专利名称：一种信道状态信息反馈方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道状态信息反馈方法及装置。
背景技术：
在FDD模式的协作多点传输(CoMP)系统中，协作集里的基站(eNB)通过反馈信道获得被服务用户(UE)与不同基站(包括主服务eNB和协作eNB)之间的下行信道状态信息(CSI)，通过基站间协作可有效抑制用户间干扰，并有效提高小区边缘吞吐量和系统吞吐量。然而实际系统的反馈信道容量是有限的，因此需要平衡反馈开销和反馈精度之间的矛盾。目前的反馈方案大都是优化单次反馈的反馈量和比特分配方案以达到降低反馈 量、提高反馈效率的目的，但是，如果某段时间内下行信道状态相近，现有技术由于反馈间隔恒定，仍会按照预定反馈周期进行多次反馈，从而会耗费系统资源、增大反馈开销。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种信道状态信息反馈方法及装置，能够节省系统资源，减少反馈开销。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种信道状态信息反馈方法，包括A、获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；B、根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息；C、反馈间隔到时后，返回步骤a。所述时间相关性参数为信道平均相关矩阵距离CMD。所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。为上一个反馈间隔的平均CMD值U页设门限值D1和D2,以及反馈间隔Tpi和TP2，其中，O < D1 < D2 < 1,1 < Tpl < Tp2,所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为O幺]last SjD1W，取反馈间隔为I ;D1 < Jlast SD2时，取反馈间隔为 Tpi ；D2 < Jlast SI时，取反馈间隔为TP2。该方法还包括对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。一种信道状态信息反馈装置，包括时间相关性参数获取单元、反馈间隔确定单元、信道状态信息反馈单元；其中，所述时间相关性参数获取单元，用于获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；
所述反馈间隔确定单元，用于根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔；所述信道状态信息反馈单元，用于在反馈间隔确定单元确定反馈间隔后，反馈信道状态信息。所述时间相关性参数获取单元获取的时间相关性参数为信道CMD。所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。为上一个反馈间隔的平均CMD值U页设门限值D1和D2,以及反馈间隔Tpi和TP2，其中，O < D1 < D2 < 1,1 < Tpl < Tp2,所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为 O幺]last SjD1W，取反馈间隔为I ;D1 < Jiast < D2时，取反馈间隔为 Tpi ；D2 < Jlast SI时，取反馈间隔为TP2。该装置还包括反馈比特数调整单元，用于对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。本发明信道状态信息反馈方法及装置，获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息，反馈间隔到时候，再进行下一次反馈。本发明通过引入信道的时间特性，根据信道时间相关性的大小来选择不同反馈间隔，从而能够在下行信道状态相近的情况下减少反馈次数，节省系统资源，减少反馈开销。另外，本发明在每个反馈间隔内还可单独调整反馈比特分配数，从而能够更加有效地减小反馈开销。
图I为本发明信道状态信息反馈方法流程示意图。
具体实施例方式本发明针对中低速UE、信道时间相关性较强的CoMP系统，分析了影响反馈性能的因素，提出一种能利用信道时间特性的反馈方案，根据信道的时间相关性设置不同的相关性门限，在强度不同的相关性信道情况下自适应地调整反馈间隔和反馈比特分配方法，可以用单次反馈的反馈量BfMdbac;k来满足整个反馈间隔TfMdbaMk内的反馈需求，同时可以适度增加单次反馈比特，在减小总的反馈开销的前提下提高单次反馈精度。考虑一个SU-CoMP系统，不失一般性，可设协作集里有主服务基站eNBi和协作基站eNB2，基站天线数都为ητ，用户UE的天线数为I。在某时刻m，基站eNBi(i = 1,2)到用户UE的信道为G Clxn^ , eNBi对用户UE的预编码矢量为/^ g Cn^xl ('=^2), UE在时刻m接收到信号为
