vectors, or any K columns of the matrix U are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the processor 11 is specifically configured to: perform eigenvalue decomposition on the HH H to obtain
- H H represents a conjugate matrix of matrix H
- U is an NxN ⁇ matrix
- ⁇ is a NxM diagonal matrix
- U H is a conjugate matrix of matrix U; taking matrix U
- the K column is used as the K feedback precoding vectors, or the K columns of the matrix U are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the processor 11 is specifically configured to: determine K post coding vectors of the downlink channel H according to the downlink channel H; and transpose the K post coding vectors of the downlink channel H as K feedback precoding vectors of H, or The K columns of the transposed K code vectors of the downlink channel H are linearly combined to obtain K feedback precoding vectors.
- the processor 11 is further configured to: acquire a time-frequency resource position and an uplink reference signal quantity K of the uplink pre-coding reference signal.
- the processor 11 is specifically configured to perform precoding processing on the uplink reference signal according to the feedback precoding vector:
- n denotes the time resource location
- k n denotes the frequency resource location
- p denotes the antenna number of the UE
- ⁇ denotes the amplitude adjustment coefficient
- r (m) denotes the complex sequence of the mth uplink reference signal
- r (m) (n) represents the nth complex element of the complex sequence
- w (m) represents the precoding vector used for the mth feedback reference signal
- w (m) (p) represents the mth uplink reference The p-th complex element of the precoding vector used by the signal.
- the user equipment provided in this embodiment may be used to implement the technical solution of the foregoing method embodiment.
- the implementation principle and technical effects are similar, and will not be described here.
- the aforementioned program can be stored in a computer readable storage medium.
- the program when executed, performs the steps including the above method embodiments; and the foregoing storage medium includes: a medium that can store program codes, such as a ROM, a RAM, a magnetic disk, or an optical disk.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
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Abstract
本发明实施例提供一种下行信道预编码矩阵的确定方法、基站和用户设备。本实施例提供的方法,基站通过向各UE发送下行参考信号,以使各UE进行信道估计获取下行信道矩阵Hi,并根据下行信道矩阵Hi确定出Ki个反馈预编码向量,采用反向预编码向量对上行参考信号预编码后向基站返回Ki个反馈参考信号,基站根据各UE返回的Ki个参考信号确定各UE的下行预编码矩阵。由于每个UE只需要返回Ki个上行反馈参考信号进行信道估计,上行反馈参考信号的数量Ki小于等于UE的天线数量,因此,能够降低上行参考信号的反馈开销,从而提高频谱利用率。
Description
下行信道预编码矩阵的确定方法、 基站和用户设备
技术领域
本发明实施例涉及数据通讯技术, 尤其涉及一种下行信道预编码矩阵 的确定方法、 基站和用户设备。 背景技术
移动用户需求的快速发展, 对移动通信网络的容量提出来越来越高的 要求, 提高移动通信网络的一个有效途径是提高频谱效率。 多输入多输出 (Multiple-Input Multiple-Output, 简称 MIMO) 天线技术, 能够提高移动 通信网络的容量, MIMO***中采用预编码技术可以有效改善***的接收 性能, 为了获得下行信道的预编码矩阵, 需要在空中发送大量的参考信号 和反馈信号, 大量地消耗了可用的频谱资源。
现有技术中, 一种方式是, 基站和用户设备 (User Equipment, 简称
UE)可以事先约定一套预编码码本。 UE根据其测量结果, 从这套码本中, 选取合适的预编码矩阵, 并向基站反馈该预编码矩阵在码本中的序号。 基 站根据 UE反馈的序号, 即可确定 UE所反馈的预编码矩阵。 一反面, 基 站的天线数量越大, 预编码矩阵的维度就越大, 引入的误差也就越多, 因 此性能损失会更大。 另一方面, 随着基站天线数量的增大, 码本中的预编 码矩阵数量要随着天线数量而非线性地增大, 因此反馈开销会迅速增长。 另一种方式中, 在 TDD模式下, 可以利用信道互易性, UE的每根天线分 别发送探测参考信号 (Sounding Reference Signa, 简称 SRS ) , 基站根据 UE发送的 SRS测出 MIMO信道,然后基站就可以据此计算出合适的预编 码矩阵。 由于 SRS是用于信道测量的参考信号, 而为了能够准确地测量频 率选择性信道, SRS的导频需要很密集, 因此 SRS消耗的开销很大。 为了 测得完整的 MIMO 信道, UE 的每根天线都要分别发送 SRS, 因此随着 UE天线数量的增长, SRS消耗的开销也会进一步线性增长。
发明内容
本发明实施例提供一种下行信道预编码矩阵的确定方法、 基站和用户 设备, 以降低发送上行反馈参考信号的开销, 提高频谱资源的利用率。
本发明第一方面提供一种下行信道预编码矩阵的确定方法, 包括: 基站向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使所述各 UE根据所述 下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 Hi ( i=l, 2…… I ) , I为小区内 UE的数量, 并根据所述下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反馈 预编码向量, 其中, 所述下行信道矩阵 Hi为 矩阵, M为所述基站使 用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i 个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 所述反馈预编码 向量为 矩阵;
所述基站接收所述各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个所述 UE的所述反馈参考信号是所述 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参 考信号进行预编码处理得到的;
所述基站根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 所述基站根据每个 所述各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所 述各 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中, 所述基站根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 所述基站根据所述各 UE的反馈参考信号以 及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵, 包括:
所述基站根据所述各 UE的所述 Ki个反馈参考信号分别进行信道估 计, 确定各所述 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 其中, h 为第 i个 UE的第 k个上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Μχ ΐ矩阵;
所述基站根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 hLk, 确定出所 述各 UE的反馈预编码矩阵, 其中, 所述反馈预编码矩阵为 MxKi的矩阵; 所述基站根据所述各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 所述基站根据所 述各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中, 所述基站根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h ,确定出所述各 UE的反馈预编码矩阵,
包括:
所述基站分别对所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 进行归一 化处理, 并根据所述各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量 1 ^确定 所述各 UE的反馈预编码矩阵。
结合本发明第一方面的第一种和第二种可能的实现方式, 在本发明第 一方面的第三种可能的实现方式中, 所述基站根据所述各 UE的反馈预编 码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码矩 阵, 包括:
所述基站将所述各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预 编码矩阵 R, R=[QU , 其中, 表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵; 所述基站根据以下公式确定所述各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH ) R, Rh 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩 阵运算。
在本发明第一方面的第四种可能的实现方式中, 所述基站向各用户设 备 UE发送下行参考信号之前, 还包括:
所述基站通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考 信号, 以及所述反馈参考信号的数量 。
在本发明第一方面的第五种可能的实现方式中, 所述基站通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述上行参考信息, 以及所述上行参考 信息的数量 K, 包括:
所述基站向各所述 UE发送参考信号指示消息, 所述参考信号指示消 息中包含所述 UE发送所述反馈参考信号的时频资源位置, 以及所述反馈 参考信号的数量 。
在本发明第一方面的第六种可能的实现方式中, 所述基站通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考信号, 以及所述反馈参考 信号的数量 Κ, 包括:
所述基站向各所述 UE发送所述 UE的反馈参考信号占用的总时频资 源, 以及所述 UE的每个所述反馈参考信号的占用的时频资源, 以使所述 各 UE根据所述反馈参考信号占用的总时频资源和每个所述反馈参考信号 的占用的时频资源确定所述反馈参考信号的数量 Κ。
