WO2011079429A1 - 生成预编码矩阵码书的方法和装置 - Google Patents

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WO2011079429A1
WO2011079429A1 PCT/CN2009/076145 CN2009076145W WO2011079429A1 WO 2011079429 A1 WO2011079429 A1 WO 2011079429A1 CN 2009076145 W CN2009076145 W CN 2009076145W WO 2011079429 A1 WO2011079429 A1 WO 2011079429A1
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antenna
precoding matrix
group
precoding
unit
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王键
周华
吴建明
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富士通株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0691—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H04B7/046—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account
    • H04B7/0469—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account taking special antenna structures, e.g. cross polarized antennas into account
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03343—Arrangements at the transmitter end

Definitions

  • the present invention generally relates to the technical field of wireless communications, and more particularly to a method and apparatus for generating a precoding matrix codebook for a multi-antenna communication system, and a base station capable of generating a precoding matrix codebook And a mobile terminal.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS GPRS
  • EDGE Enhanced Data Rate
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • CDMA2000 CDMA2000
  • WiMAX WiMAX
  • 3GPP LTE 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution
  • 3GPP LTE-Advanced 3rd Generation Partnership Project Evolution Technology Enhancement
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Out-put
  • 3GPP has added to the standard
  • MIMO technology-related content at the same time, MIMO has become a hot technology for 4th generation (4G) communication, and has become a key in almost all new wireless standards (such as HSDPA, 802.11n, 802.16e, 802.10, 802.20, etc.) a part of.
  • 4G 4th generation
  • the number of transmission layers or ranks supported by a multi-antenna system is less than or equal to the number of physical antennas of a multi-antenna system.
  • the process of converting the data of each layer into data on each physical antenna is called the precoding process of the signal.
  • the process of converting the data of each layer into data on each physical antenna by linear operation is called a linear precoding process of the signal.
  • a certain number of precoding matrices need to be designed in advance for the system.
  • the set of precoding matrices is called a precoding matrix codebook, and the number of precoding matrices in the precoding matrix codebook is called the size of the precoding matrix codebook.
  • the precoding matrix codebook including the size of the precoding matrix codebook and the elements of the precoding matrix codebook, directly affect the system throughput and other indicators. Therefore, in order to meet the improved requirements of the throughput of the system, it is necessary to carefully design the precoding matrix codebook of the multi-antenna system, including the size of the precoding matrix codebook and the precoding matrix elements in the precoding matrix codebook.
  • a method of generating a precoding matrix codebook for a communication system comprising: Determining at least one associated antenna group formed by antenna elements having a predetermined degree of correlation among a plurality of antenna elements of the communication system; and
  • an apparatus for generating a precoding matrix codebook for a communication system comprising:
  • a correlation antenna determining unit configured to determine at least one associated antenna group formed by antenna elements having a predetermined degree of correlation among a plurality of antenna elements of the communication system
  • a precoding matrix processing unit configured to select at least one associated antenna group from the determined associated antenna groups and to process a precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group such that for each selected For the relevant antenna group, after processing,
  • the precoding matrix codebook generated by the method and apparatus according to an embodiment of the present invention processes corresponding possible precoding matrices based on characteristics of signals related to antenna elements, so that optimal precoding can be obtained.
  • the matrix optimizes the performance parameters of the communication system (e.g., system throughput, etc.), and for a fixed coded modulation scheme, the block error rate (BLER) can also be reduced.
  • the process of generating and selecting the precoding matrix codebook can be significantly simplified, thereby effectively reducing the operating cost of the system.
  • a base station equipped with the above-described apparatus for generating a precoding matrix codebook of a communication system according to the present invention, whereby the above-described generating communication system according to the present invention can be executed The method of precoding matrix codebooks.
  • a mobile terminal equipped with the above-described apparatus for generating a precoding matrix codebook of a communication system according to the present invention, whereby the above-described generated communication according to the present invention can be performed
  • the method of precoding the matrix codebook of the system is provided.
  • a communication system comprising a base station and/or a mobile terminal according to an embodiment of the present invention as described above, whereby the above-described generated communication system according to the present invention can be executed The method of precoding matrix codebooks.
  • a storage medium includes machine readable program code that, when executed on a machine (eg, an information processing device), causes the machine to perform the generating communication described above in accordance with an embodiment of the present invention The method of precoding the matrix codebook of the system.
  • a machine eg, an information processing device
  • FIG. 1 shows a flow diagram of a method of generating a precoding matrix codebook for a communication system in accordance with an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a schematic diagram of one possible antenna configuration in a MIMO communication system with four transmit antennas; a schematic block diagram of the device and ⁇ , ', ⁇ ,
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of a computer that can be used to implement a method and apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flow diagram showing a method of generating a precoding matrix codebook for a communication system in accordance with an embodiment of the present invention. As shown, first, in step S110, at least one associated antenna group formed by antenna elements having a predetermined degree of correlation among a plurality of antenna elements of the communication system is determined.
  • step S120 at least one related antenna group is selected from the determined related antenna groups, and the precoding matrix corresponding to the selected related antenna group is processed, so that the selected antenna group is selected for each
  • the processed precoding matrix corresponding to each antenna unit in the selected related antenna group has a symmetrical property.
  • the characteristics of signals received or transmitted by the antenna unit are used as metrics to determine a predetermined degree of correlation among the plurality of antenna elements.
  • Sexually related antenna groups Specifically, the same antenna group can be connected to the same through the antenna unit.
  • Presetting the criteria for determining the relevant antenna group for example, it may be set if the statistical characteristics of the signals transmitted or received by the antenna unit are the same or the difference in the statistical characteristics of the signals is within a predetermined range (eg, less than or equal to a predetermined one)
  • the threshold value for example, 10%
  • the antenna unit mentioned here may include a single antenna or multiple antennas, depending on the specific configuration of the system, but no matter which configuration method is adopted by the antenna unit, the manner of determining the relevant antenna group is determined. They are all similar.
  • the statistical properties used to determine the signals of the associated antenna group may include: mean, variance, distribution function, autocorrelation function, cross-correlation function, and so on. The following is described one by one.
  • the statistical value of the signal is typically used to characterize the signal.
  • a simple example is the AWGN signal, which is an additive white Gaussian noise signal.
  • the statistic-mean value ⁇ for example, the arithmetic mean value
  • the statistic side difference ⁇ 2 are used to characterize the signal. If there are AWGN signals ⁇ (1) and ⁇ (2), and the mean ⁇ 2 and the variance ⁇ ⁇ ⁇ 2 2 of the two signals are equal, the statistical characteristics of the two random signals are considered to be the same, that is, have a predetermined degree Correlation. Similarly, if the difference between the mean ⁇ 2 of the two signals and/or the difference between the variances ⁇ and ⁇ 2 2 is within a predetermined range, the two signals can also be considered to have a predetermined degree of correlation. .
  • autocorrelation functions and cross-correlation functions can also be used to characterize the random signal. For example, for the random signal xl(t), x2(t),
  • the random signals yl(t), y2(t) and the random signal signals xl(t), x2(t) are considered to have the same statistical properties, i.e., have a predetermined degree of correlation.
  • the difference between the autocorrelation function and the cross-correlation function of the random signal yl(t), y2(t) and the random signal signal xl(t), x2(t) is within a predetermined range, It is considered that yl(t), y2(t) has a predetermined degree of correlation with the random signal signals xl(t), x2(t).
  • the mean, variance, distribution function, autocorrelation function, cross-correlation function, etc. can all characterize the statistical properties of random signals.
  • the statistical properties of a random signal are a reflection of the nature of the signal. Therefore, if two or more random signals have the same statistical characteristics, the two or more random signals can be considered to have the same property; if the difference between the statistical properties of two or several random signals is predetermined Within the range, the difference in properties of the two or more random signals can be considered small. Both of the above cases can be referred to as the two or more random letter correlations. Since the relevant antenna groups are determined based on the correlation of the statistical characteristics of the signals, the subsequent related aspects optimize the performance of the communication system, such as improving the throughput of the communication system, the block error rate, and the like.
  • the related antenna group can be determined by using any one of the foregoing methods for determining the statistical characteristics of the signal or a combination of any of the plurality of methods, that is, the at least one of the foregoing may be utilized according to actual needs.
  • any other suitable method can be used to measure the degree of correlation of signal properties.
  • the precoding matrix corresponding to the selected related antenna group is processed.
  • the process for each selected selected antenna group, in the case of removing at least one precoding matrix corresponding to the antenna unit from one antenna unit included in the selected related antenna group, from the correlation with the selection
  • the same number of symmetric precoding matrices are respectively removed from the precoding matrix corresponding to each antenna unit of the other antenna units included in the antenna group.
  • the symmetric precoding matrix has the same main element as the at least one precoding matrix removed from one of the antenna elements described above.
  • the corresponding processing is performed such that the processed antenna elements in the selected related antenna group are respectively
  • the corresponding precoding matrix has symmetrical properties.
  • the term "having a symmetrical property" herein may mean at least one of the following cases: that the processed precoding matrix corresponding to the corresponding antenna element has a symmetrical property in the matrix structure configuration; These The pre-coded pre-coding moments are pre-coded to have a symmetrical effect on the performance of the communication system, i.e., the impact on the performance of the communication system is the same or similar.
  • the CMP precoding codebook based on the QPSK constellation point and having a Rank (rank) of 3 may include a total of 24 precoding matrices.
  • Each of the antenna elements corresponds to four precoding matrices, and the first antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ is taken as an example, and the corresponding precoding matrix is as follows:
  • each of the four precoding matrices corresponding to the sixth antenna element ⁇ 3, 4 ⁇ is arranged in the third and fourth rows of the first column with its body element ⁇ 1, 1 ⁇ , ⁇ 1, -1 ⁇ , ⁇ 1, j ⁇ and ⁇ 1, -j ⁇ , As follows:
  • antennas and antenna elements in this example is for convenience of description and is not intended to limit the invention. For example, these different numbers are only used to indicate different antennas or antenna elements, rather than indicating that these antennas or antenna elements have a sequence or size relationship corresponding to the respective numbers, and the like.
  • one antenna unit includes two antennas, but those skilled in the art understand that this does not limit the present invention.
