的方法及装置 技术领域

本发明涉及时分复用无线通信网络， 尤其涉及时分复用无线通信 网络中的基站获取其至用户终端的下行信道状 态信息的方法和装置。 背景技术

时分复用 （ Time Division Duplexing, TDD )无线通信系统信道的互 惠性是已知的可以用来减少 MIMO和协同多点传输（ CoMP ) 中的上行 链路的反馈， 根据以上行链路信道探测信号形式存在的信道 状态信息反 馈， 基站能够执行基于非码本的预编码。 在 LTE-A无线通信网络中， 在 用户终端的接收天线的数目大于发射天线的数 目的情形下， 或者在上行 信道探测参考信号 （ Sounding Reference Signals, SRS ) 不够使用的情形 下 （即本应在 M个天线上发送 M个信道探测参考信号， 实际上只在 N 个天线上发送了 N个信道探测参考信号， M大于 N )， 基站通过以上行 链路信道探测参考信号形式存在的信道状态信 息反馈， 仅获知部分下行 链路的信道信息。 基站如何获取全部的下行链路的信道状态信息 成为一 个迫切需要解决的问题。

目前时分复用无线通信系统的信道状态信息反 馈主要有以下两种 方式： 量化的信道状态信息反馈和统计的信道状态信 息反馈。 量化的信 道状态信息反馈是指用户终端根据接收到的下 行参考信号进行信道估 计， 以得到量化的信道传输矩阵并反馈给基站， 每隔 5ms左右进行一次 反馈。 该方法的缺点是量化的信道传输矩阵的数据量 非常大， 消耗了很 多无线带宽资源。 统计的信道状态信息反馈是用户终端指将信道 传输矩 阵的协方差矩阵反馈给基站， 每隔较长时间， 例如 200ms左右进行一次 反馈。 该方法相比于量化的信道状态信息反馈， 虽然反馈的数据量有所 减少， 但是该方法仅适用于各个信道相关性强的无线 通信系统， 对于各 个信道相关性不强的无线通信系统， 则不适用。 发明内容

针对时分复用无线通信系统中用户终端用于发 送上行参考信号 的天线的个数小于用于接收信号的天线个数， 且用于接收信号的天线 包括用于发送上行参考信号的天线的情形， 本发明提出了一种基站获 取全部下行链路的信道状态信息的技术方案： 针对基站至用户终端的 发送上行参考信号的天线之间的下行无线通信 链路， 根据时分复用无 线通信系统的互惠性， 基站根据接收到的上行参考信号来获取该下行 无线通信链路的信道状态信息； 针对基站至用户终端的仅用于接收信 号而不发送信号的天线之间的下行无线通信链 路， 用户终端确定一个 预编码矩阵， 称之为部分预编码矩阵， 并将该预编码矩阵的指示符发 送给基站； 从而使得基站获得了全部的下行无线通信链路 的信道状态 信息。

根据本发明的一个实施例， 提供了一种在时分复用无线通信网络 的多天线用户终端中用于基站获取其至该用户 终端的下行信道状态 信息的方法， 其中， 该用户终端用于发送上行参考信号的天线的个 数 小于用于接收信号的天线个数， 且用于接收信号的天线包括用于发送 上行参考信号的天线， 该方法包括以下步骤： 发送上行参考信号至所 述基站； 和发送与仅用于接收信号而不用于发送上行参 考信号的至少 一个天线对应的部分预编码矩阵指示符至所述 基站。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种在时 分复用无线通信网 络的基站中用于获取其至多天线用户终端的下 行信道状态信息的方 法， 其中， 该用户终端用于发送上行参考信号的天线的个 数小于用于 接收信号的天线个数， 且其用于接收信号的天线包括用于发送上行参 考信号的天线， 该方法包括以下步骤： 接收来自所述用户终端的上行 参考信号， 以及接收与所述用户终端中仅用于接收信号而 不用于发送 上行参考信号的至少一个天线对应的部分预编 码矩阵指示符； 根据所 接收到的上行参考信号确定所述基站至所述用 户终端的用于发送上 行参考信号的天线对应的部分下行信道的传输 矩阵。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种在时 分复用无线通信网 络的多天线用户终端中用于基站获取其至该用 户终端的下行信道状 态信息的装置， 其中， 该用户终端用于发送上行参考信号的天线的个 数小于用于接收信号的天线个数， 且用于接收信号的天线包括用于发 送上行参考信号的天线， 该装置包括： 第一发送装置， 用于发送上行 参考信号至所述基站； 以及发送与仅用于接收信号而不用于发送上行 参考信号的至少一个天线对应的部分预编码矩 阵指示符至所述基站。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种在时 分复用无线通信网 络的基站中用于获取其至多天线用户终端的下 行信道状态信息的获 取装置， 其中， 该用户终端用于发送上行参考信号的天线的个 数小于 用于接收信号的天线个数， 且其用于接收信号的天线包括用于发送上 行参考信号的天线， 该获取装置包括： 第二接收装置， 用于接收来自 所述用户终端的上行参考信号， 以及接收与所述用户终端中仅用于接 收信号而不用于发送上行参考信号的至少一个 天线对应的部分预编 码矩阵指示符； 第三确定装置， 用于根据所接收到的上行参考信号确 定所述基站至所述用户终端的用于发送上行参 考信号的天线对应的 部分下行信道的传输矩阵。

