CN102334299A

CN102334299A - 用于多输入多输出发送波束成形的方法和装置

Info

Publication number: CN102334299A
Application number: CN2010800092361A
Authority: CN
Inventors: 蔡建安; 皮周悦
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: EP2224607A2; TW201126940A; SA110310171B1; JP2012518941A; TWI520515B; US8428177B2; CN102334299B; US20100215112A1; KR20100097045A; EP2224607A3; WO2010098588A2; KR101636349B1; WO2010098588A3; EP2224607B1; JP5453458B2

Abstract

提供一种无线通信网络。一种包括用于无线通信的多天线阵列的基站，包括：码本；处理器，用于从该码本中选择码字以及利用选择的码字编码数据；和发送器，用于发送编码的数据，其中在所述码本中的码字基于在权利要求1中示出的值。

Description

用于多输入多输出发送波束成形的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及一种无线通信***，且更具体地，涉及在无线通信***中的波束成形(beamforming)。

背景技术

既可以以闭环方式也可以以开环方式执行在无线***中的发送波束成形。开环***很好地适合于时分复用(TDD)***。开环***不要求信道信息反馈。结果，要求较少的开销。可是，开环***的缺点在于***需要经常进行相位校准以便补偿在多发送天线中的发送和接收射频(RF)链之间的相位差。开环***的另一缺点是***要求恒定的上行链路相位参考，诸如上行链路导频信号。该要求可能导致过度的反馈开销。相位校准的过程一般是高成本的且对无线信道环境较敏感。

发明内容

技术问题

另一方面，闭环***则不要求相位校准过程。可是，闭环***确实要求到发送器的信道反馈，这引起额外的开销。此外，闭环***也对由于反馈延迟或快速信道变化引起的反馈信道错误较敏感。一般，频分复用(FDD)***采用闭环发送波束成形方案。可是，闭环方案也能够应用于TDD***。

技术方案

提供一种无线通信网络。该无线通信网络***包括多个基站。所述基站的每个能够与多个用户站无线通信。所述多个基站的至少一个包括处理器，被配置成从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送器，被配置成发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的Rank(秩)1。

提供一种无线通信网络。该无线通信网络***包括多个基站。所述基站的每个能够与多个用户站无线通信。所述多个基站的至少一个包括处理器，被配置成从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送器，被配置成发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩3到8。

其中在每个秩的列中示出的数值参照矩阵V8(:，:，1)和V8(:，:，2)的列索引。

提供一种无线通信网络。该无线通信网络***包括多个基站。所述基站的每个能够与多个用户站无线通信。所述多个基站的至少一个包括处理器，被配置成从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送器，被配置成发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩1到8。

其中在每个秩的列中示出的数值参照矩阵

W_{1} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{1,1,1} (1,1,1,1)

和

W_{2} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{3,3,3} (3,3,3,3)

的列索引。

提供一种基站。所述基站包括处理器，被配置成从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送器，被配置成发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩1。

提供一种基站。所述基站包括处理器，被配置成从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送器，被配置成发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩3到8。

提供一种基站。所述基站包括处理器，被配置成从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送器，被配置成发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩1到8。

其中在每个秩的列中示出的数值参照矩阵

W_{1} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{1,1,1} (1,1,1,1)

和

W_{2} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{3,3,3} (3,3,3,3)

的列索引。

提供一种操作基站的方法。所述方法包括从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩1。

提供一种操作基站的方法。所述方法包括从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩3到8。

提供一种操作基站的方法。所述方法包括从码本中选择码字并且利用选择的码字预编码数据；以及发送该预编码数据。从以下算法中选择码本的秩1到8。

其中在每个秩的列中示出的数值参照矩阵

W_{1} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{1,1,1} (1,1,1,1)

和

W_{2} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{3,3,3} (3,3,3,3)

的列索引。

在开始以下本发明的具体说明前，阐述贯穿该专利文件所使用的某些词语和词组的定义将是有益的，术语“包括”和“包含”以及它们的衍生词，表示没有约束的包括；术语“或者”包含和/或的含义；词组“相关联”和“对其关联”以及它们的衍生词可以意味着包括、包括在内、相互连接、包含、被包含在内、连接到或与...连接、耦合到或与...耦合、与...可通信、与...协作、交织、并列、近似于、绑定到或与...绑定、具有、有...属性等；而术语“控制器”意味着控制至少一种操作的任何设备、***或其部分，此类设备可以实现为硬件、固件或软件，或者它们中至少两种的组合。应该注意与任何具体控制器相关联的功能可以是集中式或分布式的，本地的或远程的。贯穿该专利文件提供了具体词语和词组的定义，本领域的普通技术人员应该理解，如果不是绝大多数情况下，则在许多情况下，此类定义适用于现有技术，以及如此定义的词语和词组的未来用法。

有意效果

根据本发明，基站能够有效地执行波束成形。

附图说明

为了更完整理解本公开及其优点，结合附图做出对以下说明的参考，其中相同参考数字表示相同部件。

图1说明根据本公开的原理的在上行链路发送消息的示范无线网络；

图2更详细地说明根据本公开的一个实施例的示范基站；

图3更详细地说明根据本公开的一个实施例的示范无线用户站；

图4说明根据本公开的实施例的与多个移动台通信的基站的图；

图5说明根据本公开的实施例的4×4MIMO***；

图6说明根据本公开的实施例的空分多址(SDMA)方案；

图7说明根据本公开的实施例的一阶段复合Hadamard(CH)变换；

图8说明根据本公开的实施例的两阶段CH变换；

图9说明根据本公开的实施例的N阶段CH变换；

图10说明根据本公开的实施例的示出从基础矩阵(base matrix)到码字的映射的码本；

图11说明根据本公开的实施例的进一步描述图10的码本的秩1的表；

图12说明根据本公开的实施例的两个rank-8(秩8)矩阵；

图13说明根据本公开的另一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本；

图14说明根据本公开的再一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本；

图15说明根据本公开的另一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本；

图16说明根据本公开的再一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本；

图17是说明根据本公开的实施例的利用图10A和10B的码本的***性能的图；

图18说明根据本公开的实施例的操作基站的方法；以及

图19说明根据本公开的实施例的操作移动台或用户站的方法。

具体实施方式

在该专利文件中的以下讨论的图1到图18，和用于描述本公开的原理的各种实施例仅是作为说明而不应在任何方面理解为限制本公开的范围。本领域的那些技术人员将理解本公开的原理可以在任何适当配置的通信***中实现。

