一种无线通信方法、基站及终端与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线通信方法、基站及终端。

背景技术：

随着通信技术的发展，长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统引入了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)技术。MIMO技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收的通信技术，能够充分利用空间资源，在不增加频谱资源和天线功率的情况下，可以成倍地提高提醒信道容量，改善通信质量。

在采用频分双工(Frequency Division Duplexing，简称FDD)的多天线通信系统中，以LTE中的传输模式4为例，现有的无线通信方法大致如下：演进型基站(Evolved Node B，简称eNB)在所有发射天线上发送下行导频符号，用户设备(User Equipment，简称UE)通过接收天线接收下行导频符号，根据下行导频符号对eNB到UE之间的信道进行信道估计，按照预设优化准则从预编码码本中选择与当前信道条件最为匹配的预编码矩阵，通过反馈链路将预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，简称PMI)反馈给eNB，eNB接收PMI之后，以PMI为参考选择预编码码本，对下行数据符号进行预编码处理。

为了获取天线增益，eNB通常采用多个发射天线发送导频符号，大量的导频符号造成导频开销很大。同时，eNB根据PMI选取预编码矩阵时，由于现有无线通信协议定义的预编码矩阵的数量有限，上述预编码矩阵与真实信道的主特征向量之间往往存在比较显著的误差，量化精度较低。

技术实现要素：

本发明提供了一种无线通信方法、基站以及终端，能够降低导频开销，并且能够提高下行数据的波束赋形精度。

本实施例第一方面提供一种无线通信方法。该无线通信方法包括：基站获取公共导频序列，在导频子帧上使用导频加权矩阵对该公共导频序列中的公共导频符号进行加权，得到目标导频符号，该目标导频符号是指用于发射的下行导频符号。基站将目标导频符号发送给终端，终端根据该目标导频符号计算得到信道信息，然后将信道信息反馈给基站。基站根据信道信息和导频加权矩阵确定数据信道赋形矩阵，根据数据信道赋形矩阵将数据符号进行加权得到下行发射数据符号，将下行发射数据符号发送给终端。基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编码矩阵指示，通过控制信令将第一预编码矩阵指示发送给终端，终端利用第一预编码矩阵指示对下行发射数据符号进行解调。其中，导频加权矩阵与导频子帧一一对应，导频加权矩阵的行数等于基站的物理天线端口数，导频加权矩阵的列数等于公共导频序列的序列数，且小于基站的物理天线端口数。

按照这种实施方式，由于导频加权矩阵的列数小于导频加权矩阵的行数，利用导频加权矩阵对公共导频序列进行加权，实际上是生成了一个包含新的导频符号的目标导频序列，该目标导频序列中导频符号的数量少于公共导频序列包含的导频符号的数量。可见，本实施例减少了基站需要发送的下行导频符号，因此能够降低基站的导频开销。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，信道信息包括第二预编码矩阵指示、秩指示以及信道质量指示。基站根据信道信息确定数据信道赋形矩阵具体可以通过以下方式实现：基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行计算得到信道相关矩阵，然后将信道相关矩阵进行奇异值分解得到由右奇异向量构成的向量矩阵，再从向量矩阵中选取若干列向量生成数据信道赋形矩阵。其中，信道相关矩阵为N_T×N_T复矩阵，N_T为基站的物理天线端口数。列向量的数量不大于秩指示的值。

按照这种实施方式，基站可以根据终端反馈的PMI、RI以及CQI获取数据信道赋形矩阵，然后利用数据信道赋形矩阵对下行数据符号进行波束赋形，达到改善通信质量的效果。

结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示，进行计算得到信道相关矩阵具体可以通过以下方式实现：

(1)基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行阿尔法滤波计算，得到信道相关矩阵。

(2)基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行有限长单元冲激响应滤波计算，得到信道相关矩阵。

(3)基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行滑窗平均计算，得到信道相关矩阵。

可见，基站可以通过多种方式计算得到信道相关矩阵。

结合第一方面的第一种实施方式或第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，基站根据数据信道赋形矩阵，将数据符号进行加权得到下行发射数据符号具体可以通过以下方式实现：基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵计算第一预编码矩阵，然后使用第一预编码矩阵对数据符号进行预编码，再使用导频加权矩阵对预编码后的数据符号进行加权得到下行发射数据符号。其中，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积。当信道的秩为1时，数据信道赋形矩阵为数据信道赋形向量。

按照这种实施方式，基站只需要在现有技术的基础上，将预编码后的数据符号利用导频加权矩阵进行加权，就可以实现利用数据信道赋形矩阵对数据符号进行波束赋形的目的，具有良好的可行性。

结合第一方面的第一种实施方式或第二种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编码矩阵指示具体可以通过以下方式实现：基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵计算第一预编码矩阵，确定第一预编码矩阵对应的预编码矩阵指示为第一预编码矩阵指示。其中，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积。

