使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本的波束成形的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于確定和/或量化波束成形矩陣的方法和裝置的實(shí)施例。在某些實(shí)施例中，確定和/或量化波束成形矩陣可以包括使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本。本發(fā)明還公開了另外的變型和實(shí)施例。
【專利說明】使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本的波束成形
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年07月02日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080034784.X、名稱為“使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本的波束成形”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]概括地說，本公開內(nèi)容的實(shí)施例涉及無線通信系統(tǒng)，具體地說，涉及用于使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本進(jìn)行波束成形的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]閉環(huán)多輸入和/或多輸出(MMO)系統(tǒng)中的移動(dòng)站通常在反饋路徑上向基站發(fā)送信道狀態(tài)信息。信道狀態(tài)信息被用于在基站處利用波束成形來補(bǔ)償當(dāng)前信道狀況。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中的某些系統(tǒng)中，移動(dòng)站向基站發(fā)送信道協(xié)方差矩陣，基站根據(jù)此信道協(xié)方差矩陣確定被用于在基站處利用波束成形的波束成形矩陣。在某些其它傳統(tǒng)系統(tǒng)中，基于信道狀況在移動(dòng)站處生成波束成形矩陣。隨后，所生成的波束成形矩陣作為反饋被提供給基站。然而，從移動(dòng)站向基站發(fā)送信道協(xié)方差矩陣和/或波束成形矩陣可能消耗相對(duì)較高的、在另外的情況下可能對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可用的帶寬。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]將通過在附圖中示出的示例性實(shí)施例而非限制的方式來描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且其中:
[0005]圖1示意性地示出了 MIMO系統(tǒng)；
[0006]圖2示出了用于確定和量化波束成形矩陣的示例性方法；
[0007]圖3示出了用于基于從移動(dòng)站接收的反饋來估計(jì)波束成形矩陣的示例性方法；并且
[0008]圖4示出了全部根據(jù)本公開內(nèi)容的各個(gè)實(shí)施例的能夠?qū)崿F(xiàn)通信設(shè)備的示例性系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的說明性實(shí)施例包括但不限于用于使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本生成和/或估計(jì)波束成形矩陣的方法和裝置。
[0010]將使用由本領(lǐng)域技術(shù)人員向本領(lǐng)域其它技術(shù)人員傳達(dá)他們的工作的實(shí)質(zhì)內(nèi)容所常用的術(shù)語來描述說明性實(shí)施例的各個(gè)方面。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，僅利用所描述的方面中的某些方面即可實(shí)施替代實(shí)施例。為了解釋的目的，列出了特定數(shù)字、材料和配置以提供對(duì)說明性實(shí)施例的透徹理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下也可實(shí)施替代實(shí)施例。在其它情況下，省略或簡(jiǎn)化了公知的特征以不致使說明性實(shí)施例變得模糊。
[0011]進(jìn)一步地，各種操作又將以最有助于理解說明性實(shí)施例的方式被描述為多個(gè)分離的操作，然而，描述的次序不應(yīng)被解釋為暗示這些操作一定基于次序。具體來說，不需要以呈現(xiàn)的次序來執(zhí)行這些操作。
[0012]短語“在某些實(shí)施例中”被重復(fù)使用。該短語通常并不指代相同的實(shí)施例；然而它可能會(huì)指代相同的實(shí)施例。除非上下文另有指示，否則術(shù)語“包括”、“具有”和“包含”是同義詞。短語“A和/或B”表示(A)、⑶或(A和B)。與短語“A和/或B”類似，短語“A/B”表示(A)、(B)或(A和B)。短語“A、B和C中的至少一個(gè)”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。短語“㈧B”表示⑶或(A和B)，即A是可選的。
[0013]盡管本文中示出并描述了特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的實(shí)施例的范圍的前提下，各種各樣的替代的和/或等價(jià)的實(shí)現(xiàn)方式可替代所示和描述的特定實(shí)施例。該應(yīng)用方式旨在覆蓋本文中所論述的實(shí)施例的各種調(diào)適或變型。因此，本發(fā)明的實(shí)施例顯然意味著僅受到其權(quán)利要求及其等同物的限制。