图1说明根据本公开的原理的发送消息的示范无线网络100。在所示实施例中，无线网络100包括基站(BS)101、基站(BS)102和基站(BS)103和其他类似基站(未示出)。

基站101与因特网130或类似基于IP的网络(未示出)通信。

基站102对处于基站102的覆盖区域120的第一多个用户站提供对因特网130的无线宽带接入。第一多个用户站包括用户站111(其可以位于小商店(SB))、用户站112(其可以位于企业(E))、用户站113(其可以位于WiFi热点(HS))、用户站114(其可以位于第一居所(R))、用户站115(其可以位于第二居所(R))，以及用户站116，其可以是移动设备(M)，诸如蜂窝电话机、无线膝上型计算机、无线PDA等。

基站103对处于基站103的覆盖区域125的第二多个用户站提供对因特网130的无线宽带接入。第二多个用户站包括用户站115和用户站116。在示范实施例中，基站101-103可以彼此通信以及使用OFDM或OFDMA技术与用户站111-116通信。

虽然在图1中仅示出六个用户站，但是可以理解无线网络100可以对另外的用户站提供无线宽带接入。应注意用户站115和用户站116处于覆盖区域120和覆盖区域125两个的边缘上。用户站115和用户站116每个均与基站102和基站103通信并且可以被称为操作在切换模式中，如本领域的技术人员所公知的那样。

用户站111-116可以经由因特网130接入语音、数据、视频、视频会议和/或其他宽带服务。在示范实施例中，用户站111-116的一个或多个可以与WiFi WLAN的接入点(AP)关联。用户站116可以是包括具有无线功能的膝上型计算机、个人数据助理、笔记本计算机、手执设备或其他具有无线功能的设备的多个移动设备的任何一个。用户站114和115例如可以是具有无线功能的个人计算机(PC)、膝上型计算机、网关或其他设备。

图2更详细地说明根据本公开的一个实施例的示范基站。在图2中所示的基站(BS)102的实施例仅用于说明。能够使用BS 102的其他实施例而不脱离本公开的范围。

BS 102包括基站控制器(BSC)210和基站收发器子***(BTS)220。基站控制器是在无线通信网络中针对特定小区管理包括基站收发器子***在内的无线通信资源的设备。基站收发器子***包括RF收发器、天线和位于每个小区站点的其他电气装备。该装备可以包括空调单元、制热单元、供电、电话线接口、RF发送器和RF接收器。为了使本公开的操作的解释简单和清楚，基站收发器子***和与每个基站收发器子***关联的基站控制器共同地分别表示为BS 101、BS 102和BS 103。

BSC 210管理在包括BTS 220的小区站点的资源。BTS 220包括BTS控制器225、信道控制器235、收发器接口(IF)245、RF收发器单元250和天线阵列255。信道控制器235包括包含示范的信道组件240的多个信道组件。BTS 220也包括切换控制器260和存储器270。在BTS 220中包括的切换控制器260和存储器270的实施例仅用于说明目的。切换控制器260和存储器270能够位于BS 102的其他部分而不脱离本公开的范围。

BTS控制器225包括处理电路和存储器，其能够执行与BSC 210通信并且控制BTS 220的整个操作的操作程序。在正常条件下，BTS控制器225指引信道控制器235的操作，信道控制器235包括包含信道组件240的多个信道组件，其执行正向信道和反向信道中的双向通信。正向信道表示其中从基站向移动台发送信号的信道(也称为DOWNLINK下行链路通信)。反向信道表示其中从移动台向基站发送信号的信道(也称为UPLINK上行链路通信)。在本公开的实施例中，信道组件根据OFDMA协议与小区120中的移动台通信。发送器IF 245在信道控制器240和RF收发器单元250之间传递双向信道信号。作为单个设备的RF收发器单元250的实施例仅用于说明。RF收发器单元250可以包括单独的发送器和接收器设备而不脱离本公开的范围。

天线阵列255将从RF收发器单元250接收的正向信道信号发送到BS102的覆盖区域的移动台。天线阵列255也向收发器250发送从BS 102的覆盖区域的移动台接收的反向信道信号。在本公开的一些实施例中，天线阵列255是多扇区天线，诸如三扇区天线，其中每个天线扇区负责在120度覆盖区域中的发送和接收。另外，RF收发器250可以包含天线选择单元以在发送器和接收操作期间在天线阵列255选择不同的天线。

根据本公开的一些实施例，BTS控制器225被配置成在存储器270中存储码本271。码本271被BS 102用于执行对移动台的波束成形。存储器270可以是任何计算机可读介质。例如，存储器270可以是任何电子、磁、电磁、光、电光、电机械，和/或其他物理设备，其能够包含、存储、传递、传播或发送计算机程序、软件、固件或数据以由微处理器或其他计算机相关***或方法使用。存储器270的一部分包括随机存取存储器(RAM)，而存储器270的另一部分包括充当只读存储器(ROM)的快闪存储器。

BSC 210被配置成维持与BS 101、BS 102和BS 103的通信。BS 102经由无线连接与BS 101和BS 103通信。在一些实施例中，无线连接是有线连接(wire-line connection)。

图3更详细地说明根据本公开的一个实施例的示范无线用户站。图3中所示的无线用户站(SS)116的实施例仅用于说明。能够使用无线SS 116的其他实施例而不脱离本公开的范围。

无线SS 116包括天线305、射频(RF)收发器310、发送(TX)处理电路315、麦克风320和接收(RX)处理电路325。SS 116也包括扬声器330、主处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、键盘350、显示器355和存储器360。存储器360进一步包括基本操作***(OS)程序361和由SS 116用来对基站执行波束成形的码本362。

