導(dǎo)頻發(fā)送方法、信道信息測(cè)量反饋方法、發(fā)送端及接收端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及無(wú)線通信領(lǐng)域中的導(dǎo)頻發(fā)送方法、信道信息的測(cè) 量反饋方法、發(fā)送端及接收端。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線通信系統(tǒng)中，發(fā)送端和接收端常常使用多根天線以獲取更高的傳輸速率。 多根天線能夠帶來(lái)信噪比的提升以及支持更多的空間復(fù)用層數(shù)，相對(duì)于發(fā)送端不使用 信道狀態(tài)信息（Channel State Information，CSI)的開(kāi)環(huán)多輸入多輸出（Multi-input Multi-output，ΜΙΜΟ)技術(shù)，如空時(shí)分組碼（Space-time block code，STBC)，空頻分組碼 (Space-Frequency block code，SFBC)及開(kāi)環(huán)波束賦形（Beamforming，BF)，使用 CSI 的 ΜΠΚ)技術(shù)的閉環(huán)ΜΜ0預(yù)編碼（Precoding)會(huì)有更高的容量，是目前主流的4G標(biāo)準(zhǔn)廣泛使 用的一種傳輸技術(shù)。
[0003] 閉環(huán)ΜΜ0預(yù)編碼技術(shù)的核心思想是接收端反饋信道信息給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù) 獲得的信道信息使用一些發(fā)射預(yù)編碼技術(shù)，極大的提高傳輸性能。對(duì)于單用戶ΜΜ0系統(tǒng)， 可以直接使用與信道特征矢量信息比較匹配的預(yù)編碼矢量進(jìn)行發(fā)送預(yù)編碼；對(duì)于多用戶 Μ頂0系統(tǒng)，也需要比較準(zhǔn)確的信道信息進(jìn)行干擾消除。因此發(fā)送端信道信息的獲取有著非 常重要的作用。在4G的一些技術(shù)如LTE/LTE-A，802. 16m標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，信道信息的獲取的一 般流程如下：
[0004] A :發(fā)送端發(fā)送信道狀態(tài)信息參考信號(hào)（Channel State Information-Reference Signals，CSI-RS)，該CSI-RS用于測(cè)量信道信息。在LTE-A中支持最大8天線端口的CSI-RS 發(fā)送?；景l(fā)送信令配置CSI-RS的相關(guān)位置信息和發(fā)送周期信息給終端。導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā) 送內(nèi)容由預(yù)先約定的一些規(guī)則確定，終端能準(zhǔn)確的獲知每個(gè)端口在每個(gè)時(shí)頻位置的導(dǎo)頻信 號(hào)發(fā)送內(nèi)容。導(dǎo)頻發(fā)送圖樣如圖1所示。
[0005] B:終端接收CSI-RS的配置信息，在對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行導(dǎo)頻信號(hào)接收與檢測(cè)，獲得接收 導(dǎo)頻信號(hào)，由于能準(zhǔn)確的獲知導(dǎo)頻發(fā)送信號(hào)，根據(jù)接收的導(dǎo)頻信號(hào)可以進(jìn)行信道估計(jì)獲得 接收天線與發(fā)送天線端口間的信道響應(yīng)信息。在信道估計(jì)時(shí)需要考慮噪聲及干擾的影響， 可以采用MMSE等算法進(jìn)行估計(jì)，最終得到各時(shí)頻資源位置上域發(fā)送端口數(shù)匹配的信道矩 陣。
[0006] C :根據(jù)得到的信道矩陣，進(jìn)而可以計(jì)算最優(yōu)的CSI。CSI -般包括預(yù)編碼矩陣指 7]\ (Precoding Matrix Indicator, PMI),信道質(zhì)量指不（channel quality indicator, CQI)，秩指示（Rank Indicat〇r，RI)信息三種，PMI信息是根據(jù)信道矩陣計(jì)算出的推薦預(yù)編 碼信息，由于目前是僅僅針對(duì)單用戶ΜΜ0的假設(shè)下進(jìn)行預(yù)編碼推薦，因此一般也可以理解 為表征信道的特征矢量。CQI用于指示調(diào)制編碼方式，實(shí)際也隱含了信干噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)的信息，表征了鏈路性能。RI表征的是推薦的空 間復(fù)用層數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中最為關(guān)注的是預(yù)編碼信息PMI的計(jì)算與獲取。
[0007] 目前的預(yù)編碼信息反饋是利用較簡(jiǎn)單的單一碼本的反饋方法，ΜΙΜ0的發(fā)射預(yù)編碼 技術(shù)的性能比較依賴于其中碼本反饋的設(shè)計(jì)。這里將基于碼本的信道信息量化反饋的基本 原理簡(jiǎn)要闡述如下：
[0008] 假設(shè)有限反饋信道容量為Bbps/Hz，那么可用的碼字的個(gè)數(shù)為N = 2B個(gè)。信道矩 陣的特征矢量空間經(jīng)過(guò)量化構(gòu)成碼本空間傲發(fā)射端與接收端共同保存或 實(shí)時(shí)產(chǎn)生此碼本（收發(fā)端的碼本相同）。根據(jù)接收端獲得的信道矩陣Η，接收端根據(jù)一定準(zhǔn) 則從$中選擇一個(gè)與信道最匹配的碼字并將碼字序號(hào)i反饋回發(fā)射端。這里，碼字序號(hào) 為PMI。發(fā)射端根據(jù)此序號(hào)i找到相應(yīng)的預(yù)編碼碼字#，從而獲得信道信息，#表示了信道 的特征矢量信息。
