專利名稱：重用lte碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output)無(wú)線通信系統(tǒng)領(lǐng) 域，特別涉及一種基于LTE-Advanced系統(tǒng)的八天線碼本設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
基于有限反饋的MIMO技術(shù)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都備受關(guān)注，不僅成為諸多通信標(biāo) 準(zhǔn)(如3GPP LTE)的基礎(chǔ)組成部分，并且是滿足LTE-Advanced系統(tǒng)需求的關(guān)鍵技術(shù)。參考 文獻(xiàn) 1 "TR 36. 814vl. 0. 0,Further Advancementsfor E-UTRA Physical Layer Aspects，， 指出，LTE-Advanced系統(tǒng)下行峰值速率應(yīng)達(dá)到lGbps，頻譜利用率為30bps/Hz。通過(guò)載波 聚合技術(shù)使傳輸帶寬增加到100MHz，并聯(lián)合使用4層MIMO空間復(fù)用技術(shù)可以達(dá)到IGbps的 峰值速率需求。然而，30bps/Hz的頻譜利用率則要求LTE-Advanced下行發(fā)射系統(tǒng)必須擴(kuò)展 到八根天線，因此有必要為L(zhǎng)TE-Advanced八天線系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)碼本和相應(yīng)的反饋機(jī)制。目前，在大多數(shù)學(xué)術(shù)領(lǐng)域中所研討的碼本設(shè)計(jì)方案都是基于獨(dú)立同分布瑞利信道 的，如Grassmanian line/subspace packing(GLP/GSP)就是一種設(shè)計(jì)高性能碼本的有效 工具。然而，實(shí)際系統(tǒng)中的MIMO信道和瑞利信道有巨大差別，例如，實(shí)際的MIMO信道可能 存在嚴(yán)重的空間相關(guān)性和視距成分。此外，由于雙極化的天線配置可以有效減小天線間 距，降低系統(tǒng)對(duì)物理空間的需求，從而在實(shí)際中有重要應(yīng)用。因此，參考文獻(xiàn)2 "ClerckxB, YongXing Ζ, Sungjin K. Practical Codebook Design for Limited FeedbackSpatial Multiplexing. ICC, 2008”指出，在真實(shí)無(wú)線通信系統(tǒng)中，碼本設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求是能夠 適應(yīng)非相關(guān)信道、相關(guān)信道以及雙極化信道。更重要的是，GLP/GSP算法獨(dú)立優(yōu)化不同秩的碼本，碼字中的每一項(xiàng)都從IR + yiR (R代表一種復(fù)數(shù))中選出。這種方式不僅占用大量存儲(chǔ)空間，并且在碼字選擇時(shí)會(huì)導(dǎo)致大 量復(fù)數(shù)運(yùn)算，從而提高了計(jì)算復(fù)雜度，這在使用秩自適應(yīng)(rank adaptation)機(jī)制后更加明 顯。此外，實(shí)際系統(tǒng)要求盡量避免發(fā)射天線間的功率失衡(power amplifier imbalance), 即要求發(fā)射天線間功率平衡，然而GLP/GSP算法并不能保證功率平衡。參考文^ 3 "TS 36. 211V8. 6. O, Evolved Universal Terrestrial RadioAccess(E-UTRA) =Physical Channels and Modulation(Release 8)“巾 M !出 的3GPP LTE R8標(biāo)準(zhǔn)采用了基于Householder(HH)變換的四天線碼本，由于具備嵌套 (nesting)和有限字符表(finite alphabet)等優(yōu)良特性，該基于HH變換的四天線碼本 有效降低了 UE側(cè)硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，該碼本所具備的恒模(constant modulus)特性 同時(shí)也保證了天線間的功率平衡。但是基于HH變換的四天線碼本設(shè)計(jì)思路并不適用于 LTE-Advanced系統(tǒng)的八天線碼本設(shè)計(jì)，這是因?yàn)榘司S向量經(jīng)過(guò)HH變換后難以保證恒模特 性(請(qǐng)參見參考文獻(xiàn) 4 “Rl-090388，“Precoding options for 8_Tx antennas inLTE-A DL”，Marvell”)，無(wú)法避免功率失衡。因此需要新的方式來(lái)產(chǎn)生LTE-A八天線碼本。在參考文獻(xiàn)5“Rl-091246，“CodebookDesign for 8_Tx Transmission inLTE-A", Samsung，，中提出一種基于 Complex Hadamard Transformation (CHT)的碼本，該碼本繼承了大部分LTE R8四天線碼本的優(yōu)秀特性，但并不能用于八天線碼本。在參考文獻(xiàn) 6 “R1-091281，“DL MIMOcodebook”，Huawei ” 中利用旋轉(zhuǎn)的 DFT 碼本改善了 CHT 碼本在低 秩時(shí)的性能，但由于該碼本不遵循嵌套和8-PSK字符表特性，導(dǎo)致UE計(jì)算復(fù)雜度較高。