通过利用本发明的方法和装置，有效地解决了 用户终端接收天线 个数大于发送天线个数的情形下， 基站如何获知全部下行信道的信道 状态信息的问题， 节约了上行无线通信链路的无线带宽资源。 本发明 的方法和装置， 由于利用了频分复用系统中的预编码矩阵， 在时分复 用无线通信系统和频分复用无线通信系统之间 的架起了一座桥梁。 并 且本发明中基站获取其至用户终端之间的信道 状态信息的方法和装 置不受信道相关性的影响。 附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作 的详细描述， 本发 明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显。

图 1为根据本发明的一个具体实施方式的时分双� �无线通信网络 的网络拓朴结构示意图； 图 2为根据本发明的一个具体实施方式的时分复� �无线通信系统 中的基站获取其所辖的多天线用户终端的下行 信道状态信息的方法 流程图；

图 3为根据本发明的一个具体实施方式的在时分� �用无线通信系 统的用户终端中用于确定仅用于接收信号而不 用于发送上行参考信 号的至少一个天线对应的部分预编码矩阵指示 符的方法流程图； 图 4为根据本发明的另一个具体实施方式的时分� �用无线通信系 统的网络拓朴结构图；

图 5为根据本发明的一个具体实施例的在时分双� �无线通信系统 的基站中用于根据其至用户终端之间的下行信 道状态信息对待发送 至用户终端的信号进行预编码的流程图；

图 6为根据本发明的一个具体实施方式的在时分� �工无线通信系 统的用户终端中用于一种在时分复用无线通信 网络的多天线用户终 端中用于基站获取其至该用户终端的下行信道 状态信息的装置 600的 结构示意图；

图 7为根据本发明的一个具体实施例的在时分复� �无线通信网络 的基站中用于获取其至多天线用户终端的下行 信道状态信息的获取 装置 700的结构示意图；

图 8为图 1中所示的时分复用无线通信系统为 LTE-A无线通信系 统时， 不同的信道状态信息反馈方案下的信道容量仿 真示意图； 其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似 的步骤特征或装置 (模块）。 具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细 的示例性描述。 图 1示出了根据本发明的一个具体实施方式的时� �复用无线通信 系统的网络拓朴结构图。 在图 1中， 基站 10具有 4个天线 11、 12、 13和 14， 每个天线皆可用于发送和接收信号， 用户终端 20具有 2个 天线 21和 22， 其中天线 21和 22用于接收信号， 天线 21仅用于发送 信号。

图 2示出了根据本发明的一个具体实施方式的时� �复用无线通信 系统中的基站获取其所辖的多天线用户终端的 下行信道状态信息的 方法流程图， 其中， 该用户终端用于发送上行参考信号的天线的个 数 小于用于接收信号的天线个数， 且用于接收信号的天线包括用于发送 上行参考信号的天线。 用户终端用于发送上行参考信号的天线的个数 小于用于接收信号的天线个数的情形包括至少 以下两种应用场景， 一 种是用户终端的用于发送信号的天线的个数小 于接收信号的天线个 数， 另一种是例如上行信道探测参考信号 ( Sounding Reference Signals, SRS )的上行参考信号不够使用的情形下， 即本应在 M个天线上发送 M 个信道探测参考信号， 实际上由于发送上行参考信号的无线资源紧张 或 者上行参考信号较少， 只在 N个天线上发送了 N个信道探测参考信号， M大于 N。

