用于确定信道状态信息的方法和设备技术

本发明专利技术的实施方式提供了一种用于确定信道状态信息的方法和设备。该方法包括：利用由多个预编码矩阵对信道矩阵进行预处理，每个预编码矩阵可以用相应的PMI来加以标识，以产生相应的多个广义信道矩阵；针对多个广义信道矩阵计算相应的多个第一信道容量；将多个第一信道容量进行比较，以确定多个第一信道容量的最大值；将与最大值对应的PMI的值确定为最佳PMI值；针对与最佳PMI值对应的广义信道矩阵，计算第二信道容量；以及基于第二信道容量遍历CQI的多个备选值，以确定最佳CQI值。第一信道容量的计算复杂度低于第二信道容量的计算复杂度。利用本发明专利技术的实施方式的方法和设备可降低在确定最佳PMI值和最佳CQI值时的计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
用于确定信道状态信息的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2012年4月23日递交的第61/636,861号美国临时申请的优先权，其公开内容通过引用的方式全部并入于此。
本专利技术的实施方式涉及无线通信领域，尤其涉及用于确定信道状态信息的方法和设备、以及包含该设备的用户设备。
技术介绍
LTE标准通过利用宽带OFDM、MIMO(多输入多输出)、跨层调度技术来构建高速率、低延迟、基于分组数据的系统。MIMO技术是改进LTE系统中的频谱效率和数据速率的关键技术。图1示意性地示出了2*2MIMO系统和反馈机制。在图1所示的2*2MIMO系统中，发射端(BS)具有两个发射天线Tx1和Tx2，接收端(UE)具有两个接收天线Rx1和Rx2。每个发射天线与每个接收天线之间都存在一个信道，将它们表示为矩阵形式便得到了信道矩阵。对于一个具有TxNum个发射天线，RxNum个接收天线的MIMO系统，其信道矩阵是一个TxNum×TxNum的复数矩阵H。例如，对于图1所示的2*2MIMO系统，信道矩阵H可表示为其中元素hij表示第i个发射天线到第j个接收送天线的信道，i＝1...TxNum，j＝1...RxNum。LTE系统是一种宽带系统，频域中的资源颗粒被称作为RB(资源块)。在图1中仅示例性地示出了RB0、RB1...RB5。在每个RB上都存在一个或多个信道矩阵。在每个RB上存在一个信道矩阵的情况下，例如对于20MHz带宽而言，RB的数目为100，信道矩阵的数目也为100。为了实现MIMO方案的最大增益，UE应当选择适当的(最佳)预编码矩阵指示符PMI并且基于所选择的PMI确定适当的(最佳)信道质量指示符CQI。UE应当将所选择的最佳PMI和CQI报告给BS，从而BS可以获得下行链路(DL)信道质量的信息，然后利用高频谱效率为UE分配无线电资源。图2示意性地示出了现有技术中用于确定最佳PMI/CQI的穷举搜索方案。在LTE系统中，预编码矩阵限制在预定义集合上。利用一对(秩指示符RI，预编码矩阵指示符PMI)可以确定一个预编码矩阵。秩指示符RI也称为层数(LayerNum)，其表示同时并发传输的数据流数。因此，一旦确定了最佳PMI值和RI值即可确定相应的预编码矩阵。如图2所示，首先在框201处，对信道矩阵H进行预处理，即通过将信道矩阵H与预编码矩阵F相乘而产生广义信道矩阵G，其中预编码矩阵F可通过以下方式确定。从RI的多个备选值中初步选择一个RI值，并且从PMI的多个备选值中初步选择一个PMI值，以确定相应的预编码矩阵F。对于2*2或4*4的MIMO，RI例如可以取2、4等，PMI可以取0，1，...，15中的任意值。例如，在2*2MIMO场景下，利用(RI＝2，PMI＝1)可以确定预编码矩阵F＝0.5*[+1，+1；+1，-1]。接下来，在框202处，对广义信道矩阵G进行精确评估。例如，可针对广义信道矩阵G计算相应的信道容量Cap。