專利名稱：用于寬帶移動通信系統降低信道質量信息反饋開銷的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于寬帶移動通信系統中利用信道稀疏特性反饋信道質量
信息(CQI , Channel quality indication)的方法，確切地說，涉及一種利用信 道的稀疏特性，設計新的CQI反饋機制，降低CQI反饋開銷的方法，屬于寬帶 移動通信的CQI反饋技術領域。
背景技術：
現在，幾個主要的下一代移動通信系統標準(例如LTE、 802.16m)都要求 系統能夠獲得遠高于現行標準的頻譜利用率。頻率選擇調度(FSS, Frequency selective scheduling)能夠使多載波系統(例如OFDMA)在時域和頻域上獲得 多用戶分集增益，從而顯著地提高系統的頻譜效率(SE， Spectral efficiency )。 在OFDMA系統中，最優的調度方案意味著將資源塊(RB， Resource block)盡 可能地分配給信道狀況最優的用戶，這就要求基站(NodeB)能夠通過每個用 戶反饋的信道質量信息(CQI)獲取完全的下行信道質量狀況。
下行鏈路中，基站以設定時間間隔發送導頻信息，用戶(UE， user equipment) 通過導頻信號能夠獲取每個RB上的信道信息，然后將CQI反饋給基站。但是， 如果每個用戶都將各自獲取的所有RB的CQI反饋給基站，將會使上行控制信道 產生巨大的開銷，從而使系統達不到預期的頻譜效率。因此，在實際通信中， 往往會對CQI進行壓縮后，再反饋給基站，目的在于利用盡量少的資源就能使 基站獲得準確的信道質量信息來用于調度。
寬帶移動信道具有頻率選擇性衰落特性，因此每個用于各RB上的頻域信 道響應是不同的。尤其對于LTE-Advanced而言，支持的帶寬將達到100MHz, 因此信道的頻率選擇性衰落將體現得更加明顯，這就要求用戶必須反饋足夠多 的CQI信息，才能滿足基站調度的需求。通常情況下，性能比較理想的CQI反饋方法是每個用戶都將各自所有RB上的CQI信息都反饋給基站，以獲得完 全的下行信道頻域響應信息，然而，這樣無疑給系統帶來巨大開銷。為此，人 們做了許多工作對CQI信息進行壓縮，目前比較常見的，主要有下述三種方式 ( 一 )反饋M個最好的頻點上的CQI值(best-M CQI feedback):這種機 制的UE只反饋各自M個信道質量較好的RB上的CQI，而不A^J貴所有RB 上的CQI， M的數值由系統自行設定。這樣的好處是能夠降低系統開銷，但是， 如果某個用戶信道狀況較差，那么，它的M個CQI值較高的RB在基站也竟爭 不過其他用戶，或者某個用戶信道狀況較好，除了這M個CQI值較高的RB以 外，其余RB也具有良好的CQI,但是，后者卻在基站失去了竟爭資格，這兩 種情況都會導致系統性能的損失。
(二) 利用位圖技術顯示每個頻點所對應的CQI值(Bitmap):這種CQI 壓縮機制下的用戶將所有RB分為兩類 一類信道質量較好，另一類信道質量 不好，.設置信道質量較好的RB返回的CQI為p,信道質量不好的RB上反饋 的CQI為p-x，因此只需要返回p、 x以及一個特定的序列來分別表示哪些RB 為信道質量好的，哪些RB是不好的即可。這樣做的好處是使得系統的開銷大 大減小，但是基站的調度性能會受到一定影響。
(三) 利用一系列(正交)函數近似頻率選擇性衰弱模型(例如，DCT， Discrete Cosine Transfer):這是一種基于信源編碼壓縮思想的CQI壓縮機制。 該方法是先計算各個資源塊的信干噪比(SINR)，然后利用DCT傳輸SINR值， 最后壓縮DCT輸出率(包含量化過程)。接受到反饋信息后，基站進行解量化， 分解DCT系數，并轉換DCT得到對應每個資源塊的SINR值。但是，利用DCT 壓縮機制沒有充分利用信道的稀疏特性，并不能完全消除頻域信道響應中的冗 余。