  • an antenna unit may also include an antenna or include More than two antennas. Regardless of the specific configuration of the antenna elements, the implementation of the method of generating a precoding matrix codebook in accordance with an embodiment of the present invention is not affected.
  • the relevant antenna group can be determined first from the above six antenna elements.
  • the relevant antenna group can be determined by using the method of determining the degree of correlation of the statistical characteristics of the signal as described above.
  • the first antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the sixth antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ belong to the same related antenna group.
  • the first antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the sixth antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ have exactly the same polarization direction, both being ⁇ 45 degrees, which differ only in the spatial position of the two antenna elements.
  • the phase difference ⁇ /2 where ⁇ is the wavelength of the carrier of the wireless communication system.
  • the spatial position difference of ⁇ /2 only affects the instantaneous characteristics of the antenna elements ⁇ 1, 2 ⁇ and the antenna elements ⁇ 3, 4 ⁇ without affecting the long-term statistical properties in time.
  • the first antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the sixth antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ have the same statistical characteristics, that is, have the same signal properties.
  • the same conclusion can be obtained, that is, the first antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the sixth antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ are transmitted or received.
  • the mean, variance, distribution function, autocorrelation function, and cross-correlation function of the signal are the same. Accordingly, it can be determined that the first antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the sixth antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ are formed as related antenna groups.
  • the second antenna unit ⁇ 1, 3 ⁇ and the fifth antenna unit ⁇ 2, 4 ⁇ belong to the same associated antenna group.
  • the second antenna unit ⁇ 1, 3 ⁇ and the fifth antenna unit ⁇ 2 , 4 ⁇ have the same statistical properties, that is, have the same signal properties.
  • the same conclusion can be obtained by using other methods of determining the statistical characteristics of the signal as described above, that is, the second antenna unit ⁇ 1, 3 ⁇ and the fifth antenna unit ⁇ 2, 4 ⁇ are transmitted or received.
  • the mean, variance, and distribution functions of the signals are the same.
  • the antenna elements ⁇ 1, 4 ⁇ and the antenna elements ⁇ 2, 3 ⁇ belong to the same associated antenna group.
  • the antenna elements ⁇ 1, 4 ⁇ and the antenna elements ⁇ 2, 3 ⁇ have the same antenna spacing, both of which are ⁇ /2, which differ only in the polarization directions of the two antenna groups. They are ⁇ +45 degrees, -45 degrees ⁇ and ⁇ -45 degrees, +45 degrees ⁇ .
  • the polarized signal it can be decomposed into a vertical direction vector V and a horizontal direction vector ⁇ .
  • the vertical direction vector V is exactly the same, and the horizontal direction vectors ⁇ differ by a minus sign, that is, there is a 180 degree phase difference.
  • the antenna unit ⁇ 1, 4 ⁇ and the antenna unit ⁇ 2, 3 ⁇ have The same statistical properties, ie with the same signal properties.
  • the same conclusion can be obtained by using other methods of determining the statistical characteristics of the signal as described above, namely, the antenna unit ⁇ 1, 4 ⁇ and the antenna unit ⁇ 2, 3 ⁇
  • the mean, variance, and distribution function of the transmitted or received signals are the same.
  • the relevant antenna groups are formed by antenna elements having the same signal statistical characteristics, those skilled in the art understand that, in other examples, depending on the specific requirements of system performance, signal statistical characteristics may also be used.
  • the antenna elements that differ within a predetermined range form an associated antenna group.
  • each antenna unit included in the relevant antenna group has the same signal property, if precoding matrices having the same subject element are respectively removed from the precoding matrices corresponding to the antenna elements,
  • the coding matrix has a symmetrical nature, and it is expected to obtain a precoding codebook that has an optimal influence on system performance (for example, system throughput, block error rate, etc.).
  • the coding matrix in this way, can reduce the 24 precoding matrices to 22. Then, two precoding matrices can be similarly removed from the precoding matrix corresponding to the two antenna elements included in any other related antenna group, and a precoding matrix codebook of size 20 can be obtained.
  • a precoding matrix codebook of size 20 it is also possible to remove the main elements ⁇ 1, 1 ⁇ , ⁇ 1, -1 ⁇ , ⁇ 1, j ⁇ and ⁇ 1, - from the antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ at the same time.
  • the precoding matrix corresponding to any two main elements in j ⁇ so that 24 precoding matrices can be reduced to 20, thereby obtaining a final pre-coded matrix codebook of size 20.
  • the goal is to obtain a precoding matrix codebook of size 20, but if the number of precoding matrix codebooks required is other, it can be easily set from one or more related antennas. How many precoding matrices are removed from the precoding matrix corresponding to each antenna unit included in the group.
  • the antenna elements ⁇ 1, 2 ⁇ and the antenna elements ⁇ 3 in the relevant antenna group are removed.
  • the corresponding precoding matrix exhibits a symmetrical property, that is, the processed precoding matrix corresponding to the antenna unit ⁇ 1, 2 ⁇ and the antenna unit ⁇ 3, 4 ⁇ has the same main element.
  • the precoding matrix codebook obtained after such processing can bring excellent characteristics to the communication system. .
  • antenna groups in this example the relevant antenna groups consisting of antenna elements ⁇ 1, 3 ⁇ and antenna elements ⁇ 2, 4 ⁇
  • Antenna unit ⁇ 1, 4 ⁇ and the associated antenna group composed of antenna elements ⁇ 2, 3 ⁇ perform similar processing. For example, if a precoding matrix is removed from each of the antenna elements ⁇ 1, 2 ⁇ and the antenna elements ⁇ 3, 4 ⁇ , the correlation may be made from the antenna elements ⁇ 1, 3 ⁇ and the antenna elements ⁇ 2, 4 ⁇ .
  • the antenna group and any one of the associated antenna groups consisting of the antenna unit ⁇ 1, 4 ⁇ and the antenna unit ⁇ 2, 3 ⁇ are removed from the pre-coding matrix with the same body element, and the size can be obtained.
  • a precoding matrix codebook of 20 is a precoding matrix codebook of 20.
  • a code matrix from any one of the three related antenna groups can be obtained.
  • a precoding matrix codebook of size 20 can be obtained.
  • the system performance can be determined by those skilled in the art. The requirements are determined, and the details are not described here.
  • cd represents 18 precoding matrix codebooks of size 20 from each code matrix included in an associated antenna group
  • C 3 *C 4 represents any two associated antenna groups of the three associated antenna groups.
  • a precoding matrix having the same body element is removed from each precoding matrix corresponding to each antenna element included in each associated antenna group, and 12 precoding matrix codebooks of size 20 are obtained, so that a total of 30 sizes are obtained.
  • a precoding matrix codebook of 20 is obtained.
  • the 30 codebooks are precoding matrix codebooks that can be used to optimize system performance after the above processing, so that the precoding matrix codebook selected from the application to the communication system will obtain optimal system performance, for example, further effective. Improve system throughput, block error rate, and more.
  • the apparatus 300 includes: an associated antenna determining unit 310 configured to determine at least one associated antenna group formed by antenna elements having a predetermined degree of correlation among a plurality of antenna elements of the communication system; and An encoding matrix processing unit 320 configured to select at least one associated antenna group from the determined set of related antennas and to process a precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group such that for each selected For the related antenna group, the processed precoding matrix corresponding to each antenna unit in the selected related antenna group has a symmetrical property.
  • the associated antenna determining unit 310 may be configured to Antenna elements whose signal statistical characteristics are the same or whose statistical characteristics differ within a predetermined range are determined to belong to the same related antenna group.
  • the statistical properties of the signal may include at least one of the following characteristics of the signal: mean, variance, distribution function, autocorrelation function, cross-correlation function.
  • the precoding matrix processing unit 320 may be configured. For each selected selected antenna group, in the case of removing at least one precoding matrix corresponding to the antenna unit from one of the selected antenna elements, from the selected associated antenna group The same number of symmetric precoding matrices are respectively removed from the precoding matrices corresponding to each antenna unit of the other antenna elements included.
  • the symmetric precoding matrix referred to herein has the same main element as the at least one precoding matrix removed from the one antenna unit.
  • the precoding matrix processing unit 320 may be configured to perform the method of generating a size 20 uplink CMP precoding matrix codebook for a MIMO system as described above with reference to FIG. 2, for an associated antenna group The processing of the precoding matrix corresponding to the included antenna unit.
  • the precoding matrix processing unit 320 may be configured to perform an operation of: selecting one of the three associated antenna groups determined by the associated antenna determining unit 310, from which the related antenna group is included Precoding matrix corresponding to one antenna unit, and precoding matrices corresponding to another antenna unit included in the related antenna group Two symmetric precoding matrices with the same body element are removed from the array.
  • the precoding matrix processing unit 320 may be configured to perform the following operations: selecting two related antenna groups from among three related antenna groups determined by the correlation antenna determining unit 310, for each of the two related antenna groups Removing a precoding matrix from a precoding matrix corresponding to one antenna unit included in the relevant antenna group, and removing one having the same body element from a precoding matrix corresponding to another antenna unit included in the related antenna group Symmetric precoding matrix.
  • a central processing unit (CPU) 401 executes various processes in accordance with a program stored in a read only memory (ROM) 402 or a program loaded from a storage portion 408 to a random access memory (RAM) 1903.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • data required when the CPU 1901 executes various processes and the like is also stored as needed.
  • the CPU 401, the ROM 402, and the RAM 403 are connected to each other via a bus 404.
  • Input/output interface 405 is also coupled to bus 404.
  • the following components are connected to the input/output interface 405: an input portion 406 (including a keyboard, a mouse, etc.), an output portion 407 (including a display such as a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), etc., and a speaker Etc.), storage portion 408 (including hard disk, etc.), communication portion 409 (including network interface cards such as LAN cards, modems, etc.).
  • the communication section 409 performs communication processing via a network such as the Internet.
  • the drive 410 can also be connected to the input/output interface 405 as needed.
  • Removable medium 411 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, etc. It can be installed on the drive 410 as needed, so that the computer program read therefrom is installed into the storage portion 408 as needed.
  • a program constituting the software is installed from a network such as the Internet or a storage medium such as the removable medium 411.
