具体实施方式
目前针对LTE-A***所设计的一种下行4天线码本增强方案,是以小间距双极化和ULA阵列为主要优化场景,且由于eNB对信号峰均比有较好的承受能力,在设计中不需要考虑低信号峰均比原则。其码本为:
增强方案1:
数据层数为1时:
或,
数据层数为2时:
或,
或,
数据层数为3时,
或,
或,
或,
数据层数为4时,
或,
M∈{4,8,16,L}
其中,
i
1和i
2分别是第一码本索引和第二码本索引,N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m,n,m′和m″为整数,
增强方案2:
数据层数为1时:
或,
数据层数为2时:
或,
或,
数据层数为3时:
或,
或,
或,
数据层数为4时:
或,
N∈{1,2,4,8,L}
M∈{4,8,16,L}
其中,
i
1和i
2分别是第一码本索引和第二码本索引,N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m,n,m′和m″为整数,
mod表示取余 数,1≤P
1≤M,1≤P
2≤M,且
P
1,P
2为整数。
由于LTE-A***的下行4天线码本在双极化和ULA阵列配置下的高相关场景中可以获得较好的性能。这些都与Relay Backhaul上行传输场景相符。可以采用与增强码本中具有相同“形态”的预编码作为Relay Backhaul上行码本中的预编码。不同之处在于,上行码本中采用单码本索引的方式,并且需对应地设计相应的预编码矩阵指示信息。
基于上述考虑,本发明实施例提供一种上行预编码矩阵指示方法,本方法中,码本中的预编码矩阵是针对空间高相关信道特征进行构造的,在从码本中选择一个预编码矩阵后,向对端发送用于指示对端使用选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理的预编码矩阵指示信息,对端则根据预编码矩阵指示信息选取相应的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理。
参见图1,本发明实施例提供的上行预编码矩阵指示方法,包括以下步骤:
步骤10:从当前数据层数对应的用于上行传输的码本中,选择一个预编码矩阵;该码本中包含针对空间高相关信道特征进行构造的预编码矩阵,并且各预编码矩阵中的元素模值相同;
步骤11:向对端发送预编码矩阵指示信息,以指示对端使用选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理。
具体的,在数据层数为1时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n为整数,
在数据层数为2时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
NT表示发送天线数,T表示向量转置,I表示 维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n和m′为整数,
在数据层数为3时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
或,
或,
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′和m″为整数,
在数据层数为4时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
NT表示发送天线数,T表示向量转置,I表示 维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′为整数,
步骤11中,向对端发送预编码矩阵指示信息,以指示对端使用选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理,其具体实现可以如下:
首先,根据包含传输预编码矩阵指示(Transmit Precoding Matrix Indicator,TPMI)与指示索引的映射关系的映射表,确定选择的预编码矩阵所对应的TPMI对应的指示索引;所述映射表中的映射关系为一一对应的映射关系;
然后,向对端发送确定的指示索引,以指示对端使用该指示索引对应的预编码矩阵进行预编码处理。
具体的,在当前对端使用一个码字进行上行信号传输时,所述映射表中对于数据层数1对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数2对应的码本中的各预编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
在当前对端使用两个码字进行上行信号传输时,所述映射表中针对数据层 数2对应的码本中的各预编码矩阵、数据层数3对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数4对应的码本中的各预编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
本方法可以应用在中继回程链路上,即步骤10-步骤11的执行主体为基站,步骤11中的对端为RN。当然,本方法也可以应用在基站与UE之间的链路上,即步骤10-步骤11的执行主体为基站,步骤11中的对端为UE。
较佳的,为了使得码本中不包含重复的预编码矩阵,以节约码本存储资源以及后续发送预编码矩阵指示信息所使用的信令开销,上述m可以在[0,M-1]中取值,n可以在[0,N-1]中取值。
进一步的,由于RN的架设高度远高于普通UE,Relay backhaul上行信道的空间相关性将远高于普通UE到基站之间的上行信道,其信道矩阵的秩一般较低,因此Relay Backhaul上行链路支持较多层(如层数为3或4)数据流传输的概率较小,因此可以进一步压缩数据层数为3或/和4时的码本大小,以节约信令开销。
参见图2,本发明实施例提供一种中继回程链路上的上行信号传输方法,包括以下步骤:
步骤20:接收预编码矩阵指示信息;
步骤21:从当前数据层数对应的码本中查找所述预编码矩阵指示信息所指示的预编码矩阵;该码本中包含针对空间高相关信道特征进行构造的预编码矩阵,并且各预编码矩阵中的元素模值相同;
步骤22:使用查找到的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理,并发送预编码处理后的上行信号。
具体的,在数据层数为1时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
或,
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n为整数,
在数据层数为2时,码本中的预编码矩阵 满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n和m′为整数,
在数据层数为3时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
或,
或,
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v) 表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′和m″为整数,
在数据层数为4时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
