CN104935365B - 用于多用户传输的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出了用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造、选择以及调度的方法和设备。其中构造方法包括确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；其中确定多个第一预编码矩阵可以包括确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；将所述基本波束的全集划分成多个基本波束子集；以及利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵。在一些实施例中，所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

Description

用于多用户传输的方法和设备

技术领域

本发明的实施例涉及利用多输入多输出(MIMO)进行通信的***，更具体地涉及基于双极化信道并且使用双码本的三维(3D)MIMO***中的多用户传输方案。

背景技术

对数据速率持续增长的需求推动通信技术不断发展。增加的传输带宽是提高数据速率的一种直接手段，例如在3GPP LTE中利用载波聚合提供达100MHz的通信带宽。然而，由于时间和频率资源的有限性，提高资源利用效率一直是通信技术中不懈追求的目标。多用户多输入多输出(MU-MIMO)技术能够利用空域开发出新的自由度，并且能够通过在同一时频资源块上同时服务多个用户有效地提升***吞吐量。传统MU-MIMO的研究领域局限于两维(2D)水平平面。因而对于每个波束，下倾角是唯一的。三维(3D)MIMO的引入将通过根据目标用户的位置自适应的改变每个波束的下倾角而更充分地利用空间资源。

MIMO技术的实施将依赖于对于信道状态信息(CSI)的利用，这通常需要接收端估计信道状态并将其反馈给发送端，用于在发送端计算合适的预编码或者波束成形参数。为了减少反馈量，已经有一些已知的研究。例如在2010年4月6日提交的题目为“Codebookdesign and structure for multi-granular feedback”欧洲专利申请EP2556638A1([1])中关于高秩(Rank)和低秩的情况提出了一种基于双码本W＝W1*W2的预编码方法，其中W1和W2分别是长期预编码矩阵(即，利用信道状态信息的长期统计计算的预编码矩阵)和短期预编码矩阵(即，利用信道状态信息的短期统计计算的预编码矩阵)。另外，在2011年12月27日提交的题目为“一种基于双码本的多用户自适应反馈方法”的中国专利申请CN201110443683.4([2])中也提到了基于双码本的预编码方法，并给出了相应的多用户传输方案。而发表于Personal Indoor and Mobile Radio Communications(PIMRC)2013IEEE国际会议上的题目为“A Limited Feedback Scheme for 3D Multiuser MIMO based onKronecker Product Codebook”的论文([3])研究了3D MU-MIMO***，并且提出了根据最佳伙伴簇(Best Company Cluster，BCC)原则的有限反馈3D波束成形方法，其中提出了克罗内克积(Kronecker Product)码本。然而在这些现有技术中均未提到在双极化天线的情况下如何进行有效的预编码以支持3D-MIMO，以及如何有效地反馈以提高多用户的配对率，从而改善频谱利用效率，提高***的吞吐量。

在图1中，示出了在现有技术中采用预编码的***操作流程的示例。其中步骤101和102在UE段执行。在步骤101，用户设备(UE)接收下行链路参考信号，基本该下行链路参考信号估计长期CSI统计，并且利用长期CSI统计计算对于该UE最匹配的和最不匹配的长期预编码矩阵，例如获得该长期预编码矩阵的索引PMI1，并将该索引反馈给基站(BS)。在步骤102，UE根据由长期预编码矩阵和当前的短期信道获得复合信道的估计，并基于该复合信道的估计选择短期预编码矩阵(例如选择合适的索引PMI2)，并且计算信道质量指示符(CQI)，该CQI和PMI2一起被反馈给基站。基于UE的反馈，基站执行步骤103-105中的操作。在步骤103，基站根据长期反馈值PMI1执行用户划簇和配对操作；在步骤104，基站根据反馈值CQI实施用户调度；在步骤105，基站根据反馈值PMI1和PMI2确定下行传输中使用的长期和短期预编码矩阵，然后确定整体的MU-MIMO自适应传输方案。

尽管在现有技术中提出了基于双码本的预编码方案，然而例如在以上提到的示例中，空间资源的自由度并没有被充分利用，尤其是在垂直域的空间资源没有被充分利用。因而在多个用户分布于同一建筑物的不同楼层的情况下，这些方案难以支持多用户传输。

因此，存在着利用新的MU-MIMO传输方案以解决上述问题，从而更高效地利用空间资源的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的实施例提出了一种MIMO预编码方法，以及对应的具有有限反馈的多用户传输方案。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造方法，包括确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；其中每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

根据本发明的一个实施例，该方法中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角，并且同一列的波束具有相同的方位角；并且所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的又一实施例，该方法中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

根据本发明的又一替代实施例，在该方法中所述确定多个第一预编码矩阵包括确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；将所述基本波束的全集划分成多个基本波束子集；以及利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵。

根据本发明的一个实施例，该方法中通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括确定多个第二预编码矩阵，以用于构成双码本矩阵。

根据本发明的另一个方面，提出了一种用于多输入多输出传输***的预编码信息的选择方法，包括根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束；其中所述基本波束的全集通过下述方式之一被划分成多个基本波束子集：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集；

以及，从所述多个基本波束子集中选择如下最匹配的基本波束子集和最不匹配的基本波束子集，所述最匹配的基本波束子集包括选择的所述最匹配的基本波束，并且所述最不匹配的基本波束子集包括选择的所述最不匹配的基本波束；以及根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵。

根据本发明的一个实施例，该方法中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列UPA的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；并且所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的又一实施例，该方法中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

根据本发明的一个实施例，该方法中根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵包括：根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集的索引，得到所述相应的第一预编码矩阵在所述多个预编码矩阵中的索引。

根据本发明的一个实施例，该方法中根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵包括：根据所述最匹配的的基本波束子集和/或最不匹配的的基本波束子集X_k，按照从多个第一预编码矩阵中选择的相应的第一预编码矩阵W₁(k)。

根据本发明的又一实施例，该方法中根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束包括：根据所述信道状态信息的长期统计得到信道相关矩阵的特征向量；至少部分地根据所述特征向量中的主特征向量与所述基本波束的全集中各个基本波束的距离，选择所述最匹配的基本波束和所述最不匹配的基本波束；以及，在所划分的所述多个基本波束子集部分重叠的情况下，至少部分地根据所述特征向量中第二特征向量来选择所述最匹配的基本波束子集和所述最不匹配的基本波束子集。

根据本发明的一些实施例，该方法还包括根据短时的信道状态信息，选择第二预编码矩阵，用于从给定的基本波束子集中选择波束。

在本发明的进一步的实施例中，该方法还包括通过下列操作之一来选择簇索引CI：

-将CI选择为等于所选择的所述相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；

将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的所述最匹配的基本波束子集或者所述最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且所述第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

根据本发明的一些实施例，该方法进一步包括至少将所选择的所述预编码矩阵索引以及所述簇索引反馈给基站。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于多输入多输出传输***的调度方法，包括至少部分地根据用户反馈的信道质量以及簇索引CI，选择要调度的主用户；以及，确定与所述主用户同时被调度的配对用户；以及，当确定存在所述配对用户的情况下，至少部分地根据用户反馈的信道质量、第一预编码矩阵以及CI，在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户；其中所述第一预编码矩阵选自多个第一预编码矩阵，所述多个第一预编码矩阵中的每个第一预编码矩阵与一个基本波束子集关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

根据本发明的一些实施例，在该方法中通过将其他用户反馈的CI与所述主用户反馈的CI进行比较来确定所述配对用户，其中所述其他用户和所述主用户反馈的CI是分别由所述其他用户和所述主用户通过下列操作之一选择的：

-将CI选择为等于所选择的所述相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的所述最匹配的基本波束子集或者所述最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且所述第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

根据本发明的又一实施例，在该方法中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；以及，所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

