專利名稱：多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼本構(gòu)造技術(shù)，特別是指一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法和裝置。

背景技術(shù)：
在無線通信多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Out-put)系統(tǒng)中，如果在發(fā)送端和接收端都使用多根天線，則可以采取空間復(fù)用的方式來獲取更高的速率在發(fā)射端相同的時(shí)頻資源的不同天線位置上發(fā)射不同的數(shù)據(jù)，這樣就能夠提高傳輸速率。在接收端可以通過信道估計(jì)獲取各個(gè)收發(fā)天線之間的信道信息(CSI，Channel State Information)，可以將這些CSI組成多個(gè)信道矩陣。由于接收端獲取了發(fā)射信號(hào)所歷經(jīng)的信道矩陣，因此即使各天線發(fā)射不同的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過信道矩陣后，接收端仍然能夠解出各天線上不同的發(fā)射數(shù)據(jù)。
相對(duì)于利用信道矩陣直接解出各天線上發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，一種增強(qiáng)的手段是采用發(fā)射預(yù)編碼技術(shù)。在發(fā)射端定義“層”的概念在同一時(shí)頻資源上，每層可以傳輸不同的數(shù)據(jù)調(diào)制符號(hào)(即數(shù)據(jù))，層數(shù)等于該時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的信道矩陣的秩(Rank)。對(duì)層上的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼處理，映射到天線后再經(jīng)過空中信道發(fā)送給接收端。如果在發(fā)射端能夠得知完整準(zhǔn)確的CSI，那么可以對(duì)CSI組成的信道矩陣進(jìn)行奇異值分解(Singular Value Decomposition)，然后把分解出的右特征矢量組成的矩陣作為預(yù)編碼矩陣，基于該矩陣對(duì)各層數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼處理。
基于完整準(zhǔn)確CSI，可以對(duì)各層數(shù)據(jù)做到最優(yōu)的預(yù)編碼處理。然而，CSI往往只有在接收端才能直接準(zhǔn)確的獲取，而在發(fā)射端想要準(zhǔn)確獲取CSI只能通過接收端向發(fā)射端進(jìn)行CSI反饋的方式。由此可以看出，在預(yù)編碼技術(shù)中一個(gè)重要的問題就是如何獲取、利用CSI。在目前主流的標(biāo)準(zhǔn)中，MIMO系統(tǒng)提供給CSI反饋的信道容量都是有限的，由于整個(gè)CSI的反饋量非常大，因此主流的反饋方法都是基于碼本的方式，反饋的內(nèi)容是信道矩陣的右特征矢量組成的矩陣、即預(yù)編碼矩陣。
基于碼本反饋的預(yù)編碼基本原理為假設(shè)反饋CSI的信道開銷比特?cái)?shù)為Bbps/Hz(B為正整數(shù))。那么可用的碼字的個(gè)數(shù)為N＝2B；所有的預(yù)編碼矩陣的量化值構(gòu)成碼本

FN為碼字，發(fā)射端與接收端共同保存此碼本。對(duì)每次信道實(shí)現(xiàn)H，接收端根據(jù)一定準(zhǔn)則從

中選擇一個(gè)最優(yōu)碼字FN，將其對(duì)應(yīng)的碼字序號(hào)N反饋給發(fā)射端。發(fā)射端根據(jù)碼字序號(hào)找到對(duì)應(yīng)的碼字，對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)塊進(jìn)行預(yù)編碼。
一般來說，

可以進(jìn)一步的被劃分為多個(gè)Rank對(duì)應(yīng)的子碼本，每個(gè)Rank會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)值來量化該Rank下的信道矩陣的右特征矢量構(gòu)成的預(yù)編碼矩陣。由于信道矩陣的Rank和非零右特征矢量個(gè)數(shù)是相等的，因此，一般來說Rank為N時(shí)的碼字都會(huì)有N列，所以我們可以把碼本

按Rank分為多個(gè)子碼本，如表1所示
表1 在能夠完全準(zhǔn)確地獲取CSI時(shí)，預(yù)編碼的性能是最好的。由于反饋開銷(用于反饋的信道容量)的限制，只能采用基于碼本的CSI反饋和發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)的預(yù)編碼。在實(shí)際的MIMO系統(tǒng)中，碼本的設(shè)計(jì)非常重要，碼本設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目標(biāo)就是保證量化誤差盡量小，且碼本實(shí)現(xiàn)簡單，開銷合理，存儲(chǔ)量小。
除此之外，考慮到一些具體的應(yīng)用，碼本設(shè)計(jì)還應(yīng)該滿足以下的特性 1、恒模特性碼本設(shè)計(jì)時(shí)考慮使碼本的各預(yù)編碼碼字中的行矢量具有恒模特性，可以使得經(jīng)過預(yù)編碼后，各天線上分配的功率是相等的，避免了峰均比指標(biāo)(PAPR)的增加，可以使得各功率放大器(PA，Power Amplifier)之間的功率放大平衡。因此，恒模特性的基本要求是預(yù)編碼矩陣的每一行具有相同的模值，在Rank＝1時(shí)，恒模特性要求每個(gè)元素的模值都相等。
2、正交特性對(duì)信道矩陣進(jìn)行SVD分解后，得到的各個(gè)右特征矢量一定是正交的。碼本的設(shè)計(jì)是為了匹配信道矩陣的右特征矢量方向，因此，設(shè)計(jì)的碼字也應(yīng)該符合這一特征，在Rank＞1的預(yù)編碼碼字中，各列矢量都應(yīng)該是正交的。正交特性是一個(gè)重要的原則，無論如何設(shè)計(jì)碼本，這個(gè)特性是一定需要滿足的，這樣才能保證碼本的量化精度。
3、8PSK特性考慮到實(shí)現(xiàn)收發(fā)端預(yù)編碼處理的復(fù)雜度，因此需要限定每個(gè)元素的取值只能從8相移鍵控(PSK，Phase Shift Keying)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)上選擇，稱為8PSK特性。限定碼本具有8PSK特性，即對(duì)碼本進(jìn)行歸一化處理前，每個(gè)元素的取值就只能從8PSK的字母集中選擇。
碼本設(shè)計(jì)時(shí)，不滿足上述特性中的任意一種都會(huì)帶來相應(yīng)的缺陷，不滿足正交特性會(huì)使量化誤差很大；不滿足恒模特性會(huì)使天線各PA之間功率不平衡；不滿足8PSK特性會(huì)使發(fā)送端預(yù)編碼的復(fù)雜度增加。此時(shí)，可以在某些場景下考慮增加每個(gè)元素的取值為0，這樣不會(huì)影響預(yù)編碼的復(fù)雜度。
目前，現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于碼本的設(shè)計(jì)有以下幾種方案 一、現(xiàn)有的主流標(biāo)準(zhǔn)第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP，3rd Generation PartnershipProject)長期演進(jìn)(LTE，Long Term Evolution)LTE(R8)的4天線(4Tx)碼本設(shè)計(jì)中采用了基于Household變換的碼本，其思想是選取16個(gè)矢量u0～u15；對(duì)這16個(gè)矢量進(jìn)行Household變換得到Household矩陣Wn(W0～W15)，(n為0～15)；從Wn中抽取全部或部分列來構(gòu)成各Rank下的碼本
這種方法在4Tx的碼本設(shè)計(jì)時(shí)，通過對(duì)u矢量的選取，可以很好的保證正交特性、恒模特性、8PSK特性，且具有存儲(chǔ)量少，性能好的優(yōu)勢。但是在8Tx的碼本設(shè)計(jì)時(shí)，該方法不能滿足恒模特性，天線之間的功放不平衡，因此該方法不能很好的應(yīng)用于8Tx的碼本設(shè)計(jì)。
二、基于其它變換的碼本設(shè)計(jì)思想、如基于離散傅立葉變換(DFT)的碼本設(shè)計(jì)，在相關(guān)信道下性能較好，但在非相關(guān)信道下性能較差；在8Tx的碼本設(shè)計(jì)中，基于DFT變換的碼本依然具有在單極化天線下的相關(guān)信道下性能較好，但在雙極化天線下的相關(guān)信道和單雙極化天線下的非相關(guān)信道下性能較差的缺點(diǎn)，并且不滿足8PSK特性。
目前，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種方案能夠保證在設(shè)計(jì)碼本時(shí)即能滿足正交特性，恒模特性，8PSK特性，又能滿足在相關(guān)信道和非相關(guān)信道下都具有較好的性能。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法和裝置，使設(shè)計(jì)的碼本能夠在滿足正交特性，恒模特性，8PSK特性的同時(shí)也滿足在相關(guān)信道和非相關(guān)信道下都具有較好的性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明提供了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，該方法包括 選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un，并選取N個(gè)第二正交矩陣Kn； 根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式構(gòu)造N個(gè)8×8的矩陣Mn； 從矩陣Mn中選取一列或多列生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的部分碼字。
其中，所述N≤2B，B為反饋信道信息CSI的信道開銷比特?cái)?shù)，為正整數(shù)； 所述N個(gè)Un從正交矩陣Wn中選??；所述un為矢量，包括u0～u15。
該方法進(jìn)一步包括所述N個(gè)Un中包含k個(gè)適應(yīng)相關(guān)信道的正交矩陣，按索引號(hào)n的大小順序排列為O1，O2......Ok，且O1，O2......Ok從所述Wn的W0～W7中選取，k≤N。
所述O1，O2......Ok從W0～W7中選取，具體為 需要方向矢量在120度內(nèi)均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok從W0～W3中選取； 或者，需要方向矢量在180度內(nèi)均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok從W4～W7中選取； 或者，O1，O2......Ok包含W0～W7； 所述方向矢量為O1，O2......Ok中第一列形成的方向矢量。
所述N個(gè)Kn為2×2的正交矩陣，或4×4的正交矩陣； Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，對(duì)應(yīng)的Kronecker積的方式具體為

