信道测量方法、信道测量装置、用户设备及系统

摘要

本发明提供一种信道测量方法、信道测量装置、用户设备及系统，无线通信系统包括信道测量装置和至少两个用户设备，所述方法包括：所述信道测量装置向所述至少两个用户设备发送天线域训练序列；所述信道测量装置向所述至少两个用户设备发送天线域训练序列；所述信道测量装置接收所述至少两个用户设备发送的信道响应测量序列，所述信道响应测量序列为所述天线域训练序列经过信道后被所述至少两个用户设备接收到的序列；所述信道测量装置对接收的所述至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理，得到下行信道状态信息CSIT。采用本发明实施例提供的技术方案，可以降低用户设备的反馈开销。

说明书

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信道测量方法、 信道测量装置、 用户设备及系统 技术领域>

本发明涉及通信技术， 尤其涉及一种信道测量方法、 信道测量装置、 用户设备及系统。 背景技术>

大规模天线是未来第五代无线通信系统的重要技术， 在无线通信网络 中， 基站 （Base Station, 简称 BS ) 端的大规模天线可以带来额外的空域 复用增益和分集增益， 如可以利用 BS端的多天线来实现多用户之间的干 扰消除， 也可以利用 BS端多天线实现波束成形，从而提高用户设备（User Equipment, 简称 UE) 端的接收信号能量。>

在现有的频分双工 （Frequency Division Duplex, 简称 FDD ) 的无线 通信系统中， 通常在 BS 端得到发射端信道状态信息 （Channel State Information at the Transmitter, 简称 CSIT) 的方法是： 首先 BS端发送一 段长度为 T的训练序列给 UE， UE接收这段训练序列经过信道之后的信道 响应序列， 并采用最小二乘法 （Least Square, 简称 LS ) 从该信道响应序 列中恢复出信道状态信息 （Channel State Information, 简称 CSI ) ， 之后 再将恢复出的 CSI通过上行反馈链路反馈到 BS端即可。>

然而， 现有 CSIT的估计方法， UE的反馈开销大。 发明内容>

本发明提供一种信道测量方法、 信道测量装置、 用户设备及系统， 用 以解决现有技术在进行 CSIT估计时 UE反馈开销大的问题。>

本发明的第一方面， 提供一种信道测量方法， 无线通信系统包括信道 测量装置和至少两个用户设备， 所述方法包括：>

所述信道测量装置向所述至少两个用户设备发送天线域训练序列； 所述信道测量装置接收所述至少两个用户设备发送的信道响应测量 序列， 所述信道响应测量序列为所述天线域训练序列经过信道后被所述至 少两个用户设备接收到的序列；>

所述信道测量装置对接收的所述至少两个用户设备的信道响应测量 序列进行联合处理， 得到下行信道状态信息 CSIT。>

本发明的第二方面， 提供一种信道测量方法， 无线通信系统包括信道 测量装置和至少两个用户设备， 所述方法包括：>

所述用户设备接收所述信道测量装置发送的天线域训练序列； 所述用户设备向所述信道测量装置发送信道响应测量序列以使所述 信道测量装置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合 处理得到下行信道状态信息 CSIT , 所述信道响应测量序列为所述天线域 训练序列经过信道后被所述用户设备接收到的序列。>

本发明的第三方面， 提供一种信道测量装置， 无线通信系统包括信道 测量装置和至少两个用户设备， 所述信道测量装置包括：>

发送模块， 用于向所述至少两个用户设备发送天线域训练序列； 接收模块， 用于接收所述至少两个用户设备发送的信道响应测量序 列， 所述信道响应测量序列为所述天线域训练序列经过信道后被所述至少 两个用户设备接收到的序列；>

处理模块， 用于对接收的所述至少两个用户设备的信道响应测量序列 进行联合处理， 得到下行信道状态信息 CSIT。>

本发明的第四方面， 提供一种用户设备， 无线通信系统包括信道测量 装置和至少两个所述用户设备， 所述用户设备包括：>

接收模块， 用于接收所述信道测量装置发送的天线域训练序列； 发送模块， 用于向所述信道测量装置发送信道响应测量序列以使所述 信道测量装置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合 处理得到下行信道状态信息 CSIT , 所述信道响应测量序列为所述天线域 训练序列经过信道后被所述用户设备接收到的序列。>

本发明的第五方面， 提供一种信道测量装置， 无线通信系统包括信道 测量装置和至少两个用户设备， 所述信道测量装置包括：>

发送器， 用于向所述至少两个用户设备发送天线域训练序列； 接收器， 用于接收所述至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 所述信道响应测量序列为所述天线域训练序列经过信道后被所述至少两 个用户设备接收到的序列；>

处理器， 用于对接收的所述至少两个用户设备的信道响应测量序列进 行联合处理， 得到下行信道状态信息 CSIT。>

本发明的第六方面， 提供一种用户设备， 无线通信系统包括信道测量 装置和至少两个所述用户设备， 所述用户设备包括：>

接收器， 用于接收所述信道测量装置发送的天线域训练序列； 发送器， 用于向所述信道测量装置发送信道响应测量序列以使所述信 道测量装置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处 理得到下行信道状态信息 CSIT , 所述信道响应测量序列为所述天线域训 练序列经过信道后被所述用户设备接收到的序列。>