射频(RF)收发器310从天线305接收由无线网络100的基站发送的呼入RF信号。射频(RF)收发器310将呼入RF信号下变频以产生中频(IF)或基带信号。该IF或基带信号被发送到接收(RX)处理电路325，其通过对该基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来产生经处理的基带信号。接收(RX)处理电路325将经处理的基带信号发送到扬声器330(即，语音数据)或主处理器340用于进一步的处理(如，网站浏览)。

发送(TX)处理电路315接收来自麦克风320的模拟或数字语音数据或来自主处理器340的其他输出基带数据(如，网站数据、电子邮件、交互视频游戏数据)。发送(TX)处理电路315编码、复用和/或数字化该输出基带数据以产生经处理的基带或IF信号。射频(RF)收发器310从发送(TX)处理电路315接收输出的经处理的基带或IF信号。射频(RF)收发器310将基带或IF信号上变频成经由天线305发送的射频(RF)信号。

在本公开的一些实施例中，主处理器340是微处理器或微控制器。存储器360耦合到主处理器340。根据本公开的一些实施例，存储器360的一部分包括随机存取存储器(RAM)，而存储器360的另一部分包括充当只读存储器(ROM)的快闪存储器。

主处理器340执行在存储器360中存储的基本操作***(OS)程序361以便控制无线SS 116的整个操作。在一个此类操作中，主处理器340通过射频(RF)收发器310、接收(RX)处理电路325和发送(TX)处理电路315依据公知的原理控制正向信道信号的接收和反向信道信号的发送。

主处理器340能够执行在存储器360中驻留的其他过程和程序。如执行过程要求的，主处理器340能够将数据移入或移出存储器360。主处理器340也耦合到I/O接口345。I/O接口345给SS 116提供用于连接到诸如膝上型计算机和手持式计算机的其他设备的能力。I/O接口345是在这些附件和主处理器340之间的通信路径。

主处理器340也耦合到键盘350和显示单元355。SS 116的操作员使用键盘350来输入数据到SS 116。显示器355可以是液晶显示器(LCD)，能够再现来自网站的文字和/或至少有限的图形。替换实施例可以使用其他类型的显示器。

关于新发明的***层描述的示例在1中示出，其中基站通过使用多个天线波束同时与多个移动台通信，每个天线波束在相同时间和相同频率形成朝向其期望的移动台的天线波束。应注意，在无线通信中，从基站到移动台的通信也被称为下行链路通信。基站和移动台采用多个天线用于无线电波信号的发送和接收。无线电波信号可以是正交频分复用(OFDM)信号。移动台可以是PDA、膝上型计算机或手持设备。

图4说明根据本公开的实施例的与多个移动台402、404、406和408通信的基站420的图400。

在实施例中，基站420通过多个发送器同时对每个移动台执行波束成形。例如，基站420通过波束成形的信号410向移动台402发送数据，通过波束成形的信号412向移动台404发送数据，通过波束成形的信号414向移动台406发送数据，以及通过波束成形的信号416向移动台408发送数据。在本公开的某些实施例中，基站420能够同时对移动台402、404、406和408进行波束成形。在某些实施例中，每个波束成形的信号在相同时间和相同频率形成朝向其期望的移动台。为了清楚的缘故，从基站到移动台的通信也被称为下行链路通信而从移动台到基站的通信可以称为上行链路通信。

基站420和移动台402、404、406和408采用多个天线用于发送和接收无线信号。可理解无线信号可以是无线电波信号，并且无线信号可以使用对本领域的技术人员公知的任何传输方案，包括正交频分复用(OFDM)传输方案。

移动台402、404、406和408可以是能够接收无线信号的任何设备。移动台402、404、406和408的示例包括，但不限于，个人数据助理(PDA)、膝上型计算机、移动电话机、手持设备或能够接收波束成形传输的任何其他设备。

OFDM传输方案用于在频域复用数据。在频率子载波上承载调制码元。正交幅度调制(QAM)调制码元被串并转换并且输入到快速傅里叶逆变换(IFFT)。在IFFT的输出端，获得N个时域采样。这里N表示由OFDM***使用的IFFT/快速傅里叶变换(FFT)尺寸。在IFFT之后的信号被并串转换且添加循环前缀(CP)到信号序列。CP被添加到每个OFDM码元以避免或减轻由于多径衰落带来的影响。产生的采样的序列被称为具有CP的OFDM码元。在接收器侧，假设实现理想的时间和频率同步，接收器首先移除CP，以及在输入到FFT之前该信号进行串并转换。FFT的输出被并串转换，并且产生的QAM调制码元被输入到QAM解调器。

在OFDM***的总带宽被划分为称为子载波的窄带频率单元。子载波的数量等于在***中使用的FFT/IFFT尺寸N。一般，用于数据的子载波的数量小于N，因为在频谱的边缘的一些子载波被保留做为保护子载波。一般，在包含子载波中不发送信息。

因为每个OFDM码元在时域中具有有限的持续时间，子载波在频域中彼此重叠。可是，假设发送器和接收器具有理想的频率同步，在采样频率上保持正交性。在由于不良的频率同步或高移动性引起的频率偏移的情况下，在采样频率的子载波的正交性被破坏，导致载波间干扰(ICI)。

在基站和单个移动台两者中使用多个发送天线和多个接收天线以提高无线通信信道的容量和可靠性的情况被称为单用户多输入多输出(SU-MIMO)***。MIMO***承诺容量随K线性增加，其中K是发送天线(M)和接收天线(N)的数量的最小值(即，K＝min(M，N))。能够通过空间复用、发送/接收波束成形或发送/接收分集的方案来实现MIMO***。

图5示出根据本公开的实施例的4×4MIMO***500。

在该示例中，使用四个发送天线504分开发送四个不同的数据流502。发送的信号在四个接收天线506中被接收并且解释为接收信号508。对接收信号508执行某些形式的空间信号处理以便恢复四个数据流512。