[0014]為了本公開內(nèi)容的目的，除非另有提及，否則，可能具有復(fù)數(shù)項(xiàng)的mXn矩陣A的共軛轉(zhuǎn)置為由A*表示的nXm矩陣，并且該矩陣通過下列操作來得到:獲得矩陣A的轉(zhuǎn)置，然后得到通過獲得矩陣A的轉(zhuǎn)置而形成的矩陣的各項(xiàng)的復(fù)共軛。為了本公開內(nèi)容的目的，除非另有提及，否則，酉矩陣是滿足條件(B*) B = B (B*) = In的n X n復(fù)矩陣B，其中In是η維單位矩陣，并且B*是B的共軛轉(zhuǎn)置。因此，當(dāng)且僅當(dāng)B具有逆矩陣時(shí)，矩陣B是酉矩陣，其中B的逆矩陣等于B的共軛轉(zhuǎn)置。為了本公開內(nèi)容的目的，除非另有提及，否則，如果兩個(gè)向量彼此垂直(例如，兩個(gè)向量形成直角，兩個(gè)向量的點(diǎn)積為O)，則這兩個(gè)向量是正交的。為了本公開內(nèi)容的目的，除非另有提及，否則，hermitian矩陣C是可能具有復(fù)數(shù)項(xiàng)的方矩陣，其中每個(gè)復(fù)數(shù)項(xiàng)等于其自身的共軛轉(zhuǎn)置(例如，對(duì)于所有的索引i和j，矩陣C的第i行第j列中的元素等于矩陣C的第j行第i列中的元素的復(fù)共軛)。因此，如果矩陣C是hermitian矩陣，則C* = C。為了本公開內(nèi)容的目的，除非另有提及，否則，對(duì)于mXn矩陣M，矩陣M的奇異值分解是指形式M = EAF*的因子分解，其中E是mXm酉矩陣，A是其對(duì)角上具有非負(fù)實(shí)數(shù)的mXn對(duì)角矩陣，并且F*表示矩陣F的共軛轉(zhuǎn)置，其中矩陣F是nXn酉矩陣。
[0015]本公開內(nèi)容的實(shí)施例可用在使用如多載波傳輸方案中使用的正交頻分多址(OFDMA)通信的無線接入網(wǎng)中，其中多載波傳輸方案在例如2009年5月13日批準(zhǔn)的電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE) 802.16-2009及隨之的任何修改、更新和/或修訂(例如，當(dāng)前正在預(yù)起草階段的802.16m)、第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)計(jì)劃、超移動(dòng)寬帶(UMB)計(jì)劃(又稱為“3GPP2”)等中給出。在其它實(shí)施例中，通信可與另外/替代的通信標(biāo)準(zhǔn)和/或規(guī)范相兼容。
[0016]圖1示意性地示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的各個(gè)實(shí)施例的通信系統(tǒng)100。在各個(gè)實(shí)施例中，通信系統(tǒng)100包括在無線信道130上與移動(dòng)站140通信的基站104。在各個(gè)實(shí)施例中，基站104和/或移動(dòng)站140可以是MMO設(shè)備。在各個(gè)實(shí)施例中，通信系統(tǒng)100可以是使用波束成形來提高由基站104發(fā)送到移動(dòng)站140的信號(hào)的信噪比(SNR)的閉環(huán)系統(tǒng)。
[0017]在各個(gè)實(shí)施例中，基站104可以向移動(dòng)站140發(fā)送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流。例如，圖1示出了正在由基站104發(fā)送到移動(dòng)站140的數(shù)據(jù)流SI，但是在各個(gè)其它實(shí)施例中，也可以提供任何其它適當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)流。在傳輸之前，如以下論述的，可以由基站104的一個(gè)或多個(gè)組件對(duì)數(shù)據(jù)流SI進(jìn)行適當(dāng)加權(quán)。
[0018]在各個(gè)實(shí)施例中，基站104可以包括用于以波束成形矩陣對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，數(shù)據(jù)流SI的數(shù)據(jù)信號(hào))進(jìn)行加權(quán)的波束成形器模塊112。在本文中，使用術(shù)語波束成形來描述在傳輸之前對(duì)數(shù)據(jù)流中的頻域信號(hào)應(yīng)用波束成形系數(shù)或權(quán)重。在各個(gè)實(shí)施例中，可以根據(jù)波束成形矩陣來確定波束成形系數(shù)或權(quán)重。
[0019]基站104可以包括用于發(fā)送加權(quán)數(shù)據(jù)流的多個(gè)發(fā)射天線108a、108b、108c和108d。在圖1中，示出了四個(gè)發(fā)射天線，但是在各個(gè)其它實(shí)施例中，基站104中可以包括任何其它適當(dāng)數(shù)量的發(fā)射天線。
[0020]基站104還可以包括一個(gè)或多個(gè)接收天線(例如，接收天線110)，接收天線除了其它信息之外，還可以從移動(dòng)站140接收關(guān)于信道狀況的反饋。
[0021]在各個(gè)實(shí)施例中，基站104還可以包括波束成形矩陣估計(jì)模塊116，波束成形矩陣估計(jì)模塊116可以被配置為至少部分地基于從移動(dòng)站140接收的反饋來估計(jì)波束成形矩陣。
[0022]波束成形矩陣的階數(shù)(例如，行和/或列的數(shù)量)可以基于由基站104發(fā)送的數(shù)據(jù)流的數(shù)量和包括在基站104中的發(fā)射天線的數(shù)量。在各個(gè)實(shí)施例中，波束成形矩陣可以是NtXNs階的，其中Nt和Ns分別是基站104的發(fā)射天線的數(shù)量和數(shù)據(jù)流的數(shù)量。例如，在圖1中，Nt為4(因?yàn)榫哂兴膫€(gè)發(fā)射天線108a、108b、108c和108d)，并且Ns為I (因?yàn)榫哂幸粋€(gè)數(shù)據(jù)流SI)，因此波束成形矩陣B是4X I向量。在各個(gè)實(shí)施例中，由基站104發(fā)送的信號(hào)可以由以下等式來表示:
[0023]x = B.S,等式(I)
[0024]其中，S表示基站104的Ns個(gè)數(shù)據(jù)流(例如，圖1的數(shù)據(jù)流SI)，B為由波束成形矩陣估計(jì)模塊116確定的Nt X Ns波束成形矩陣，并且X是與由四個(gè)發(fā)射天線108a、108b、108c和108d發(fā)送的加權(quán)數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的NtX I向量。