在本发明的一些实施例中，该方法中的所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

根据本发明的一些实施例，该方法中通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造设备，包括：

第一预编码矩阵确定装置，用于确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；其中每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

根据本发明的一些实施例，基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角，并且同一列的波束具有相同的方位角；以及所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的又一实施例，所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的，并且所述第一预编码矩阵确定装置进一步包括存储装置，用于存储所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项的预先定义，和/或，接收装置，用于至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项。

根据本发明的又一实施例，所述第一预编码矩阵确定装置进一步包括：波束定义装置，用于确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；子集划分装置，用于将所述基本波束的全集划分成多个基本波束子集，以及，第一预编码矩阵构造装置，用于利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵。

根据本发明的又一实施例，通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

根据本发明的一些实施例，该用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造设备进一步包括第二预编码矩阵确定装置，用于确定多个第二预编码矩阵，以用于构成双码本矩阵。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于多输入多输出传输***的预编码信息的选择设备，包括：波束选择装置，用于根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择与当前信道最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束；其中所述基本波束的全集通过下述方式之一被划分成多个基本波束子集：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集；

波束子集选择装置，用于从所述多个基本波束子集中选择如下最匹配的基本波束子集和最不匹配的基本波束子集，所述最匹配的基本波束子集包括选择的所述最匹配的基本波束，并且所述最不匹配的基本波束子集包括选择的所述最不匹配的基本波束；以及，第一预编码矩阵选择装置，用于根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵。

根据本发明的一个实施例，基本波束的全集被布置为均匀平面阵列UPA的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；并且所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的又一实施例，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

在本发明的一个实施例中，第一预编码矩阵选择装置用于根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集的索引，得到所述相应的第一预编码矩阵在所述多个预编码矩阵中的索引。

在本发明的又一实施例中，第一预编码矩阵选择装置用于根据所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集X_k，按照从多个第一预编码矩阵中选择的相应的第一预编码矩阵W₁(k)。

根据本发明的一些实施例，波束选择装置用于根据所述信道状态信息的长期统计得到信道相关矩阵的特征向量，至少部分地根据所述特征向量中的主特征向量与所述基本波束的全集中各个基本波束的距离，选择所述最匹配的基本波束和所述最不匹配的基本波束，以及，在所划分的所述多个基本波束子集部分重叠的情况下，至少部分地根据所述特征向量中第二特征向量来选择所述最匹配的基本波束子集和所述最不匹配的基本波束子集。

根据本发明的一些实施例，该用于多输入多输出传输***的预编码信息的选择设备还包括第二预编码矩阵选择装置，用于根据短时的信道状态信息，选择第二预编码矩阵，用于从给定的基本波束子集中选择波束。

根据本发明的又一实施例，该用于多输入多输出传输***的预编码信息的选择设备进一步包括簇索引(CI)选择装置，用于通过下列操作之一来选择簇索引CI：

-将CI选择为等于所选择的所述相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；

将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的所述最匹配的基本波束子集或者所述最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且所述第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

根据本发明的另一实施例，该设备还包括反馈装置，用于至少将所选择的所述预编码矩阵索引以及所述簇索引反馈给基站。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于多输入多输出传输***的调度设备，包括，用户选择装置，用于至少部分地根据用户反馈的信道质量以及用户反馈的簇索引CI，选择要调度的主用户，以及确定与所述主用户同时被调度的配对用户；以及；调度装置，用于当确定存在所述配对用户的情况下，至少部分地根据用户反馈的信道质量、第一预编码矩阵以及CI在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户；其中所述第一预编码矩阵选自多个第一预编码矩阵，所述多个第一预编码矩阵中的每个第一预编码矩阵与一个基本波束子集关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

根据本发明的一些实施例，所述用户选择装置通过将其他用户反馈的CI与所述主用户反馈的CI进行比较来确定所述配对用户，其中所述其他用户和所述主用户反馈的CI是分别由所述其他用户和所述主用户通过下列操作之一选择的：

-将CI选择为等于所选择的所述相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；

将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的所述最匹配的基本波束子集或者所述最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且所述第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

根据本发明的又一实施例，其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；以及，所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的一个实施例，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

在本发明的一些实施例中，其中所述多个第一预编码矩阵通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

附图说明

以下将结合附图更详细地描述本发明的实施例，附图中的相似标号指代相同部分。附图未必按比例绘制，而是示意性地图示示例性实施例。在附图中，

图1是现有技术中采用预编码的***操作的示例流程图；

图2是采用3D MU-MIMO的***中单个小区的示例性示意图；

图3示出根据本发明的一个示例实施例的预编码构造方法的流程图；

图4中是一个给定发射波束的示意图；

图5中示出双极化均匀平面天线阵列的示例；

图6是以UPA的形式表示的基本波束的全集的示意图；

图7A-7D是根据本发明的实施例将基本波束的全集划分成多个基本波束子集的方法示意图；

图8示出一个基本波束子集在基本波束的全集中的位置示意图；

图9A是根据本发明的实施例的预编码矩阵选择方法的示意性流程图；

图9B示出根据本发明的实施例的簇索引与第一预编码矩阵索引的映射示例；

图10示出根据本发明的实施例进行调度的示例性方法的流程图；

图11示出根据本发明的实施例的用于预编码矩阵构造的设备的示例性结构图；

图12是根据本发明的实施例的用于选择预编码矩阵的设备的示例性结构图；

图13是根据本发明的实施例的用于MU-MIMO调度的设备的示意性结构图；以及

图14A示出使用根据本发明的实施例的方法的***的扇区吞吐量；以及

图14B示出使用根据本发明的实施例的方法的***的小区吞吐量。

具体实施方式

图2示出了采用3D MU-MIMO的***中单个小区的示例，其中基站(BS)位于小区中心，并且服务于共K个用户设备(UE)，为简单起见可以假定这些UE在整个小区内均匀分布。在该示例中为清楚起见，仅示出三个UE。其中UE1和UE2位于同一座8层(第一层为地面)建筑内的不同楼层。应当注意，在图2中所示出的小区仅是示意性的，其实际上可以具有其它形状的覆盖区域。

在如图2所示的场景下，对于位于同一建筑的不同楼层的UE1和UE2，传统的两维MIMO(2D-MIMO)有时不能在空间上将它们区分，从而导致它们往往不能够同时用同一时频资源调度，即，不能够采用MU-MIMO。这就限制了资源利用的效率。为了解决这一问题，本发明的实施例中采用3D-MIMO，并且提出有效的预编码构造方法、预编码选择方法、调度方法以及相应的设备来充分利用水平和垂直空间资源。

为了示例的目的，仅在3GPP LTE-A的背景下介绍本发明的实施例，但是如被领域技术人员可以理解的，实际上本发明的实施例绝不限于此应用场景。只要与本发明的特征兼容，在目前和将来的其他无线通信***中也可以应用本发明的实施例。

为了便于理解本发明的实施例的预编码方法，下面以下行链路为例，首先介绍传输模型。

传输模型

在下行链路，接收设备使用下行链路导频信号估计信道状态，并且将估计的信道质量指示符(CQI)反馈给基站。然后基站利用该反馈值进行调度。为了便于解释，这里以一个简化的模型为例，其中基站使用MU-MIMO同时服务两个用户，并且层映射数为1。假定在时间t被同时服务的这两个用户为用户u和用户s，则，用户u在时间t所接收的信号可以被表示为：

y_u,t＝H_u,tW_u,tx_u,t+H_u,tW_s,tx_s,t+n_u,t (1)

其中x_u,t,x_s,t是基站传输的符号，该符号满足如下功率限定：W_u,t和W_s,t分别是在时间t针对用户u和用户s的预编码矩阵；H_u,t是用户u的接收信号y_u,t所经历的信道；n_u,t表示复加性高斯噪声，其服从均值为0，方差为的如下正态分布：为简化表示，以下将H_u,t、W_u,t和W_s,t中表示时间的下标t省略，以分别表示在某个时间用户u的接收信号所经历的信道、以及针对用户u和用户s的预编码矩阵。