本发明第二方面提供一种下行信道预编码矩阵的确定方法, 包括: 用户设备 UE接收基站发送的下行参考信号, 根据所述下行参考信号 进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 H, 其中, 所述下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为所述基站使用的天线数, N为所述 UE使用的天线 数, M和 N为正整数;
所述 UE根据所述下行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量,其中, K为所述 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤ ≤min(M,N),所述反馈预 编码向量为 Nx l矩阵;
所述 UE根据所述 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预 编码处理, 得到 K个反馈参考信号;
所述 UE向所述基站发送所述 K个反馈参考信号, 以使所述基站根据 所述 K个反馈参考信号确定所述 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第二方面的第一种可能的实现方式中, 所述 UE根据所述下 行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量, 包括:
所述 UE对所述下行信道矩阵 H进行奇异值分解, 得到 HD = U∑VH, 其中, U为 ΝχΝ酉矩阵, V为 ΜχΜ酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到所述 K个反馈预编码向量。
在本发明第二方面的第二种可能的实现方式中, 所述 UE根据所述下 行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量, 包括:
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到所述 K个反馈预编码向量。
在本发明第二方面的第三种可能的实现方式中, 所述 UE根据所述下 行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量, 包括:
所述 UE根据所述下行信道 H确定所述下行信道 H的 K个后编码向量; 将所述下行信道 H的所述 K个后编码向量的转置作为 H的所述 K个 反馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K
列进行线性组合, 得到所述 κ个反馈预编码向量。
结合本发明第二方面以及第二方面的第一种至第三种可能的实现方 式, 在本发明第二方面的第四种可能的实现方式中, 所述 UE根据所述下 行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量之前, 还包括:
所述 UE获取发送所述上行预编码参考信号的时频资源位置和所述上 行参考信号的数量 K。
结合本发明第二方面以及第二方面的第一种至第四种可能的实现方 式, 在本发明第二方面的第五种可能的实现方式中, 所述 UE根据所述 Κ 个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预编码处理, 得到 Κ个反馈 参考信号, 包括:
所述 UE根据所述 Κ个反馈预编码向量, 根据以下公式对上行参考信 号进行预编码处理: i = ∑w(» )(")
m 其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示所述 UE 的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用 复数序列, r(m)(n)表示所述复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个 反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示所述第 m个上 行参考信号所采用的预编码向量的第 p个复数元素。 本发明第三方面提供一种基站, 包括:
发送模块,用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使所述各 UE 根据所述下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵
( i=l, 2…… I) , I为小区内 UE的数量, 并根据所述下行信道矩阵 Hi确 定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 所述下行信道矩阵 Hi为 矩阵, M 为所述基站使用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整 数, Ki为第 i个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 所 述反馈预编码向量为 NiX l矩阵;
接收模块, 用于接收所述各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每 个所述 UE的所述反馈参考信号是所述 UE根据对应的反馈预编码向量对 上行参考信号进行预编码处理得到的;
预编码矩阵确定模块, 用于根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 根据每个所述各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第三方面的第一种可能的实现方式中, 所述预编码矩阵确定 模块包括:
上行预编码向量确定单元, 用于根据所述各 UE的所述 Ki个反馈参考 信号分别进行信道估计, 确定各所述 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 其中, 1 ^为第 i个 UE的第 k个上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Μχ ΐ 矩阵;
反馈预编码矩阵确定单元, 用于根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编 码向量 h , 确定出所述各 UE的反馈预编码矩阵, 其中, 所述反馈预编码 矩阵为 MxKi的矩阵;
下行预编码矩阵确定单元, 用于根据所述各 UE的反馈预编码矩阵, 或者,根据所述各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第三方面的第二种可能的实现方式中, 所述反馈预编码矩阵 确定单元具体用于:
对所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 进行归一化处理, 并根 据所述各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量! ^确定所述各 UE的反 馈预编码矩阵。
结合本发明第三方面的第一种和第二种可能的实现方式, 在本发明第 三方面的第三种可能的实现方式中, 所述下行预编码矩阵确定单元具体用 于:
将所述各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R, R=[Q1 ?Q2, ...Q , 其中, 表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵;
根据以下公式确定所述各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH) R, RH 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩 阵运算。
在本发明第三方面的第四种可能的实现方式中, 所述发送模块还用 于:
通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考信号, 以 及所述反馈参考信号的数量 K。
在本发明第三方面的第五种可能的实现方式中, 所述发送模块具体用 于:
向各所述 UE发送参考信号指示消息, 所述参考信号指示消息中包含 所述 UE发送所述反馈参考信号的时频资源位置, 以及所述反馈参考信号 的数量 Κ。
在本发明第三方面的第六种可能的实现方式中, 所述发送模块具体用 于:
向各所述 UE发送所述 UE的反馈参考信号占用的总时频资源, 以及 所述 UE的每个所述反馈参考信号的占用的时频资源, 以使所述各 UE根 据所述反馈参考信号占用的总时频资源和每个所述反馈参考信号的占用 的时频资源确定所述反馈参考信号的数量 Κ。
本发明第四方面提供一种用户设备 UE, 包括:
接收模块, 用于接收基站发送的下行参考信号;
下行信道矩阵确定模块, 用于根据所述下行参考信号进行信道估计得 到下行信道的下行信道矩阵 H, 其中, 所述下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为所述基站使用的天线数, N为所述 UE使用的天线数, M和 N为正整 数;
反馈预编码向量确定模块, 用于根据所述下行信道矩阵 H确定出 K 个反馈预编码向量, 其中, K为所述 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤^≤min( , N) ) 所述反馈预编码向量为 Nx l矩阵;
预编码处理模块, 用于根据所述 K个反馈预编码向量, 分别对上行参 考信号进行预编码处理, 得到 κ个反馈参考信号;
发送模块, 用于向所述基站发送所述 K个反馈参考信号, 以使所述基 站根据所述 K个反馈参考信号确定所述 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第四方面的第一种可能的实现方式中, 所述反馈预编码向量 确定模块具体用于:
对所述下行信道矩阵 H进行奇异值分解, 得到 HD = U∑VH, 其中, U 为 NxN酉矩阵, V为 MxM酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 Κ列进行线性组合, 得到 Κ个反馈预编码向量。
在本发明第四方面的第二种可能的实现方式中, 所述反馈预编码向量 确定模块具体用于:
将 ΗΗΗ进行特征值分解, 得到 H^ HD = U∑UH, 其中, HH表示矩阵 H 的共轭矩阵, U为 NxN酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵, UH为矩阵 U的共 轭矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
在本发明第四方面的第三种可能的实现方式中, 所述反馈预编码向量 确定模块具体用于:
根据所述下行信道 H确定所述下行信道 H的 K个后编码向量; 将所述下行信道 H的所述 K个后编码向量的转置作为 H的所述 K个 反馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K 列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
结合本发明第四方面以及第四方面的第一种至第三种可能的实现方 式, 在本发明第四方面的第四种可能的实现方式中, 所述的用户设备还包 括:
获取模块, 用于获取发送所述上行预编码参考信号的时频资源位置和 所述上行参考信号的数量 K。
结合本发明第四方面以及第四方面的第一种至第四种可能的实现方 式, 在本发明第四方面的第五种可能的实现方式中, 所述预编码处理模块 具体用于:
根据所述 Κ个反馈预编码向量,根据以下公式对上行参考信号进行预 编码处理: i = ∑w(» )(")
m 其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示所述 UE 的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用 复数序列, r(m)(n)表示所述复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个 反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示所述第 m个上
行参考信号所采用的预编码向量的第 P个复数元素。 本发明第五方面提供一种基站, 包括:
发射器, 用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使所述各 UE 根据所述下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 Hi ( i=l, 2…… I) , I为小区内 UE的数量, 并根据所述下行信道矩阵 确 定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 所述下行信道矩阵 Hi为 NiXM矩阵, M 为所述基站使用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整 数, Ki为第 i个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 所 述反馈预编码向量为 矩阵;
接收器, 用于接收所述各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个 所述 UE的所述反馈参考信号是所述 UE根据对应的反馈预编码向量对上 行参考信号进行预编码处理得到的;
