信道状态信息上报方法及装置制造方法及图纸

揭示了在无线通信中的发射节点(TN)与接收节点(RN)之间上报信道状态信息(CSI)。其中TN经布置以用于多发射天线发射，且所述CSI由来自码本C的K个矩阵W

【技术实现步骤摘要】
信道状态信息上报方法及装置本申请要求2010年1月8日递交的PCT专利申请PCT/SE2010/000002以及2010年1月8日递交的瑞典专利申请SE1000015-6的在先申请优先权，所述两个在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。
本专利技术涉及一种在无线通信中上报信道状态信息的方法及设备。更确切地说，本专利技术涉及一种上报此种信道状态信息的方法及设备，其中，信道状态是用码本表示的。
技术介绍
本领域所熟知的是，如果线性预编码可在支持多天线传输的无线通信系统中的发射器侧使用，那么性能会极大提高。此线性预编码例如已经在IEEE802.16-2005标准以及3GPPRel.8长期演进(LongTermEvolution，LTE)标准实现。为了支持发射器侧的预编码，接收器，在下行(Downlink，DL)中有时也称为用户设备(UserEquipment，UE)，需要反馈关于在发射天线与接收天线之间的多天线信道的信道状态信息(ChannelStateInformation，CSI)。CSI可由实际多天线信道的代表组成，或者CSI可由较佳的预编码向量/矩阵组成，其中，所述较佳的预编码向量/矩阵是UE基于对多天线信道的测量而确定的。在后一种情况中，CSI通常称为预编码矩阵指示符(PrecodingMatrixIndicator，PMI)。为了减少发射CSI上报信号时的反馈开销，量化是必须的，从而以有限的比特数表示CSI。例如：3GPPLTERel.8标准使用由64个矩阵组成的预编码矩阵码本，并且UE使用6个信息比特来反馈较佳的预编码矩阵。如上文所提到的，有限数目的矩阵的码本一般用于量化CSI，在此情况中CSI反馈是码本的索引，该索引指出所述码本中最好地代表CSI的矩阵。随后，使用例如一串二进制比特将所述索引上报给发射节点。由于信道就其本性而言是频率和时间选择性的，因此CSI报告仅在达到某个最大带宽并且在某个最大时间内才有适当的准确性而有效。如果通信系统想要使用线性预编码来支持大于此最大带宽的发射带宽，那么需要多个CSI报告的反馈，此外，这些CSI报告需要在时间上以适当的间隔重复。这些CSI报告中的每一个的带宽及时间间隔表示为CSI的时间-频率颗粒度，并且如果矩阵的码本用于量化CSI，那么每个时间间隔和频率带宽上报一个矩阵。为了满足未来无线通信系统中，例如3GPP高级长期演进(LTE-Advanced)，对数据吞吐量的高要求，预想会有更大量的发射器和接收器天线。由于多天线信道的维度由此增加了，因此所需的CSI反馈开销将进一步增加，从而妨碍所需吞吐量的增加。此外，当天线(或天线单元)的数目增加时，发射器和接收器的物理维度也将增加，这是不合需要的，因为例如基站(BaseStation，BS)的较大区域将使得其更易受环境作用，例如强风的影响。并且，对建筑物的(可见)影响以及对景观或都市风景的影响在此情形中不应被忽略。为了部分地解决较大天线阵列的问题，通常采用双极化的天线单元，因为通过利用电磁场的两个正交极化，可有效地使两个天线成为一体。因此，通过利用极化的天线，天线阵列的总维度大致减半。为了使具有许多天线单元的设备物理上更小，另一个显著的方法是缩小天线单元之间的间距。这将使接收和发射的信号更加相关(假设它们具有相同的极化)，并且众所周知的是，预期的多天线空间复用增益将减少。然而，人们还知道，相关的信号产生非常好且窄的波束，并且可随后使用多天线空间复用来发射给空间上分离的用户。这有时叫做空分多址(SpatialDivisionMultipleAccess，SDMA)或多用户MIMO(Multi-UserMIMO，MU-MIMO)。因此，当使用窄间隔的天线单元时每用户吞吐量较低的缺点可通过同时发射给多个用户进行补偿，这将增加总小区吞吐量(即，小区中所有用户吞吐量的总和)。此外，从具有正交极化的天线发出的信道具有接近于独立的衰落，这是一个已知的物理属性。人们还知道，从紧密等间隔的极化的天线单元发出的信道具有相关的衰落。因此，对于具有大量天线单元的多天线发射器和接收器而言，较佳为同样利用极化维度的紧密天线阵列。