按照这种实现方式，基站可以获取第一预编码矩阵指示，然后将第一预编码矩阵指示发送给终端，终端可以根据第一预编码矩阵指示解调下行发射数据符号。

本实施例的第二方面提供一种无线通信方法。该无线通信方法包括：终端接收基站在导频子帧上发送的目标导频符号，再根据在导频子帧上接收的目标导频符号，对基站到终端之间的下行信道进行信道估计，目标导频符号由基站使用导频加权矩阵对公共导频序列中的公共导频符号加权所得。然后，终端根据导频子帧的信道估计结果获取信道信息，将信道信息发送给基站。基站根据信道信息确定数据信道赋形矩阵，利用数据信道赋形矩阵对数据符号进行加权得到下行发射数据符号。基站还可以根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编矩阵指示。基站获取下行发射数据符号以及第一预编矩阵指示之后，将下行发射数据符号以及第一预编码矩阵指示发送给终端。终端可以根据第一预编码矩阵指示，对下行发射数据符号进行解调。

本实施例第三方面提供一种基站，具有实现第一方面提供的无线通信方法中基站的功能，上述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

本实施例第四方面提供一种终端，具有实现第二方面提供的无线通信方法中终端的功能，上述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

从以上实施例可以看出，本发明实施例具有以下优点：

基站可以将现有的公共导频序列经过导频加权矩阵加权变换为目标导频序列，由于导频加权矩阵的列数小于导频加权矩阵的行数，因此目标导频序列包含的导频符号少于公共导频序列包含的符号，因此能够降低导频开销。与现有技术中根据PMI选取预编码矩阵相比，本实施例中基站还可以接收终端反馈的信道信息计算数据信道赋形矩阵，数据信道赋形矩阵几乎没有量化精度的损失，因此利用数据信道赋形矩阵对下行数据进行波束赋形时，能够提高波束赋形的精度，进一步改善通信质量。

附图说明

图1为现有技术中无线通信方法的一个流程示意图；

图2为本发明实施例中无线通信方法的一个流程示意图；

图3为本发明实施例中无线通信方法的一个流程示意图；

图4为本发明实施例中无线通信方法的一个流程示意图；

图5为本发明实施例中基站的一个示意图；

图6为本发明实施例中基站的一个示意图；

图7为本发明实施例中终端的一个示意图；

图8为本发明实施例中基站的另一个示意图；

图9为本发明实施例中终端的另一个示意图。

具体实施方式

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面首先对本发明中无线通信方法的应用环境进行介绍：

基站是指在接入网的空中接口上通过一个或多个小区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与网际协议(Internel Protocol，简称IP)分组进行相互转换，作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括IP网络。基站还可协调空中接口的属性管理。例如，基站可以是LTE中的eNB(也称为NodeB或e-NodeB)，或是LTE的后续演进系统的演进型基站，本发明对此并不作限定。

终端，指的是向用户提供语音和/或数据连通性的设备，包括无线终端或有线终端。无线终端可以是具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备，经无线接入网(Radio Access Network，简称RAN)与一个或多个核心网进行通信的移动终端。例如，无线终端可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机。又如，无线终端也可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。再如，无线终端还可以是个人通信业务(Personal Communication Service，简称PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated Protocol，简称SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，简称WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等设备。再如，无线终端也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端(Remote Terminal)、接入终端(Access Terminal)、用户终端(User Terminal)、用户代理(User Agent)、用户设备(User Device)、或用户装备(User Equipment，简称UE)。

在多天线通信系统中，基站与终端均设置有同一套预编码码本。例如，在3GPP Rel.8～Rel.11中定义了2天线端口的码本，其包括4个2维复向量作为Rank＝1的PMI码字，以及4天线端口的码本，其包括16个4维复向量作为Rank＝1的PMI码字。在3GPP Rel.12中增加了另一套4天线端口的码本，其包括256个4维复向量作为Rank＝1的PMI码字；以及一套8天线端口eNB的码本，其中包括256个8维复向量作为Rank＝1的PMI码字。

请参阅图1，下面先对现有技术中的无线通信方法进行详细介绍：基站向终端发送下行导频信号(也称为公共导频信号)，终端根据下行导频信号对基站到终端之间的信道进行信道估计，这个过程也称为导频信道估计。终端根据信道估计结果选取最优量化码字(量化码字也称为PMI)，然后将选取的PMI发送给基站。基站从预编码码本中选取与上述PMI相应的预编码码本，根据选取的预编码码本设置下行预编码。

在现有MIMO技术中，基站可以通过每个天线端口发送一个或多个公共导频序列，每个公共导频序列都包括一个或多个公共导频符号。在通常情况下，基站通过4个天线端口，向终端发送多个公共导频序列。由此可见，基站发送的公共导频符号很多，由此造成导频开销很大。

并且，在现有协议规定的4天线端口的码本中，其包含的PMI码字的数量有限，并不足以准确量化信道。eNB根据PMI选取预编码矩阵之后，上述预编码矩阵与真实信道的主特征向量之间往往存在显著的误差，量化精度较低。