以下结合图 1对图 2所示的流程进行详细的说明， 本领域的普通 技术人员应能理解， 这些说明仅是用于阐述本发明具体实施例的目 的， 而不能解释为对本发明技术方案的限制。

首先， 在步骤 S201， 用户终端 20利用天线 21发送上行参考信号 至基站 10。上行参考信号的作用主要在于基站进行上� ��信道质量检测 以及上行信道估计， 用于基站的相干检测和解调。 对于不同的无线通 信系统，上行参考信号的具体名称可能有所不 同，对于 LTE-A无线通 信系统， 上行参考信号包括信道探测参考信号和解调测 参考信号 ( DeModulation Reference Signal, DM RS )。

由于时分复用无线通信系统的互惠性， 即上下行信道的对称性， 基站 10根据上行参考信号所得到的天线 21至天线 11、 12、 13和 14 之间上行信道的信道状态信息， 例如信道估计值， 可看作是天线 11、 12、 13和 14至天线 21之间的下行信道的信道状态信息。

然后， 在步骤 S202中， 用户终端 20发送与仅用于接收信号而不 用于发送上行参考信号的至少一个天线 22对应的部分预编码矩阵指 示符 （ Precoding Matrix Indicator, PMI ) 至基站 10。 需要说明的是， 在图 2所示的流程中， 步骤 S201和步骤 S202的 执行不分先后， 步骤 S201 也可以在步骤 S202之后执行或者与步骤 S202一起执行。

对于图 1 中所示的情形， 基站 10通过上行参考信号获取了天线

11、 12、 13和 14至天线 21之间的下行信道的信道状态信息， 对于天 线 11、 12、 13和 14至天线 22之间的下行信道的信道状态信息， 基 站 10通过用户终端 20发送的部分预编码矩阵指示符而获取天线 11、

12、 13和 14至天线 22之间的下行信道的信道状态信息。 需要说明的 是， 由于天线 11、 12、 13和 14至天线 22间的下行信道仅是基站 10 至用户终端 20之间的部分下行信道， 因此， 将天线 11、 12、 13和 14 至天线 22之间的下行信道对应的预编码矩阵称之为部� ��预编码矩阵。

图 3示出了根据本发明的一个具体实施方式的在� �分复用无线通 信系统的用户终端中用于确定仅用于接收信号 而不用于发送上行参 考信号的至少一个天线对应的部分预编码矩阵 指示符的方法流程图。 以下结合图 3对图 1中所示的用户终端 20中确定天线 22对应的部分 预编码矩阵指示符的方法流程进行详细说明。

首先， 在步骤 S301 中， 用户终端 20接收来自基站 10的下行参 考信号。 下行参考信号主要用于下行信道质量检测； 下行信道估计， 用于用户终端的相干检测和解调； 以及小区搜索。 对于不同的无线通 信系统， 下行参考信号的具体名称可能有所不同，对于 LTE-A无线通 信系统， 下行参考信号包括信道状态信息参考信号 （Channel Status Information Reference Signal, CSI-RS )。

接着， 在步骤 S302中， 用户终端 20根据所述下行参考信号确定 下行信道传输矩阵。 具体地， 如何根据下行参考信号确定下行信道传 输矩阵已是本领中非常成熟的技术， 例如， 利用维纳滤波、 Robust MMSE 等方法， 详细可参见 Ye (Geoffrey) Li, Leonard J. Cimini, Jr., and Nelson R. SoUenberger, Robust Channel Estimation for OFDM Systems with Rapid Dispersive Fading Channels, IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL. 46, NO. 7， JULY 1998, 本发明在此不再详述。

最后， 在步骤 S303中， 用户终端 20根据在步骤 S302中确定的 下行信道传输矩阵以及最大化信道传输容量原 则确定天线 22对应的 部分预编码矩阵指示符， 即基站 10中的天线 11、 12、 13和 14至天 线 22之间的下行信道对应的部分预编码矩阵指示� ��。 在一个实施例 中，基站 10和用户终端 20中预存有相同的预编码矩阵及其指示符的 一个映射表。