信道容量Cap例如可通过以下公式确定：(公式1)其中，G表示广义信道矩阵，GH表示广义信道矩阵G的转置矩阵，I表示单位对角阵，N表示噪声方差，(GHG+I·N)-1表示取矩阵(GHG+I·N)的逆矩阵，[(GHG+I·N)-1]l，l表示取方括号内矩阵的对角线元素，RI表示秩指示符。之后，将RI的值保持不变，改变PMI的值，从而确定新的预编码矩阵。利用新的预编码矩阵重复框201和框202中所示的操作。在遍历了PMI的所有备选值(0，1，...，15)之后，得到了针对一个信道矩阵H的16个信道容量值。然后，在框203处，将16个信道容量值进行比较，以便将其中的最大值确定为该信道矩阵的信道容量最大值Capmax。接下来，基于信道容量最大值Capmax遍历CQI的多个备选值，以确定最佳CQI值。在图2的场景下，为了选择最佳预编码矩阵(即最佳PMI)，对于每个信道矩阵H，需要遍历PMI的16个备选值以确定针对该信道矩阵的最佳PMI值，即需要进行16次信道容量的计算。对于20MHz带宽的系统而言，需要针对100个信道矩阵重复该操作。即，需要进行100*16次信道容量的计算。从公式1可以看出，在计算信道容量时，需要进行矩阵的逆运算，而该运算的复杂度是非常高的。因此，图2所示的穷举搜索方案不是一种高效的方案。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供了一种用于确定信道状态信息的方法和设备，以解决或者至少部分地缓解现有技术中存在的上述问题。在第一方面中，本专利技术的实施方式提供了一种用于确定信道状态信息的方法，信道状态信息包括预编码矩阵指示符PMI和信道质量指示符CQI。该方法可包括：利用由PMI的多个备选值形成的多个预编码矩阵对信道矩阵进行预处理，以产生相应的多个广义信道矩阵；针对多个广义信道矩阵计算相应的多个第一信道容量；将多个第一信道容量进行比较，以确定多个第一信道容量的最大值；将与最大值对应的PMI的值确定为最佳PMI值；针对与最佳PMI值对应的广义信道矩阵，计算第二信道容量；以及基于第二信道容量遍历CQI的多个备选值，以确定最佳CQI值。第一信道容量的计算复杂度低于第二信道容量的计算复杂度。在一个示例性实施方式中，该方法还可包括对预定数目的多个信道矩阵进行合并；并且对所述信道矩阵进行预处理包括：对合并后的信道矩阵进行预处理。在一个示例性实施方式中，对预定数目的多个信道矩阵进行合并包括：按照以下公式对预定数目的多个信道矩阵进行线性平均：其中，Hk表示第k个信道矩阵，Hc表示合并后的信道矩阵。在一个示例性实施方式中，对预定数目的多个信道矩阵进行合并包括：按照以下公式对预定数目的多个信道矩阵进行平方平均：其中，Hk表示第k个信道矩阵，HkH表示信道矩阵Hk的转置矩阵，Hc表示合并后的信道矩阵。在一个示例性实施方式中，可按照以下公式计算每个信道矩阵的第一信道容量：其中Cap1表示第一信道容量，I表示单位对角阵，P表示总发射功率，NT表示发送天线的数目，G表示广义信道矩阵，GH表示广义信道矩阵G的转置矩阵，det()表示计算括号内的矩阵的行列式。在一个示例性实施方式中，可按照以下公式计算第二信道容量：其中Cap2表示第二信道容量，G表示广义信道矩阵，GH表示广义信道矩阵G的转置矩阵，I表示单位对角阵，N表示噪声方差，[(GHG+I·N)-1]l，l表示取方括号内矩阵的对角线元素，RI表示秩指示符。在一个示例性实施方式中，可按照以下公式计算第一信道容量：其中Cap1表示第一信道容量，I表示单位对角阵，P表示发射功率，NT表示发送天线的数目，N表示噪声方差，G表示广义信道矩阵，GH表示广义信道矩阵G的转置矩阵，det()表示计算括号内的矩阵的行列式。在第二方面中，本专利技术的实施方式提供了一种用于确定信道状态信息的设备，信道状态信息包括预编码矩阵指示符PMI和信道质量指示符CQI。