一種用于mimo系統(tǒng)的雙碼本生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的多輸入多輸出（MIM0)技術(shù)，尤其涉及一種用于 MIM0系統(tǒng)的雙碼本生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在名稱為《一種采用雙碼本進(jìn)行信道信息反饋的方法和系統(tǒng)》、申請(qǐng)?zhí)枮?201010289774.2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中，提出了一種采用雙碼本進(jìn)行信道信息反饋的方 法：信號(hào)接收方從現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)編碼矩陣的碼本中選出一個(gè)一級(jí)最優(yōu)碼字，以及按照容量 最大化標(biāo)準(zhǔn)從預(yù)先設(shè)置的第二級(jí)碼本中選出一個(gè)二級(jí)最優(yōu)碼字，然后將相應(yīng)的碼字索引發(fā) 送至信號(hào)發(fā)送方，信號(hào)發(fā)送方根據(jù)接收到的碼字索引，查詢預(yù)先設(shè)置的第一級(jí)碼本和第二 級(jí)碼本得到對(duì)應(yīng)的一級(jí)最優(yōu)碼字和第二級(jí)最優(yōu)碼字，最后生成預(yù)編碼矩陣為一級(jí)最優(yōu)碼字 和第二級(jí)最優(yōu)碼字的乘積。該專利申請(qǐng)采用第二級(jí)版本后，可以比單碼本更為精確地反映 實(shí)際的信道條件。
[0003] 該專利申請(qǐng)還披露了第二級(jí)碼本的生成方法，即將第二級(jí)碼本設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)矩陣的 形式，從而使得信道容量達(dá)到上限。然而，這種將第二級(jí)碼本設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)矩陣的方法僅適用 于秩為1~3的情形，對(duì)于秩大于3的情形，顯然無(wú)法通過旋轉(zhuǎn)矩陣來(lái)設(shè)計(jì)第二級(jí)碼本。因 此，目前還缺乏一種適用于秩大于3的情形的雙碼本生成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于MIM0系統(tǒng)的雙碼本生成方法，該 方法為：每一個(gè)天線端口都公平遍歷所有的天線端口相位差異情形，對(duì)于遍歷時(shí)的每一種 信道特征都生成一個(gè)反映該信道特征的預(yù)編碼矩陣，組成第二級(jí)碼本。
[0005] 優(yōu)選的，所述相位差異的偏移量限制在Ji/2內(nèi)，進(jìn)一步的，刪除不對(duì)稱的相位差 異情形和出現(xiàn)概率小于設(shè)定門限值的相位差異情形。
[0006] 優(yōu)選的，當(dāng)秩為4時(shí)，第二級(jí)碼本為下表所示的預(yù)編碼矩陣組成的集合：
[0007]
[0008]
。
[0009] 優(yōu)選的，當(dāng)秩為8時(shí)，第二級(jí)碼本為一個(gè)唯一的預(yù)編碼矩陣：該唯一預(yù)編碼矩陣 的前4行由上述秩為4的第二級(jí)碼本中的碼字索引為1，2, 3, 4, 5, 6, 7, 8的預(yù)編碼矩陣 依次并行組成；該唯一預(yù)編碼矩陣的后4行由上述秩為4的第二級(jí)碼本中的碼字索引為 9, 10, 11，12, 13, 14, 15, 16的預(yù)編碼矩陣依次并行組成。
[0010] 優(yōu)選的，當(dāng)秩為5、6或7時(shí)，第二級(jí)碼本為采用循環(huán)刪除法從上述秩為8的預(yù)編碼 矩陣中選取5、6或7行生成的預(yù)編碼矩陣所組成的集合。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)秩為5時(shí)，第二級(jí)碼本為下表所示的預(yù)編碼矩陣組成的集合：
[0012]
[0013] 。
[0014] 進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)秩為6時(shí)，第二級(jí)碼本為下表所示的預(yù)編碼矩陣組成的集合：
[0015]
[0016]
。
[0017] 進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)秩為7時(shí)，第二級(jí)碼本為下表所示的預(yù)編碼矩陣組成的集合：
[0018]
[0019]
。
[0020] 優(yōu)選的，當(dāng)秩為5時(shí)，第二級(jí)碼本為下表所示的預(yù)編碼矩陣組成的集合：
[0021]

[0022] 優(yōu)選的，上述方法中\(zhòng)第一級(jí)碼i重用現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)k碼矩陣的碼本。所述現(xiàn)有技 術(shù)的預(yù)編碼矩陣的碼本可以是LTER11及以前版本中規(guī)定的碼本。進(jìn)一步優(yōu)選的，對(duì)于8 天線的MIM0系統(tǒng)，當(dāng)秩為1~4時(shí)，第一級(jí)碼本的預(yù)編碼矩陣）
其中W4_4為L(zhǎng)TE R8版本的4天線秩為4的碼本中的預(yù)編碼矩陣。當(dāng)秩為5時(shí)，第一級(jí)碼本的預(yù)編碼矩陣為
，其中W4_4為L(zhǎng)TER8版本的4天線秩為4的碼本中的預(yù)編碼矩 陣，W4_l為L(zhǎng)TER8版本的4天線秩為1的碼本中的預(yù)編碼矩陣。
[0023] 采用本發(fā)明可以快速、方便、準(zhǔn)確的生成MM0系統(tǒng)的雙碼本，特別適用于高秩情 形。本發(fā)明除適用于2DMM0系統(tǒng)外，尤其還適用于3DMM0系統(tǒng)，當(dāng)用于3DMM0系統(tǒng)時(shí)， 第二級(jí)碼本可以反映在垂直維度的空分復(fù)用，使得3DMIM0信道容量得到極大提升。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的第二級(jí)碼本的圖表；
