信道状态信息反馈方法和用户设备.pdf

一种信道状态信息反馈方法和用户设备。所述信道状态信息反馈方法包括：选择用以执行非相干联合发射的通信资源，其中，利用所选择的通信资源，非相干联合发射的性能能够达到给定的目标；以及向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。

权利要求书
1.   一种信道状态信息反馈方法，包括：
选择用以执行非相干联合发射的通信资源，其中，利用所选择的通信资源，非相干联合发射的性能能够达到给定的目标；以及
向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。

2.   根据权利要求1所述的信道状态信息反馈方法，其中，所述加强型信道状态信息是频带段BP的选择指示。

3.   根据权利要求1所述的信道状态信息反馈方法，其中，所述加强型信道状态信息是发射点的选择指示。

4.   根据权利要求1所述的信道状态信息反馈方法，其中，所述加强型信道状态信息是自适应调制编码表格的选择指示。

5.   根据权利要求1所述的信道状态信息反馈方法，其中，所述加强型信道状态信息是：BP的选择指示、发射点的选择指示以及自适应调制编码表格的选择指示中至少两种指示的组合指示。

6.   根据权利要求1至5中任一项所述的信道状态信息反馈方法，其中，在LTE和LTE‑A系统中，将模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0。

7.   根据权利要求6所述的信道状态信息反馈方法，其中，将所述加强型信道状态信息与所述宽带CQI级联，或者对所述加强型信道状态信息和所述宽带CQI进行联合编码，并且以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈级联或联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。

8.   根据权利要求1至5中任一项所述的信道状态信息反馈方法，其中，在LTE和LTE‑A系统中，将模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4替换为仅反馈加强型信道状态信息的反馈类型。

9.   根据权利要求6至8中任一项所述的信道状态信息反馈方法，其中，从模式1‑0或模式2‑0中移除反馈类型3。

10.   根据权利要求6至9中任一项所述的信道状态信息反馈方法，其中，将模式2‑0的反馈类型1替换为反馈BP内优选的一个子带位置以及所述子带上各个码字的CQI信息的反馈类型。

11.   一种用户设备，包括：
资源选择单元，被配置为选择用以执行非相干联合发射的通信资源，其中，利用所选择的通信资源，所述非相干联合发射的性能能够达到给定的目标；以及
信道状态信息反馈单元，用于向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。

12.   根据权利要求11所述的用户设备，其中，所述加强型信道状态信息是：BP的选择指示、发射点的选择指示以及自适应调制编码表格的选择指示中的至少一个。

13.   根据权利要求11或12所述的用户设备，其中，
在LTE和LTE‑A系统中，模式1‑0或模式2‑0被改进为允许反馈加强型信道状态信息，以及
所述信道状态信息反馈单元以改进后的模式1‑0或模式2‑0来反馈信道状态信息。

14.   根据权利要求13所述的用户设备，其中，
模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4被替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0，
所述用户设备还包括：级联单元，用于将所述加强型信道状态信息与所述宽带CQI级联，以及
所述信道状态信息反馈单元以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。

15.   根据权利要求13所述的用户设备，其中，
模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4被替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0，
所述用户设备还包括：联合编码单元，用于对所述加强型信道状态信息和所述宽带CQI进行联合编码，以及
所述信道状态信息反馈单元以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。