具体地， 用户终端 20确定部分预编码矩阵的方式很多种， 以下 逐一举例说明。

在一个实施例中，用户终端 20通过使得 (H-w).(H.w)"的行列式值 最大来确定部分预编码矩阵， 其中， W为下行信道传输矩阵中与用于 发送信号的天线对应的那部分向量组成的矩阵 进行矩阵奇异值分解 得到的右侧酉奇异矩阵的第 1至 m列向量与待确定的部分预编码矩阵 组成的预编码矩阵， H为下行信道传输矩阵。 对于图 1所示的应用场景， m=l。 具体地， ， 其中， hij表示基站 10的第 j个天线至用户终端 20的第 i个天线之间 的信道传输系数， i=l, 2; j=l, 2， 3, 4。

其中， HP = (h _u h _n h _{l3 4} )是下行信道传输矩阵中与用于发送信 号的天线 21对应的那部分向量组成的矩阵，对 HP进行奇异值分解得 其中 ui是一个 1x1的矩阵， ^∑ '是一个 1x4的矩阵， VI是一个 4x4的矩阵， 取 VI的第 1歹' j V, 设 c为待确定的部分预编 码矩阵， c为 4x1的矩阵， 则 W=[vc]为预编码矩阵， 即为基站 10对 发送至用户终端 20 的信号的预编码矩阵的一个等效矩阵。 在一个具 体实施例中， c从预定的预编码码本集合 C中进行选取， 可通过遍历 码本集合 C 中的预编码码本来选取使得行列式值最大的那 个预编码 码本，该预编码码本即构成上文所述的部分预 编码矩阵，如下式所示： c = max(det( -W)-(H- W) ^H )

c ^eC ( 1 ) 在另一个实施例中， W为下行信道传输矩阵 H中与用于发送信 号的天线对应的那部分向量组成的矩阵 HP的共轭转置矩阵进行 QR 分解得到的正交矩阵的共轭转置矩阵的第 1至 m列向量与待确定的部 分预编码矩阵组成的预编码矩阵。 对于图 1所示的应用场景， m取值 为 1。 具体地， =„ , 其中^ ^是一个 _4x4 的矩阵， 是一个 4x 1的矩阵， 取 的第 1列 q, q与 c组成预编码矩阵 W, 即 W=[q c]。

在另一个实施例中， 通过使得 (H . W)进行矩阵奇异值分解后所得 的奇异值中最小的那个奇异值取值最大来确定 部分预编码矩阵 c, 其 中， W为根据下行信道传输矩阵 Η中与用于发送信号的 m个天线对 应的那部分向量组成的矩阵 ΗΡ进行矩阵奇异值分解得到的右侧酉奇 异矩阵的第 1 至 m列向量与待确定的部分预编码矩阵组成预编� �矩 阵。 对于图 1所示的应用场景， m取值为 1。

在另一个实施例中， 通过使得 (H 进行 QR分解后所得的三角 矩阵对角线元素中最小的那个元素取值最大来 确定所述部分预编码 矩阵， 其中， w为根据下行信道传输矩阵 Η中与用于发送信号的 m 个天线对应的那部分向量组成的矩阵 ΗΡ 的共轭转置矩阵（Hpf进行

QR分解得到的正交矩阵的共辄转置矩阵的第 1至 m列向量与待确定 的部分预编码矩阵组成预编码矩阵。 对于图 1所示的应用场景， m取 值为 1。

图 4示出了根据本发明的另一个具体实施方式的� �分复用无线通 信系统的网络拓朴结构图。 在图 4中， 基站 10具有 4个天线 11、 12、 13和 14， 每个天线皆可用于发送和接收信号， 用户终端 20具有 4天 线 21、 22、 23和 24， 其中天线 21、 22、 23和 24用于接收信号， 天 线 21和 22仅用于发送信号。 以下对图 4所示的应用场景下用户终端 20如何确定天线 23和 24对应的部分预编码矩阵指示符的过程进行详 细说明。

在一个实施例中，用户终端 20通过使得 H - w) w) ^H 的行列式值 最大来确定部分预编码矩阵， 其中， W为下行信道传输矩阵中与用于 发送信号的天线对应的那部分向量组成的矩阵 进行矩阵奇异值分解 得到的右侧酉奇异矩阵的第 1至 m列向量与待确定的部分预编码矩阵 组成的预编码矩阵， H为下行信道传输矩阵。 对于图 4所示的应用场 景， m=2。