或
Kn為4×4的正交矩陣時(shí)，對(duì)應(yīng)的類似Kronecker積的方式具體為或或或所述為正交矩陣，an、bn、cn、dn為8PSK字母集中的元素，或者an、dn同時(shí)為0，或者bn、cn同時(shí)為0。
所述N的值大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，Kn中匹配非相關(guān)信道的矩陣既包含2×2的正交矩陣，也包含4×4的正交矩陣。
如果Kn為4×4的正交矩陣，Kn從W0～W15中選取，具體的 如果需要生成適合相關(guān)信道的碼字，則Kn從W0～W7中選??； 如果需要生成適合非相關(guān)信道的碼字，則Kn從W8～W15中選取。
所述Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，該方法進(jìn)一步包括所述2×2的正交矩陣從以下八種數(shù)學(xué)模型矩陣中選取 其中，w1，w2為8PSK字母集中的元素，w3，w4為4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素。
該方法進(jìn)一步包括所述2×2的正交矩陣從所述八種數(shù)學(xué)模型矩陣的擴(kuò)展中選??； 所述八種數(shù)學(xué)模型的擴(kuò)展，具體為將所述矩陣的每一列乘以相同或不同的8PSK字母集中的元素；或者將所述矩陣的每一行乘以相同或不同的8PSK字母集中的元素；或者將所述矩陣乘以一個(gè)常數(shù)。
所述生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的碼字時(shí)，該方法進(jìn)一步包括依據(jù)嵌套特性，從矩陣Mn中選取一列或多列生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的部分碼字。
本發(fā)明還提供了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造裝置，該裝置包括矩陣選取模塊、矩陣生成模塊和碼本生成模塊，其中， 所述矩陣選取模塊，用于選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un，以及N個(gè)第二正交矩陣Kn，并將選取的Un和Kn提供給所述矩陣生成模塊； 所述矩陣生成模塊，用于根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式生成N個(gè)8×8的矩陣Mn； 所述碼本生成模塊，用于從矩陣Mn中選取1列或多列生成8天線下各個(gè)Rank的子碼本中的碼字。
所述矩陣選取模塊進(jìn)一步用于，從正交矩陣Wn中選取N個(gè)Un，且un為矢量，n＝0～15； 所述Wn滿足8相移鍵控PSK特性、恒模特性和正交特性。
所述Kn為4×4的矩陣時(shí)，矩陣選取模塊進(jìn)一步用于，從Wn的W0～W15中選取Kn 所述Kn為2×2的矩陣時(shí)，矩陣選取模塊進(jìn)一步用于，從以下八種數(shù)學(xué)模型矩陣中選取Kn 其中，w1，w2為8PSK字母集中的元素，w3，w4為4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素。
本發(fā)明提供了的基于MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方案，基于滿足正交特性、恒模特性和8PSK特性的正交矩陣、如Household矩陣等來選取第一正交矩陣和第二正交矩陣，還提供了八種數(shù)學(xué)模型矩陣供第二正交矩陣的選?。徊⒒谶x取的第一正交矩陣和第二正交矩陣通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式生成所需的矩陣Mn，最后從Mn選取1列或多列來構(gòu)成各Rank的子碼本中的碼字；由于本身滿足正交特性、恒模特性和8PSK特性，同時(shí)通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式對(duì)第一正交矩陣和第二正交矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，因此本發(fā)明得到的矩陣Mn也滿足正交特性、恒模特性和8PSK特性。
另外，在選擇第一正交矩陣和第二正交矩陣時(shí)，根據(jù)需要還可以從等正交矩陣中選擇匹配相關(guān)信道或者非相關(guān)信道的矩陣，如此，本發(fā)明的方法針對(duì)相關(guān)信道和非相關(guān)信道都具有較好的性能；并且本發(fā)明的構(gòu)造的碼本滿足嵌套特性，相對(duì)LTE的后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)來說兼容性好，能夠有效利用LTE的已有存儲(chǔ)量，增加少量的存儲(chǔ)就能構(gòu)造出碼字較多的碼本，且構(gòu)造方法計(jì)算量很小。