说明书信道状态信息反馈方法和用户设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种多基站合作模式下的信道状态信息反馈方法及相应的用户设备。
背景技术
多输入多输出(MIMO，Multiple In Multiple Out)无线传输技术在发射端和接收端配置多根天线，对无线传输中的空间资源加以利用，获得空间复用增益和空间分集增益。信息论研究表明，MIMO系统的容量随着发射天线数和接收天线数的最小值线性增长。MIMO系统的示意图如图1所示，其中，发射端与接收端的多天线构成多天线无线信道，包含空域信息。另外，正交频分复用(OFDM：Orthogonal Frequency Division multiplex)技术具有较强的抗衰落能力和较高的频率利用率，适合多径环境和衰落环境中的高速数据传输。将MIMO技术与OFDM技术结合起来的MIMO‑OFDM技术已经成为新一代移动通信的核心技术。
例如，第三代合作伙伴项目(3GPP，3rdGeneration Partnership Project)组织是移动通信领域内的国际组织，在3G蜂窝通信技术的标准化工作中扮演重要角色。3GPP组织从2004年下半年起开始设计演进的通用移动通信系统及陆基无线电接入(EUTRA，Enhanced UMTS Terrestrial Radio Access)和演进的通用移动通信系统网及陆基无线电接入网(EUTRAN，Enhanced UMTS Terrestrial Radio Access Network)，该项目也被称为长期演进(LTE，Long Term Evolution)项目。LTE系统的下行链路就是采用MIMO‑OFDM技术。2008年4月，3GPP组织在中国深圳会议上，开始探讨4G蜂窝通信系统的标准化工作，目前被称为先进LTE(LTE‑A，LTE‑Advanced)系统。在会上，一种名为“多天线多基站合作”的概念得到广泛关注和支持，其核心思想是采用多个基站同时为一个用户设备或多个用户设备提供通信服务，从而提高小区边界用户设备的数据传输速率。
截止到2010年3月，关于多天线多基站合作，基本结论主要参照标准化文件：3GPP TR 36.814 V9.0.0(2010‑03)，“Further advancements for E‑UTRA physical layer aspects(Release 9)”，(3GPP组织技术报告，编号：36.814，版本：V9.0.0，日期：2010年3月，“演进的通用陆基无线电接入的物理层方面的进一步发展”)，并且可以概括如下：
●多天线多基站服务下的用户设备需要针对一组小区汇报各个小区基站与用户设备之间的链路的信道状态/统计信息。这一组小区称为多天线多基站传输的测量集合。
●用户设备实际反馈的小区基站的信息可以是测量集合的一个子集的信息，该子集称为多天线多基站传输的合作集合。显然，多天线多基站传输的合作集合与多天线多基站传输的测量集合可以相同。
●多天线多基站传输的合作集合中的小区基站直接或间接地参与针对用户设备的物理下行共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel，即用户设备的数据信道)的传输。
●多基站直接参与合作传输的方式，称为联合处理(JP，Joint Processing)，要求把用户设备的PDSCH信号共享给参与合作的多基站。联合处理又可细分为两种方法，一种称为联合发射(JT，Joint Transmission)，指多基站同时向用户设备发射其PDSCH信号；另一种称为动态小区选择(DCS，Dynamic Cell Selection)，指每一时刻在多基站中，只选择信号链路最优的小区基站向用户设备发射其PDSCH信号。需要特别指出的是，随着标准化进程的发展，对于DCS的理解，不应局限于“小区”的意义，而应扩展到“发射点”(TP，Transmission Point)的意义。所谓发射点，是指由一组下行参考信号图样(CSI‑RS Pattern)所对应的多个发射端口构成的集合。
●多基站间接参与合作传输的方式，称为波束协调/调度协调(CB/CS，Coordinated Bearmforming/CoordinatedScheduling)，不要求把用户设备的PDSCH信号共享给参与合作的多基站。在该方法中，多基站间通过协调不同用户设备的PDSCH的发射波束/资源，达到抑制相互干扰的目的；
●对于操作于多天线多基站合作传输环境的用户设备，信息反馈以向每个基站单独反馈的形式为主，并且反馈信息的传输占用服务基站的上行资源。
此处，所谓“信息反馈”，主要指用户设备将信道状态信息反馈给基站。然后，基站才能进行相应的无线资源管理等操作。在现有技术中，主要有三种反馈信道状态信息的方法：
完全信道状态信息反馈：用户设备将收发端信道矩阵中的所有元素进行量化处理，随后把所述元素逐个反馈给基站；或者，用户设备将收发端信道矩阵中的所有元素进行模拟调制并反馈给基站；或者，用户设备获得收发端信道矩阵的瞬时协方差矩阵，再对协方差矩阵中所有元素进行量化处理，随后把所述元素逐个反馈给基站。于是，基站可以根据用户设备反馈的信道量化信道，重构出较为准确的信道。完全信道状态信息反馈方法的具体细节参见非专利文献1：3GPP R1‑093720，“CoMP email summary”，Qualcomm(3GPP文档，编号：R1‑093720，“多基站协作系统的邮件讨论摘要”，Qualcomm公司)。图2示出了完全信道状态信息反馈方法的示意图。
基于统计的信道状态信息反馈：用户设备将收发端信道矩阵进行统计处理，比如计算其协方差矩阵，再对所述统计信息进行量化处理，再反馈给基站。于是，基站可以根据用户设备的反馈，获得信道的统计状态信息。基于统计的信道状态信息反馈方法的具体细节参见非专利文献1：3GPP R1‑093720，“CoMP email summary”，Qualcomm(3GPP文档，编号：R1‑093720，“多基站协作系统的邮件讨论摘要”，Qualcomm公司)。图3示出了基于统计的信道状态信息反馈方法的示意图。
