信道状态信息的反馈方法和装置、及信息传输方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信工程领域，并且特别地，涉及一种信道状态信息的反馈方法 和装置、及信息传输方法和装置。
【背景技术】
[0002] 长期演进（Long Term Evolution,简称为LTE)Rel_8系统引入了闭环预编码技术 提高频谱效率。闭环预编码首先要求在基站和终端都保存同一个预编码矩阵的集合，称为 码本。
[0003] 为了获得信道信息，LTE Rel-8系统中终端接收小区公共导频并进行信道估计。 LTE-A Rel-IO系统中终端接收CSI-RS并进行信道估计。估计出信道信息后，按一定准则从 码本中选出一个预编码矩阵。选取的准则可以是最大化互信息量、最大化输出信干噪比等。 终端将选出的预编码矩阵在码本中的索引通过上行信道反馈到基站，该索引记为预编码矩 阵索引（Precoding Matrix Indicator,简称为PMI)。基站由收到的索引值就可以确定对 该终端应使用的预编码矩阵。终端上报的预编码矩阵可以看作是信道状态信息的量化值。
[0004] 除了 PMI之外终端还会上报秩指示信息（Rank Indication，简称为RI)和信道质 量信息（Channel Quality Indication,简称为CQI，）。其中RI对应于空间复用传输的独立 数据流数目，即从基站到终端的空间信道最多可以支持的空间数据流数目由RI指示。CQI 用于衡量从基站到终端的信道质量，作为调制方式和编码速率选择的依据。LTE以及LTE-A 标准中基站向终端传输的一个数据块称为一个码字，在空间复用的情况下，基站最多可以 同时向终端传输两个码字，也可以只传输一个码字。一个码字的数据按照一定的规则映射 到一个或者多个空间数据流上。如果是两个码字的传输，则两个码字映射的总数据流数目 不应超过基站到终端的空间信道所最多能支持的数据流数目，该数目即通过终端上报的RI 获得。如果空间信道可以支持多个数据流的传输，即RI>1，则意味着基站到终端的传输为两 个码字的传输，终端将会分别计算这两个码字的CQI，并反馈给基站。
[0005] LTE以及LTE-A针对不同的数据流数目的传输设计了不同的码本，基站需要根据 终端反馈的RI确定数据流数目进而确定预编码矩阵应该从哪个码本中选择，PMI则用于指 示终端推荐的预编码矩阵在对应的码本中的索引。因此，终端向基站推荐的预编码矩阵由 终端反馈的RI和PMI联合确定。而CQI则对应于基站使用终端推荐的预编码矩阵的条件 下的信道质量信息。
[0006] 在现有蜂窝系统中，基站天线阵列一般呈水平排列，如图1和图2所示。基站发射 端波束仅能在水平方向进行调整，而垂直方向是固定的下倾角，因此各种波束赋形/预编 码技术等均是基于水平方向信道信息进行的。事实上，由于无线信号在空间中是三维传播 的，固定下倾角的方法不能使系统的性能达到最优。垂直方向的波束调整对于降低小区间 干扰，提高系统性能有着很重要的意义。随着天线技术的发展，业界已出现能够对每个阵子 独立控制的有源天线，如图3和图4所示。采用这种包括垂直维和水平维两维分布的天线 阵列，使得波束在垂直方向动态调整的3D-MM0成为可能。
[0007] FDD系统中要实现三维的波束赋形/预编码需要依靠终端上报的信道状态信息， 可以沿用LTE Rel-IO系统以来一直采用的基于CSI-RS测量基于码本反馈的方式。假设水 平维共包含Nh根天线，垂直维包含N v根天线，水平维相邻天线的间距为dH，垂直维相邻天线 的间距为dv，则二维天线阵列共包含N v · Nh根发送天线。假设接收端有Nk根接收天线。
[0008] 然而，实际的两维天线阵列的Nv · Nh值很大，比如Nh为4, Nv为10, Nv · Nh为40,采 用以上方式必然带来巨大的CSI-RS开销和巨大的CQI/PMI/RI选择的复杂度。