进一步假定在接收端采用最小均方误差(MMSE)接收机，则在用户u所得到的接收信号的信干噪比(SINR)可以用下式表示：

其中表示定义为，()^-1表示求逆，I表示单位矩阵。由上述公式可以看出，为了使SINR最大化并且使得用户间干扰最小化，预编码矩阵W_u和W_s的设计非常关键。在本发明的一个实施例中，采用基于双码本的预编码，即用户u和用户s的预编码矩阵W_u和W_s均可以表示成W₁×W₂的形式，其中W₁是长期预编码矩阵，而W₂是短期预编码矩阵。

应当注意的是，虽然本文为简洁起见进行了一些参数简化，例如多用户数为2，秩为1，采用双码本，采用MMSE接收机等，但是在其他实施例中完全可以采用不同的参数，例如更多的用户数、更高的秩、单码本预编码等，因此本发明的实施例并不限于此。由于这些参数并不影响对本发明实施例的理解，因此，本文未对各种可能的设置参数进行罗列。

下面分别介绍本发明的实施例的预编码构造方法、预编码选择方法、调度方法以及相应的设备。

预编码矩阵的构造

根据本发明的实施例，预编码矩阵构造方法包括确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；其中每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

图3示出根据本发明的一个示例性实施例的用于预编码构造的方法的流程图。如图3所示，该方法包括确定基本波束的全集的步骤301，确定该基本波束的全集划分成的多个基本波束子集X_k的步骤302，以及确定利用每一个基本波束子集X_k构造的关联的第一预编码矩阵W₁(k)的步骤303。

根据本发明的一个实施例，在步骤301中，确定的基本波束的全集中每个基本波束由下倾角和方位角确定。在图4中示意性的示出在一个给定发射波束(灰色箭头方向)的下倾角γ_t和方位角θ_t。

根据本发明的实施例，该基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成，例如，双极化均匀平面天线阵列(UPA)拓扑生成，这种UPA拓扑已经被3GPP采用作为对于基站天线阵列的3D信道模型推荐。在图5中示出双极化均匀平面天线阵列的示例。在该示例中，在水平方向有对双极化天线，在垂直方向有对双极化天线，他们构成均匀平面天线阵列。由该天线阵产生的每个波束由下倾角和方位角来确定，从而整个空间也可以使用下倾角和方位角来划分，并由此定义基本波束的全集。

根据本发明的一个实施例，在步骤301，基本波束的全集通过下述操作确定。在[0,π]之间选择N_v个下倾角，并且在[0,2π]选择N_h个方位角，则将这些值组合可以覆盖N_vxN_h个波束方向，这构成了基本波束的全集。

根据本发明的一个实施例，在本文的背景技术部分提到的文献[3]中的克罗内克乘积码本(KPC)可以被选择作为基本波束的全集。

根据本发明的另一个实施例，基本波束的全集是预先定义的，从而在步骤301能够通过访问预先定义的内容而确定所述基本波束的全集。

根据本发明的又一实施例，在步骤301能够通过从网络节点(例如基站)接收关于基本波束的全集的预先定义信息而确定所述基本波束的全集。

根据本发明的实施例，确定的基本波束的全集可以被布置成如图6所示的UPA的形式。在图6所示的示例中，同一行上的波束共享同一下倾角，但是具有如图6左侧所示的不同的方位角；而同一列上的波束共享同一方位角，但是具有如图6中的右侧所示的不同的下倾角。每个基本波束c_i可以被表示成N_Tx x 1的向量，其中N_Tx为用于生成该波束的天线的数目，i为0到N_vxN_h-1的整数。

根据本发明的一个实施例，在步骤302，该基本波束的全集被划分成多个基本波束子集X_k，其中k＝0，1，…，K，K为基本波束子集的数目。根据本发明的一个实施例，可以通过将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集来获得所述多个基本波束子集，如图7A所示。在图7A的示例中，基本波束的全集被布置成4行32列的均匀平面阵，其中每一行的基本波束具有相同的下倾角，而每一列的基本波束具有相同的方位角。该阵列被均匀地划分成K＝16个互不重叠的基本波束子集，即，X₀到X₁₅。每个基本波束子集X_k中的基本波束具有相近或相似的下倾角和方位角特征。

根据本发明的另一实施例，可以通过将所述基本波束的全集划分成均匀但部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集，如图7B-图7D所示。在图7B中，所划分成的基本波束子集在水平域与相邻的基本波束子集部分重叠。例如图7B中子集X₁和X₂具有重叠的部分C₄、C₅、C₃₆、C₃₇。在图7C中，所划分成的基本波束的子集在垂直域与相邻的基本波束子集部分重叠。例如图7C中子集X₀＝[C₀、C₁、C₂、C₃、C₃₂、C₃₃、C₃₄、C₃₅]和X₈＝[C₃₂、C₃₃、C₃₄、C₃₅、C₆₄、C₆₅、C₆₆、C₆₇]具有重叠的部分C₃₂-C₃₅。在图7D中，所划分成的基本波束子集在水平域和垂直域均与相邻的基本波束子集部分重叠。图7B-7D所示的获得重叠的基本波束子集的方法能够产生更多的基本波束子集，即更多的X_k。例如在图7B-7D中通过对与图7A相同的基本波束的全集的划分，分别得到32、32和64个基本波束子集，而按照图7A的方法得到16个基本波束子集。

根据本发明的又一个实施例，不需要在步骤302中执行上述操作，替代地，按上述操作得到的基本波束的子集X_k可以被预先定义并存储，这种情况下，在步骤302能够通过访问预先定义的信息而得到基本波束子集。

根据本发明的另一个实施例，按上述操作得到的基本波束的子集X_k可以被预先定义和存储(例如，存储在网络节点中或者存储在网络节点和用户两者之中)，例如，可以分别预先定义按照不同划分方法得到的基本波束的子集。在这种情况下，在步骤302，能够通过从该网络节点接收关于指示该基本波束子集的进一步的信令，例如指示哪种划分方法得到的基本波束的子集应该被应用的信令，而确定该基本波束子集X_k。

根据本发明的一个实施例，在步骤303，通过使来构造与所述多个基本波束子集中的每一个基本波束子集X_k关联的所述预编码矩阵W₁(k)，其中k＝0，1，…，K-1。基本波束子集X_k是在步骤302中所确定的，每个X_k由水平方向上N_bh个波束和垂直方向上N_bv个波束构成，即，N_b＝N_bvN_bh。在图7A所示的示例中，N_bh＝4，N_bv＝2。图8示出一个基本波束子集在基本波束的全集中的位置示意图。

根据本发明的另一实施例，按照上述步骤构造的预编码矩阵可以被预先定义和存储，因此，在这种实施例中步骤303能够通过访问预先定义的信息而确定所述预编码矩阵，而无需执行上述操作。

根据本发明进一步的实施例，预编码构造方法的流程还包括步骤304，用于构造第二预编码矩阵W₂。在一个实施例中，W₂的形式为其中为选择矩阵，用于从基本波束子集X_k中的N_b个基本波束中选择一个基本波束；根据本发明的一个实施例，e_i ^(Nb)为N_bx1的向量，其中只有1个元素为1，其余为零。而α为相位因子，在一些实施例中，限定有限个相位取值，例如α＝[1 j -1 –j]。在α有4个相位取值并且e_i ^(Nb)有N_b个可能的取值的示例中，W₂有4N_b个可能的表示，因此构造的W₂具***本大小4N_b。在α具有其他数目的相位的情况下，W₂的码本大小可以被相应的计算，在此不再赘述。