基于码本空间搜索的信道状态信息反馈：用户设备与基站事先定义一个信道状态信息的有限集合(码本空间，常用的码本空间包括信道秩和/或预编码矩阵和/或信道质量指示等)。当用户设备检测出收发端信道矩阵后，在所述码本空间中进行搜索，寻找与当前信道矩阵的最佳信道状态信息匹配的元素，并将该元素的索引号反馈给基站。于是，基站根据该索引号，查询事先定义的码本空间，获得较为粗略的信道状态信息。基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法的具体细节参见非专利文献2：3GPP，R1‑083546，“Per‑cell precoding methods for downlink joint processing CoMP”，ETRI(3GPP文档，编号：R1‑083546，“下行多节点合作发射中单小区预编码方法”，韩国电子通信学会)。图4示出了基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法的示意图。
在上述三种方法中，完全信道状态信息反馈方法的效果最好，但反馈开销也最大，在现实系统中难以应用。特别是在多天线多基站合作系统中，其反馈开销还会随着基站个数的增加而成倍上升，故更加难以实现。基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法的开销最小，但效果较差，原因是其无法准确地刻画信道状态，导致发射端无法充分利用信道特性进行针对性传输。不过，因为该方法的实现极为简单，往往用几个比特就能完成反馈，在现实系统中还是获得了大量应用。相比之下，基于统计的信道状态信息反馈方法则在上述两种方法之间取得了一个较好的折衷。当信道状态具有较为明显的统计信息时，该方法可以用较小的反馈量，准确地刻画出信道状态，从而取得较为理想的效果。
目前，在LTE和LTE‑A系统中，由于考虑实际系统实现的因素，在单小区传输方式下，采用基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法。在LTE‑A系统的多基站多小区合作方式中，应该会沿用基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法。
对于基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法，LTE系统存在两种反馈信道，即上行物理控制信道(PUCCH，Physical Uplink Control CHannel)和上行物理数据共享信道(PUSCH，Physical Uplink Shared CHannel)。一般而言，PUCCH用于传输周期性、小载荷、基本的信道状态信息；而PUSCH用于传输突发性、大载荷、扩展的信道状态信息。在PUCCH上，一段完整的信道状态信息由多种反馈内容组成，不同的反馈内容在不同的子帧内进行传输。在PUSCH上，一段完整的信道状态信息在一个子帧内传输完毕。在LTE‑A系统中，这样的设计原则上将被保留。
反馈的内容分为三类，第一类是信道质量索引(CQI，Channel Quality Index)，第二类是信道预编码矩阵索引(PMI，Precoding Matrix Index)，第三类是信道秩索引(RI，Rank Index)，以上三种内容均为比特量化反馈。其中，CQI一般对应于一种传输格式，在该传输格式条件下，误包率不超过0.1。
在LTE系统中，定义了8种下行数据的MIMO传输方式：①单天线发射：用于单天线基站的信号发射，是MIMO系统的一个特例，该方式只能传输单层数据；②发射分集：在MIMO系统中，利用时间或/和频率的分集效果发射信号，以提高信号的接收质量，该方式只能传输单层数据；③开环空分复用：不需要用户设备反馈PMI的空分复用；④闭环空分复用：需要用户设备反馈PMI的空分复用；⑤多用户MIMO：多个用户设备同时同频参与MIMO系统的下行通信；⑥闭环单层预编码：使用MIMO系统，需要用户设备反馈PMI，只传输单层数据；⑦波束成形发射：使用MIMO系统，波束成形技术，配有专用的参考信号用于用户设备的数据解调，不需要用户设备反馈PMI，只传输单层数据；⑧双层波束成形发射：用户设备可被配置为反馈PMI及RI，或不反馈PMI及RI。在LTE‑A系统中，上述8种传输方式有可能被保留或/和删减。可选地，还可以增加一种新的传输方式⑨——MIMO动态切换，即基站可以动态地调整用户设备工作的MIMO方式。
为了支持上述MIMO传输方式，LTE系统定义了许多信道状态信息反馈模式，每种MIMO传输方式对应若干种信道状态信息反馈模式，详细说明如下。
在PUCCH上的信道状态信息反馈模式有4种，分别为模式1‑0、模式1‑1、模式2‑0和模式2‑1。这些模式又是以下4种反馈类型的组合：
类型1——频带段(BP，Band Part)内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI，所述频带段是通信频谱资源集合S的一个子集，其大小由集合S的大小确定。子带位置的开销是L比特；第一个码字的CQI的开销是4比特；可能的第二个码字的CQI采用相对于第一个码字的CQI的差分编码方式，开销是3比特)；
类型2——宽带CQI和PMI。第一个码字的CQI的开销是4比特；可能的第二个码字的CQI采用相对于第一个码字的CQI的差分编码方式，开销是3比特；PMI的开销根据基站的天线配置分别为1、2、4比特；
类型3——RI。根据基站的天线配置，2天线的RI的开销为1比特，4天线的RI的开销为2比特；
类型4——宽带CQI。开销为4比特。
用户设备根据上述类型的不同，相应地反馈不同的信息给基站。
模式1‑0是类型3与类型4的组合，即类型3与类型4以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈，其含义是反馈通信频谱资源集合S上的第一个码字的宽带CQI及RI信息。
模式1‑1是类型3与类型2的组合，即类型3与类型2以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈，其含义是反馈集合S上的宽带PMI、各个码字的宽带CQI及RI信息。
模式2‑0是类型3、类型4与类型1的组合，即类型3、类型4与类型1以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈，其含义是反馈集合S上的第一个码字的宽带CQI、RI信息和BP内优选的一个子带位置及所述子带上第一个码字的CQI信息。
模式2‑1是类型3、类型2与类型1的组合，即类型3、类型2与类型1以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈，其含义是反馈集合S上的宽带PMI、各个码字的宽带CQI、RI信息和BP内优选的一个子带位置及所述子带上各个码字的CQI信息。
MIMO传输方式与信道状态信息反馈模式的对应关系如下：
MIMO传输方式①：模式1‑0，模式2‑0