处理器, 用于根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 根据每个所述 各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第五方面的第一种可能的实现方式中, 所述处理器具体用 于:
根据所述各 UE的所述 Ki个反馈参考信号分别进行信道估计, 确定各 所述 UE对应的 Ki个上行预编码向量 其中, h 为第 i个 UE的第 k个 上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Mx l矩阵;
根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h ,确定出所述各 UE的 反馈预编码矩阵, 其中, 所述反馈预编码矩阵为 MxKi的矩阵;
根据所述各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 根据所述各 UE的反馈预 编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码 矩阵。
在本发明第五方面的第二种可能的实现方式中, 所述处理器具体用 于:
对所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 1ι έ进行归一化处理, 并根 据所述各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量! ^确定所述各 UE的反 馈预编码矩阵。
结合本发明第五方面的第一种和第二种可能的实现方式, 在本发明第 五方面的第三种可能的实现方式中, 所述处理器具体用于:
将所述各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R, R=[QuQ2, ...^] , 其中, ( ·表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵;
根据以下公式确定所述各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH) R, Rh 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩 阵运算。
在本发明第五方面的第四种可能的实现方式中, 所述发射器还用于: 通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考信号, 以 及所述反馈参考信号的数量 κ。
在本发明第五方面的第五种可能的实现方式中, 所述发射器具体用 于:
向各所述 UE发送参考信号指示消息, 所述参考信号指示消息中包含 所述 UE发送所述反馈参考信号的时频资源位置, 以及所述反馈参考信号 的数量 Κ。
在本发明第五方面的第六种可能的实现方式中, 所述发射器具体用 于:
向各所述 UE发送所述 UE的反馈参考信号占用的总时频资源, 以及 所述 UE的每个所述反馈参考信号的占用的时频资源, 以使所述各 UE根 据所述反馈参考信号占用的总时频资源和每个所述反馈参考信号的占用 的时频资源确定所述反馈参考信号的数量 Κ。
本发明第六方面提供一种用户设备 UE, 包括:
接收器, 用于接收基站发送的下行参考信号;
处理器, 用于根据所述下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下 行信道矩阵 H, 其中, 所述下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为所述基站 使用的天线数, N为所述 UE使用的天线数, M和 N为正整数;
根据所述下行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量,其中, K为所 述 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤ ≤min(M,N),所述反馈预编码向 量为 Nx l矩阵;
根据所述 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预编码处
理, 得到 κ个反馈参考信号;
发射器, 用于向所述基站发送所述 κ个反馈参考信号, 以使所述基站 根据所述 Κ个反馈参考信号确定所述 UE的下行预编码矩阵。
在本发明第六方面的第一种可能的实现方式中, 所述处理器具体用 于:
对所述下行信道矩阵 Η进行奇异值分解, 得到 HD = U∑VH, 其中, U 为 NxN酉矩阵, V为 ΜχΜ酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
在本发明第六方面的第二种可能的实现方式中, 所述处理器具体用 于:
将 HHH进行特征值分解, 得到 H^ HD = U∑UH, 其中, HH表示矩阵 H 的共轭矩阵, U为 NxN酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵, UH为矩阵 U的共 轭矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
在本发明第六方面的第三种可能的实现方式中, 所述处理器具体用 于:
根据所述下行信道 H确定所述下行信道 H的 K个后编码向量; 将所述下行信道 H的所述 K个后编码向量的转置作为 H的所述 K个 反馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K 列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
结合本发明第六方面以及第六方面的第一种至第三种可能的实现方 式, 在本发明第六方面的第四种可能的实现方式中, 所述处理器还用于: 获取发送所述上行预编码参考信号的时频资源位置和所述上行参考 信号的数量 K。
结合本发明第六方面以及第六方面的第一种至第四种可能的实现方 式,在本发明第六方面的第五种可能的实现方式中,所述处理器具体用于: 根据所述 Κ个反馈预编码向量,根据以下公式对上行参考信号进行预 编码处理:
i = ∑W(» )(")
m 其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示所述 UE 的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用 复数序列, r(m)(n)表示所述复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个 反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示所述第 m个上 行参考信号所采用的预编码向量的第 p个复数元素。
本发明实施例提供的下行信道预编码矩阵的确定方法、基站和用户设 备, 基站通过向各 UE发送下行参考信号, 以使各 UE进行信道估计获取 下行信道矩阵 Hi , 并根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反馈预编码向量, 采用反向预编码向量对上行参考信号预编码后向基站返回 Ki个反馈参考 信号,基站根据各 UE返回的 Ki个参考信号确定各 UE的下行预编码矩阵。 由于每个 UE只需要返回 Ki个上行反馈参考信号进行信道估计, 上行反馈 参考信号的数量 Ki小于等于 UE的天线数量, 因此, 能够降低上行参考信 号的反馈开销, 从而提高频谱利用率。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍, 显而易见 地, 下面描述中的附图是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员 来讲, 在不付出创造性劳动性的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的 附图。
图 1为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例一的流程图; 图 2为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例二的流程图; 图 3为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例三的流程图; 图 4为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例四的流程图; 图 5为本发明基站实施例的一结构示意图;
图 6为本发明基站实施例的二结构示意图;
图 7为本发明用户设备实施例一的结构示意图;
图 8为本发明用户设备实施例一的结构示意图;
图 9为本发明基站实施例三的结构示意图;
图 10为本发明用户设备实施例三的结构示意图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合本 发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描 述, 显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。
图 1为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例一的流程图, 如 图 1所示, 本实施例的方法可以包括:
步骤 101、 基站向各用户设备 UE发送下行参考信号。
本步骤中,基站向服务小区内的各 UE发送下行参考信号, 以支持 UE 进行信道估计, 基站和各 UE都采用多根天线。 下行参考信号可以是公共 参考信号, 或者信道状态信息探测参考信号 ( Channel State Information Reference Signal, 简称 CSI-RS ) , 或者其它下行参考信号, 也可以是上述 多种下行参考信号的组合。 优选地, 下行参考信号采用 CSI-RS, 由于 CSI-RS可供小区内的所有 UE同时接收, 其开销较小。
基站向服务小区内的 UE发送下行参考信号, 以使各 UE根据下行参 考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 ( i=l, 2…… I) , I 为小区内 UE的数量,并根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 下行信道矩阵 Hi为 NiXM矩阵, M为基站使用的天线数, Ni为第 i 个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i个 UE需发送的反馈参 考信号的数量, 1≤ ≤ (Μ,Λ^, 反馈预编码向量为 NiX l矩阵。对于每一 个 UE, 该 UE根据接收到的下行参考信号进行信道估计得到下行信道的 下行信道矩阵 H, 然后根据下行信道矩阵 H确定出 Ki个反馈预编码向量, Ki表示第 K个 UE需返回的反馈参考信号的数量, 不同 UE返回的反馈参 考信号的数量 K可能相同也可能不同,例如小区内的高级终端配有 8根天 线, 有的低级终端只有 1根天线, 显然前者的反馈参考信号的数量应当更 多。 UE如何根据下行参考信号确定下行信道矩阵 H为现有技术, UE可根
据现有技术中的任意一种方法确定下行信道矩阵 H,本实施例不对此限制。 UE在确定 K个反馈预编码向量之前, 还需要获取 UE需发送的反馈参考 信号的数量 K, 每个反馈预编码向量对应一个上行参考信号。
步骤 102、基站接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个 UE 的反馈参考信号是 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参考信号进行预 编码处理得到的。
各 UE根据下行参考信号确定出 Ki个反馈预编码向量, 并根据反馈预 编码向量对上行参考信号进行预编码处理, 得到 Ki个反馈参考信号, 各 UE的 Ki个上行参考信号是相互正交的。
步骤 103、 基站根据各 UE的反馈参考信号, 或者, 基站根据各 UE 的反馈参考信号以及其他 UE的反馈参考信号, 确定每个 UE的下行预编 码矩阵。
基站接收各 UE发送的反馈参考信号, 对于每一个 UE, 基站根据该 UE的 Ki个反馈参考信号进行上行等效信道估计, 确定该 UE的下行预编 码矩阵, 或者基站根据该 UE的 Ki个反馈参考信号以及其他 UE的反馈参 考信号进行上行等效信道估计,确定该 UE的上行预编矩阵。本实施例中, 每个 UE只需要返回 Ki个上行反馈参考信号进行信道估计, 发送的反馈参 考信道的数量 Ki等于传输层数,***能够支持的最大传输层数的由下行信 道矩阵的秩决定,而下行信道矩阵 H的秩取决于信道的收发天线的个数和 信道的相关性,下行信道矩阵 H的秩最大不大于基站数量和天线数量的最 小值, 所以 的数量^ ^ ^11^^7^)。 现有技术中, 每个 UE发送的上行 参考信号的数量等于 UE的天线数量, 因此随着 UE天线数量的增大, 上 行反馈开销也会增大, 而本实施例中, 上行反馈参考信号的数量与 UE的 天线数量无关, 反馈开销不会随着 UE天线数量的增大而快速增长, 因此, 和现有技术相比, 本实施例提供的方法能够降低上行参考信号的开销, 提 高频谱利用率。
这里提到的等效信道估计, 是因为 UE发送的反馈参考信号是 UE根 据反馈预编码向量经过预编码后的信号, 所以根据反馈参考信号估计的上 行信道估计的结果, 对应的不是空口信道本身, 而是空口信道与反馈预编 码向量的乘积。 在 TDD***中, 由于上下行信道的对称性, 基站根据上