[0025]在各個(gè)實(shí)施例中，基站104至少可以包括與正在由基站104發(fā)送的數(shù)據(jù)流的數(shù)量同樣多的發(fā)射天線，但是本公開內(nèi)容的范圍在這點(diǎn)上不限于此。在這些實(shí)施例中，Nt至少與
Ns 一樣高。
[0026]再次參照?qǐng)D1，在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140可以包括被配置為接收由基站104通過信道130發(fā)送的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)接收天線，例如接收天線144a和144b。在圖1中，示出了兩個(gè)接收天線，但是在各個(gè)其它實(shí)施例中，可以使用任何其它適當(dāng)數(shù)量的接收天線。在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140至少可以包括與正在由基站104發(fā)送的數(shù)據(jù)流的數(shù)量同樣多的接收天線，但是本公開內(nèi)容的范圍在這點(diǎn)上不限于此。
[0027]在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140還可以包括用于至少部分地基于從發(fā)射天線108a,…，108d中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射天線接收的信號(hào)來估計(jì)信道130的信道狀況的信道估計(jì)模塊148。例如，信道估計(jì)模塊148可以確定描述信道130的當(dāng)前狀態(tài)的信道矩陣H。在各個(gè)實(shí)施例中，信道矩陣H可以指示發(fā)射天線108a，…，108d中的各個(gè)發(fā)射天線與接收天線144a和144b中的各個(gè)接收天線之間的子信道的狀況。在各個(gè)實(shí)施例中，信道矩陣H可以是隊(duì)XNt階的，其中隊(duì)可以是移動(dòng)站140中的接收天線的數(shù)量。圖1示出了基站104的四個(gè)發(fā)射天線108a,…，108d( BP,Nt = 4)和移動(dòng)站140的兩個(gè)接收天線144a和144b ( BP,Nr=2)，并且相應(yīng)地，信道矩陣H可以是用于MMO系統(tǒng)100的2X4矩陣。
[0028]信道估計(jì)模塊148還可以根據(jù)信道矩陣H來構(gòu)造信道協(xié)方差矩陣R。例如,信道協(xié)方差矩陣R可以等于
[0029]R = E[(H*)H],等式(2)
[0030]其中H*是信道矩陣H的共軛轉(zhuǎn)置，并且E[]是期望值運(yùn)算。在各個(gè)實(shí)施例中，信道矩陣H可以表示信道130的瞬時(shí)狀況，而信道協(xié)方差矩陣R可以表示信道130的相對(duì)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)。因此，與信道協(xié)方差矩陣R相比，信道矩陣H可以隨時(shí)間和頻率更快地改變。在各個(gè)實(shí)施例中，信道協(xié)方差矩陣R可以是NtXNt階Hermitian矩陣，其中對(duì)于MMO系統(tǒng)100，Nt (例如，基站104的發(fā)射天線的數(shù)量)為4。
[0031]在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140還可以包括矩陣分解模塊152，矩陣分解模塊152被配置為使用例如奇異值分解來分解信道協(xié)方差矩陣R。矩陣的奇異值分解是指將矩陣因式分解成三個(gè)不同的矩陣。例如，信道協(xié)方差矩陣R的奇異值分解可以具有以下形式:
[0032]R = UAV*,等式(3)
[0033]其中，U是Nt階方形酉矩陣，A是其對(duì)角線上具有非負(fù)實(shí)數(shù)的NtXNt對(duì)角矩陣，并且V*是Nt階方形酉矩陣V的共軛轉(zhuǎn)置。在各個(gè)實(shí)施例中，矩陣V的列可以是矩陣(R*)R的特征向量，并且矩陣Λ中的對(duì)角值可以是R的奇異值。
[0034]在各個(gè)實(shí)施例中，矩陣V可以包括波束成形矩陣，并且矩陣V的表示波束成形矩陣的部分可以由Vb表示。例如，如先前所論述的，對(duì)于基站104(例如，如圖1所示)的單個(gè)數(shù)據(jù)流(例如，NS = I)和四個(gè)發(fā)射天線(例如，Nt = 4)，波束成形矩陣是4X1向量。在這種情況下，矩陣V是4X4方矩陣，并且V的第一列(例如，矩陣(R*)R的主特征向量)可以形成波束成形矩陣\。也就是說，在這種情況下，波束成形矩陣Vb可以由矩陣V的第一列構(gòu)成。
[0035]在另一個(gè)示例中(圖1中未示出)，對(duì)于基站104的兩個(gè)數(shù)據(jù)流(例如，NS = 2)和四個(gè)發(fā)射天線(例如，Nt = 4)，矩陣V是4X4方矩陣，并且波束成形矩陣Vb是4X2矩陣。在這種情況下，V的前兩列(例如，矩陣(R*)R的兩個(gè)特征向量)可以形成波束成形矩陣Vb。
[0036]在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140還可以包括量化模塊156。一旦根據(jù)矩陣V生成了波束成形矩陣Vb，則量化模塊156可以使用基礎(chǔ)碼本Cb來量化波束成形矩陣Vb。在這些實(shí)施例中，基礎(chǔ)碼本Cb可以用于得到流形表面(surface of a manifold),以對(duì)波束成形矩陣進(jìn)行有效編碼或量化?；A(chǔ)碼本Cb可以包括多個(gè)候選矩陣，各自具有與波束成形矩陣Vb類似的維度?？梢詮幕A(chǔ)碼本Cb中選擇多個(gè)候選矩陣中與波束成形矩陣Vb最佳地匹配的候選矩陣，并且可以由移動(dòng)站140將與所選擇的候選矩陣相對(duì)應(yīng)的碼字反饋給基站104。這里，所選擇的候選矩陣可以表示波束成形矩陣Vb(例如，所選擇的候選矩陣可以是波束成形矩陣\的量化版本)，并且所選擇的候選矩陣在本文中可以稱為量化波束成形矩陣。
[0037]例如，再次參照?qǐng)D1，量化模塊156可以按照下列方式來量化波束成形矩陣Vb:
[0038]V — argmaX VbV-等式(4)
Vi e Cbr ’
[0039]其中#是量化波束成形矩陣，Cb是基礎(chǔ)碼本，Vi表示基礎(chǔ)碼本Cb中的候選矩陣，K是波束成形矩陣Vb的復(fù)共軛，并且I I I |F是Frobenius范數(shù)運(yùn)算。盡管等式4中使用了
Frobenius范數(shù),但是在各個(gè)其它實(shí)施例中，還可以使用任何其它適當(dāng)?shù)木仃嚪稊?shù)或向量范數(shù)(例如，譜范數(shù)、歐幾里得范數(shù)等)。等式4從包括在基礎(chǔ)碼本Cb中的多個(gè)候選矩陣中選擇最佳地表示波束成形矩陣Vb的量化波束成形矩陣F。
[0040]在各個(gè)實(shí)施例中，盡管量化波束成形矩陣^表示波束成形矩陣Vb，但是當(dāng)量化波束成形矩陣f是從基礎(chǔ)碼本Cb中選擇的時(shí)候，可能存在量化誤差(例如，量化波束成形矩陣f與波束成形矩陣Vb之間的差)。量化誤差可能是基于若干因素，其包括但不限于:包括在基礎(chǔ)碼本Cb中的候選矩陣的數(shù)量，以及波束成形矩陣Vb與從基礎(chǔ)碼本Cb選擇的候選矩陣(例如，量化波束成形矩陣P)相匹配的接近程度。
[0041 ] 在各個(gè)實(shí)施例中，為了降低該量化誤差，移動(dòng)站140可以確定表示波束成形矩陣Vb與量化波束成形矩陣P之間的差的差矩陣。例如，差矩陣D可以形成為使得:
[0042]D = [V V YVh,等式(5)
[0043]其中盧]*是NtXNt矩陣[#鏟1]的共軛轉(zhuǎn)置。另外，盧可以是包括與量化波束成形矩陣f的列正交的列的矩陣，并且矩陣爐1的階數(shù)可以是Nt X (Nt - Ns)。例如，對(duì)于Ns=I且Nt = 4，#是4X1向量，并且盧可以是被選擇為使得的列中的每一列與向量f正交的4X3矩陣。在另一個(gè)示例中，對(duì)于Ns = 2且Nt = 4，f是4X2矩陣，并且盧可以是被選擇為使得f的列中的每一列與向量P的列中的每一列正交的4X2矩陣。在各個(gè)實(shí)施例中，P可以被選擇為使得P 是酉矩陣。在各個(gè)實(shí)施例中，差矩陣D和/或矩陣Fi可以通過例如對(duì)量化波束成形矩陣P的householder反射運(yùn)算來計(jì)算得到。差矩陣D可以表示波束成形矩陣Vb與矩陣f之間的差。
[0044]在各個(gè)實(shí)施例中，可以使用差分碼本Cd來量化差矩陣D。差分碼本Cd可以包括多個(gè)候選矩陣，各自具有與差矩陣D類似的維度。例如，再次參照?qǐng)D1，量化模塊156可以按照如下方式來量化差矩陣D:
[0045]￡> = argmax||JD,'Di|| 等式(6)
[0046]其中，量化差矩陣j是差矩陣D的量化，Cd是差分碼本，Di表示差分碼本Cd中的候選矩陣，并且I I I |F是Forbenius范數(shù)運(yùn)算。盡管Frobenius范數(shù)用在等式6中，但是在各個(gè)其它實(shí)施例中，也可以使用任何其它適當(dāng)?shù)木仃嚪稊?shù)或向量范數(shù)。等式6從差分碼本Cd中選擇最佳地表示差矩陣D的候選矩陣D。
[0047]在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140可以通過發(fā)射天線160的方式向基站104發(fā)送第一碼字和第二碼字。在各個(gè)實(shí)施例中，第一碼字(例如，來自基礎(chǔ)碼本Cb)可以與量化波束成形矩陣f相關(guān)聯(lián)，并且第二碼字(例如，來自差分碼本(^)可以與量化差矩陣0相關(guān)聯(lián)。移動(dòng)站140可以向基站104發(fā)送第一碼字和第二碼字(例如，而不發(fā)送實(shí)際的矩陣#和￡> )，以使得基站104能夠根據(jù)所發(fā)送的第一碼字和第二碼字來估計(jì)波束成形矩陣Vb。
[0048]例如，如果量化波束成形矩陣P是基礎(chǔ)碼本Cb中的多個(gè)候選矩陣中的第η矩陣，并且如果量化差矩陣是差分碼本Cd中的多個(gè)候選矩陣中的第m矩陣，則數(shù)字η和m可以分別是第一碼字和％一碼字。在各個(gè)其它實(shí)施例中，與量化波束成形矩陣P和/或量化差矩陣6相關(guān)聯(lián)的碼字也可以以任何其它適當(dāng)?shù)姆绞叫纬伞?br> [0049]在各個(gè)實(shí)施例中，一旦基站104從移動(dòng)站140接收到第一碼字和第二碼字，基站104可以根據(jù)所接收的第一碼字和第二碼字，使用所保存的基礎(chǔ)碼本Cb和差分碼本Cd的副本來分別確定矩陣D和々。在各個(gè)其它實(shí)施例中，基站104還可以根據(jù)所接收的碼字，以任何其它適當(dāng)?shù)姆绞酱_定矩陣D和F。
[0050]一旦基站104確定了矩陣D和P，則基站104中的波束成形矩陣估計(jì)模塊116可以估計(jì)原始的波束成形矩陣vb。例如，波束成形矩陣估計(jì)模塊116可以根據(jù)所確定的矩陣F來生成矩陣?^。隨后，波束成形矩陣估計(jì)模塊116可以按照如下方式確定所估計(jì)的波束成形矩陣A:
[0051]V, = [V V ]D.等式(7)
[0052]因此，所估計(jì)的波束成形矩陣0可以是原始的波束成形矩陣Vb的估計(jì)。在各個(gè)實(shí)施例中，基站104 (例如，波束成形器模塊112)可以利用所估計(jì)的波束成形矩陣Vt未對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行加權(quán)(例如，如關(guān)于等式I所論述的)，并且基站104的發(fā)射天線108a，…，1Sd可以發(fā)送加權(quán)數(shù)據(jù)流。
[0053]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的用于確定和量化波束成形矩陣的示例性方法200。方法200的一個(gè)或多個(gè)操作可以通過移動(dòng)站140的一個(gè)或多個(gè)模塊來進(jìn)行。參照?qǐng)D1和2，在各個(gè)實(shí)施例中，方法200包括:在204( “確定信道協(xié)方差矩陣R”)，例如通過移動(dòng)站140的信道估計(jì)模塊148基于從基站104接收的信號(hào)來確定信道協(xié)方差矩陣R。在各個(gè)實(shí)施例中，如關(guān)于等式2所論述的，信道協(xié)方差矩陣R可以根據(jù)信道矩陣H來形成。如先前所論述的，信道矩陣H可以表示基站104的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射天線108a，…，108d與移動(dòng)站140的一個(gè)或多個(gè)接收天線144a、144b之間的子信道的狀況。