  • such a storage medium is not limited to the removable medium 411 shown in FIG. 4 in which a program is stored and distributed separately from the device to provide a program to the user.
  • the removable medium 411 include a magnetic disk (including a floppy disk (registered trademark)), an optical disk (including a compact disk read only memory (CD-ROM) and a digital versatile disk (DVD)), and a magneto-optical disk (including a mini disk (MD) (registered trademark) )) and semiconductor memory.
  • the storage medium may be the ROM 402, a hard disk included in the storage section 408, and the like, in which programs are stored, and distributed to the user together with the device containing them.
  • the present invention also proposes a program product for storing a machine readable instruction code.
  • the instruction code is read and executed by a machine, the above-described method according to an embodiment of the present invention can be performed.
  • a storage medium for a program product carrying the above-described storage machine readable instruction code is also included in the disclosure of the present invention.
  • the storage medium includes, but is not limited to, a floppy disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a memory card, a memory stick, and the like.
  • the method of the present invention is not limited to being performed in the chronological order described in the specification, and may be performed in other chronological order, in parallel, or independently. Therefore, the order of execution of the methods described in the present specification does not limit the technical scope of the present invention.
  • a method of generating a precoding matrix codebook for a communication system comprising: determining at least one correlation formed by antenna elements having a predetermined degree of correlation among a plurality of antenna elements of a communication system Antenna group; and
  • the precoding matrices corresponding to the units respectively have symmetrical properties.
  • the step of determining the at least one associated antenna group comprises the same statistical characteristic of the signal or a difference in statistical characteristics of the signal within a predetermined range.
  • the antenna elements are determined to belong to the same related antenna group, and the statistical characteristics of the signal include at least one of the following characteristics of the signal: mean, variance, distribution function, autocorrelation function, cross-correlation function.
  • a precoding matrix has the same body element.
  • the precoding matrix codebook is a cubic metric reservation of rank 3 for a multiple input multiple output MIMO system.
  • the communication system includes four transmit antennas, wherein the first antenna and the second antenna are configured to be cross-polarized, the third antenna and the fourth antenna are configured to be cross-polarized, and wherein The step of determining the relevant antenna group includes determining the relevant antenna group as follows:
  • a related antenna group formed by a first antenna unit composed of a first antenna and a second antenna and a sixth antenna unit composed of a third antenna and a fourth antenna;
  • a related antenna group formed by a second antenna unit composed of a first antenna and a third antenna and a fifth antenna unit composed of a second antenna and a fourth antenna;
  • An associated antenna group formed by a third antenna unit composed of a first antenna and a fourth antenna and a fourth antenna unit composed of a second antenna and a third antenna.
  • step of processing the precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group comprises:
  • Each of the antenna groups removes one precoding matrix from a precoding matrix corresponding to one antenna unit included in the relevant antenna group, and removes from a precoding matrix corresponding to another antenna unit included in the related antenna group A symmetric precoding matrix with the same body element.
  • step of processing the precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group comprises:
  • the precoding matrix of ⁇ 1, j ⁇ and ⁇ 1, -j ⁇ is removed to obtain the following precoding codebook of size 20:
  • step of processing the precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group comprises:
  • step of processing the precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group comprises:
  • the precoding matrix of ⁇ 1, 1 ⁇ and ⁇ 1, -1 ⁇ is removed to obtain a precoding code book of size 20 as follows:
  • Appendix 9 An apparatus for generating a precoding matrix codebook for a communication system, comprising: a correlation antenna determining unit configured to determine a predetermined degree of correlation among a plurality of antenna elements of the communication system At least one associated antenna group formed by the antenna elements; and
  • a precoding matrix processing unit configured to select at least one associated antenna group from the determined set of related antennas, and to process a precoding matrix corresponding to the selected associated antenna group such that for each The nature of the processed, selected, related antenna group.
  • the target antenna determining unit is configured to determine an antenna unit in which a statistical characteristic of the signal is the same or a difference in statistical characteristics of the signal is within a predetermined range
  • the statistical characteristics of the signal include at least one of the following characteristics of the signal: mean, variance, distribution function, autocorrelation function, cross-correlation function.
  • a precoding matrix has the same body element.