[0009] 为了节约CSI-RS开销和CQI/PMI/RI计算复杂度，只测量水平维的一行天线和垂 直维一列天线的信道，分别记做N kXNh维信道矩阵Hh，NkXNv维信道矩阵H v，设计两组分别 包含NHXrH维和NvXr v维码本，其中rH表示水平维Rank数，也即水平维预编码矩阵的列数， rH彡RH，RH=min (NK, Nh),其中rv表示垂直维Rank数，也即垂直维于编码矩阵的列数，rv彡R v, Rv=min (NK，Nv)。分别计算垂直维和水平维采用码本中各预编码矩阵后的吞吐量，对应于最 大吞吐量的预编码矩阵所对应的r值确定为RI值(水平RI为r H，垂直RI为rv)，对应于最大 吞吐量的预编码矩阵所对应的码本索引为PMI值(水平信道状态信息的预编码矩阵(水平 预编码矩阵）为W h，水平预编码矩阵在码本中的索引记为PMIh，Wh和PMIh -一对应，垂直维 信道状态信息的预编码矩阵为WV，垂直维预编码矩阵在码本中的索引记为PMIV，W v和PMIv 一一对应)，相应的CQI值(水平信道状态信息的CQI (水平CQI)记为CQIh，垂直信道状态信 息的 CQi (垂直 CqdescqivX
[0010] 考虑到实际传输中将同时使用水平维和垂直维天线，垂直维RI或水平维RI并不 对应于实际传输的数据流数，而是终端假设发送端仅采用垂直维或水平维天线传输时所推 荐使用的数据流数，其值对应于垂直维或水平维预编码矩阵的列数。在实际传输中，同时使 用水平维和垂直维天线时所使用的数据流数才是传统意义的RI值，这里将其称为整体RI 值。
[0011] 类似地，垂直维或水平维预编码也是终端假设发送端仅采用垂直维或水平维天线 传输时所推荐使用的预编码矩阵。在实际传输中，同时使用水平维和垂直维天线时所使用 的预编码矩阵应为N h · NvXr11维的，此预编码矩阵可以根据垂直维预编码矩阵和水平维预 编码矩阵处理得到，这里将其称为整体预编码矩阵。
[0012] 类似地，垂直CQI或水平CQI也并不对应实际传输中的信道质量指示，而是终端假 设发送端仅采用垂直维或水平维天线传输且使用所推荐的垂直维预编码矩阵或水平维预 编码矩阵时的信道质量。在实际传输中，同时使用水平维和垂直维天线时使用整体预编码 矩阵的信道质量信息称为整体CQI。
[0013] 现有技术中确定整体RI的算法是令rT=rvXr H，其中rv是垂直信道状态信息中的 RI，rH是水平信道状态信息中的RI。基站接收到终端所反馈的水平和垂直维RI后确定整 体RI，并根据垂直和水平维的CQI确定整体CQI。
[0014] 该方法的问题在于，计算出的整体RI可能会大于空间信道实际能传输的独立数 据流数目，导致传输效率低下，而通过垂直维和水平维的CQI也很难准确确定整体CQI。
[0015] 针对相关技术中计算出的整体RI不够准确，导致传输效率受到不良影响的问题， 目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0016] 针对相关技术中计算出的整体RI不够准确，导致传输效率受到不良影响的问题， 本发明提出一种信道状态信息的反馈方法和装置、及信息传输方法和装置，能够避免直接 将垂直信道状态信息中的RI与水平信道状态信息中的RI之积直接确定为整体RI，而是 通过多次导频测算得到适当的信道状态信息并上报，有助于提高后续数据传输的效率和质 量。
[0017] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0018] 根据本发明的第一个方面，提供了一种信道状态信息的反馈方法。
[0019] 该方法包括：接收第一导频信号并进行信道估计，得到第一信道估计值，接收第二 导频信号并进行信道估计，得到第二信道估计值；确定第一信道状