行反馈参考信号估计出的结果, 可以作为下行信道的估计结果, 从而确定 出下行信道矩阵。 基站在估计出各 UE的下行预编码矩阵后, 采用下行预 编码矩阵对下行信号进行预编码处理, 并将预编码后的数据发送给 UE。
本实施例提供的方法, 基站通过向各 UE发送下行参考信号, 以使各 UE进行信道估计获取下行信道矩阵 Hi , 并根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki 个反馈预编码向量, 采用反向预编码向量对上行参考信号预编码后向基站 返回 Ki个反馈参考信号, 基站根据各 UE返回的 Ki个参考信号确定各 UE 的下行预编码矩阵。 由于每个 UE只需要返回 Ki个上行反馈参考信号进行 信道估计, 上行反馈参考信号的数量 Ki小于等于 UE的天线数量, 因此, 能够降低上行参考信号的反馈开销, 从而提高频谱利用率。
下面采用几个具体的实施例, 对图 1所示方法实施例的技术方案进行 详细说明。
图 2为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例二的流程图, 如 图 2所示, 本实施例的方法可以包括:
步骤 201、 基站通知各 UE在指定的时频资源位置上发送反馈参考信 号, 以及反馈参考信号的数量 Ki。
基站通知各 UE在指定的时频资源位置上发送指定数量的反馈参考信 号。 反馈参考信号的数量 Ki由基站确定, 基站可以通过信令显示的通知 UE反馈参考信号的数量 Ki, 如基站向各 UE发送参考信号指示消息, 参 考信号指示消息中包含 UE发送反馈参考信号的时频资源位置, 以及反馈 参考信号的数量 Ki。基站也可以通过隐式的方式通知 UE反馈参考信号的数 量 Ki, 如基站向各 UE发送 UE的反馈参考信号占用的总时频资源, 以及 UE的每个反馈参考信号的占用的时频资源, 以使各 UE根据反馈参考信 号占用的总时频资源和每个反馈参考信号的占用的时频资源确定反馈参 考信号的数量 Ki。 假设反馈参考信号占用的总时频资源的大小为 S, 该 UE的每个反馈参考信号的占用的时频资源大小为 L, 则反馈参考信号的 数量 K=S/K。 基站显式地通知 UE的另一种实现方法为, 基站间接通过信 令将反馈层数告知 UE, 并和 UE提前约定好反馈参考信号的数量 Ki等于 反馈层数。
步骤 202、 基站向各 UE发送下行参考信号。
基站向各 UE发送下行参考信号, 以使各 UE根据下行参考信号进行 信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 H, 并根据下行信道矩阵 H确定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 下行信道矩阵 H为 Ν^Μ矩阵, M为基站使 用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i 个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 反馈预编码向量 为 矩阵。
步骤 203、基站接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个 UE 的反馈参考信号是 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参考信号进行预 编码处理得到的。
基站接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 反馈参考信号与反馈预编 码向量一一对应, UE分别采用 Ki个反馈预编码向量对上行参考信号进行 预编码处理, 得到 Ki个反馈参考信号, 在指定的时频资源位置上向基站发 送 Ki个反馈参考信号。 对于不同的 UE, 反馈参考信号的数量 Ki可能相同 也可能不同。
步骤 204、 基站根据各 UE的 Ki个反馈参考信号分别进行等效信道估 计, 确定各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h 。
各 UE都向基站返回 Ki个上行反馈参考信号, 对于第 i个 UE, 基站 根据 Ki个反馈参考信号进行上行等效信道估计,对于等效信道估计的方法 不做限制, 可采用现有技术中任意一种方法。 由于 UE发送的上行反馈参 考信号经过了预编码处理, 上行信道估计的结果, 对应的不是空口信道本 身,而是空口信道与预编码的乘积,所以本步骤中采用的是等效信道估计。
对于每个 UE, 基站根据 Ki个反馈参考信号进行等效信道估计, 估计 结果为 h 个上行预编码向量 h , 其中, h 为第 i个 UE的第 k个上行预 编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Mx l矩阵, 每个反馈参考信号对应一个 上行预编码向量 即上行预编码向量^为一个 M行 1列的矩阵。
步骤 205、 基站根据各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 确定出各 UE的反馈预编码矩阵。
具体地, 基站分别对各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h 进行归一 化处理, 并根据各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量 h 确定各 UE 的反馈预编码矩阵。 以下简单介绍一种归一化处理方法, 假设第 i个 UE
反馈的第 k个的上行预编码向量为 h , k=l, 2…… Ki, 则归一化处理后的 上行预编码向量 ¾,·=ΐι ||ΐι川, 其中 ||h川为! ^的范数。 当然还有其他归一 化处理的方法, 本实施例不对此做限制。 基站将第 i个 UE归一化处理后 的 Ki上行预编码向量组和起来,得到 UE反馈的反馈预编码矩阵 Q,其中, 反馈预编码矩阵 Q为 MxKi的矩阵, 归一化处理后的每个 h 作为反馈预 编码矩阵 Q的一列。
步骤 206、 基站根据各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 基站根据各 UE 的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定各 UE的下行预 编码矩阵。
基站根据每个 UE的反馈预编码矩阵, 确定每个 UE的下行预编码矩 阵具体为, 基站直接将该 UE的反馈预编码矩阵 Q作为该 UE的下行预编 码矩阵, 或者, 基站取 Q矩阵中的几列作为下行预编码矩阵。
基站根据每个 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定每个 UE的下行预编码矩阵具体为, 基站将每个 UE的反馈预编码矩 阵组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R,
其中, ( ·表示 第 i个 UE的反馈预编码矩阵, i=l, 2…… I, I表示小区内 UE的数目。 然 后, 基站根据以下公式确定各 UE的下行预编码矩阵 P: P = ( R RH) Rh表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩阵运算。 这种实现方 式中, 基站在确定其中一个 UE的下行预编码矩阵时, 还考虑小区内其他 UE的资源信息调度, 从而能够消除各 UE之间的干扰, 更好的提升*** 性能。
步骤 207、 基站采用各 UE对应的下行预编码矩阵, 向 UE发送下行 数据。
本实施例提供的方法,基站在各确定 UE的下行预编码矩阵时,各 UE 只需要向基站发送 Ki个上行反馈参考信号, 基站根据各 UE的反馈参考信 号确定出各 UE的反馈预编码矩阵, 然后根据各 UE的反馈预编码矩阵确 定各 UE的下行预编码矩阵。基站在确定 UE的下行预编码矩阵时, UE只 需要返回 Ki个上行反馈参考信号, 和现有技术相比, 反馈参考信号的数量 小于等于 UE的天线数量, 从而能够降低了上行参考信号的反馈开销, 提 升了频率利用率。
图 3为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例三的流程图, 如 图 3所示, 本实施例的方法可以包括:
步骤 301、 UE接收基站发送的下行参考信号,根据下行参考信号进行 信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 H。
UE根据下行参考信号进行信道估计可采用现有的任意一种估计方 法, 这里不做限制, UE估计出的下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为基 站使用的天线数, N为 UE使用的天线数, M和 N为正整数。
步骤 302、 UE根据下行信道矩阵 HDL确定出 K个反馈预编码向量, 其中, K为 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤ ≤min(M,N), 反馈预编 码向量为 Nx l矩阵。
UE可通过以下三种方式确定反馈预编码向量:
第一种方式: UE对下行信道矩阵 H进行奇异值分解 (Singular Value Decomposition, 简称 SVD ) , 得到 H = U∑VH, 其中, U为 NxN酉矩阵, V为 ΜχΜ酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵。 取矩阵 U的 Κ列作为 Κ个反 馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 Κ列进行线性组合, 得到 Κ个反馈预 编码向量。对于后一种方式,设矩阵11的任意 列分别表示为^1),>^2),..., w(Q), 则线性组合可以表示为 )=c )(l)ww+c )(2)W(2)+...+c )(Q)wra,其 中 c(m)为第 m个反馈预编码向量 w(m所使用的线性组合系数, 它是一个长 度为 Q的复向量。
第二种方式: UE将 HHH进行特征值分解, 得到 HDLHDLH = U∑Uh, 其 中, HH表示矩阵 H的共轭矩阵, U为 NxN酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵, UH为矩阵 U的共轭矩阵, 取矩阵 U的 K列作为 K个反馈预编码向量, 或 者, 取矩阵 U的 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
第三种方式: UE根据下行信道 H确定下行信道矩阵 H的 K个后编码 向量, 将下行信道矩阵 H的 K个后编码向量的转置作为下行信道矩阵 H 的 K个反馈预编码向量,或者取下行信道矩阵 H的后编码向量的转置的 K 列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
确定下行信道的后编码向量可以采用现有技术中的任意一种方法, 例 如, 假设基站的发射信号为 s, UE的接收信号 r = HDL S + n, 其 MIMO检 测所使用的接收天线加权矩阵为 B ( B是下行信道矩阵 H的函数) , 即加
权后的接收信号为 B*r, 则取加权矩阵取 B的 K行作为下行信道矩阵 H 的后编码向量, 然后, 求后编码向量的转置, 下行信道矩阵 H的后编码向 量的转置即为下行信道矩阵 H的 K个反馈预编码向量。确定下行信道矩阵 H的后编码向量还有其他的方法, 这里不一一列举。
步骤 303、 UE根据 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行 预编码处理, 得到 K个反馈参考信号。
UE确定出 K个预编码向量后, 根据预编码向量对上行参考信号进行 预编码处理, 得到 K个反馈预编码信号, 反馈预编码信号和反馈预编码向 量一一对应。
步骤 304、 UE向基站发送 K个反馈参考信号, 以使基站根据 K个反 馈参考信号确定 UE的下行预编码矩阵。
UE在生成 K个反馈参考信号后, 在指定的时频资源位置上向基站发 送 K个反馈参考信号, 该反馈参考信号为预编码后的上行参考信号, 基站 根据 UE发送的 K个预编码信号进行信道估计, 确定出 UE的下行预编码 矩阵。
本实施例提供的方法, UE根据估计出的下行信道矩阵, 确定 K个预 编码向量, 通过 K个预编码向量对上行参考信号进行预编码处理, 得到 K 个反馈参考信号, 并将 K个反馈参考信号发送给基站, 以使基站根据 K 个反馈参考信号进行信道估计, 确定出下行预编码矩阵。 本实施例提供的 方法, UE需要向基站反馈 K个上行反馈参考信号, 反馈参考信号的个数 少于 UE的天线数量, 从而降低了上行参考信号的反馈开销。
在上述实施例三的基础上, 步骤 302之前, 即 UE根据下行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量之前, UE还需要获取发送上行预编码参考 信号的时频资源位置和上行参考信号的数量 K。 UE获取上行参考信号的 数量 K可参照实施例一中的描述, 这里不再赘述。
在 OFDM***中, UE根据 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信 号进行预编码处理, 得到 K个反馈参考信号, 反馈参考信号可以表示为: m
其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示 UE的天线 序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用复数序