  • the precoding matrix codebook is a cubic metric reservation of rank 3 for a multiple input multiple output system CMP uplink precoding code book
  • the communication system includes four transmit antennas, wherein the first antenna and the second antenna are configured to be cross-polarized, the third antenna and the fourth antenna are configured to be cross-polarized, and wherein
  • the associated antenna determining unit is configured to determine the associated antenna group as follows:
  • Appendix 15 A base station having the apparatus for generating a precoding matrix codebook for a communication system according to any one of the supplementary notes 9-13.
  • Supplementary note 16 A communication system comprising the mobile terminal of the supplementary note 14 and/or the base station as set forth in Attachment 15.
  • Supplementary note 17 A program product storing a machine readable instruction code, the instruction code being executable by a machine and executable to perform the generation as described in any one of the supplementary notes 1-8 A method of precoding a matrix codebook for a communication system.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

生成预编码矩阵码书的方法和装置
技术领域
[01] 本发明总体上涉及无线通信的技术领域， 更具体而言， 涉及一种生成 用于多天线通信***的预编码矩阵码书的方法和装置、 以及能够生成预编 码矩阵码书的基站以及移动终端。
背景技术
[02] 到目前为止， 无线通信***已经得到了迅猛的发展。 原先的第二代移 动通信***、 即全球移动通信（GSM ) ***不断地向通用无线分组业务
( GPRS )、 增强型数据速率 GSM演进（EDGE )等技术演进， 大幅度地 提高了***的数据传输能力。 具有更高传输速率的第三代移动通信***、 例如宽带码分多址（ WCDMA )、 CDMA2000等技术也在全球许多国家和 地区范围内纷纷部署， 开始投入商用。 在蜂窝通信技术发展的同时， 其他 一些无线接入技术、 例如无线局域网 （WLAN ) 和微波接入全球互通
( WiMAX )技术也有了迅猛发展。此外，面向***移动通信***的 IEEE 802.16m技术和第三代合作伙伴计划长期演进（3GPP LTE )、 第三代合作 伙伴计划演进技术增强（3GPP LTE-Advanced )等项目也已经开始启动进 入研发阶段。
[03] 随着人们对高速多媒体通信以及高速无线因特网的接入业务需求急 速增长， 而又面临无线频谱资源有限的情况下， 利用现有的频带资源充分 提高通信***的传输速率和频谱利用率是 待解决的问题。 鉴于多天线技 术能提高传输容量或者信号质量， 以上各种***都釆用了多天线技术， 在 3GPP LTE-Advanced***中和 IEEE 802.16m中甚至定义了基站到移动台 的 8发射天线和 8接收天线的天线模式。
[04] 多入多出 （ Multiple-Input Multiple-Out-put, MIMO ) ***属于一种 多天线***， 其利用多根发射天线和多根接收天线进行数据传输的无线通 信***， 支持平行的数据流发送， 能够提供高数据率和大吞吐量以及更大 的通信距离， 已经成为学术研究和实际***中备受人们关注的关键技术之 一，通过近几年的持续发展， MIMO技术将越来越多地应用于各种无线通 信***。 在无线宽带移动通信***方面， 3GPP 已经在标准中加入了
MIMO技术相关的内容， 同时， MIMO也已经成为第 4代（4G )通信的 热门技术，并成为在几乎所有新的无线标准（如 HSDPA, 802.11η, 802.16e, 802.10, 802.20等） 中很关键的一部分。
[05] 在通常的情况下， 多天线传输中的平行数据流首先进行独立的前向纠 错码编码， 然后将编码后的码字映射到一个或者多个传输层上。 当码字映 射为多个传输层时， 将编码器输出的串行数据进行串并变换为相应的多层 即可。 在一次传输中， ***所支持的所有的层数又称为***的秩（Rank )。
[06] 一般来说， 多天线***所支持的传输层数或者秩小于或者等于多天线 ***的物理天线数。 将各层的数据转化为各物理天线上的数据的过程称为 信号的预编码过程。 特别的， 将各层的数据通过线性运算转化为各物理天 线上的数据的过程称为信号的线性预编码过程。 在现在的无线通信*** 中， 比如 LTE***、 WiMax***中， 受限于***的计算复杂度和信令控 制复杂度， 需要预先为***设计好一定个数的预编码矩阵。 预编码矩阵的 集合称为预编码矩阵码书， 预编码矩阵码书中的预编码矩阵的个数称为预 编码矩阵码书的大小。 在多天线***中， 预编码矩阵码书， 包括预编码矩 阵码书的大小和预编码矩阵码书的元素都直接影响***的吞吐量等指标。 因此， 为了满足***的吞吐量的改进需求， 需要精心设计多天线***的预 编码矩阵码书， 包括预编码矩阵码书的大小和预编码矩阵码书中的各预编 码矩阵元素。
发明内容
[07] 在下文中给出关于本公开的简要概述。 由于要给出的为概述， 因此必 然有简化、 概括和细节省略的情况。 本领域的技术人员应该认识到， 概述 部分仅是对本公开的说明， 而不应看作是对本公开的任何限定。 本说明书 中描述的装置和 /或方法和 /或其他主题的其他方面、 特征和优点将会由于 本说明书的阐述而变得清晰。 概述部分是用来以一种简化的方式导入多个 将在以下具体实施方式部分进一步描述的概念。 本概述部分既非用于确定 所要求保护主题的关键特征或必要特征， 也非用来作为确定所要求保护主 题的范围的辅助手段。
[08] 根据本发明的实施例， 提供了一种生成用于通信***的预编码矩阵码 书的方法， 包括： 确定由通信***的多个天线单元中具有预定程度的相关性的天线单 元所形成的至少一个相关天线组； 和
从所确定的相关天线组中选择至少一个相关天线组，并且对于与所选 择的相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理，以使得对于每一个选择的 相关天线组而言， 经过处理后的、与所选择的相关天线组中各天线单元分 别对应的预编码矩阵具有对称的性质。
[09] 根据本发明的实施例， 提供了一种生成用于通信***的预编码矩阵码 书的装置， 包括：
相关天线确定单元，其被配置成确定由通信***的多个天线单元中具 有预定程度的相关性的天线单元所形成的至少一个相关天线组； 和
预编码矩阵处理单元，其被配置成从所确定的相关天线组中选择至少 一个相关天线组，并且对于与所选择的相关天线组所对应的预编码矩阵进 行处理， 以使得对于每一个选择的相关天线组而言， 经过处理后的、 与所
[10] 根据本发明的实施例的方法和装置所生成的预编码矩阵码书通过基 于与天线单元有关的信号的特性来对可能的预编码矩阵进行相应处理， 以 便可以获得最佳的预编码矩阵， 使得通信***的性能参数（例如***吞吐 量等） 最优化， 对于固定的编码调制方案， 还可使得误块率（BLER ) 降 低。 而且， 还可使得预编码矩阵码书的生成和选取等过程得到显著简化， 从而有效降低***运行成本。
[11] 根据本发明的实施例， 提供了一种基站， 该基站配备有上述根据本发 明的生成通信***的预编码矩阵码书的装置， 由此可执行上述的根据本发 明的生成通信***的预编码矩阵码书的方法。
[12] 根据本发明的实施例， 提供一种移动终端， 该移动终端配备有上述根 据本发明的生成通信***的预编码矩阵码书的装置， 由此可执行上述的根 据本发明的生成通信***的预编码矩阵码书的方法。
[13] 根据本发明的实施例， 提供一种通信***， 该通信***包括如上所述 根据本发明的实施例的基站和 /或移动终端，由此可执行上述的根据本发明 的生成通信***的预编码矩阵码书的方法。
[14] 根据发明的实施例， 还提供了一种存储介质。 所述存储介质包括机器 可读的程序代码， 当在机器（例如信息处理设备）上执行所述程序代码时， 所述程序代码使得所述机器执行上述的根据本发明的实施例的生成通信 ***的预编码矩阵码书的方法。
[15] 根据本发明的实施例， 还提供了一种程序产品。 所述程序产品包括机 器可执行的指令， 当在机器 （例如信息处理设备）上执行所述指令时， 所 述指令使得所述机器执行根据本发明的上述的根据本发明的实施例的生 成通信***的预编码矩阵码书的方法。
附图说明
[16] 本发明的以上和其它目的、 特征和优点将通过参考下文中结合附图所 给出的描述而得到更好的理解。 在所有附图中， 相同或相似的附图标记表 示相同或者相似的部件。 在所述附图中：
[17] 图 1示出才艮据本发明的实施例的生成用于通信***的预编码矩阵码书 的方法的流程简图；
[18] 图 2示出在具有 4根发射天线的 MIMO通信***中一种可能的天线 配置的简图； 的装置的示意性框图 和 ^、 ' 、 ^ 、
[20] 图 4示出可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意 性框图。
具体实施方式
[21] 在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。 为了清楚和 简明起见， 在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。 然而， 应该了 解， 在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的 决定， 以便实现开发人员的具体目标， 例如， 符合与***及业务相关的那 些限制条件， 并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。 此外， 还应该了解， 虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的， 但对得益 于本公开内容的本领域技术人员来说， 这种开发工作仅仅是例行的任务。
[22] 在此， 还需要说明的一点是， 为了避免因不必要的细节而模糊了本发 明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和 /或处 理步骤， 而省略了与本发明关系不大的其他细节。 [23] 图 1是示出根据本发明的实施例的生成用于通信***的预编码矩阵码 书的方法的流程简图。 如图所示， 首先， 在步骤 S110, 确定由通信***的 多个天线单元中具有预定程度的相关性的天线单元所形成的至少一个相 关天线组。接着， 在步骤 S120, 从所述确定的相关天线组中选择至少一个 相关天线组， 并且对于与所选择的相关天线组所对应的预编码矩阵进行处 理， 以使得对于每一个选择的相关天线组而言， 经过处理后的、 与选择的 相关天线组中各天线单元分别对应的预编码矩阵具有对称的性质。
[24] 在图 1所示的生成预编码矩阵码书的方法的一种具体实施方式中， 把 天线单元接收或者发射的信号的特征作为衡量指标来确定多个天线单元 中具有预定程度的相关性的相关天线组。 具体而言， 可以通过天线单元接 属于相同的相关天线组。 预先设定用于确定相关天线组的准则， 例如， 可 以设定如果天线单元发射或者接收的信号的统计特性相同或者信号的统 计特性的差异在一个预定的范围内 （例如小于或等于一个预定的阈值， 例 如 10 % ), 则可认为信号的统计特性具有预定程度的相关性， 因而相应的 天线单元也具有预定程度的相关性， 由此可确定相应的天线单元为相关天 线单元， 即， 属于同一个相关天线组。 容易理解， 在此所说的天线单元既 可以包括单一的天线， 也可以包括多根天线， 这取决于***的具体配置情 况， 但无论天线单元釆取哪种构成方式， 确定相关天线组的方式都是类似 的。
[25] 在一个例子中， 用来确定相关天线组的信号的统计特性可以包括： 均 值， 方差， 分布函数， 自相关函数， 互相关函数等。 下面逐一描述。