空间信号处理的一个示例是垂直-贝尔实验室分层空-时(V-BLAST)，其使用连续干扰消除原理来恢复发送的数据流。MIMO方案的其他变体包括在发送天线之间执行某些种类的空间-时间编码的方案(如，对角线贝尔实验室分层空-时(D-BLAST))。此外，能够利用发送/接收分集方案和发送/接收波束成形方案来实现MIMO以提高在无线通信***中的链路可靠性或***容量。

MIMO信道估计包括估计信道增益和关于从每一发送天线到每一接收天线的链路的相位信息。因此，关于N×M MIMO***的信道响应“H”包括N×M矩阵，如以下数学公式1所示：

数学公式1

H = [\begin{matrix} a_{11} & a_{12} & . . . & a_{1 M} \\ a_{21} & a_{22} & . . . & a_{2 M} \\ . & . & . \\ . & . & . . . & . \\ . & . & . \\ a_{N 1} & a_{M 2} & . . . & a_{NM} \end{matrix}]

在公式1中，MIMO信道响应由H表示并且a_nm表示从发送天线n到接收天线m的信道增益。为了使得能够进行对MIMO信道矩阵的元素的估计，可以从每个发送天线发送单独的导频。

作为SU-MIMO的扩展，多用户MIMO(MU-MIMO)是这样的通信场景，其中具有多个发送天线的基站能够同时通过使用诸如空分多址(SDMA)的多用户波束成形方案与多个移动台通信以提高无线通信信道的容量和可靠性。

图6说明根据本公开的实施例的SDMA方案。

如图6所示，基站320装备了8个发送天线同时四个移动台302、304、306和308的每个装备有两个天线。在该示例中，基站320具有八个发送天线。每个发送天线发送波束成形的信号310、602、604、312、314、606、316和608中的一个。在该示例中，移动台302接收波束成形的传输310和602，移动台304接收波束成形的传输604和312，移动台306接收波束成形的传输606和314，以及移动台308接收波束成形的传输608和316。

由于基站320具有八个发送天线波束(每个天线波束为数据流的一个流)，波束成形的数据的八个流能够在基站320中形成。在该示例中每个移动台可以潜在地接收高达数据的2个流(波束)。如果移动台302、304、306和308的每个限制为仅接收数据的单个流(波束)，而非同时接收多个流，这将是多用户波束成形(即，MU-BF)。

在MIMO***中的多用户闭环发送波束成形(MU-CLTB)方案允许基站320采用发送波束成形并且通过OFDM无线信号的使用来同时与多个移动台通信。

实际的闭环发送波束成形方案一般基于码本设计。码本是对移动台已知的预定天线波束的集合。基于闭环码本发送波束成形已经用于这样的场景，其中基站在一时间在特定频率形成对单个用户的发送天线波束。

已经知道基于码本的预编码MIMO能够提供在下行链路闭环MIMO中的显著的频谱效率增益。在IEEE 802.16e和3GPP LTE标准中，支持基于4TX有限反馈的闭环MIMO配置。可是，在IEEE 802.16m和3GPPLTE高级标准中，为了提供峰值频谱效率，提出8TX天线配置作为主要的预编码闭环MIMO下行链路***。

在性能和码本的尺寸之间存在折衷。具有较大的尺寸的码本比具有较小数量的码字提供更好的性能。可是，性能提高的量最终随码本尺寸的增加而降低。此外，当使用秩自适应(rank adaptation)时，较大尺寸的码本意味着较大量的信道质量索引(CQI)计算。

作为实际场景，对于BS的整个阵列，常常要求10λ的尺度(即，对于8Tx***，在两个相邻天线之间的间隔小于1.5λ)。这意味着在BS侧信道高度相关。在该相关信道场景中，小码本能够提供足够的频谱效率。

码本的最强烈要求之一是具有恒定的模数(CM)属性作为确保功率放大器平衡的基准。作为该约束的结果，设计码本类似于设计等增益发送预编码器。

秩自适应可以被用于提高低几何用户(low geometry user)的频谱效率。当全部的较低秩码字被重新用于构建较高秩的码字时，码本可以被称为具有嵌套属性(nested property)。当执行秩自适应时该嵌套属性减少用于计算CQI所需的复杂度。

从***设计的角度看，如果从较小尺寸的生成矢量或矩阵中产生较大尺寸的码字则它是有益的。这减少存储生成矢量或矩阵所需的存储器和产生该码字所需的***的物理尺寸。

在3GPPLTE标准中，基于给定的相同维度的16个生成矢量的豪斯霍尔德反射(Householder reflection)来产生4TX码本。这要求较大存储器尺寸来存储生成矢量的64个元素。豪斯霍尔德反射的主要益处在于其提供具有恒定模数属性的4×4酉矩阵(unitary matrix)。可是，四维的豪斯霍尔德反射是其中保持恒定模数属性的特殊情况。对于其他维度，豪斯霍尔德反射的恒定模数属性被破坏。由于恒定模数是***的最强烈的要求，豪斯霍尔德反射并非用于设计包括其他维度的8TX码本的合适方法。

本公开提供一种用于构建CM码本的***和方法，其一律提供在闭环MIMO***的下行链路中的显著的频谱效率增益。

在本公开的一个实施例中，提供用于约束M-ary字符集和用于任何2ⁿ维数的天线的***码本设计方法。

在特定实施例中，提供具有M-ary字符集的用于8TX天线的4比特码本设计。对于M-ary相移键控(M-PSK)字符集，如以下数学公式2一样定义变换矩阵的集合：

数学公式2

Γ_M＝{T₁，T₂，...，T_M/2}

其中，对于i＝1、2、...、M/2

T_{i} = [\begin{matrix} 1 & 1 \\ e^{j 2 π (i - 1) / M} & - e^{j 2 π (i - 1) / M} \end{matrix}] .