「& ym=iHmVHml\ p Sm+nm=HmPmSm+nm
-m2」(I )
其中，Hm = [Hml，Hm2]，A =[6，4f，sm e C是协作集在时刻m发送给UE的信号；nmk e CN(0,1)是信道噪声。为分析方便，这里先假设在每次反馈过程中，Hffl总的量化比特数BFMdbac;k不变，而在不同的反馈过程中BFeedbadt可以不同，但分配给主服务基站的反馈比特数&和协作基站的反馈比特数B2是可变的，并满足Bfradbadt = BJB2，通过调整B1和B2可获得更好的反馈效果。反馈码本为一个大的码本,大小为B1和B2的反馈码本可以从Ω中嵌套获得。反馈间隔Tfradbadt可根据信道时间相关性的强弱做出调整若信道时间相关性强，可以增选用较大的Tfeedbadt,反之可以选用较小Tfeedbadt，这样可以最大限度地减小总的反馈开销。至于时间相关性的衡量，可将时间相关信道建模为互相关系数为ε的有限Gauss-Markov 过程
Hm=eHm_'+^ Vm (2)其中，’ Vm中元素服从归一化的独立高斯分布，且需满足E{Hm_y^} = Om η了。那么在一个完整的反馈间隔Tfeedbadt内(为表述方便，文中Tfeedbadt取值都为正整数)，离散时间取m = 0，1，. . .，Tfeedback-I, UE接收信号的平均信干噪比(SINR)为SINR=^2m —--2Β, Μβ +— ( 3 )
Ylj、Ylj _ IJ Ylj由式(3)可知，接收信号的SINR是Bfeedbadt的增函数，同时也是时间m的减函数。也就是说，在一定范围内，反馈比特数Bfradbadt增大，反馈精度提高，系统性能会越好；同时随着时间推移，m增大，信道的时间相关性越弱，相应的平均SINR也减小。据此，我们可以根据不同的信道的时间相关性调整反馈间隔Tfeedbadt,同时可以在每个反馈间隔内调整反馈比特的分配，这样可以在满足一定SINR要求的同时降低总的反馈开销。图I为本发明信道状态信息反馈方法流程示意图，如图I所示，该方法包括步骤101 :获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数。这里，当前时刻与前一时刻之间的时间间隔一般为预先约定的值。步骤102 :根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息。步骤103 :反馈间隔到时后，返回步骤101。步骤101中，优选的，采用信道相关矩阵距离(Correlation Matrix Distance,
CMD)作为衡量当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性的标准，具体如公式(4)所示
,1、、1 Trace{/ (m) ■ R(m -1)}<(取叫，取肌— I)) = !— |/ (m)L.|/ (m_1)L (4)其中，= 是UE在m时刻的下行信道协方差矩阵。dm取值满足dm e [O,1]，信道时间相关性越强，4取值越大，例如，若时刻m和m-Ι的信道相同，那么dm = I。而某一时间段
内信道时间相关性的平均值定义为
__I^iccdback -1d=-——^ dm (5 )
feedback 坩二1
步骤102中，根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔，例如，可以为上一个反馈间隔的CMD值^^st预设定两个门限值D1和D2，分别表示低时间相关性和高时间相关性门限，且满足O < D1 < D2 < LD1和D2的具体取值可以由实际场景、业务QoS等因素具体决定。Zast在不同门限范围内对应不同的反馈间隔，例如，可预先设定两个大于I的反馈间隔Tpi和Tp2，且满足I < Tpl < Tp2，对应信道弱时间相关性、一定时间相关性和强时间相关性三种情况下的反馈间隔(注意=Tpl和Tp2的取值应保证接收信号SINR满足一定的要求)，具体的若OSJlast SD1 ,这表明信道的时间相关性很小，取反馈间隔Tferaibadt = 1，这与传统的反馈方案一致，在下一个时刻反馈新的CSI ；若Lf1 < Jiast < D2 ,表明信道具有一定的相关性，取反馈间隔为Tfeedbadt = Tpi ；若D2 < Jlast < I ,信道具有很强的相关性，取反馈间隔为Tfeedbadt = ΤΡ2。