[26] 对于随机变化的信号来说， 一般使用信号的统计值来表征该信号的特 性。 一个简单的例子是 AWGN信号， 也即加性白色高斯噪声信号。 对于 AWGN信号， 使用统计量一均值 μ (例如算术平均值）和统计量一方差 σ 2表征该信号的特性。 如果有 AWGN信号 η(1)和 η(2), 并且这两个信号的 均值 μ 2和方差 σ Λ σ 2 2相等， 则认为这两个随机信号的统计特性相 同， 即， 具有预定程度的相关性。 类似地， 如果这两个信号的均值 μ 2之间的差异和 /或方差 σ 、 σ 2 2之间的差异在一个预定的范围内， 则也可 认为这两个信号具有预定程度的相关性。
[27] 一般的说， 对于随机信号， 还可以使用信号的统计分布来表征该信号 的特征。比如对于瑞利衰落信号，该信号的实部和虚部都是正态分布信号， 并且该信号的实部和虚部不相关。 瑞利衰落信号的幅值服从瑞利分布， 瑞 利衰落信号的相角服从 [0，2π )的均匀分布。 如果有信号 m(l)和 m(2), 它 们的统计分布相同或者彼此的统计分布之间的差异在一个预定的范围内， 则可认为信号 m(l)和 m(2)的统计特性具有预定程度的相关性。
[28] 此外， 还可以使用自相关函数和互相关函数来表征该随机信号的特 性。 比如对于随机信号 xl(t), x2(t),
[29] 其自相关函数定义为：
[30] R )=
Figure imgf000008_0001
(公式 1 )
[31]
Figure imgf000008_0002
(公式 2)
[32] 其互相关函数定义为：
[33] R^iT) = Χι(ί)·χ2(ί"τ) ί (公式 3 )
[3] Rx2'Xl = «CX2 (t ώ (公式 4 )
[35] 其中， t代表时间， τ代表相关时间， *代表取共轭运算。
[36] 如果有信号 yl(t), y2(t), 其自相关函数和互相关函数如上述公式 1 - 4可类似地求得。 如果信号 yl(t)， y2(t)与信号 xl(t), x2(t) 的自相关函数 和互相关函数相同， 也即：
Figure imgf000008_0003
(Γ) = υτ)
[39] 那么认为随机信号 yl(t), y2(t)和随机信号信号 xl(t), x2(t)具有相同 的统计特性， 即， 具有预定程度的相关性。 类似地， 如果随机信号 yl(t), y2(t)和随机信号信号 xl(t), x2(t) 的自相关函数和互相关函数之间的差异 在一个预定的范围内， 则也可认为 yl(t), y2(t)与随机信号信号 xl(t), x2(t) 具有预定程度的相关性。
[40] 作为上述的表征和衡量信号的统计特性的各种方法的具体例子， 例如 可以参见 Theodore S. Rappaport (美 ) 的著作 Wireless Communications: Principles and Practice, Second Edition ， Prentice Hall PTR, ISBN: 7121026589以获得相关的具体细节。
[41] 以上可以看到， 均值， 方差， 分布函数， 自相关函数， 互相关函数 等， 都可以表征随机信号的统计特性。 随机信号的统计特性是该信号的性 质的反映。 因此， 如果两个或者几个随机信号具有相同的统计特性， 则可 认为该两个或者几个随机信号具有相同的性质； 如果两个或者几个随机信 号的统计特性之间的差异在预定的范围内， 则可认为该两个或者几个随机 信号的性质差异很小。 上述这两种情况均可被称为该两个或者几个随机信 相关性。 由于 据信号的统计特性的相关性来确定相关天线组， 使得后续 性相关的方面优化通信***的性能， 例如改善通信***的吞吐量、 误块率 等等。
[42] 当然， 本领域技术人员理解， 可利用上述的确定信号统计特性的任意 一种方式或者任意多种方式的组合来确定相关天线组， 即， 可才艮据实际需 要利用上述的至少一种确定信号统计特性的方式来确定相关天线组。 此 外， 除了上述的例子， 也可以利用其他任何合适的方法来衡量信号性质的 相关性程度。
[43] 在图 1所示的才艮据本发明实施例的生成预编码矩阵码书的方法的一种 具体实施方式中， 在对于与所选择的相关天线组所对应的预编码矩阵进行 处理的过程中， 对于每一个选择的相关天线组， 在从该选择的相关天线组 所包含的一个天线单元中去除与该天线单元对应的至少一个预编码矩阵 的情况下， 从与该选择的相关天线组中所包含的其他天线单元的每一天线 单元所对应的预编码矩阵中分别去除相同数量的对称的预编码矩阵。 在此 所说的对称的预编码矩阵与从上述的一个天线单元中去除的至少一个预 编码矩阵分别具有相同的主体元素。
[44] 如上所述， 在才艮据本发明的实施例的生成预编码矩阵码书的方法中， 行相应处理， 以使得经过处理后的、 与该选择的相关天线组中各天线单元 分别对应的预编码矩阵具有对称的性质。 在此所谓的 "具有对称的性质" 可以意指下列情况中的至少之一： 指经过处理后的、 相应的天线单元所对 应的预编码矩阵在矩阵结构配置方面具有对称的性质； 指通过利用这些经 过处理后的预编码矩进行预编码处理而对通信***的性能带来的影响是 对称的， 即， 对通信***的性能带来的影响是相同的或类似的。
[45] 在本具体实施方式中， 对于一个选择的相关天线组， 通过从该相关天 线组中包括的每一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除数量相同的、 且 具有相同的主体元素的方式来使得经过处理后的、 每一个天线单元所对应 的预编码矩阵具有对称的性质。 主体元素可以指预编码矩阵中占主导地位 的元素， 其对确定预编码矩阵的性质起主导作用。 由于具有对称的性质的 预编码矩阵对通信***的性能带来的影响是是相同的或类似的， 因此通过 这种方式获得的预编码矩阵码书可以优化通信***的性能， 例如改善通信 ***的吞吐量特性等等。
[46] 下面详细描述图 1所示的才艮据本发明的实施例的预编码矩阵的生成方 法的一个具体示例。 在该示例中， 生成用于 MIMO ***的上行立方量度 预留的 （CMP )预编码矩阵码书。 众所周知， 立方量度 (Cubic Metric, CM)是在 3GPP - LTE标准中用于直接表征上行功率放大器功率效率的降 低（或者称为功率退化 ( Power De-Rating ) )的参数。图 2示出这种 MIMO ***所包括的通信终端的天线配置简图。 如图 2所示， 天线 1和 2交叉极 化地配置， 天线 3和 4交叉极化地配置。 在上述交叉极化的天线配置情况 下、 基于 QPSK星座点且 Rank (秩）为 3的 CMP预编码码书总共可包 括 24个预编码矩阵。 例如， 天线 1 - 4可构成 = 6种天线单元， 即第一 天线单元 {1, 2}, 第二天线单元 {1, 3}, 第三天线单元 {1, 4}, 第四天线单 元 {2, 3} , 第五天线单元 {2, 4}和第六天线单元 {3, 4}。 其中每一个天线单 元对应 4个预编码矩阵， 以第一天线单元 {1, 2}为例， 其所对应的预编码 矩阵如下：
" "
Figure imgf000010_0001
[47] 其中， 在每一个预编码矩阵第一列的第 1 - 2个元素 {1, 1} , {1 , -1}, {1 , j}和 {1, -j}被称为是相应的每一个预编码矩阵的主体元素， ± 1和 ± j与 QPSK调制对应。
[48] 类似地， 第六天线单元 {3, 4}所对应的 4个预编码矩阵中的每一个是 在第一列的第三和第四行排列其主体元素 {1, 1} , {1, -1}, {1, j}和 {1, -j}, 如下所示:
0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1
1 0 0 ' 1 0 0 ' 1 0 0 ' 1 0 0
1 o o」 L- 1 0 0」 0 o」 L ' 0 o_
[49] 依此类推， 对于上述 6个天线单元就可得到 6*4=24个预编码矩阵， 如下所示-
[50] 第二天线单元 {1, 3}所对应的 4个预编码矩阵， 其中主体元素 {1, 1}, {1, -1}, {1, j}和 {1, -j}分别排列在第一列的第一和第三行：
1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
，
1 0 0 -1 0 0 j 0 0 -j 0 0
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1
[51] 第三天线单元 {1, 4}所对应的 4个预编码矩阵， 其中主体元素 {1, 1}, {1, -1}, {1, j}和 {1, -j}分别排列在第一列的第一和第四行：
1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
，
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1
1 0 0 -1 0 0 j 0 0 -j 0 0
[52] 第四天线单元 {2, 3}所对应的 4个预编码矩阵， 其中主体元素 {1, 1}, {1, -1}, {1， j}和 {1, -j}分别排列在第一列的第二和第三行：
0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
1 0 0 ' -1 0 0 ' 7 0 0 ' -j 0 0
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 [53] 第五天线单元 {2, 4}所对应的 4个预编码矩阵， 其中主体元素 {1, 1} , {1 , -1}, {1, j}和 {1, -j}分别排列在第二列的第二和第四行：
Figure imgf000012_0001
[54] 需要指出， 在本示例中天线以及天线单元的上述编号只是为了描述方 便而不是为了对本发明进行限制。 例如， 这些不同的编号只是为了表示不 同的天线或者天线单元， 而不是表示这些天线或者天线单元具有与各自的 编号对应的顺序或者大小关系等等。 此外， 在本示例中， 一个天线单元包 括了两根天线， 但是本领域技术人员理解， 这并不是对本发明构成限制， 取决于***的具体配置情况， 一个天线单元也可以包括一根天线或者包括 两根以上的天线。 无论天线单元的具体构成形式如何， 都不影响根据本发 明的实施例的生成预编码矩阵码书的方法的实现。
[55] 3GPP 有 关 标 准 （ 参 见 Final— ReportWGl#58— vl00.doc , http://www.3gpp.org/ftp/tsg ran/WGl RL1/TSGR1 58/Report/ )中规定在 图 2所示交叉极化的天线配置情况下、 基于 QPSK调制且 Rank为 3的 CMP预编码码书的大小为 20。 为了得到 3GPP标准中所规定的大小为 20 的预编码矩阵码书， 需要从上述的这种情况下所有可能的 24 个预编码矩 阵中去除 4个预编码矩阵。 如果任意地去除， 则共得到 = 10626个大小 为 20的预编码矩阵码书。 如果从这些可能的 10626个码书中任意选取预 编码矩阵码书应用于***， 将无法保证***的性能最优。 另外， 要从这样 数量庞大的码书中选取使得***具有理想的性能的合适的预编码矩阵码 书是复杂且费时的工作， 因而增加了通信***运行的成本。
[56] 为此， 才艮据本发明的实施例的生成预编码矩阵的方法的该示例， 可以 首先从以上 6个天线单元中确定相关天线组。 例如， 可以通过利用如上所 述的确定信号的统计特性的相关性程度的方法来确定相关天线组。
[57] 从图 2的天线配置图中可发现，天线 1和天线 3具有相同的极化方向， 天线 2和天线 4具有相同的极化方向。 通过利用上述的信号的统计特性分 析方法对 6个天线单元进行分析， 可得到如下结论。
[58] 第一天线单元 {1, 2}和第六天线单元 {3, 4}属于同一个相关天线组。 [59] 第一天线单元 {1, 2}和第六天线单元 {3, 4}具有完全相同的极化方向， 都是 ± 45度， 其不同之处仅仅在于两个天线单元的空间位置不同，相差 λ /2， 其中 λ是无线通信***载波的波长。 在无线移动通信环境中， λ /2 的 空间位置差异仅仅影响天线单元 {1, 2}和天线单元 {3, 4}的瞬时特性， 而 不影响在时间上的长期统计性质。 因此， 第一天线单元 {1, 2}和第六天线 单元 {3, 4}具有相同的统计特性， 也即具有相同的信号性质。 实际上， 通 过利用如上所述的确定信号的统计特性的方法， 也可以得到同样的结论， 即， 第一天线单元 {1, 2}和第六天线单元 {3, 4}所发送或接收的信号的均 值， 方差， 分布函数， 自相关函数， 互相关函数相同。 据此， 可以确定第 一天线单元 {1, 2}和第六天线单元 {3, 4}形成为相关天线组。
[60] 第二天线单元 {1, 3}和第五天线单元 {2, 4}属于同一个相关天线组。
[61] 由图 2发现， 第二天线单元 {1, 3}和第五天线单元 {2, 4}具有相同的 天线间距， 都是 λ /2， 其不同之处仅仅在于两个天线单元的极化方向， 分 别为 +45度和 -45度。根据电磁波与电磁场理论， 对于极化信号， 可以分解 为垂直方向向量 V, 和水平方向向量 Η。 对于第二天线单元 {1, 3}和第五 天线单元 {2， 4}， 其垂直方向向量 V完全相同， 其水平方向向量 Η相差一 个负号， 也即有 180度相差。 例如利用上述的通过信号的自相关函数， 互 相关函数进行分析的方法，可以发现， 固定的相差不影响信号的统计性质， 因此， 第二天线单元 {1， 3}和第五天线单元 {2, 4}具有相同的统计特性， 也即具有相同的信号性质。 类似地， 通过利用如上所述的确定信号的统计 特性的其他方法， 也可以得到同样的结论， 即， 第二天线单元 {1, 3}和第 五天线单元 {2, 4}所发送或接收的信号的均值， 方差， 分布函数相同。