或,
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′为整数,
步骤21中,从当前数据层数对应的码本中查找所述预编码矩阵指示信息所指示的预编码矩阵,其具体实现可以如下:
首先,根据包含TPMI与指示索引的映射关系的映射表,确定所述预编码矩阵指示信息中携带的指示索引所对应的TPMI,从而确定预编码矩阵;所述映射表中的映射关系为一一对应的映射关系;
然后,从当前数据层数对应的码本中查找确定的TPMI对应的预编码矩阵。
具体的,在当前使用一个码字进行上行信号传输时,所述映射表中对于数据层数1对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数2对应的码本中的各预 编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
在当前使用两个码字进行上行信号传输时,所述映射表中针对数据层数2对应的码本中的各预编码矩阵、数据层数3对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数4对应的码本中的各预编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
本方法可以应用在中继回程链路上,即步骤20-步骤22的执行主体为RN,步骤20中RN从基站接收预编码矩阵指示信息,步骤22中RN向基站发送预编码处理后的上行信号。当然,本方法也可以应用在基站与UE之间的链路上,即步骤20-步骤22的执行主体为UE,步骤20中UE从基站接收预编码矩阵指示信息,步骤22中UE向基站发送预编码处理后的上行信号。
较佳的,为了使得码本中不包含重复的预编码矩阵,以节约码本存储资源以及发送预编码矩阵指示信息所使用的信令开销,上述m可以在[0,M-1]中取值,n可以在[0,N-1]中取值。
进一步的,由于RN的架设高度远高于普通UE,Relay backhaul上行信道的空间相关性将远高于普通UE到基站之间的上行信道,其信道矩阵的秩一般较低,因此Relay Backhaul上行链路支持较多层(如层数为3或4)数据流传输的概率较小,因此可以进一步压缩数据层数为3或/和4时的码本大小,以节约信令开销。
下面以具体实施例对本发明进行说明:
实施例一:
步骤1:基站从当前数据层数对应的码本中选择预编码矩阵;对于各个数据层数,其对应的码本如下:
数据层数为1,N=1,M=8,码本如下表5:
表5:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=1)
数据层数为2,N=1,M=8,码本如下表6:
表6:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=2)
数据层数为3,N=1,M=4,码本如下表7或表8:
表7:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=3)
表8:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=3)
数据层数为4,N=1,M=4,码本如下表9:
表9:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=4)
步骤2:基站向RN发送预编码矩阵指示信息,以指示RN使用步骤1选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理;
这里,基站首先根据包含TPMI与指示索引的映射关系的映射表,确定选择的预编码矩阵所对应的TPMI对应的指示索引;然后向RN发送确定的指示 索引,以指示对端使用该指示索引对应的预编码矩阵进行预编码处理。下表10给出了单码字和双码字分别对应的映射表:
表10:预编码信息域的内容
其中,TPMI为传输预编码矩阵指示,对应于表5~9码本中的码本索引。
需要指出的是,
第一,码本索引和码本中的预编码矩阵有一一对应关系,在保证两者一一对应的情况下改变顺序不影响码本效果。
第二,预编码矩阵指示信息所采用的格式并不局限于表10中的具体形式,对一个码字情况下的各行进行任意两两交换消息内容,或对两个码字情况下的各行进行任意两两交换消息内容,仍然可以实现相同的效果。
更一般而言,无论所发送预编码矩阵指示信息采用何种具体格式,只要保 证里面一个码字情况下的各行包含与表5和表6中层1和层2预编码矩阵有一一对应关系的各行,两个码字情况下的各行包含与表6、7、9或表6、8、9中层2、层3和层4预编码矩阵有一一对应关系的各行,则可以实现相同的效果。
步骤3:RN接收基站发送的预编码矩阵指示信息,从当前数据层数对应的码本中查找该预编码矩阵指示信息所指示的预编码矩阵;使用查找到的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理,并向基站发送预编码处理后的上行信号。
实施例二:
步骤1:基站从当前数据层数对应的码本中选择预编码矩阵;对于各个数据层数,其对应的码本如下:
数据层数为1,N=1,M=16,码本如下表11:
表11:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=1)
数据层数为2,N=1,M=16,码本如下表12:
表12:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=2)
数据层数为3,N=1,M=4,码本如下表13或表14:
表13:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=3)
表14:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=3)
数据层数为4,N=1,M=4,码本如下表15:
表15:上行天线端口{0,1,2,3}传输的码本(υ=4)
步骤2:基站向RN发送预编码矩阵指示信息,以指示RN使用步骤1选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理;
这里,基站首先根据包含TPMI与指示索引的映射关系的映射表,确定选择的预编码矩阵所对应的TPMI对应的指示索引;然后向RN发送确定的指示索引,以指示对端使用该指示索引对应的预编码矩阵进行预编码处理。下表16给出了单码字和双码字分别对应的映射表:
表16:预编码信息域的内容
其中,TPMI为传输预编码矩阵指示,对应于表11~15码本中的码本索引。
步骤3:RN接收基站发送的预编码矩阵指示信息,从当前数据层数对应的码本中查找该预编码矩阵指示信息所指示的预编码矩阵;使用查找到的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理,并向基站发送预编码处理后的上行信号。
参见图3,本发明实施例还提供一种无线通信***,该***包括:
基站30,用于从当前数据层数对应的用于上行传输的码本中,选择一个预编码矩阵;该码本中包含针对空间高相关信道特征进行构造的预编码矩阵,并且各预编码矩阵中的元素模值相同;向中继节点RN发送预编码矩阵指示信息,以指示RN使用选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理;