列, r(m)(n)表示复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个反馈参考信 号所采用的预编码向量, l≤ ≤ , w(m)(p)表示第 m个上行参考信号所采 用的预编码向量的第 p个复数元素。
需要说明的是,与上行信道测量所用的 SRS需要密集的导频来实现对频 率选择性信道的准确测量不同, 用于反馈预编码信息的反馈参考信号, 可以 采用相对比较稀疏的导频。 例如, 如表 1所示, 在 15kHz的子载波间隔下, 典型的一个 SRS的导频间隔是 2个子载波, 而一个反馈参考信号的导频间隔 可以是 12个子载波, 因此在一个 OFDM符号内, 可以实现 12个 FBRS的正 交复用。此外, 在一个 OFDM符号内, 反馈参考信号还可以与 SRS之间实现 正交复用, 从而能够支持更加灵活的 UL资源调度。 如表 2所示, 一个 SRS 占用一半子载波 (编号 0) , 而另一半子载波 (编号 1〜6) , 则可以调度给 6个反馈参考信号使用。本发明的方法, 在相同的资源内, 能够发送更多的 反馈参考信号,因此,在单位时间内发送的反馈参考信号的数量大大降低, 从而也能够降低上行反馈开销。
以下将通过一个具体的例子来说, 假设小区内有 10个 UE, 基站和每个
UE各有 32根天线, 需要反馈 4层的 DL预编码信息。 如果采用现有技术中 的方法, 则反馈参考信号开销随 UE天线数量而迅速增长。 假设为满足下行 预编码性能, 在一个 OFDM符号内, 最多只能复用 8个 SRS (包括频率复用 和循环移位) , 那么在一个反馈周期内, 所需要的上行反馈参考信号开销为 10 x 32 / 8 = 40 (sym) , 即 40个 OFDM符号。 TDD上下行配比为 1 :1时, 对于 10ms的反馈周期, 上行子帧一共有 56个 OFDM符号, 因此仅 SRS就 需要占用超过 70%的上行资源, 这是不可接受的。
现有技术中另一种常见的下行预编码方法是基于码本的预编码技术, 在
基于码本的预编码技术中码本中的预编码矩阵数量要随着基站天线数量而非 线性地增大。 假设为满足下行预编码性能, 每个 UE需要对 4行 32列的预编 码矩阵进行精确的量化反馈, 比如对矩阵中的每一个复数采用 32比特量化, 其开销将有可能超过 100%的上行资源, 这是不可实现的。
而如果采用本发明技术方案, 则参考信号开销既不会随基站天线数量而 迅速增长, 也不会随 UE天线数量而迅速增长。 假设为满足下行预编码性能, 反馈参考信号的导频间隔为 12个子载波, 即在一个 OFDM符号内能够复用 12个 FBRS,那么在一个反馈周期内,所需要的上行参考信号开销为 10 χ4 1 12 < 3.5 sym。对于 10ms的反馈周期,反馈参考信号仅需要占用 6%的上行资源。
图 4为本发明下行信道预编码矩阵的确定方法实施例四的流程图, 如 图 4所示, 本实施例的方法可以包括:
步骤 401、 基站通知各 UE在指定的时频资源位置上发送反馈参考信 号, 以及反馈参考信号的数量 Ki。
具体实施方式可参照实施例二的描述, 这里不再赘述。
步骤 402、 基站向各 UE发送下行参考信号。
基站向各 UE发送下行参考信号, 以使各 UE根据下行参考信号进行 信道估计得到下行信道的下行信道矩阵。
步骤 403、 各 UE接收基站发送的下行参考信号, 根据下行参考信号 进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 。
其中, 下行信道矩阵 为 NiXM矩阵, M为基站使用的天线数, Ni 为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数。
步骤 404、 各 UE根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反馈预编码向量。
Hi为第 i个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^,反馈 预编码向量为 NiX l矩阵。 UE根据下行信道道矩阵 确定反馈预编码向量 的具体方法可参照实施例三的描述, 这里不再赘述。
步骤 405、 各 UE根据 Ki个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进 行预编码处理, 得到 K个反馈参考信号, 并在指定的时频资源位置上向基 站发送反馈参考信号。
与上行信道测量用的 SRS对峰均比有着严格的要求不同,反馈参考信 号对峰均比的要求可以相对比较宽松, 因此不一定需要采用 ZC序列来生
成反馈参考信号的导频信号。 例如, 双方可以约定, 根据基站的信令, 采 用规定的参数, 基于某种特定的伪随机序列, 生成指定时频资源上的导频 信号。 假设 UE发送的第 m个反馈参考信号, 在指定的 N个 RE上发送, 其中第 n个 RE所对应的时域 OFDM符号序号为 /n, 所对应的频域子载波 序号为 kn, 则 UE在天线 p上发送的特定反馈参考信号可以表示为:
资源位置, p表示 UE的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个 上行参考信号所采用复数序列, r(m)(n)表示复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示 第 m个上行参考信号所采用的预编码向量的第 p个复数元素。
另外, UE可以采用相对比较稀疏的导频发送上行反馈参考信号, 能 够提供导频的利用率, 在相同的资源内, 能够发送更多的反馈参考信号, 因此, 在单位时间内发送的反馈参考信号的数量大大降低, 从而也能够降 低上行反馈开销。
步骤 406、 基站接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 根据各 UE的
Ki个反馈参考信号分别进行等效信道估计, 确定各 UE对应的 Ki个上行预 编码向量 h 。
基站接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 反馈参考信号与反馈预编 码向量一一对应, 对于第 i个 UE, 采用 Ki个反馈预编码向量对上行参考 信号进行预编码处理, 得到 Ki个反馈参考信号, 并在指定的时频资源位置 上向基站发送该 Ki个反馈参考信号。
对于第 i个 UE, 基站根据 Ki个反馈参考信号进行等效信道估计, 估 计结果为 Ki个上行预编码向量 hLk, 每个反馈参考信号对应一个上行预编 码向量 h , 其中, 上行预编码向量! ^为 Mx l矩阵, 即上行预编码向量 为一个 M行 1列的矩阵。
步骤 407、 基站根据各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 确定出每 个 UE的反馈预编码矩阵, 其中, 反馈预编码矩阵为 MxKi的矩阵。
具体地, 基站分别对每个 UE对应的 Ki个上行预编码向量 进行归 一化处理, 并根据各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量 确定各 UE的反馈预编码矩阵 Qi, 其中, 反馈预编码矩阵 Qi为 MxKi的矩阵, 归
一化处理后的每个 h 作为反馈预编码矩阵 Qi的一列。
步骤 408、 基站根据各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 基站根据各 UE 的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定每个 UE的下行 预编码矩阵。
基站根据各 UE的反馈预编码矩阵 Qi, 确定各 UE的下行预编码矩阵 具体为, 基站直接将反馈预编码矩阵 Qi作为第 i个 UE的下行预编码矩阵 P, 或者, 基站取 Qi矩阵中的几列作为下行预编码矩阵 P。
基站根据各 UE的反馈预编码矩阵 Qi以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定各 UE的下行预编码矩阵具体为, 基站将每个 UE的反馈预编码矩阵 组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R,
其中, ( ·表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵, i=l, 2…… I, I表示小区内 UE的数目。 然后, 基站根据以下公式确定各 UE的下行预编码矩阵 P: P = ( R RH) R, RH表 示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩阵运算。 这种实现方式中, 基站在确定其中一个 UE的下行预编码矩阵时, 还考虑小区内其他 UE的 资源信息调度, 从而能够消除各 UE之间的干扰, 更好的提升***性能。
步骤 409、 基站采用各 UE对应的下行预编码矩阵, 向 UE发送下行 数据。
本实施例提供的方法,基站在确定各 UE的下行预编码矩阵时,各 UE 只需要向基站发送 Ki个上行反馈参考信号, 基站根据各 UE的反馈参考信 号确定出各 UE的反馈预编码矩阵, 然后根据各 UE的反馈预编码矩阵确 定各 UE的下行预编码矩阵。基站在确定 UE的下行预编码矩阵时, 各 UE 只需要返回 Ki个上行反馈参考信号, 反馈参考信号的数量小于等于 UE的 天线数量,从而能够降低了上行参考信号的反馈开销,提升了频率利用率。
本实施例中, 涉及到两种参考信号: 下行参考信号、 上行反馈参考信号。 其中, 由基站发送的下行参考信号, 比如 CSI-RS, 因为可供小区内的大量 UE同时接收, 所以其开销较小; 由 UE发送的上行反馈参考信号, 因为其数 量等于传输层数, 既与基站天线数量无关, 也与 UE天线数量无关, 所以其 开销也很小。 因此, 在天线数量增长时, 本发明技术方案所需的反馈参考信 号开销不会随天线数量快速增长, 与现有技术相比, 可以实现较低的开销。
图 5为本发明基站实施例的一结构示意图, 如图 5所示, 本实施例提
供的基站包括: 发送模块 51、 接收模块 52、 预编码矩阵确定模块 53。 其中, 发送模块 51, 用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使 各 UE根据下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 Hi ( i=l, 2…… I) , I为小区内 UE的数量, 并根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 下行信道矩阵 Hi为 Ν^Μ矩阵, M为基站使 用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i 个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 反馈预编码向量 为 矩阵;
接收模块 52, 用于接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个 UE的反馈参考信号是 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参考信号进 行预编码处理得到的;
预编码矩阵确定模块 53, 用于根据各 UE的反馈参考信号, 或者, 根 据每个各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定 各 UE的下行预编码矩阵。
本实施例提供的基站可用于执行实施例一所示的方法, 具体实现方式 和技术效果类似, 这里不再赘述, 可参照实施例一的描述。
图 6为本发明基站实施例二的结构示意图, 如图 6所示, 本实施例提 供的基站包括: 发送模块 61、 接收模块 62、 预编码矩阵确定模块 63。
发送模块 61, 用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使各 UE 根据下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 ( i=l, 2…… I) , I为小区内 UE的数量, 并根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反 馈预编码向量, 其中, 下行信道矩阵 Hi为 Ν^Μ矩阵, M为基站使用的天 线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i个 UE 需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤ (Μ,Λ^, 反馈预编码向量为 NiX l 矩阵;
接收模块 62, 用于接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个 UE的反馈参考信号是 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参考信号进 行预编码处理得到的;
预编码矩阵确定模块 63, 用于根据各 UE的反馈参考信号, 或者, 根 据每个各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定
各 UE的下行预编码矩阵。
本实施例中, 预编码矩阵确定模块 63包括: 上行预编码向量确定单 元 631、 反馈预编码矩阵确定单元 632和下行预编码矩阵确定单元 633。
上行预编码向量确定单元 631, 用于根据各 UE的 Ki个反馈参考信号 分别进行信道估计, 确定各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 其中, h 为第 i个 UE的第 k个上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Μχ ΐ矩 阵;