圖1為本發(fā)明一種MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明一種MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
本發(fā)明使用Kronecker積或類似Kronecker積的方式構(gòu)造8Tx的碼本，該方法的流程如圖1所示，包含如下步驟 步驟101，選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un(U0，U1......UN-1)。
步驟102，選取N個(gè)第二正交矩陣Kn(K0，K1......KN-1)。
步驟103，根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式生成N個(gè)8×8的矩陣Mn。
步驟104，從矩陣Mn中選取一列或多列生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的碼字。
下面對(duì)圖1所示的流程進(jìn)行詳細(xì)的說明 步驟101選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un(U0，U1......UN-1)。
該步驟中，N≤2B，其中，B為正整數(shù)，其含義是反饋CSI的信道開銷比特(bit)數(shù)，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，Un的索引號(hào)n為0～N-1。
第一正交矩陣Un(U0，U1......UN-1)中的任意一個(gè)都可以從滿足8PSK特性、正交特性和恒模特性的正交矩陣中選取，如此可以保證Un具有8PSK特性、正交特性和恒模特性。所述滿足8PSK特性、正交特性和恒模特性的正交矩陣可以是Household矩陣也可以是其他滿足上述三個(gè)特性的正交矩陣。
n＝0～15、I為4×4的單位矩陣、un為矢量，一共16個(gè)，包括u0～u15；對(duì)這16個(gè)矢量進(jìn)行Household變換得到Household矩陣Wn，一共16個(gè)W0～W15。un的詳細(xì)情況如表2所示
表2 Wn是3GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)中4Tx下預(yù)編碼碼本中Rank＝4的子碼本，具有很多良好的特性。本發(fā)明中Wn的很多良好特性仍然可以較好的繼承到步驟103中的Mn中，如最小弦距離較大、平均弦距離較大等特性，以及在相關(guān)信道下存在均勻分布的方向矢量等特性都可以傳遞給Mn。
對(duì)于固定的預(yù)編碼碼本來說，碼本中的各碼字產(chǎn)生過程比較相似，所有的碼字可以分為兩類匹配相關(guān)信道的碼字、和匹配非相關(guān)信道的碼字。對(duì)于本發(fā)明的正交矩陣Un(U0，U1......UN-1)來說，其中一部分矩陣經(jīng)過步驟103擴(kuò)展后產(chǎn)生適應(yīng)相關(guān)信道的矩陣(可以由此產(chǎn)生適應(yīng)相關(guān)信道的碼字)，一部分矩陣經(jīng)過步驟103擴(kuò)展后產(chǎn)生適應(yīng)非相關(guān)信道的矩陣(可以由此產(chǎn)生適應(yīng)非相關(guān)信道的碼字)，這兩部分矩陣組成步驟103中的矩陣Mn(M0，M1......MN-1)。由此可見，Un(U0，U1......UN-1)中可以包含適應(yīng)相關(guān)信道的正交矩陣，也可以包含適應(yīng)非相關(guān)信道的正交矩陣，即保證了碼本在相關(guān)信道和非相關(guān)信道下的性能。其中匹配相關(guān)信道的正交矩陣可以從Wn的W0～W7中選??；匹配非相關(guān)信道的正交矩陣可以從Wn的W8～W15中選取。
假設(shè)Un(U0，U1......UN-1)中包括k個(gè)適應(yīng)相關(guān)信道的正交矩陣，k為常數(shù)(k≤N)，較佳地，k為N的1/2或1/4。按照索引號(hào)的大小順序?qū)⑦@k個(gè)正交矩陣進(jìn)行排列，標(biāo)記為O1，O2......Ok，Ok為4×4的正交矩陣、并且適應(yīng)相關(guān)信道，可以從W0～W7中選取，具體的，根據(jù)需要，O1，O2......Ok可以采用以下的方法來選取 一是需要方向矢量在120度內(nèi)均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以從W0～W3中選取，此種方式適用于可用的碼字(即步驟103擴(kuò)展后生成的矩陣Mn)較少的情況；一是需要方向矢量在180度內(nèi)均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以從W4～W7中選取，此種方式也適用于可用的碼字較少的情況。上述兩種方法都可以保證方向矢量的均勻分布。另外，O1，O2......Ok還可以包含全部的W0～W7，此種方式生成的碼字波束方向精度較高。
將k取N的1/2或者1/4，這種方法考慮到了對(duì)Wn中一些列矢量信息(包括矢量方向和矢量密度)的繼承。在步驟103中可以通過本發(fā)明描述的方法把Wn的四維方向矢量擴(kuò)展到8維，同時(shí)還可以保持矢量方向不會(huì)發(fā)生較大變化，波束不會(huì)產(chǎn)生較大旁瓣，并且可以避免由此造成的功率損失和干擾。在實(shí)際的應(yīng)用中，一般小區(qū)都是在120度或180度的方向內(nèi)為終端提供服務(wù)，基于本發(fā)明的方法，可以保證Wn的矢量方向信息不會(huì)丟失，仍然在120度或180度的方向內(nèi)均勻分布。在設(shè)計(jì)碼字?jǐn)?shù)較少的碼本時(shí)，可以降低Wn中方向矢量的密度，但仍然需要保證方向矢量的均勻分布。
將正交矩陣O1，O2......Ok中的第一列矢量進(jìn)行預(yù)編碼后，在相關(guān)信道下具有較好的波束(4Tx下的波束)方向，經(jīng)過步驟103的擴(kuò)展后仍然會(huì)保持4Tx下較好的波束特性，并且能夠形成8Tx下較好的波束方向；同時(shí)由于O1，O2......Ok是匹配相關(guān)信道的，因此經(jīng)過步驟103后擴(kuò)展生成的矩陣能產(chǎn)生適合相關(guān)信道的碼字。
需要指出的是，選取Un時(shí)，既可以全部選取匹配相關(guān)信道的W0～W7，也可以全部選擇取匹配非相關(guān)信道的W8～W15，也可以同時(shí)選取匹配相關(guān)信道和非相關(guān)信道的W0～W15；由此從步驟103的Mn中選取的碼字可以是全部適應(yīng)相關(guān)信道的，或者全部適應(yīng)非相關(guān)信道的，也可以即包含適應(yīng)相關(guān)信道又包含適應(yīng)非相關(guān)信道的碼字。
步驟102，選取N個(gè)第二正交矩陣Kn(K0，K1......KN-1)。
本發(fā)明中Kn(K0，K1......KN-1)可以為2×2或4×4的正交矩陣，具體的，Kn的選取可以采用如下的方法 一、根據(jù)需要確定Kn為4×4的正交矩陣時(shí)，較佳地，可以從W0～W15中選取。進(jìn)一步的，如果需要生成適合非相關(guān)信道的碼字時(shí)，K0，K1......KN-1可以從W8～W15中選取；如果需要生成適合相關(guān)信道的碼字時(shí)，可以從W0～W7中選取。
由于4×4的Kn(K0，K1......KN-1)是從Wn中選取的，因此，每個(gè)Kn都滿足8PSK特性、恒模特性和正交特性。
二、根據(jù)需要確定Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，Kn矩陣有如下特征 如果Kn中沒有零元素，將矩陣的每個(gè)元素轉(zhuǎn)換成復(fù)指數(shù)形式后，第一列的第1個(gè)元素和第2個(gè)元素之間的相位差與第二列的第1個(gè)元素和第2個(gè)元素的相位差不同，可以將該特征稱為相位差規(guī)則。如此能夠使得步驟103生成的Mn(M0，M1......MN-1)中有更多的列矢量來匹配雙極化天線特征、以及量化雙極化天線水平極化和垂直極化方向上存在的相位差。
較佳地，第一列的第1個(gè)元素和第2個(gè)元素之間的相位差與第二列的第1個(gè)元素和第2個(gè)元素的相位差之間相差π或-π。
在確定Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，較佳地，還可以采用下述的方法Kn中與O1，O2......Ok匹配的k個(gè)矩陣為2×2的正交矩陣。所謂Kn與O1，O2......Ok的匹配為確定與Ok相等的Un的索引號(hào)，則與該索引號(hào)相同的Kn與Ok是匹配的，如O1對(duì)應(yīng)到U5，則K5與O1是匹配的。