綜上所述，鑒于大量不同的信道環(huán)境，碼本選擇和CQI計(jì)算復(fù)雜度以及功率失衡 等因素，使得現(xiàn)有碼本設(shè)計(jì)方式無(wú)法滿足LTE-Advanced系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有碼本無(wú)法滿足LTE-A系統(tǒng)的需求的缺陷，從而提供一種 能夠滿足LTE-A系統(tǒng)的碼本設(shè)計(jì)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種重用LTE碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法，該 方法包括步驟1)、基于旋轉(zhuǎn)的DFT碼本，生成秩為1的八天線碼本；步驟2)、重新組合LTE R8的四天線HH碼本，生成秩為8的八天線LTE-Advanced 碼本；步驟3)、按照秩從高到低排列的順序，以步驟2)得到的秩為8的八天線 LTE-Advanced碼本為基礎(chǔ)，從高秩的碼字中選擇列向量的子集，生成低秩的碼字，并進(jìn)行發(fā) 射功率歸一化，從而生成秩r從7到2的碼本；步驟4)、組合步驟1)-步驟3)所得到的結(jié)果，生成八天線LTE-Advanced碼本。上述技術(shù)方案中，所述的步驟1)包括步驟1-1)、定義 8 X 8DFT 碼本 DFT8 ；
權(quán)利要求
一種重用LTE碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法，該方法包括步驟1)、基于旋轉(zhuǎn)的DFT碼本，生成秩為1的八天線碼本；步驟2)、重新組合LTE R8的四天線HH碼本，生成秩為8的八天線LTE Advanced碼本；步驟3)、按照秩從高到低排列的順序，以步驟2)得到的秩為8的八天線LTE Advanced碼本為基礎(chǔ)，從高秩的碼字中選擇列向量的子集，生成低秩的碼字，并進(jìn)行發(fā)射功率歸一化，從而生成秩r從7到2的碼本；步驟4)、組合步驟1) 步驟3)所得到的結(jié)果，生成八天線LTE Advanced碼本。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重用LTE碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步 驟1)包括步驟1-1)、定義8X8DFT碼本DFT8 ；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重用LTE碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步 驟2)包括步驟2-1)、定義酉旋轉(zhuǎn)矩陣Urot,該矩陣的計(jì)算公式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重用LTE碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步 驟3)包括步驟3-1)、初始化r = 7 ；步驟3-2)、從秩為r+Ι的碼本CB(rt)的碼字中刪除一列，將所得到的結(jié)果作為秩 為r的碼字CWj^的列向量；步驟3-3)、按照公式“C^^^^xC^^n = 0 15”對(duì)步驟3-2)所生成的碼字進(jìn)行發(fā)射功率的歸一化，即所有碼字乘以一個(gè)發(fā)射功率歸一化因子《^ ,滿足等式 “CB(, χ CB(,) “Irxr or /KC^riXCO = In = 15”，最終形成秩為 r 的碼本CB(r)步驟3-4)、令r自減1，重復(fù)上述步驟3-2)到步驟3_4)，從而得到秩從7到2的碼本t
全文摘要
本發(fā)明提供一種重用LTE碼本的八天線碼本設(shè)計(jì)方法，該方法包括基于旋轉(zhuǎn)的DFT碼本，生成秩為1的八天線碼本；重新組合LTE R8的四天線HH碼本，生成秩為8的八天線LTE-A碼本；按照秩從高到低排列的順序，從高秩的碼字中選擇列向量的子集，生成低秩的碼字，并進(jìn)行發(fā)射功率。本發(fā)明不僅保持LTE-A的后向兼容性，而且自然地繼承了LTE R8碼本的很多優(yōu)良特性，包括嵌套、8-PSK有限字符表和恒模等，從而有效降低UE側(cè)CQI計(jì)算和碼字選擇的復(fù)雜度，并避免發(fā)射功率失衡。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101958771SQ20101029325
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者吳志龍, 孫剛, 李玉鳳, 田霖, 石晶林, 金鑫 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所