反馈预编码矩阵确定单元 632, 用于根据各 UE对应的 Ki个上行预编 码向量 ΐι έ,确定出各 UE的反馈预编码矩阵,其中,反馈预编码矩阵为 MxKi 的矩阵;
下行预编码矩阵确定单元 633, 用于根据各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 根据各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确 定各 UE的下行预编码矩阵。
在一种可行的实现方式中, 反馈预编码矩阵确定单元 632具体用于: 对各 UE对应的 Ki个上行预编码向量! ^进行归一化处理, 并根据各 UE 归一化处理后的 Ki个上行预编码向量 h 确定各 UE的反馈预编码矩阵。 下行预编码矩阵确定单元 633具体用于: 将各 UE的反馈预编码矩阵组合 起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R,
其中, ( ·表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵; 根据以下公式确定各 UE的下行预编码矩阵 P : P = ( R RH) R, RH表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩阵运 进一步地, 本实施例中, 发送模块 61还用于: 通知各 UE在指定的时 频资源位置上发送反馈参考信号, 以及反馈参考信号的数量 K。
发送模块 61具体可通过以下两种方式通知 UE, 向各 UE发送参考信 号指示消息, 参考信号指示消息中包含 UE发送反馈参考信号的时频资源 位置, 以及反馈参考信号的数量 K。 或者, 向各 UE发送 UE的反馈参考 信号占用的总时频资源,以及 UE的每个反馈参考信号的占用的时频资源, 以使各 UE根据反馈参考信号占用的总时频资源和每个反馈参考信号的占 用的时频资源确定反馈参考信号的数量 Κ。
本实施例提供的基站, 可用于执行方法实施例一、 二、 四提供的技术
方案, 具体实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述, 可参照各方法实施 例的描述。
图 7为本发明用户设备实施例一的结构示意图, 如图 7所示, 本实施 例提供的用户设备包括: 接收模块 71、 下行信道矩阵确定模块 72、 反馈 预编码向量确定模块 73、 预编码处理模块 74、 发送模块 75。
其中, 接收模块 71, 用于接收基站发送的下行参考信号;
下行信道矩阵确定模块 72,用于根据下行参考信号进行信道估计得到 下行信道的下行信道矩阵 H, 其中, 下行信道矩阵 H为 ΝχΜ矩阵, M为 基站使用的天线数, N为 UE使用的天线数, M和 N为正整数;
反馈预编码向量确定模块 73, 用于根据下行信道矩阵 H确定出 K个 反馈预编码向量, 其中, K为 UE需发送的反馈参考信号的数量,
l≤^≤min( , N) ) 反馈预编码向量为 Nxl矩阵;
预编码处理模块 74, 用于根据 K个反馈预编码向量, 分别对上行参 考信号进行预编码处理, 得到 K个反馈参考信号;
发送模块 75, 用于向基站发送 K个反馈参考信号, 以使基站根据 K 个反馈参考信号确定 UE的下行预编码矩阵。
本实施例提供的用户设备, 可用于执行方法实施例三提供的技术方 案, 具体实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述, 可参照实施例三的描 述。
图 8为本发明用户设备实施例一的结构示意图, 如图 8所示, 本实施 例提供的用户设备包括: 接收模块 81、 下行信道矩阵确定模块 82、 反馈 预编码向量确定模块 83、 预编码处理模块 84、 发送模块 85。
接收模块 81, 用于接收基站发送的下行参考信号;
下行信道矩阵确定模块 82,用于根据下行参考信号进行信道估计得到 下行信道的下行信道矩阵 H, 其中, 下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为 基站使用的天线数, N为 UE使用的天线数, M和 N为正整数;
反馈预编码向量确定模块 83, 用于根据下行信道矩阵 H确定出 K个 反馈预编码向量, 其中, K为 UE需发送的反馈参考信号的数量,
l≤^≤min( , N) ) 反馈预编码向量为 Nxl矩阵;
预编码处理模块 84, 用于根据 K个反馈预编码向量, 分别对上行参
考信号进行预编码处理, 得到 κ个反馈参考信号;
发送模块 85, 用于向基站发送 K个反馈参考信号, 以使基站根据 K 个反馈参考信号确定 UE的下行预编码矩阵。
在第一种可行的实现方式中, 反馈预编码向量确定模块 83具体用于: 对下行信道矩阵 H进行奇异值分解, 得到 H = U∑VH, 其中, U为 NxN酉 矩阵, V为 ΜχΜ酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵; 取矩阵 U的 Κ列作为 Κ 个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的任意 Κ列进行线性组合, 得到 Κ 个反馈预编码向量。
在第二种可行的实现方式中, 反馈预编码向量确定模块 83具体用于: 将 ΗΗΗ进行特征值分解, 得到 H^ HD Z UZUH , 其中, HH表示矩阵 H的 共轭矩阵, U为 NxN酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵, UH为矩阵 U的共轭 矩阵; 取矩阵 U的 K列作为 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的任 意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
在第三种可行的实现方式中, 反馈预编码向量确定模块 83具体用于: 根据下行信道 H确定下行信道 H的 K个后编码向量; 将下行信道 H的 K 个后编码向量的转置作为 H的 K个反馈预编码向量, 或者取下行信道 H 的 K个后编码向量的转置的任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编 码向量。
进一步地, 本实施提供的用户设备还包括: 获取模块 86, 用于获取发 送上行预编码参考信号的时频资源位置和上行参考信号的数量 K。
m 其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示 UE的天线 序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用复数序 列, r(m)(n)表示复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个反馈参考信 号所采用的预编码向量, l≤m≤f , w(m)(p)表示第 m个上行参考信号所采 用的预编码向量的第 p个复数元素。
本实施例提供的用户设备, 可用于执行方法实施例三和实施例四提供
的技术方案, 具体实现方式和技术效果类似, 这里不再赘述, 可参照实施 例三和实施例四的描述。
图 9为本发明基站实施例三的结构示意图, 如图 9所示, 本实施例提供 的基站 900包括: 处理器 91、存储器 92、 发射器 93、接收器 94。存储器 92、 发射器 93和接收器 94通过总线和处理器 91相连。 其中, 存储器 92存储执 行指令, 当基站运行时, 处理器 91与存储器 92之间通信, 处理器 91执行执 行指令使得基站执行本发明提供的下行信道预编码矩阵的确定方法。
其中, 发射器 93, 用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使各 UE根据下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 Hi( i=l, 2…… I ) , I为小区内 UE的数量, 并根据下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反 馈预编码向量, 其中, 下行信道矩阵 Hi为 NiXM矩阵, M为基站使用的天 线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i个 UE 需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤ (Μ,Λ^, 反馈预编码向量为 NiX l 矩阵;
接收器 94, 用于接收各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个
UE的反馈参考信号是 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参考信号进 行预编码处理得到的;
处理器 91, 用于根据各 UE的反馈参考信号, 或者, 根据每个各 UE 的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定各 UE的下行 预编码矩阵。
处理器 91具体用于: 根据各 UE的 Ki个反馈参考信号分别进行信道 估计, 确定各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 其中, h 为第 i个 UE 的第 k个上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Mx l矩阵; 根据各 UE 对应的 Ki个上行预编码向量 h , 确定出各 UE的反馈预编码矩阵, 其中, 反馈预编码矩阵为 MxKi的矩阵; 根据各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 根据各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵,确定各 UE 的下行预编码矩阵。
处理器 91具体用于根据以下方法得到各 UE对应的 Ki个上行预编码 向量 :
对各 UE对应的 Ki个上行预编码向量! ^进行归一化处理, 并根据各
UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量 h 确定各 UE的反馈预编码矩阵。 一种可行实现方式中, 处理器 91具体用于通过以下方式确定各 UE 的下行预编码矩阵:
将各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R, R=[QU , 其中, 表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵;
根据以下公式确定各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH ) R, Rh 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩 阵运算。
本实施例中, 发射器 93还用于:通知各 UE在指定的时频资源位置上 发送反馈参考信号, 以及反馈参考信号的数量 K。 发射器 93具体用于: 向各 UE发送参考信号指示消息, 参考信号指示消息中包含 UE发送反馈 参考信号的时频资源位置, 以及反馈参考信号的数量 K。 或者, 发射器 93 向各 UE发送 UE的反馈参考信号占用的总时频资源, 以及 UE的每个反 馈参考信号的占用的时频资源, 以使各 UE根据反馈参考信号占用的总时 频资源和每个反馈参考信号的占用的时频资源确定反馈参考信号的数量 Κ:。
本实施例提供的基站, 可以用于执行上述方法实施例的技术方案, 其实 现原理和技术效果类似, 此处不再赘述。
图 10为本发明用户设备实施例三的结构示意图, 如图 10所示, 本实 施例提供的用户设备 100包括: 处理器 11、 存储器 12、 发射器 13和接收 器 14, 发射器 13、 接收器 14以及存储器 12都可以通过总线与处理器 11 相连。 其中, 存储器 11存储执行指令, 当用户设备 100运行时, 处理器 11与存储器 12之间通信,处理器 11执行执行指令使得用户设备执行本实 施例提供的下行信道预编码矩阵的确定方法。
其中, 接收器 14, 用于接收基站发送的下行参考信号;
处理器 11,用于根据下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行 信道矩阵 Η, 其中, 下行信道矩阵 Η为 NxM矩阵, Μ为基站使用的天线 数, Ν为 UE使用的天线数, Μ和 Ν为正整数;
根据下行信道矩阵 Η确定出 Κ个反馈预编码向量, 其中, Κ为 UE需 发送的反馈参考信号的数量, l≤ ≤min(M,N), 反馈预编码向量为 N>< 1矩
阵;
根据 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预编码处理, 得 到 κ个反馈参考信号;
发射器 13, 用于向基站发送 Κ个反馈参考信号, 以使基站根据 Κ个 反馈参考信号确定 UE的下行预编码矩阵。
可选地, 处理器 11具体用于: 对下行信道矩阵 Η进行奇异值分解, 得到 H = U∑VH, 其中, U为 NxN酉矩阵, V为 MxM酉矩阵, ∑ 为 NxM 对角矩阵; 取矩阵 U的 K列作为 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U 的任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
可选地, 处理器 11具体用于: 将 HHH进行特征值分解, 得到