本发明的第七方面， 提供一种系统， 包括第三方面所述的信道测量装 置和至少两个第四方面所述的用户设备。>

本发明的第八方面， 提供一种系统， 包括第五方面所述的信道测量装 置和至少两个第六方面所述的用户设备。>

本发明提供的信道测量方法， 无线通信系统包括信道测量装置和至少 两个用户设备， 该方法包括： 信道测量装置向至少两个用户设备发送天线 域训练序列； 信道测量装置接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序 列， 信道响应测量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备 接收到的序列； 信道测量装置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量 序列进行联合处理， 得到下行信道状态信息 CSIT。 采用本发明实施例提 供的技术方案， 可以降低用户设备的反馈开销。 附图说明>

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍， 显而易见 地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员 来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的 附图。>

图 1为本发明实施例提供的一种信道测量方法的流程图；>

图 2为本发明实施例提供的一种信道测量方法的流程图； 图 3为本发明实施例提供的一种信道测量方法的流程图；>

图 4为本发明实施例提供的一种信道测量装置的结构示意图>

图 5为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图；>

图 6为本发明实施例提供的一种信道测量装置的结构示意图>

图 7为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本 发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描 述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。>

图 1为本发明实施例提供的一种信道测量方法的流程图。本实施例的技 术方案应用在包括信道测量装置和至少两个用户设备的无线通信系统中。 如图 1所示， 该方法包括以下歩骤：>

歩骤 S 100、 信道测量装置向至少两个用户设备发送天线域训练序列。 歩骤 S 101、信道测量装置接收至少两个用户设备发送的信道响应测量 序列， 信道响应测量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设 备接收到的序列。>

歩骤 S 102、信道测量装置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量 序列进行联合处理， 得到下行信道状态信息。>

上述各歩骤的执行主体为信道测量装置， 在实际中， 该信道测量装置 可以为基站。 具体在实现时， 既可以用软件的方式实现， 也可以用硬件的 方式实现， 还可以用软硬件结合的方式实现。>

具体的， 信道测量装置可以向至少两个用户设备发送天线域训练序 列， 这里并不限制该无线通信系统中总的用户设备的总数， 并且， 信道测 量装置可以以广播的形式将天线域训练序列发给各用户设备。 需要说明的 是， 本发明中的天线域训练序列即为现有技术中测量信道的时域特定序 列， 本发明只是缩短序列长度， 不对其进行其它改变。>

进一歩地， 信道测量装置可以接收至少两个用户设备发送的信道响应 测量序列。 该信道响应测量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个 用户设备接收到的序列。 在实际中， 可以由用户设备将其接收的经过信道 后的信道响应测量序列反馈给信道测量装置。>

更进一歩地， 信道测量装置在接收到上述至少两个用户设备的信道响 应测量序列之后， 由于这些信道响应测量序列中携带了信道的信息，并且， 信道测量装置到不同用户设备之间的信道具有一定的相关性， 因此， 信道 测量装置可以对其接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联 合处理， 从而得到信道测量装置到各用户设备之间的信道状态信息， 即下 行 CSIT。>

需要说明的是， 信道测量装置通过对多个用户设备反馈的信道响应测 量序列进行联合处理， 从而得到下行 CSIT , 其发送给用户设备的天线域 训练序列可以远小于信道测量装置的发射天线数， 因此， 与现有技术中用 户设备需要反馈 CSI相比， 在本实施例中， 用户设备只需将信道响应测量 序列反馈给信道测量装置即可， 因而其反馈开销较小。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置和至 少两个用户设备， 信道测量装置向至少两个用户设备发送天线域训练序 列， 再接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 该信道响应测量 序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列， 并 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到下行 CSIT。采用本发明实施例提供的技术方案，可以降低用户设备的反馈开销。 图 2为本发明实施例提供的一种信道测量方法的流程图。本实施例的技 术方案应用在包括信道测量装置和至少两个用户设备的无线通信系统中。 如图 2所示， 该方法包括：>

歩骤 S200、 用户设备接收信道测量装置发送的天线域训练序列。>

歩骤 S201、用户设备向信道测量装置发送信道响应测量序列以使信道 测量装置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理 得到下行 CSIT, 信道响应测量序列为天线域训练序列经过信道后被用户 设备接收到的序列。>

上述各歩骤的执行主体为用户设备， 具体在实现时， 既可以用软件的 方式实现， 也可以用硬件的方式实现， 还可以用软硬件结合的方式实现。 具体的， 用户设备可以接收信道测量装置发送的天线域训练序列。 由 于该天线域训练序列是经过信道之后的序列， 因此， 用户设备可以将接收 到的天线域训练序列， 即天线域训练序列经过信道后对应的信道响应测量 序列发送给信道测量装置， 以使信道测量装置可以根据该信道响应测量序 列， 进行联合处理， 从而得到信道测量装置到用户之间的下行 CSIT。>

与现有技术中用户设备需要反馈 CSI相比， 在本实施例中， 用户设备 只需将信道响应测量序列反馈给信道测量装置即可， 因而其反馈开销较 小。 此外， 由于用户设备无需进行信道估计等复杂运算， 因而可以降低用 户设备的能耗。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置和至 少两个用户设备， 用户设备接收信道测量装置发送的天线域训练序列， 再 向信道测量装置发送信道响应测量序列， 该信道响应测量序列为天线域训 练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列。 采用本发明实施例 提供的技术方案， 可以降低用户设备的反馈开销。 图 3为本发明实施例提供的一种信道测量方法的流程图。本实施例的技 术方案应用在包括信道测量装置和至少两个用户设备的无线通信系统中。 在本实施例中， 歩骤 S300、 歩骤 S303~S305的执行主体为信道测量装置， 歩骤 S301~S302的执行主体为用户设备， 在实际中， 该信道测量装置可以 为基站。 具体在实现时， 既可以用软件的方式实现， 也可以用硬件的方式 实现， 还可以用软硬件结合的方式实现。 为了后续描述方便， 这里先详细 描述本实施例的应用场景。 假设该无线通信系统有一个信道测量装置， K 个用户设备。 信道测量装置的发射天线数为 M， 用户设备的接收天线数为 N， 从信道测量装置到第 i个用户设备的理论天线域信道状态矩阵表示为 H,， H, G £— , 即 H,为 N行 M列的矩阵， 信道测量装置到不同用户设备 之间的理论天线域信道状态矩阵为{ ^¾：…>;^Ηκ>