MIMO传输方式②：模式1‑0，模式2‑0
MIMO传输方式③：模式1‑0，模式2‑0
MIMO传输方式④：模式1‑1，模式2‑1
MIMO传输方式⑤：模式1‑1，模式2‑1
MIMO传输方式⑥：模式1‑1，模式2‑1
MIMO传输方式⑦：模式1‑0，模式2‑0
MIMO传输方式⑧：模式1‑1，模式2‑1用户设备反馈PMI/RI；或
                模式1‑0，模式2‑0用户设备不反馈PMI/RI
在LTE‑A系统的单基站传输方式中，CQI、PMI和RI仍然是主要的反馈内容。而且，为了使用户设备的反馈模式与传输方式④、⑧等对应的反馈模式保持一致，并支持新的传输方式⑨，LTE‑A系统重点对模式1‑1和模式2‑1在基站采用八根发射天线的场景进行了优化——PMI由两个信道预编码矩阵指示W1和W2共同决定，W1表征宽带/长时的信道特征，W2表征子带/短时的信道特征；在PUCCH上传输W1和W2时，模式1‑1再细分为两种子模式：模式1‑1子模式1与模式1‑1子模式2，原模式2‑1也进行了一些改进。
为了支持新定义的反馈模式，在LTE‑A系统中，新定义了若干种反馈类型，分别是：
类型1a——频带段(BP，Band Part)内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI，附加一个其他子带的W2，所述频带段是通信频谱资源集合S的一个子集，其大小由集合S的大小确定。子带位置的开销是L比特；当RI＝1时，CQI与W2的总开销是8比特；当1＜RI＜5时，CQI与W2的总开销是9比特；当RI＞4时，CQI与W2的总开销是7比特；
类型2a——W1。当RI＜3时，W1的开销是4比特；当2＜RI＜8时，W1的开销是2比特；当RI＝8时，W1的开销是0比特；
类型2b——宽带W2和宽带CQI。当RI＝1时，宽带W2和宽带CQI的总开销是8比特；当1＜RI＜4时，宽带W2和宽带CQI的总开销是11比特；当RI＝4时，宽带W2和宽带CQI的总开销是10比特；当RI＞4时，宽带W2和宽带CQI的总开销是7比特；
类型2c——宽带CQI、W1和宽带W2。当RI＝1时，宽带CQI、W1和宽带W2的总开销是8比特；当1＜RI＜4时，宽带CQI、W1和宽带W2总开销是11比特；当RI＝4时，宽带CQI、W1和宽带W2总开销是9比特；当RI＞4时，宽带CQI、W1和宽带W2总开销是7比特。需要指出的是，为了控制反馈开销，此处的W1和宽带W2的取值集合是对W1和宽带W2的可能取值的全集进行了降取样处理后得到的(即，所述全集的子集)；
类型5——RI和W1。对于8天线，2层数据复用的情形，RI和W1的总开销是4比特；对于8天线，4/8层数据复用的情形，RI和W1的总开销是5比特。需要指出的是，为了控制反馈开销，此处的W1的取值集合是对W1的可能取值的全集进行了降取样处理后得到的；
类型6——RI和预编码类型指示符(PTI，Precoding Type Indicator)。PTI的开销为1比特，表示预编码类型信息。对于8天线，2层数据复用的情形，RI和PTI的总开销是2比特；对于8天线，4层数据复用的情形，RI和PTI的总开销是3比特；对于8天线，8层数据复用的情形，RI和PTI的总开销是4比特。
在本说明书中，“W1”和“W2”单独使用时表示“子带W1”和“子带W2”，对于“宽带W1”和“宽带W2”，将在提及时使用其全称。
模式1‑1子模式1、模式1‑1子模式2和新模式2‑1与原有反馈类型和上述新类型之间的关系如下：
模式1‑1子模式1是类型5与类型2b的组合，即类型5与类型2b以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈。
模式1‑1子模式2是类型3与类型2/2c的组合，
当传输方式为④或⑧时，模式1‑1子模式2由类型3与类型2构成，即类型3与类型2以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈；
当传输方式为⑨时，模式1‑1子模式2由类型3与类型2c构成，即类型3与类型2c以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈。
新模式2‑1只针对传输方式⑨，是类型6、类型2b与类型2a/1a的组合，
当类型6中的PTI为0时，新模式2‑1由类型6、类型2b与类型2a构成，即类型6、类型2b与类型2a以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈；
当类型6中的PTI为1时，新模式2‑1由类型6、类型2b与类型1a构成，即类型6、类型2b与类型1a以不同的周期和/或不同的子帧偏移量执行反馈。
另外需要指出的是，2011年1月，3GPP组织在爱尔兰都柏林召开了TSG‑RAN WG1 #63bis会议。其中，会议纪要指出，LTE‑A系统多天线多基站合作的典型研究场景为一个宏基站通过光纤连接多个低功率的远端射频头(RRH，Remote Radio Head)，这些RRH采用与基站相同的小区ID或不同的小区ID。2011年8月，3GPP组织在希腊雅典召开了TSG‑RAN WG1 #66会议。其中，会议纪要总结，多天线多基站合作技术，对于提高系统的吞吐量具有较为明显的作用，而多天线多基站合作技术中的信道状态信息的反馈研究成为一项重要的课题。
目前，针对LTE‑A系统中多天线多基站合作的信道状态信息的反馈，初步的结论是：反馈内容采用CQI、PMI和RI等基于码本空间搜索的信道状态信息，信息反馈以向每个基站单独反馈信道状态信息的形式为基础，以反馈基站之间的相对信道状态信息(如相位信息等)为补充，从而在统一的信道状态信息反馈的框架下，动态支持JT、DPS、CS/CB等操作(参见2011年10月，3GPP组织在中国珠海召开的TSG‑RAN WG1 #66bis会议的会议纪要)。在上述框架下，仍有许多问题需要研究。
特别地，在多天线多基站合作的典型研究场景中，不涉及基站间相对信道状态信息的非相干JT技术能够在较小的反馈开销前提下，取得一定的系统性能提升(参见爱立信公司在2012年2月召开的TSG‑RAN WG1#68会议上的提案“非相干与相干JT技术的性能”：R1‑120783，Ericsson，“Performance of Incoherent and Coherent JT CoMP”)。