在一些实施例中，符合上述构造原则的第二预编码矩阵W2也可以是被预先定义的，因此，在步骤304能够通过访问预先定义的信息而确定该第二预编码矩阵。

如本领域技术人员能够理解的，图3示出的流程图中的一些步骤在一些实施例中是可以省略的。例如当利用上述规则生成的第一域编码矩阵已经被预先定义时，步骤301-302是可以省略的，而在步骤303中可以通过如上所述的访问预先定义的信息而确定所述预编码矩阵。在例如，在仅采用单码本的实施例中，可以省略步骤304。

预编码矩阵的选择

在按照图3中的方法得到预编码矩阵的构造之后，作为MIMO传输的接收端的设备(在MIMO被用于无线通信的下行传输时，该接收端设备为用户设备)需要估计信道状态，然后反馈从构造的预编码矩阵中选择的预编码矩阵的索引以及其他信息给发送方，以便发送方确定合适的发送参数。根据本发明的一个实施例，在接收端选择预编码矩阵的方法包括如图9A所示的操作，其中：

在步骤901，用于根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束；其中所述基本波束的全集被划分成多个基本波束子集；

在步骤902，从所述多个基本波束子集中选择如下最匹配基本波束子集和最不匹配基本波束子集，使得所述最匹配基本波束子集包括所选择的所述最匹配基本波束，并且所述最不匹配基本波束子集包括所选择的所述最不匹配基本波束；

在步骤903，根据所选择的所述最匹配基本波束子集和/或最不匹配基本波束子集得到选择的第一预编码矩阵。

根据本发明的一个实施例，在步骤901中用于从中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束的基本波束的全集可以是预先定义的，并且被布置为均匀平面阵列(UPA)的形式，例如，布置成如图6所示的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；根据本发明的实施例，所述基本波束的全集由例如如图5所示的双极化均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的实施例，基本波束的全集通过下述方法之一被划分成所述多个基本波束子集：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集来获得所述多个基本波束子集，例如，如图7A所示；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集，例如，如图7B所示；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集，例如，如图7C所示；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集，例如，如图7D所示。

根据本发明的一个实施例，在步骤901中，通过下述操作来选择最匹配基本波束和所述最不匹配基本波束。首先，根据信道状态信息的长期统计计算信道的相关矩阵，以及对该相关矩阵进行奇异值分解(SVD)操作，得到主特征向量v₁。计算v₁和所有基本波束(图6中的c_i)之间的距离，然后选择与v₁最近的波束c_i，和最远的波束c_j。根据本发明的实施例，选择的c_i和c_j分别满足下式：

由于每个基本波束被包括在一个基本波束子集中，因此在步骤902，能够根据选择的最匹配基本波束和最不匹配基本波束分别确定其对应的基本波束子集。例如如果图7A中的基本波束c₃被选为最匹配基本波束，则其对应的基本波束子集为X₀。如果基本波束子集是部分重叠的，例如如图7B-7D所示的情况，则选择的每个基本波束被包括在多个基本波束子集中，这种情况下，不能够由选择的最佳基本波束唯一地确定要选择的基本波束子集。根据本发明的一个实施例，在这种情况下，可以利用信道的相关矩阵的第二特征向量v₂来进一步从选择的波束所对应的多个基本波束子集中确定最终选择的基本波束子集。例如，比较多个基本波束子集中的波束与第二特征向量v₂的距离。

在步骤903，由选择的基本波束子集进一步确定选择的第一预编码矩阵。根据本发明的实施例，基本波束子集X_k和对应的第一预编码矩阵W₁(k)的关系为：因此根据本发明的一个实施例，由所选择的基本波束子集的索引直接确定第一预编码矩阵的索引。

根据本发明的一个实施例，图9A的方法进一步包括额外的步骤，例如9A中以虚线框示出的步骤。其中在步骤904，根据短时信道状态信息，选择第二预编码矩阵。根据本发明的实施例，所选择的第二预编码矩阵最终确定传输波束并且使接收信号的功率最大化，例如，根据下式的原则选取第二预编码矩阵：

其中

根据本发明的一个实施例，图9A的方法进一步包括步骤905，其中计算CQI。根据本发明的实施例，在CQI的计算中同时考虑选择的长期预编码矩阵、短期预编码矩阵，以及可能的干扰用户的短期预编码矩阵，例如，针对用户u的CQI可以如下式所示来计算：

上式的计算中假定干扰用户使用用户u选择的最不匹配长期预编码矩阵以使干扰最小化，同时，考虑干扰用户可能选择的所有短期预编码矩阵，然后选取最低的CQI作为其保守估计的CQI。但是在另外的实施例中，也可以采用不同的CQI计算策略，例如，并不选择最差的CQI，而是选择平均的CQI作为最终的CQI估计。

根据本发明的一个实施例，图9A的方法进一步包括步骤906，其中选择簇索引(CI)。根据本发明的一个实施例，可以通过使所选择的CI等于所选择的的第一预编码矩阵的索引来得到CI。

根据本发明的另一实施例，当采用的基本波束的全集较大时，或者，基本波束子集的数目较多时，为了改善MU-MIMO的用户配对率，可以使一个簇对应于多个预编码矩阵，即，对应于多个基本波束子集；在这种情况下，通过下述操作得到CI：将多个基本波束子集或者与该多个基本波束子集关联的多个第一预编码矩阵布置成两维(2D)均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每一行涉及的基本波束具有相同或相似的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每一列涉及的基本波束具有相同或相似的方位角；将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的最匹配基本波束子集或者包括最匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且使第二CI指示的簇包括所选择的最不匹配基本波束子集或者包括该最不匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。这样选择CI的好处是能够保证可靠的配对率和更小的用户间干扰。

根据本发明的一个实施例，可以预先定义簇与基本波束子集的映射，或者簇与第一编码矩阵的映射，即，预先定义一个给定的簇映射到哪些基本波束子集或者第一预编码矩阵。在步骤906根据该预先定义的映射，由选择的基本波束子集或者第一预编码矩阵直接得到该CI。

根据本发明的另一实施例，借助于来自网络节点的信息获得簇与基本波束子集的映射，或者簇与第一编码矩阵的映射，在步骤906根据获得的该映射信息，由选择的基本波束子集或者第一预编码矩阵得到该CI。

在图9B中示出簇与第一预编码矩阵的映射示例。如图9B所示，第一预编码矩阵被划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵。根据本发明的一个实施例，被布置成均匀平面阵列的多个第一预编码矩阵在每一行对应于具有相同或相似下倾角的基本波束而在每一列对应于具有相同或相似方位角的基本波束。因此这样的映射将导致在每个簇可以覆盖相近数目的方位角，以及不同数目的下倾角。根据实际***实验和测试的结果可以发现，***中所实际采用的方位角的分布是相对均匀的，而下倾角的分布却并非是均匀分布的，因此，这样的分配将能够更加适应于这样的特性，从而提高每个簇的利用率。该方法尤其适用于基本波束子集数较多的情况。考虑到为减小短时码本尺寸，长时预编码码本包含的基本波束往往较少，导致对基本波束的全集的划分较为细致，基本波束子集数量较多。这种情况下，若依旧根据长时预编码矩阵PMI1索引作为用户调度与配对依据，则只有在用户数较多的条件下配对成功率才不会过低。因此在该示例中，将处于邻近位置的PMI1归至一个CI中，从而CI的数目减少，以减少伙伴集合的方式增加配对率。将PMI1排布成UPA拓扑结构后，考虑到用户在垂直域分布的局限性以及垂直波束对空间分割的不均匀性，在水平方向上遵循均匀归并准则，而在垂直方向上根据波束下倾角的稀疏程度，例如如示例所示采用1：3的非均匀归并准则进行簇的划分。依照该示例方法计算出的CI能够最大化用户配对成功率，同时确保配对用户之间干扰尽可能小。