本发明中，反馈间隔的单位一般为协议约定的反馈周期，另外，对CMD值的区间划分可以为多个，具体根据时间需求确定。需要说明的是，在一个完整的反馈间隔内，反馈方案如下。(I)反馈内容只在初始时刻(m = O)反馈CSI信息，其余时间(m = I,...,Tfeedback-D不反馈csi，基站端在这个周期内使用固定的预编码矢量。(2)反馈比特数总的反馈比特数Tfeedbadt可以保持不变，但为主服务基站和协作基站分配反馈的比特数B1和B2可根据不同原则进行分配。需要说明的是，本发明所述基于多门限的自适应反馈方法同样适用于双码本的预编码系统。 在双码本反馈方案中，反馈内容W可分为长期信息Wlong和短期信息Wshort两部分，8卩W = Wlongffshort,分别用长期码本和短期码本去量化。其中Wshort携带信道快变化信息，每个时刻点都需要反馈，Wlong携带信道慢变化信息，较长时间内才反馈一次。可以采用本方案同时调整Wlong和Wshort的反馈间隔，具体的用Tfeedbaek表不Wlong的反馈间隔,<ilast表不在上一个Tfeedbaek时段内信道的平均时间相关性，同样设置弱和强两个相关性门限D1和D2 (O < D1 < D2 < I)，并预设Tfeedbadt的两个大于I的反馈间隔Tpl和Tp2 (I < Tpl < Tp2)。根据^^st的范围决定Wlong反馈间隔若OSiast < D1 ,这表明即使是长时统计信息的时间相关性也很小,取Tfeedbadt = 1，在下一时刻同时反馈Wlong和Wshort ；若D1 < Jlast < D2 ,信道具有一定的时间相关性，取Tfeedbadt = Tpi ；若D2 < Jiast < I,信道具有很强的时间相关性，取Tfeedbadt, L = TP2。Wlong的反馈时刻和反馈内容跟上小节的单码本反馈方案相同，而在一个完整的Wlong反馈间隔中(离散时间取m = O, I, · · · , Tfeedback-I),短时信息Wshort的反馈方法如下m = O时,反馈当前时刻的短时信息Wshort ；m > O时,计算当前时刻的dm,若dm大于预设的短时相关性门限值Dshmt，则在m+1时刻不再反馈当前时刻的Wshort ;否则，计算并在下一时刻反馈当前Wshort。上述过程中，同样可根据需要调整Wlong和Wshort的反馈比特数，以改善单次反馈的精度。此外，本方案中反馈间隔的预设值为有限值Oftralbadt= 1，Tp1, TP1)，可以采用in-band带内信令的方法来通知反馈间隔的具体取值。需要说明的是，上述方案以SU-MMO为例，但可扩展到MU-MMO系统中。本发明还相应的提出一种信道状态信息反馈装置，包括时间相关性参数获取单元、反馈间隔确定单元、信道状态信息反馈单元；其中，
所述时间相关性参数获取单元，用于获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；所述反馈间隔确定单元，用于根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔；所述信道状态信息反馈单元，用于在反馈间隔确定单元确定反馈间隔后，反馈信道状态信息。所述时间相关性参数获取单元获取的时间相关性参数为信道CMD。所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为根据预先设置的时间相关性参数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。为上一个反馈间隔的平均CMD值U页设门限值D1和D2,以及反馈间隔Tpi和TP2，其中，O < D1 < D2 < 1,1 < Tpl < Tp2,所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔为O幺]last SjD1W，取反馈间隔为I ;D1 < Jiast < D2时，取反馈间隔为 Tpi ；D2 < Jlast SI时，取反馈间隔为TP2。该装置还包括反馈比特数调整单元，用于对一个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。可以看出，传统的CoMP有限反馈方案大都只优化单次反馈的反馈量和比特分配方案，而本发明在此基础上利用了信道的时间相关性，根据信道时间相关性的强弱来调整反馈间隔Tf—，相关性越强，Tf-也就越大，反之亦然。在一个反馈间隔内只需要在起始时刻反馈一次CSI信息，Tfradbadt时间段内其余时刻不需要继续反馈。