然而，以现有的反馈模式反馈现有的信道状态信息并不能很好地支持非相干JT技术。特别地，虽然目前的技术规范将支持非相干JT技术的典型反馈模式规定为模式1‑0或模式2‑0，但是现有的模式1‑0或模式2‑0所提供的反馈信息作用有限，非相干JT的性能常常无法达到令人满意的性能。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提出了一种新颖的信道状态信息反馈方法和用户设备，通过反馈加强型信道状态信息，来提高非相干JT的性能。为了能够与现有规范兼容，本发明还提出了如何以改进的反馈模式来反馈该加强型信道状态信息。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种信道状态信息反馈方法，包括：选择用以执行非相干联合发射的通信资源，其中，利用所选择的通信资源，非相干联合发射的性能能够达到给定的目标；以及向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。
优选地，所述加强型信道状态信息可以是：频带段BP的选择指示；发射点的选择指示；或者自适应调制编码表格的选择指示。所述加强型信道状态信息还可以是：以上选择指示中至少两种指示的组合。
优选地，对于LTE和LTE‑A系统，将模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0。此外，还可以将所述加强型信道状态信息与所述宽带CQI级联，或者对所述加强型信道状态信息和所述宽带CQI进行联合编码，并且以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈级联或联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。
可选地，对于LTE和LTE‑A系统，将模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4替换为仅反馈加强型信道状态信息的反馈类型。
优选地，从模式1‑0或模式2‑0中移除反馈类型3。
优选地，将模式2‑0的反馈类型1替换为反馈BP内优选的一个子带位置以及所述子带上各个码字的CQI信息的反馈类型。
为了实现本发明的目的，根据本发明的第二方面，提供了一种用户设备，包括：资源选择单元，被配置为选择用以执行非相干联合发射的资源，其中，利用所选择的通信资源，非相干联合发射的性能能够达到给定的目标；以及信道状态信息反馈单元，被配置为向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。
优选地，所述加强型信道状态信息是：BP的选择指示、发射点的选择指示以及自适应调制编码表格的选择指示中的至少一个。
优选地，对于LTE和LTE‑A系统，模式1‑0或模式2‑0被改进为允许反馈加强型信道状态信息，以及所述信道状态信息反馈单元以改进后的模式1‑0或模式2‑0来反馈信道状态信息。
优选地，模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4被替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0，并且所述用户设备还包括：级联单元，被配置为将所述加强型信道状态信息与所述宽带CQI级联，以及所述信道状态信息反馈单元以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。
可选地，所述用户设备包括：联合编码单元，被配置为对所述加强型信道状态信息和所述宽带CQI进行联合编码，以及所述信道状态信息反馈单元以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。
通过本发明提出的信道状态信息反馈方法和用户设备具有系统吞吐量较大、实现简单、信令开销较小的优点。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1示出了MIMO系统的示意图；
图2示出了完全信道状态信息反馈的示意图；
图3示出了基于统计的信道状态信息反馈的示意图；
图4示出了基于码本空间搜索的信道状态信息反馈的示意图；
图5示出了多小区蜂窝通信系统的示意图；
图6示出了根据本发明的信道状态信息反馈方法的流程图；
图7示出了根据本发明的反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型的示意图；
图8示出了反馈宽带CQI和BP的选择指示的反馈类型的示意图；
图9示出了反馈宽带CQI和发射点的选择指示的反馈类型的示意图；
图10示出了反馈宽带CQI和自适应调制编码表格的选择指示的反馈类型的示意图；
图11示出了经过平移得到的调制编码表的示意图；
图12示出了仅反馈加强型信道状态信息的反馈类型的示意图；以及
图13示出了根据本发明的用户设备的框图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。为了清楚详细地阐述本发明的实现步骤，下面给出一些本发明的具体实施例，适用于下行LTE‑A蜂窝通信系统。需要说明的是，本发明不限于实施例中所描述的应用，而是可适用于其他通信系统，比如今后的5G系统。
还需要说明的是，在本发明的说明书中，采用了术语“服务基站”、“合作基站”和“合作基站集合”。其中，本文中使用的“服务基站”的技术含义与本领域普通技术人员惯常使用的相同。即，能够向用户设备直接传输控制信令的基站。然而，为了明确区分，本文中使用的“合作基站”的技术含义与本领域普通技术人员惯常使用的有所区别。具体地，本领域普通技术人员习惯将参与合作发射的基站都称为合作基站。而本说明书中使用的“合作基站”特指“服务基站”以外的参与合作发射的基站。“合作基站集合”指这样的“合作基站”的集合。显然，该集合不包含“服务基站”。另外，对于“基站”，不应狭隘地理解为独立的物理实体，事实上，1个或若干个发射端口所组成的“发射点”，就可以理解为1个“基站”，这是因为从用户设备的角度而言，“基站”和“发射点”都是为其提供语音或数据服务的逻辑参考点，不做区分。
图5示出了一个多小区蜂窝通信系统的示意图。蜂窝系统把服务覆盖区域分割为相接的无线覆盖区域，即小区。在图5中，小区被示意地描绘为正六边形，整个服务区域由小区100、102和104拼接而成。与小区100、102和104分别相关的是基站200、202和204。如本领域所公知的，基站200、202和204中的每一个至少包含一个发射机、一个接收机。需要指出的是，所述基站的基本范畴是小区内的服务节点，它可以是具有资源调度功能的独立基站，也可以是从属于独立基站的发射节点，还可以是中继节点(通常是为了进一步扩大小区覆盖范围而设置的)等。在图5中，基站200、202和204被示意地描绘为位于小区100、102和104的某一区域，并装配有全向天线。然而，应当理解的是，在蜂窝通信系统的小区布局中，基站200、202和204也可以装配定向天线，有方向地覆盖小区100、102和104的部分区域，该部分区域通常被称为扇区。因此，图5的多小区蜂窝通信系统的图示仅是为了示意目的，并不意味着本发明在蜂窝系统的实施中需要上述限制性的特定条件。