目前，長期演進(LTE, Long Term Evolution)以及LTE Advance系統得到 了廣泛的關注，其中的CQI反饋方法也是一個重要的研究方向。但是，已有的 CQI壓縮反饋機制都沒有考慮到結合信道的特性，只是對各個RB上的CQI信息 進行壓縮，因此，在性能和復雜度上無法獲得理想的效果。如何對傳統方法繼
6續進行改進就成為業內科技人員關注的一項研究熱點。
實際上，在寬帶移動通信信道中只有很少的可分辨徑，尤其是在帶寬很寬、
信號持續時間較長的情況下(參見《Cluster Characteristics in a MIMO Indoor Propagation Environment》,刊于IEEE Trans. "Wireless Com., vol. 6, Apr. 2007， pp. 1465-1475)。在這些信道中，大部分的多徑能量集中在時延-多普勒域的很小區 域內(參見《Measurement of Large-Scale Cluster Power Characteristics For Geometric Channel Models》,刊于IEEE Trans. Antennas Propagat.， Nov. 2007, pp. 3361-3365 ),因此稱其為稀疏信道。
參見圖1所示的頻率選擇性信道在時延域中的稀疏表示的示意圖。該圖的 橫坐標表示時延，在時延域上，如果以l/帶寬的長度作為分辨率，只有少量的 格點內有非零信道響應。從圖中可以明顯看出，在最大多徑時延內只有少數徑 數(即帶箭頭的垂直于橫坐標的向量)。因此，用戶只需要將信道中的少量可分 辨徑的信息(如時延和幅度)傳回基站，基站通過相應處理就可恢復出原始下 行信道狀況，再提取每個資源塊RB上的信道信息用于調度，這樣既能保證基 站的調度性能，同時大大減小了 CQI反饋開銷。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的是在寬帶移動通信系統中提供一種利用信道的稀 疏特性來降低系統中CQI的反饋開銷的方法，該方法不僅能夠有效地獲取信道 質量信息，從而保證基站的系統調度性能，并且大大降低了系統的傳輸開銷。
為了達到上述目的，本發明提供了一種用于寬帶移動通信系統降低信道質 量信息反饋開銷的方法，其特征在于根據寬帶移動通信系統中信道的稀疏特 性，以及通過對信道時延域上的多徑信息進行快速傅里葉變換FFT能夠準確地 還原原始信道的頻域響應的特點，該方法通過筒單的處理與變換，在獲取每個 用戶完全信道質量信息CQI ( Channel quality indication)的同時，能夠減小各用 戶信道質量信息反饋所帶來的上行控制信道的開銷；并且，對于多天線系統， 基站利用用戶反饋的全部信道響應信息，能夠直接進行預編碼碼本的選擇，從而省去了預編碼矩陣信息PMI ( Precoding Matrix Indicator)的反饋，進一步降 低了系統的開銷。
所述方法包括以下步驟
(1) 用戶分別執行對各自的信道進行估計的操作，得到自身信道在時延域 上的多徑信息
(2) 用戶將各自信道的多徑信息進行量化、排列處理后，發送給基站
(3) 基站接收到用戶的信道多徑信息后，進行該用戶信道的恢復處理
(4) 基站分別接收到每個用戶的信道多徑信息，并相應完成全部用戶信道 的恢復處理后，恢復每個用戶的頻域信道響應信息并進行信道調度。
所述步驟(1)進一步包括下列操作內容
(11) 用戶通過對各自信道的估計操作，獲取各自下行信道在頻域上的信 道響應系數/Z;
(12) 用戶對各自下行信道在頻域上的信道響應系數//進行逆快速傅里葉 變換IFFT，得到各自下行信道在時延域上的、包含該信道的多徑位置和幅值信 息的數值序列s;
(13 )用戶將數值序列￡中的非零lt值及其相應位置用兩個序列 和P 分別 記錄其信道在時延域上每條徑的幅值信息及其相應的位置信息。
當用戶能夠直接得到其自身信道的時延域響應序列數值時，所述步驟(1) 進一步包括下列操作內容