[0009] D:終端通過(guò)上行物理層的控制信道或者上行物理層的數(shù)據(jù)信道將計(jì)算得到的 CQI/PMI/RI信息反饋給基站?；净诮K端的反饋信息進(jìn)行傳輸層數(shù)的確定，編碼調(diào)制方 式確定及發(fā)送預(yù)編碼的確定。
[0010] 上面介紹的是適合不超過(guò)8天線的現(xiàn)有系統(tǒng)的閉環(huán)ΜΜ0導(dǎo)頻與反饋的設(shè)計(jì)，其目 的是使得發(fā)送端能夠較為準(zhǔn)確的獲知信道信息用于提高發(fā)送鏈路性能。隨著無(wú)線通信技術(shù) 的高速發(fā)展，用戶無(wú)線應(yīng)用越來(lái)越豐富，帶動(dòng)了無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅速增長(zhǎng)，據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái) 10年間，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以每年1. 6-2倍速率增長(zhǎng)，這給無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。多天 線技術(shù)是應(yīng)對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆發(fā)式增長(zhǎng)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)，目前4G中支持的多天線技術(shù)僅 僅支持最大8端口的水平維度波束賦形技術(shù)，還有較大的潛力進(jìn)一步的大幅提升系統(tǒng)容 量。多天線技術(shù)的演進(jìn)主要圍繞著以下幾個(gè)目標(biāo)：①更大的波束賦形/預(yù)編碼增益，②更 多的空間復(fù)用層數(shù)（MU/SU)及更小的層間干擾，③更全面的覆蓋，④更小的站點(diǎn)間干擾。 Massive ΜΠΚ)和3D ΜΠΚ)是下一代無(wú)線通信中ΜΜ0演進(jìn)的最主要的兩種候選技術(shù)。基于 Massive ΜΠΚ)技術(shù)的系統(tǒng)主要特征為：基站側(cè)配置有大規(guī)模天線陣列，比如100個(gè)天線，甚 至更多，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候，利用MU-MBTO技術(shù)，同時(shí)同頻復(fù)用多個(gè)用戶，一般來(lái)說(shuō)，天線數(shù) 目與復(fù)用用戶數(shù)目比例維持在5-10倍左右。可以證明，無(wú)論是在視距環(huán)境的強(qiáng)相關(guān)信道， 還是富散射下的非相關(guān)信道，任意兩個(gè)用戶的信道之間的相關(guān)系數(shù)隨著天線數(shù)目的增加成 指數(shù)形式衰減，比如當(dāng)基站側(cè)配置有100根天線時(shí)，任意兩個(gè)用戶的信道之間相關(guān)系數(shù)趨 近于0,也即是說(shuō)多用戶對(duì)應(yīng)信道之間接近正交。另一方面，大陣列可以帶來(lái)非?？捎^的陣 列增益和分集增益。3D Μπω的主要技術(shù)特征是，在垂直維度和水平維度，均具備很好的波 束賦形的能力。這需要天線的排布是2D的形式而不是僅僅在單一的維度上擺放。由于天 線尺寸的限制，不太可能在一個(gè)維度擺放上百根的天線，因此，大多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景中當(dāng)應(yīng)用 massive ΜΙΜΟ技術(shù)時(shí)，3D ΜΙΜΟ-般也會(huì)結(jié)合使用。另外，為了節(jié)約天線尺寸并且提供更好 的分集性能或復(fù)用能力，雙極化天線也被廣泛的應(yīng)用于Massive ΜΙΜΟ。使用雙極化天線可 以使得天線的尺寸縮小到原來(lái)的一半。
[0011] 可以看到未來(lái)ΜΜ0技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是天線數(shù)目會(huì)大大的增加，隨著天 線數(shù)目增加，信道容量會(huì)有所增加，但天線數(shù)目增加帶給導(dǎo)頻和反饋設(shè)計(jì)的壓力是非常大 的。一方面天線數(shù)目成倍增加意味著導(dǎo)頻數(shù)目也需要與之對(duì)應(yīng)的成倍增加，成倍的導(dǎo)頻開(kāi) 銷會(huì)占用掉數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎觅Y源，降低資源利用率。另外一方面天線數(shù)目增加意味著反饋 維度的增加，為了達(dá)到期望的性能，相對(duì)于低維碼本中包含的碼字會(huì)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)這意味著 信道信息計(jì)算的復(fù)雜度會(huì)顯著增加，并且碼本的反饋開(kāi)銷也會(huì)明顯的增長(zhǎng)。
