多天线系统中的信道信息上报、下行数据传输方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了多天线系统中的信道信息上报、下行数据传输方法和装置。该上报方法包括：通过测量下行参考信号，计算信道矩阵的最大特征向量；预先将基站上的多天线划分到多个不同的组，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的时频资源，承载在相同组的天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，但正交码不同；计算最大特征向量分别与预先确定的子空间(当将基站上的多天线划分到多个不同的组时，由各组内的天线构成的子空间)之间的夹角，从中查找到最小夹角；判断最小夹角是否小于或等于第一预设门限值；如果是，将构成最小夹角的子空间作为特征子空间上报给基站。根据本发明实施例，保证减少基站的运算量以及减小基站处理复杂度。
【专利说明】多天线系统中的信道信息上报、下行数据传输方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，特别是涉及多天线系统中的信道信息上报、下行数据 传输方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信需求的增加，为了提升频谱效率和增加系统容量，可以在无线通信 系统中引入多天线技术。在LTE R12版本之前，基站的天线端口数目最多为8个。而在大 规模天线技术中，与传统的2天线或8天线相比，其天线数目可高达到64或128个。
[0003] 在多天线技术（包括大规模天线技术）中，基站需要先确定各终端的下行数据的 传输方案，如，使用几个码字（code word)、使用哪个码本对下行数据进行预编码处理、以及 调度哪些时频资源传输下行数据等，然后再根据确定的传输方式向各终端传输相应的下行 数据。
[0004] 通常，基站根据终端上报的信道信息确定下行数据的传输方案：基站先向终端发 送下行参考信号（即，导频信号），终端接收到下行参考信号后，基于下行参考信号测量下 行信道，并根据自身的处理算法向基站上报下行链路所能支持的数据流数（即，秩指示） (Rank Indication，RI)和预编码矩阵指不（Pre-coding Matrix Indication，PMI)。以 便基站可以根据PMI的指示从预先存储的码本矩阵中找到对应的码本，并利用该码本对下 行数据进行预编码处理。同时，终端还需要向基站上报信道质量信息（Channel Quality Indicator, CQI)或信道状态信息（Channel State Information, CSI) 〇
[0005] 如果基站需要向多个不同的终端发送下行数据，其还需要确定多个不同的终端的 下行数据是各自占用不同的时频资源，还是共同占用相同的时频资源。对于多个不同的终 端的下行数据共同占用相同的时频资源的情况，基站还必须要保证多个不同的终端的下行 数据在传输空间上互不相关。目前，在确定最终的下行数据传输方案过程中，如果想要保证 多个不同的终端的下行数据在传输空间上互不相关，基站要经过复杂的运算和处理。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了多天线系统中的信道信息上报、下 行数据传输方法和装置，以保证在基站确定最终的下行数据传输方案过程中，减少运算量 以及减小处理复杂度。
[0007] 本发明实施例公开了如下技术方案：
[0008] -种多天线系统中的信道信息上报方法，所述方法包括：
[0009] a0)、通过测量下行参考信号，计算信道矩阵的最大特征向量；其中，将基站上的多 天线划分到多个不同的组，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的时频资源， 承载在相同组的天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，且使用的正交码不同；
[0010] a)、计算所述最大特征向量分别与预先确定的子空间之间的夹角，并从中查找到 最小夹角，所述预先确定的子空间为当将基站上的多天线划分到多个不同的组时，由各组 内的天线构成的子空间；
[0011] b)、判断所述最小夹角是否小于或等于第一预设门限值；
[0012] c)、如果所述最小夹角小于或等于第一预设门限值，将构成所述最小夹角的子空 间作为特征子空间，向基站上报所述特征子空间。
[0013] 一种多天线系统中的信道信息上报装置，所述装置包括：
[0014] 测量单元，用于通过测量下行参考信号，计算信道矩阵的最大特征向量；其中，将 基站上的多天线划分到多个不同的组，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的 时频资源，承载在相同组的天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，且使用的正交码 不同；
[0015] 计算单元，用于计算信道矩阵的最大特征向量分别与预先确定的子空间之间夹 角，并从中查找到最小夹角；所述预先确定的子空间为当将基站上的多天线划分到多个不 同的组时，由各组内的天线构成的子空间；