確定Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，可以采用如下的方法來選取KnKn可以從以下六種數(shù)學(xué)模型中選擇取 其中w1，w2是8PSK字母集{1，-1，j，-j，s0，s1，s2，s3}中的元素，j為虛數(shù)；w3，w4是4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素。這六種數(shù)據(jù)模型矩陣符合上述相位差規(guī)則。
另外，考慮到在某些雙極化場景下、如發(fā)射端垂直水平極化，且接收端也是垂直水平極化，從信道特征值分解角度來看，特征矢量總是存在0元素，為了更好的匹配此情況下的信道，碼本中也應(yīng)該存在0元素，此時(shí)Kn滿足以下兩種模型時(shí)，具有非常好的性能。
基于這兩種模型，通過步驟103擴(kuò)展后得到的矩陣(碼字)中一部分元素滿足8PSK特性，另外一部分不滿足8PSK特性的0元素并沒有增加預(yù)編碼的復(fù)雜度，且能夠滿足恒模特性和正交特性。
需要指出的是，Kn也可以從上述八種數(shù)學(xué)模型矩陣的擴(kuò)展中選擇取，具體的八種數(shù)據(jù)模型矩陣的擴(kuò)展為對(duì)矩陣的每一列乘以相同或不同的8PSK字母集中的元素；或者對(duì)矩陣的每一行乘以相同或不同的8PSK字母集中的元素；或者對(duì)矩陣乘以一個(gè)設(shè)定的常數(shù)。
由于2×2的Kn(K0，K1......KN-1)是基于8PSK字母集或4PSK字母集來選取的，因此可以保證2×2的Kn滿足正交特性、8PSK特性、及恒模特性。
需要指出的是，如果要生成匹配相關(guān)信道的碼字，較佳地，Kn中匹配相關(guān)信道的矩陣可以全部為2×2的矩陣；如果要生成匹配非相關(guān)信道的碼字，Kn中匹配非相關(guān)信道的矩陣可以包含2×2和/或4×4的矩陣；當(dāng)N的值較大時(shí)(較佳地，可以根據(jù)需要設(shè)置一個(gè)閾值，N大于該閾值時(shí))，且需要生成匹配非相關(guān)信道的碼字時(shí)，較佳地，Kn中匹配非相關(guān)信道的矩陣同時(shí)包含2×2和4×4的矩陣。
上述步驟101和步驟102分別描述了第一正交矩陣Un和第二正交矩陣Kn的選擇，需要指出的是，第一正交矩陣、第二正交矩陣中若含有匹配非相關(guān)信道的矩陣，則不僅可以按照本發(fā)明上述的匹配非相關(guān)矩陣的選取，還可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中其他碼本設(shè)計(jì)規(guī)則來確定；另外，在實(shí)際的應(yīng)用中也可以先選擇Kn，再選擇Un。當(dāng)Kn為2×2的矩陣時(shí)且需要生成相關(guān)信道的碼字時(shí)，Un和Kn滿足以下的條件若Ue＝Uf，則Ke≠Kf(e、f小于等于N)。
下面結(jié)合Un具體說明一下Kn的選取 一、如果Ue＝Uf，Ue、Uf屬于O1，O2......Ok，是匹配相關(guān)信道的，且O1，O2......Ok中沒有其它矩陣與Ue、Uf相等，則Ke≠Kf，如此可以保證擴(kuò)展出的矩陣Mn有更多可利用的列矢量；另外，Ke，Kf應(yīng)該在空間均勻分布，以保證步驟103中擴(kuò)展出的矩陣的弦距離較大。
此時(shí)，Ke，Kf需要進(jìn)一步滿足的第一列規(guī)則為如果Ke，Kf不含有零元素，將Ke，Kf的每個(gè)元素轉(zhuǎn)換成復(fù)指數(shù)形式后，各矩陣的第1列第1個(gè)元素和第2個(gè)元素之間存在相位差，且這2個(gè)矩陣的2個(gè)相差應(yīng)該在0～2π內(nèi)均勻分布。同時(shí)Ke，Kf在空間也是均勻分布的，如此Ke，Kf能在主流的雙極化天線場景，相關(guān)信道情況下具有最好的量化性能。
關(guān)于Ke，Kf的第一列選擇的較佳方式 Ke，Kf的第1列可以從中選?。? 或Ke，Kf的第1列可以從中選?。? 或Ke，Kf的第1列可以從中選??； 或Ke，Kf的第1列可以從中選取。
其中p為常數(shù)，較佳地可以為8PSK字母集中的元素，其中，q0＝s0；q1＝s2；q2＝s3；q3＝s1；需要指出的是，Ke，Kf的第一列不相等。
基于Ke，Kf第一列的選取，較佳地， Ke，Kf可以從中選取； 或Ke，Kf可以從中選取； 或Ke，Kf可以從中選?。? 或Ke，Kf可以從中選??； 或Ke，Kf可以從中選取； 或Ke，Kf可以從中選取； 或Ke，Kf可以從中選??； 或Ke，Kf可以從中選取。
需要指出的是，只要保證Ke，Kf滿足上述第一列的選取規(guī)則以及符合上述八種數(shù)學(xué)模型中的前六種模型，Ke，Kf可以從上述矩陣中任意選取，并不限于以上描述的兩兩組合。并且由于Ke，Kf的選擇基于的是相位差，因此可以為上述矩陣的任一列乘以一個(gè)常數(shù)p，具有與上述矩陣相同的效果。
基于上述Ke，Kf的選擇，除了可以保證生成的碼字匹配相關(guān)信道以外，還可以應(yīng)用于非相關(guān)信道下碼字的生成，可以較好的控制步驟103中生成的矩陣兩兩之間的最小弦距離最大化，如此保證非相關(guān)信道下的碼字的性能。需要指出的是應(yīng)用于非相關(guān)信道下碼字的生成時(shí)，或者Kn為4×4的矩陣時(shí)，Un和Kn不一定滿足上述Ue＝Uf，則Ke≠Kf的條件。
二、如果Ue＝Uf＝Ug＝Uh，Ue、Uf、Ug、Uh屬于O1，O2......Ok，是匹配相關(guān)信道的，且O1，O2......Ok中沒有其它矩陣與Ue、Uf、Ug、Uh相等，則Ke≠Kf≠Kg≠Kh，如此可以保證擴(kuò)展出的矩陣有更多可利用的列矢量，且能夠保證矩陣的最小弦距離不會(huì)為0。另外Ke、Kf、Kg、Kh應(yīng)在空間均勻分布，以保證步驟103中擴(kuò)展出的矩陣最小弦距離和平均弦較大。如果Ue、Uf、Ug、Uh都屬于O1，O2......Ok，則Ue、Uf、Ug、Uh是匹配相關(guān)信道的。
此時(shí)，Ke、Kf、Kg、Kh需要進(jìn)一步滿足的第一列規(guī)則為將Ke、Kf、Kg、Kh矩陣的每個(gè)元素轉(zhuǎn)換成復(fù)指數(shù)形式后，各矩陣的第1列第1個(gè)元素和第2個(gè)元素之間存在相位差，且這4個(gè)矩陣的4個(gè)相差應(yīng)該在空間均勻分布。如此能夠保證兩個(gè)極化方向的相位差是均勻分布的，被最優(yōu)的量化了，這樣在雙極化天線場景的相關(guān)信道下具有較好的性能。
關(guān)于Ke、Kf、Kg、Kh第一列的選擇 Ke、Kf、Kg、Kh的第一列可以從中選??； 或Ke、Kf、Kg、Kh的第一列可以從中選取。
依據(jù)Ke、Kf、Kg、Kh的第1列相位差需要均勻分布的原理，較佳地，Ke、Kf、Kg、Kh的第1列可以從中選取，且Ke、Kf、Kg、Kh的第1列各不相等。這種選擇方式能夠更好的適應(yīng)單極化天線下相關(guān)信道的特征，如此擴(kuò)展出的矩陣中的一些矢量在單極化天線模型的相關(guān)信道中，不但預(yù)編碼后產(chǎn)生的波束方向性明顯，而且在空間的分布很均勻。
基于Ke、Kf、Kg、Kh第一列的選取，較佳地， Ke、Kf、Kg、Kh從中選取； 或Ke、Kf、Kg、Kh從中選??； 或Ke、Kf、Kg、Kh從中選?。? 或Ke、Kf、Kg、Kh從中選??； 或Ke、Kf、Kg、Kh從中選?。? 或Ke、Kf、Kg、Kh從中選取。
需要指出的是，只要保證Ke、Kf、Kg、Kh滿足上述第一列的選取規(guī)則以及符合上述6種數(shù)學(xué)模型，Ke、Kf、Kg、Kh可以從上述矩陣中任意選取，并不限于以上描述的4個(gè)矩陣的組合。
以上Ke、Kf、Kg、Kh的選取考慮了這4個(gè)矩陣在方向矢量上和雙極化天線相位差上的最均勻分布，且能夠保證步驟103中生成的M0，M1......MN-1的列矢量在單極化天線時(shí)依然能夠具有明顯的方向性，且能夠保證方向矢量在120度和180度的方向上均勻分布。這樣，既能適應(yīng)雙極化天線的應(yīng)用場景，又能適應(yīng)單極化天線的應(yīng)用場景。并且這些矩陣之間的最小弦距離較大，還能夠保證這些矩陣擴(kuò)展得到的碼字能夠匹配非相關(guān)信道。需要指出的是，匹配相關(guān)信道的碼字也可以用于非相關(guān)信道，只要矩陣的弦距離不為0即可。
步驟103，根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式構(gòu)造N個(gè)8×8的矩陣Mn矩陣Mn。
基于上述步驟中選擇的Un、Kn，如果Kn為2×2矩陣，則使用Kronecker積的方式

