专利名称：信道状态信息反馈方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及无线通信，具体涉及ー种用于在时分双エTDD系统中反馈下行链路信道状态信息CSI的方法及相应的用户设备。
背景技术：
在无线蜂窝通信系统中，通过使用线性MET预编码能够实现下行链路传输的近最优高频谱效率。在实际应用中，在频率重用因子是1的情况下，下行链路传输具有小区间干扰。由于传统的MET设计没有考虑到干扰，因此将会恶化下行链路传输性能。在LTE-A中，信道互易性是TDD系统中有效控制多天线系统的重要特征。3GPP R1-090042首先提出了一种用于下行链路MET预编码设计的基于TDD互易性的干扰辅助信息反馈。具体而言，在3GPP R1-090042中，提出了可以将具有Ω_1/2ポ皿形式的用户设备侧干扰统计量的下行链路CSI反馈到演进的Node-B (eNB)，其中Ω是UE侧下行链路干扰加性噪声的协方差矩阵，Hm是下行链路物理信道响应。然后，eNB通过将上行链路參考信号 (Refference Signal, RS)预编码为Ω_1/2 · Hdl · ρ来实现反馈，其中ρ为上行链路RS，从而无需上行链路方向的显性信道反馈。通常，由于上行导频信号资源是有限的，3GPP R1-090042中将用户设备侧检测到的完整的协方差矩阵反馈给eNB，会消耗大量上行导频信号资源。本发明中提出了ー种下行链路信道状态信息CSI的反馈方案，可以更加有效地利用上行导频信号资源，从而实现更优的下行链路MET预编码性能。
发明内容
本发明的一方面提出了ー种用于在时分双エTDD系统中的用户设备处反馈下行链路信道状态信息CSI的方法，其中，所述CSI表示下行链路干扰和加性噪声，所述方法包括以下步骤接收来自基站的信号；根据接收到的信号获得下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω ；根据下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω和下行链路信道响应HDL获得基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u ；根据下行链路干扰加性噪声的协方差矩阵Ω和所述空间子信道响应u获得下行链路CSI ；以及反馈下行链路CSI给基站。根据本发明的优选实施例，反馈下行链路CSI给基站的步骤包括根据所述下行链路CSI，对上行链路參考信号进行线性预编码，并反馈线性预编码的输出。根据本发明的优选实施例，，所述基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u是与矩阵Ω_1/2·Ηι中的ー个或多个最大特征值相对应的左特征矢量与Ω_1/2·Ηι 中的对角特征值矩阵的平方根的乘积。根据本发明的优选实施例，所述下行链路CSI是wopt = Uh · Ω _1/2，其中，H表示矩阵的共轭转置。根据本发明的优选实施例，响应于用户设备反馈下行链路CSI反馈给基站，基站接收到的信号为
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其中，！V表示上行链路信道响应，T表示矩阵的转置，P是MXM的上行链路參考信号，M是用户设备处的天线数目，η是基站的环境噪声，第二等式基于TDD系统关于下行链路-上行链路信道互易性的定义。根据本发明的优选实施例，所述接收到的信号是线性下行链路预编码的输出。根据本发明的优选实施例，所述线性下行链路预编码是多用户特征值传输预编码。根据本发明的优选实施例，所述下行链路信道响应H11是由用户设备測量得到的。本发明的另一方面提出了一种用户设备，用于在时分双エTDD系统中反馈下行链路信道状态信息CSI，其中，所述CSI表示下行链路干扰和加性噪声，所述基站包括接收单元，配置用于接收来自基站的信号；计算単元，下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω 获得单元，配置用于根据接收到的信号获得下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω ；根据下行链路干扰加性噪声的协方差矩阵Ω和下行链路信道响应Hm获得基于奇异值分解 SVD的干扰白化后的空间子信道响应U，以及根据下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵 Ω和基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u获得CSI ；以及反馈单元，用于将CSI反馈给基站。本发明提出了ー种下行链路信道状态信息CSI的反馈方案，能够降低下行链路干扰和噪声的反馈量，从而可以更高效地利用有限的上行导频信号资源。针对各种线性下行链路多用户多天线预编码方案，比如MET预编码方案，这种有效的改进能够直接转化为更优的下行链路传输性能。
通过下面结合
本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中图1示出了本发明应用于其中的TDD系统的基本架构的示意图；图2示出了根据本发明实施例的用于TDD系统的CSI反馈方案的原理；图3示出了根据本发明实施例的CSI反馈方法的流程图；图4示出了根据本发明实施例的基站的结构框图。
具体实施例方式下面将说明本发明的多种实施例。随后的说明提供了对这些实施例的全面理解的详细细节。但是，本领域的技术人员应当了解，无需ー些所述细节也可以实施本发明。此外， 可能不会示出或详细说明ー些公知的结构或者功能，以免不必要地使本发明多种实施例的相关说明不清楚。图1示出了本发明应用于其中的TDD系统的基本架构的示意图。假设该TDD系统包括基站10、位于基站10覆盖区域内的用户设备20以及基站10的相邻基站，其中在基站 10处具有4个天线，在用户设备20处具有2个天线。也就是说，图1所示的TDD系统是ー 个4X2的TDD MIMO系统。基站10向用户设备20发送4X 1的信号ν 00，ν (χ)是线性下行链路MuMIMO预编码器的输出，则用户设备20接收到的信号为y = HdlV (χ)+J(1)其中，y是2X 1的向量，！V是2X4的下行链路信道矩阵，χ是要从基站10发送到用户设备20的1 X 1的符号，以及J表示2Χ 1的下行链路干扰和加性环境噪声，并且符合均值为零、协方差为Ω的高斯分布，即J Ν(0，Ω)。由此可见，在下行链路中，用户设备20很容易受到下行链路干扰(例如来自图1 所示的基站10的相邻基站的较强的干扰)和环境噪声的影响。因此，对于用户设备而言， 向基站报告下行链路信道状态信息以用于基站处的线性下行链路MuMIMO预编码是非常有必要的。在本发明中，将以图1所示的4X2的物理MIMO信道仅传输单个数据流为基础进行描述，这样用户设备处的线性接收机的剰余能力可用于干扰抑制。图2示出了根据本发明实施例的用于TDD系统的CSI反馈方案的原理，其中该TDD 系统包括具有4个天线的基站和具有2个天线的用户设备，即，该TDD系统为4X2的TDD MIMO系统，其中Ω是下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵，Hi1表示下行链路信道响应。这里，假设V(X) = V · χ是基站处的线性下行链路MuMIMO预编码器的输出，其中 V是4X1的线性预编码矢量。在这种情况下，用户设备通常采用线性最小均方差(LMMSm 接收机，该接收机能够最大化所有线性接收机中的信干噪比(SINI )。χ的LMMSE解调被表