[0016] 判断单元，用于判断所述最小夹角是否小于或等于第一预设门限值；
[0017] 第一上报单元，用于如果所述判断单元的判断结果为是，将构成所述最小夹角的 子空间作为特征子空间，向基站上报所述特征子空间。
[0018] -种多天线系统中的下行数据传输方法，所述方法包括：
[0019] a)、接收各终端上报的特征子空间；
[0020] b)、根据各终端上报的特征子空间，将特征子空间各不相同的终端的下行数据承 载在相同的时频资源上进行传输，将特征子空间相同的终端的下行数据承载在不同的时频 资源上进行传输。
[0021] 一种多天线系统中的下行数据传输装置，所述装置还包括：
[0022] 第一接收单元，用于接收各终端上报的特征子空间；
[0023] 传输单元，用于根据各终端上报的特征子空间，将特征子空间各不相同的终端的 下行数据承载在相同的时频资源上进行传输，将特征子空间相同的终端的下行数据承载在 不同的时频资源上进行传输。
[0024] 由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0025] 预先将基站上的多天线划分到多个不同的组中，各组内的天线分别构成一个子空 间。其中，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的时频资源，承载在相同组的天 线上的下行参考信号占用相同的时频资源，且使用的正交码不同。在终端侧，确定与最大特 征向量间的夹角最小的一个子空间作为特征子空间，并上报给基站。在基站侧，直接根据特 征子空间确定传输方式：将特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在相同的时频资源 上进行传输，将特征子空间相同的终端的下行数据承载在不同的时频资源上进行传输，这 样就可以保证多个不同的终端的下行数据在传输空间上互不相关。无需基站进行复杂的运 算和处理，减少了运算量以及减小了处理复杂度。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 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。
[0027] 图1为本发明提供的一种多天线系统中的信道信息上报方法的一个实施例的流 程图；
[0028] 图2为本发明中一种16天线的分组示意图；
[0029] 图3为本发明中一种64天线的分组示意图；
[0030] 图4为本发明中一种二维子空间与二维最大特征向量的几何示意图；
[0031] 图5为本发明中一种最大特征向量逆时针旋转的几何示意图；
[0032] 图6为本发明提供的一种多天线系统中的下行数据传输方法的一个实施例的流 程图；
[0033] 图7为本发明提供的一种多天线系统中的下行数据传输方法的另一个实施例的 流程图；
[0034] 图8为本发明提供的一种多天线系统中的信道信息上报装置的一个实施例的结 构图；
[0035] 图9为本发明提供的一种多天线系统中的信道信息上报装置的另一个实施例的 结构图；
[0036] 图10为本发明提供的一种多天线系统中的下行数据传输装置的一个实施例的结 构图；
[0037] 图11为本发明提供的一种多天线系统中的下行数据传输装置的另一个实施例的 结构图；
[0038] 图12为本发明提供的一种多天线系统中的下行数据传输装置的另一个实施例的 结构图；
[0039] 图13为本发明提供的一种多天线系统中的下行数据传输装置的另一个实施例的 结构图。
【具体实施方式】
[0040] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 实施例进行详细描述。
[0041] 方法实施例
[0042] 实施例一
[0043] 请参阅图1，其为本发明提供的一种多天线系统中的信道信息上报方法的一个实 施例的流程图，应用在终端侧，该方法包括以下步骤：
[0044] 步骤100 :通过测量下行参考信号，计算信道矩阵的最大特征向量；其中，将基站 上的多天线划分到多个不同的组，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的时频 资源，承载在相同组的天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，且使用的正交码不同。
[0045] 假设基站上共有16个天线，将16个天线划分到4个不同的组中，如图2所示。对 于组A来说，承载在组A的4个天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，但使用的正交 码不同。
[0046] 例如，4个天线可以采用的正交码如下所示：
[0047]
【权利要求】