歩骤 S300、 信道测量装置向至少两个用户设备发送天线域训练序列。 该歩骤的描述与歩骤 S100相同， 并且， 在实际中， 该天线域训练序 列的长度可以远小于信道测量装置的发射天线数。>

歩骤 S301、 用户设备接收信道测量装置发送的天线域训练序列。>

该歩骤的描述与歩骤 S200相同， 此处不再赘述。>

歩骤 S302、 用户设备向信道测量装置发送信道响应测量序列。>

该歩骤的描述与歩骤 S201相同， 此处不再赘述。>

歩骤 S303、信道测量装置接收至少两个用户设备发送的信道响应测量 序列。>

该歩骤的描述与歩骤 S101相同， 此处不再赘述。>

歩骤 S304、 信道测量装置根据预设的稀疏度集合和天线域训练序列， 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到每个 用户设备的角域信道状态矩阵。>

在无线通信系统中， 从信道测量装置到用户设备之间的空间散射物是 有限的。 一方面， 当信道测量装置端的发射天线数增大到一定程度之后， 用户设备的 CSI就会变得稀疏。 另一方面， 在多用户的大规模天线通信系 统中， 多个用户设备会共享同一个无线传输环境， 因此不同用户设备的 CSI之间会有一些关联特性。 例如， 当用户设备在比较低的物理空间位置 时， 相对于用户设备的接收天线数 N而言， 用户设备周围的散射物相对比 较丰富。 当存在一条路径从信道测量装置端抵达某个用户设备时， 一般会 从该用户设备的 N个不同接收方向都抵达该用户设备。由于不同用户设备 共享同一个信道测量装置端的散射环境， 而各用户设备在物理位置或者方 向上均比较靠近， 所以用户设备在信道测量装置端可能会共享一些散射 物， 因此， 在多用户的大规模通信系统中， 多个用户设备的 CSI会呈现联 合稀疏的特性， 即多个用户设备的 CSI可能都在固定的角度上有非零值， 而在其他一些角度上为零， 因此， 信道测量装置可以利用上述联合稀疏的 特性， 根据预设的稀疏度集合和天线域训练序列， 对接收的至少两个用户 设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到每个用户设备的角域信道状 态矩阵。>

上述稀疏度集合为预设的每个用户设备的角域信道状态矩阵中非零 列数目的集合， 上述角域信道状态矩阵为用户设备到信道测量装置之间的 不同角度上的信道增益值。 在实际中， 该稀疏度集合为多用户无线通信系 统中的 CSI稀疏度的统计信息， 即多个用户设备到信道测量装置之间， 信 道增益值非零的角度的相关信息， 其可以是根据无线通信系统的传输环境 预先设定的。>

举例来说， 上述稀疏度集合 s可以表示为 s {^ {^ v^ i，²—>

具体的， 该歩骤可以分为以下几歩：>

1 ) 信道测量装置对天线域训练序列进行转换， 得到角域训练序列。 从上面的描述可知， 信道测量装置可以利用联合稀疏的特性对每个用 户设备反馈的信道响应测量序列进行联合处理， 在此之前， 信道测量装置 可以先将发送给各用户设备的天线域训练序列转换为角域的角域训练序 列。>

举例来说， 可以用角域转换矩阵 Α·τ对上述天线域训练序列进行转换， 比如， 当信道测量装置采用线性阵列式天线 （Uniform Linear Array

Antenna ) 时 ， 该 角 域 转 换 矩 阵 Α_τ>

A τ [ e(0), e ¾ )>;>S>

在实际应用时， 需要根据信道测量装置侧的发射天线类型具体设定， 一旦给定信道测量装置端的发射天线类型，该角域转换矩阵 AT是确定不变 的。>

具体在转换时， 可以采用公式：>

= X ^H>T>

2 ) 信道测量装置根据稀疏度集合和角域训练序列， 对每个用户设备 的信道响应测量序列进行处理， 得到共享信道支撑集合和每个用户设备的 第一残余量。>

当得到角域训练序列后， 信道测量装置可以根据预设的稀疏度集合和 该角域训练序列， 对每个用户设备的信道响应测量序列进行处理， 得到共 享信道支撑集合和每个用户设备的第一残余量。 上述共享信道支撑集合表 示第一非零列的索引值的集合， 该第一非零列为每个用户设备的角域信道 状态矩阵中索引值相同的非零列， 上述第一残余量为去除该共享信道支撑 集合中的信道响应产生的测量值分量后的残余量。>

首先， 信道测量装置可以初始化共享信道支撑集合和每个用户设备的 第一残余量。>

举例来说， 信道测量装置可以将共享信道支撑集合初始化为空集， 并 根据接收的每个用户设备的信道响应测量序列， 初始化每个用户设备的第 一残余量， 例如， 用 = ,初始化每个用户设备的第一残余量， 其中， R,表 示第 个用户设备的第一残余量， 表示信道测量装置接收的第 个用户设 备的信道响应测量序列。 后续相同符号表示的涵义均与此处相同， 后面不 再赘述。>