具体地， H = ， 其中， h _y 表示基站 10的第 j个天

线至用户终端 20的第 i个天线之间的信道传输系数， i , j=l , 2 , 3 , 4。

其中， HP = 是下行信道传输矩阵中与用于发送信 号的天线 21和 22对应的那部分向量组成的矩阵， 对 HP进行奇异值 分解得到 H ：^/^^ , 其中 是一个 2x2的矩阵， 是一个 2x4的矩 阵， V！是一个 4x4的矩阵， 取 的第 1至 2列向量 V, 设 c为待确 定的部分预编码矩阵， c为 4x2的矩阵， 则 W=[v c]为预编码矩阵， 即为基站 10对发送至用户终端 20的信号的预编码矩阵的一个等效矩 阵。在一个具体实施例中， c从预定的预编码码本集合 C中进行选取， 可通过遍历码本集合 C 中的预编码码本来选取使得行列式值最大的 那个预编码码本， 该预编码码本即构成上文所述的部分预编码矩 阵， 如公式 （ 1 ) 所示。

在另一个实施例中， W为下行信道传输矩阵 Η中与用于发送信 号的天线对应的那部分向量组成的矩阵 ΗΡ的共轭转置进行 QR分解 得到的正交矩阵的共轭转置矩阵的第 1至 2列向量与待确定的部分预 编码矩阵组成的预编码矩阵。 具体地， (HP) ^H - QA' HP , 其中^ 是一个 4x4的矩阵， 是一个 2x4的矩阵，取 ^的第 1至 m列向量 q， q与 c组成预编码矩阵 W， 即 W=[q c]。对于图 4所示的应用场景， m取值为 2。

在另一个实施例中， 通过使得 (H . W)进行矩阵奇异值分解后所得 的奇异值中最小的那个奇异值取值最大来确定 部分预编码矩阵 c， 其 中， W为根据下行信道传输矩阵 Η中与用于发送信号的 m个天线对 应的那部分向量组成的矩阵 HP进行矩阵奇异值分解得到的右侧酉奇 异矩阵的第 1 至 m列向量与待确定的部分预编码矩阵组成预编� �矩 阵。 对于图 4所示的应用场景， m取值为 2。

在另一个实施例中，通过使得 H · W)进行 QR分解后所得的三角矩 阵对角线元素中最小的那个元素取值最大来确 定所述部分预编码矩 阵， 其中， W为根据下行信道传输矩阵 H中与用于发送信号的 m个 天线对应的那部分向量组成的矩阵 HP的共轭转置矩阵进行 QR分解 得到的正交矩阵的共轭转置矩阵第 1至 m列向量与待确定的部分预编 码矩阵组成预编码矩阵。 对于图 4所示的应用场景， m取值为 2。

需要说明的是， 对于图 4 中所示的应用场景， 如果用户终端 20 用天线 21与 23发送上行参考信号， 则用户终端 20确定部分预编码 矩阵的过程与用户终端 20用天线 21与 22发送上行参考信号的确定 过程类似， 将天线 22与天线 23与信道传输矩阵中行的逻辑映射关系 对调即可。

需要说明的是， 用户终端 20根据最大化信道传输容量原则确定 部分预编码矩阵指示符的方式有多种表现形式 ， 不限于上文所述的使 得矩阵 (H H )"的行列式最大， 或者矩阵 (H. )进行奇异值分解 后奇异值最小的那个最大， 或者矩阵 (H )进行 QR分解后三角矩阵 对角线元素中最小的那个元素取值最大； 例如还可以根据最大化信干 噪比等表现形式来确定。

基站 10在接收到用户终端 20在步骤 S201 中发送的上行参考信 号后， 根据该上行参考信号以及时分复用无线通信系 统信道的对称 性， 确定基站 10至用户终端 20间的部分下行信道的传输矩阵。 对于 图 1所示的应用场景， 即得到天线 11、 12、 13和 14至天线 21之间 的部分下行信道传输矩阵 H = (/^ h _u h _u A ₁₄ )。 对于图 4 所示的应用 场景， 即得到天线 11、 12、 13和 14至天线 21和 22之间的部分下行 信道的传输矩阵