根据本发明的一个实施例，图9A的方法进一步包括步骤907，在该步骤将所选择的预编码矩阵的索引(例如选择的第一预编码矩阵和第二与编码矩阵的索引)、簇索引以及信道质量信息(CQI)反馈给基站。应当注意的是，这些信息反馈的周期可能并不相同，因此，他们不一定在同一时间反馈。例如第一预编码矩阵索引和CI可以具有同一反馈周期P1，而第二预编码矩阵索引和CQI可以具有另一反馈周期P2。

以上是对根据本发明的实施例的预编码矩阵的构造、选择以及反馈方法的介绍。下面将介绍在得到接收端的反馈的基础上，在本发明的实施例中，发送端进行调度的方法。

MU-MIMO的调度

在图10中，示出根据本发明的实施例进行调度的示例性方法的流程图。在该示例中，调度方法包括如下操作：

在步骤1001，至少部分的根据用户反馈的与信道质量相关的信息以及簇索引，选择要调度的主用户，并且确定能够与所述主用户同时被调度的配对用户；

在步骤1002，当确定存在所述配对用户的情况下，至少部分的根据用户反馈的与信道质量相关的信息、第一预编码矩阵以及簇索引在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户。

根据本发明的实施例，在步骤1001中涉及的反馈的第一预编码矩阵选自多个第一预编码矩阵，这多个第一预编码矩阵中的每一个预编码矩阵与一个基本波束子集关联。在一个实施例中，多个第一预编码矩阵通过的方式与所述多个基本波束子集关联，其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

在一个实施例中，该基本波束子集是通过将基本波束的全集均匀划分而得到的多个基本波束子集X_k中的一个，例如是关于图7A-7D所描述的方法中的一种方法划分得到的。

根据本发明的一个实施例，该基本波束的全集被布置为均匀平面阵列(UPA)的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；并且该基本波束的全集是由均匀平面天线阵列生成的。

根据本发明的又一个实施例，其中基本波束的全集、多个基本波束子集和多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先定义的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

根据本发明的一个实施例，其中用户所反馈的簇索引例如是用户根据关于图9A中的步骤906所描述的方法选择的。该CI包括所属集合CI(第一CI)和最佳干扰伙伴集合CI(第二CI)，其分别对应于最匹配基本波束子集和最不匹配基本波束子集。

根据本发明的实施例，在步骤1001，基站(基站)将各用户反馈的CQI进行排序，选择最大的CQI，并且将该最大CQI对应的UE考虑作为主用户，假定该用户为u。

根据本发明的实施例，在步骤1001，在确定主用户u之后，通过比较该主用户反馈的CI和其他用户反馈的CI来确定与该主用户配对的用户。例如，如果主用户u反馈的第一CI和第二CI为(CIi_u,CIj_u)，则如果另一用户反馈的CI正好是(CIj_u,CIi_u)，则基站将该用户认为是主用户的潜在配对用户。

根据本发明的实施例，如果通过比较CI得到多个潜在配对用户，则步骤1001进一步包括通过比较所述多个潜在配对用户反馈的信道质量指示来从中确定一个与所述主用户同时调度的配对用户。例如，可以选择具有最大CQI的潜在配对用户作为最终配对用户。

根据本发明的实施例，在步骤1001中找到配对用户的情况下，在步骤1002，基站在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户，进行MU-MIMO传输；在步骤1001中未找到配对用户的情况下，在步骤1002，基站在主用户第二CI所确定的最佳干扰伙伴集合中随机选择一个用户，与主用户同时进行调度，或者只调度主用户，以避免过大的干扰。

下面结合图11-13介绍与上述方法对应的设备的实施例。

图11中示出了用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造设备1100的示例性结构。

根据本发明的一些实施例，构造设备1100包括第一预编码矩阵确定装置110，用于确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；

其中每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集

根据本发明的一个实施例，根据如图3所述的预编码矩阵的构造方法所得到的预编码矩阵码本可以是预先定义的，并且存储在发送端和接收端。在这种情况下，为了确定预编码矩阵码本，该第一预编码矩阵确定装置110，不需要用于执行图3所示的操作的功能单元，而是能够通过存储装置1101和控制存取的装置1102来完成。

根据本发明的另一实施例，根据如图3所述的预编码矩阵的构造方法所得到的多个预编码矩阵码本可以是预先定义的，并且为了确定预编码矩阵码本，在接收端，该第一预编码矩阵确定装置110包括接收装置1103，用于从发送端(例如网络节点，基站)接收关于应该应用哪个预编码矩阵码本的指示，从而确定预编码矩阵码本。

根据本发明的又一实施例，该第一预编码矩阵确定装置110替代地包括用于执行图3所示的操作的各功能单元，例如，这种情况下，为了确定预编码矩阵码本，第一预编码矩阵确定装置110包括如下装置：

波束定义装置1111，用于确定基本波束的全集，其中每个基本波束由下倾角和方位角确定；

子集划分装置1112，用于将所述基本波束的全集划分成多个基本波束子集X_k，

第一预编码矩阵构造装置1113，用于利用每一个基本波束子集X_k构造关联的第一预编码矩阵W₁(k)，所构造的所有预编码矩阵组成第一预编码码本W₁。

根据本发明的一个实施例，波束定义装置1111中确定的基本波束的全集被布置为均匀平面阵列(UPA)的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；以及所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成的。

根据本发明的一个实施例，波束定义装置1111通过执行关于图3中的步骤301所描述的操作来确定该基本波束的全集。例如，通过在[0,π]之间选择N_v个下倾角，并且在[0,2π]选择N_h个方位角，将这些值组合以覆盖N_vxN_h个波束方向，从而构成了基本波束的全集；或者该基本波束的全集是预先定义的，从而波束定义装置1111能够通过访问预先定义的内容而确定所述基本波束的全集；或者，波束定义装置1111能够通过从网络节点(例如基站)接收(或者通过接收装置1103接收)关于基本波束的全集的预先定义信息而确定所述基本波束的全集。

根据本发明的实施例，子集划分装置1112通过下述方法之一获得所述多个基本波束子集X_k：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集来获得所述多个基本波束子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集来获得所述多个基本波束子集。

同样，在多个基本波束子集被预先定义的实施例中，子集划分装置1112也可以通过访问预先定义的内容和/或通过从网络节点接收相应信息而确定多个基本波束子集。

根据本发明的又一个实施例，第一预编码矩阵构造装置1113通过使来构造与子集划分装置1112所确定的多个基本波束子集中的每一个基本波束子集X_k关联的第一预编码矩阵W₁(k)。

根据本发明的另一实施例，构造设备1100进一步包括第二预编码矩阵构造装置1114，用于构造第二预编码矩阵W₂，例如W₂的形式为其中为选择矩阵，其为N_bx1的向量，其中只有1个元素为1，其余为0，用于从基本波束子集X_k中选择一个基本波束；并且α为具有有限个取值的相位因子。

应该注意，图11的示意性结构中所示的各装置均为逻辑单元，因此，它们可以由硬件、软件、固件或者其组合实施；另外，图中所示的多个装置的功能在某些实施例中可以由单个装置来完成，或者图中所示的一个装置的功能在某些实施例中也可以由多个装置来实现。此外，在某些实施例中，可以省略图11中所示的某些装置，例如，在一些实施例中第一预编码矩阵确定装置110中可以只包括装置1100,1101，或者只包括1102，或者只包括装置1111-1113；并且/或者，在某些实施例中也可以包括图中未示出的其他装置。

图12是用于选择预编码矩阵的设备1200的示例性结构。在该示例中，该设备包括：

波束选择装置1201，用于根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束；其中所述基本波束的全集被划分成多个基本波束子集；

波束子集选择装置1202，用于从所述多个基本波束子集中选择如下最匹配基本波束子集和最不匹配基本波束子集，所述最匹配基本波束子集包括所选择的所述最匹配基本波束，并且所述最不匹配基本波束子集包括所选择的所述最不匹配基本波束；