接着， 信道测量装置可以重复执行如下迭代过程：>

第一歩是对于每个用户设备， 信道测量装置均根据该用户设备的第一 残余量、 共享信道支撑集合和上述稀疏度集合， 估计每个用户设备的第一 角域信道响应， 并从对应用户设备的第一角域信道响应中选取该用户设备 期望的非零列的索引值， 得到该用户设备的估计共享信道支撑集合； 第二 歩是将每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高的索引值 加入共享信道支撑集合中； 第三歩是对于每个用户设备， 信道测量装置均 根据该用户设备的信道响应测量序列、 角域训练序列和共享信道支撑集 合， 得到该用户设备的第一残余量。>

信道测量装置第一次按照初始化后的共享信道支撑集合和每个用户 设备的第一残余量执行上述第一歩至第三歩， 之后再按照第二歩和第三歩 处理后的共享信道支撑集合和每个用户设备的第一残余量重新执行第一 歩至第三歩， 直至上述迭代过程的执行次数达到预设的第一阈值， 该第一 阈值可以 ， 即预设的稀疏度集合中的每个用户设备的角域信道状态矩阵 中索引值相同的非零列的数目。>

下面用具体公式说明上述迭代过程。>

中， 对于第 个用户设备， 信道测量装置可以根据>

Ω, = arg max |{|(>Ω>{>{>

其中， Ω,表示第 个用户设备的估计共享信道支撑集合， 其意义是该 用户设备估计的其角域信道状态矩阵中的非零列的索引， R,表 /」、 户设备的第一残余量， （>Ω)^Η>Ω)^Η>

F 范数。 后续相同符号表示的涵义均与此处相同， 后面不再赘述。>

举例来说， 假设 M为 50， T为 100， 则 的维度为 50乘 100， 若 |Ω: | 为 5， 第 1个用户设备的 为 8， 那么， |Ω|即为 3， 因此， 公式 （2 ) 的实 际含义是， 从 的每 3列中找出一个使 |(>Ω)^η>F

在第二歩中， 对于第 i个用户设备， 信道测量装置可以根据

将每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高的索引值 加入共享信道支撑集合中。>

其中， j' 表示每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高 的索引值， Ω表示共享信道支撑集合。 后续相同符号表示的涵义均与此处 撑集合进行处理， 找到出现频率最高的列的索引， 并将其加入共享信道支 撑集合中。>

举例来说， 若第一歩中第 1 个用户设备的估计共享信道支撑集合为 { 1 ,3 ,5， 7 }， 第 2个用户设备的估计共享信道支撑集合为 { 1 ,3 }， 那么， 若 只有这两个用户设备， 则由于索引值 1和索引值 3既在第 1个用户设备的 估计共享信道支撑集合中， 又在第 2个用户设备的估计共享信道支撑集合 中， 因此， 公式 （2 ) 计算出的 Ω:即为 { 1 ,3 }。>

在第三歩中， 对于第 个用户设备， 信道测量装置可以根据

得到该用户设备的第一残余量 。>

其中， /表示单位矩阵， 表示共享信道支撑集合， ^^表示角 练序列中索引属于共享信道支撑集合 Ω 的列向量组成的子矩阵， （>Ω>

3 ) 信道测量装置根据角域训练序列、 共享信道支撑集合、 每个用户 设备的第一残余量和稀疏度集合， 得到每个用户设备的信道支撑集合。>

当得到共享信道支撑集合之后， 信道测量装置可以根据角域训练序 列、 共享信道支撑集合、 每个用户设备的残余量和稀疏度集合， 得到每个 用户设备的信道支撑集合。 上述信道支撑集合表示第二非零列的索引值域面 Γ的 表不训 集合， 第二非零列为用户设备的角域信道状态矩阵的非零列。>

首先， 信道测量装置可以初始化每个用户设备的信道支撑集合和每个 用户设备的第二残余量， 第二残余量为去除所述信道支撑集合中的信道响 应产生的测量值分量后的残余量。>

举例来说， 信道测量装置可以用上述共享信道支撑集合初始化每个用 户设备的信道支撑集合， 即将每个用户设备的信道支撑集合的初始值设置 为共享信道支撑集合， 并且用上述第一残余量初始化该第二残余量， 即将 每个用户设备的第二残余量的初始值设置为第一残余量。>

接着， 对于每个用户设备， 信道测量装置均执行以下的迭代过程： 第一歩是根据本用户设备的第二残余量， 通过估计本用户设备的第二 角域信道响应并从所述第二角域信道响应中选取本用户设备期望的非零 列的索引值， 将本用户设备期望的非零列的索引值加入本用户设备的信道 支撑集合中； 第二歩是根据接收的本用户设备的信道响应测量序列、 角域 训练序列和本用户设备的信道支撑集合， 得到本用户设备的第二残余量。>

对于每个用户设备， 信道测量装置第一次按照初始化后的信道支撑集 合和该用户设备的第二残余量执行上述第一歩和第二歩， 然后判断该用户 设备的第二残余量是否达到预设值或重复操作次数达到预设的第二阈值， 若上述任一条件都不满足， 则信道测量装置再按照第一歩处理后的信道支 撑集合和第二歩处理后的本用户设备的第二残余量重新执行第一歩和第 二歩， 如此循环， 直至满足停止条件， 该第二阈值可以为^ 即预设的稀 疏度集合中的第 个用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的数目。>

需要说明的是， 上述预设值 ^可以根据信道的噪声能量值设定， 假设 信道的噪声能量均值为^ 0， 那么 ^一般取值 ^ « " > 1。 比如一个典型 的取值方法是 " ²。>