基站 10在获得其至用户终端 10之间的下行信道的信道状态信, 后， 可根据该信道状态信息对待发送至用户终端 20 的信号进行预编 码。 图 5示出了根据本发明的一个具体实施例的在时� �双工无线通信 系统的基站中用于根据其至用户终端之间的下 行信道状态信 , 1-对待 发送至用户终端的信号进行预编码的流程图。 以下结合图 1对图 3中 的流程进行详细说明。

首先， 在步骤 S501中， 基站对所述部分下行信道的传输矩阵 HP 进行矩阵奇异值分解以获得右侧酉奇异矩阵的 第 1至 m列向量；或者 对部分下行信道的传输矩阵 HP的共轭装置矩阵进行 QR分解以获得 分解后的正交矩阵的共轭装置矩阵的第 1至 m列向量， 其中 m为用 户终端 20中用于发送信号的天线个数， 对于图 1中所示的应用场景， m=l ; 对于图 4所示的应用场景， m=2。

接着， 在步骤 S502中， 基站 20利用在步骤 S501 中获得的第 1 至 m列向量与在步骤 S202中接收到来自用户终端 20的部分预编码 矩阵指示符所指示的部分预编码矩阵 c组成预编码矩阵 W对待发送 至用户终端 20的信号进行预编码。 对于图 1所示的应用场景， 部分 预编码矩阵 c对应于天线 11、 12、 13和 14至天线 22之间的部分下 行信道， c为 4x 1的矩阵。 对于图 4所示的应用场景， 部分预编码矩 阵 c对应于天线 11、 12、 13和 14至天线 23和 24之间的部分下行信 道， c为 4x2的矩阵。

可选地， 基站 20还可以利用下行信道状态信息来判断信道的� �� 干性 （或相关性）， 从而确定待传输至用户终端 20 的信号的码流数 RI ( Rank Indicator )。 在一个实施例中， 基站 20对预编码矩阵 W进 行矩阵奇异值分解后， 确定奇异值大于预定阈值的个数为待传输的码 流数。 码流数 RI确定以后， 预编码矩阵 W相对应的前 RI列被抽选 出来组成实际所使用的预编码矩阵。预定阔值 可根据不同无线通信系 统的性能不同进行不同的设置。 当然， 基站 10 中的传输码流个数也 可以由用户终端 20来确定后反馈给基站 10。

图 6示出了根据本发明的一个具体实施方式的在� �分双工无线通 信系统的用户终端中用于一种在时分复用无线 通信网络的多天线用 户终端中用于基站获取其至该用户终端的下行 信道状态信息的装置 600的结构示意图。 其中， 该用户终端用于发送上行参考信号的天线 的个数小于用于接收信号的天线个数， 且用于接收信号的天线包括用 于发送上行参考信号的天线。

装置 600包括第一发送装置 601、 第一接收装置 602、 第一确定 装置 603和第一发送装置 604。 需要说明的是， 以下结合图 1， 对于 位于用户终端 20中的装置 600的工作过程进行详细说明。

第一发送装置 601利用天线 21发送上行参考信号至基站 10。上行 参考信号的作用主要在于基站进行上行信道质 量检测以及上行信道 估计， 用于基站的相干检测和解调。 对于不同的无线通信系统， 上行 参考信号的具体名称可能有所不同，对于 LTE-A无线通信系统，上行 参考信号包括信道探测参考信号和解调测参考 信号 （ DeModulation Reference Signal, DM RS )。

由于时分复用无线通信系统的互惠性， 即上下行信道的对称性， 基站 10根据上行参考信号所得到的天线 21至天线 11、 12、 13和 14 之间上行信道的信道状态信息， 例如信道估计值， 可看作是天线 11、 12、 13和 14至天线 21之间的下行信道的信道状态信息。

第一发送装置 604还发送与仅用于接收信号而不用于发送上行 参 考信号的至少一个天线 22对应的部分预编码矩阵指示符 （Precoding Matrix Indicator, PMI ) 至基站 10。