T_i形成2×2酉矩阵，并且用于变换用来构建较大尺寸的矩阵的生成矩阵。给定用于M-PSK的变换矩阵Γ_M|的集合，能够定义几个复合哈达马(Hadamard，CH)变换。例如，给定任何两个生成矩阵，V₁和v₂∈U^m×n，其中U^m×n表示m×n尺度的矩阵空间，其列彼此正交，由数学公式3所示定义一阶段复合Hadamard(CH)变换如下：

数学公式3

H_{i} (V_{1}, V_{2}) &equiv; (T_{i} &CircleTimes; I_{m}) [I_{2} (:, 1) &CircleTimes; V_{1}, I_{2} (:, 2) &CircleTimes; V_{2}]

= [T_{i} (:, 1) &CircleTimes; V_{1}, T_{i} (:, 2) &CircleTimes; V_{2}]

= {W_{i}}^{(1)},

其中，I_m表示m维单位矩阵(identity matrix)，

H_i(V₁，V₂)∈U^2m×2n

表示克罗内克(Kronecker)积，而在结果矩阵

的上标表示变换阶

段的数量。

图7说明根据本公开的实施例的一阶段CH变换700。

如图7所示，当i＝1时，变换700等价于实际的Hadamard变换。使用一阶段复合Hadamard变换，产生具有正交列的2m×2n矩阵。

按照类似的方式，能够定义两阶段复合Hadamard变换。

给定任何产生矩阵V₁、V₂、V₃和V₄∈U^2m×2n，通过数学公式4所示来定义两阶段复合Hadamard变换如下：

数学公式4

H_{i, k, l} (V_{1}, V_{2}, V_{3}, V_{4}) &equiv; H_{i} (W_{k}^{(1)}, W_{l}^{(1)})

= H_{i} (H_{k} (V_{1}, V_{2}), H_{l} (V_{3}, V_{4}))

= [T_{i} (:, 1) &CircleTimes; H_{k} (V_{1}, V_{2}), T_{i} (:, 1) &CircleTimes; H_{l} (V_{3}, V_{4})]

= (T_{i} (:, 1) &CircleTimes; [T_{k} (:, 1) &CircleTimes; V_{1}, T_{k} (:, 2) &CircleTimes; V_{2}], T_{i} (:, 1) &CircleTimes; [T_{l} (:, 1) &CircleTimes; V_{3}, T_{l} (:, 2) &CircleTimes; V_{4}])

= W_{i}^{(2)}

其中，1≤i、k、l≤M/2且结果矩阵

形成具有正交列的4m×4n矩阵。

图8说明根据本公开的实施例的两阶段CH变换800。

可以对N阶段变换执行这种类型的扩展以通过递归应用该变换来构建Nm×Nn矩阵。

图9说明根据本公开的实施例的N阶段CH变换900。

如果用于生成矩阵V_j的条目被限制在M-PSK字符集的集合中，则如公式4所示的在M-PSK字符集中定义的上述N阶段CH变换900提供一种用于产生具有M-PSK条目的Nm×Nn矩阵的集合的方便办法。用于定义M-PSK生成矩阵的集合的简单办法是将v_j限制于Γ_M中，也即，V_j∈Γ_M。因此，为M-PSK字符集定义的N阶段复合Hadamard变换900提供一种用于产生具有M-PSK字符集的2^N×2^N酉矩阵的集合的方便办法。作为结果的酉矩阵包含块对角矩阵的旋转，该旋转提供对于给定用于传输的不同秩的合适的列子集选择的双极化天线的良好信道匹配属性。

利用以上定义的在公式4所示的复合Hadamard变换，通过执行简单的列置换来构造离散傅里叶变换(DFT)矩阵。例如，利用如下数学公式5所示的一阶段变换构造4-维DFT矩阵。

数学公式5

{DFT}_{4} = \frac{1}{\sqrt{4}} H_{1} (T_{1}, T_{3}) P_{4}

= \frac{1}{\sqrt{4}} [T_{1} (:, 1) &CircleTimes; T_{1}, T_{1} (:, 2) &CircleTimes; T_{3}] P_{4}

其中，P₄表示列置换矩阵：

P_{4} = [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}] .

也能够利用如下数学公式6所示的两阶段变换构造8-维DFT矩阵。

数学公式6

{DFT}_{8} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{1} (H_{3} (T_{1}, T_{3}), H_{3} (T_{2}, T_{4})) P_{8}

= \frac{1}{\sqrt{8}} (T_{1} (:, 1) &CircleTimes; [T_{3} (:, 1) &CircleTimes; T_{1}, T_{3} (:, 2) &CircleTimes; T_{2}], T_{1} (:, 1) &CircleTimes; [T_{3} (:, 1) &CircleTimes; T_{2}, T_{3} (:, 2) &CircleTimes; T_{4}]) P_{8}

其中，P₈表示列置换矩阵：

P_{8} = [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}] .

由于列置换矩阵的效果能够合并到基础矩阵的列子集策略，故在本公开的某些实施例中所设计的码本可以包括作为基础矩阵的DFT矩阵自身。

在本公开的另一实施例中，提供使用公开的酉矩阵构造***和方法的具有8-PSK字符集的4比特8TX码本。给定并入了秩自适应的嵌套属性，8TX发送预编码器被构造为酉基础矩阵的列子集。对于8TX情况，利用两阶段复合Hadamard(CH)变换来产生8×8基础矩阵的集合。为了表示的便利，两阶段变换被重新定义为如下数学公式7：

数学公式7

H_{i, k, l} (T_{m 1}, T_{m 2}, T_{m 3}, T_{m 4}) &equiv; H_{i, k, l} (m 1, m 2, m 3, m 4)

= (T_{i} (:, 1) &CircleTimes; [H_{k} (m 1, m 2)], T_{i} (:, 2) &CircleTimes; [H_{i} (m 3, m 4)])

= H_{i} (H_{k} (m 1, m 2), H_{l} (m 3, m 4))

图10说明根据本公开的实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本。出于简洁，仅在码本1000中示出对应基础矩阵的列索引。

码本1000是基于非QPSK的。基于两个8×8基础矩阵来构造4比特8TX码本1000。此类码本被设计成在SP天线配置中工作良好并且意图支持不相关天线阵列(SU-MIMO)和相关天线阵列(MU-MIMO)两者。也即，码本被设计成优化SU-MIMO和MU-MIMO两者。

从两个矩阵V8(:，:，1)和V8(:，:，2)中构造基础码本，其如在下面数学公式8中所示来构造，其中：

数学公式8

T 1 = [\begin{matrix} 1 & 1 \\ 1 & - 1 \end{matrix}] .