[62] 天线单元 {1 , 4}和天线单元 {2, 3}属于同一个相关天线组。
[63] 由图 2发现， 天线单元 {1, 4}和天线单元 {2, 3}具有相同的天线间距， 都是 λ /2， 其不同之处仅仅在于两个天线组的极化方向， 分别为 {+45度， -45度}和{-45度， +45度}。 同上分析， 根据电磁波与电磁场理论， 对于极 化信号， 可以分解为垂直方向向量 V， 和水平方向向量 Η。对于天线组 {1, 4}和天线组 {2, 3} , 其垂直方向向量 V完全相同， 其水平方向向量 Η相差 一个负号， 也即有 180度相差。 例如利用上述的通过信号的自相关函数， 互相关函数进行分析的方法， 可以发现， 固定的相差不影响信号的统计性 质， 因此， 天线单元 {1, 4}和天线单元 {2, 3}具有相同的统计特性， 也即 具有相同的信号性质。 类似地， 通过利用如上所述的确定信号的统计特性 的其他方法， 也可以得到同样的结论， 即， 天线单元 {1, 4}和天线单元 {2, 3}所发送或接收的信号的均值， 方差， 分布函数相同。
[64] 虽然在本示例中， 是由具有相同的信号统计特性的天线单元形成相关 天线组， 但是本领域技术人员理解， 在其他示例中， 取决于***性能的具 体需求， 也可由信号统计特性的差异在预定范围内的天线单元形成相关天 线组。
[65] 容易理解， 由于相关天线组包括的各天线单元具有相同的信号性质， 如果从这些天线单元所对应的预编码矩阵中分别去除具有相同的主体元 素的预编码矩阵， 从而使得到的预编码矩阵具有对称的性质， 则可望得到 对***性能（例如， ***吞吐量、 误块率等） 的影响最优的预编码码书。
[66] 以上述相关天线单元 {1 , 2}和天线单元 {3, 4}为例。 如果从天线单元 {1 , 2}中去除主体元素 {1, 1}, {1, -1}, {1, j}和 {1, -j}中的至少一个主体 元素所对应的预编码矩阵， 则也相应地从天线单元 {3, 4}中去除具有相同 的主体元素的相同数量的预编码矩阵。 例如， 如果从天线单元 {1, 2}中去 除主体元素为 {1 , 1}的预编码矩阵， 则也相应地从天线单元 {3, 4}中去除 主体元素为 {1, 1}的预编码矩阵， 这样， 就可以将 24个预编码矩阵减少为 22个。 然后， 可以从任一个其他的相关天线组包括的两个天线单元所对应 的预编码矩阵中再类似地去除两个预编码矩阵， 则可得到大小为 20 的预 编码矩阵码书。 当然， 也可同时从天线单元 {1, 2}和天线单元 {3, 4}中各 去除与主体元素 {1, 1}, {1, -1}， {1, j}和 {1 , -j}中任意两个主体元素对应 的预编码矩阵， 这样就可以将 24个预编码矩阵减少为 20个， 从而得到最 终需要的大小为 20的预编码矩阵码书。
[67] 在本示例中， 目标是为了得到大小为 20 的预编码矩阵码书， 但是如 果需要得到的预编码矩阵码书是其他数量， 也可以容易地设定需要从一个 或者多个相关天线组包括的每一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除 多少个预编码矩阵。
[68] 从上面的处理可以看出， 由于去除的预编码矩阵具有相同的主体元 素， 因此在去除相应的预编码矩阵之后， 相关天线组中的天线单元 {1, 2} 和天线单元 {3, 4}对应的预编码矩阵呈现出一种对称的性质， 即， 经过处 理后的天线单元 {1, 2}和天线单元 {3, 4}对应的预编码矩阵具有分别相同 的主体元素。 此外， 如上所述， 由于天线单元 {1， 2}和天线单元 {3， 4}具 有相同的信号性质， 因此经过这种处理后得到的预编码矩阵码书可以为通 信***带来优异的特性。
[69] 在一种可替选实施方式中， 也可以对其他的相关天线组， 在该示例中 为由天线单元 {1 , 3}和天线单元 {2， 4}构成的相关天线组以及由天线单元 {1, 4}和天线单元 {2, 3}构成的相关天线组， 进行类似的处理。 例如， 如果先 从天线单元 {1 , 2}和天线单元 {3, 4}中各去除一个预编码矩阵， 则可从由 天线单元 {1, 3}和天线单元 {2, 4}构成的相关天线组以及由天线单元 {1 , 4} 和天线单元 {2， 3}构成的相关天线组中的任意一个相关天线组中再去除两 个具有相同的主体元素的预编码矩阵， 则可以得到大小为 20 的预编码矩 阵码书。 当然， 也是可以从这三个相关天线组的任意一个相关天线组包括 码矩阵， 则可以得到大小为 20 的预编码矩阵码书。 至于首先去除哪一个 相关天线组包括的天线单元所对应的预编码矩阵， 以及对于每一个天线单 元去除具有哪个或哪些主体元素对应的预编码矩阵， 可以由本领域技术人 员才艮据具体的***性能要求来确定， 细节在此不再赘述。
[70] 才艮据上述的本示例的处理， 总共可以得到 C d + C C = 3Q 个大小 为 20的预编码矩阵码书。其中， c d表示从一个相关天线组包括的每一 码矩阵， 得到 18个大小为 20的预编码矩阵码书， C3*C4表示对于三个相 关天线组中的任意两个相关天线组， 从每一个相关天线组包括的每一个天 线单元所对应的预编码矩阵中各去除一个具有相同主体元素的预编码矩 阵， 得到 12个大小为 20的预编码矩阵码书， 于是总共得到 30个大小为 20的预编码矩阵码书。
[71] 相比前述的 10626个大小为 20的预编码矩阵码书， 生成 30个大小为 20的预编码矩阵码书并从中选择码书显然简单得多， 由此可显著降低*** 运行成本。 另一方面， 这 30个码书是经过上述处理因而可以优化***性 能的预编码矩阵码书， 因此将从中选取的预编码矩阵码书应用于通信*** 将得到最优的***性能，例如进一步有效地改善***的吞吐量、误块率等。
[子 1 '
[73] 例子 1:
[74] 通过去除天线单元 {1，2}和天线单元 {3，4}中主体元素为 {1, j}， {1 , -j} 的预编码矩阵得到的预编码矩阵码书：
Figure imgf000016_0001
[75] 例子 2:
通过去除天线单元 {1，3}和天线单元 {2，4}中主体元素为 {1， j}， {1, -j}的预 编码矩阵得到的预编码矩阵码书： CMPRank-3 码书
■ 大小 =20
功率分配矩阵
Figure imgf000017_0001
Index 0 to 3 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
1 0 0 -1 0 0 0 1 0 j 0 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1
Index 4 to 7 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 -j 0 0 0 1 0 0 1 0
-1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1
0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0
Index 8 to 11 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0
-1 0 0 -j o 0 0 0 1 0 0 1
Index 12 to 15 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 -1 0 0 -j o 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0
Index 16 to 19 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0
-1 0 0 -j o 0 1 0 0 -1 0 0
[76] 例子 3:
[77] 通过去除天线单元 {1，3}和天线单元 {2，4}中主体元素为 {1， 1}， {1, -1} 的预编码矩阵得到的预编码矩阵码书：
Figure imgf000018_0001
[78] 此需要说明， 虽然上面给出 3个预编码矩阵码书的例子是通过从一 个具有相同主体元素的预编码矩阵而得到的， 但是， 通过本说明书的上面 的详细描述， 本领域技术人员很容易能得到上述的 30个大小为 20的预编 码矩阵码书中其他码书。 例如， 通过去除天线单元 {1，2}和天线单元 {3，4}中 主体元素为 {1 , j}的各一个预编码矩阵 （上面列出的该两个天线单元对应 的 4个预编码矩阵中从左边数第 3个预编码矩阵），然后去除天线单元 {1,3} 和天线单元 {2，4}中主体元素为 {1, -j}的各一个预编码矩阵（上面列出的该 两个天线单元对应的 4个预编码矩阵中从左边数第 4个预编码矩阵）， 于 是得到一个大小为 20 的预编码矩阵码书， 等等。 限于篇幅， 在此不对所 能得到的 30个大小为 20的预编码矩阵码书逐一详细描述。
[79] 图 3示出了才艮据本发明的实施例的生成用于多天线通信***的预编码 矩阵码书的装置 300。如图 3所示，装置 300包括：相关天线确定单元 310, 其被配置成确定由通信***的多个天线单元中具有预定程度的相关性的 天线单元所形成的至少一个相关天线组； 和预编码矩阵处理单元 320， 其 被配置成从所确定的相关天线组中选择至少一个相关天线组， 并且对于与 所选择的相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理， 以使得对于每一个选 择的相关天线组而言， 经过处理后的、 与所述选择的相关天线组中各天线 单元分别对应的预编码矩阵具有对称的性质。
[80] 在图 3示出的才艮据本发明的实施例的生成用于通信***的预编码矩阵 码书的装置 300的一种具体实施方式中， 相关天线确定单元 310可以被配 置成把信号的统计特性相同或者信号的统计特性的差异在预定的范围之 内的天线单元确定为属于同一个相关天线组。 信号的统计特性可以包括信 号以下特性中的至少一种： 均值， 方差， 分布函数， 自相关函数， 互相关 函数。
[81] 在图 3示出的才艮据本发明的实施例的生成用于通信***的预编码矩阵 码书的装置 300的另一种具体实施方式中， 预编码矩阵处理单元 320可以 被配置成对于每一个选择的相关天线组， 在从所选择的相关天线组所包含 的一个天线单元中去除与该天线单元对应的至少一个预编码矩阵的情况 下 , 从与所选择的相关天线组中所包含的其他天线单元的每一天线单元所 对应的预编码矩阵中分别去除相同数量的对称的预编码矩阵。 在此所说的 对称的预编码矩阵与从上述一个天线单元中去除的至少一个预编码矩阵 分别具有相同的主体元素。
[82] 根据一个具体示例， 预编码矩阵处理单元 320可以被配置成执行如上 述参照图 2描述的生成用于 MIMO***的大小为 20上行 CMP预编码矩 阵码书的方法中、 对相关天线组包括的天线单元所对应的预编码矩阵的处 理。
[83] 在该示例中， 预编码矩阵处理单元 320可以被配置成执行如下操作： 从由相关天线确定单元 310所确定的三个相关天线组中选择一个相关天线 组， 从该相关天线组包括的一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两个 预编码矩阵， 并从该相关天线组包括的另一个天线单元所对应的预编码矩 阵中去除两个具有相同的主体元素的对称的预编码矩阵。 或者， 预编码矩 阵处理单元 320可以被配置成执行如下操作： 从由相关天线确定单元 310 所确定的三个相关天线组中选择两个相关天线组， 对于这两个相关天线组 中的每一个， 从该相关天线组包括的一个天线单元所对应的预编码矩阵中 去除一个预编码矩阵， 并从该相关天线组包括的另一个天线单元所对应的 预编码矩阵中去除一个具有相同的主体元素的对称的预编码矩阵。
[84] 关于装置 300中的各个组成单元的操作的进一步细节， 可以参考以上 参照图 1 - 2描述的才艮据本发明的实施例的生成通信***的预编码矩阵码 书的方法的各个实施方式或示例， 这里不再逐一详细描述。
[85] 上述装置 300中各个组成模块、 单元、 子单元可以通过软件、 固件、 硬件或其组合的方式进行配置。 配置可使用的具体手段或方式为本领域技 术人员所熟知， 在此不再赘述。 在通过软件或固件实现的情况下， 从存储 介质或网络向具有专用硬件结构的计算机（例如图 4 所示的通用计算机 400 )安装构成该软件的程序， 该计算机在安装有各种程序时， 能够执行 各种功能等。
[86] 此外， 据本发明的实施例的生成预编码矩阵码书的方法可以在 MIMO通信***的移动终端侧实现、在基站侧实现、或者在移动终端侧和 基站侧联合地实现。 相应地， 上述图 3中示出的装置 300可以配备在移动 终端或者在基站中以实现根据本发明的实施例的生成预编码矩阵码书的 方法。 因此， 具有上述装置 300 的移动终端、 基站以及包括这种基站和 / 或移动终端的通信***也应被认为涵盖在本发明的保护范围之内。