此外，单次反馈的比特数也可以适度增加以提高反馈精度，最终可以在降低系统总的反馈开销的前提下改善单次反馈性能。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种信道状态信息反馈方法，其特征在于，该方法包括 A、获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性參数； B、根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性參数确定反馈间隔，并反馈信道状态ィ目息; C、反馈间隔到时后，返回步骤a。
2.根据权利要求I所述的信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述时间相关性參数为信道平均相关矩阵距离CMD。
3.根据权利要求2所述的信道状态信息反馈方法，其特征在于，所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性參数确定反馈间隔为根据预先设置的时间相关性參数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。
4.根据权利要求3所述的信道状态信息反馈方法，其特征在干，为上ー个反馈间隔的平均CMD值U页设门限值D1和D2,以及反馈间隔Tpi和Tp2，其中，O < D1 < D2 < 1，I < Tplく Tp2， 所述根据当前时刻与前一时刻信道的时间相关性參数确定反馈间隔为 Oく Jlast く/),时，取反馈间隔为I ; D1 <Ist く D2时，取反馈间隔为Tpi ； D2 < Jlast SI时，取反馈间隔为Tp20
5.根据权利要求I至4任一项所述的信道状态信息反馈方法，其特征在于，该方法还包括对ー个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。
6.一种信道状态信息反馈装置，其特征在于，该装置包括时间相关性參数获取单元、反馈间隔确定单元、信道状态信息反馈单元；其中， 所述时间相关性參数获取单元，用于获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性參数； 所述反馈间隔确定单元，用于根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性參数确定反馈间隔； 所述信道状态信息反馈单元，用于在反馈间隔确定单元确定反馈间隔后，反馈信道状态ィ目息。
7.根据权利要求6所述的信道状态信息反馈装置，其特征在干，所述时间相关性參数获取单元获取的时间相关性參数为信道CMD。
8.根据权利要求7所述的信道状态信息反馈装置，其特征在于，所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性參数确定反馈间隔为根据预先设置的时间相关性參数与反馈间隔的对应关系来确定反馈间隔。
9.根据权利要求8所述的信道状态信息反馈装置，其特征在于，为上一个反馈间隔的平均CMD值U页设门限值D1和D2,以及反馈间隔Tpi和Tp2，其中，O < D1 < D2 < 1，I < Tplく Tp2， 所述反馈间隔确定单元根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性參数确定反馈间隔为 OS Jlast SjD1W，取反馈间隔为I;D1 <Ist S D2时，取反馈间隔为Tpi ； D2 < Jlast SI时，取反馈间隔为TP2。
10.根据权利要求6至9任一项所述的信道状态信息反馈装置，其特征在于，该装置还包括反馈比特数调整单元，用于对ー个完整的反馈间隔内的反馈比特数进行调整。
全文摘要
本发明公开了一种信道状态信息反馈方法，包括获取当前时刻信道与前一时刻信道的时间相关性参数；根据所述当前时刻与前一时刻信道的时间相关性参数确定反馈间隔，并反馈信道状态信息，反馈间隔到时候，再进行下一次反馈。本发明还相应地公开了一种信道状态信息反馈装置。本发明通过引入信道的时间特性，根据信道时间相关性的大小来选择不同反馈间隔，从而能够在下行信道状态相近的情况下减少反馈次数，节省系统资源，减少反馈开销。另外，本发明在每个反馈间隔内还可单独调整反馈比特分配数，从而能够更加有效地减小反馈开销。
文档编号H04L1/16GK102780547SQ20111012134
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者姜静, 张力 申请人:中兴通讯股份有限公司