HDLHDL H ^ U∑UH ,其中, HH表示矩阵 H的共轭矩阵, U为 NxN酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵, UH为矩阵 U的共轭矩阵; 取矩阵 U的 K列作为 K个 反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的任意 K列进行线性组合, 得到 K个 反馈预编码向量。
可选地, 处理器 11具体用于: 根据下行信道 H确定下行信道 H的 K 个后编码向量; 将下行信道 H的 K个后编码向量的转置作为 H的 K个反 馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K列 进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
本实施例中, 处理器 11还用于: 获取发送上行预编码参考信号的时 频资源位置和上行参考信号的数量 K。
m 其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示 UE的天线 序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用复数序 列, r(m)(n)表示复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个反馈参考信 号所采用的预编码向量, l≤m≤f , w(m)(p)表示第 m个上行参考信号所采 用的预编码向量的第 p个复数元素。
本实施例提供的用户设备, 可以用于执行上述方法实施例的技术方案,
其实现原理和技术效果类似, 此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解: 实现上述各方法实施例的全部或部分 步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算 机可读取存储介质中。 该程序在执行时, 执行包括上述各方法实施例的步 骤; 而前述的存储介质包括: ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存 储程序代码的介质。 最后应说明的是: 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非 对其限制; 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明, 本领域的 普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进 行修改, 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换; 而这些修改或 者替换, 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范 围。
Claims
1、 一种下行信道预编码矩阵的确定方法, 其特征在于, 包括: 基站向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使所述各 UE根据所述 下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 Hi ( i=l, 2…… I ) , I为小区内 UE的数量, 并根据所述下行信道矩阵 Hi确定出 Ki个反馈 预编码向量, 其中, 所述下行信道矩阵 Hi为 矩阵, M为所述基站使 用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整数, Ki为第 i 个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 所述反馈预编码 向量为 矩阵;
所述基站接收所述各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个所述
UE的所述反馈参考信号是所述 UE根据对应的反馈预编码向量对上行参 考信号进行预编码处理得到的;
所述基站根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 所述基站根据每个 所述各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所 述各 UE的下行预编码矩阵。
2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述基站根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 所述基站根据所述各 UE的反馈参考信号以 及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵, 包括:
所述基站根据所述各 UE的所述 Ki个反馈参考信号分别进行信道估 计, 确定各所述 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 其中, h 为第 i个 UE的第 k个上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Mx l矩阵;
所述基站根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 hLk, 确定出所 述各 UE的反馈预编码矩阵, 其中, 所述反馈预编码矩阵为 MxKi的矩阵; 所述基站根据所述各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 所述基站根据所 述各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
3、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述基站根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h ,确定出所述各 UE的反馈预编码矩阵, 包括:
所述基站分别对所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h 进行归一 化处理, 并根据所述各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量 确定 所述各 UE的反馈预编码矩阵。
4、 根据权利要求 2或 3任一项所述的方法, 其特征在于, 所述基站 根据所述各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定 所述各 UE的下行预编码矩阵, 包括:
所述基站将所述各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预 编码矩阵 R, R=[QU , 其中, 表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵; 所述基站根据以下公式确定所述各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH) A R, RH 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩 阵运算。
5、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述基站向各用户设 备 UE发送下行参考信号之前, 还包括:
所述基站通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考 信号, 以及所述反馈参考信号的数量 。
6、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 所述基站通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述上行参考信息, 以及所述上行参考 信息的数量 K, 包括:
所述基站向各所述 UE发送参考信号指示消息, 所述参考信号指示消 息中包含所述 UE发送所述反馈参考信号的时频资源位置, 以及所述反馈 参考信号的数量 。
7、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 所述基站通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考信号, 以及所述反馈参考 信号的数量 Κ, 包括:
所述基站向各所述 UE发送所述 UE的反馈参考信号占用的总时频资 源, 以及所述 UE的每个所述反馈参考信号的占用的时频资源, 以使所述 各 UE根据所述反馈参考信号占用的总时频资源和每个所述反馈参考信号 的占用的时频资源确定所述反馈参考信号的数量 Κ。
8、 一种下行信道预编码矩阵的确定方法, 其特征在于, 包括: 用户设备 UE接收基站发送的下行参考信号, 根据所述下行参考信号
进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 H, 其中, 所述下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为所述基站使用的天线数, N为所述 UE使用的天线 数, M和 N为正整数;
所述 UE根据所述下行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量,其中, K为所述 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤ ≤min(M,N),所述反馈预 编码向量为 Nx l矩阵;
所述 UE根据所述 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预 编码处理, 得到 K个反馈参考信号;
所述 UE向所述基站发送所述 K个反馈参考信号, 以使所述基站根据 所述 K个反馈参考信号确定所述 UE的下行预编码矩阵。
9、根据权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 所述 UE根据所述下行 信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量, 包括:
所述 UE对所述下行信道矩阵 H进行奇异值分解, 得到 HD = U∑VH, 其中, U为 ΝχΝ酉矩阵, V为 ΜχΜ酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到所述 K个反馈预编码向量。
10、 根据权利要求 9所述的方法, 其特征在于, 所述 UE根据所述下 行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量, 包括:
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到所述 K个反馈预编码向量。
1 1、 根据权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 所述 UE根据所述下 行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量, 包括:
所述 UE根据所述下行信道 H确定所述下行信道 H的 K个后编码向量; 将所述下行信道 H的所述 K个后编码向量的转置作为 H的所述 K个 反馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K 列进行线性组合, 得到所述 K个反馈预编码向量。
12、 根据权利要求 8- 1 1任一项所述的方法, 其特征在于, 所述 UE根
据所述下行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量之前, 还包括: 所述 UE获取发送所述上行预编码参考信号的时频资源位置和所述上 行参考信号的数量 K。
13、 根据权利要求 8-12任一项所述的方法, 其特征在于, 所述 UE根 据所述 Κ个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预编码处理, 得到
Κ个反馈参考信号, 包括:
所述 UE根据所述 Κ个反馈预编码向量, 根据以下公式对上行参考信 号进行预编码处理: i = ∑w(» )(")
m
其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示所述 UE 的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用 复数序列, r(m)(n)表示所述复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个 反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示所述第 m个上 行参考信号所采用的预编码向量的第 p个复数元素。
14、 一种基站, 其特征在于, 包括:
发送模块,用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使所述各 UE 根据所述下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵
( i=l, 2…… I) , I为小区内 UE的数量, 并根据所述下行信道矩阵 Hi确 定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 所述下行信道矩阵 Hi为 矩阵, M 为所述基站使用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整 数, Ki为第 i个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 所 述反馈预编码向量为 NiX l矩阵;