[87] 图 4示出可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意 性框图。
[88] 在图 4中，中央处理单元 (CPU)401根据只读存储器 (ROM)402中存储 的程序或从存储部分 408加载到随机存取存储器 (RAM)1903的程序执行各 种处理。在 RAM 403中，还根据需要存储当 CPU 1901执行各种处理等等 时所需的数据。 CPU 401、 ROM 402和 RAM 403经由总线 404彼此连接。 输入 /输出接口 405也连接到总线 404。
[89] 下述部件连接到输入 /输出接口 405: 输入部分 406 (包括键盘、 鼠标 等等） 、 输出部分 407 (包括显示器， 比如阴极射线管 (CRT)、 液晶显示 器 (LCD)等， 和扬声器等）、 存储部分 408 (包括硬盘等）、 通信部分 409 (包括网络接口卡比如 LAN卡、 调制解调器等） 。 通信部分 409经由网 络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器 410也可连接到输入 /输出 接口 405。 可拆卸介质 411比如磁盘、 光盘、 磁光盘、 半导体存储器等等 可以根据需要被安装在驱动器 410上， 使得从中读出的计算机程序根据需 要被安装到存储部分 408中。
[90] 在通过软件实现上述系列处理的情况下， 从网络比如因特网或存储介 质比如可拆卸介质 411安装构成软件的程序。
[91] 本领域的技术人员应当理解， 这种存储介质不局限于图 4所示的其中 存储有程序、 与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质 411。 可拆卸介质 411的例子包含磁盘 (包含软盘 (注册商标))、 光盘（包含光盘只 读存储器 (CD-ROM)和数字通用盘 (DVD))、 磁光盘（包含迷你盘 (MD)(注 册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是 ROM 402、存储部分 408 中包含的硬盘等等， 其中存有程序， 并且与包含它们的设备一起被分发给 用户。
[92] 本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。 所述指 令代码由机器读取并执行时， 可执行上述根据本发明实施例的方法。
[93] 相应地， 用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存 储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、 磁光盘、 存储卡、 存储棒等等。
[94] 在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和 /或示 出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用， 与其它实施方式中的特征相组合， 或替代其它实施方式中的特征。
[95] 应该强调， 术语 "包括 /包含"在本文使用时指特征、 要素、 步骤或组 件的存在， 但并不排除一个或更多个其它特征、 要素、 步骤或组件的存在 或附加。
[96] 此外， 本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行， 也 可以按照其他的时间顺序地、 并行地或独立地执行。 因此， 本说明书中描 述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。
[97] 从上述描述从可以得到， 本发明涵盖了下列技术方案：
[98] 附记 1.一种生成用于通信***的预编码矩阵码书的方法， 包括： 确定由通信***的多个天线单元中具有预定程度的相关性的天线单 元所形成的至少一个相关天线组； 和
从所述确定的相关天线组中选择至少一个相关天线组，并且对于与所 述选择的相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理，以使得对于每一个选 择的相关天线组而言，经过处理后的、与所述选择的相关天线组中各天线 单元分别对应的预编码矩阵具有对称的性质。
[99] 附记 2. 如附记 1所述的方法， 其中， 所述的确定至少一个相关天线 组的步骤包括把信号的统计特性相同或者信号的统计特性的差异在预定 的范围之内的天线单元确定为属于同一个相关天线组， 所述信号的统计特 性包括信号的以下特性中的至少一种： 均值， 方差， 分布函数， 自相关函 数， 互相关函数。
[100] 附记 3. 如附记 1或 2所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的 相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
对于每一个选择的相关天线组，在从所述选择的相关天线组所包含的 一个天线单元中去除与该天线单元对应的至少一个预编码矩阵的情况下， 从与所述选择的相关天线组中所包含的其他天线单元的每一天线单元所 对应的预编码矩阵中分别去除相同数量的对称的预编码矩阵， 其中， 所述 对称的预编码矩阵与从所述一个天线单元中去除的至少一个预编码矩阵 分别具有相同的主体元素。
[101] 附记 4. 如附记 1 - 3中任一项所述的方法， 其中， 所述预编码矩阵码 书是用于多输入多输出 MIMO***的、秩为 3的立方量度预留的 CMP上 行预编码码书， 所述通信***包括四个发射天线， 其中第一天线与第二天 线交叉极化地配置， 第三天线与第四天线交叉极化地配置， 以及其中， 所 述的确定相关天线组的步骤包括确定如下的相关天线组：
由第一天线和第二天线构成的第一天线单元与由第三天线和第四电 线构成的第六天线单元所形成的相关天线组；
由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四电 线构成的第五天线单元所形成的相关天线组； 和
由第一天线和第四天线构成的第三天线单元与由第二天线和第三电 线构成的第四天线单元所形成的相关天线组。
[102] 附记 5. 如附记 4所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的相关 天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
从所形成的三个相关天线组中选择一个相关天线组，从该相关天线组 包括的一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两个预编码矩阵，并从该 相关天线组包括的另一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两个具有 相同的主体元素的对称的预编码矩阵； 或者
从所形成的三个相关天线组中选择两个相关天线组，对于这两个相关 天线组中的每一个，从该相关天线组包括的一个天线单元所对应的预编码 矩阵中去除一个预编码矩阵，并从该相关天线组包括的另一个天线单元所 对应的预编码矩阵中去除一个具有相同的主体元素的对称的预编码矩阵。
03] 附记 6. 如附记 5所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的相关 天线組所对应的预编码矩阵进行处理的步驟包括：
把由第一天线和第二天线构成的第一天线单元与由第三天线和第四 电线构成的第六天线单元所形成的相关天线组作为所述选择的相关天线 组， 以及， 将与所述第一天线单元所对应的预编码矩阵中主体元素为 {1, j}和 {1, - j}的预编码矩阵以及将与所述第六天线单元所对应的预编码矩 阵中主体元素为 {1, j}和 {1, - j}的预编码矩阵去除， 以便得到如下的大 小为 20的预编码码书：
Figure imgf000023_0001
0 0
其中， 功率分配矩阵 Λ =
0 0
04] 附记 7. 如附记 5所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的相关 天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
把由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四 电线构成的第五天线单元所形成的相关天线组作为所述选择的相关天线 组， 以及， 将与所述第二天线单元所对应的预编码矩阵中主体元素为 {1, j}和 {1, - j}的预编码矩阵以及将与所述第五天线单元所对应的预编码矩 阵中主体元素为 {1, j}和 {1 , - j}的预编码矩阵去除， 以便得到如下的大 小为 20的预编码码
Figure imgf000024_0001
0 0
其中， 功率分配矩阵 Λ =
0 0
05] 附记 8. 如附记 5所述的方法， 其中， 其中， 所述的对于与所述选择 的相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
把由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四 电线构成的第五天线单元所形成的相关天线组作为所述选择的相关天线 组， 以及， 将与所述第二天线单元所对应的预编码矩阵中主体元素为 {1, 1}和 {1, - 1}的预编码矩阵以及将与所述第五天线单元所对应的预编码矩 阵中主体元素为 {1, 1}和 {1, - 1}的预编码矩阵去除， 以便得到如下的大 小为 20的预编码码书：
Figure imgf000025_0001
其中， 功率分配矩阵 Λ =
Figure imgf000026_0001
[106] 附记 9.一种生成用于通信***的预编码矩阵码书的装置， 包括： 相关天线确定单元，其被配置成确定由通信***的多个天线单元中具 有预定程度的相关性的天线单元所形成的至少一个相关天线组； 和
预编码矩阵处理单元 ,其被配置成从所述确定的相关天线组中选择至 少一个相关天线组，并且对于与所述选择的相关天线组所对应的预编码矩 阵进行处理， 以使得对于每一个选择的相关天线组而言， 经过处理后的、 的性质。
[107] 附记 10. 如附记 9所述的装置， 其中， 所 目关天线确定单元被配置 成把信号的统计特性相同或者信号的统计特性的差异在预定的范围之内 的天线单元确定为属于同一个相关天线组， 所述信号的统计特性包括信号 的以下特性中的至少一种： 均值， 方差， 分布函数， 自相关函数， 互相关 函数。
[108] 附记 11. 如附记 9或 10所述的装置， 其中， 所述预编码矩阵处理单 元被配置成：
对于每一个选择的相关天线组 ,在从所述选择的相关天线组所包含的 一个天线单元中去除与该天线单元对应的至少一个预编码矩阵的情况下， 从与所述选择的相关天线组中所包含的其他天线单元的每一天线单元所 对应的预编码矩阵中分别去除相同数量的对称的预编码矩阵， 其中， 所述 对称的预编码矩阵与从所述一个天线单元中去除的至少一个预编码矩阵 分别具有相同的主体元素。
[109] 附记 12. 如附记 9 - 11中任一项所述的装置， 其中， 所述预编码矩阵 码书是用于多输入多输出 ΜΙΜΟ***的、 秩为 3的立方量度预留的 CMP 上行预编码码书， 所述通信***包括四个发射天线， 其中第一天线与第二 天线交叉极化地配置， 第三天线与第四天线交叉极化地配置， 以及其中， 所述相关天线确定单元被配置成确定如下的相关天线组：
由第一天线和第二天线构成的第一天线单元与由第三天线和第四电 线构成的第六天线单元所形成的相关天线组；
由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四电 线构成的第五天线单元所形成的相关天线组； 和
由第一天线和第四天线构成的第三天线单元与由第二天线和第三电 线构成的第四天线单元所形成的相关天线组。
[110] 附记 13. 如附记 12所述的装置， 其中， 所述预编码矩阵处理单元被 配置成：
从由相关天线确定单元所确定的三个相关天线组中选择一个相关天 线组，从该相关天线组包括的一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两 个预编码矩阵，并从该相关天线组包括的另一个天线单元所对应的预编码 矩阵中去除两个具有相同的主体元素的对称的预编码矩阵； 或者
从由相关天线确定单元所确定的三个相关天线组中选择两个相关天 线組，对于这两个相关天线组中的每一个，从该相关天线组包括的一个天 线单元所对应的预编码矩阵中去除一个预编码矩阵，并从该相关天线组包 括的另一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除一个具有相同的主体元 素的对称的预编码矩阵。
[111] 附记 14. 一种移动终端， 其具有如附记 9 - 13中任一项所述的生成用 于通信***的预编码矩阵码书的装置。
[112] 附记 15. —种基站， 其具有如附记 9 - 13中任一项所述的生成用于通 信***的预编码矩阵码书的装置。
[113] 附记 16. —种通信***， 包括如附记 14所述的移动终端和 /或如附记 15所述的基站。
