具体实施方式
在基于线性预编码的多天线***中,接收机根据信道信息从线性预编码码本中选择合适的预编码矩阵(或向量)索引,反馈给发射机,使之能够对发送信号进行适当的预处理,以提高信息传输的有效性或/和可靠性。信道信息可以看作是由宽带、长时信息和频率选择、短时信息两部分构成的。基于双码本、双PMI反馈的闭环多天线***相比单码本、单PMI反馈的***可以降低反馈量。本发明实施例中提供的技术方案适合于双码本、双PMI反馈的闭环多天线***的双码本方案及双码本合成方案,可以提高预编码***的信息发送和接收性能。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
为了便于说明,首先对双极化天线的天线标号方法加以约定,图1为双极化天线的天线标号示意图,如图所示,天线标号的方法是先顺序标定同一个极化方向的天线,然后再顺序标定同一个极化方向的天线。值得注意的是,双极化多天线***的码本及其设计方法与双极化天线的天线标号方法无关,如果所约定的天线标号方法发生变化,只需对码本生成方法中天线的标号做相应调整即可。
实施中,双码本一个用来描述信道的宽带、长时特性,这个码本称为基码本;另一个码本用来描述信道的频率选择、短时特性,这个码本称为变换码本。下面分别来说明基码本与变换码本的存储实施方式,同时,还将说明根据基码本与变换码本生成预编码矩阵的实施方式,而预编码矩阵为总码本码字,因此也还将对总码本的存储实施方式进行说明。
图2为预编码矩阵的生成方法实施流程示意图,如图所示,生成预编码矩阵过程中可以包括如下步骤:
步骤201、确定基码本码字vn;
步骤202、确定变换码本码字Mm R;
步骤203、将基码本码字和变换码本码字合并处理得到NT×R维的预编码矩阵,所述预编码矩阵为总码本码字,NT是发射天线根数,R表示Rank数。
实施中,在确定基码本码字与变换码本码字时,而这并非必然的执行先后关系,本领域技术人员容易了解,而这即可以先确定基码本再确定变换码本,也可以先确定变换码本再确定基码本,当然也可以同时确定。
实施中,由于小间距双极化天线的阵列响应矢量可以表示为公式(1)如下:
其中,NT表示发射天线数,d,λ分别为天线间距和电磁波波长,θ为到达角,(·)T表示矩阵或向量转置,α是模值为1的复数,表征两组不同方向的极化天线信道之间的关系,其分布的概率密度为f(α)。
发明人在发明过程中注意到:在高相关场景下,信道相关矩阵的主特征向量可以用公式(1)中的形式进行拟合。
这样,基码本可以量化信道相关矩阵主特征向量的前NT/2行;变换码本可以用于表征信道相关矩阵各特征向量的前NT/2行与后NT/2行,以及其他特征向量与主特征向量之间的关系。
基于上述思想,下面以实例进行说明。
方式一
在执行步骤203时,可以按下述方式合并处理得到预编码矩阵:
其中,R表示Rank数,R≥1,v
n表示N
T/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,M
m R表示N
T×N
TR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,W
m,n R表示合并生成的总码本码字,M
m(x,y) R表示以N
T/2×N
T/2为单位对M
m R进行分块后得到的第(x,y)个分块,即
M
m(x,y) R为N
Y/2×N
T/2维矩阵。
该例子下面还会结合基码本与变换码本进行说明。
(1)、关于基码本。
该方式下,使用的基码本可以包括若干个NT/2×1维向量vn,n=0,…,MB-1,其中,NT是发射天线根数,vn是基码本所包含的码字,n=0,…,MB-1对应于MB个不同的vn,MB是基码本中的码字数,n是基码本中码字的编号。
一个基码本的实例可以是,在NT=8时,所述基码本可以为:
其中vn表示NT/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置。
(2)、关于变换码本。
该方式下,使用的变换码本可以包括若干个NT×NTR/2维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1。
一个变换码本的具体实例可以是:在NT=8时,变换码本可以为:
其中Mm R表示NT×NTR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T, diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
方式二
在执行步骤203时,可以按下述方式合并处理得到预编码矩阵:
其中,R表示Rank数,R≥1,vn表示基码本码字,n表示基码本码字编号,Mm R表示变换码本码字,m表示变换码本码字编号,Wm,n R表示合并生成的总码本码字,Mm(x,y) R表示以NT/2×1为单位对Mm R进行分块后得到的第(x,y)个分块,即Mm(x,y) R为NT/2×1维向量,diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