以下对用户终端 20 中用于确定仅用于接收信号而不用于发送上 行参考信号的至少一个天线对应的部分预编码 矩阵指示符的过程进 行说明。

在一个实施例中， 第一接收装置 601接收来自基站 10的下行参 考信号。 下行参考信号主要用于下行信道质量检测； 下行信道估计， 用于用户终端的相干检测和解调； 以及小区搜索。 对于不同的无线通 信系统， 下行参考信号的具体名称可能有所不同，对于 LTE-A无线通 信系统， 下行参考信号包括信道状态信息参考信号 （Channel Status Information Reference Signal, CSI-RS )。

接着， 第一确定装置 602根据下行参考信号确定下行信道传输矩 阵。 具体地， 如何根据下行参考信号确定下行信道传输矩阵 已是本领 中非常成熟的技术， 例如， 利用维纳滤波、 Robust MMSE 等方法， 详细可参见 Ye (Geoffrey) Li, Leonard J. Cimini, Jr., and Nelson R. SoUenberger, Robust Channel Estimation for OFDM Systems with Rapid Dispersive Fading Channels, IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL. 46， NO. 7, JULY 1998，本发明在此不再详 述。

最后， 第二确定装置 603根据在第一确定装置 602确定的下行信 道传输矩阵以及最大化信道传输容量原则确定 天线 22对应的部分预 编码矩阵指示符， 即基站 10中的天线 11、 12、 13和 14至天线 22之 间的下行信道对应的部分预编码矩阵指示符。 在一个实施例中， 基站 10和用户终端 20中预存有相同的预编码矩阵及其指示符的一� ��映射 表。

具体地， 第二确定装置 603确定部分预编码矩阵的方式很多种， 以下逐一举例说明。

在一个实施例中， 第二确定装置 603通过使得 (H HH )"的行 列式值最大来确定部分预编码矩阵， 其中， W为下行信道传输矩阵中 与用于发送信号的天线对应的那部分向量组成 的矩阵进行矩阵奇异 值分解得到的右侧酉奇异矩阵的第 1至 m列向量与待确定的部分预编 码矩阵组成的预编码矩阵， Η为下行信道传输矩阵。

对于图 1所示的应用场景， m=l。 具体地，

其中， hy表示基站 10的第 j个天线至用户终端 20的第 i个天线之间 的信道传输系数， i=l， 2; j=l， 2， 3， 4。

其中， HP = i _n h _u h _u /¾ ₄ )是下行信道传输矩阵中与用于发送信 号的天线 21对应的那部分向量组成的矩阵，对 ΗΡ进行奇异值分解得 到 , 其中 是一个 1 x 1 的矩阵， ∑,是一个 1 x4的矩阵， 是一个 4x4的矩阵， 取 的第 1列 V , 设 c为待确定的部分预编 码矩阵， c为 4x 1的矩阵， 则 W=[v c]为预编码矩阵， 即为基站 10对 发送至用户终端 20 的信号的预编码矩阵的一个等效矩阵。 在一个具 体实施例中， c从预定的预编码码本集合 C中进行选取， 可通过遍历 码本集合 C 中的预编码码本来选取使得行列式值最大的那 个预编码 码本， 该预编码码本即构成上文所述的部分预编码矩 阵， 如公式（1 ) 所示。

在另一个实施例中， W为下行信道传输矩阵 H 中与用于发送信 号的天线对应的那部分向量组成的矩阵 HP的共轭转置矩阵进行 QR 分解得到的正交矩阵的共轭转置矩阵第 1至 m列向量与待确定的部分 预编码矩阵组成的预编码矩阵。 对于图 1所示的应用场景， m取值为 1。 具体地， ( ipf „ Ρ = ]^ ^Η , 其中 2 是一个 4x4的矩阵， 是 一个 1 x4的矩阵， 取 的第 1列 q， q与 c组成预编码矩阵 W, 即

W=[q c]。

在另一个实施例中， 第二确定装置 603通过使得 (H )进行矩阵 奇异值分解后所得的奇异值中最小的那个奇异 值取值最大来确定部 分预编码矩阵 c， 其中， W为根据下行信道传输矩阵 Η中与用于发送 信号的 m个天线对应的那部分向量组成的矩阵 ΗΡ进行矩阵奇异值分 解得到的右侧酉奇异矩阵的第 1至 m列向量与待确定的部分预编码矩 阵组成预编码矩阵。 对于图 1所示的应用场景， m取值为 1。