在图5中，基站200、202和204通过X2接口300、302和304彼此相连。在LTE‑A系统中，将基站、无线网络控制单元和核心网的三层节点网络结构简化成两层节点结构。其中，无线网络控制单元的功能被划分到基站，基站与基站通过名为“X2”的有线接口进行协调和通信。
在图5中，基站200、202和204的两两之间存在空中接口“A1接口”310、312和314。在未来通信系统中，可能会引入中继节点的概念，中继节点间通过无线接口相连；而基站也可以看作一种特殊的中继节点，因此，基站之间可以存在名为“A1”的无线接口进行协调和通信。
在图5中，还示出了基站200、202和204的一个上层实体220(可以是网关，也可以是移动管理实体等其他网络实体)，分别通过S1接口320、322和324与基站200、202和204相连。在LTE‑A系统中，上层实体与基站之间通过名为“S1”的有线接口进行协调和通信。
在图5中，小区100、102和104内分布着若干用户设备400、402、……、430。如本技术领域所公知的，这些用户设备中的每一个均包含发射机、接收机、以及移动终端控制单元。用户设备通过为各自服务的服务基站(基站200、202和204中的某一个)接入蜂窝通信系统。应该理解的是，虽然图5中只示意性地画出16个用户设备，但实际情况中的用户设备的数目是相当巨大的。从这个意义上讲，图5对于用户设备的描绘也仅是示意目的。用户设备通过为各自服务的服务基站接入蜂窝通信网，能够向用户设备直接传输控制信令的基站被称为该用户设备的服务基站，其他基站被称为该用户设备的非服务基站，非服务基站可以作为服务基站的合作基站，协同服务基站为用户设备提供通信服务。
在以下说明本发明的具体实施例时，考察用户设备416，令其工作于多基站合作模式，其服务基站是基站202，合作基站是基站200和204。需要指出的是，此处重点考察用户设备416，但这并不意味着本发明只适用于1个用户设备。实际上，本发明完全适用于多用户设备的情况，比如，在图5中，用户设备408、410、430等，都可以使用本发明的方法。当然，实施场景中选取服务基站为1个，合作基站为2个，也不意味着本发明需要这样的限定条件，事实上，服务基站与合作基站的数量是没有特殊限定的。
以下详细描述根据本发明的信道状态信息反馈方法。在说明具体实施例时，采用如下多基站合作场景：
仅以用户设备416为例，设其工作于多基站合作模式，其服务基站是基站202，合作基站(非服务基站)是基站200和204。
在多天线多基站合作发送时，基站200和202均配备8根发射天线，且使用8个发射端口；基站204配备4根发射天线，且使用4个发射端口。用户设备416可以是单天线设备或多天线设备。对于其他可工作于多基站合作模式的用户设备(例如，用户设备400～430中的任何一个，同样可以给定其服务基站和合作基站。
需要说明的是，一个基站的发射天线与发射端口不一定是一一对应的，但是一般而言，其发射天线与发射端口的数量是相等的。在具体实现中，将基站的多根天线通过发射加权的方式进行合并，就可以把多根天线映射到单个发射端口上。参见非专利文献：3GPP，R1‑092427，“CSI‑RS Design for Virtualized LTE Antenna in LTE‑A System”，Fujitsu(3GPP文档，编号：R1‑092427，“LTE‑A系统参考信号设计中的天线虚拟映射”，日本富士通公司)。
另外还需要指出的是，上述场景所用的非一致发射端口配置的具体数值只是为了方便说明本发明的实施而做的举例，本发明的运用不受这些数值的限制，完全适用于任意发射端口配置的情况。本领域的技术人员可以通过阅读本发明的实施例意识到：一般地，在任意发射端口配置场景中，都可以采用本发明所提出的方案。
下面，参照图6，具体描述根据本发明的信道状态信息反馈方法的流程。如图6所示，根据本发明的信道状态信息反馈方法600起始于步骤S601。在该步骤中，用户设备选择用以执行非相干JT的通信资源。在以下具体描述中，分别介绍了从频带段BP的集合、发射点的集合以及自适应调制编码表格的集合中选择相应的资源，也提到了可以从以上三个集合中的任意两个集合的并集、或者从以上三个集合的并集中选择相应的一组资源。然而，应当理解的是，可选通信资源的类型不局限于上述三种类型。事实上，在步骤S601中，可以考虑从影响非相干JT性能的任意类型的通信资源的集合中，选择适当的通信资源。
对通信资源的选择以所选通信资源能够满足非相干JT的性能目标为准则。在以下具体描述中，以系统吞吐量最大化为非相干JT的性能目标。所属领域技术人员将意识到，非相干JT的性能目标不局限于此，而还可以是诸如系统利用率最大化，保证用户的通信服务质量，提高边界用户的体验等各类性能目标。
接着，过程前进至步骤S602。在该步骤S602中，用户向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。相应地，在以下具体描述中，介绍了所述加强型信道状态信息可以指示：所选频带段BP、所选发射点和所选自适应调制编码表格之一；所选频带段BP、所选发射点和所选自适应调制编码表格中的两项内容；或者所选的频带段BP、所选的发射点和所选的自适应调制编码表格。然而，同样，应当理解的是，加强型信道状态信息不局限于指示上述内容。事实上，在步骤S602中，向参与非相干联合发射的基站反馈的内容取决于在步骤S601中选择了哪些通信资源。
考虑到尽可能与现有LTE和LTE‑A系统的反馈方式兼容，下面介绍一种基于反馈模式1‑0或模式2‑0的新的反馈模式1‑0或模式2‑0，用于反馈上述加强型信道状态信息。如图7所示，通过在模式1‑0或模式2‑0的类型4(宽带CQI)中增添加强型信道状态信息，形成新反馈类型，并进而形成所述新的反馈模式1‑0或模式2‑0。这样设计的技术效果是，一般而言，非相干JT只在数量较少的资源(时域、频域、空域、特定发射点等资源)上能够取得较好的性能，而类型4的空余载荷较大，在其中增添加强型信道状态信息，能够使基站调度器更好地捕捉到非相干JT在哪些资源上具有较好的性能。