在此情况下，人们观察到，在天线单元中，某些对天线单元之间的无线信道之间的相关性较高，而某些其它对天线单元之间的无线信道的相关性较低或甚至可以忽略。人们常说两个天线是相关的，意思是从所述两个天线到任何接收器天线的信道是相关的。此约定用于本专利技术所公开的内容的全文。在3GPPLTE标准规范TS36.211中，定义了16个矩阵的码本，这使得双极化天线阵列的反馈更为容易。因此，每个矩阵用单个的四比特索引来标识。所述反馈可以是每个子带的，子带是可利用的总带宽的有限部分，或者所述反馈可以是宽带的，宽带是整个可利用的带宽，即，所有子带的总和。因此，根据所述规范，对于N个子带中的每一个或对于宽带情况，反馈4比特PMI。因此，在使用TS36.211规范中的方法时需要4*N反馈比特。
技术实现思路
本专利技术的一方面是提供用于上报CSI的方法，相比于现有技术解决方案，该方法具有减少的开销。本专利技术还有一方面是提供上报CSI的方法，该方法具有改善的精度。本专利技术的示例实施例通过码本代表提供信道状态信息(ChannelStateInformation，CSI)报告，所述码本代表包括一个或多个矩阵，该一个或多个矩阵根据两个或多个子索引在无线通信系统中的发射节点(TN)与接收节点(RN)之间的设置的，所述系统经布置以用于以索引特定的时间-频率上报颗粒度来提供或处理子索引，如随后的具体实施方式中进一步说明。因此，CSI报告开销可减少并且便于上行数据吞吐量的增加。CSI报告精度也可改善，并且，例如，导致下行用户吞吐量增加且下行小区吞吐量增加。此外，根据较佳的实施例，所需的接收器复杂度减少了，其中所述第一子索引为所有子带共用，并且不需要为每个子带重复所述第一子索引的选择。本专利技术的示例实施例的另一益处是为了根据常用的双极化天线阵列的特性利用并传送CSI报告，所述码本可以以适当的方法来构筑。附图说明附图的目的在于阐明及解释本专利技术的不同实施例，其中：图1展示具有六个天线单元V1、V2、V3、H1、H2和H3的双极化天线阵列的实例，其中所述元件V1、V2和V3具有相同的极化，其正交于天线单元H1、H2和H3的极化；图2展示一项示例，其中一个整个带宽划分成四个子带，并且其中为每个子带选择及上报较佳的预编码矩阵。在此示例中，第一子索引对所有的子带是相同的，但第二子索引对每个子带可能是不同的；图3展示接收节点如何可以每子带选择矩阵索引并且发射CSI报告的流程图；图4展示每子带的CSI如何可由从接收节点接收的CSI报告的发射节点重构的流程图；图5展示宽带CSI反馈报告和每子带CSI反馈报告的使用的示例；图6展示无线通信系统中的发射节点(TN)与接收节点(RN)之间的发射的示例；并且图7展示多载波通信系统中的信道的时间-频率代表，其中每个矩形通过频率带宽F和持续时间T来表示时间-频率颗粒度。具体实施方式在如图6所示的无线通信系统中，在依赖于为适用于此的电路中恢复的且从接收节点(recivenode，RN)上报/反馈到发射节点(trasmitnode，TN)的信道状态信息(ch本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多载波蜂窝式通信系统中的发射节点与接收节点之间上报信道状态信息CSI的方法，所述发射节点经布置以用于多发射天线的发射，所述CSI由来自码本C的多个矩阵Wi表示，其中i是整数，i＝0...K‑1，K＞1是所述多个矩阵Wi的数目,所述码本C包括多个矩阵，其中在所述码本C中的每个矩阵表示从所述发射节点到所述接收节点的多天线的信道状态，，所述多载波蜂窝式通信系统包含的多个载波划分为多个频率子带，所述多个矩阵Wi中的每个对应于所述多个频率子带中的一个频率子带，所述方法包括：所述接收节点上报第一子索引k1；并且所述接收节点为所述多个矩阵Wi中的每一个上报至少一个额外的第二子索引k2；其中，所述多个矩阵Wi中的每一个由所述第一子索引k1和第二子索引k2标识，并且所述第一子索引k1和第二子索引k2的上报使用不同的时间‑频率颗粒度，其中，所述第一子索引k1为所述多个频率子带的所有的子带共用，并且，针对所述多个矩阵Wi中的每一个的所述至少一个额外的第二子索引k2对于所述多个频率子带中的每个频率子带是特定的。

【技术特征摘要】