下面用具体公式说明上述迭代过程。>

在 歩中， 对于第 个用户设备， 信道测量装置可以根据>

- -^ arg max (X (^))>t ( 5 ) 将本用户设备期望的非零列的索引值加入本用户设备的信道支撑集 入由>

其中， (w表示所述角域训练序列的第 列。>

在第二歩中， 对于第 个用户设备， 信道测量装置可以根据：

得到本用户设备的第二残余量。>

可以看出， 在本歩骤中， 信道测量装置首先计算每个用户设备公共的 共享信道支撑集合， 然后再分别计算每个用户设备的信道支撑集合， 从而 确定出每个用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的索引值。>

4 ) 信道测量装置根据每个用户设备的信道支撑集合、 角域训练序列 和接收的每个用户设备的信道响应测量序列， 得到每个用户设备的角域信 道状态矩阵。>

具体的， 信道测量装置可以根据每个用户设备的信道支撑集合、 角域 训练序列和接收的每个用户设备的信道响应测量序列， 得到每个用户设备 的角域信道状态矩阵的非零列的数值。>

举例来说， 信道测量装置可以根据：>

(H/ )"' = ( X n^ )+ F, ( 7 ) 得到每个用户设备的角域信道状态矩阵。>

其中， ( 表示每个用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的数值， 表示每个用户设备的角域信道状态矩阵。>

之后， 信道测量装置再根据发射天线数目， 将每个用户设备的角域信 道状态矩阵中除非零列之外的数值置为零， 即可得到每个用户设备的角域 信道状态矩阵。>

歩骤 S305、信道测量装置对每个用户设备的角域信道状态矩阵进行转 换， 得到下行 CSIT。>

具体的， 信道测量装置可以根据： 对第 个用户设备的角域信道状态矩阵进行转换， 并最终得到信道测 量装置到各用户设备之间的下行 CSIT。>

其中， 表示第 个用户设备的角域信道状态矩阵。>

需要说明的是， 在实际中， 考虑到无线通信系统的多样性， 假设无线 通信系统中共有 u个用户设备， 由于其所处的地理位置不同， 因此它们可 能不能共享同一个信道支撑集。 对于这种情况， 信道测量装置可以根据系 统中所有用户设备的信道状况， 先对所有用户设备进行分组； 再向同一组 内的各个用户设备发送天线域训练序列，之后再按照歩骤 S303~S305所描 述的方法， 对于每一组内的各个用户设备的信道响应测量序列进行联合处 理， 最后得到下行 CSIT。>

与现有技术相比， 在本实施例中， 用户设备反馈给信道测量装置的信 道响应测量序列的维度为 N乘 T, 由于本实施例的技术方案是信道测量装 置对至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 因此在实际 中， 信道测量装置发射序列的长度 T可以远小于其发射天线数目 M， 在现 有技术中，用户设备反馈给信道测量装置的信道状态矩阵为 N乘 M， 由于 T远小于 M， 因此， 本实施例的方案可以降低用户设备的反馈开销。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置和至 少两个用户设备， 信道测量装置向至少两个用户设备发送天线域训练序 列， 再接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 该信道响应测量 序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列， 并 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到下行 CSIT。采用本发明实施例提供的技术方案，可以降低用户设备的反馈开销。 现在参照附图描述多个实施例， 其中用相同的附图标记指示本文中的 相同元件。 在下面的描述中， 为便于解释， 给出了大量具体细节， 以便提 供对一个或多个实施例的全面理解。 然而， 很明显， 也可以不用这些具体 细节来实现所述实施例。 在其它例子中， 以方框图形式示出公知结构和设 备， 以便于描述一个或多个实施例。>

在本说明书中使用的术语 "部件" 、 "模块" 、 "系统"等用于表示 计算机相关的实体、 硬件、 固件、 硬件和软件的组合、 软件、 或执行中的 软件。 例如， 部件可以是但不限于， 在处理器上运行的进程、 处理器、 对 象、 可执行文件、 执行线程、 程序和 /或计算机。 通过图示， 在计算设备上 运行的应用和计算设备都可以是部件。 一个或多个部件可驻留在进程和 / 或执行线程中，部件可位于一个计算机上和 /或分布在 2个或更多个计算机 之间。 此外， 这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读 介质执行。 部件可例如根据具有一个或多个数据分组 （例如来自与本地系 统、分布式系统和 /或网络间的另一部件交互的二个部件的数据， 例如通过 信号与其它系统交互的互联网） 的信号通过本地和 /或远程进程来通信。>

本发明实施例的用户设备 （User Equipment, 简称 UE) 也可以称为系 统、 用户单元、 用户站、 移动站、 移动台、 远方站、 远程终端、 移动设备、 用户终端、 终端、 无线通信设备、 用户代理或用户装置。 接入终端可以是 蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议 ( Session Initiation Protocol,简称 SIP ) 电话、 无线本地环路 （Wireless Local Loop, 简称 WLL) 站、 个人数字处 理 （Personal Digital Assistant, 简称 PDA) 、 具有无线通信功能的手持设 备、 车载设备、 可穿戴设备、 计算设备或连接到无线调制解调器的其它处 理设备。>