接收模块, 用于接收所述各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每 个所述 UE的所述反馈参考信号是所述 UE根据对应的反馈预编码向量对 上行参考信号进行预编码处理得到的;
预编码矩阵确定模块, 用于根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 根据每个所述各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
15、 根据权利要求 14所述的基站, 其特征在于, 所述预编码矩阵确
定模块包括:
上行预编码向量确定单元, 用于根据所述各 UE的所述 Ki个反馈参考 信号分别进行信道估计, 确定各所述 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h , 其中, 为第 i个 UE的第 k个上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Μχ ΐ 矩阵;
反馈预编码矩阵确定单元, 用于根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编 码向量 h , 确定出所述各 UE的反馈预编码矩阵, 其中, 所述反馈预编码 矩阵为 MxKi的矩阵;
下行预编码矩阵确定单元, 用于根据所述各 UE的反馈预编码矩阵, 或者,根据所述各 UE的反馈预编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
16、 根据权利要求 15所述的基站, 其特征在于, 所述反馈预编码矩 阵确定单元具体用于:
对所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 进行归一化处理, 并根 据所述各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量! ^确定所述各 UE的反 馈预编码矩阵。
17、 根据权利要求 14或 15任一项所述的基站, 其特征在于, 所述下 行预编码矩阵确定单元具体用于:
将所述各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R, R=[Q1 ?Q2, ...Q , 其中, 表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵;
根据以下公式确定所述各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH) R, RH 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩 阵运算。
18、 根据权利要求 14所述的基站, 其特征在于, 所述发送模块还用 于:
通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考信号, 以 及所述反馈参考信号的数量 K。
19、 根据权利要求 18所述的基站, 其特征在于, 所述发送模块具体 用于:
向各所述 UE发送参考信号指示消息, 所述参考信号指示消息中包含
所述 UE发送所述反馈参考信号的时频资源位置, 以及所述反馈参考信号 的数量 K。
20、 根据权利要求 18所述的基站, 其特征在于, 所述发送模块具体 用于:
向各所述 UE发送所述 UE的反馈参考信号占用的总时频资源, 以及 所述 UE的每个所述反馈参考信号的占用的时频资源, 以使所述各 UE根 据所述反馈参考信号占用的总时频资源和每个所述反馈参考信号的占用 的时频资源确定所述反馈参考信号的数量 Κ。
21、 一种用户设备 UE, 其特征在于, 包括:
接收模块, 用于接收基站发送的下行参考信号;
下行信道矩阵确定模块, 用于根据所述下行参考信号进行信道估计得 到下行信道的下行信道矩阵 H, 其中, 所述下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为所述基站使用的天线数, N为所述 UE使用的天线数, M和 N为正整 数;
反馈预编码向量确定模块, 用于根据所述下行信道矩阵 H确定出 K 个反馈预编码向量, 其中, K为所述 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤^≤min( , N) ) 所述反馈预编码向量为 Nx l矩阵;
预编码处理模块, 用于根据所述 K个反馈预编码向量, 分别对上行参 考信号进行预编码处理, 得到 κ个反馈参考信号;
发送模块, 用于向所述基站发送所述 K个反馈参考信号, 以使所述基 站根据所述 K个反馈参考信号确定所述 UE的下行预编码矩阵。
22、 根据权利要求 21所述的用户设备, 其特征在于, 所述反馈预编 码向量确定模块具体用于:
对所述下行信道矩阵 H进行奇异值分解, 得到 HD = U∑VH, 其中, U 为 NxN酉矩阵, V为 MxM酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
23、 根据权利要求 21所述的用户设备, 其特征在于, 所述反馈预编 码向量确定模块具体用于:
将 HHH进行特征值分解, 得到 Hnt Hnt H = U∑UH, 其中, HH表示矩阵 H
的共轭矩阵, U为 ΝχΝ酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵, UH为矩阵 U的共 轭矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
24、 根据权利要求 21所述的用户设备, 其特征在于, 所述反馈预编 码向量确定模块具体用于:
根据所述下行信道 H确定所述下行信道 H的 K个后编码向量; 将所述下行信道 H的所述 K个后编码向量的转置作为 H的所述 K个 反馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K 列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
25、 根据权利要求 21-24任一项所述的用户设备, 其特征在于, 还包 括:
获取模块, 用于获取发送所述上行预编码参考信号的时频资源位置和 所述上行参考信号的数量 K。
26、 根据权利要求 21-25任一项所述的用户设备, 其特征在于, 所述 预编码处理模块具体用于:
m
其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p表示所述 UE 的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用 复数序列, r(m)(n)表示所述复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个 反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示所述第 m个上 行参考信号所采用的预编码向量的第 p个复数元素。
27、 一种基站, 其特征在于, 包括:
发射器, 用于向各用户设备 UE发送下行参考信号, 以使所述各 UE 根据所述下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下行信道矩阵 Hi
( i=l, 2…… I) , I为小区内 UE的数量, 并根据所述下行信道矩阵 确 定出 Ki个反馈预编码向量, 其中, 所述下行信道矩阵 为 矩阵, M
为所述基站使用的天线数, Ni为第 i个 UE使用的天线数, M和 Ni为正整 数, Ki为第 i个 UE需发送的反馈参考信号的数量, 1≤ ≤πώι(Μ,Λ^, 所 述反馈预编码向量为 矩阵;
接收器, 用于接收所述各 UE发送的 Ki个反馈参考信号, 其中, 每个 所述 UE的所述反馈参考信号是所述 UE根据对应的反馈预编码向量对上 行参考信号进行预编码处理得到的;
处理器, 用于根据所述各 UE的反馈参考信号, 或者, 根据每个所述 各 UE的反馈参考信号以及其他 UE的上行预编码参考信号, 确定所述各 UE的下行预编码矩阵。
28、 根据权利要求 27所述的基站, 其特征在于, 所述处理器具体用 于:
根据所述各 UE的所述 Ki个反馈参考信号分别进行信道估计, 确定各 所述 UE对应的 Ki个上行预编码向量 其中, h 为第 i个 UE的第 k个 上行预编码向量, k=l, 2…… Ki, h 为 Μχ ΐ矩阵;
根据所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 hLk,确定出所述各 UE的 反馈预编码矩阵, 其中, 所述反馈预编码矩阵为 MxKi的矩阵;
根据所述各 UE的反馈预编码矩阵, 或者, 根据所述各 UE的反馈预 编码矩阵以及其他 UE的反馈预编码矩阵, 确定所述各 UE的下行预编码 矩阵。
29、 根据权利要求 28所述的基站, 其特征在于, 所述处理器具体用 于:
对所述各 UE对应的 Ki个上行预编码向量 h 进行归一化处理, 并根 据所述各 UE归一化处理后的 Ki个上行预编码向量! ^确定所述各 UE的反 馈预编码矩阵。
30、 根据权利要求 27或 28任一项所述的基站, 其特征在于, 所述处 理器具体用于:
将所述各 UE的反馈预编码矩阵组合起来, 得到联合反馈预编码矩阵 R, R=[QuQ2, ...^] , 其中, ( ·表示第 i个 UE的反馈预编码矩阵;
根据以下公式确定所述各 UE的下行预编码矩阵 P:
P = ( R RH) R, RH 表示 R的共轭矩阵, (X) 表示对矩阵 X求逆矩
阵运算。
31、 根据权利要求 27所述的基站, 其特征在于, 所述发射器还用于: 通知各所述 UE在指定的时频资源位置上发送所述反馈参考信号, 以 及所述反馈参考信号的数量 K。
32、 根据权利要求 31所述的基站, 其特征在于, 所述发射器具体用 于:
向各所述 UE发送参考信号指示消息, 所述参考信号指示消息中包含 所述 UE发送所述反馈参考信号的时频资源位置, 以及所述反馈参考信号 的数量 Κ。
33、 根据权利要求 31所述的基站, 其特征在于, 所述发射器具体用 于:
向各所述 UE发送所述 UE的反馈参考信号占用的总时频资源, 以及 所述 UE的每个所述反馈参考信号的占用的时频资源, 以使所述各 UE根 据所述反馈参考信号占用的总时频资源和每个所述反馈参考信号的占用 的时频资源确定所述反馈参考信号的数量 Κ。
34、 一种用户设备 UE, 其特征在于, 包括:
接收器, 用于接收基站发送的下行参考信号;
处理器, 用于根据所述下行参考信号进行信道估计得到下行信道的下 行信道矩阵 H, 其中, 所述下行信道矩阵 H为 NxM矩阵, M为所述基站 使用的天线数, N为所述 UE使用的天线数, M和 N为正整数;
根据所述下行信道矩阵 H确定出 K个反馈预编码向量,其中, K为所 述 UE需发送的反馈参考信号的数量, l≤ ≤min(M,N),所述反馈预编码向 量为 Nx l矩阵;
根据所述 K个反馈预编码向量, 分别对上行参考信号进行预编码处 理, 得到 K个反馈参考信号;
发射器, 用于向所述基站发送所述 K个反馈参考信号, 以使所述基站 根据所述 K个反馈参考信号确定所述 UE的下行预编码矩阵。
35、 根据权利要求 34所述的用户设备, 其特征在于, 所述处理器具 体用于:
对所述下行信道矩阵 H进行奇异值分解, 得到 Hnt = U∑VH, 其中, U
为 NxN酉矩阵, V为 ΜχΜ酉矩阵, ∑ 为 ΝχΜ对角矩阵; 取矩阵 U的 Κ列作为所述 Κ个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 Κ列进行线性组合, 得到 Κ个反馈预编码向量。
36、 根据权利要求 34所述的用户设备, 其特征在于, 所述处理器具 体用于:
将 ΗΗΗ进行特征值分解, 得到 H^ HD = U∑UH, 其中, HH表示矩阵 H 的共轭矩阵, U为 NxN酉矩阵, ∑ 为 NxM对角矩阵, UH为矩阵 U的共 轭矩阵;
取矩阵 U的 K列作为所述 K个反馈预编码向量, 或者, 取矩阵 U的 任意 K列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
37、 根据权利要求 34所述的用户设备, 其特征在于, 所述处理器具 体用于:
根据所述下行信道 H确定所述下行信道 H的 K个后编码向量; 将所述下行信道 H的所述 K个后编码向量的转置作为 H的所述 K个 反馈预编码向量, 或者取下行信道 H的 K个后编码向量的转置的任意 K 列进行线性组合, 得到 K个反馈预编码向量。
38、 根据权利要求 34-37任一项所述的用户设备, 其特征在于, 所述 处理器还用于:
获取发送所述上行预编码参考信号的时频资源位置和所述上行参考 信号的数量 K。
39、 根据权利要求 34-37任一项所述的用户设备, 其特征在于, 所述 处理器具体用于:
m 其中, /n表示时间资源位置, kn表示频率资源位置, p 表示所述 UE 的天线序号, β表示幅度调节系数, r(m)表示第 m个上行参考信号所采用 复数序列, r(m)(n)表示所述复数序列的第 n个复数元素, w(m)表示第 m个 反馈参考信号所采用的预编码向量, l≤m≤K, w(m)(p)表示所述第 m个上
42
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