RN31,用于接收预编码矩阵指示信息;从当前数据层数对应的码本中查找所述预编码矩阵指示信息所指示的预编码矩阵;使用查找到的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理,并发送预编码处理后的上行信号。
参见图4,本发明实施例还提供一种上行预编码矩阵指示设备,可以应用于上述无线通信***中,该设备包括:
预编码矩阵选择单元40,用于从当前数据层数对应的用于上行传输的码本中,选择一个预编码矩阵;该码本中包含针对空间高相关信道特征进行构造的预编码矩阵,并且各预编码矩阵中的元素模值相同;
预编码矩阵指示单元41,用于向对端发送预编码矩阵指示信息,以指示对端使用选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理。
在数据层数为1时,码本中的预编码矩阵 满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n为整数,
在数据层数为2时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
N∈{1,2,4,8,L}
M∈{4,8,16,L}
NT表示发送天线数,T表示向量转置,I表示 维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n和m′为整数,
在数据层数为3时,码本中的预编码矩阵 满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v) 表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′和m″为整数,
在数据层数为4时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′为整数,
所述预编码矩阵指示单元41用于:
根据包含传输预编码矩阵指示TPMI与指示索引的映射关系的映射表,确定选择的预编码矩阵所对应的TPMI对应的指示索引;所述映射表中的映射关系为一一对应的映射关系;
向对端发送确定的指示索引,以指示对端使用该指示索引对应的预编码矩阵进行预编码处理。
在当前对端使用一个码字进行上行信号传输时,所述映射表中对于数据层数1对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数2对应的码本中的各预编码 矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
在当前对端使用两个码字进行上行信号传输时,所述映射表中针对数据层数2对应的码本中的各预编码矩阵、数据层数3对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数4对应的码本中的各预编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
参见图5,本发明实施例还提供一种上行信号传输设备,可以应用于上述无线通信***中,该设备包括:
预编码矩阵指示接收单元50,用于接收预编码矩阵指示信息;
预编码矩阵查找单元51,用于从当前数据层数对应的码本中查找所述预编码矩阵指示信息所指示的预编码矩阵;该码本中包含针对空间高相关信道特征进行构造的预编码矩阵,并且各预编码矩阵中的元素模值相同;
上行信号发送单元52,用于使用查找到的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理,并发送预编码处理后的上行信号。
在数据层数为1时,码本中的预编码矩阵 满足以下形式:
或,
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n为整数,
在数据层数为2时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
N∈{1,2,4,8,L}
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n和m′为整数,
在数据层数为3时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
其中,
M∈{4,8,16,L}
NT表示发送天线数,T表示向量转置,I表示 维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′和m″为整数,
在数据层数为4时,码本中的预编码矩阵
满足以下形式:
或,
其中,
M∈{4,8,16,L}
N
T表示发送天线数,T表示向量转置,I表示
维的全1矩阵,diag(v)表示生成以向量v的元素为对角线元素的对角阵,m、n、m′为整数,
所述预编码矩阵查找单元用于:
根据包含传输预编码矩阵指示TPMI与指示索引的映射关系的映射表,确定所述预编码矩阵指示信息中携带的指示索引所对应的TPMI,从而确定预编码矩阵;所述映射表中的映射关系为一一对应的映射关系;
从当前数据层数对应的码本中查找确定的TPMI对应的预编码矩阵。
在当前使用一个码字进行上行信号传输时,所述映射表中对于数据层数1对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数2对应的码本中的各预编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
在当前使用两个码字进行上行信号传输时,所述映射表中针对数据层数2对应的码本中的各预编码矩阵、数据层数3对应的码本中的各预编码矩阵、以及数据层数4对应的码本中的各预编码矩阵,包含该预编码矩阵所对应的TPMI与指示索引的映射关系。
综上,本发明的有益效果包括:
本发明实施例提供的方案中,从当前数据层数对应的用于上行传输的码本中,选择一个预编码矩阵,该码本中包含针对空间高相关信道特征进行构造的预编码矩阵,并且各预编码矩阵中的元素模值相同,然后向对端发送用于指示对端使用选择的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理的预编码矩阵指示信 息,对端则根据预编码矩阵指示信息选取相应的预编码矩阵对上行信号进行预编码处理后发送出去。由于码本中的预编码矩阵是针对空间高相关信道特征进行构造的,因此,能够有效提高上行信号的传输性能。
在本发明实施例提供的方案用于中继回程链路上时,可以有效提高中继回程链路上的上行传输性能。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供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实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些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,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些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在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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。