或

構(gòu)造8×8的Mn(M0，M1......MN-1)；如果Kn為4×4矩陣，則使用類似Kronecker積的方式或或或構(gòu)造8×8的Mn(M0，M1......MN-1)。其中，為正交矩陣，an、bn、cn、dn可以為8PSK字母集中的元素。
設(shè)則An可以從Kn的前六種模型中任意選取。
同樣的，考慮到在某些雙極化場景下、如發(fā)射端垂直水平極化，且接收端也是垂直水平極化，從信道特征值分解角度來看，特征矢量總是存在0元素，為了更好的匹配此情況下的信道，碼本中也應(yīng)該存在0元素。此時(shí)，an、bn、cn、dn中可以有為0的元素，an、dn同時(shí)為0，或者bn、cn同時(shí)為0，但an、bn、cn、dn不同時(shí)為0，此時(shí)An可以從Kn的后兩種模型中任意選取。
an、dn同時(shí)為0，或者bn、cn同時(shí)為0時(shí)，由此產(chǎn)生的8×8的矩陣Mn中一部分元素滿足8PSK特性，另外一部分不滿足8PSK特性的0元素并沒有增加預(yù)編碼的復(fù)雜度，且能夠滿足恒模特性和正交特性。
需要指出的是，An也可以從上述八種模型的擴(kuò)展中選取，具體的八種模型的擴(kuò)展同Kn的八種模型的擴(kuò)展，此處不再贅述。
步驟104從Mn中抽取一列或多列構(gòu)成8Tx下各Rank的子碼本中的部分碼字。
較佳的，從Mn中抽取一列或多列構(gòu)成各Rank的子碼本中的部分碼字時(shí)，需要滿足嵌套特性，這樣可以減少存儲(chǔ)量、減少信道質(zhì)量指示符(CQI，ChannelQuality Indicator)計(jì)算量及支持Rank自適應(yīng)變化。Rank的子碼本中的其他碼字可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的碼本設(shè)計(jì)方法來確定。
所謂的嵌套特性是指，對(duì)于不同Rank下的同一個(gè)索引號(hào)的碼字，低秩碼字是由高秩碼字中抽取幾列構(gòu)成的。嵌套特性能夠使得收發(fā)送端存儲(chǔ)量減少，在實(shí)際的應(yīng)用中，Rank是經(jīng)常自動(dòng)變化的，滿足嵌套特性可以使得Rank的自適應(yīng)變得更加容易，并能夠減少CQI計(jì)算的復(fù)雜度；另外，在UE端，其存儲(chǔ)的碼本只要獲取最高Rank對(duì)應(yīng)的碼本即可，其它Rank的情況只需要在最高Rank對(duì)應(yīng)的碼本中提取即可，如此節(jié)約了UE的存儲(chǔ)開銷。
下面通過具體的實(shí)施例來說明本發(fā)明的方案 實(shí)施例1，根據(jù)需要確定N＝16。
1，Un的選取。
如果需要得到的匹配相關(guān)信道的矩陣為Mn中的前8個(gè)、即M0，M1......M7，則可以確定，M0，M1......M7由O1，O2......Ok產(chǎn)生，較佳地，k＝8，O1，O2......Ok可以是U0，U1......U7；假設(shè)U8，U9......U15為匹配非相關(guān)信道的矩陣，可以采用本發(fā)明的第一正交矩陣中匹配非相關(guān)信道矩陣的選取方法，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他碼本設(shè)計(jì)規(guī)則來確定。需要指出的是，O1，O2......Ok對(duì)應(yīng)的Un也可以是不連續(xù)(索引號(hào)不連續(xù))的。本發(fā)明的實(shí)施例以O(shè)1，O2......Ok是U0，U1......U7為例。
O1，O2......Ok(U0，U1......U7)中的矩陣是匹配相關(guān)信道的，即是從W0，W1......W7中選取的，不同的Ok可以選擇相同的Wn。如果當(dāng)前可用的碼字?jǐn)?shù)較少，且需要在雙極化天線的相位差維度上量化更精細(xì)，則在方向維度上應(yīng)該使用較少的方向矢量，進(jìn)一步的，需要保證方向矢量在120度方向上均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以全部從W0，W1......W3中選??；需要保證方向矢量在180度方向上均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以全部從W4，W5......W7中選取。由此可知，W0，W1......W3或者W4，W5......W7中每個(gè)矩陣在O1，O2......Ok中都有2個(gè)矩陣與之相等。如此能保證波束方向在120度或180度內(nèi)是均勻的，且每個(gè)方向上有2個(gè)相同的基礎(chǔ)矩陣。
較佳地，Un中匹配相關(guān)信道的矩陣的選取如表3和表4所示
表3
表4 較佳地，Un中匹配非相關(guān)信道的矩陣的選取如表5所示
表5 2，Kn的選取。
假設(shè)U0，U1......U7中U0＝U1，U2＝U3，U4＝U5，U6＝U7，則可以確定K0≠K1，K2≠K3，K4≠K5，K6≠K7；較佳地，依據(jù)步驟102中描述的Kn選取規(guī)則，K0～K7的選取如表6所示
表6 較佳地，K8～K15的選取如表7所示
表7 如此能保N個(gè)碼字之間的最小弦距離和平均弦距離較大，在非相關(guān)信道下性能較好。
3，生成Mn。
如果Kn為2×2的矩陣，且選取