T 2 = [\begin{matrix} 1 & 1 \\ \frac{1 + j}{\sqrt{2}} & - \frac{1 + j}{\sqrt{2}} \end{matrix}],

T 3 = [\begin{matrix} 1 & 1 \\ j & - j \end{matrix}],

和

T 4 = [\begin{matrix} 1 & 1 \\ \frac{- 1 + j}{\sqrt{2}} & - \frac{- 1 + j}{\sqrt{2}} \end{matrix}]

被用来定义

H_{i} (m 1, m 2) &equiv; H_{i} (T_{m 1}, T_{m 2})

= [T_{i} (:, 1) &CircleTimes; T_{m 1}, T_{i} (:, 2) &CircleTimes; T_{m 2}],

和

H_{i, k, l} (T_{m 1}, T_{m 2}, T_{m 3}, T_{m 4}) &equiv; H_{i, k, l} (m 1, m 2, m 3, m 4)

= (T_{i} (:, 1) &CircleTimes; [H_{k} (m 1, m 2)], T_{i} (:, 2) &CircleTimes; [H_{l} (m 3, m 4)])

= H_{i} (H_{k} (m 1, m 2), H_{l} (m 3, m 4))

对于码本1000，在每个秩的列中示出的数量参考矩阵V8(:，:，1)和V8(:，:，2)的列索引。

图11说明根据本公开的实施例的进一步描述图10的码本的秩1的表1010。

在图10B所示的本发明的实施例中，虽然码本的每个码字按照复数形式表示，其中相加实数值和虚数值，但是将了解本发明不局限于该实施例。例如，根据本发明的实施例的码本可以利用这样的值来配置，所述值在通过特定变换来变换在下表1中描述的虚部值和实部值时产生。

表1

其中根据本发明的实施例的变换可以按照如下方式执行，将表1中描述的在实部的全部值和在虚部的全部值乘以一特定数值。例如，变换按如下方式执行，将表1描述的码本的码字乘以10。

替换地，根据本发明的另一实施例的变换可以按照如下方式执行，将在实部的全部值和在虚部的全部值映射到值的特定范围。例如，分别在叫做第一范围的范围′a0＜Re＜b0′和′c0＜Im＜d0′的实数值和虚数值映射到分别在叫做第二范围的范围′a1＜Re＜b1′和′c2＜Im＜d2′的实数值和虚数值。在这种情况下，对被映射为第二范围的码字，在表1描述的在第一范围的码本中的码字的相关性被类似地保持。

此外，根据本发明的实施例的码本也可以通过对应于实数和虚数值的幅度和相位来表达形成码本的相应码字。

提供前述说明，其中根据本发明的码本可以实现为具有各种类型。应理解实现上述码本的原理也适用于将在下面描述中说明的全部的码本和码本的秩。

图12说明根据本公开的实施例的两个秩8(rank-8)矩阵1110和1120。

在特定实施例中，秩1(rank-1)8TX波束成形码本被优化用于相关的天线阵列。公开的秩1(rank-1)8TX码本的基础矩阵表示为V8(:，:，3)，而基础矩阵V8(:，:，3)的尺寸是8×16。通过以下数学公式9给出基础矩阵V8(:，:，3)的第j列矢量。

数学公式9

V_{8} (:, k, 3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}],

其中k＝1、2、...、16。

θ_j，k＝1、...、16的集合的一个示例是其中全部波束具有一致的角度间隔的集合。具体地，在其中每个扇区具有120度(degree)角度间隔的3扇区***中，集合θ_j，k＝1、...、16通过如下数学公式10给出。

数学公式10

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3}

(度)

假设参考角度(即，0度方向)对应于天线阵列的相位中心。

图13说明根据本公开的另一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本1200。出于简洁，仅在码本1200中示出对应基础矩阵的列索引。

码本1200是基于非QPSK的且从四个8×8基础矩阵来构造。码本1200被设计成在SP天线配置中工作良好并且意图支持不相关天线阵列(SU-MIMO)和相关天线阵列(MU-MIMO)两者。也即，码本1200被设计成优化SU-MIMO和MU-MIMO两者。

在一些实施例中，码本1200是3比特8TX码本。在特定实施例中，基础矩阵V8(:，:，4)被用于秩1(rank-1)传输而基础矩阵V8(:，:，2)被用于具有大于或等于2的秩的传输。

在另一特定实施例中，公开的rank-18TX波束成形码本被优化用于在其中每个扇区具有120度角度间隔的3扇区***中的相关天线阵列。公开的秩1(rank-1)8TX码本的基础矩阵表示为V8(:，:，4)，而基础矩阵V8(:，:，4)的尺寸是8×8。通过以下数学公式11给出基础矩阵V8(:，:，4)的第j列矢量。

数学公式11

V_{8} (:, k, 4) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}] .

其中k＝1、2、...、8。

在再一特定实施例中，θ_j，k＝1、...、8是其中全部波束具有一致的角度间隔的集合，如下数学公式12所示。

数学公式12

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3}

(度)

假设参考角度(即，0度方向)对应于天线阵列的相位中心。

对于码本1200，在每个秩的列中示出的数量参考矩阵V8(:，:，2)和V8(:，:，4)的列索引。

图14说明根据本公开的再一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本1300。出于简洁，仅在码本1300中示出对应基础矩阵的列索引。

码本1300是基于非QPSK并且从八个8×8基础矩阵来构造。码本1300被设计成在SP天线配置中工作良好并且意图支持不相关天线阵列(SU-MIMO)和相关天线阵列(MU-MIMO)两者。也即，码本1300被设计成优化SU-MIMO和MU-MIMO两者。

在一些实施例中，码本1300是3比特8TX码本。在特定实施例中，基础矩阵V8(:，:，4)被用于秩1(rank-1)传输，而基础矩阵V8(:，:，1)被用于具有大于或等于2的秩的传输。