该例子下面还会结合基码本与变换码本进行说明。
(1)、关于基码本。
实施中可以采用方式一中所选用的基码本。
(2)、关于变换码本。
该方式下,使用的变换码本可以包括若干个NT×R维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1。
一个变换码本的具体实例可以是:在NT=8时,变换码本可以为:
,其中Mm R表示NT×R维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
实施中,在根据基码本与变换码本生成预编码矩阵后,预编码矩阵为总码本码字,一个总码本的具体实例可以是:在NT=8,各Rank的总码本可以为:
Rank1的总码本
Rank2的总码本
Rank3的总码本
Rank4的总码本
其中,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
方式三
如果基码本码字为N
T×N
T维单位阵
,变换码本码字为N
T×R维矩阵W
k R,码字合并方法还可以为
其中N
T表示发送天线数,R表示Rank数,k为变换码本码字编号;当N
T=8,变换码本也即为总码本可以为:
其中,Wk R表示Rank数为R的变换码本(也即总码本)中编号为k的码字,j表示-1的平方根,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
进一步的,实施中还提供了基码本与变换码本的存储实施方式,下面分别进行说明。
图3为基码本存储方法实施流程示意图,如图所示,在基码本存储过程中可以包括以下步骤:
步骤301、确定基码本,所述基码本包括若干个NT/2×1维向量vn,n=0,…,MB-1,其中,NT是发送天线数,vn是基码本所包含的码字,,MB是基码本中的码字数,n是基码本中码字的编号;
步骤302、存储基码本。
对于NT/2×1维向量vn,双PMI反馈的原理是:空间信道特性可以看作由宽带和长时特性、以及频率选择和短时特性两部分构成。主径的AoD(Angleof Departure,离开角)是空间信道特性中最稳定的部分,其往往对应于主特征向量,随时、频变化非常缓慢,可以看作是宽带、长时信息。因此,实施例中所提供的基码本若干个NT/2×1维向量vn,可以近似地看作指向不同AoD方向的阵列响应。用不同的vn即可间接地反映主径的AoD方向。
具体实施中,在NT=8时,基码本可以为:
其中,vn表示NT/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置。
图4为变换码本存储方法实施流程示意图,如图所示,在变换码本存储过程中可以包括以下步骤:
步骤401、确定变换码本,所述变换码本用于表征信道相关矩阵各特征向量的前NT/2行与后NT/2行,以及其他特征向量与主特征向量的关系;
步骤402、存储变换码本。
实施中,变换码本可以包括若干个NT×NTR/2维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1,其中,NT是发送天线数,Mm R是Rank-R变换码本中的第m个码字,R表示Rank数,m表示变换码字在变换码本中的编号,MT是变换码本中所包含的变换码字数;
实施中,M
m R为变换码本中的码字,反映了其他特征向量与主特征向量之间的关系和两组ULA(Uniform LinearArray,均匀线性阵列)天线之间的信道特性。具体而言,以Rank2的变换码本为例,码字
知
从整体结构上的区别在于前者是
的结构,而后者是
的结构,这些信息可以反映出两组ULA天线之间的信道特性;而D
1=diag(v
1)所反映的是第2个特征向量与主特征向量之间的关系。
具体实施中,在NT=8时,变换码本可以为:
其中,Mm R表示NT×NTR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T, diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
因为是8根发射天线,且是双极化,每个极化方向有4根天线,所以I4表示维度为4×4的单位阵。
实施中,变换码本可以包括若干个NT×R维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1,其中,NT是发送天线,Mm R是Rank-R变换码本中的第m个码字,R表示Rank数,m表示变换码字在变换码本中的编号,MT是变换码本中所包含的变换码字数。
具体实施中,NT=8时,变换码本可以为:
其中,Mm R表示NT×R维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