[0054]方法200可以進(jìn)一步包括:在208 ( “分解信道協(xié)方差矩陣”)，如先前關(guān)于等式3所論述的，例如由移動(dòng)站140的矩陣分解模塊152使用奇異值分解將信道協(xié)方差矩陣R分解成左矩陣U、對(duì)角矩陣Λ、以及右矩陣V的復(fù)共軛。
[0055]方法200可以進(jìn)一步包括:在212 ( “確定波束成形矩陣Vb”)，例如由移動(dòng)站140的矩陣分解模塊152確定波束成形矩陣\，使得波束成形矩陣Vb包括右矩陣V的一列或多列。在各個(gè)實(shí)施例中，波束成形矩陣Vb可以包括右矩陣V的前Ns數(shù)量的列。
[0056]方法200可以進(jìn)一步包括:在216(“選擇量化波束成形矩陣”)，例如由移動(dòng)站140
的量化模塊156從包括在基礎(chǔ)碼本Cb中的第一多個(gè)候選矩陣中選擇量化波束成形矩陣F，其中量化波束成形矩陣f可以表示波束成形矩陣\。如關(guān)于等式4所論述的，量化波束成形矩陣P可以被選擇為使得:在基礎(chǔ)碼本Cb中的第一多個(gè)候選矩陣中，量化波束成形矩陣P使波束成形矩陣的復(fù)共軛與量化波束成形矩陣f的乘積的Frobenius范數(shù)最大化。
[0057]方法200可以進(jìn)一步包括:在220( “確定差矩陣”)，如關(guān)于等式5所論述的，例如由移動(dòng)站140的量化模塊156來確定表示波束成形矩陣Vb與量化波束成形矩陣P之間的差的差矩陣D。例如，為了確定差矩陣D，可以至少部分地基于量化波束成形矩陣f來形成矩陣f (例如，使用量化波束成形矩陣P的householder反射)，使得矩陣中的一列或多列的每一列與量化波束成形矩陣f的一列或多列的每一列正交。隨后，可以形成矩陣[V丨々]，該矩陣可以是量化波束成形矩陣f與矩陣P』的組合。在各個(gè)實(shí)施例中，可以形成矩陣fi，使得矩陣P 是具有與波束成形矩陣Vb的行的數(shù)量相等的階數(shù)的酉矩陣。如關(guān)于等式5所論述的，可以確定差矩陣D，使得差矩陣D是矩陣P V ]的復(fù)共軛與波束成形矩陣Vb的乘積。
[0058]方法200可以進(jìn)一步包括:在224(“選擇量化波束成形矩陣”)，例如由移動(dòng)站140的量化模塊156從包括在差分碼本Cd中的第二多個(gè)候選矩陣中選擇量化差矩陣6，其中量化差矩陣乃可以表示差矩陣D。如關(guān)于等式6所論述的，量化差矩陣D可以被選擇為使得:
在差碼本Cd中的所有第二多個(gè)候選矩陣中，量化差矩陣5使差矩陣的復(fù)共軛與量化差矩陣
D的乘積的Frobenius范數(shù)最大化。
[0059]方法200可以進(jìn)一步包括:在228( “發(fā)送第一碼字和第二碼字”)，如先前所論述的，例如由移動(dòng)站140的發(fā)射天線160向基站104發(fā)送分別與量化波束成形矩陣和量化差矩陣相關(guān)聯(lián)的第一碼字和第二碼字。
[0060]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的用于由基站104基于從移動(dòng)站140接收的反饋來估計(jì)波束成形矩陣的示例性方法300。方法300的一個(gè)或多個(gè)操作可以由基站104的一個(gè)或多個(gè)模塊來進(jìn)行。參照?qǐng)D1和圖3，在各個(gè)實(shí)施例中，方法300包括:在304( “接收第一碼字和第二碼字”)，例如由接收天線110從移動(dòng)站140(例如，從發(fā)射天線160)接收分別與量化波束成形矩陣P和量化差矩陣D相關(guān)聯(lián)的第一碼字和第二碼字。
[0061]方法300可以進(jìn)一步包括:在308( “確定量化波束成形矩陣和量化差矩陣”)，例如由波束成形矩陣估計(jì)模塊116至少部分地基于所接收的第一碼字和第二碼字來分別確定量化波束成形矩陣P和量化差矩陣0 (
[0062]方法300可以進(jìn)一步包括:在312 ( “估計(jì)波束成形矩陣”)，如關(guān)于等式7所論述的，例如由波束成形矩陣估計(jì)模塊116根據(jù)所確定的量化波束成形矩陣P和量化差矩陣D
來估計(jì)波束成形矩陣(例如，所估計(jì)的波束成形矩陣)。
[0063]方法300可以進(jìn)一步包括:在316 ( “對(duì)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行加權(quán)”)，例如由波束成形器模塊112使用所估計(jì)的波束成形矩陣^來對(duì)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流(例如，數(shù)據(jù)流SI)
進(jìn)行加權(quán)。方法300可以進(jìn)一步包括:在320( “發(fā)送加權(quán)數(shù)據(jù)流”)，例如由基站104的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射天線(例如，發(fā)射天線108a,…，108d)向移動(dòng)站140發(fā)送加權(quán)數(shù)據(jù)流。
[0064]使用兩個(gè)碼本Cb和Cd來量化波束成形矩陣相對(duì)于使用單個(gè)碼本來量化波束成形矩陣而言具有若干優(yōu)勢(shì)。例如，將波束成形矩陣量化成量化波束成形矩陣f和量化差矩陣D可以減少量化誤差。相應(yīng)地，在基站104處形成的波束成形矩陣的估計(jì)可以更準(zhǔn)確。
[0065]在到目前為止論述的各個(gè)實(shí)施例中，使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本來量化波束成形矩陣。然而，在各個(gè)實(shí)施例中，也可以使用多于一個(gè)差分碼本。例如，一旦生成了差矩陣D和量化差矩陣f)，可以生成第二差矩陣(例如，使用至少部分地類似于等式5的等式)，第二差矩陣可以表示差矩陣D與量化差矩陣6之間的差。然后，可以使用第二差分碼本來量化第二差矩陣，以生成第二量化差矩陣。除了發(fā)送與量化波束成形矩陣和量化差矩陣相對(duì)應(yīng)的碼字之外，移動(dòng)站140可以向基站104發(fā)送與第二量化差矩陣相對(duì)應(yīng)的碼字?；?04可以使用與量化波束成形矩陣、量化差矩陣和第二量化差矩陣相對(duì)應(yīng)的碼字來估計(jì)波束成形矩陣g。