该设备可包括：用于利用多个预编码矩阵对信道矩阵进行预处理，以产生相应的多个广义信道矩阵的装置，其中每个预编码矩阵用相应的预编码矩阵指示符PMI来标识；用于针对多个广义信道矩阵计算相应的多个第一信道容量的装置；用于将多个第一信道容量进行比较，以确定多个第一信道容量的最大值的装置；用于将与最大值对应的PMI的值确定为最佳PMI值的装置；用于针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定信道状态信息的方法，所述信道状态信息包括预编码矩阵指示符PMI和信道质量指示符CQI，所述方法包括：利用多个预编码矩阵对信道矩阵进行预处理，以产生相应的多个广义信道矩阵，其中每个所述预编码矩阵用相应的预编码矩阵指示符PMI来标识；针对所述多个广义信道矩阵计算相应的多个第一信道容量；将所述多个第一信道容量进行比较，以确定所述多个第一信道容量的最大值；将与所述最大值对应的PMI的值确定为最佳PMI值；针对与所述最佳PMI值对应的广义信道矩阵，计算第二信道容量；以及基于所述第二信道容量遍历CQI的多个备选值，以确定最佳CQI值；其中所述第一信道容量的计算复杂度低于所述第二信道容量的计算复杂度。

【技术特征摘要】
2012.04.23 US 61/636,8611.一种用于确定信道状态信息的方法，所述信道状态信息包括预编码矩阵指示符PMI和信道质量指示符CQI，所述方法包括：利用多个预编码矩阵对信道矩阵进行预处理，以产生相应的多个广义信道矩阵，其中每个所述预编码矩阵用相应的预编码矩阵指示符PMI来标识；针对所述多个广义信道矩阵计算相应的多个第一信道容量；将所述多个第一信道容量进行比较，以确定所述多个第一信道容量的最大值；将与所述最大值对应的PMI的值确定为最佳PMI值；针对与所述最佳PMI值对应的广义信道矩阵，计算第二信道容量；以及基于所述第二信道容量遍历CQI的多个备选值，以确定最佳CQI值；其中所述第一信道容量的计算复杂度低于所述第二信道容量的计算复杂度；其中按照以下第一公式或第二公式来计算每个信道矩阵的所述第一信道容量：所述第一公式为：所述第二公式为：其中Cap1表示所述第一信道容量，I表示单位对角阵，P表示发射功率，NT表示发送天线的数目，N表示噪声方差，G表示广义信道矩阵，GH表示广义信道矩阵G的转置矩阵，det()表示计算括号内的矩阵的行列式。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：对预定数目的多个信道矩阵进行合并；并且利用多个预编码矩阵对信道矩阵进行预处理包括：利用所述多个预编码矩阵对合并后的信道矩阵进行预处理。3.根据权利要求2所述的方法，其中对预定数目的多个信道矩阵进行合并包括：按照以下公式对预定数目为K的多个信道矩阵进行线性平均：其中，Hk表示第k个信道矩阵，Hc表示合并后的信道矩阵。4.根据权利要求2所述的方法，其中对预定数目的多个信道矩阵进行合并包括：按照以下公式对预定数目为K的多个信道矩阵进行平方平均：其中，Hk表示第k个信道矩阵，HkH表示信道矩阵Hk的转置矩阵，Hc表示合并后的信道矩阵。5.根据权利要求1所述的方法，其中按照以下公式计算所述第二信道容量：其中Cap2表示所述第二信道容量，G表示广义信道矩阵，GH表示广义信道矩阵G的转置矩阵，I表示单位对角阵，N表示噪声方差，[(GHG+I·N)-1]l,l表示取方括号内矩阵的对角线元素，RI表示秩指示符。6.一种用于确定信道状态信息的设备，所述信道状态信息包括预编码矩阵指示符PMI和信道质量指示符CQI，所述设备包括：用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴绍权，朱学庆，赵巍，郑明，
申请(专利权)人：马维尔国际有限公司，
类型：发明
国别省市：