图5为总码本存储方法实施流程示意图,如图所示,在总码本存储过程中可以包括以下步骤:
步骤501、确定总码本,所述总码本中的每个码字是由1个基码本码字和1个变换码本码字合并处理后得到;
步骤502、存储总码本。
具体实施中,在NT=8,各Rank的总码本为:
Rank1的总码本
Rank2的总码本
Rank3的总码本
Rank4的总码本
其中,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, ,v2=[1 j -1 -j]T, ,v4=[1 -1 1 -1]T, ,v6=[1 -j -1 j]T,
实施中,在NT=8,各Rank变换码本,也即总码本可以为:
其中,Wk R表示Rank数为R的变换码本(也即总码本)中编号为k的码字,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
在实施中列举了上述码本实例;但是,从理论上来说,在对上述码本实例进行一些常规和/或通用处理后也是可以解决同样的技术问题、取得同样的技术效果的,例如,由于归一化处理,对上述码本实例除以某一常数得到的新码本;因此,上述码本仅用于教导本领域技术人员具体如何实施本发明,但不意味仅能使用上述实例中的码本,实施过程中可以结合实践需要来确定相应的码本或者其变形。
为更好的理解本发明实施例中所提供的码本的应用,下面分别从信息的发送与接收过程中的使用进行说明。
图6为信息发送方法实施流程示意图,如图所示,在预编码MIMO***发送信息的过程中可以包括以下步骤:
步骤601、接收包含码字索引信息的信号,提取第一码字索引信息和第二码字索引信息;
步骤602、基于提取的第一码字索引信息、第二码字索引信息得到相应的码字;
步骤603、基于得到的码字,将其直接作为预编码矩阵或对其进行变换处理得到预编码矩阵;
步骤604、利用所得到的预编码矩阵进行预编码处理;
步骤605、通过多天线发送预编码处理后的信号。
实施中,在基于提取的第一码字索引信息、第二码字索引信息得到相应的码字时,可以包括:
在基于提取的第一码字索引信息从所述基码本中选出相应的码字,以及基于提取的第二码字索引信息从所述变换码本中选出相应的码字后,利用预编码矩阵的生成方式将基码本码字和变换码本码字合并生成码字;具体实施中,预编码矩阵的生成方式的实施可以参见前述的实施方式。
或,基于提取的第一码字索引信息、第二码字索引信息从总码本中选出相应的码字。具体实施中,总码本的实施可以参见前述的实施方式。
由于是双PMI,所以在实施中可以将其中一个设为零比特,而用另一个生成针对总码本的总码字索引信息,也即,使用一个PMI来对应总码本中的码字。
为更好的理解信息发送的实施,下面以实例进行说明。
实施例一
图7为实施例一中预编码MIMO***发送信息的实施流程示意图,如图所示,可以包括:
步骤701、接收包含码字索引信息的信号,提取基码本和变换码本的码字索引信息PMI1和PMI2。
步骤702、基于提取的码字索引信息PMI1和PMI2,分别选出基码本和变换码本中的码字。
步骤703、基于码字进行预编码矩阵合成并经过进一步变换处理得到预编码矩阵,如迫零处理等。也可以直接将合并后得到的矩阵作为预编码矩阵。
步骤704、利用所得到的预编码矩阵进行预编码处理。
步骤705、将预编码后的信号通过多天线发送出去。
实施例二
图8为实施例二中预编码MIMO***发送信息的实施流程示意图,如图所示,可以包括:
步骤801、接收包含码字索引信息的信号,提取基码本和变换码本的码字索引信息PMI1和PMI2。
步骤802、基于提取的码字索引信息PMI1和PMI2,从总码本中选出相应的码字。
步骤803、基于码字进行进一步变换处理得到预编码矩阵,如迫零处理等。也可以直接将码字矩阵作为预编码矩阵。
步骤804、利用所得到的预编码矩阵进行预编码处理。
步骤805、将预编码后的信号通过多天线发送出去。
实施例三
图9为实施例三中预编码MIMO***发送信息的实施流程示意图,如图所示,可以包括:
步骤901、接收包含码字索引信息的信号,提取变换码本中的码字索引信息PMI2,PMI1为零比特。
步骤902、基于提取的码字索引信息PMI2,从变换码本中选出相应的码字。
步骤903、基于码字进行预编码矩阵合成并经过进一步变换处理得到预编码矩阵,如迫零处理等。也可以直接将码字矩阵作为预编码矩阵。
步骤904、利用所得到的预编码矩阵进行预编码处理。
步骤905、将预编码后的信号通过多天线发送出去。
图10为信息接收方法实施流程示意图,如图所示,在预编码MIMO***接收信息的过程中可以包括以下步骤:
步骤1001、接收发送端发送的信息;
步骤1002、基于接收信息估计信道信息;
步骤1003、基于信道信息选择相应的码字;
步骤1004、生成所选码字对应的基码本的第一码字索引信息和变换码本的第二码字索引信息;
步骤1005、发送包含第一码字索引信息、第二码字索引信息的信号。