[0012] 通過(guò)上面的介紹可以看出目前的導(dǎo)頻及反饋技術(shù)可以理解為全維度的導(dǎo)頻發(fā)送 和反饋技術(shù)，支持最大8端口的導(dǎo)頻和8Tx的碼本反饋，適合天線端口較少的情況。對(duì)于較 大規(guī)模的天線，傳統(tǒng)的導(dǎo)頻及反饋技術(shù)會(huì)帶來(lái)：導(dǎo)頻開(kāi)銷，反饋開(kāi)銷，導(dǎo)頻估計(jì)復(fù)雜度和信 道信息量化復(fù)雜度的顯著增加，不再適合大規(guī)模天線系統(tǒng)。因此有必要研究開(kāi)銷更小，復(fù)雜 度更低的導(dǎo)頻發(fā)送和信道信息反饋技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何降低導(dǎo)頻開(kāi)銷和信息反饋開(kāi)銷。
[0014] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送方法，包括：
[0015] 發(fā)送端從Mt個(gè)發(fā)送天線端口中選擇Nt個(gè)發(fā)送天線端口發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)給接收端；
[0016] 所述發(fā)送端將導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送配置信息發(fā)送給所述接收端；
[0017] 其中，Mt與Nt均為正整數(shù)，Nt小于Mt。
[0018] 可選地，所述導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送配置信息包括以下信息中的任意一個(gè)或任意組合：
[0019] Mt的信息及選出的發(fā)送天線端口的數(shù)量Nt的信息，
[0020] 所述選出的Nt個(gè)發(fā)送天線端口的標(biāo)識(shí)信息，
[0021] 所述選出的Nt個(gè)發(fā)送天線端口的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送位置信息。
[0022] 可選地，上述方法還包括：
[0023] 所述發(fā)送端接收所述接收端發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送推薦信息，根據(jù)所述推薦信息確 定所述導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送配置信息；
[0024] 其中，導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送推薦信息包括以下信息中的任意一個(gè)或任意組合：
[0025] Mt的信息，
[0026] 選出的發(fā)送天線端口的數(shù)量Nt的信息，
[0027] 所述選出的Nt個(gè)發(fā)送天線端口的標(biāo)識(shí)信息，
[0028] 所述選出的Nt個(gè)發(fā)送天線端口的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)送位置信息。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種信道信息的測(cè)量反饋方法，包括：
[0030] 接收端接收發(fā)送端發(fā)送的導(dǎo)頻發(fā)送配置，根據(jù)所述導(dǎo)頻發(fā)送配置信息接收發(fā)送端 從Nt個(gè)天線端口發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)；
[0031] 所述接收端根據(jù)接收的導(dǎo)頻信號(hào)確定信道響應(yīng)函數(shù)的參數(shù)，根據(jù)信道響應(yīng)函數(shù)計(jì) 算Mt維的信道矩陣信息；
[0032] 所述接收端根據(jù)Mt維的信道矩陣信息向所述發(fā)送端反饋信道信息；
[0033] 其中，Mt與Nt均為正整數(shù)，Nt小于Mt。
[0034] 可選地，所述信道響應(yīng)函數(shù)為一個(gè)與以下信息中的一種或多種相關(guān)的函數(shù)：信道 多徑數(shù)目、天線拓?fù)?、天線極化方向、天線間距、工作頻率
[0035] 可選地，所述信道響應(yīng)函數(shù)中的部分參數(shù)由接收端根據(jù)接收導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算確定。
[0036] 可選地，所述信道響應(yīng)函數(shù)的模型為：
[0037] f (AJ ( θ 1ν, Θ lh), A2T ( θ 2v, Θ 2h) . . . ANT ( θ Nv, Θ J )
[0038] f(AJ(9 . . ·ΑνΤ(Θν))
[0039] 或
[0040]
[0041] …，
[0042] 其中 Α1; Α2 · · · AN 為復(fù)數(shù)，其中 θ 1ν，θ 2ν · · · θ Νν，Θ lh，Θ 2h · · · Θ Nh， θ 1，θ 2 · · · θN為相位參數(shù)，取值為〇~2 π，T ( ·)為矢量或矩陣函數(shù)，τ τ 2 · · · τ N 為實(shí)數(shù)，A表征頻域位置信息，N為正整數(shù)。
[0043] 可選地，T (·)由發(fā)送端配置信息確定。
[0044] 可選地，T( ·)為一個(gè)與以下信息中的一種或多種相關(guān)的函數(shù)：天線拓?fù)洹⑻炀€極 化方向、天線間距。
[0045] 可選地，所述信道響應(yīng)函數(shù)的模型由發(fā)送端配置確定。
[0046] 可選地，所述Ν值由發(fā)送端配置確定。
[0047] 可選地，所述Ν