为了解决以上问题，本发明提供了一种导频压缩的无线通信方法。其核心思想是通过加权矩阵，将公共导频序列中的公共导频符号转换为更为精简的下行导频符号，以减少导频开销。并且，基站能够利用终端反馈的信道信息获取数据信道赋形矩阵，利用数据信道赋形矩阵对下行数据进行波束赋形(Beamforming，简称BF)，以提高波束赋形的精度。请参阅图2，本发明的无线通信方法大致如下：

基站利用预设加权矩阵集合中的加权矩阵，将公共导频符号进行加权，然后将加权后的公共导频符号发送给终端，该预设加权矩阵既可以用来对导频符号加权，也可以用来对数据符号加权。终端根据加权后的公共导频符号对信道估计之后，根据信道估计结果选择预编码矩阵，并获取该预编码矩阵的索引(即PMI)。终端还可以根据信道估计结果获取信道质量指示(Channel quality indicator，简称CQI)，将PMI以及CQI反馈给基站。基站确定PMI对应的预编码矩阵之后，根据上述预编码矩阵以及加权矩阵对基站到终端之间的信道进行信道重构，再根据重构后的信道对传输资源进行调度，并根据预编码矩阵以及加权矩阵计算波束赋形权值(波束赋形权值也称为BF权值)，然后根据BF权值以及加权矩阵，计算用于数据加权的预编码矩阵，并获取其PMI，然后根据计算得到的预编码矩阵对数据符号进行PMI加权，将PMI加权后的数据符号再次利用加权矩阵进行加权，然后将两次加权后的数据符号以及用于数据加权的预编码矩阵的PMI发送给终端，终端利用该PMI对接收到的数据符号进行解调。

下面对本发明提供的无线通信方法进行详细描述，请参阅图3，本发明提供的无线通信方法的一个实施例包括：

步骤301、基站获取至少一个公共导频序列。

本发明实施例中，每个公共导频序列包括一个或多个公共导频符号。公共导频符号可以是小区专用参考信号(Cell-Specific Reference Signal，简称CRS)，或小区状态信息参考信号(Channel-State Information Reference Signals，简称CSI-RS)，还可以是其他用于导频的信号，此处不作限定。

在当前无线接入技术(Radio Access Technology，简称RAT)中，对于FDD多天线系统的下行链路，CRS是一种多功能的参考信号。UE既可以利用CRS对发射天线到接收天线之间的信道进行信道估计，还可以利用CRS测量下行信道的信道状态。

基站发送导频符号的端口也可以称为导频端口，导频端口与公共导频序列是一一对应的，其数量小于基站的物理天线数量。令基站的物理天线端口数量为N_T，公共导频序列的序列数为N_RS，则N_RS<N_T，基站可以通过N_RS个天线端口发送N_RS个公共导频序列。

需要说明的是，基站的物理天线端口是指基站的发送天线端口，终端的物理天线端口是指终端的接收天线端口。

步骤302、在导频子帧上，基站使用导频加权矩阵，对至少一个公共导频序列中的公共导频符号进行加权得到目标导频符号。

具体的，基站可以使用导频加权矩阵，将公共导频序列转换为目标导频序列。每个目标导频序列包含若干目标导频符号(即从天线端口发送给终端的下行导频符号)。导频加权矩阵与导频子帧是一一对应的，每个导频加权矩阵为N_T×N_RS的矩阵。如第t个子帧对应的导频加权矩阵可记为Q_t，基站利用Q_t对第t个子帧上要传输的公共导频序列进行加权。

例如，在现有LTE协议中，以一个4发射天线的基站为例，如果使用2端口CRS，则在一个子帧内发送2个CRS序列，假设每个CRS序列长度为L，即导频序列包含L个公共导频符号，则现有技术在本子帧中，基站要发送的公共导频符号数量为2×L，这2×L个导频符号分布在不同的时频资源上。根据本发明，基站将以上公共导频序列经Q_t处理之后，得到的子帧内目标导频符号数量为4×L，仍占用相同的时频资源，其开销小于使用4端口CRS时所占资源。

举例来说，一个导频子帧承载的了两个公共导频序列为经导频加权矩阵加权之后，映射到物理端口，得到的4个目标导频符号序列其计算过程为

步骤303、基站将目标导频符号发送给终端。

举例来说，当一个导频子帧承载两个公共导频序列和时，基站可以通过4个物理天线端口将和发送给终端。

步骤304、终端根据在导频子帧上接收的目标导频符号，对基站到终端之间的下行信道进行信道估计。

基站向终端发送目标导频符号之后，终端可以接收基站在导频子帧上发送的目标导频符号。然后，终端可以根据目标导频符号估计基站到终端之间的下行信道。基站发送目标导频符号的导频端口数为N_RS，终端侧接收天线的端口数为N_R，终端对于第t个子帧中的时频资源得到的信道估计结果Heq(t)为N_R×N_RS的复矩阵，第t个子帧可以为导频周期内的任意一个子帧。