則 ...... 4，生成碼字。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1列作為Rank＝1的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、5列作為Rank＝2的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、2、5列作為Rank＝3的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、2、5、6列作為Rank＝4的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、2、3、5、6列作為Rank＝5的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、2、3、5、6、7列作為Rank＝6的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、2、3、4、5、6、7列作為Rank＝7的部分碼字 從M0，M1......MN-1中選取第1、2、3、4、5、6、7、8列作為Rank＝8的部分碼字。
上述生成的碼字符合嵌套特性。需要指出的是，Rank＝1的部分碼字需要選取M0，M1......MN-1的第1列構(gòu)成；Rank＝2的部分碼字需要M0，M1......MN-1的第1、5列構(gòu)成；Rank＝3、4、5、6、7、8的部分碼字的選取根據(jù)需要確定，不限于該實(shí)施例所列舉的選取。
實(shí)施例2，根據(jù)需要確定N＝32。
1，Un的選取。
如果需要得到的匹配相關(guān)信道的矩陣為Mn中的前16個(gè)、即M0，M1......M15，則可以確定，M0，M1......M15由O1，O2......Ok產(chǎn)生，較佳地，k＝16，O1，O2......Ok可以是U0，U1......U15；假設(shè)U16，U17......U31為匹配非相關(guān)信道的矩陣，可以采用本發(fā)明的第一正交矩陣中匹配非相關(guān)信道矩陣的選取方法，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他碼本設(shè)計(jì)規(guī)則來確定。需要指出的是，O1，O2......Ok對(duì)應(yīng)的Un也可以是不連續(xù)(索引號(hào)不連續(xù))的。
O1，O2......Ok(U0，U1......U15)中的矩陣是匹配相關(guān)信道的，即是從W0，W1......W7中選取的，不同的Ok可以選擇相同的Wn。如果認(rèn)為當(dāng)前可用的碼字?jǐn)?shù)較少，且需要在雙極化天線的相位差維度上量化更精細(xì)，則在方向維度上應(yīng)該使用較少的方向矢量，進(jìn)一步的，需要保證方向矢量在120度方向上均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以全部從W0，W1......W3中選??；需要保證方向矢量在180度方向上均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以全部從W4，W5......W7中選取。由此可知，W0，W1......W3或者W4，W5......W7中每個(gè)矩陣在O1，O2......Ok中都有4個(gè)矩陣與之相等。如此能保證波束方向在120度或180度內(nèi)是均勻的，且每個(gè)方向上有4個(gè)相同的基礎(chǔ)矩陣。
較佳地，Un中匹配相關(guān)信道的矩陣U0～U15的選取如表8表9所示設(shè)m＝0～3
表8
表9 較佳地，Un中匹配非相關(guān)信道的矩陣U16～U31的選取如表10所示設(shè)m＝8～15
表10 2，Kn的選取。
假設(shè)U0，U1......U15中U4m＝U4m+1＝U4m+2＝U4m+3，則可以確定K4m≠K4m+1≠K4m+2≠K4m+3，m＝0～3；較佳地，依據(jù)步驟102中描述的Kn選取規(guī)則，K0～K15的選取如表11所示
表11 K16～K31的確定可以根據(jù)本發(fā)明中第二正交矩陣中匹配非相關(guān)信道的矩陣選取，也可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中其他的碼本設(shè)計(jì)方法來確定。
3，生成Mn。
如果Kn為2×2的矩陣，且選取