此外， 本发明实施例的用于信道测量的装置可以为基站。 基站可用于 与移动设备通信， 基站可以是无线 （WiFi) 的无线接入点 （Access Point, 简称 AP )，或者是全球移动通讯（Global System of Mobile communication, 简称 GSM )或码分多址（Code Division Multiple Access , 简称 CDMA ) 中 的基站 （Base Transceiver Station, 简称 BTS ) ， 也可以是宽带码分多址 ( Wideband Code Division Multiple Access , 简称 WCDMA ) 中的基站 ( NodeB , 简称 NB ) ， 还可以是长期演进 ( Long Term Evolution, 简称 LTE) 中的演进型基站 （Evolutional Node B， 简称 eNB或 eNodeB ) ， 或 者中继站或接入点， 或者未来 5G网络中的基站设备等。>

此外， 本发明的各个方面或特征可以实现成装置或使用标准编程和 / 或工程技术的制品。 本申请中使用的术语 "制品"涵盖可从任何计算机可 读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如， 计算机可读介质可以包括， 但不限于： 磁存储器件 （例如， 硬盘、 软盘或磁带等） ， 光盘 （例如， 压 缩盘 （Compact Disk, 简称 CD ) 、 数字通用盘 （Digital Versatile Disk, 简 称 DVD )等），智能卡和闪存器件（例如，可擦写可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称 EPROM ) 、 卡、 棒或钥匙驱动器 图 4为本发明实施例提供的一种信道测量装置的结构示意图。 无线通 信系统包括信道测量装置和至少两个用户设备。 如图 4所示， 该信道测量 装置 1包括： 发送模块 10、 接收模块 11和处理模块 12。>

具体的， 发送模块 10用于向至少两个用户设备发送天线域训练序列； 接收模块 11 用于接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 信道 响应测量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到 的序列； 处理模块 11 用于对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序 列进行联合处理， 得到下行信道状态信息 CSIT。>

进一歩地， 处理模块 11 具体用于： 根据预设的稀疏度集合和天线域 训练序列， 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处 理， 得到每个用户设备的角域信道状态矩阵， 稀疏度集合为预设的每个用 户设备的角域信道状态矩阵中非零列数目的集合； 对每个用户设备的角域 信道状态矩阵进行转换， 得到下行 CSIT。>

更进一歩地， 处理模块 11 具体用于： 对天线域训练序列进行转换， 得到角域训练序列； 根据稀疏度集合和角域训练序列， 对每个用户设备的 信道响应测量序列进行处理， 得到共享信道支撑集合和每个用户设备的第 一残余量， 第一残余量为去除共享信道支撑集合中的信道响应产生的测量 值分量后的残余量； 根据角域训练序列、 共享信道支撑集合、 每个用户设 备的第一残余量和稀疏度集合， 得到每个用户设备的信道支撑集合； 根据 每个用户设备的信道支撑集合、 角域训练序列和接收的每个用户设备的信 道响应测量序列， 得到每个用户设备的角域信道状态矩阵。>

更进一歩地， 处理模块 11 具体用于： 初始化共享信道支撑集合和每 个用户设备的第一残余量； 重复执行以下歩骤： 根据每个用户设备的第一 残余量、 共享信道支撑集合和稀疏度集合， 估计每个用户设备的第一角域 信道响应， 并从对应用户设备的第一角域信道响应中选取该用户设备期望 的非零列的索引值， 得到该用户设备的估计共享信道支撑集合； 将每个用 户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高的索引值加入共享信道 支撑集合中； 根据每个用户设备的信道响应测量序列、 角域训练序列和共 享信道支撑集合， 得到该用户设备的第一残余量； 直至重复操作次数达到 预设的第一阈值。>

更进一歩地， 处理模块 11 具体用于： 初始化每个用户设备的信道支 撑集合和每个用户设备的第二残余量， 第二残余量为去除信道支撑集合中 的信道响应产生的测量值分量后的残余量； 重复执行以下歩骤： 根据本用 户设备的第二残余量， 通过估计本用户设备的第二角域信道响应并从第二 角域信道响应中选取本用户设备期望的非零列的索引值， 将本用户设备期 望的非零列的索引值加入本用户设备的信道支撑集合中； 根据接收的本用 户设备的信道响应测量序列、 角域训练序列和本用户设备的信道支撑集 合， 得到本用户设备的第二残余量， 第二残余量为去除本用户设备的信道 支撑集合中的信道响应产生的测量值分量后的残余量； 直至本用户设备的 残余量达到预设值或重复操作次数达到预设的第二阈值。>

更进一歩地， 处理模块 11 具体用于： 根据每个用户设备的信道支撑 集合、 角域训练序列和接收的每个用户设备的信道响应测量序列， 得到每 个用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的数值； 根据发射天线数目， 将 每个用户设备的角域信道状态矩阵中除非零列之外的数值置为零， 得到每 个用户设备的角域信道状态矩阵。>

更进一歩地， 处理模块 11具体用于：>

根据>

Ω, = arg max |{|(>Ω>{>{ - |Ω |}J ( 9 ) 得到该用户设备的估计共享信道支撑集合:>

其中， Ω_;表示第 个用户设备的估计共享信道支撑集合， 。表示角域 训练序列中索引属于集合 Ω的列向量组成的子矩阵， 表 水>

小- 用户设 备的第一残余量， （>Ω)^Η 表 /」ν 个用户设备的第一角域信道响应， |Ω|表 表 水>

小集合 Ω中元素的数目， 小- 用户设备的角域信道状态矩阵的非 零列的数目， Ω表示共享信道支撑集合， |Ω |表示共享信道支撑集合中元 素的数目， (Xn R, 表示（ Ω)^η 的 Frobenius范数. 更进一歩地， 处理模块 11具体用于：>

根据

将每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高的索引值 加入共享信道支撑集合中；>

其中， 表示每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高 的索引值， Ω表示共享信道支撑集合， 表示至少两个用户设备的总数， Ω,表示第 个用户设备的估计共享信道支撑集合。>