步骤305、终端根据导频子帧的信道估计结果，获取信道信息。

对于每个导频子帧，终端都可以获取对应的信道信息。信道信息可以包括但不限于PMI、秩指示(Rank Indication，简称RI)以及CQI。

RI用于表示信道的秩(rank)，秩用来表示信道能同时发送的数据流数(也称为层数)，令RI的取值记为N_RK。

CQI用于表示当前信道质量的好坏，和信道的信噪比大小相对应，取值范围0～31。CQI取值为0时，信道质量最差；CQI取值为31的时候，信道质量最好。一般常见的取值为12～24。

步骤306、终端将信道信息发送给基站。

步骤307、基站根据信道信息以及导频加权矩阵确定数据信道赋形矩阵。

终端将信道信息反馈给基站之后，基站可以接收信道信息，再根据信道信息以及导频加权矩阵确定数据信道赋形矩阵。

步骤308、基站根据数据信道赋形矩阵将数据符号进行加权得到下行发射数据符号。

步骤309、基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编码矩阵指示。

步骤310、基站将下行发射数据符号发送给终端，以及，通过控制信令将第一预编码矩阵指示发送给终端。

步骤311、终端根据第一预编码矩阵指示，对下行发射数据符号进行解调。

终端接收第一预编码矩阵指示以及下行发射数据符号之后，确定第一预编码矩阵指示对应的预编码矩阵(即第一预编码矩阵)，根据第一预编码矩阵对下行发射数据符号进行解调。

本实施例中，基站能够将公共导频序列变换为目标导频序列，目标导频序列包含的导频符号仍与原来占用相同的时频资源。可见，在使用少于物理天线端口的导频序列时，本实施例减少了基站需要发送的下行导频符号，因此能够降低导频开销。

在现有技术中，如果基站发送导频序列数低于基站的天线端口数，终端难以准确获取基站到终端之间的信道信息，基站侧也无法根据反馈进行有效赋型。在这种情况下，本实施例中的基站能够将公共导频序列变换为目标导频序列，再将目标导频序列通过基站的全部端口发送，结合后面的重构技术可以使基站在终端反馈的基础上对基站到终端之间的信道进行准确恢复。

基于图3所示实施例，在本发明的一个可选实施例中，步骤308具体可以为：基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵，计算第一预编码矩阵；使用第一预编码矩阵对数据符号进行预编码；使用导频加权矩阵对预编码后的数据符号进行加权，得到下行发射数据符号。

本实施例中，导频加权矩阵集合可以是基站在离线条件下设定的矩阵集合，其中的加权矩阵均为N_T×N_RS的矩阵。基站获取数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵之后，可以根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵计算第一预编码矩阵，第一预编码矩阵用于数据加权过程。导频加权矩阵、数据信道赋形矩阵以及第一预编码矩阵满足以下公式(1)或公式(2)：

P_RK＝Q_tV_PMI(t) 公式(1)；

其中，Q_t为导频加权矩阵，P_RK为数据信道赋形矩阵，V_PMI(t)为第一预编码矩阵。

其中，为P_RK的厄米特矩阵，为V_PMI(t)的厄米特矩阵，为Q_t的厄米特矩阵。

在实际应用中，Q_t、P_RK以及V_PMI(t)还可以满足以下公式：P_RK≈Q_tV_PMI(t)或

本实施例中，由于数据信道赋形矩阵为导频加权矩阵与第一预编码矩阵的乘积，基站采用数据信道赋形矩阵对下行发射数据符号进行赋形。与现有技术相比，本发明能够利用导频加权矩阵对预编码后的数据符号进行调整，因此可以提高波束赋形的精度，进一步改善通信质量。

其次，基站只需要在现有技术的基础上，将预编码后的数据符号利用导频加权矩阵进行加权，就能够利用数据信道赋形矩阵对数据符号进行波束赋形，具有良好的可行性。

基于图3所示实施例，在本发明的一个可选实施例中，步骤309具体可以为：基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵，计算第一预编码矩阵，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积；确定第一预编码矩阵对应的预编码矩阵指示为第一预编码矩阵指示。

本实施例中，基站获取数据信道赋形矩阵P_RK以及导频加权矩阵Q_t之后，根据前一个实施例中的公式(1)可以计算得到V_PMI(t)，然后根据预编码矩阵与PMI的预设对应关系，确定其对应的PMI为第一PMI，第一PMI用于终端解调下行发射数据符号。本实施例提供了一种获取第一PMI的具体实现方案。