[0066]在到目前為止論述的實(shí)施例中，由移動(dòng)站140向基站104發(fā)送量化形式的波束成形矩陣(其包括量化波束成形矩陣P和量化差矩陣0 )。在各個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站140還可以向基站104發(fā)送量化形式的信道協(xié)方差矩陣R(例如，作為發(fā)送量化形式的波束成形矩陣的替代或補(bǔ)充)，以使得基站104能夠重新構(gòu)造或估計(jì)信道協(xié)方差矩陣，并且隨后通過分解所估計(jì)的信道協(xié)方差矩陣來確定波束成形矩陣。例如，移動(dòng)站140可以使用基礎(chǔ)碼本(使用至少部分類似于等式4的方法)來量化信道協(xié)方差矩陣R(例如，根據(jù)等式2獲得的)，以獲得量化的信道協(xié)方差矩陣。然后，移動(dòng)站140可以計(jì)算相應(yīng)的差矩陣(使用至少部分地類似于等式5的方法)，其中所述相應(yīng)的差矩陣表示信道協(xié)方差矩陣與量化信道協(xié)方差矩陣之間的差。移動(dòng)站140可以使用差分碼本來量化所述相應(yīng)的差矩陣(使用至少部分地類似于等式6的方法)，以獲得相應(yīng)的量化差矩陣。移動(dòng)站140可以向基站104發(fā)送與所生成的量化矩陣相對(duì)應(yīng)的碼字，基站104可以根據(jù)所述碼字來估計(jì)信道協(xié)方差矩陣。然后，基站104可以通過分解所估計(jì)的信道協(xié)方差矩陣(例如，使用奇異值分解)來估計(jì)波束成形矩陣。
[0067]本文中所描述的通信設(shè)備可以在按照期望使用任何適當(dāng)硬件和/或軟件來配置的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。圖4示出了對(duì)于一個(gè)實(shí)施例的示例性系統(tǒng)400，所述系統(tǒng)400包括一個(gè)或多個(gè)處理器404、耦合到處理器404中的至少一個(gè)處理器的系統(tǒng)控制邏輯408、耦合到系統(tǒng)控制邏輯408的系統(tǒng)存儲(chǔ)器412、耦合到系統(tǒng)控制邏輯408的非易失性存儲(chǔ)器(NVM)/儲(chǔ)存器416、以及耦合到系統(tǒng)控制邏輯408的一個(gè)或多個(gè)通信接口 420。
[0068]對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)控制邏輯408可以包括任何適當(dāng)?shù)慕涌诳刂破?，以便為處理?04中的至少一個(gè)處理器和/或與系統(tǒng)控制邏輯408通信的任何適當(dāng)設(shè)備或組件提供任何適當(dāng)?shù)慕涌凇?br> [0069]對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)控制邏輯408可以包括為系統(tǒng)存儲(chǔ)器412提供接口的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)控制器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器412可以用于載入和存儲(chǔ)例如用于系統(tǒng)400的數(shù)據(jù)和/或指令。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)存儲(chǔ)器412可以包括任何適當(dāng)?shù)囊资源鎯?chǔ)器，例如適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)隨即存取存儲(chǔ)器(DRAM)。
[0070]對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)控制邏輯408可以包括為NVM/儲(chǔ)存器416和通信接口 420提供接口的一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/o)控制器。
[0071]NVM/儲(chǔ)存器416可以用于例如存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或指令。NVM/儲(chǔ)存器416可以包括例如任何適當(dāng)?shù)姆且资源鎯?chǔ)器(例如，閃存)和/或可以包括例如任何適當(dāng)?shù)姆且资詢?chǔ)存設(shè)備(例如，一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)、一個(gè)或多個(gè)壓縮光盤(CD)驅(qū)動(dòng)器、和/或一個(gè)或多個(gè)數(shù)字通用光盤(DVD)驅(qū)動(dòng)器)。
[0072]NVM/儲(chǔ)存器416可以包括系統(tǒng)400在其上安裝的設(shè)備的存儲(chǔ)資源部分，或者NVM/儲(chǔ)存器416可以由設(shè)備訪問，但是不一定是設(shè)備的一部分。例如，NVM/儲(chǔ)存器416可以經(jīng)由通信接口 420通過網(wǎng)絡(luò)被訪問。
[0073]具體來說，系統(tǒng)存儲(chǔ)器412和NVM/儲(chǔ)存器416可以分別包括波束成形矩陣邏輯424的臨時(shí)和永久副本。在各個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)400可以是移動(dòng)站140的一部分，并且如本文中所描述的，波束成形矩陣邏輯424可以包括當(dāng)由處理器404中的至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使系統(tǒng)400生成波束成形矩陣并且/或者量化波束成形矩陣(例如，使用基礎(chǔ)碼本和差分碼本)的指令。在各個(gè)其它實(shí)施例中，系統(tǒng)400可以是基站104的一部分，并且如本文中所描述的，波束成形矩陣邏輯424可以包括當(dāng)由處理器404中的至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使系統(tǒng)400根據(jù)所接收的基礎(chǔ)碼本和差分碼本的碼字(例如，與波束成形矩陣相對(duì)應(yīng)的碼字)來估計(jì)波束成形矩陣的指令。