如上所述，所述加强型信道状态信息可以是BP的选择指示，也可以是发射点的选择指示，还可以是自适应调制编码表格的选择指示，或者是上述三者的任意组合。以下分别以所述加强型信道状态信息是BP的选择指示、发射点的选择指示或自适应调制编码表格的选择指示为例，详细说明如何以在类型4(宽带CQI)中增添对所选资源的指示的方式反馈加强型信道状态信息。
宽带CQI和BP的选择指示
例1：假设对于用户设备416，采用非相干JT，其在第2个BP上能够取得较高的系统吞吐量，则用户设备416可以在反馈类型4时，在宽带CQI之前或之后，通过级联编码、或者联合编码等方式，把选择出的第2个BP的索引号#2(一般为1～3比特)，反馈给服务基站，从而使基站调度器更准确地捕捉到非相干JT在哪些资源上具有较好的性能。如此形成的新反馈类型的示意图如图8所示。
宽带CQI和发射点的选择指示
例2：假设对于用户设备416，采用非相干JT，在特定发射点条件下能够取得较高的系统吞吐量，则用户设备416可以在反馈类型4时，在宽带CQI之前或之后，通过级联编码、或者联合编码等方式，把发射点的选择指示(一般为1～3比特)，反馈给服务基站，从而使基站调度器更准确地捕捉到非相干JT在哪些资源上具有较好的性能。如此形成的新反馈类型的示意图如图9所示。
在上述反馈中，用户设备一般先要从服务基站获取参与多天线多基站合作的发射点集合。作为该步骤的非限制性实现方式，用户设备(例如，用户设备416)可以向服务基站(例如，服务基站202)周期性地报告用户设备到相邻基站的路径损耗信息。进而，服务基站可以从相应的报告估计出用户设备的地理位置，再根据该地理位置确定参与多天线多基站合作的发射点集合，并通过诸如无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)信令等上层信令或媒体访问控制(MAC，Media Access Control)层信令半静态地为用户设备配置发射点集合(一般只需把发射点所对应的参考信号的配置情况通知用户设备即可)。以下，针对发射点集合中含有2到8发射点数目的情况，给出了发射点集合的7种非限制示例。
例2(a)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含2个发射点(便于用户设备使用1比特反馈2选1的结果)，该2个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点。
例2(b)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含3个发射点(便于用户使用2比特反馈3选1的结果)，该3个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点；(3)基站202的端口0至端口3，基站200的端口3至端口4，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点。
例2(c)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含4个发射点(便于用户使用2比特反馈4选1的结果)，该4个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点；(3)基站202的端口0至端口3，基站200的端口3至端口4，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点；(4)基站204的端口0至端口3，共4个端口构成的发射点。需要指出的是，用户设备选择第4个发射点相当于选择了整个基站204。即，实现了动态小区选择(DCS)的传输方式。此处，关于配置参与多天线多基站合作的发射点集合的举例中，都可以包含对应于DCS传输方式的发射点。
例2(d)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含5个发射点(便于用户使用3比特反馈5选1的结果)，该5个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点；(3)基站202的端口0至端口3，基站200的端口3至端口4，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点；(4)基站204的端口0至端口3，共4个端口构成的发射点；(5)基站200的端口4至端口7，共4个端口构成的发射点。需要指出的是，第4、5个发射点的端口数目与前3个发射点的端口数目不同，这在实际实现中是可行的，因为不同发射点的配置是相互独立的。此处，关于配置参与多天线多基站合作的发射点集合的举例中，都可以包含端口数目不同的发射点。
例2(e)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含6个发射点(便于用户使用3比特反馈6选1的结果)，该6个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点；(3)基站202的端口0至端口3，基站200的端口3至端口4，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点；(4)基站204的端口0至端口3，共4个端口构成的发射点；(5)基站200的端口4至端口7，共4个端口构成的发射点；(6)基站204的端口0至端口3，基站200的端口7至端口8，共6个端口构成的发射点。需要指出的是，第6个发射点的端口包含了基站204的所有端口，并且在此基础上还包含了其他基站的一部分(或全部)端口。此处，关于配置参与多天线多基站合作的发射点集合的举例中，都可以包含这样的发射点。
例2(f)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含7个发射点(便于用户使用3比特反馈7选1的结果)，该7个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点；(3)基站202的端口0至端口3，基站200的端口3至端口4，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点；(4)基站204的端口0至端口3，共4个端口构成的发射点；(5)基站200的端口4至端口7，共4个端口构成的发射点；(6)基站204的端口0至端口3，基站200的端口7至端口8，共6个端口构成的发射点；(7)基站200的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点。