在实际应用中，基站可以通过多种方法确定数据信道赋形矩阵，下面进行详细介绍。请参阅图4，在本发明提供的无线通信方法的另一个实施例包括：

步骤401、基站获取至少一个公共导频序列。

步骤402、在导频子帧上，基站使用导频加权矩阵，对至少一个公共导频序列中的公共导频符号进行加权得到目标导频符号。

步骤403、基站将目标导频符号发送给终端。

步骤404、终端根据在导频子帧上接收的目标导频符号，对基站到终端之间的下行信道进行信道估计。

步骤405、终端根据导频子帧的信道估计结果，获取信道信息。

步骤406、终端将信道信息发送给基站。

终端反馈的信道信息至少包括PMI、RI以及CQI。终端反馈的PMI可称为第二预编码矩阵指示，用于基站计算信道相关矩阵。第二预编码矩阵指示对应的预编码矩阵称为第二预编码矩阵，信道相关矩阵也称为信道发射相关矩阵。

步骤401至步骤406与图3所示实施例中步骤301至步骤306相似，此处不再赘述。

步骤407、基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示，进行计算得到信道相关矩阵。

终端将PMI、RI以及CQI反馈给基站之后，基站可以根据上述PMI、RI以及CQI计算信道相关矩阵，信道相关矩阵为N_T×N_T的复矩阵，其对应于N_T×N_T的信道，N_T为基站的天线端口数。

以PMI(t)表示第t子帧对应的PMI，PMI(t)对应的预编码矩阵为V_PMI(t)，其中，V_PMI(t)为N_RS×N_RK的复矩阵，C(t)为N_RK×N_RK的复矩阵，在C(t)中的对角线元素分别与V_PMI(t)的列对应。

步骤407具体可以通过以下方式实现：

在本发明的一个可选实施例中，步骤407具体可以为：基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行均值滤波计算，得到信道相关矩阵。

具体的，基站获取Q_t、V_PMI(t)以及C(t)之后，根据Q_t、V_PMI(t)以及C(t)进行均值滤波计算，得到信道相关矩阵V_PMI(t)以及C(t)满足以下公式：

或，

其中，Q_t表示导频加权矩阵，表示导频加权矩阵的厄米特矩阵，β为对角加载参数，0≤β≤1。V_PMI(t)^H为V_PMI(t)的厄米特矩阵，为的逆矩阵。

在本发明的另一个可选实施例中，步骤407具体可以为：基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行阿尔法(ALPHA)滤波计算，得到信道相关矩阵。

具体的，基站获取Q_t、V_PMI(t)以及C(t)之后，根据Q_t、V_PMI(t)以及C(t)进行阿尔法滤波计算，得到信道相关矩阵是指第t个子帧对应的。V_PMI(t)以及C(t)满足以下公式：

或，

其中，α为ALPHA滤波器系数，0≤α≤1，为均值滤波得到的信道相关矩阵。

在本发明的另一个可选实施例中，步骤407具体可以为：基站将导频加权矩阵、预编码矩阵以及信道质量指示进行有限长单元冲激响应(Finite Impulse Response，简称FIR)滤波计算，得到信道相关矩阵。

具体的，基站获取Q_t、V_PMI(t)以及C(t)之后，根据Q_t、V_PMI(t)以及C(t)进行滤波计算，得到信道相关矩阵V_PMI(t)以及C(t)满足以下公式：

其中，或α_l为FIR滤波器系数，0≤α_l，L为滤波器长度，l为滤波器长度参数，其取值为0到(L-1)之间的任意一个值。

需要说明的是，除了以上滤波方法，本发明还可以采用的其他滤波方法获取均方差矩阵，例如中值滤波方法，此处不作限定。

在本发明的另一个可选实施例中，步骤407具体可以为：基站将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行滑窗平均计算，得到信道相关矩阵。

具体的，基站获取Q_t、V_PMI(t)以及C(t)之后，根据Q_t、V_PMI(t)以及C(t)进行滑窗平均计算，得到信道相关矩阵V_PMI(t)以及C(t)满足以下公式：

或，

步骤408、基站将信道相关矩阵进行奇异值分解，得到由右奇异向量构成的向量矩阵。

具体的，信道相关矩阵、左奇异向量、奇异值、右奇异向量满足以下公式：为信道相关矩阵，为左奇异向量，为奇异值，为右奇异向量，为的厄米特矩阵。基站将信道相关矩阵进行奇异值分解之后，可以得到由N_T个右奇异向量构成的向量矩阵