[0074]在某些實(shí)施例中，另外(或替代)地，波束成形矩陣邏輯424可以位于系統(tǒng)控制邏輯408中。
[0075]通信接口 420可以為系統(tǒng)400提供接口以通過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和/或利用任何其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備進(jìn)行通信。通信接口 420可以包括任何適當(dāng)?shù)挠布?或固件。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，通信接口 420可以包括例如網(wǎng)絡(luò)適配器、無線網(wǎng)絡(luò)適配器、電話調(diào)制解調(diào)器、和/或無線調(diào)制解調(diào)器。對(duì)于無線通信，對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，通信接口 420可以使用一個(gè)或多個(gè)天線。
[0076]對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，處理器404中的至少一個(gè)處理器可以與用于系統(tǒng)控制邏輯408的一個(gè)或多個(gè)控制器的邏輯封裝在一起。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，處理器404中的至少一個(gè)處理器可以與用于系統(tǒng)控制邏輯408的一個(gè)或多個(gè)控制器的邏輯封裝在一起，以形成系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，處理器404中的至少一個(gè)處理器可以與用于系統(tǒng)控制邏輯408的一個(gè)或多個(gè)控制器的邏輯集成在相同的裸片(die)上。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，處理器404中的至少一個(gè)處理器可以與用于系統(tǒng)控制邏輯408的一個(gè)或多個(gè)控制器的邏輯集成在相同的裸片上，以形成片上系統(tǒng)(SoC)。
[0077]在各個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)400可以具有更多的或更少的組件和/或不同的架構(gòu)。
[0078]盡管本文中已描述了某些示例性方法、裝置和制品，但是本公開內(nèi)容的覆蓋范圍不限于此。相反，本公開內(nèi)容覆蓋根據(jù)字面或按照等同物的原則落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的所有方法、裝置和制品。例如，盡管上面公開了除了其它組件之外還包括軟件、在硬件上執(zhí)行的軟件或固件的示例性系統(tǒng)，但是應(yīng)當(dāng)注意，這種系統(tǒng)僅僅是說明性的，不應(yīng)為解釋為限制。具體來說，應(yīng)設(shè)想到所公開的硬件、軟件和/或固件組件中的任何或所有組件可以排他地用硬件、排他地用軟件、排他地用固件或者用硬件、軟件和/或固件的某種組合來實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.具有指令的一個(gè)或多個(gè)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)，使基站進(jìn)行以下操作: 處理來自移動(dòng)站的反饋傳輸以便確定第一碼本索引和第二碼本索引；以及基于所述第一碼本索引和所述第二碼本索引來確定波束成形矩陣，以便有助于用于在一個(gè)或者多個(gè)流中向所述移動(dòng)站發(fā)送數(shù)據(jù)的波束的形成。
2.如權(quán)利要求1所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，當(dāng)執(zhí)行所述指令時(shí)進(jìn)一步使所述基站進(jìn)行以下操作: 基于所確定的波束成形矩陣將波束成形系數(shù)應(yīng)用于所述一個(gè)或者多個(gè)流中的頻域信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，當(dāng)執(zhí)行所述指令時(shí)進(jìn)一步使所述基站進(jìn)行以下操作: 通過所述基站的多個(gè)天線發(fā)送所述一個(gè)或者多個(gè)流。
4.如權(quán)利要求3所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述波束成形矩陣包括分別與所述多個(gè)天線相對(duì)應(yīng)的多個(gè)列。
5.如權(quán)利要求1所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一碼本索引與第一量化誤差相關(guān)聯(lián)并且所述第二碼本索引與第二量化誤差相關(guān)聯(lián)，其中所述第二量化誤差小于所述第一量化誤差。
6.如權(quán)利要求1所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述波束成形矩陣是第一波束成形矩陣，并且當(dāng)執(zhí)行所述指令時(shí)進(jìn)一步使所述基站進(jìn)行以下操作: 基于所述第一碼本索引來確定第二波束成形矩陣；以及 相對(duì)于所述第二波束成形矩陣來確定所述第一波束成形矩陣。
7.如權(quán)利要求1所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述反饋傳輸包括對(duì)所述第一碼本索引的指示以及對(duì)所述第二碼本索引的指示。