(11) 用戶通過對各自信道的估計操作，直接獲取各自下行信道在時延域 上的信道響應系數S;
(12) 用戶將數值序列￡中的非零數值及其相應位置用兩個序列 和p。分 別記錄其信道在時延域上每條徑的幅值信息及其相應的位置信息。
所述步驟(2)進一步包括下列操作內容 (21 )用戶按照設定的量化方式對其得到的各自下行信道在時延域上每條 徑的幅值信息及其相應的位置信息的兩個序列和凡進行量化處理；(22 )用戶將量化后的兩個序列。 和&再按照設定的某種順序排列為一個
新的信息序列c后，發送給基站；此時，隨著帶寬的增大，當需要反饋的徑數 大于10條時，則從中挑選出幅值最大的若千條徑進行反饋，減少系統傳輸開銷。
所述步驟(21)中采用的量化方式是二進制；所述步驟(22)中挑選出幅 值最大的若干條徑應不大于10條。
所述步驟(3)進一步包括下列操作內容
(31) 基站接收到用戶的多徑信息后，分別按照其信息序列c,.的描述，將 其中的多徑幅度值按照多徑時延位置插入到一個全0序列/,沖，式中，自然數 下標z表示該用戶的序列號；
(32) 對序列/,.分別進行快速傅里葉變換FFT，從而得到該用戶的頻域信 道響應系數//,即完成該用戶下行信道的恢復處理。
所述步驟(4)進一步包括下列操作內容
(41) 基站繼續循環執行步驟(3 )的操作分別接收每個用戶的信道多徑 信息，并相應完成全部用戶下行信道的恢復處理，從而得到每個用戶的頻域信 道響應系數/f;
(42) 基站執行信道調度的操作比較每個用戶在某個資源塊RB上的信 道質量，將該資源塊RB分配給信道質量最好的用戶。
所述步驟(4)還包括下列操作內容
(43) 對于多天線系統，當基站已經獲取每個用戶的全部頻域信道響應系 數/f后，就能夠按照任意方式進行預編碼碼本的選擇。
所述方法既適用于單天線系統；也適用于多輸入多輸出MIMO的集中式多 天線系統，以及協同多點傳輸CoMP的分布式多天線系統，且它們的應用信道 場景均具有時延域稀疏的特性。
本發明是一種用于寬帶移動通信系統中利用信道稀疏特性反饋信道質量信 息的方法，其優點在于充分利用了寬帶無線通信系統中的信道稀疏特性，通 過反饋信道在時延域上的多徑信息，就能達到完全信道相應質量信息反饋的目
9的。本發明再進行簡單的處理與變換，使得該方法的反饋開銷與傳統的反饋方 式相比較，有了大幅度的降低，并且，由于本方案能夠獲取完全的信道響應信 息，因此在調度及預編碼等方面都能夠獲得較傳統反饋方案更好的性能。
圖1是頻率選擇性信道在時延域中的稀疏表示的示意圖。
圖2是本發明用于寬帶移動通信系統降低信道質量信息反饋開銷的方法操 作流程圖。
圖3是UE將信道多徑信息進行量化、重新排列為一個二進制序列的過程 示意圖。圖中將多徑位置信息{0， 2， 5， 9， 15， 17}序列及幅值信息
W, /2 ， /3, /4, /5 ， /6}序列按順序交替排列成為新的序列
圖4是基站利用UE反饋的信道多徑信息對UE原始下行信道進行重建的 示意圖。圖中/表示第i條徑的幅值，圖中所示系統為10MHz帶寬，因此FFT 點數為1024。
圖5是尸輸入2輸出的MIMO信道示意圖。
圖6是CoMP系統的一個具體實例示意圖。
圖7是在單天線系統中、信道帶寬為10MHz條件下，利用best-M方法與 本發明方法進行CQI反饋得到的系統吞吐率性能比較，其中橫坐標表示信噪比 Es/N0，縱坐標表示系統的容量bit/s/Hz。
圖8是在單天線系統中、信道帶寬為50MHz條件下，采用本發明方法并反 饋全部多徑信息與采用本發明方法但只反饋部分多徑信息得到的系統吞吐率性 能比較，其中橫坐標表示信噪比Es/NO，縱坐標表示系統的容量bit/s/Hz。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例仿 真情況對本發明作進一步的詳細描述。
本發明是一種利用信道的稀疏特性設計的用于寬帶移動通信系統中降低信