需要说明的是，基站还可以将信道相关矩阵进行特征值分解，得到由特征向量构成的向量矩阵。

步骤409、基站从向量矩阵中选取若干列向量，根据选取的列向量生成数据信道赋形矩阵。

基站获取之后，可以从中选取n个列向量作为数据信道赋形矩阵的元素，例如

需要说明的是，n<N_RK，基站可以但不限于选取向量矩阵中的前n个向量构成数据信道赋形矩阵。

步骤410、基站根据数据信道赋形矩阵将数据符号进行加权得到下行发射数据符号。

步骤411、基站根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编码矩阵指示。

步骤412、基站将下行发射数据符号发送给终端，以及通过控制信令将第一预编码矩阵指示发送给终端。

步骤413、终端根据第一预编码矩阵指示，对下行发射数据符号进行解调。

终端确定第一预编码矩阵指示对应的预编码矩阵(即第一预编码矩阵)，根据第一预编码矩阵对下行发射数据符号进行解调。

步骤410至步骤413与图3所示实施例中步骤308至步骤311相似，此处不再赘述。

本实施例中，基站根据终端反馈的PMI、RI以及CQI获取数据信道赋形矩阵，然后利用数据信道赋形矩阵可以对下行数据符号进行波束赋形，达到改善通信质量的效果。

其次，本实施例介绍了多种获取赋形矩阵的方法，提供了无线通信方法实施的灵活性。

为便于理解，下面以一个具体应用场景对本发明提供的无线通信方法进行介绍：

下面以rank＝1为例，基站侧发射天线的天线端口数N_T＝4，终端侧接收天线的天线端口N_R＝2。基站设置有离线加权矩阵集合，加权矩阵集合包括的加权矩阵为4×2的复矩阵。

导频子帧以第t个子帧为例，基站获取两个公共导频序列再从加权矩阵集合中选取Q_t，基站在第t个子帧上使用Q_t对进行加权得到4个目标导频符号序列和基站将和映射在第t个导频子帧的传输资源块上，基站通过4个天线端口将和发送给终端。

终端根据和对第t个子帧中的时频资源进行信道估计，得到信道估计结果Heq(t)。终端确定Heq(t)对应的信道信息，Heq(t)对应的信道信息记为PMI(t)、rank＝1以及C(t)，终端将信道信息发送给基站，

令PMI(t)对应的预编码矩阵记为V_PMI(t)，信道相关矩阵记为则基站获取V_PMI(t)以及C(t)之后，根据Q_t、V_PMI(t)以及C(t)进行阿尔法滤波计算可以理解的是，基站还可以采用FIR滤波方法或滑窗平均方法计算此处不再赘述。然后，基站将进行奇异值分解，得到向量矩阵为然后从中选取第1个右奇异向量作为数据信道赋形向量

基站根据以及Q_t计算V'_PMI(t)，然后利用V'_PMI(t)将第t个子帧的数据符号进行预编码，然后利用Q_t对预编码后的数据符号进行加权得到下行发射数据符号，其他子帧依此类推。基站还可以获取V'_PMI(t)的索引PMI'(t)，然后将下行发射数据符号以及PMI'(t)发送给终端，终端根据PMI'(t)确定V'_PMI(t)，根据V'_PMI(t)对下行发射数据符号进行解调，完成通信过程。

下面以rank＝2为例，当终端向基站反馈PMI、RI以及CQI之后，基站获取的V_PMI(t)为2×2的预编码矩阵，C(t)为2×2的CQI矩阵，根据该V_PMI(t)以及C(t)计算将分解得到的向量矩阵为基站可以从中选取前2个右奇异向量作为赋形矩阵然后根据以及Q_t计算V'_PMI(t)，V'_PMI(t)为2×2的预编码矩阵。或者，基站可以从中选取第1个右奇异向量作为赋形向量然后根据以及Q_t计算V'_PMI(t)。基站利用V'_PMI(t)以及Q_t对数据符号进行加权的过程，与在上述rank＝1的应用场景中基站利用V'_PMI(t)以及Q_t对数据符号进行加权的过程相似，终端根据V'_PMI(t)对下行发射数据符号进行解调，完成通信过程。

请参阅图5，本发明提供一种基站500，可以实现图2至图4所示实施例或可选实施例中基站的功能。本发明提供的基站500的一个实施例包括：

获取导频模块501，用于获取至少一个公共导频序列；

导频加权模块502，还用于在导频子帧上，使用导频加权矩阵对至少一个公共导频序列中的公共导频符号进行加权，得到目标导频符号，其中，导频加权矩阵与导频子帧一一对应，导频加权矩阵的行数等于基站的物理天线端口数，导频加权矩阵的列数等于公共导频序列的序列数，且小于基站的物理天线端口数；

发送模块503，用于将目标导频符号发送给终端；

接收模块504，用于接收终端反馈的信道信息，信道信息由终端根据在导频子帧上获取的目标导频符号计算所得；

确定模块505，用于根据信道信息和导频加权矩阵确定数据信道赋形矩阵；

数据加权模块506，用于根据数据信道赋形矩阵，将数据符号进行加权得到下行发射数据符号；

发送模块503，还用于将下行发射数据符号发送给终端；

获取预编码矩阵指示模块507，用于根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编码矩阵指示；

发送模块503，还用于通过控制信令将第一预编码矩阵指示发送给终端，第一预编码矩阵指示用于终端对下行发射数据符号进行解调。

基于图5所示实施例，在本发明的一个可选实施例中，信道信息包括第二预编码矩阵指示、秩指示以及信道质量指示，确定模块505包括：

计算单元601，用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示，进行计算得到信道相关矩阵，信道相关矩阵为N_T×N_T复矩阵，N_T为基站的物理天线端口数；