例2(g)：服务基站202为用户设备416配置的发射点集合包含8个发射点(便于用户使用3比特反馈8选1的结果)，该8个发射点可以是：(1)基站202的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(2)基站202的端口0至端口3，基站200的端口0至端口1，以及基站204的端口2至端口3，共8个端口构成的发射点；(3)基站202的端口0至端口3，基站200的端口3至端口4，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点；(4)基站204的端口0至端口3，共4个端口构成的发射点；(5)基站200的端口4至端口7，共4个端口构成的发射点；(6)基站204的端口0至端口3，基站200的端口7至端口8，共6个端口构成的发射点；(7)基站200的端口0至端口7，共8个端口构成的发射点；(8)基站200的端口3至端口4，基站202的端口0至端口3，以及基站204的端口0至端口1，共8个端口构成的发射点。需要指出的是，第8个发射点的8端口，与第3个发射点的8端口的内容是相同的，但顺序不同，这在实际实现中是可行的，因为端口顺序不同的发射点应被视为不同的发射点。
宽带CQI和自适应调制编码表格的选择指示
例3：假设对于用户设备416，采用非相干JT，能够取得非常高的系统吞吐量，则用户设备416可以在反馈类型4时，在宽带CQI之前或之后，通过级联编码、或者联合编码等方式，把自适应调制编码表格的选择指示(一般为1～3比特)，反馈给服务基站，从而使基站调度器准确地捕捉到非相干JT在哪些资源上能取得异常好的性能。如此形成的新反馈类型的示意图如图10所示。
其中，所述自适应调制编码表格是反映实际信干噪比(SINR)与CQI之间的映射关系的映射表。根据调制编码表，用户设备根据SINR所对应的能够可靠传输的调制编码级别(误包率一般设为0.1，认为是可靠传输)，映射到一个正整数CQI索引号(即，得到量化值CQI)。当采用非相干JT时，调制编码表可以存在多个不同版本，应用于不同系统性能的非相干JT。例如，多个不同版本的调制编码表可以是在一张基本调制编码表的基础上，经过平移得到的其他版本的调制编码表，如图11所示。在图11中，左边的表格是目前LTE系统中采用的调制编码表，其中，传输格式索引号是调制编码索引号，也即CQI。将该表整体向上平移后，可得另一个版本的调制编码表，如图11右边的表格所示。需要指出的是，图11右边的表格中，第19级至第24级的调制级别为8(对应为256QAM调制)，是图11左边的表格中所没有的。这是因为调制编码表整体向上平移后，表格下部有空缺，需要填充更高级别的调制编码方式。当然，调制编码表也可以整体向下平移后，使表格上部有空缺，填充更低级别的调制编码方式即可。
以上介绍了一种基于反馈模式1‑0或模式2‑0形成新反馈模式1‑0或模式2‑0的方式。需要指出的是，在非相干JT技术中，宽带CQI作用有限，因此，作为另一种形成新反馈模式1‑0或模式2‑0的方式，如图12所示，可以在模式1‑0或模式2‑0的类型4(宽带CQI)中，删除宽带CQI，增添上述加强型信道状态信息，形成新的反馈类型，并进而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0。
还需要指出的是，在非相干JT技术中，RI可能不是必需的信息。一种简单的方法是服务发射点具有RI，而合作发射点不具有独立的RI，而采用与服务发射点相同的RI，于是非相干JT的RI与服务发射点的RI相同(参见爱立信公司在TSG‑RAN WG1 #67会议上的提案“下行CoMP中的信道状态信息的反馈”：R1‑114258，Ericsson，“CSI Feedback for DL CoMP”)。因此，在模式1‑0或模式2‑0中，可以删除类型3(RI)，形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0。
另外，需要特别指出的是，在现有的模式2‑0的类型1中，只反馈BP内优选的一个子带位置及所述子带上第一个码字的CQI信息，为了支持多流多码字的非相干JT技术，有必要反馈BP内优选的一个子带位置及所述子带上各个码字的CQI信息，形成相应的新的模式2‑0。
为了实现上述信道状态信息反馈，本发明还提供了一种用户设备1300，图13示出了根据本发明的用户设备的示意结构方框图。
如图13所示，根据本发明的用户设备包括：资源选择单元1310，被配置为选择用以执行非相干联合发射的通信资源，利用所选择的通信资源，所述非相干联合发射的性能能够达到给定的目标；以及信道状态信息反馈单元1330，被配置为向参与非相干联合发射的基站反馈对所选通信资源的指示，作为加强型信道状态信息。
优选地，对于LTE和LTE‑A系统，模式1‑0或模式2‑0被改进为允许反馈加强型信道状态信息，以及所述信道状态信息反馈单元以改进后的模式1‑0或模式2‑0来反馈信道状态信息。
此外，如果模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4被替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0，所述用户设备还可以包括：级联单元，被配置为将所述加强型信道状态信息与所述宽带CQI级联，以及所述信道状态信息反馈单元以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。可选地，如果模式1‑0或模式2‑0的反馈类型4被替换为反馈宽带CQI和加强型信道状态信息的反馈类型，从而形成相应的新的模式1‑0或模式2‑0，所述用户设备还可以包括：联合编码单元，被配置为对所述加强型信道状态信息和所述宽带CQI进行联合编码，以及所述信道状态信息反馈单元以新的模式1‑0或模式2‑0来反馈联合编码后的宽带CQI和加强型信道状态信息。
应当注意的是，在以上的描述中，仅以示例的方式，示出了本发明的技术方案，但并不意味着本发明局限于上述步骤和单元结构。在可能的情形下，可以根据需要对步骤和单元结构进行调整和取舍。因此，某些步骤和单元并非实施本发明的总体发明思想所必需的元素。因此，本发明所必需的技术特征仅受限于能够实现本发明的总体发明思想的最低要求，而不受以上具体实例的限制。
至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。