10道質量信息反饋開銷的方法根據寬帶移動通信系統中信道的稀疏特性，以及通過對信道時延域上的多徑信息進行快速傅里葉變換FFT能夠準確地還原原始信道的頻域響應的特點，該方法在獲取每個用戶完全信道質量信息CQI的同時，能夠減小各用戶信道質量信息反饋所帶來的上行控制信道的開銷；并且，對于多天線系統，基站利用用戶反饋的全部信道響應信息，能夠直接進行預編碼碼本的選擇，從而省去了預編碼矩陣信息PMI的反饋，進一步降低了系統的開銷。
本發明方法能夠適用于下面兩種通信系統(l)單天線系統；(2)多天線系統或分布式天線系統，它們的應用信道場景均具有時延域稀疏的特性(參見錯誤！未找到引用源。所示)。下面分別給出兩種通信系統中的具體操作步驟。
參見圖2,先介紹本發明用于單天線系統中的CQI反饋方法的操作步驟(1 )用戶分別執行對各自估計到的信道進行信息提取操作，得到自身信道在時延域上的多徑信息通過信道估計，用戶得到自身下行信道在頻域上的信道響應系數//,再對/Z進行IFFT變換，得到其下行信道在時延域上包含多徑位置和幅度的稀疏向量"再將￡中非零的數值及其對應的位置分別用兩個序列" 和凡記錄下來，其中，自然數下標"表示該下行信道的可分辨徑的個數。如果w是一個比較小的數值(通常情況下，10M帶寬的LTE系統考慮可分辨徑數為6),那么對于寬帶移動通信系統，可分辨徑數將遠小于資源塊RB的個數(參照3GPP 36.211協議，規定每5MHz帶寬分為25個RB ),因此相對于傳統的CQI壓縮機制，例如，將每個RB上的CQI信息都反饋給基站，這樣基站將獲得準確的全信道質量信息，就能使系統獲得理想的調度性能。但是，這樣帶來的系統開銷為《x m比特(其中的《代表量化每個RB上的CQI信息所需要的比
特數，w代表RB的個數)，可見這種方法雖然能夠獲得準確的信道質量信息，但是，隨著帶寬的增大，A^的數量也在不斷遞增，因此需要巨大的上行控制信道開銷才能滿足調度信息。
如果在調度性能和反饋開銷上進行折中處理，采取反饋M個最好的頻點上的CQI值的方法(best-M CQI feedback),它所帶來的上行控制信道的開銷為5xM + log2 +5比特(其中M代表RB的個數，參見《DCT based CQI reporting
scheme》，Rl-061777, Cannes, France, June, 27-30， 2006)，這種方法雖然相對于傳統方法中的開銷有了一定的減小，但是，仍需要較大的開銷并在反饋過程中損失了 一部分信道質量信息，將會影響系統的調度性能。采用本發明的CQI反饋方法，上行控制信道的開銷僅為《x乂+iog2(:f比特(其中的《為每條徑幅
值的量化比特數，丄為系統中的每個OFDM符號前的循環前綴CP長度，i^為可分辨徑的個數；通常情況下，7V2^10，當M較大時(如當W210時)，可以只取其中幅值較大的若干條徑進行反饋而用于調度信息)，由此可見，對于寬帶移動通信系統(對于LTE-Advanced系統，帶寬將達到100MHz, iV，500)，本
發明方法將會大大減、上行控制信道的開銷。
(2) 用戶將各自信道的多徑信息進行量化、排列處理后，發送給基站用戶在得到的多徑幅度信息中選取幅值最大的若干條徑，并進行量化，結合其相應的位置信息按照某種規律排列為一個新的序列c ,然后將該序列c發送給基站。例如，假設選取了信道中幅值最大的6條徑(參見圖3所示)，其時延位置分別為{0,2,5,9,15,17}，幅值分別為{/,/2,/3,/4,/5,/6},那么將位置信息和幅值信息分別量化為二進制比特，即轉換為0， l序列進行發送。
(3) 基站接收到用戶的信道多徑信息后，進行該用戶信道的恢復處理基站收到第/個用戶的多徑信息后，按照信息序列的描述，恢復出該信道各徑的幅值并按照得到的多徑時延的位置插入到全0序列/,.中。例如，參見圖4所示，對于10MHz帶寬系統來說，序列/,.的點數為1024,布I設信道為6徑信道，其時延位置分別為{0,2,5,9,15,17},幅值分別為{/,/2，/3,/4,/5,/6}，那么進行插值后的序<formula>formula see original document page 12</formula>.進行FFT變換，