获取向量矩阵单元602，用于将信道相关矩阵进行奇异值分解，得到由右奇异向量构成的向量矩阵；

生成单元603，用于从向量矩阵中选取若干列向量生成数据信道赋形矩阵，列向量的数量不大于秩指示的值。

进一步的，在本发明的另一个可选实施例中，

计算单元601具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行阿尔法滤波计算，得到信道相关矩阵；

或，计算单元601具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行有限长单元冲激响应滤波计算，得到信道相关矩阵；

或，计算单元601具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行滑窗平均计算，得到信道相关矩阵。

基于图5所示实施例或可选实施例，在本发明的另一个可选实施例中，

数据加权模块506具体用于根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵，计算第一预编码矩阵，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积；使用第一预编码矩阵对数据符号进行预编码；使用导频加权矩阵对预编码后的数据符号进行加权，得到下行发射数据符号。

基于图5所示实施例或可选实施例，在本发明的另一个可选实施例中，获取预编码矩阵指示模块703具体用于根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵计算第一预编码矩阵，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积；确定第一预编码矩阵对应的预编码矩阵指示为第一预编码矩阵指示。

请参阅图7，本发明提供一种终端700，能够实现图2至图4所示实施例中终端的功能。本发明提供的终端700的一个实施例包括：

接收模块701，用于接收基站在导频子帧上发送的目标导频符号，目标导频符号由基站使用导频加权矩阵对公共导频序列中的公共导频符号加权所得；

信道估计模块702，用于根据在导频子帧上接收的目标导频符号，对基站到终端之间的下行信道进行信道估计；

获取信道信息模块703，用于根据导频子帧的信道估计结果，获取信道信息；

发送模块704，用于将信道信息发送给基站，以使得基站根据信道信息确定数据信道赋形矩阵，数据信道赋形矩阵用于基站将数据符号进行加权得到下行发射数据符号；

接收模块701，还用于接收基站发送的下行发射数据符号以及第一预编码矩阵指示；

解调模块705，用于根据第一预编码矩阵指示，对下行发射数据符号进行解调。

在本发明的一个可选实施例中，信道信息包括PMI、RI以及CQI。PMI以及CQI用于基站计算数据信道赋形矩阵。

为便于理解，下面以一个具体应用场景对本发明实施例提供的基站以及终端中各模块之间的交互进行详细说明：

下面以rank＝1为例，基站侧发射天线的天线端口数N_T＝4，终端侧接收天线的天线端口N_R＝2。基站设置有离线加权矩阵集合，加权矩阵集合包括的加权矩阵为4×1的复矩阵。

导频子帧以第t个子帧为例，获取导频模块501获取公共导频序列导频加权模块502从加权矩阵集合中选取Q_t，在第t个子帧上使用Q_t对进行加权得到4个目标导频符号序列和将和映射在第t个导频子帧的传输资源块上，发送模块503通过4个天线端口将和发送给接收模块701。

信道估计模块702根据和对第t个子帧中的时频资源，进行信道估计，得到信道估计结果Heq(t)。获取信道信息模块703确定Heq(t)对应的信道信息，Heq(t)对应的信道信息记为PMI(t)、rank＝1以及C(t)，发送模块704将信道信息发送给接收模块504，

令PMI(t)对应的预编码矩阵记为V_PMI(t)，信道相关矩阵记为则确定模块505获取信道信息之后，可以根据信道信息确定数据信道赋形矩阵。具体过程如下：计算单元601获取V_PMI(t)以及C(t)之后，根据Q_t、V_PMI(t)以及C(t)进行阿尔法滤波计算可以理解的是，计算单元601还可以采用FIR滤波方法或滑窗平均方法计算此处不再赘述。然后，获取向量矩阵单元602将进行奇异值分解，得到向量矩阵为然后生成单元603从中选取第1个右奇异向量作为数据信道赋形向量

赋形模块506根据以及Q_t计算V'_PMI(t)，然后利用V'_PMI(t)将第t个子帧的数据符号进行预编码，然后利用Q_t对预编码后的数据符号进行加权得到下行发射数据符号，其他子帧依此类推。获取预编码矩阵指示模块507还可以获取V'_PMI(t)的索引PMI'(t)，然后将下行发射数据符号以及PMI'(t)发送给接收模块701，解调模块705根据PMI'(t)确定V'_PMI(t)，根据V'_PMI(t)对下行发射数据符号进行解调，完成通信过程。

下面以rank＝2为例，当发送模块704向接收模块504反馈PMI、RI以及CQI之后，确定模块502获取的V_PMI(t)为2×2的预编码矩阵，C(t)为2×2的CQI 矩阵，根据该V_PMI(t)以及C(t)计算将分解得到的向量矩阵为确定模块502可以从中选取前2个右奇异向量作为赋形矩阵赋形模块506根据以及Q_t计算V'_PMI(t)，V'_PMI(t)为2×2的预编码矩阵。或者，赋形模块506可以从中选取第1个右奇异向量作为赋形向量然后根据以及Q_t计算V'_PMI(t)。然后，赋形模块506利用V'_PMI(t)以及Q_t对数据符号进行加权的过程，与在上述rank＝1的应用场景中赋形模块506利用V'_PMI(t)以及Q_t对数据符号进行加权的过程相似，终端根据V'_PMI(t)对下行发射数据符号进行解调，完成通信过程。

