专利名称：多小区联合信道反馈方法和用户设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及移动通信技木，尤其涉及移动通信网络中的多小区联合信道反馈方法和用户设备。
背景技术：
协作多点(CoMP)发送，是LTE-A系统的ー项重要技木，可有效地降低小区间干扰，提高系统覆盖，提高系统平均吞叶量和边界用户的吞吐量。多小区联合发送(Joint Transmission)是ー种CoMP方案，即ー个或多个用户的数据流在CoMP协作集内共享，并由协作集内的多个小区联合处理并发送。通过信道反馈和回程网的交換，所有用户的信道信息可以在协作基站之间共享。因此每ー个协作基站或集中式调度器，可以完成联合的多小区比例公平调度和集中式迫零(ZF)预编码。通过相干发送，多个用户由多个协作基站联合服务，从而提高信号的功率，降低小区间干扰。很显然，信道信息反馈是多小区联合发送方案中非常重要的ー个因素。多小区联合发送依赖于每个用户的信道信息反馈。目前，两级多小区反馈是CoMP 一种反馈机制，它包括CoMP协作集内的每小区信道反馈，以及额外的小区之间的相对幅度和相位信息反馈。采用这种反馈机制，可同时支持单小区MIMO方案和多小区联合发送方案，也可以支持它们之间的灵活切換。很显然，相对于单小区MIMO方案，CoMP方案需要反馈更多的信道信息，因此系统性能和开销之间的折衷是CoMP设计中的一大挑战。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺点，本发明提出了一种新的多小区联合信道反馈方法及其用户设备，根据本发明，利用时域和频域的相关性，来增强多小区信道信息反馈。多小区信道信息的反馈包括两类，其一具有长时宽带的信道特性，另ー个具有短时频率选择性的信道特性。长时宽带信道信息，描述了在一段较长的时间内整个频带上多小区信道的主特征向量，它进一歩包括CoMP协作集内每ー个小区的信道反馈，和额外的小区之间的相对幅度和相位信息。仅仅长时信道反馈还不足以反映瞬时多小区信道信息的变化。在不同的反馈瞬间和不同的反馈子带上，还可利用时频域的相关特性，反馈ー个短时频率选择性的差分信道信息，进ー步精确地刻画多小区的信道反馈信息。这两类预编码矩阵有不同的反馈周期。尽管长时宽带信道信息，需要报告大量的每小区信道信息和小区间的信道信息，但其反馈的周期较长，而且是宽带的信息。另ー类短时频率选择性信道信息，是对长时反馈信息的进ー步校准，在每ー个反馈瞬时和每ー个子带上，只需报告较少的反馈比特。采用这种反馈机制，极大地降低了 CoMP方案的上行反馈开销。具体的，根据本发明的一个实施方式，提供一种多小区联合信道反馈方法，在ー个协作多点的协作集中，多个用户设备分別被多个协作基站服务，其中每个用户设备都有一个协作基站作为其服务基站，所述方法包括每个用户设备接收协作集内每个协作基站的下行參考信号，进行下行信道測量；
根据下行信道測量結果，每个用户设备计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道1目息；每个用户设备将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。协作集内的服务基站之间通过回程网交互所述接收到的长时宽带信道信息和短时子带信道信息。根据本发明的ー个可选实施例，每个用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。根据本发明的ー个可选实施例，所述下行信道测量是指用户设备測量其与协作集内每个协作基站的下行信道矩阵；进ー步地，得到联合多小区信道矩阵。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。根据本发明的ー个可选实施例，用户设备根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进一歩地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方
差矩阵。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向里。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。根据本发明的ー个可选实施例，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。根据本发明的ー个可选实施例，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。根据本发明的ー个可选实施例，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。根据本发明的一个实施方式，提供一种用户设备，被多个协作基站服务，其中ー个协作基站为所述用户设备的服务基站，所述用户设备包括下行信道测量单元，用于接收协作集内每个协作基站的下行參考信号，进行下行信道測量；反馈信息计算单元，用于根据下行信道測量結果，计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息；信息反馈单元，用于将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务—站。根据本发明的ー个可选实施例，在所述信息反馈单元，用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息的反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。根据本发明的ー个可选实施例，所述下行信道測量单元测量其与协作集内每个每个服务于其的协作基站的每小区下行信道矩阵；进ー步地，得到联合多小区信道矩阵。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。根据本发明的ー个可选实施例，所述分开信息计算单元根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进一歩地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向里。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。根据本发明的ー个可选实施例，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。根据本发明的ー个可选实施例，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。根据本发明的ー个可选实施例，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。根据本发明的ー个可选实施例，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。
通过以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面了解，本发明的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中图1表示根据本发明的多小区多用户联合发送网络部署示意图。图2表示多小区联合信道反馈的流程图。图3表示用户设备的结构示意图。在所有的上述附图中，相同的标号表示具有相同、相似或相应的特征或功能。
具体实施例方式以下结合附图具体描述本发明的实施方式。下面给出ー个应用于CoMP的部署场景(图1)的具体实例，采用三个协作基站 (eNB)同时服务多个用户设备(UE)，如图1所示。其中，基站1是用户设备1的服务基站。结合图2详细捕述多小区联合信道反馈过程在步骤S201，用户设备1接收来自协作集内每个服务于其的协作基站的下行參考