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即可得到該用戶的頻域信道響應([疋,.和/,.分別代表第/個用戶和第z'個用戶的時延域信道響應信息)。
(4 )基站循環執行步驟(3 )的操作，分別接收到每個用戶的信道多徑信息，并相應完成全部用戶信道的恢復處理后，恢復每個用戶的頻域信道響應信
息并進行信道調度基站循環執行步驟(3)的操作，就可以得到每個用戶的信道響應系數，然后比較每個用戶在某個RB上的信道質量，并將該RB分配給信道質量最好的用戶。這樣，通過用戶終端發送給基站的信道多徑信息，基站還原出每個用戶所處的下行信道信息狀況，基站直接比較各個用戶的頻域信道響應，來決定如何分配資源塊RB，這樣就能夠保證調度的準確性，從而確保了系統的性能。
下面介紹本發明用于多輸入多輸出MIMO ( Multiple Input Multiple Output)的集中式多天線系統，以及協同多點傳輸CoMP (Coordinated Multi-Pointtransmission/reception)的分布式多天線系統稀疏信道中的CQI反々貴方法。
對于前者，參見圖5所示的一個尸輸入e輸出的MIMO信道示意圖。對于后者，是為了提高LTE小區吞吐量、尤其是小區邊緣吞吐量而出現的，即LTE-Advanced在LTE的基礎上引入協同多點傳輸CoMP，即分布式天線的才幾制。參見圖6所示的CoMP的一個示例，其中兩個演進型基站eNB( evolved Node B )都有兩個發送天線，聯合向兩個用戶終端UE (user equipment)發送。本發明用于多天線(包括MIMO的集中式天線和CoMP的分布式天線，JU叚設發送天線數和接收天線數分別為P和e )系統中的CQI反饋方法。具體操作步驟如下(1 )用戶執行估計各自信道的操作，得到自身信道在時延域上的多徑信息通過信道估計，用戶將得到每根接收天線上的下行信道在頻域上的信道響應系數//^二1,2,...,2,對巧進行IFFT變換，得到信道在時延域上包含多徑位置及其幅度的稀疏向量。再將該向量￡,中非零的數值及其對應位置分別用兩個序列
"",f和戶",,記錄下來。
(2)用戶將各自信道的多徑信息進行量化、排列處理后，發送給基站用戶將得到的不同天線上的多徑幅度信息分別進行量化，并結合其多徑的位置信息排列為一個新的序列c,，反饋給基站。
(3 )基站收到用戶的信道多徑信息并進行信道恢復處理基站接收到用戶的多徑信息后，按照信息序列c,的描述，將多徑的幅度值按照多徑時延的位置
插入到全0序列/;，(中，再對/,，,進行FFT變換，從而得到該用戶在其每個天線上信道的頻域響應信息(其中/,,是指第/個用戶在第f根天線上的時延域信道響應信息)。
(4)基站重復執行步驟(3)的操作，分別接收到每個用戶的信道多徑信息，并相應完成全部用戶信道的恢復處理后，恢復每個用戶在不同天線上的頻域信道響應信息并進行信道調度基站重復執行步驟(3)的操作，就可以得到每個用戶的信道響應系數，然后比較每個用戶在每根天線上某個RB上的信道質量，將該RB分配給其中信道質量最好的用戶。同時，由于獲fl了每個用戶在每根天線上的信道響應信息，因此基站可以利用全部的頻域信道響應信息進行預編碼碼本的選擇。
本發明已經由申請人進行了實施試驗，下面介紹本發明的兩個試驗實施例。第一個試驗實施例給出了在單天線系統中、在時延域稀疏的選擇性信道的吞吐率仿真結果。利用LTE協議所使用的信道模型(參見《3GPP TR 25.996v6丄0》，刊于http:〃www.3gpp.org),采用空間信道才莫型SCM ( Spacial ChannelModel )鏈路參數中車載情況對應的信道。考慮信道為6徑，每個發送的OFDM符號包括1024個子載波，設定帶寬為『40MHz,時間長度為7^1/14ms，即一