本发明提供一种基站，以上实施例中由基站所执行的步骤可以基于该图8所示的基站结构。请参阅图8，基站800的一个实施例包括：

以总线相互连接的接收器801、发射器802、至少一个处理器803及至少一个存储器804；其中，存储器804可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器804的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，处理器803可以设置为与存储器804通信，在基站800上执行存储器804中的一系列指令操作。

尽管未示出，基站800还可以包括一个或一个以上电源，一个或一个以上有线或无线网络接口，一个或一个以上输入输出接口，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows Server TM，Mac OS XTM，Unix TM，Linux TM，FreeBSD TM等等。

通过调用存储器存804存储的操作指令，处理器803用于执行如下方法：

获取至少一个公共导频序列；

在导频子帧上，使用导频加权矩阵对至少一个公共导频序列中的公共导频符号进行加权，得到目标导频符号，将目标导频符号发送给终端，其中，导频加权矩阵与导频子帧一一对应，导频加权矩阵的行数等于基站的物理天线端口数，导频加权矩阵的列数小于基站的物理天线端口数；

接收终端反馈的信道信息，信道信息由终端根据在导频子帧上获取的目标导频符号计算所得；

根据信道信息和导频加权矩阵确定数据信道赋形矩阵；

根据数据信道赋形矩阵，将数据符号进行加权得到下行发射数据符号，将下行发射数据符号发送给终端；

根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵获取第一预编码矩阵指示，通过控制信令将第一预编码矩阵指示发送给终端，第一预编码矩阵指示用于终端对下行发射数据符号进行解调。

在本发明的一个可选实施例中，信道信息包括第二预编码矩阵指示、秩指示以及信道质量指示，处理器803具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示，进行计算得到信道相关矩阵，第二预编码矩阵与第二预编码矩阵指示对应，信道相关矩阵为N_T×N_T复矩阵，N_T为基站的物理天线端口数；将信道相关矩阵进行奇异值分解，得到由右奇异向量构成的向量矩阵；从向量矩阵中选取若干列向量，根据选取的列向量生成数据信道赋形矩阵，列向量的数量不大于秩指示的值。

在本发明的一个可选实施例中，处理器803具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行阿尔法滤波计算，得到信道相关矩阵；

或，处理器803具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行有限长单元冲激响应滤波计算，得到信道相关矩阵；

或，处理器803具体用于将导频加权矩阵、第二预编码矩阵以及信道质量指示进行滑窗平均计算，得到信道相关矩阵。

在本发明的一个可选实施例中，处理器803具体用于根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵，计算第一预编码矩阵，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积；使用第一预编码矩阵对数据符号进行预编码；使用导频加权矩阵对预编码后的数据符号进行加权，得到下行发射数据符号。

在本发明的一个可选实施例中，处理器803具体用于根据数据信道赋形矩阵以及导频加权矩阵，计算第一预编码矩阵，数据信道赋形矩阵为第一预编码矩阵与导频加权矩阵的乘积；确定第一预编码矩阵对应的预编码矩阵指示为第一预编码矩阵指示。

本发明提供一种终端900，上述实施例中由终端所执行的步骤可以基于图9所示的终端结构。请参阅图9，终端900的一个实施例包括：

以总线相互连接的接收器901、发射器902、至少一个处理器903及至少一个存储器904；其中，存储器904可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器904的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，处理器903可以设置为与存储器904通信，在终端900上执行存储器904中的一系列指令操作。

尽管未示出，终端900还可以包括一个或一个以上电源，一个或一个以上有线或无线网络接口，一个或一个以上输入输出接口，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows Server TM，Mac OS XTM，Unix TM，Linux TM，FreeBSD TM等等。

通过调用存储器904存储的操作指令，处理器903用于执行如下方法：

接收基站在导频子帧上发送的目标导频符号，目标导频符号由基站使用导频加权矩阵对公共导频序列中的公共导频符号加权所得；

根据在导频子帧上接收的目标导频符号，对基站到终端之间的下行信道进行信道估计；

根据导频子帧的信道估计结果，获取信道信息；

将信道信息发送给基站，以使得基站根据信道信息确定数据信道赋形矩阵，数据信道赋形矩阵用于基站将数据符号进行加权得到下行发射数据符号；

接收基站发送的下行发射数据符号以及第一预编码矩阵指示；

根据第一预编码矩阵指示，对下行发射数据符号进行解调。

在本发明的一个可选实施例中，信道信息包括第二预编码矩阵指示、秩指示以及信道质量指示。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上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。