更进一歩地， 处理模块 11具体用于：>

根据

得到该用户设备的第一残余:>

其中， 表 /」v i个用户设备的第一残余: 表示单位矩阵， Ω表

/」、共享信道支撑集合， ^^表示角域训练序列中索引属于共享信道支撑 合 Ω:的列向量组成的子矩阵， ( f表示^ ^的伪逆， F, ， 表示接 的每个用户设备的信道响应测量序列。>

更进一歩地， 处理模块 11具体用于：>

根据

将本用户设备期望的非零列的索引值加入本用户设备的信道支撑集 入由.>

其中， Ω表示第 i 用户设备的信道支撑集合， 表示角域训练序 列的第 列， 表示第 个用户设备的残余量， ^H> 表示（ 。)^H 的 Frobenius范数 更进一歩地， 处理模块 11具体用于：>

根据

得到本用户设备的第二残余量；>

其中， 表示第 i个用户设备的第二残余: /表示单位矩阵， 表 示第 i 个用户设备的信道支撑集合， ^^表示角域训练序列中索引属于信 道支撑集合 的列向量组合起来形成的子矩阵， 表示 的伪逆， , - Y_t^H>t表示接收的每个用户设备的信道响应测量序列。>

更进一歩地， 处理模块 11具体用于：>

根据

得到每个用户设备的角域信道状态矩阵；>

表示每个用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的数值， Q /」v 个用户设备的信道支撑集合， H 表示每个用户设备的角域信道 状态矩阵， ^^表示角域训练序列中索引属于信道支撑集合 的列向量组 合起来形成的子矩阵， （ f表示 的伪逆， , =i ， 表示接收的每个 用户设备的信道响应测量序列。>

更进一歩地， 信道测量装置 1为基站。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置 1和 至少两个用户设备， 信道测量装置 1向至少两个用户设备发送天线域训练 序列， 再接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 该信道响应测 量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列， 并对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到下 行 CSIT。 采用本发明实施例提供的技术方案， 可以降低用户设备的反馈 开销。 图 5为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图。无线通信系统 包括信道测量装置和至少两个用户设备。如图 5所示，该用户设备 2包括： 接收模块 20和发送模块 21。>

具体的， 接收模块 20用于接收信道测量装置发送的天线域训练序列； 发送模块 21 用于向信道测量装置发送信道响应测量序列以使信道测量装 置对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理得到下 行信道状态信息 CSIT , 信道响应测量序列为天线域训练序列经过信道后 被用户设备接收到的序列。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置和至 少两个用户设备 2，用户设备 2接收信道测量装置发送的天线域训练序列， 再向信道测量装置发送信道响应测量序列， 该信道响应测量序列为天线域 训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列。采用本发明实施 例提供的技术方案， 可以降低用户设备的反馈开销。 图 6为本发明实施例提供的一种信道测量装置的结构示意图。无线通信 系统包括信道测量装置和至少两个用户设备。 如图 6所示， 该信道测量装 置 3包括： 发送器 30、 接收器 31和处理器 32。>

具体的， 发送器 30用于向至少两个用户设备发送天线域训练序列； 接收器 31 用于接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 信道响 应测量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的 序列； 处理器 32用于对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进 行联合处理， 得到下行信道状态信息 CSIT。>

进一歩地， 处理器 32具体用于： 根据预设的稀疏度集合和天线域训 练序列， 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到每个用户设备的角域信道状态矩阵， 稀疏度集合为预设的每个用户设 备的角域信道状态矩阵中非零列数目的集合； 对每个用户设备的角域信道 状态矩阵进行转换， 得到下行 CSIT。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于： 对天线域训练序列进行转换， 得 到角域训练序列； 根据稀疏度集合和角域训练序列， 对每个用户设备的信 道响应测量序列进行处理， 得到共享信道支撑集合和每个用户设备的第一 残余量， 第一残余量为去除共享信道支撑集合中的信道响应产生的测量值 分量后的残余量； 根据角域训练序列、 共享信道支撑集合、 每个用户设备 的第一残余量和稀疏度集合， 得到每个用户设备的信道支撑集合； 根据每 个用户设备的信道支撑集合、 角域训练序列和接收的每个用户设备的信道 响应测量序列， 得到每个用户设备的角域信道状态矩阵。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于： 初始化共享信道支撑集合和每个 用户设备的第一残余量； 重复执行以下歩骤： 根据每个用户设备的第一残 余量、 共享信道支撑集合和稀疏度集合， 估计每个用户设备的第一角域信 道响应， 并从对应用户设备的第一角域信道响应中选取该用户设备期望的 非零列的索引值， 得到该用户设备的估计共享信道支撑集合； 将每个用户 设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高的索引值加入共享信道支 撑集合中； 根据每个用户设备的信道响应测量序列、 角域训练序列和共享 信道支撑集合， 得到该用户设备的第一残余量； 直至重复操作次数达到预 设的第一阈值。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于： 初始化每个用户设备的信道支撑 集合和每个用户设备的第二残余量， 第二残余量为去除信道支撑集合中的 信道响应产生的测量值分量后的残余量； 重复执行以下歩骤： 根据本用户 设备的第二残余量， 通过估计本用户设备的第二角域信道响应并从第二角 域信道响应中选取本用户设备期望的非零列的索引值， 将本用户设备期望 的非零列的索引值加入本用户设备的信道支撑集合中； 根据接收的本用户 设备的信道响应测量序列、 角域训练序列和本用户设备的信道支撑集合， 得到本用户设备的第二残余量， 第二残余量为去除本用户设备的信道支撑 集合中的信道响应产生的测量值分量后的残余量； 直至本用户设备的残余 量达到预设值或重复操作次数达到预设的第二阈值。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于： 根据每个用户设备的信道支撑集 合、 角域训练序列和接收的每个用户设备的信道响应测量序列， 得到每个 用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的数值； 根据发射天线数目， 将每 个用户设备的角域信道状态矩阵中除非零列之外的数值置为零， 得到每个 用户设备的角域信道状态矩阵。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于：>