第一预编码矩阵选择装置1203，用于根据所选择的所述最匹配基本波束子集和/或最不匹配基本波束子集得到选择的第一预编码矩阵。

根据本发明的一个实施例，从中选择最匹配和最不匹配基本波束的所述基本波束的全集是被预先定义的。在一些实施例中，该基本波束的全集被布置为均匀平面阵列(UPA)的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；并且所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

根据本发明的又一个实施例，其中所述基本波束的全集被通过下述方法之一划分成所述多个基本波束子集：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集来获得所述多个基本波束子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域重叠的子集来获得所述多个基本波束子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域重叠的子集来获得所述多个基本波束子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均重叠的子集来获得所述多个基本波束子集。

根据本发明的一个实施例，通过上述方法获得的多个基本波束子集被预先定义。

根据本发明的实施例，波束选择装置1201被配置用于执行结合图9A中的步骤901所描述的功能；根据一个实施例，该装置1201根据信道状态信息的长期统计得到信道相关矩阵的特征向量，并且至少部分地根据所述特征向量中的主特征向量与基本波束的全集中各基本波束的距离选择所述最匹配基本波束和所述最不匹配基本波束，以及，波束子集选择装置1202被配置用于执行结合图9A中的步骤902所描述的功能；根据一个实施例，该装置1202在所划分的所述多个基本波束子集有重叠的情况下，至少部分地根据所述特征向量中的第二特征向量和选择的最匹配基本波束和最不匹配基本波束来选择所述最匹配基本波束子集和所述最不匹配基本波束子集。

根据本发明的另一实施例，第一预编码矩阵选择装置1203被配置用于执行结合图9A中的步骤903所描述的功能；根据一个实施例，该装置903根据所述波束子集选择装置1202所选择的最匹配基本波束子集和/或最不匹配基本波束子集的索引得到所选择的所述第一预编码矩阵的索引。

根据本发明的又一实施例，该设备还包括第二预编码矩阵选择装置1204，被配置用于执行结合图9A中的步骤904所描述的功能，根据短时的信道状态信息，选择第二预编码矩阵；该第二预编码矩阵用于从所选择的最匹配基本波束子集中选择一个基本波束以适用于即时的信道状态。

根据本发明的另一实施例，该设备还包括CQI计算装置1205，被配置用于执行结合图9A中的步骤905所描述的操作。根据本发明的另一实施例，该设备还包括簇索引(CI)选择装置1206，被配置用于执行结合图9A所描述的方法的步骤906的操作，通过下述操作之一来选择CI：

-选择CI，使得所选择的CI等于所选择的的第一预编码矩阵的索引；或者，

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的第一预编码矩阵布置成两维(2D)均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每一行涉及的基本波束具有相同的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每一列涉及的基本波束具有相同的方位角；将所述均匀平面阵列划分成在水平域(行方向)均匀并且在垂直域(列方向)不均匀的多个簇，其中至少有一个簇包括多个基本波束子集，或者包括多个第一预编码矩阵；分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI所指示的簇包括所选择的所述最匹配基本波束子集或者所述最匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且所述第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配基本波束子集或者所述最不匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。这种CI的定义有助于提高MU-MIMO调度时的配对率。

根据本发明的另一实施例，该设备还包括反馈装置1207，用于执行结合图9A中的步骤907所描述的操作，将所选择的预编码矩阵的索引、簇索引以及信道质量信息反馈给基站。应当注意的是第一预编码矩阵索引、第二预编码矩阵索引、CQI以及CI的反馈周期可能不同，因此这些信息的反馈可以在不同的时间发生。另外，如本领域技术人员可以理解的，该反馈装置可以进一步包括用于对要反馈的信息进行预处理的装置，比如编码和调制装置。

还应该注意，图12的示意性结构中所示的各装置均为逻辑单元，因此，它们可以由硬件、软件、固件或者其组合实施；另外，图中所示的多个装置的功能在某些实施例中可以由单个装置来完成，或者图中所示的一个装置的功能在某些实施例中也可以由多个装置来实现。此外，在某些实施例中，可以省略图12中所示的某些装置，并且/或者可以包括图中未示出的其他装置。

图13是用于MU-MIMO调度的设备1300的示意性结构图，如图所示，该设备1300包括：

用户选择装置1301，用于至少部分的根据用户反馈的与信道质量以及簇索引有关的信息，选择要调度的主用户，并且确定能够与所述主用户同时被调度的配对用户；以及

调度装置1302，用于当确定存在所述配对用户的情况下，至少部分的根据用户反馈的与信道质量、第一预编码矩阵以及簇索引有关的信息在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户。

根据本发明的实施例，用户所反馈的第一预编码矩阵选自多个第一预编码矩阵，该多个第一预编码矩阵中的每一个第一预编码矩阵W₁(k)与一个基本波束子集X_k关联，例如，所述基本波束子集是通过将基本波束的全集均匀划分(例如按照图7A-7D中的任一方法)而得到的多个基本波束子集X_k中的一个。

根据本发明的一个实施例，基本波束的全集被布置为均匀平面阵列(UPA)的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；并且所述基本波束的全集是由均匀平面天线阵列生成的。

本发明的一个实施例，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先定义的，并且为发送方和接收方所知，或者，接收方是至少部分地通过接收来自发送方的指示而确定该至少一项。

根据本发明的实施例，用户选择装置1301被配置用于执行结合图10中的步骤1001所描述的操作。例如，在一个实施例中，装置1301首先通过用户反馈的CQI确定主用户；通过将其他用户反馈的CI与所述主用户反馈的所述CI进行比较来确定所述配对用户。在另一实施例中，用户选择装置1301进一步被配置用于根据用户反馈的所述CI确定多个配对用户，并且通过比较所述多个配对用户反馈的信道质量指示来从中确定一个与所述主用户同时调度的最终配对用户。

根据本发明的一个实施例，用户所反馈的簇索引是用户根据结合图9A中的步骤906所描述的选择方法所选择的，例如是通过下述操作选择的：将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的最匹配基本波束子集或者包括最匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且使第二CI指示的簇包括所选择的最不匹配基本波束子集或者包括该最不匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

根据一个实施例，用户所反馈的CI可以等于第一预编码矩阵的索引，例如，使第二CI等于所选择的最不匹配基本波束子集所关联的第一预编码矩阵的索引。根据本发明的另一实施例，用户反馈的CI所指示的簇可以包括多个第一预编码矩阵，并且簇与第一预编码矩阵的映射关系可以如图9B所示，图中每个灰色方框代表PMI1。考虑到为减小短时码本尺寸，长时预编码码本包含的基本波束往往较少，导致对基本波束的全集的划分较为细致，基本波束子集数量较多，若依旧根据长时预编码矩阵PMI1索引作为用户调度与配对依据，则只有在用户数较多的条件下配对成功率才不会过低。因此在该实施例中，将处于邻近位置的PMI1归至一个CI中，从而CI的数目减少，以减少伙伴集合的方式增加配对率。将PMI1排布成UPA拓扑结构，考虑到用户在垂直域分布的局限性以及垂直波束对空间分割的不均匀性，可以在在水平方向上遵循均匀归并准则，而在垂直方向上根据波束下倾角的稀疏程度，例如采用1：3的非均匀归并准则进行簇的划分。依照该实施例的方法计算出的CI能够最大化用户配对成功率，同时确保配对用户之间干扰尽可能小。

根据本发明的实施例，调度装置1302被配置用于执行结合图10中的步骤1002所描述的操作。例如，在找到配对用户的情况下，在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户，进行MU-MIMO传输；在未找到配对用户的情况下，则在最佳干扰伙伴集合中随机选择一个用户，与主用户同时进行调度，或者只调度主用户以避免过大的干扰。