对于码本1300，在每个秩的列中示出的数量参考矩阵V8(:，:，1)和V8(:，:，4)的列索引。

图15说明根据本公开的再一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本1400。出于简洁，仅在码本1400中示出对应基础矩阵的列索引。

码本1400是基于非QPSK的。码本1400设计用于在SP天线配置中工作良好并且意图支持不相关天线阵列(SU-MIMO)和相关天线阵列(MU-MIMO)两者。也即，码本设计来优化SU-MIMO和MU-MIMO两者。

在一些实施例中，码本1400是3比特8TX码本。在特定实施例中，基础矩阵V8(:，:，5)被用于秩1(rank-1)传输而基础矩阵V8(:，:，2)或V8(:，:，1)被用于具有大于或等于2的秩的传输。

在一实施例中，公开的秩1(rank-1)8TX波束成形码本1400被优化用于在其中每个扇区具有120度角度间隔的3扇区***中的相关天线阵列。θ_j，j＝1、...、8的集合的一个示例是其中全部波束具有一致的角度间隔的集合，如下数学公式13给出。

数学公式13

V_{8} (:, k, 5) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{j 2 π * D * \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π * 2 * D * \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π * 3 * D * \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π * 4 * D * \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π * 5 * D * \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π * 6 * D * \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π * 7 * D * \sin (θ_{k})} \end{matrix}]

其中k＝1、2、...、8。

其中D是在线性天线阵列的两个天线元件之间的最小天线间隔且表示为波长的数量。θ_j，k＝1、...、8的集合的一个示例是其中全部波束具有一致的角度间隔的集合，通过如下数学公式14给出。

数学公式14

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3}

(度)

假设参考角度(即，0度方向)对应于天线阵列的相位中心。

对于码本1400，在每个秩的列中示出的数量参考矩阵V8(:，:，1)、V8(:，:，2)和V8(:，:，5)的列索引。

在特定实施例中，码本1200、1300和1400是3比特码本并且被设计成在SP天线配置中工作良好。这三个码本意图支持不相关天线阵列(SU-MIMO)和相关天线阵列(MU-MIMO)操作两者。也即，码本1200、1300和1400被设计成优化SU-MIMO和MU-MIMO两者。

在另一实施例中，码本子集限制规则被用于这三个码本。在特定的实施例中，这些码本的CW(码字)尺寸是16。这意味着它通常需要4比特来传递16个CW。在此类实施例中，使用这三个码本的子集。在特定实施例中，使用3比特来传递8个CW。使用此类码本子集限制允许SU-MIMO和MU-MIMO操作被一同优化。也即，对于秩1(rank-1)传输，基础矩阵W4或W5被用于优化关于MU-MIMO操作的相关阵列同时基础矩阵W2或W1被用于其中传输的秩大于或等于2的情况，其被优化用于关于SU-MIMO操作的非相关天线阵列。

V8(:，:，1)、V8(:，:，2)、V8(:，:，4)和V8(:，:，5)基础矩阵的列矢量的数量是8，这仅需要3比特来表示该8个列矢量。因为公开的码本和子集限制被用于闭环SU-MIMO和MU操作，故移动台或用户终端(UE)向其服务基站报告CQI(信道质量索引)。报告的CQI包括码本的秩和关于报告的秩的CW索引(即，PMI(预编码器矩阵索引)或PVI(预编码器矢量索引))。

图16说明根据本公开的再一实施例的示出从基础矩阵到码字的映射的码本1500。出于简洁，仅在码本1500中示出对应基础矩阵的列索引。

码本1500被设计成在SP天线配置中工作良好并且意图具有最少数量的基础矩阵(即，两个基础矩阵)。两个基础矩阵的条目通过如下数学公式15和16给出。

数学公式15

W_{1} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{1,1,1} (1,1,1,1) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\ 1 & - 1 & 1 & - 1 & 1 & - 1 & 1 & - 1 \\ 1 & 1 & - 1 & - 1 & 1 & 1 & - 1 & - 1 \\ 1 & - 1 & - 1 & 1 & 1 & - 1 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 & 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 \\ 1 & - 1 & 1 & - 1 & - 1 & 1 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 1 & 1 \\ 1 & - 1 & - 1 & 1 & - 1 & 1 & 1 & - 1 \end{matrix}],

数学公式16

W_{2} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{3,3,3} (3,3,3,3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\ j & - j & j & - j & j & - j & j & - j \\ j & j & - j & - j & j & j & - j & - j \\ - 1 & 1 & 1 & - 1 & - 1 & 1 & 1 & - 1 \\ j & j & j & j & - j & - j & - j & - j \\ - 1 & 1 & - 1 & 1 & 1 & - 1 & 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & - 1 & - 1 \\ - j & j & j & - j & j & - j & - j & j \end{matrix}]

如图16所示，码本1500仅包括QPSK字符集，并且从两个8×8酉基础矩阵中提取该码字。使用两阶段复合哈达马(Hadamard)变换来设计基础矩阵。依据CQI计算，公开的码本1500计算关于秩1(rank-1)的预编码器F_i的HF_i，其中i＝1、...、16，其中H表示信道矩阵，而对于其他秩，可以重复使用先前计算的值。

对于码本1500，在每个秩的列中示出的数量参考矩阵

W_{2} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{3,3,3} (3,3,3,3)

和

W_{2} = \frac{1}{\sqrt{8}} H_{3,3,3} (3,3,3,3)

的列索引。

图17是说明根据本公开的实施例的、当在基站采用MU-MIMO时利用码本1000的***性能的图1600。

图17示出基站通过使用MU-MIMO方案与多个移动台通信时的其***流通量。***流通量是每个基站的平均流通量。在该图中，假设在基站采用8发送天线阵列而在用户终端采用2接收天线阵列。直线1610用于指示使用码本1000的***流通量。直线1620用于指示现有技术方法的***流通量。结果表明在本公开提供的方法比现有技术方法提供显著的增益。