信号；进行下行信道測量在步骤S202，用户设备根据协作基站的下行參考信号，来检测下行信道信息。用户设备1捕获来自基站i (i = 1，2，幻下行信道矩阵Hil (t，f)(子帧t和子载波f)，基站1是其服务基站。长时宽带协方差矩阵(子帧t)可计算如下R1 (り )R ひ—1) + 冚ΣHn ひ,/)" Hn ひ，/)其中S是整个带宽上的子载波集合，子载波的个数表示为|S|，α是ー个平均因
ο联合多小区信道矩阵表示为H1(Lf) = [Hn(t，f)H21(t，f)H31(t，f)](子帧t和子载波f)，因此短时子带多小区协方差矩阵和长时宽带多小区协方差矩阵可分别表示为 R1 M =由 Σ Hル，/)" H1 (t, f)R1 (り=(1 - (卜 1) +Μ" H.ひ,/)其中ら是子带b上的子载波集合，其个数表示为Iら|。协方差矩阵的主特征向量，通常用来刻画单流发送的信道特性，根据协方差矩阵的特征值分解来计算。例如，用户1的短时子带多小区主特征向量V1,是根据短时子带多小区协方差矩阵R1(Lb)来求解。我们也可以根据每个小区的长时宽带协方差矩阵民“り，来计算长时每小区主特征向量 η ；根据多小区的长时协方差矩阵δ, ( )，来计算长时多小区主特征向量、。在步骤S203，用户设备计算需反馈的短时信道信息和长时信道信息，包括(1)信道方向信息(⑶I)信道方向信息，包括长时信道信息(如每小区信道信息，小区间相对的幅度和相位信息)和每个小区的短时差分信道信息，如下所示1)长时每小区信道信息
每小区信道信息是基站i(i = 1,2,3)到用户1的长时主特征向量V,,。2)长时小区间相对幅度信息小区间相对幅度信息α π α 2，α 3 e (0，1)，是由长时多小区主特征向量 ,确定的， 并在(0，1)范围内进行量化
权利要求
1.一种多小区联合信道反馈方法，在一个协作多点的协作集中，多个用户设备分別被多个协作基站服务，其中每个用户设备都有一个协作基站作为其服务基站，所述方法包括每个用户设备接收协作集内每个协作基站的下行參考信号，进行下行信道測量； 根据下行信道測量結果，每个用户设备计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道イロ‘ >E、；每个用户设备将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。 协作集内的服务基站之间通过回程网交互所述接收到的长时宽带信道信息和短时子市イ曰liイ曰息O
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在干，每个用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在干，所述下行信道测量是指用户设备測量其与协作集内每个协作基站的下行信道矩阵；进ー步地，得到联合多小区信道矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在干，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在干，用户设备根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进ー步地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向量。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在干，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。
13.一种用户设备，被多个协作基站服务，其中一个协作基站为所述用户设备的服务基站，所述用户设备包括下行信道测量单元，用于接收协作集内每个协作基站的下行參考信号，进行下行信道測量；反馈信息计算单元，用于根据下行信道測量結果，计算并得到长时宽带信道信息和短时子带信道信息；信息反馈单元，用于将所述长时宽带信道信息和短时子带信道信息反馈给其服务基站。
14.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在干，在所述信息反馈单元，用户设备根据长时宽带信道信息的反馈周期，将所述长时宽带信道信息的反馈给其服务基站；根据短时子带信道信息的反馈周期，将所述短时子带信道信息反馈给其服务基站；所述长时宽带信道信息的反馈周期要比短时子带信道信息的反馈周期长。
15.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，所述下行信道測量单元测量其与协作集内每个每个服务于其的协作基站的每小区下行信道矩阵；进一歩地，得到联合多小区信道矩阵。
16.根据权利要求15所述的用户设备，其特征在干，所述长时宽带信道信息包括长时每小区信道信息、长时小区间相对幅度信息和长时小区间相对相位信息；所述短时子带信道信息包括每小区差分信道信息、单小区信道质量信息和多小区信道质量信息。
17.根据权利要求16所述的用户设备，其特征在干，所述分开信息计算单元根据每小区下行信道矩阵计算得到长时每小区宽带协方差矩阵；根据联合多小区信道矩阵，计算得到短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵；进ー步地，根据协方差矩阵的特征值分解，根据长时每小区宽带协方差矩阵、短时多小区协方差矩阵和长时多小区协方差矩阵分别计算得到长时每小区主特征向量、长时多小区主特征向量和短时多小区主特征向量。
18.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述长时每小区信道信息为长时每小区宽带协方差矩阵。
19.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述长时每小区信道信息为长时每小区主特征向量。
20.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在干，所述长时小区间相对幅度信息是由长时多小区主特征向量确定。
21.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在干，所述长时小区间相对相位信息是由长时每小区主特征向量和长时多小区主特征向量之间的相位角来确定。
22.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在干，所述每小区差分信道信息由用户设备的协作基站联合确定，根据长时多小区主特征向量的量化和短时多小区主特征向量之间的相位差来计算得到。
23.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在于，所述多小区信道质量信息是由短时多小区主特征值、短时多小区主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、小区的总功率和小区的发送天线数共同确定。
24.根据权利要求17所述的用户设备，其特征在干，所述单小区信道质量信息是由该用户与其服务基站的短时主特征值、短时主特征向量及其量化值、用户的噪声和干扰、服务基站的总功率和服务基站的发送天线数共同确定。
全文摘要
本发明提出了一种新的多小区联合信道反馈方法及其用户设备，根据本发明，利用时域和频域的相关性，来增强多小区信道信息反馈。多小区信道信息的反馈包括两类，其一具有长时宽带的信道信息，另一个具有短时频率选择性的信道信息。长时宽带信道信息，反馈的周期较长，而且是宽带的信息。另一类短时频率选择性的信道信息，是对长时反馈信息的进一步校准，在每一个反馈瞬时和每一个子带上，只需报告较少的反馈比特。采用这种反馈机制，极大地降低了多点协作发送方案的上行反馈开销且具有较好的系统性能增益。
文档编号H04L1/16GK102594525SQ20111000256
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者刘皓 申请人:上海贝尔股份有限公司