則 ...... 4，生成碼字。
可以采用實(shí)施例1的碼字構(gòu)成，此處不再贅述。
實(shí)施例3，根據(jù)需要確定N＝16或32。
如果其中匹配相關(guān)信道的矩陣為Mn中全部16個(gè)(N＝16)，或前16個(gè)(N＝32)即M0，M1......M15，則k＝16，M0，M1......M15由O1，O2......Ok產(chǎn)生，也就是U0，U1......U15，其它U值則是通過現(xiàn)有技術(shù)中其他碼本設(shè)計(jì)方法確定。當(dāng)然，如果匹配相關(guān)信道的矩陣不是這樣有規(guī)律分布的，O1，O2......Ok在Un的分布也可以是不連續(xù)的。
O1，O2......Ok(U0，U1......U7)中的矩陣是從W0，W1......W7中選取的，不同的Ok可以選擇相同的Wn。為了保證在120度或180度方向上的均勻分布，W0，W1......W7中每個(gè)矩陣在O1，O2......Ok中都有2個(gè)矩陣與之相等。
較佳地，U0～U15的選擇如表12所示m＝0～7
表12 較佳地，U16～U31的選擇如表13所示m＝8～15
表13 較佳地，Kn的選擇如
其中K2m≠K2m+1，m＝0，1，2，3......7 當(dāng)然，也可以選擇
或
或
需要指出的是，此處K2m和K2m+1的選擇不限于都要從上述同一組矩陣中選取，當(dāng)m＝r時(shí)，也可以選取
m＝1時(shí)，也可以選取
Mn的生成與前面描述的實(shí)施例1相同，此處不再贅述。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字(下述的這種方式為不同的索引號(hào)(Index)對(duì)應(yīng)的碼字的選取規(guī)則相同的例子) 從M0中選取第1列作為Rank＝1中的Index為0的部分碼字； 從M1中選取第2列作為Rank＝1中的Index為1的部分碼字； 從MN-1中選取第8列作為Rank＝1中的Index為N-1的部分碼字； 或者， 從M0中選取第1、5列作為Rank＝2中的Index為0的部分碼字； 從M1中選取第5、1列作為Rank＝2中的Index為1的部分碼字； 從MN-1中選取第2，6列作為Rank＝2中的Index為N-1的部分碼字； 或者 從M0中選取第1、2、5列作為Rank＝2中的Index為0的部分碼字； 從M1中選取第5、1、6列作為Rank＝2中的Index為1的部分碼字； 從MN-1中選取第5、2、6列作為Rank＝2中的Index為N-1的部分碼字； 或者， 其它Rank也與此類似，對(duì)于每個(gè)Index下的不同Rank的碼字保持嵌套特性即可。
實(shí)施例4，根據(jù)需要確定N＝16或32。
如果匹配相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中全部16個(gè)(N＝16)，或前16個(gè)(N＝32)即M0，M1......M15，則確定k＝16。
可以先給出，Kn的選擇如
其中K2m≠K2m+1，m＝0～7。
再給出對(duì)應(yīng)的Un的選擇，U0～U15的選擇m＝0～7
表14 在N＝32的情況下，U16～U31的選擇m＝8～15
表15 Mn的生成與前面描述的實(shí)施例相同，此處不再贅述。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
實(shí)施例5，根據(jù)需要確定N＝16或32。
如果匹配相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中全部16個(gè)(N＝16)，或前16個(gè)(N＝32)即M0，M1......M15，則確定k＝16。
較佳地，U0～U15的選擇m＝0～7
表16 如果N＝32，則存在U16～U31，較佳地，U16～U31可以選擇m＝8～15
表17 較佳地，Kn(K0～K15)的選擇如下
表18 其中K2m≠K2m+1，m＝0，1，2，3......7 K16～K31滿足8PSK特性、正交特性和恒模特性；其中K2m≠K2m+1，m＝8～15。
Mn的生成與前面描述的實(shí)施例相同，此處不再贅述。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
實(shí)施例6，根據(jù)需要確定N＝16或32。
如果匹配相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中全部16個(gè)(N＝16)，或前16個(gè)(N＝32)即M0，M1......M15，則確定k＝16。
較佳地，U0～U15的選擇m＝0～7
表19 如果N＝32則存在U16～U31，較佳地，U16～U31可以選擇m＝8～15
表20 較佳地，Kn(K0～K15)的選擇如
表21 其中，K2m≠K2m+1，m＝0，1，2，3......7 K16～K31滿足8PSK特性、正交特性和恒模特性；其中K2m≠K2m+1，m＝8～15。
Kn為2×2的矩陣時(shí)，Mn的生成可以混合選擇或 m＝0，1，2，…15 ...... l＝16，17，18，…31 從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
實(shí)施例7，根據(jù)需要確定N＝16或32。
Un和Kn的選擇同實(shí)施例6，此處不再贅述。
Kn既包含4×4的矩陣，也包含2×2時(shí)，Mn的構(gòu)造可以選取

或

或或或或具體如 m＝0，1，2，…15 ...... M16～M31的生成可以為 ...... 從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
實(shí)施例8，根據(jù)需要確定N＝16或32。
如果匹配相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中前16個(gè)，M0，M1......M15，則確定k＝16；M0，M1......M15由對(duì)應(yīng)的O1，O2......Ok產(chǎn)生，也就是U0，U1......U15，如果N＝16，則沒有其它U值了；如果N＝32，則其它U值為匹配非相關(guān)信道的，則可以通過現(xiàn)有技術(shù)中其他的碼本設(shè)計(jì)方法確定，也可以通過本發(fā)明的方法選取。
O1，O2......Ok(U0，U1......U7)中的矩陣從W0，W1......W7中選取，需要保證方向矢量在120度方向上均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以全部從W0，W1......W3中選??；需要保證方向矢量在180度方向上均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok可以全部從W4，W5......W7中選取。由此可知，W0，W1......W3或者W4，W5......W7中每個(gè)矩陣在O1，O2......Ok中都有2個(gè)矩陣與之相等。如此能保證波束方向在120度或180度內(nèi)是均勻的，且每個(gè)方向上有2個(gè)相同的基礎(chǔ)矩陣。
較佳地，Un中匹配相關(guān)信道的矩陣的選取如下
表25 Un中其他矩陣在選擇時(shí)，需要滿足8PSK特性。
較佳地，Kn(n＝0～15)的選擇

表26 其中[an bn]T與Kn的第一列正交，且an、bn都是8PSK字母集中的元素n＝0～15。
Mn的生成與實(shí)施例2相同，此處不再贅述。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
對(duì)于Un和Kn的選取，該實(shí)施例是一種較佳的選擇。
實(shí)施例9，根據(jù)需要確定N＝16或32。
如果匹配非相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中前16個(gè)，匹配相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中的另外16個(gè)；或匹配非相關(guān)信道的為全部的16個(gè)矩陣。則匹配非相關(guān)信道的Un從W8，W9......W15中選取，如下
表27 較佳地，Kn(n＝0～15)的選擇如下
表28 Mn的生成與實(shí)施例2相同，此處不再贅述。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
實(shí)施例10，根據(jù)需要確定N＝16。
如果其中匹配相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中前8個(gè)，匹配非相關(guān)信道的矩陣為M0，M1......MN-1中的另外8個(gè)。則匹配非相關(guān)信道的Un從W8，W9......W15中選取，如下
表29 需要指出的是，匹配非相關(guān)信道的U不一定對(duì)應(yīng)的就是U0～U7，具體的根據(jù)需要確定。
此處假設(shè)Kn為4×4的矩陣，則Kn的選取如下
表30 這種方法可以使得最小弦距離和平均弦距離非常均勻，在非相關(guān)信道下具有較好的性能。
生成Mn時(shí)，可以選擇或或或中的一種或幾種。
從Mn中選取一列或者多列來構(gòu)成各Rank下的部分碼字此處與實(shí)施例2的選擇相同，不再贅述。
實(shí)施例11，根據(jù)需要確定N＝32。
1，Un的選取。
如果需要得到的匹配相關(guān)信道的矩陣為Mn中的前8個(gè)、即M0，M1......M7，則可以確定，M0，M1......M7由O1，O2......Ok產(chǎn)生，較佳地，k＝8，O1，O2......Ok可以是U0，U1......U7；則U8，U9......U31為匹配非相關(guān)信道的矩陣，可以采用本發(fā)明的第一正交矩陣中匹配非相關(guān)信道矩陣的選取方法，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他碼本設(shè)計(jì)規(guī)則來確定。需要指出的是，O1，O2......Ok對(duì)應(yīng)的Un也可以是不連續(xù)(索引號(hào)不連續(xù))的。
O1，O2......Ok(U0，U1......U7)中的矩陣是匹配相關(guān)信道的，即是從W0，W1......W7中選取的 較佳地，匹配相關(guān)信道的矩陣U0，U1，…U7的選取為其中，m＝0～7。
2，Kn的選取。
較佳地，依據(jù)步驟102中描述的Kn選取規(guī)則，增加在雙極化天線的某些場景下的性能考慮，K0～K7可以從以下四種矩陣中任意選取 或或或 K8，K9，…K31的確定可以根據(jù)本發(fā)明中第二正交矩陣中匹配非相關(guān)信道的矩陣選取，也可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中其他的碼本設(shè)計(jì)方法來確定。
3，生成Mn。
如果Kn為2×2的矩陣，且選取