不为
权利要求
1.ー种用于在时分双エTDD系统中的用户设备处反馈下行链路信道状态信息CSI的方法，其中，所述CSI表示下行链路干扰和加性噪声，所述方法包括以下步骤接收来自基站的信号；根据接收到的信号获得下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵ω ； 根据下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω和下行链路信道响应Hi1获得基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u ；根据下行链路干扰加性噪声的协方差矩阵Ω和所述空间子信道响应u获得下行链路 CSI ；以及反馈下行链路CSI给基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，反馈下行链路CSI给基站的步骤包括根据所述下行链路CSI，对上行链路參考信号进行线性预编码，并反馈线性预编码的输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u是与矩阵Ω _1/2 · Hdl中的ー个或多个最大特征值相对应的左特征矢量与 Ω"172 · Hdl中的对角特征值矩阵的平方根的乘积。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述下行链路CSI是 、t = uH· Ω-1/2,其中，H表示矩阵的共轭转置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，响应于用户设备反馈下行链路CSI反馈给基站， 基站接收到的信号为y = hUL ■ woP, - ρ+ ηニ Htdl-W opt ·ρ + η其中，Hm表示上行链路信道响应，T表示矩阵的转置，ρ是MXM的上行链路參考信号，M 是用户设备处的天线数目，η是基站的环境噪声，第二等式基于TDD系统关于下行链路-上行链路信道互易性的定义。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述接收到的信号是线性下行链路预编码的输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述线性下行链路预编码是多用户特征值传输预编码。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述下行链路信道响应H11是由用户设备测量得到的。
9.一种用户设备，用于在时分双エTDD系统中反馈下行链路信道状态信息CSI，其中， 所述CSI表示下行链路干扰和加性噪声，所述基站包括接收单元，配置用于接收来自基站的信号；计算单元，配置用于根据接收到的信号获得下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵 Ω ；根据下行链路干扰加性噪声的协方差矩阵Ω和下行链路信道响应Hm获得基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u，以及根据下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω和基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u获得CSI ；以及反馈单元，用于将CSI反馈给基站。
10.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述反馈単元包括 预编码単元，配置用于根据CSI对上行链路參考信号进行预编码；以及发送单元，配置用于将预编码的结果发送给基站。
11.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u是与矩阵Ω_1/2 · Hdl中的ー个或几个最大特征值相对应的左特征矢量与 Ω"172 · Hdl中的对角特征值矩阵的平方根的乘积。
12.根据权利要求11所述的用户设备，其中，所述下行链路CSI是 、t = uH· Ω-1/2,其中，H表示矩阵的共轭转置。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的用户设备，其中，所述接收到的信号是线性下行链路预编码的输出。
14.根据权利要求13所述的用户设备，其中，所述线性下行链路预编码是多用户特征值传输预编码。
15.根据权利要求9-12中任一项所述的用户设备，其中，所述下行链路信道响应H11是由用户设备測量得到的。
全文摘要
一种用于在时分双工TDD系统中反馈下行链路信道状态信息CSI的方法，其中，所述CSI表示下行链路干扰和加性噪声，所述方法包括以下步骤接收来自基站的信号；根据接收到的信号获得下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω；根据下行链路干扰和加性噪声的协方差矩阵Ω和下行链路信道响应HDL获得基于奇异值分解SVD的干扰白化后的空间子信道响应u；根据下行链路干扰加性噪声的协方差矩阵Ω和所述空间子信道响应u获得下行链路CSI；以及反馈下行链路CSI给基站。与现有技术相比较，本发明中的方法降低了下行链路干扰和噪声的反馈量，可以更高效地利用有限的上行导频信号资源。针对各种线性下行链路多用户多天线预编码方案，比如MET预编码方案，这种有效的改进能够直接转化为更优的下行链路传输性能。
文档编号H04L1/06GK102594491SQ201110020828
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者石璟, 陆犇 申请人:上海贝尔股份有限公司