2010.01.08 SE PCT/SE2010/000002;2010.01.08 SE 10001.一种用于在多载波蜂窝式通信系统中的发射节点与接收节点之间上报信道状态信息CSI的方法，所述发射节点经布置以用于多发射天线的发射，所述CSI由来自码本C的多个矩阵Wi表示，其中i是整数，i＝0...K-1，K>1是所述多个矩阵Wi的数目,所述码本C包括多个矩阵，其中在所述码本C中的每个矩阵表示从所述发射节点到所述接收节点的多天线的信道状态，所述多载波蜂窝式通信系统包含的多个载波划分为多个频率子带，所述多个矩阵Wi中的每个对应于所述多个频率子带中的一个频率子带，所述方法包括：所述接收节点上报第一子索引k1；并且所述接收节点为所述多个矩阵Wi中的每一个上报至少一个额外的第二子索引k2；其中，所述多个矩阵Wi中的每一个由所述第一子索引k1和第二子索引k2标识，并且所述第一子索引k1和第二子索引k2的上报使用不同的时间-频率颗粒度，其中，所述第一子索引k1为所述多个频率子带的所有的子带共用，并且，针对所述多个矩阵Wi中的每一个的所述至少一个额外的第二子索引k2对于所述多个频率子带中的每个频率子带是特定的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子索引k1指示来自第一子码本C1的第一子矩阵所述第二子索引k2对于所述多个矩阵Wi中的每一个指示来自第二子码本C2的第二子矩阵其中所述第二子索引k2对于所述多个矩阵Wi中的每一个来说是相同或不同的；并且所述多个矩阵Wi中的每一个是从所述第一子矩阵和第二子矩阵重构的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下等式给出：所述多个矩阵Wi中的每一个由以下等式给出：或或者，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下式给出：或其中所述算符是克罗内克乘积；或者，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下式给出：或4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：上报第三子索引k3，其中所述第三子索引k3指示来自第三子码本C3的第三子矩阵并且其中所述多个矩阵Wi中的每一个是从所述第一子矩阵第二子矩阵和第三子矩阵重构的。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下式给出：或6.根据权利要求3至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，一或多个所述第二子矩阵是复数值对角的一或多个矩阵或者复数值的一个或多个标量，i＝0...K-1。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收节点是移动台。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多载波蜂窝式通信系统为长期演进LTE系统或长期演进高级LTE-A系统。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述多发射天线发射是通过布置在所述发射节点处的双交叉极化天线单元的天线阵列来执行；并且所述第一子索引k1指示具有相同极化方向的两组天线单元中的一组，并且所述第二子索引k2指示所述天线阵列的两个极化方向之间的相位和/或振幅关系。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子索引k1包括在由所述接收节点在周期性控制信道上发射的无线电信号中；并且所述第二子索引k2包括在由所述接收节点在非周期性控制信道上发射的无线电信号中。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述周期性控制信道为物理上行控制信道；所述非周期性控制信道为物理上行共享信道。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子索引k1或针对所述多个矩阵Wi中的每一个的所述至少一个额外的第二子索引k2表示针对给定的时间间隔和给定的频率带宽的所述CSI，并且其中时间-频率颗粒度等于所述给定的时间间隔和所述给定的频率带宽。