1. 一种多天线系统中的信道信息上报方法，其特征在于，所述方法包括： aO)、通过测量下行参考信号，计算信道矩阵的最大特征向量；其中，将基站上的多天线 划分到多个不同的组，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的时频资源，承载 在相同组的天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，且使用的正交码不同； a) 、计算所述最大特征向量分别与预先确定的子空间之间的夹角，并从中查找到最小 夹角，所述预先确定的子空间为当将基站上的多天线划分到多个不同的组时，由各组内的 天线构成的子空间； b) 、判断所述最小夹角是否小于或等于第一预设门限值； c) 、如果所述最小夹角小于或等于第一预设门限值，将构成所述最小夹角的子空间作 为特征子空间，向基站上报所述特征子空间。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： d) 、如果所述最小夹角大于第一预设门限值，将所述最大特征向量进行至少一次线性 变换，每线性变换一次就重新执行一次步骤a和b，直到所述最小夹角小于或等于第一预设 门限值即停止线性变换； 则步骤a具体为：计算线性变换后的最大特征向量分别与预先确定的子空间之间的夹 角，并从中查找到最小夹角。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： e) 、向基站上报所述最大特征向量，或者线性变换后的最大特征向量和线性变换次数。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： f) 、在执行步骤e之前，将所述最大特征向量在所述特征子空间上进行投影，获得所述 最大特征向量的投影向量； 则步骤e具体为： 向基站上报所述投影向量。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： g) 、在执行步骤e之前，将所述最大特征向量进行量化，获得所述最大特征向量的量化 向量； 则步骤e具体为： 向基站上报所述量化向量。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： h) 、在执行步骤e之前，将所述投影向量进行量化； 则步骤e具体为： 向基站上报量化后的投影向量。
7. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： i) 、根据所述最大特征向量确定预编码矩阵指示PMI，向基站上报所述PMI。
8. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： j) 、在确定信道状态信息CSI或信道质量信息CQI后，向基站上报所述CSI或CQI。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设门限值为：90° Λ2Χ线性 变换次数+2)。
10. -种多天线系统中的下行数据传输方法，其特征在于，所述方法包括： a) 、接收各终端上报的特征子空间； b) 、根据各终端上报的特征子空间，将特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在 相同的时频资源上进行传输，将特征子空间相同的终端的下行数据承载在不同的时频资源 上进行传输。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： c) 、接收各终端上报的最大特征向量，或者线性变换后的最大特征向量和线性变换次 数； d) 、根据所述最大特征向量确定PMI，或者，先根据所述线性变换次数将所述线性变 换后的最大特征向量进行逆变换，获得所述最大特征向量，再根据所述最大特征向量确定 PMI，以便根据PMI确定用于对下行数据进行预编码的码本。
12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： e) 、在执行步骤b之前，接收各终端上报的CSI或CQI ; f) 、针对特征子空间各不相同的终端，判断每两个所述终端的CSI或CQI之间的差值是 否小于或等于第二预设门限值； 则步骤b中将特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在相同的时频资源上进行 传输具体为： 针对特征子空间各不相同的终端，如果每两个所述终端的CSI或CQI之间的差值小于 或等于第二预设门限值，将所述特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在相同的时频 资源上进行传输。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： g) 、执行步骤b之前，针对特征子空间各不相同的终端，如果每两个所述终端的CSI或 CQI之间的差值大于第二预设门限值，从特征子空间各不相同的终端中过滤掉至少一个终 端，以使得在过滤后的特征子空间各不相同的终端中，每两个终端的CSI或CQI之间的差值 是否小于或等于第二预设门限值； 则步骤b中将特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在相同的时频资源上进行 传输具体为： 将过滤后的特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在相同的时频资源上进行传 输。