尽管本发明的一些实施例在无线通信的下行链路的背景下介绍，但是应当理解，本发明的实施例同样可以被应用于上行链路。本发明的实施例中的预编码构造方法可以在MIMO传输的发送方和接收方使用，预编码选择方法可以在MIMO传输的接收方使用，而调度方法可以在MIMO传输的发送方使用。此外作为MIMO传输的发送方和接收方均可以是例如蜂窝网的基站、微微基站，毫微微基站、中继节点，UE、、其他可能的节点以及其他无线网络中的任何节点。

还应该注意，图13的示意性结构中所示的各装置均为逻辑单元，因此，它们可以由硬件、软件、固件或者其组合实施；另外，图中所示的多个装置的功能在某些实施例中可以由单个装置来完成，或者图中所示的一个装置的功能在某些实施例中也可以由多个装置来实现。此外，在某些实施例中，可以省略图13中所示的某些装置，并且/或者可以包括图中未示出的其他装置，例如用于控制、编码调制和/或发射的装置。

在图14A中，示出使用本发明的实施例方法的3D MU-MIMO调度在120度扇区中获得的吞吐量。其中示出使用基本波束子集的不同划分方法(图7A-D中的方法)的结果。所使用的主要仿真参数如下：

基站高度：25m

小区半径：500m；

基站发射功率：46dBm

基站天线：8x8的均匀平面阵列UPA；水平间距半波长，垂直间距2倍波长；

码本：3D:KPC，其中盖N_v＝16，N_h＝32；2D:DFT

波束子集划分：均匀不重叠：4x16；水平重叠：4x32；垂直重叠8x16；水平和垂直均重叠：16x32；

长期反馈周期：100TTI；

短期反馈周期：1TTI；

用户高度：3(n-1)+1.5m，其中n取自[1，8]；

用户移动速度：3km/h。

在图中，还示出2D MU-MIMO情况下的吞吐量作为比较，并且分别给出***用户数为10个和50个的结果。由图中结果看出，无论采用图7A-7D中的哪种基本波束子集划分方法，***吞吐量相对于2D情况下均明显提高。并且，在用户较少的情况下(10)，基本波束子集的不同划分方法的差别不大，而在用户较多(50)的情况下，划分成部分重叠的基本波束子集能带来更高的吞吐量。

在图14B中示出在整个小区中的吞吐量的比较结果，与图14A类似，结果显示从整个小区的角度来看，根据本发明的实施例的方法，吞吐量可以获得明显提高。

以上已经结合附图介绍了本发明实施例的各方面。应当注意，只要以上描述的方法和结构布置概念适用，本发明也覆盖以上描述的方法步骤和操作的任何可设想组合，以及以上描述的节点、装置、模块或者单元的任何可设想组合。

一般而言，以上描述的方法和网络节点的相应功能块或者单元如果它仅被适配为执行该相应部分的所描述的功能则可以分别通过任何已知的装置、以硬件、软件、固件或者其组合实施。提到的方法步骤可以在个别功能块中实现或者由个别设备实现，或者方法步骤中的一个或者多个方法步骤可以在单个功能块中实现或者由单个设备实现。

一般而言，任何方法步骤适合被实施为软件或者由硬件实施而不改变本发明的思想。只要由方法步骤所定义的功能得以保留，这样的软件可以独立于软件码并且可以使用任何已知或者将来开发的编程语言、像例如Java、C++、C和汇编程序来指定。这样的硬件可以独立于硬件类型并且可以使用任何已知或者将来开发的硬件技术或者这些技术的任何混合来实施、比如MOS(金属氧化物半导体)、CMOS(互补MOS)、BiMOS(双极MOS)、BiCMOS(双极CMOS)、ECL(射极耦合逻辑)、TTL(晶体管-晶体管逻辑)、ASIC(专用IC(集成电路))部件、FPGA(现场可编程门阵列)部件、CPLD(复杂可编程逻辑器件)部件或者DSP(数字信号处理器)部件等。并且，这未排除有可能设备/装置或者模块的功能不是硬件实施的而是被实施为(软件)模块(诸如包括用于在一个或者多个处理器或者处理***上执行/运行的可执行软件代码部分的计算机程序或者计算机程序产品)中的软件的可能性。而软件在本说明书的意义上包括软件代码、比如包括代码装置或者部分或者计算机程序或者用于执行相应功能的计算机程序产品以及在有形介质、比如(具有在其上存储的相应数据结构或者代码装置/部分的)计算机可读(存储)介质上体现的软件或者可能在其处理期间在信号中或者在芯片中体现的软件(或者计算机程序或者计算机程序产品)。

即使以上根据附图参照示例描述本发明和/或示例性实施例，但是将理解它们不限于此。实际上，本领域技术人员清楚的是可以以许多方式修改本发明而不脱离如这里所公开的发明思想的范围。

Claims (30)

1.一种用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造方法，包括：

确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；

其中每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集；

其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角，并且同一列的波束具有相同的方位角；以及所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成；

其中所述确定多个第一预编码矩阵包括：

确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；

将所述基本波束的全集划分成多个基本波束子集；以及

利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵；

其中通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，

其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的方法，进一步包括：

确定多个第二预编码矩阵，以用于构成双码本矩阵，具体包括：

构造第二预编码矩阵W₂，W₂的形式为其中e_i ^(Nb)为选择矩阵，用于从基本波束子集X_k中的N_b个基本波束中选择一个基本波束；e_i ^(Nb)为N_bx1的向量，其中只有1个元素为1，其余为零；α为相位因子；其中α＝[1j-1–j]；在α有4个相位取值并且e_i ^(Nb)有N_b个可能的取值，W₂有4N_b个可能的表示。

4.一种用于多输入多输出传输***的预编码信息的选择方法，包括：

根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择与当前信道最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束；其中所述基本波束的全集通过下述方式之一被划分成多个基本波束子集：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集；

从所述多个基本波束子集中选择最匹配的基本波束子集和最不匹配的基本波束子集，所述最匹配的基本波束子集包括选择的所述最匹配的基本波束，并且所述最不匹配的基本波束子集包括选择的所述最不匹配的基本波束；以及

根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵；

其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角，并且同一列的波束具有相同的方位角；以及所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成；

其中根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵包括：

根据所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集X_k，按照从多个第一预编码矩阵中选择的相应的第一预编码矩阵W₁(k)；

其中所述多个第一预编码矩阵是通过以下确定的：

确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；将所述基本波束的全集划分成所述多个基本波束子集；以及利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

6.根据权利要求4所述的方法，其中根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵包括：

根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集的索引，得到所述相应的第一预编码矩阵在所述多个预编码矩阵中的索引。

7.根据权利要求4所述的方法，其中根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束包括：

根据所述信道状态信息的长期统计得到信道相关矩阵的特征向量，

至少部分地根据所述特征向量中的主特征向量与所述基本波束的全集中各个基本波束的距离，选择所述最匹配的基本波束和所述最不匹配的基本波束，以及

在所划分的所述多个基本波束子集部分重叠的情况下，至少部分地根据所述特征向量中第二特征向量来选择所述最匹配的基本波束子集和所述最不匹配的基本波束子集。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：

根据短时的信道状态信息，选择第二预编码矩阵，用于从给定的基本波束子集中选择波束。

9.根据权利要求4-8中任一权利要求所述的方法，还包括：

通过下列操作之一来选择簇索引CI：

-将CI选择为等于所选择的所述相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；

将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得所述第一CI指示的簇包括所选择的所述最匹配的基本波束子集或者所述最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且所述第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

至少将所选择的所述预编码矩阵的索引以及所述簇索引反馈给基站。

11.一种用于多输入多输出传输***的调度方法，包括：

至少部分地根据用户反馈的信道质量以及簇索引CI，选择要调度的主用户，以及确定与所述主用户同时被调度的配对用户；以及

当确定存在所述配对用户的情况下，至少部分地根据所述用户反馈的信道质量、第一预编码矩阵以及所述CI，在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户；