則 ...... 也可以采用另外的方式、如 4，生成碼字。
可以采用實(shí)施例1的碼字構(gòu)成，此處不再贅述。為實(shí)現(xiàn)上述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，本發(fā)明還提供了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本裝置，如圖2所示，包括矩陣選取模塊10、矩陣生成模塊20和碼本生成模塊30，其中， 矩陣選取模塊10，用于選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un，以及N個(gè)第二正交矩陣Kn，并將選取的Un和Kn提供給矩陣生成模塊； 矩陣生成模塊20，用于根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式生成N個(gè)8×8的矩陣Mn； 碼本生成模塊30，用于從矩陣Mn中選取1列或多列生成8天線下各個(gè)Rank的子碼本中的部分碼字。
矩陣選取模塊10進(jìn)一步用于，從正交矩陣Wn中選取N個(gè)Un，且un為矢量，包括u0□u15。
Kn為4×4的矩陣時(shí)，矩陣選取模塊10進(jìn)一步用于，從Wn的W0～W15中選取Kn。
Kn為2×2的矩陣時(shí)，矩陣選取模塊10進(jìn)一步用于，從以下八種數(shù)學(xué)模型矩陣中選取Kn 其中，w1，w2為8PSK字母集中的元素，w3，w4為4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，該方法包括
選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un，并選取N個(gè)第二正交矩陣Kn；
根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式構(gòu)造N個(gè)8×8的矩陣Mn；
從矩陣Mn中選取一列或多列生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的部分碼字。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，所述N≤2B，B為反饋信道信息CSI的信道開銷比特?cái)?shù)，為正整數(shù)；
所述N個(gè)Un從正交矩陣Wn中選??；所述un為矢量，包括u0～u15。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括所述N個(gè)Un中包含k個(gè)適應(yīng)相關(guān)信道的正交矩陣，按索引號(hào)n的大小順序排列為O1，O2......Ok，且O1，O2......Ok從所述Wn的W0～W7中選取，k≤N。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，所述O1，O2......Ok從W0～W7中選取，具體為
需要方向矢量在120度內(nèi)均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok從W0～W3中選??；
或者，需要方向矢量在180度內(nèi)均勻分布時(shí)，O1，O2......Ok從W4～W7中選?。?br> 或者，O1，O2......Ok包含W0～W7；
所述方向矢量為O1，O2......Ok中第一列形成的方向矢量。
5、根據(jù)權(quán)利要求2所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，所述N個(gè)Kn為2×2的正交矩陣，或4×4的正交矩陣；
Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，對(duì)應(yīng)的Kronecker積的方式具體為
或
Kn為4×4的正交矩陣時(shí)，對(duì)應(yīng)的類似Kronecker積的方式具體為或或或所述為正交矩陣，an、bn、cn、dn為8PSK字母集中的元素，或者an、dn同時(shí)為0，或者bn、cn同時(shí)為0。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，所述N的值大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，Kn中匹配非相關(guān)信道的矩陣既包含2×2的正交矩陣，也包含4×4的正交矩陣。
7、根據(jù)權(quán)利要求5或6所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，如果Kn為4×4的正交矩陣，Kn從W0～W15中選取，具體的
如果需要生成適合相關(guān)信道的碼字，則Kn從W0～W7中選取；
如果需要生成適合非相關(guān)信道的碼字，則Kn從W8～W15中選取。
8、根據(jù)權(quán)利要求5或6所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，所述Kn為2×2的正交矩陣時(shí)，該方法進(jìn)一步包括所述2×2的正交矩陣從以下八種數(shù)學(xué)模型矩陣中選取
其中，w1，w2為8PSK字母集中的元素，w3，w4為4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括所述2×2的正交矩陣從所述八種數(shù)學(xué)模型矩陣的擴(kuò)展中選??；
所述八種數(shù)學(xué)模型的擴(kuò)展，具體為將所述矩陣的每一列乘以相同或不同的8PSK字母集中的元素；或者將所述矩陣的每一行乘以相同或不同的8PSK字母集中的元素；或者將所述矩陣乘以一個(gè)常數(shù)。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，其特征在于，所述生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的碼字時(shí)，該方法進(jìn)一步包括依據(jù)嵌套特性，從矩陣Mn中選取一列或多列生成8天線下各個(gè)秩Rank的子碼本中的部分碼字。
11、一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造裝置，其特征在于，該裝置包括矩陣選取模塊、矩陣生成模塊和碼本生成模塊，其中，
所述矩陣選取模塊，用于選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un，以及N個(gè)第二正交矩陣Kn，并將選取的Un和Kn提供給所述矩陣生成模塊；
所述矩陣生成模塊，用于根據(jù)選取的Un和Kn，通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式生成N個(gè)8×8的矩陣Mn；
所述碼本生成模塊，用于從矩陣Mn中選取1列或多列生成8天線下各個(gè)Rank的子碼本中的碼字。
12、根據(jù)權(quán)利要求11所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造裝置，其特征在于，所述矩陣選取模塊進(jìn)一步用于，從正交矩陣Wn中選取N個(gè)Un，且un為矢量，n＝0～15；
所述Wn滿足8相移鍵控PSK特性、恒模特性和正交特性。
13、根據(jù)權(quán)利要求11或12所述多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造裝置，其特征在于，
所述Kn為4×4的矩陣時(shí)，矩陣選取模塊進(jìn)一步用于，從Wn的W0～W15中選取Kn
所述Kn為2×2的矩陣時(shí)，矩陣選取模塊進(jìn)一步用于，從以下八種數(shù)學(xué)模型矩陣中選取Kn
其中，w1，w2為8PSK字母集中的元素，w3，w4為4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造方法，包括選取N個(gè)4×4的第一正交矩陣Un，并選取N個(gè)第二正交矩陣Kn；根據(jù)選取的Un和Kn，并通過Kronecker積或類似Kronecker積的方式生成N個(gè)8×8的矩陣Mn；從矩陣Mn中選取一列或多列構(gòu)造8天線下各個(gè)秩(Rank)的子碼本中的部分碼字。本發(fā)明還公開了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的預(yù)編碼碼本構(gòu)造裝置。通過本發(fā)明的方法和裝置，能使設(shè)計(jì)的碼本能夠在8天線時(shí)滿足正交特性，恒模特性，8PSK特性的同時(shí)也滿足在相關(guān)信道和非相關(guān)信道下都具有較好的性能。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101635612SQ20091016629
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者陳藝戩, 郁光輝, 博 戴, 輝 于 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司