图18说明根据本公开的实施例的操作基站的方法1700。

如图18所示，基站从本公开揭示的任何码本中选择码字(块1710)。例如，基站可以从码本1000、1200、1300、1400或1500中选择码字。基站利用选择的码字预编码数据(块1720)并且使用选择的码字发送数据(块1730)。基站然后接收与发送的数据有关的CQI信息(块1740)并且至少部分基于接收的CQI信息确定选择的码字是否将被用于进一步的数据发送(块1750)。如果基站决定使用选择的码字，则基站继续使用选择的码字进行通信(块1760)。如果基站决定不使用选择的码字，则基站从码本中选择另一码字(块1710)。

在一个实施例中，基站可以通过将接收的CQI信息与预定值比较来确定选择的码字是否将被用于进一步的数据发送。如果接收的CQI信息等于或大于预定值，则基站对于进一步的数据发送使用选择的码字。如果接收的CQI信息小于预定值，则基站对于进一步的数据发送不使用选择的码字而是从码本中选择另一码字。在另一实施例中，基站可以使用码本的全部码字来发送数据并且选择与最佳CQI信息关联的码字。

图19说明根据本公开的实施例的操作移动台或用户站的方法1800。

如图19所示，用户站接收使用在本公开揭示的码本中选择的码字预编码的数据(块1810)。例如，可以从码本1000、1200、1300、1400或1500中选择码字。用户站发送与预编码数据有关的CQI信息(块1820)。用户站然后使用选择的码字维持通信(块1830)。

虽然本公开的码本按照3比特或4比特码本来描述，但是本领域的普通技术人员将认识到在本公开提供的码本可以实现为具有更大尺寸的码本，而不会脱离本公开的范围或精神。类似地，虽然本公开的码本按照使用8TX天线波束成形来描述，但是本领域的普通技术人员将认识到在本公开提供的码本可以扩展到容纳利用多于8TX天线的波束成形方案而不脱离本公开的范围或精神。

尽管已经通过示范实施例描述本公开，但是可以向本领域的技术人员建议各种修改和改变。由于它们落在所附权利要求的范围内，故本公开意图涵盖此类修改和改变。

Claims

1.一种包括用于无线通信的多天线阵列的基站，包括：

码本；

处理器，用于从所述码本中选择码字以及利用选择的码字编码数据；和

发送器，用于发送编码的数据，

其中在所述码本中的码字基于在以下表中示出的值：

其中，每行表示码本矩阵索引(CMI)，而每列(c1～c8)表示在所述多天线阵列中的天线。

2.根据权利要求1所述的基站，其中在该表中的值基于如下公式获得，

V_{8} (:, k, 3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}]

其中k＝1、2、3、...、16，且k表示CMI。

3.根据权利要求2所述的基站，其中通过如下公式给定θ_k：

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3},

其中k＝1、2、3、...、16，且k表示CMI。

4.根据权利要求1所述的基站，其中所述码本是4比特码本。

5.根据权利要求1所述的基站，其中所述表包括所述多天线阵列的第二到第八天线(c2～c8)的对于每个CMI的实数值和虚数值。

6.一种包括用于无线通信的多天线阵列的基站，包括：

码本；

发送器，用于发送编码的数据，

其中在所述码本中的码字基于以下公式：

V_{8} (:, k, 3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}],

其中k＝1、2、3、...、16。

7.根据权利要求6所述的基站，其中通过如下公式给定θ_k：

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3},

其中k＝1、2、3、...、16。

8.根据权利要求6所述的基站，其中所述码本是4比特码本。

9.根据权利要求6所述的基站，其中在所述码本中的码字考虑了所述多天线阵列中的一个或多个天线的实数分量和虚数分量。

10.一种在包括用于无线通信的多天线阵列的基站中用于编码数据的方法，该方法包括：

从码本中选择码字；

利用选择的码字编码数据；以及

发送编码的数据，

其中在所述码本中的码字基于在以下表中示出的值：

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述表中的值基于如下公式获得，

V_{8} (:, k, 3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}]

其中k＝1、2、3、...、16，且k表示CMI。

12.根据权利要求11所述的方法，其中通过如下公式给定θ_k：

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3},

其中k＝1、2、3、...、16，且k表示CMI。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述码本是4比特码本。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述表包括所述多天线阵列的第二到第八天线(c2～c8)的对于每个CMI的实数值和虚数值。

15.一种在包括用于无线通信的多天线阵列的基站中用于编码数据的方法，该方法包括：

从码本中选择码字；

利用选择的码字编码数据；以及

发送编码的数据，

其中在所述码本中的码字基于以下公式：

V_{8} (:, k, 3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}]

其中k＝1、2、3、...、16。

16.根据权利要求15所述的方法，其中通过如下公式给定θ_k：

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3},

其中k＝1、2、3、...、16。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述码本是4比特码本。

18.根据权利要求15所述的方法，其中在所述码本中的码字考虑了所述多天线阵列的一个或多个天线的实数分量和虚数分量。

19.一种存储在计算机可读介质上的数据结构，用于在包括用于无线通信的多天线阵列的基站中编码数据，包括：

码本，从中选择码字以利用选择的码字编码数据，

其中在所述码本的码字基于在以下表中示出的值：

20.根据权利要求19所述的数据结构，其中在所述表中的值基于如下公式获得，

V_{8} (:, k, 3) = \frac{1}{\sqrt{8}} [\begin{matrix} 1 \\ e^{jπ \sin (θ_{k})} \\ e^{j 2 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 3 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 4 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 5 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 6 π \sin (θ_{k})} \\ e^{j 7 π \sin (θ_{k})} \end{matrix}]

其中k＝1、2、3、...、16，且k表示CMI。

21.根据权利要求20所述的数据结构，其中通过如下公式给定θ_k：

θ_{k} = ((k - 1) + 1 / 2) * \frac{π}{24} - \frac{π}{3},

其中k＝1、2、3、...、16，且k表示CMI。

22.根据权利要求19所述的数据结构，其中所述码本是4比特码本。

23.根据权利要求19所述的数据结构，其中所述表包括所述多天线阵列的第二到第八天线(c2～c8)的对于每个CMI的实数值和虚数值。