在另一个实施例中，第二确定装置 603通过使得 (H )进行 QR分 解后所得的三角矩阵对角线元素中最小的那个 元素取值最大来确定 所述部分预编码矩阵， 其中， W为根据下行信道传输矩阵 Η中与用 于发送信号的 m个天线对应的那部分向量组成的矩阵 ΗΡ的共轭转置 进行 QR分解得到的正交矩阵的共轭转置第 1至 m列向量与待确定的 部分预编码矩阵组成预编码矩阵。 对于图 1所示的应用场景， m取值 为 1。

需要说明的是， 第二确定装置 603根据最大化信道传输容量原则 确定部分预编码矩阵指示符的方式有多种表现 形式， 不限于上文所述 的使得矩阵 (H . ).(H . )"的行列式最大， 或者矩阵 (H . )进行奇异值 分解后奇异值最小的那个最大， 或者矩阵 (H )进行 QR分解后三角 矩阵对角线元素中最小的那个元素取值最大； 例如还可以根据最大化 信干噪比等表现形式来确定。

图 7示出了根据本发明的一个具体实施例的在时� �复用无线通信 网络的基站中用于获取其至多天线用户终端的 下行信道状态信息的 获取装置 700的结构示意图。 获取装置 700包括第二接收装置 701、 第三确定装置 702、 矩阵分解装置 703和预编码装置 704。 以下结合 图 1对基站 10中的获取装置 700的工作过程进行详细说明。

首先， 第二接收装置 701接收来自用户终端 20的上行参考信号， 以及接收与用户终端 20 中仅用于接收信号而不用于发送上行参考信 号的至少一个天线对应的部分预编码矩阵指示 符。

然后， 第三确定装置 702根据所接收到的上行参考信号确定基站 10至用户终端 20的用于发送上行参考信号的天线对应的部分� ��行信 道的传输矩阵。

可选地， 获取装置 700在获得其至用户终端 10之间的下行信道 的信道状态信息后， 可根据该信道状态信息对待发送至用户终端 20 的信号进行预编码。

在一个实施例中， 矩阵分解装置 703对部分下行信道的传输矩阵 HP进行矩阵奇异值分解以获得右侧酉奇异矩阵� ��第 1至 m列向量； 或者对部分下行信道的传输矩阵 HP的共轭转置矩阵进行 QR分解以 获得分解后正交矩阵的共轭转置矩阵的第 1至 m列向量， 其中 m为 用户终端 20中用于发送信号的天线个数， 对于图 1 中所示的应用场 景， m=l ; 对于图 4所示的应用场景， m=2。

接着，预编码装置 704利用上述第 1至 m列向量与第二接收装置 701接收到的部分预编码矩阵指示符所指示的部 分预编码矩阵 c组成 预编码矩阵 W对待发送至用户终端 20的信号进行预编码。 对于图 1 所示的应用场景， 部分预编码矩阵 c对应于天线 11、 12、 13和 14至 天线 22之间的部分下行信道， c为 4x 1的矩阵。对于图 4所示的应用 场景， 部分预编码矩阵 c对应于天线 11、 12、 13和 14至天线 23和 24之间的部分下行信道， c为 4x2的矩阵。

图 8示出了图 1中所示的时分复用无线通信系统为 LTE-A无线通 信系统时， 不同的信道状态信息反馈方案下的信道容量仿 真示意图。 其中， 横坐标表示信噪比 （单位为 dB )， 纵坐标表示信道容量（单位 为 bps/Hz )， 星号" *"表示采用完全的上行参考信号反馈机制， 长方形

"□ "表示采用本发明的部分上行参考信号和部分� �编码矩阵指示符 混合的反馈机制， 左三角 "0，表示完全预编码矩阵指示符反馈机制， 右三角 '{>，，表示仅部分上行参考信号反馈机制。 从图 8可以看出， 完 全的上行参考信号反馈机制的信道容量最大， 本发明的部分上行参考 信号和部分预编码矩阵指示符混合的反馈机制 的信道容量次之，优于 采用完全预编码矩阵指示符反馈机制和部分上 行参考信号反馈机制。 表 1中示出了图 8所采用的仿真参数取值。

表 1

以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是， 本发明 并不局限于上述特定实施方式， 本领域技术人员可以在所附权利要求 的范围内做出各种变形或修改。 本发明的技术方案用软件或硬件皆可 实现。