实施中,在基于信道信息选择相应的码字后,生成所选码字对应的基码本的第一码字索引信息和变换码本的第二码字索引信息时,可以包括:
基于信道信息从所述基码本选择相应的码字后生成第一码字索引信息,基于信道信息从所述变换码本选择相应的码字后生成第二码字索引信息;具体实施中,基码本的实施可以参见前述的基码本实施方式,变换码本的实施可以参见前述的变换码本实施方式。
或,第一码字索引信息置空,基于信道信息从变换码本选择相应的码字后生成第二码字索引信息;具体实施中,变换码本的实施可以参见前述的变换码本实施方式。
或,基于信道信息从总码本中选择相应的码字后,生成第一码字索引信息、第二码字索引信息;具体实施中,总码本的实施可以参见前述的总码本实施方式。
为更好的理解信息接收的实施,下面以实例进行说明。
实施例四
图11为实施例四中预编码MIMO***接收信息的实施流程示意图,如图所示,可以包括:
步骤1101、接收发送端发送的信息。
步骤1102、基于接收信息估计信道信息。
步骤1103、基于信道信息,从基码本和变换码本中选择相应的码字。
步骤1104、生成所选码字的码字索引信息PMI1和PMI2。
步骤1105、发送包含码字索引信息PMI1和PMI2的信号。
实施例五
图12为实施例五中预编码MIMO***接收信息的实施流程示意图,如图所示,可以包括:
步骤1201、接收发送端发送的信息。
步骤1202、基于接收信息估计信道信息。
步骤1203、基于信道信息,从总码本中选择相应的码字。
本步骤中,总码本的实施可以参见前述的总码本实施方式。
步骤1204、生成所选码字对应的基码本和变换码本的索引信息PMI1和PMI2。
步骤1205、发送包含码字索引信息PMI1和PMI2的信号。
实施例六
图13为实施例六中预编码MIMO***接收信息的实施流程示意图,如图所示,可以包括:
步骤1301、接收发送端发送的信息。
步骤1302、基于接收信息估计信道信息。
步骤1303、基于信道信息,从变换码本(也即为总码本)中选择相应的码字。
本步骤中,变换码本(也即为总码本)的实施可以参见前述的总码本实施方式,
步骤1304、生成所选码字对应的码字索引信息PMI。
步骤1305、发送包含码字索引信息PMI的信号。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种预编码矩阵的生成设备、一种基码本存储设备、一种存有基码本的存储介质、一种变换码本存储设备、一种存有变换码本的存储介质、一种总码本存储设备、一种存有总码本的存储介质、一种信息发送装置、一种信息接收装置,由于这些设备、装置解决问题的原理与一种预编码矩阵的生成方法、一种基码本存储方法、一种变换码本存储方法、一种总码本存储方法、一种信息发送方法、一种信息接收方法相似,因此这些设备、装置的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
图14为预编码矩阵的生成设备结构示意图,如图所示,生成设备中可以包括:
基码本码字确定模块1401,用于确定基码本码字;
变换码本码字确定模块1402,用于确定变换码本码字Mm R;
预编码矩阵生成模块1403,用于将基码本码字和变换码本码字合并处理得到NT×R维的预编码矩阵,所述预编码矩阵为总码本码字,NT是发射天线根数,R表示Rank数。
实施中,预编码矩阵生成模块可以包括第一合并单元和/或第二合并单元,其中:
第一合并单元,用于按下述方式合并处理得到预编码矩阵:
其中,R表示Rank数,R≥1,v
n表示N
T/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,M
m R表示N
T×N
TR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,W
m,n R表示合并生成的总码本码字,M
m(x,y) R表示以N
T/2×N
T/2为单位对M
m R进行分块后得到的第(x,y)个分块,即
M
m(x,y) R为N
T/2×N
T/2维矩阵;
第二合并单元,用于按下述方式合并处理得到预编码矩阵:
其中,R表示Rank数,R≥1,v
n表示基码本码字,n表示基码本码字编号,M
m R表示变换码本码字,m表示变换码本码字编号,W
m,n R表示合并生成的总码本码字,M
m(x,y) R表示以N
T/2×1为单位对M
m R进行分块后得到的第(x,y)个分块,即
M
m(x,y) R为N
T/2×1维向量,diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
实施中,第一合并单元还可以进一步用于进一步用于在NT=8时,Mm R取自如下的变换码本:
其中Mm R表示NT×NTR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T, diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