8.一種在基站中使用的裝置，所述裝置包括: 第一電路，其用于: 在來自移動(dòng)站的反饋傳輸中接收對(duì)第一碼本索引和第二碼本索引的指示；以及 基于所述第一碼本索引和所述第二碼本索引來確定波束成形矩陣；以及 第二電路，其用于: 基于所述波束成形矩陣對(duì)要發(fā)送到所述移動(dòng)站的數(shù)據(jù)流的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括: 四個(gè)或者更多個(gè)天線，其用于發(fā)送加權(quán)的信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述波束成形矩陣包括分別與所述四個(gè)或者更多個(gè)天線相對(duì)應(yīng)的四個(gè)或者更多個(gè)列。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一碼本索引與第一量化誤差相關(guān)聯(lián)并且所述第二碼本索引與第二量化誤差相關(guān)聯(lián)，其中所述第二量化誤差小于所述第一量化誤差。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述波束成形矩陣是第一波束成形矩陣，并且所述第一電路用于: 基于所述第一碼本索引來確定第二波束成形矩陣；以及 相對(duì)于所述第二波束成形矩陣來確定所述第一波束成形矩陣。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一電路和所述第二電路是可編程的。
14.一種方法,包括: 在基站處接收來自移動(dòng)站的反饋傳輸，所述反饋傳輸包括第一碼本索引和第二碼本索弓I ; 基于所述第一碼本索引和所述第二碼本索引來確定波束成形矩陣； 基于所述波束成形矩陣對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及 發(fā)送加權(quán)的數(shù)據(jù)信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 通過四個(gè)或者更多個(gè)天線發(fā)送所述加權(quán)的數(shù)據(jù)信號(hào)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述第一碼本索引與第一量化誤差相關(guān)聯(lián)并且所述第二碼本索引與第二量化誤差相關(guān)聯(lián)，其中所述第二量化誤差小于所述第一量化誤差。
17.具有指令的一個(gè)或多個(gè)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)，使移動(dòng)站進(jìn)行以下操作: 基于信道狀況來確定期望的波束成形矩陣，其中所述期望的波束成形矩陣要由基站用于在一個(gè)或者多個(gè)流中向所述移動(dòng)站發(fā)送數(shù)據(jù)； 確定第一碼本索引和第二碼本索引，其中所述第一碼本索引和所述第二碼本索引要彼此結(jié)合起來使用以便標(biāo)識(shí)所述期望的波束成形矩陣；以及 在確定所述第一碼本索引和所述第二碼本索引以后，向所述基站發(fā)送所述第一碼本索引和所述第二碼本索引。
18.如權(quán)利要求17所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述期望的波束成形矩陣包括波束成形系數(shù)，其中所述波束成形系數(shù)將要應(yīng)用于要發(fā)送到所述移動(dòng)站的一個(gè)或者多個(gè)流中的頻域信號(hào)。
19.如權(quán)利要求17所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，當(dāng)執(zhí)行所述指令時(shí)進(jìn)一步使所述移動(dòng)站進(jìn)行以下操作: 通過所述移動(dòng)站的一個(gè)或者多個(gè)天線接收所述一個(gè)或者多個(gè)流。
20.如權(quán)利要求17所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一碼本索引與第一量化誤差相關(guān)聯(lián)并且所述第二碼本索引與第二量化誤差相關(guān)聯(lián)，其中所述第二量化誤差小于所述第一量化誤差。
21.一種在移動(dòng)站中使用的裝置，所述裝置包括: 第一電路，其用于: 確定用于下行鏈路傳輸?shù)钠谕牟ㄊ尚尉仃嚕? 確定第一碼本索引和第二碼本索引以用于標(biāo)識(shí)所述期望的波束成形矩陣；以及 第二電路，其用于: 在反饋傳輸中發(fā)送所述第一碼本索引和所述第二碼本索引。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，還包括: 多個(gè)天線，其用于接收基于所述期望的波束成形矩陣而加權(quán)的下行鏈路傳輸。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述第一碼本索引與第一量化誤差相關(guān)聯(lián)并且所述第二碼本索引與第二量化誤差相關(guān)聯(lián)，其中所述第二量化誤差小于所述第一量化誤差。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，還包括: 包括所述第一電路和所述第二電路的片上系統(tǒng)。
25.—種方法,包括: 確定信道矩陣，其中所述信道矩陣表示基站與移動(dòng)站之間的信道的狀況； 基于所述信道矩陣來確定波束成形矩陣； 確定第一碼本索引和第二碼本索引以用于標(biāo)識(shí)所述波束成形矩陣；以及 向所述基站發(fā)送包括所述第一碼本索引和所述第二碼本索引的反饋傳輸。
26.如權(quán)利要求25所述的方法,還包括: 通過多個(gè)天線接收一個(gè)或者多個(gè)流，其中，所述一個(gè)或者多個(gè)流是基于所述波束成形矩陣而進(jìn)行的波束成形。
【文檔編號(hào)】H04W16/28GK104202130SQ201410471703
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2009年7月6日
【發(fā)明者】Y·朱, Q·李, X·E·林, H·牛, A·達(dá)維多夫 申請(qǐng)人:英特爾公司