14. 一种多天线系统中的信道信息上报装置，其特征在于，所述装置包括： 测量单元，用于通过测量下行参考信号，计算信道矩阵的最大特征向量；其中，将基站 上的多天线划分到多个不同的组，承载在不同组的天线上的下行参考信号占用不同的时 频资源，承载在相同组的天线上的下行参考信号占用相同的时频资源，且使用的正交码不 同； 计算单元，用于计算信道矩阵的最大特征向量分别与预先确定的子空间之间夹角，并 从中查找到最小夹角；所述预先确定的子空间为当将基站上的多天线划分到多个不同的组 时，由各组内的天线构成的子空间； 判断单元，用于判断所述最小夹角是否小于或等于第一预设门限值； 第一上报单元，用于如果所述判断单元的判断结果为是，将构成所述最小夹角的子空 间作为特征子空间，向基站上报所述特征子空间。
15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 线性变换单元，用于如果所述判断单元的判断结果为否，将所述最大特征向量进行至 少一次线性变换，每线性变换一次就触发一次所述计算单元和所述判断单元，直到所述最 小夹角小于或等于第一预设门限值即停止线性变换； 则所述计算单元具体用于，计算线性变换后的最大特征向量分别与预先确定的子空间 之间的夹角，并从中查找到最小夹角。
16. 根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第二上报单元，用于向基站上报所述最大特征向量，或者线性变换后的最大特征向量 和线性变换次数。
17. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 投影单元，用于在所述第二上报单元向基站上报所述最大特征向量之前，将所述最大 特征向量在所述特征子空间上进行投影，获得所述最大特征向量的投影向量； 则所述第二上报单元具体用于，向基站上报所述投影向量。
18. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第一量化单元，用于在所述第二上报单元向基站上报所述最大特征向量之前，将所述 最大特征向量进行量化，获得所述最大特征向量的量化向量； 则所述第二上报单元具体用于，向基站上报所述量化向量。
19. 根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第二量化单元，用于在所述第二上报单元向基站上报所述投影向量之前，将所述投影 向量进行量化； 则所述第二上报单元具体用于，向基站上报量化后的投影向量。
20. 根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三上报单元， 用于根据所述最大特征向量确定RI和PMI，向基站上报所述RI和PMI。
21. 根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第四上报单元，用于在确定信道状态信息CSI或信道质量信息CQI后，向基站上报所述 CSI 或 CQI。
22. 根据权利要求14所述的装置，其特征自傲与，所述预设的门限值为：90° Λ2Χ线 性变换次数+2)。
23. -种多天线系统中的下行数据传输装置，其特征在于，所述装置还包括： 第一接收单元，用于接收各终端上报的特征子空间； 传输单元，用于根据各终端上报的特征子空间，将特征子空间各不相同的终端的下行 数据承载在相同的时频资源上进行传输，将特征子空间相同的终端的下行数据承载在不同 的时频资源上进行传输。
24. 根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第二接收单元，用于接收各终端上报的最大特征向量，或者线性变换后的最大特征向 量和线性变换次数； 码本确定单元，用于根据所述最大特征向量确定PMI，或者，先根据所述线性变换次数 将所述线性变换后的最大特征向量进行逆变换，获得所述最大特征向量，再根据所述最大 特征向量确定PMI，以便根据PMI确定用于对下行数据进行预编码的码本。
25. 根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 第三接收单元，用于在传输单元传输下行数据之前，接收各终端上报的CSI或CQI ; 判断单元，用于针对特征子空间各不相同的终端，判断每两个所述终端的CSI或CQI之 间的差值是否小于或等于第二预设门限值； 则所述传输单元具体用于，针对特征子空间各不相同的终端，如果每两个所述终端的 CSI或CQI之间的差值小于或等于第二预设门限值，将所述特征子空间各不相同的终端的 下行数据承载在相同的时频资源上进行传输。
26. 根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 过滤单元，用于在传输单元传输下行数据之前，针对特征子空间各不相同的终端，如果 每两个所述终端的CSI或CQI之间的差值大于第二预设门限值，从特征子空间各不相同的 终端中过滤掉至少一个终端，以使得在过滤后的特征子空间各不相同的终端中，每两个终 端的CSI或CQI之间的差值是否小于或等于第二预设门限值； 则所述传输单元具体用于，将过滤后的特征子空间各不相同的终端的下行数据承载在 相同的时频资源上进行传输。
【文档编号】H04B7/06GK104092517SQ201410371223
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张元雨, 姜韬, 朱宇霞 申请人:北京北方烽火科技有限公司