实施中,第二合并单元还可以进一步用于在NT=8时,Mm R取自如下的变换码本:
其中Mm R表示NT×R维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
实施中,预编码矩阵生成模块还可以进一步用于在NT=8,在生成的每个预编码矩阵是总码本中的一个码字时,各Rank的总码本为:
Rank1的总码本
Rank2的总码本
Rank3的总码本
Rank4的总码本
其中,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
实施中,基码本码字确定模块还可以进一步用于确定在NT=8时,所述基码本可以为:
其中,vn表示NT/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置。
实施中,基码本码字确定模块还可以进一步用于确定所述基码本码字为NT×NT维单位阵
变换码本码字确定模块进一步用于确定变换码本码字为NT×R维矩阵Wk R;
预编码矩阵生成模块进一步用于按
合并码字,其中N
T表示发送天线数,R表示Rank数,k为变换码本码字编号;
当NT=8时,变换码本码本,也即总码本可以为:
其中,Wk R表示Rank数为R的变换码本(也即总码本)中编号为k的码字,j表示-1的平方根,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
图15为基码本存储设备结构示意图,如图所示,基码本存储设备中可以包括:
基码本确定模块1501,用于确定基码本,所述基码本包括若干个NT/2×1维向量vn,n=0,…,MB-1,其中,NT是发送天线数,vn是基码本所包含的码字,MB是基码本中的码字数,n是基码本中码字的编号;
基码本存储模块1502,用于存储基码本。
实施中,基码本确定模块还可以进一步用于在确定基码本时,在NT=8时,基码本可以为:
其中vn表示NT/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置。
图16为存储有基码本的存储介质结构示意图,如图所示,在存储介质上存储有基码本,所述基码本包括若干个NT/2×1维向量vn,n=0,…,MB-1,其中,NT是发送天线数,vn是基码本所包含的码字,MB是基码本中的码字数,n是基码本中码字的编号。
实施中,在NT=8时,基码本可以为:
其中vn表示NT/2×1维基码本码字,n表示基码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置。
图17为变换码本存储设备结构示意图,如图所示,变换码本存储设备中可以包括:
变换码本确定模块1701,用于确定变换码本,所述变换码本用于表征信道相关矩阵各特征向量的前NT/2行与后NT/2行,以及其他特征向量与主特征向量的关系;
变换码本存储模块1702,用于存储变换码本。
实施中,变换码本确定模块中可以包括第一确定单元和/或第二确定单元,其中:
第一确定单元,用于确定变换码本,所述变换码本包括若干个NT×NTR/2维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1,其中,NT是发送天线数,Mm R是Rank-R变换码本中的第m个码字,R表示Rank数,m表示变换码字在变换码本中的编号,MT是变换码本中所包含的变换码字数;
第二确定单元,用于用于确定变换码本,所述变换码本包括若干个NT×R维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1,其中,NT是发送天线数,Mm R是Rank-R变换码本中的第m个码字,R表示Rank数,m表示变换码字在变换码本中的编号,MT是变换码本中所包含的变换码字数。
实施中,第一确定单元还可以进一步用于在确定变换码本时,确定在NT=8时,变换码本可以为:
其中,Mm R表示NT×NTR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T, diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
实施中,第二确定单元还可以进一步用于在确定变换码本时,确定在NT=8时,变换码本为:
其中,Mm R表示NT×R维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
图18为存储有变换码本的存储介质结构示意图,如图所示,在存储介质上存储有变换码本,所述变换码本用于表征信道相关矩阵各特征向量的前NT/2行与后NT/2行,以及其他特征向量与主特征向量的关系。
实施中,所述变换码本包括若干个NT×NTR/2维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1,其中,NT是发送天线数,Mm R是Rank-R变换码本中的第m个码字,R表示Rank数,m表示变换码字在变换码本中的编号,MT是变换码本中所包含的变换码字数。