[114] 附记 17. —种存储有机器可读取的指令代码的程序产品， 所述指令代 码由机器读取并执行时， 可执行如附记 1 - 8 中任何一项所述的生成用于 通信***的预编码矩阵码书的方法。
[115] 附记 18. —种承载有如附记 17所述的程序产品的存储介质。
[116] 尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披 露， 但是应该理解， 上述的所有实施例和示例均是示例性的， 而非限制性 的。 本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的 各种修改、 改进或者等同物。 这些修改、 改进或者等同物也应当被认为包 括在本发明的保护范围内。

Claims

权利 要求 书
1.一种生成用于通信***的预编码矩阵码书的方法， 包括： 确定由通信***的多个天线单元中具有预定程度的相关性的天线单 元所形成的至少一个相关天线组； 和
从所述确定的相关天线组中选择至少一个相关天线组，并且对于与所 述选择的相关天线組所对应的预编码矩阵进行处理，以使得对于每一个选 择的相关天线组而言，经过处理后的、与所述选择的相关天线组中各天线 单元分别对应的预编码矩阵具有对称的性质。
2. 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述的确定至少一个相关天线 组的步骤包括把信号的统计特性相同或者信号的统计特性的差异在预定 的范围之内的天线单元确定为属于同一个相关天线组，所述信号的统计特 性包括信号的以下特性中的至少一种： 均值， 方差， 分布函数， 自相关函 数， 互相关函数。
3. 如权利要求 1或 2所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的 相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
对于每一个选择的相关天线组 ,在从所述选择的相关天线组所包含的 一个天线单元中去除与该天线单元对应的至少一个预编码矩阵的情况下， 从与所述选择的相关天线组中所包含的其他天线单元的每一天线单元所 对应的预编码矩阵中分别去除相同数量的对称的预编码矩阵，其中， 所述 对称的预编码矩阵与从所述一个天线单元中去除的至少一个预编码矩阵 分别具有相同的主体元素。
4. 如权利要求 1 - 3中任一项所述的方法， 其中， 所述预编码矩阵码 书是用于多输入多输出 MIMO***的、 秩为 3的立方量度预留的 CMP 上行预编码码书，所述通信***包括四个发射天线，其中第一天线与第二 天线交叉极化地配置， 第三天线与第四天线交叉极化地配置， 以及其中， 所述的确定相关天线组的步骤包括确定如下的相关天线组：
由第一天线和第二天线构成的第一天线单元与由第三天线和第四电 线构成的第六天线单元所形成的相关天线组；
由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四电 线构成的第五天线单元所形成的相关天线组； 和
由第一天线和第四天线构成的第三天线单元与由第二天线和第三电 线构成的第四天线单元所形成的相关天线组。
5. 如权利要求 4所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的相关 天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
从所形成的三个相关天线组中选择一个相关天线組，从该相关天线组 包括的一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两个预编码矩阵，并从该 相关天线组包括的另一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两个具有 相同的主体元素的对称的预编码矩阵； 或者
从所形成的三个相关天线组中选择两个相关天线组，对于这两个相关 天线组中的每一个，从该相关天线组包括的一个天线单元所对应的预编码 矩阵中去除一个预编码矩阵，并从该相关天线组包括的另一个天线单元所 对应的预编码矩阵中去除一个具有相同的主体元素的对称的预编码矩阵。
6. 如权利要求 5所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的相关 天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
把由第一天线和第二天线构成的第一天线单元与由第三天线和第四 电线构成的第六天线单元所形成的相关天线组作为所述选择的相关天线 组， 以及， 将与所述第一天线单元所对应的预编码矩阵中主体元素为 {1, j}和 {1, _ j}的预编码矩阵以及将与所述第六天线单元所对应的预编码矩 阵中主体元素为 {1, j}和 {1 , - j}的预编码矩阵去除， 以便得到如下的大 小为 20的预编码码 序号 0 to 3 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
1 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 1 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 j o 0
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 序号 4 to 7 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
-1 0 0 -j o 0 0 0 1 0 0 1
0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0 序号 8 to 11 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0
-1 0 0 —j o 0 0 0 1 0 0 1 序号 12 to 15 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 -1 0 0 -j o 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0 序号 16 to 19 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0
-1 0 0 -j o 0 1 0 0 -1 0 0
其中， 功率分配矩阵 Λ =
Figure imgf000030_0001
7. 如权利要求 5所述的方法， 其中， 所述的对于与所述选择的相关 天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
把由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四 电线构成的第五天线单元所形成的相关天线组作为所述选择的相关天线 组， 以及， 将与所述第二天线单元所对应的预编码矩阵中主体元素为 {1, j}和 {1, - j}的预编码矩阵以及将与所述第五天线单元所对应的预编码矩 阵中主体元素为 {1 , j}和 {1 , - j}的预编码矩阵去除， 以便得到如下的大 小为 20的预编码码书:
Figure imgf000031_0001
8. 如权利要求 5所述的方法， 其中， 其中， 所述的对于与所述选择 的相关天线组所对应的预编码矩阵进行处理的步骤包括：
把由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四 电线构成的第五天线单元所形成的相关天线组作为所述选择的相关天线 组， 以及， 将与所述第二天线单元所对应的预编码矩阵中主体元素为 {1, 1}和 {1, - 1}的预编码矩阵以及将与所述第五天线单元所对应的预编码矩 阵中主体元素为 {1, 1}和 {1, - 1}的预编码矩阵去除， 以便得到如下的大 小为 20的预编码码书：
Index 0 to 3 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
1 0 0 -1 0 0 0 1 0 j 0 0
0 1 0 0 1 0 j 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1
Index 4 to 7 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 - j 0 0 0 1 0 0 1 0
-j o 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1
0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0
Index 8 to 11 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 1 1 0 0 j o 0
-1 0 0 -j o 0 0 0 1 0 0 1
Index 12 to 15 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 -1 0 0 -j o 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 j 0 0 j o 0
Index 16 to 19 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0
-j o 0 - j o 0 1 0 0 -1 0 0
其中， 功率分配矩阵 Λ =
Figure imgf000032_0001
9.一种生成用于通信***的预编码矩阵码书的装置， 包括： 相关天线确定单元，其被配置成确定由通信***的多个天线单元中具 有预定程度的相关性的天线单元所形成的至少一个相关天线组； 和
预编码矩阵处理单元，其被配置成从所述确定的相关天线组中选择至 少一个相关天线组，并且对于与所述选择的相关天线组所对应的预编码矩 阵进行处理， 以使得对于每一个选择的相关天线组而言， 经过处理后的、 ^另 '，
的性质。
10. 如权利要求 9所述的装置， 其中， 所 关天线确定单元被配置 成把信号的统计特性相同或者信号的统计特性的差异在预定的范围之内 的天线单元确定为属于同一个相关天线组，所述信号的统计特性包括信号 的以下特性中的至少一种： 均值， 方差， 分布函数， 自相关函数， 互相关 函数。
11. 如权利要求 9或 10所述的装置， 其中， 所述预编码矩阵处理单 元被配置成：
对于每一个选择的相关天线组，在从所述选择的相关天线组所包含的 一个天线单元中去除与该天线单元对应的至少一个预编码矩阵的情况下， 从与所述选择的相关天线組中所包含的其他天线单元的每一天线单元所 对应的预编码矩阵中分别去除相同数量的对称的预编码矩阵， 其中， 所述 对称的预编码矩阵与从所述一个天线单元中去除的至少一个预编码矩阵 分别具有相同的主体元素。
12. 如权利要求 9 - 11中任一项所述的装置， 其中， 所述预编码矩阵 码书是用于多输入多输出 MIMO***的、秩为 3的立方量度预留的 CMP 上行预编码码书， 所述通信***包括四个发射天线， 其中第一天线与第二 天线交叉极化地配置， 第三天线与第四天线交叉极化地配置， 以及其中， 所^ =目关天线确定单元被配置成确定如下的相关天线組：
由第一天线和第二天线构成的第一天线单元与由第三天线和第四电 线构成的第六天线单元所形成的相关天线组；
由第一天线和第三天线构成的第二天线单元与由第二天线和第四电 线构成的第五天线单元所形成的相关天线组； 和
由第一天线和第四天线构成的第三天线单元与由第二天线和第三电 线构成的第四天线单元所形成的相关天线组。
13. 如权利要求 12所述的装置， 其中， 所述预编码矩阵处理单元被 配置成：
从由相关天线确定单元所确定的三个相关天线组中选择一个相关天 线组，从该相关天线组包括的一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除两 个预编码矩阵，并从该相关天线组包括的另一个天线单元所对应的预编码 矩阵中去除两个具有相同的主体元素的对称的预编码矩阵； 或者
从由相关天线确定单元所确定的三个相关天线组中选择两个相关天 线组，对于这两个相关天线组中的每一个，从该相关天线组包括的一个天 线单元所对应的预编码矩阵中去除一个预编码矩阵，并从该相关天线组包 括的另一个天线单元所对应的预编码矩阵中去除一个具有相同的主体元 素的对称的预编码矩阵。
14. 一种移动终端，其具有如权利要求 9 - 13中任一项所述的生成用 于通信***的预编码矩阵码书的装置。
15. —种基站，其具有如权利要求 9 - 13中任一项所述的生成用于通 信***的预编码矩阵码书的装置。
16. 一种通信***， 包括如权利要求 14所述的移动终端和 /或如权利 要求 15所述的基站。
17. 一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品，所述指令代码由 机器读取并执行时， 可执行如权利要求 1 - 8中任何一项所述的生成用于 通信***的预编码矩阵码书的方法。
18. 一种承载有如权利要求 17所述的程序产品的存储介质。
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