個OFDM符號的持續長度。每個OFDM符號包含50個RB ( Resource Block )，其中每個RB包含12個子載波。
在實施試驗中，對best-M方法的吞吐率性能和本發明方法的性能進行了對比。在best-M方法中，每次反饋需要傳輸的比特數為88.25比特。而在本發明方法中，即利用信道稀疏特性的方法中，每次反饋需要傳輸的比特數為76比特(假設每條徑的幅值信息可用8比特表示)。系統中有100個用戶，總調度時長為1秒，仿真的信噪比從12dB到18dB。
參見圖7，介紹上述實施例的對應仿真結果，其中統計了不同信噪比下兩種調度方法的系統吞吐量(bit/s/Hz)。虛線表示的是best-M方法，實線表示的
14是本發明的CQI反饋方法。可以看出，利用信道的稀疏性來進行CQI反饋的本發明方法，不僅降低了比特傳輸的開銷，而且還提高了信道估計的性能。
第二個實施例給出了單天線系統中、在時延域稀疏的選擇性信道中兩種不同徑數反饋的吞吐率仿真結果。利用LTE協議所使用的信道模型(參見《3GPPTR 25.996 v6丄0》，刊于http:〃www.3gpp.org ),采用空間信道才莫型SCM(SpacialChannel Model)鏈路參數中車載情況對應的信道。考慮信道為16徑，每個發送的OFDM符號包括5120個子載波，設定帶寬為f^50MHz,時間長度為r = l/14ms，即一個OFDM符號的持續長度。每個OFDM符號包含250個RB(ResourceBlock),其中每個RB包含12個子載波。
在實施試驗中，對采用本發明方法并將全部多徑信息反饋給基站的吞吐率性能和采用本發明方法、但只將10條最主要的多徑信息反饋給基站的性能進行對比。在全部多徑信息反饋的第一種方法中，每次反饋需要傳輸的比特數為220比特。而在只反饋10條最主要的多徑信息的第二種方法中，每次反饋需要傳輸的比特數為143比特。系統中有100個用戶，總調度時長為1秒，仿真的信噪比從12dB到18dB。
參見圖8,介紹上述實施例的對應仿真結果，其中統計了不同信噪比下兩種調度方法的系統吞吐量(bit/s/Hz)。虛線表示的是只反饋IO條徑時的系統吞吐率性能，實線表示的是反饋全部16條徑時的系統吞吐率性能。可以看出，只反饋16條徑中最主要的10條徑的多徑信息可以獲得與全部多徑信息反饋幾乎相同的系統吞吐率性能，但是，每次反饋的系統開銷卻減少了 77比特。由此可以看出，在寬帶移動通信系統中應用本發明的方法，可以在確保系統吞吐率性能的同時，大大的降低系統的開銷。
權利要求
1、一種用于寬帶移動通信系統降低信道質量信息反饋開銷的方法，其特征在于根據寬帶移動通信系統中信道的稀疏特性，以及通過對信道時延域上的多徑信息進行快速傅里葉變換FFT能夠準確地還原原始信道的頻域響應的特點，該方法通過簡單的處理與變換，在獲取每個用戶完全信道質量信息CQI的同時，能夠減小各用戶信道質量信息反饋所帶來的上行控制信道的開銷；并且，對于多天線系統，基站利用用戶反饋的全部信道響應信息，能夠直接進行預編碼碼本的選擇，從而省去了預編碼矩陣信息PMI的反饋，進一步降低了系統的開銷。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1 )用戶分別執行對各自的信道進行估計的操作，得到自身信道在時延域上的多徑信息(2) 用戶將各自信道的多徑信息進行量化、排列處理后，發送給基站(3) 基站接收到用戶的信道多徑信息后，進行該用戶信道的恢復處理(4 )基站分別接收到每個用戶的信道多徑信息，并相應完成全部用戶信道的恢復處理后，恢復每個用戶的頻域信道響應信息并進行信道調度。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(l)進一步包括下列操作內容(11 )用戶通過對各自信道的估計操作，獲取各自下行信道在頻域上的信道響應系數/7;(12)用戶對各自下行信道在頻域上的信道響應系數if進行逆快速傅里葉變換IFFT,得到各自下行信道在時延域上的、包含該信道的多徑位置和幅值信息的數值序列S;(13 )用戶將數值序列￡中的非零數值及其相應位置用兩個序列&和ft分別記錄其信道在時延域上每條徑的幅值信息及其相應的位置信息。