实施中,变换码本在NT=8时,变换码本可以为:
其中,Mm R表示NT×NTR/2维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T, diag(v)表示以向量v的元素为对角元素的对角矩阵。
实施中,变换码本也可以包括若干个NT×R维矩阵Mm R,m=0,…,MT-1,其中,NT是发送天线数,Mm R是Rank-R变换码本中的第m个码字,R表示Rank数,m表示变换码字在变换码本中的编号,MT是变换码本中所包含的变换码字数。
实施中,变换码本可以在NT=8时,变换码本为:
其中,Mm R表示NT×R维变换码本码字,m表示变换码本码字编号,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
图19为总码本存储设备结构示意图,如图所示,设备中可以包括:
总码本确定模块1901,用于确定总码本,所述总码本中的每个码字是由1个基码本码字和1个变换码本码字合并处理后得到;
总码本存储模块1902,用于存储总码本。
实施中,总码本确定模块还可以进一步用于在NT=8,确定各Rank的总码本为:
Rank1的总码本
Rank2的总码本
Rank3的总码本
Rank4的总码本
其中,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
实施中,总码本确定模块还可以进一步用于在NT=8,各Rank变换码本,也即总码本为:
其中,Wk R表示Rank数为R的变换码本(也即总码本)中编号为k的码字,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
图20为存储了总码本的存储介质结构示意图,如图所示,在存储介质上存储有总码本,所述总码本中的每个码字是由1个基码本码字和1个变换码本码字合并处理后得到。
实施中,在NT=8,各Rank的总码本为:
Rank1的总码本
Rank2的总码本
Rank3的总码本
Rank4的总码本
其中,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
实施中,在NT=8,各Rank变换码本,也即总码本可以为:
其中,Wk R表示Rank数为R的变换码本(也即总码本)中编号为k的码字,j表示-1的平方根,(·)T表示矩阵或向量转置,v0=[1 1 1 1]T, v2=[1 j -1 -j]T, v4=[1 -1 1 -1]T, v6=[1 -j -1 j]T,
本领域内的技术人员应明白,本发明的码本具体实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本发明的码本在具体实施时可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明的码本可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施中的码本可提供给这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于码本指定的功能的装置。
这些实现码本功能的计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在实施例中码本的功能。
这些实现码本功能的计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现实施例中码本的功能。
图21为信息发送装置结构示意图,如图所示,包括:
接收模块2101,用于接收包含码字索引信息的信号,提取第一码字索引信息和第二码字索引信息;
码本存储模块2102,用于从码本存储设备和/或存储介质中获取基码本和变换码本;
码字确定模块2103,用于基于提取的第一码字索引信息、第二码字索引信息得到相应的码字;
预编码矩阵计算模块2104,用于基于得到的码字,将其直接作为预编码矩阵或对其进行变换处理得到预编码矩阵;
预编码模块2105,用于利用所得到的预编码矩阵进行预编码处理;
发送模块2106,用于通过多天线发送预编码处理后的信号。
实施中,码字确定模块可以包括第一确定单元和/或第二确定单元,其中:
第一确定单元,用于在基于提取的第一码字索引信息从所述基码本中选出相应的码字,以及基于提取的第二码字索引信息从所述变换码本中选出相应的码字后,利用预编码矩阵的生成方式将基码本码字和变换码本码字合并生成码字;具体的预编码矩阵生成方式可以参见前述的预编码矩阵生成方式的实施;
第二确定单元,用于基于提取的第一码字索引信息、第二码字索引信息从总码本中选出相应的码字,具体的总码本实施可以参见前述的总码本的实施方式。
实施中,在码字确定模块包括第一确定单元时,信息发送装置中还可以进一步包括:
如前所述的基码本存储设备和/或如前所述的存储了基码本的存储介质;
如前所述的变换码本存储设备和/或如前所述的存储了变换码本的存储介质;
码本存储模块则还可以用于从上述码本存储设备和/或存储介质中获取基码本和变换码本。
实施中,在码字确定模块包括第二确定单元时,信息发送装置还可以进一步包括:
如前所述的总码本存储设备和/或如前所述的存储了总码本的存储介质;
码本存储模块则还可以用于从上述码本存储设备和/或存储介质中获取总码本。
图22为信息接收装置结构示意图,如图所示,包括:
接收模块2201,用于接收发送端发送的信息;
信道估计模块2202,基于接收信息估计信道信息;
码本存储模块2203,用于从码本存储设备和/或存储介质中获取基码本和变换码本;
码字选择模块2204,用于基于信道信息选择相应的码字;
码字索引信息生成模块2205,用于生成所选码字对应的基码本的第一码字索引信息和变换码本的第二码字索引信息;
发送模块2206,用于发送包含第一码字索引信息、第二码字索引信息的信号。
实施中,码字索引信息生成模块可以包括第一生成单元和/或第二生成单元、第三生成单元,其中:
第一生成单元,用于基于信道信息从所述基码本选择相应的码字后生成第一码字索引信息,基于信道信息从所述变换码本选择相应的码字后,利用预编码矩阵的生成方式将基码本码字和变换码本码字生成第二码字索引信息;具体实施中,预编码矩阵的生成方式的实施可以参见前述的实施方式。
第二生成单元,用于基于信道信息从总码本中选择相应的码字后,生成第一码字索引信息、第二码字索引信息,具体实施中,总码本的实施可以参见前述的实施方式;
第三生成单元,用于将第一码字索引信息置空,基于信道信息从变换码本选择相应的码字后生成第二码字索引信息,具体实施中,变换码本的实施可以参见前述的实施方式。
实施中,在码字索引信息生成模块包括第一生成单元时,信息接收装置还可以进一步包括:
如前所述的基码本存储设备和/或如前所述的存储有基码本的存储介质;
如前所述的变换码本存储设备和/或如前所述的存储有变换码本的存储介质;
码本存储模块则还可以用于从上述码本存储设备和/或存储介质中获取基码本和变换码本。
实施中,在码字索引信息生成模块包括第二生成单元时,信息接收装置还可以进一步包括:
如前所述的总码本存储设备和/或如前所述的存储有总码本的存储介质;
码本存储模块,用于从上述码本存储设备和/或存储介质中获取总码本。
实施中,在码字索引信息生成模块包括第三生成单元时,所述信息接收装置还包括:
如前所述的总码本存储设备和/或存储有总码本的存储介质;
码本存储模块,用于从上述码本存储设备和/或存储介质中获取基码本和变换码本。
为了描述的方便,以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然,在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
由上述实施例可见,本发明提供的码本能够匹配于双极化天线的信道分布特性、最小化码本量化带来的性能损失,从而有效提高预编码***的性能,并且能有效支持2个PMI反馈。
在相同仿真条件下,下面给出了现有技术的方案“积方案”码本(图中标记为“方案1”)和本发明实施例中列出的几种码本(图中标记为“专利”)实例性能的对比,仿真参数如下表所示,仿真结果如图23-26所示,其中,图23为Rank1码本和现***本对比结果图、图24为Rank2码本和现***本对比结果图、图25为Rank3码本和现***本对比结果图、图26为Rank4码本和现***本对比结果图。从图中可以看到,Rank1和Rank2码本“专利”和“方案1”性能相当,Rank3和Rank4“专利”优于现有技术的“方案1”。
参数 |
测试条件 |
载波频率 |
2.0GHz |
***带宽 |
1.4MHz |
数据发送带宽 |
6资源块 |
信道模型 |
Urban Macro |
移动速度 |
3km/h |
天线配置 |
rank 1-2时,8×2,rank 3-4时,8×4 |
天线间隔 |
λ/2,λ/2 |
rank 1-4双极化角度 |
基站端:+/-45°用户端:β/β+90°,β在[-90°,90°]间均匀分布 |
链路自适应 |
AMC,HARQ |
接收机 |
MMSE |
信道估计 |
理想 |
PMI反馈时延 |
无 |
变换码本颗粒度 |
6个资源块 |
基码本颗粒度 |
6个资源块 |
基站和用户间的AoD方向 |
在[-60°,60°]间均匀分布,每200子帧改变一次 |
其中,AMC为自适应调制编码(Adapt Modulation Coding);HARQ为混合自动重复请求(Hybrid Automatic Repeat Request);MMSE为最小均方误差(Minimum Mean Square Error)。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。