其中所述第一预编码矩阵选自多个第一预编码矩阵，所述多个第一预编码矩阵中的每个第一预编码矩阵与一个基本波束子集关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

12.根据权利要求11所述的方法，其中确定与所述主用户同时被调度的配对用户包括：

通过将其他用户反馈的CI与所述主用户反馈的CI进行比较来确定所述配对用户，其中所述其他用户和所述主用户反馈的CI是分别由所述其他用户和所述主用户通过下列操作之一选择的：

-将CI选择为等于所选择的相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得第一CI指示的簇包括所选择的最匹配的基本波束子集或者最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且第二CI指示的簇包括所选择的最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；以及，

所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

15.根据权利要求11所述的方法，其中通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，

其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

16.一种用于多输入多输出传输***的预编码矩阵的构造设备，包括：

第一预编码矩阵确定装置，用于确定多个第一预编码矩阵，以构成第一预编码码本；

其中每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集；

其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角，并且同一列的波束具有相同的方位角；以及

所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成；

其中所述第一预编码矩阵确定装置进一步包括：

波束定义装置，用于确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；

子集划分装置，用于将所述基本波束的全集划分成多个基本波束子集，以及

第一预编码矩阵构造装置，用于利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵；

其中通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，并且

其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。

17.根据权利要求16所述的设备，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的，并且

所述第一预编码矩阵确定装置进一步包括：

存储装置，用于存储所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项的预先定义，和/或接收装置，用于至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项。

18.根据权利要求16或者17所述的设备，进一步包括：

第二预编码矩阵确定装置，用于确定多个第二预编码矩阵，以用于构成双码本矩阵；具体包括：

构造第二预编码矩阵W₂，W₂的形式为其中e_i ^(Nb)为选择矩阵，用于从基本波束子集X_k中的N_b个基本波束中选择一个基本波束；e_i ^(Nb)为N_bx1的向量，其中只有1个元素为1，其余为零；α为相位因子；其中α＝[1j-1–j]；在α有4个相位取值并且e_i ^(Nb)有N_b个可能的取值，W₂有4N_b个可能的表示。

19.一种用于多输入多输出传输***的预编码信息的选择设备，包括，

波束选择装置，用于根据信道状态信息的长期统计，从基本波束的全集中选择最匹配的基本波束和最不匹配的基本波束；其中所述基本波束的全集通过下述方式之一被划分成多个基本波束子集：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集；

波束子集选择装置，用于从所述多个基本波束子集中选择最匹配的基本波束子集和最不匹配的基本波束子集，所述最匹配的基本波束子集包括选择的所述最匹配的基本波束，并且所述最不匹配的基本波束子集包括选择的所述最不匹配的基本波束；以及

第一预编码矩阵选择装置，用于根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集，从多个第一预编码矩阵中选择相应的第一预编码矩阵；

其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列UPA的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；并且所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成；

其中所述第一预编码矩阵选择装置用于根据所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集X_k，按照从多个第一预编码矩阵中选择的相应的第一预编码矩阵W₁(k)；

其中所述多个第一预编码矩阵是通过以下确定的：

确定所述基本波束的全集，其中每个所述基本波束由下倾角和方位角确定；将所述基本波束的全集划分成所述多个基本波束子集；以及利用所述多个基本波束子集中的每个构造相关联的第一预编码矩阵。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

21.根据权利要求19所述的设备，其中所述第一预编码矩阵选择装置用于根据选择的所述最匹配的基本波束子集和/或最不匹配的基本波束子集的索引，得到所述相应的第一预编码矩阵在所述多个预编码矩阵中的索引。

22.根据权利要求19所述的设备，其中所述波束选择装置用于：

根据所述信道状态信息的长期统计得到信道相关矩阵的特征向量，

至少部分地根据所述特征向量中的主特征向量与所述基本波束的全集中各个基本波束的距离，选择所述最匹配的基本波束和所述最不匹配的基本波束，以及

在所划分的所述多个基本波束子集部分重叠的情况下，至少部分地根据所述特征向量中第二特征向量来选择所述最匹配的基本波束子集和所述最不匹配的基本波束子集。

23.根据权利要求19所述的设备，还包括：

第二预编码矩阵选择装置，用于根据短时信道状态信息，选择第二预编码矩阵，用于从给定的基本波束子集中选择波束。

24.根据权利要求19-23中任一权利要求所述的设备，还包括：

簇索引(CI)选择装置，用于通过下列操作之一来选择簇索引CI：

-将CI选择为等于所选择的所述相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；

将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得第一CI指示的簇包括所选择的所述最匹配的基本波束子集或者所述最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且第二CI指示的簇包括所选择的所述最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

25.根据权利要求24所述的设备，还包括：

反馈装置，用于至少将所选择的所述预编码矩阵索引以及所述簇索引反馈给基站。

26.一种用于多输入多输出传输***的调度设备，包括，

用户选择装置，用于至少部分地根据用户反馈的信道质量以及用户反馈的簇索引CI，选择要调度的主用户，以及确定与所述主用户同时被调度的配对用户；以及；

调度装置，用于当确定存在所述配对用户的情况下，至少部分地根据所述用户反馈的信道质量、第一预编码矩阵以及所述CI，在同一时频资源上同时调度所述主用户和所述配对用户；

其中所述第一预编码矩阵选自多个第一预编码矩阵，所述多个第一预编码矩阵中的每个第一预编码矩阵与一个基本波束子集关联，所述多个基本波束子集是由基本波束的全集通过下述方式之一获得：

-将所述基本波束的全集划分成均匀的互不重叠的子集；

-将所述基本波束的全集划分成均匀的在水平域部分重叠的子集；

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域部分重叠的子集；以及

-将基本波束的全集划分成均匀的在垂直域和水平域均部分重叠的子集。

27.根据权利要求26所述的设备，其中所述用户选择装置通过将其他用户反馈的CI与所述主用户反馈的CI进行比较来确定所述配对用户，其中所述其他用户和所述主用户反馈的CI是分别由所述其他用户和所述主用户通过下列操作之一选择的：

-将CI选择为等于所选择的相应的第一预编码矩阵的索引；或者

-将所述多个基本波束子集或者与所述多个基本波束子集关联的所述多个第一预编码矩阵布置成两维均匀平面阵列的形式，其中所述均匀平面阵列的每行涉及的基本波束具有相同或者相近的下倾角，并且所述均匀平面阵列的每列涉及的基本波束具有相同或者相近的方位角；

将所述均匀平面阵列划分成在水平域均匀并且在垂直域不均匀的多个簇，其中至少一个簇包括多于一个基本波束子集或者多于一个第一预编码矩阵；以及

分别选择第一CI和第二CI，使得第一CI指示的簇包括所选择的最匹配的基本波束子集或者最匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵，并且第二CI指示的簇包括所选择的最不匹配的基本波束子集或者所述最不匹配的基本波束子集所关联的第一预编码矩阵。

28.根据权利要求26所述的设备，其中所述基本波束的全集被布置为均匀平面阵列的形式，其中同一行的波束具有相同的下倾角并且同一列的波束具有相同的方位角；以及，

所述基本波束的全集由均匀平面天线阵列生成。

29.根据权利要求26所述的设备，其中所述基本波束的全集、所述多个基本波束子集和所述多个第一预编码矩阵中的至少一项是预先确定的，或者是至少部分地通过接收来自网络节点的指示而确定的。

30.根据权利要求26所述的设备，其中所述多个第一预编码矩阵通过将每个所述第一预编码矩阵与多个基本波束子集的其中一个相关联，

其中W₁(k)表示第k个第一预编码矩阵，X_k表示第k个基本波束子集，并且k为非负整数值。