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个矩阵Wi用作所述多载波蜂窝式通信系统中的预编码矩阵指示符PMI。14.一种用于在多载波蜂窝式通信系统中的发射节点与接收节点之间接收信道状态信息CSI的方法，所述发射节点经布置以用于多发射天线的发射，所述CSI由来自码本C的多个矩阵Wi表示，其中i是整数，i＝0...K-1，K>1是所述多个矩阵Wi的数目，所述码本C包括多个矩阵，其中在所述码本C中的每个矩阵表示从所述发射节点到所述接收节点的多天线的信道状态，所述多载波蜂窝式通信系统包含的多个载波划分为多个频率子带，所述多个矩阵Wi中的每个对应于所述多个频率子带中的一个频率子带，所述方法包括：所述发射节点接收所述接收节点上报的第一子索引k1；所述发射节点为所述多个矩阵Wi中的每一个接收所述接收节点上报的至少一个额外的第二子索引k2；并且所述发射节点重构由所述第一子索引k1和第二子索引k2标识的所述多个矩阵Wi中的每一个，其中，所述多个矩阵Wi中的每一个由所述第一子索引k1和第二子索引k2标识，所述第一子索引k1和第二子索引k2的上报使用不同的时间-频率颗粒度，所述第一子索引k1为所述多个频率子带的所有的子带共用，并且，针对所述多个矩阵Wi中的矩阵的所述至少一个额外的第二子索引k2对于所述多个频率子带中的每个频率子带是特定的。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一子索引k1指示来自第一子码本C1的第一子矩阵所述第二子索引k2对于所述多个矩阵Wi中的每一个指示来自第二子码本C2的第二子矩阵其中所述第二子索引k2对于所述多个矩阵Wi中的每一个来说是相同或不同的；并且所述多个矩阵Wi中的每一个是从所述第一子矩阵和第二子矩阵重构的。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下等式给出：或或者，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下式给出：或其中所述算符是克罗内克乘积；或者，所述多个矩阵Wi中的每一个由以下式给出：或17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述第二子矩阵是复数值对角的一或多个矩阵或者复数值的一个或多个标量，i＝0...K-1。18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述发射节点是基站。19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多载波蜂窝式通信系统为长期演进LTE系统或长期演进高级LTE-A系统。20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一子索引k1包括在由所述接收节点在周期性控制信道上发射的无线电信号中；并且所述第二子索引k2包括在由所述接收节点在非周期性控制信道上发射的无线电信号中。21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述周期性控制信道为物理上行控制信道；所述非周期性控制信道为物理上行共享信道。22.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一子索引k1或针对所述多个矩阵Wi中的每一个的所述至少一个额外的第二子索引k2表示针对给定的时间间隔和给定的频率带宽的所述CSI，并且其中时间-频率颗粒度等于所述给定的时间间隔和所述给定的频率带宽。23.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多个矩阵Wi用作所述多载波蜂窝式通信系统中的预编码矩阵指示符PMI。24.一种接收节点，用于多载波蜂窝式通信系统中上报发射节点和接收节点之间的信道状态信息CSI，所述发射节点经布置以用于多发射天线的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂尔斯·费伦内，刘江华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44