根据>

Ω, = arg max |{|(>Ω>{>{ - |Ω |}J ( 15 ) 得到该用户设备的估计共享信道支撑集合:>

其中， Ω_;表示第 个用户设备的估计共享信道支撑集合， ¥。表示角域 训练序列中索引属于集合 Ω的列向量组成的子矩阵， 表 水>

小- 用户设 个用户设备的第一角域信道响应， |Ω|表 个用户设备的角域信道状态矩阵的非 零列的数目， 表示共享信道支撑集合， Ω 表示共享信道支撑集合中元 素的数目， )^H>t>ρ表示>h>t的 Frobenius范数>

更进一歩地， ^理器 32具体用于：>

根据

将每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高的索引值 加入共享信道支撑集合中；>

其中， 表示每个用户设备的估计共享信道支撑集合中出现频率最高 的索引值， Ω:表示共享信道支撑集合， 表示至少两个用户设备的总数， Ω,表示第 个用户设备的估计共享信道支撑集合。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于：>

根据

得到该用户设备的第一残余量；>

其中， 表示第 个用户设备的第一残余量， /表示单位矩阵， 表 示共享信道支撑集合， 表示角域训练序列中索引属于共享信道支撑集 合 Ω:的列向量组成的子矩阵， 表示^ ¾的伪逆， , = i ， 表示接收 的每个用户设备的信道响应测量序列。>

更进一歩地， 处理器 32具体用于：>

根据

将 4 本用户设备期望的非零列的索引值加入本用户设备的信道支撑集 入由.>

其中， Ω表 个用户设备的信道支撑集合， (w表示角域训练序 列的第 列， 表 个用户设备的残余量， 表示第 个用户设 备的第二角域信道响应， ^ R,>

更进一歩地， 处理器 32具体用于:>

根据>

( 19 ) 得到本用户设备的第二残余量；>

其中， 表示第 个用户设备的第二残余量， /表示单位矩阵， 表 示第 i 个用户设备的信道支撑集合， ^^表示角域训练序列中索引属于信 道支撑集合 的列向量组合起来形成的子矩阵， 表示 的伪逆， , - Y_t^H>t表示接收的每个用户设备的信道响应测量序列。>

得到每个用户设备的角域信道状态矩阵；>

表示每个用户设备的角域信道状态矩阵的非零列的数值， Ω; "表 /」ν 个用户设备的信道支撑集合， ^表示每个用户设备的角域信道 状态矩阵， ^^表示角域训练序列中索引属于信道支撑集合 的列向量组 合起来形成的子矩阵， （ f表示 的伪逆， , ， 表示接收的每个 用户设备的信道响应测量序列。>

更进一歩地， 信道测量装置 3为基站。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置 3和 至少两个用户设备， 信道测量装置 3向至少两个用户设备发送天线域训练 序列， 再接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 该信道响应测 量序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列， 并对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到 CSIT。采用本发明实施例提供的技术方案，可以降低用户设备的反馈开销。 图 7为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图。无线通信系统 包括信道测量装置和至少两个用户设备。如图 7所示，该用户设备 4包括： 接收器 40和发送器 41。>

具体的， 接收器 40用于接收信道测量装置发送的天线域训练序列； 发送器 41 用于向信道测量装置发送信道响应测量序列以使信道测量装置 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理得到下行 信道状态信息 CSIT, 信道响应测量序列为天线域训练序列经过信道后被 用户设备接收到的序列。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置和至 少两个用户设备 4，用户设备 4接收信道测量装置发送的天线域训练序列， 再向信道测量装置发送信道响应测量序列， 该信道响应测量序列为天线域 训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列。采用本发明实施 例提供的技术方案， 可以降低用户设备的反馈开销。>

进一歩地， 本发明提供的一种系统， 该系统包括图 4的信道测量装置 1 和至少两个图 5的用户设备 2。>

更进一歩地， 本发明还提供一种系统， 该系统包括图 6的信道测量装 置 1和至少两个图 7的用户设备 2。>

在本实施例提供的技术方案中， 无线通信系统包括信道测量装置和至 少两个用户设备， 信道测量装置向至少两个用户设备发送天线域训练序 列， 再接收至少两个用户设备发送的信道响应测量序列， 该信道响应测量 序列为天线域训练序列经过信道后被至少两个用户设备接收到的序列， 并 对接收的至少两个用户设备的信道响应测量序列进行联合处理， 得到下行 CSIT。采用本发明实施例提供的技术方案，可以降低用户设备的反馈开销。>

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的设备和方法， 可以通过其它的方式实现。例如， 以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的， 例如， 所述单元或模块的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可以 有另外的划分方式， 例如多个单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系 统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间的 耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口， 设备或模块的间接耦合或 通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。>

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的， 作 为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部模块来实现本实施例方案的目的。>

本领域普通技术人员可以理解： 实现上述各方法实施例的全部或部分歩 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。 前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。 该程序在执行时， 执行包括上述各方法实施例的歩骤； 而 前述的存储介质包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。>

最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。>