4、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于當用戶能夠直接得到其自身信道的時延域響應序列數值時，所述步驟(1)進一步包括下列操作內容(11) 用戶通過對各自信道的估計操作，直接獲取各自下行信道在時延域上的信道響應系數￡;(12) 用戶將數值序列￡中的非零數值及其相應位置用兩個序列 和a分別記錄其信道在時延域上每條徑的幅值信息及其相應的位置信息。
5、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(2)進一步包括下列搡作內容(21 )用戶按照設定的量化方式對其得到的各自下行信道在時延域上每條徑的幅值信息及其相應的位置信息的兩個序列 和a進行量化處理；(22 )用戶將量化后的兩個序列。 和&再按照設定的某種順序排列為 一個新的信息序列c后，發送給基站；此時，隨著帶寬的增大，當需要反饋的徑數大于10條時，則從中挑選出幅值最大的若干條徑進行反饋，減少系統傳輸開銷。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟(21)中采用的量化方式是二進制；所述步驟(22)中挑選出幅值最大的若干條徑應不大于10條。
7、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)進一步包括下列操作內容(31) 基站接收到用戶的多徑信息后，分別按照其信息序列c,.的描述，將其中的多徑幅度值按照多徑時延位置插入到一個全0序列/,.中，式中，自然數下標!'表示該用戶的序列號；(32) 對序列/,.分別進行快速傅里葉變換fft，從而得到該用戶的頻域信道響應系數//，即完成該用戶下行信道的恢復處理。
8、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(4)進一步包括下列操作內容(41)基站繼續循環執行步驟(3 )的操作分別接收每個用戶的信道多徑信息，并相應完成全部用戶下行信道的恢復處理，從而得到每個用戶的頻域信道響應系數i/;(42) 基站執行信道調度的操作比較每個用戶在某個資源塊RB上的信道質量，將該資源塊RB分配給信道質量最好的用戶。
9、 4艮據權利要求8所述的方法，其特征在于所述步驟(4)還包括下列操作內容(43) 對于多天線系統，當基站已經獲取每個用戶的全部頻域信道響應系數//后，就能夠按照任意方式進行預編碼碼本的選擇。
10、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述方法既適用于單天線系統；也適用于多輸入多輸出MIMO的集中式多天線系統，以及協同多點傳輸CoMP的分布式多天線系統，且它們的應用信道場景均具有時延域稀疏的特性。
全文摘要
一種用于寬帶移動通信系統降低信道質量信息反饋開銷的方法，是根據寬帶移動通信系統中信道的稀疏特性，以及通過對信道時延域上的多徑信息進行FFT變換，能夠準確地還原原始信道的頻域響應的特點，該方法通過簡單的處理與變換，在獲取每個用戶完全信道質量信息CQI的同時，能夠減小各用戶信道質量信息反饋所帶來的上行控制信道的開銷；并且，對于多天線系統，基站利用用戶反饋的全部信道響應信息，能夠直接進行預編碼碼本的選擇，從而省去了預編碼矩陣信息PMI的反饋，進一步降低了系統的開銷。因此，本發明在調度及預編碼等方面都能夠獲得較傳統反饋方案更好的性能，具有很好的推廣應用前景。
文檔編號H04L1/00GK101674275SQ20091009320
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者別志松, 睿 張, 楠 李, 凱 牛, 賀志強 申請人:北京郵電大學