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的第二級(jí)碼本的圖表；
[0027] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例四的循環(huán)刪除法的選取示意圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例五的循環(huán)刪除法的選取示意圖；
[0029] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例六的循環(huán)刪除法的選取示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中 的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031] 實(shí)施例一 ：8天線MM0系統(tǒng)，秩為4時(shí)的碼本的設(shè)計(jì)
[0032] 對(duì)于多天線MIM0系統(tǒng)，第一級(jí)碼本可以重用現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)編碼矩陣的碼本。本實(shí) 施例的MM0系統(tǒng)采用8天線，當(dāng)秩為1~4時(shí)，第一級(jí)版本重用LTER8版本中的4天線秩 為4的碼本，假如設(shè)W4_4為L(zhǎng)TER8版本的4天線秩為4的預(yù)編碼矩陣，則本實(shí)施例的第一 級(jí)預(yù)編碼矩陣為：
[0033] 對(duì)于第二級(jí)碼本，從公平性角度考慮，碼本的所有預(yù)編碼矩陣反映的所有信道特 征的集合應(yīng)為：每一個(gè)天線端口都公平遍歷所有的天線端口相位差異情形。由于在恒模條 件下，每個(gè)預(yù)編碼矩陣的元素都表示了 一個(gè)天線端口的相位偏移量，因此每一個(gè)天線端口 都遍歷所有可能的相位偏移，并對(duì)遍歷時(shí)的每一種信道特征都生成一個(gè)反映該信道特征的 預(yù)編碼矩陣，就可以組成第二級(jí)碼本。然而從實(shí)現(xiàn)上來(lái)說(shuō)，如果按照這種理想情形遍歷所有 信道特征來(lái)生成第二級(jí)碼本，碼本尺寸會(huì)變得過于龐大。本實(shí)施例中秩為4,則4個(gè)天線端 口（即4個(gè)數(shù)據(jù)流端口）的相位差異共有以下四種情形：
[0034] (1)四端口同相
[0035] (2)僅一端口與其他端口不同
[0036] (3)兩端口相同并且與其余兩端口兩兩不同
[0037] (4)兩端口兩兩互不相同
[0038] 每一個(gè)天線端口都遍歷上述4種相位差異情形，則一共有1 + 4X3 + 4X3X3 + 4X3X2 = 73種信道特征，假如由這73種信道特征來(lái)生成二級(jí)碼本，顯然碼本尺寸將過 大。退而求其次，本實(shí)施例在盡可能全面反映信道特征的同時(shí)，用盡可能少的預(yù)編碼矩陣來(lái) 構(gòu)造碼本?？紤]到現(xiàn)實(shí)信道環(huán)境中的由于多徑衰落造成的各天線端口到達(dá)接收端的相位 偏移較小，所以本實(shí)施例把預(yù)編碼矩陣中的相位偏移量限制在n/2以內(nèi)，這樣就僅有1 + 4X2 + 4X3 = 21種信道特征，進(jìn)而壓縮了碼本尺寸。再考慮到現(xiàn)實(shí)信道環(huán)境，四端口同 相和僅一端口與其他端口不同的相位差異情形較少，出現(xiàn)概率小于預(yù)先設(shè)定的門限值10%， 則進(jìn)一步去掉四端口同相和一端口提前n/2的四種信道特征，剩余16種信道特征，對(duì)該16 種信道特征生成16個(gè)預(yù)編碼矩陣，組成第二級(jí)碼本，具體第二級(jí)版本為圖1所示的預(yù)編碼 矩陣組成的集合。
[0039] 實(shí)施例二：8天線MM0系統(tǒng)，秩為5時(shí)的碼本的設(shè)計(jì)
[0040] 本實(shí)施例的第一級(jí)碼本重用LTER8版本中的4天線秩為4的碼本和4天線秩為 1的碼本，設(shè)計(jì)>
其中W4_4為L(zhǎng)TER8版本的4天線秩為4 的碼本中的預(yù)編碼矩陣，W4_l為L(zhǎng)TER8版本的4天線秩為1的碼本中的預(yù)編碼矩陣。
[0041] 本實(shí)施例的第二級(jí)碼本按照實(shí)施例一的相同設(shè)計(jì)思路，把預(yù)編碼矩陣中的相位偏 移量限制在n/2以內(nèi)，并根據(jù)對(duì)耦性，去掉不對(duì)稱的相位差異情形，即五個(gè)端口兩兩互不 相同和三個(gè)端口兩兩互不同的相位差異情形，剩下以下三種情形，即：
[0042] (1)五端口同相
[0043] ( 2 )僅一端口與其他不同
[0044] (3)兩端口相同且與其余三端口兩兩不同
[0045] 經(jīng)限制后，剩余1 + 5 + 10=16種信道特征，則第二級(jí)碼本的預(yù)編碼矩陣個(gè)數(shù)為16 個(gè)，具體第二級(jí)版本為圖2所示的預(yù)編碼矩陣組成的集合。
[0046] 實(shí)施例三：多天線MM0系統(tǒng)，秩為8時(shí)的第二級(jí)碼本的設(shè)計(jì)
[0047] 多天線MIM0系統(tǒng)中秩為8時(shí)，設(shè)計(jì)思路與實(shí)施例一的秩為4時(shí)設(shè)計(jì)思路相同，即 每一個(gè)天線端口都公平遍歷所有的天線端口相位差異情形。本實(shí)施例重用實(shí)施例一的第二 級(jí)碼本w2_R4,用保證端口公平性的加權(quán)矢量的組合作為預(yù)編碼矩陣中的列向量，生成秩為 8的第二級(jí)碼本，該碼本為一個(gè)唯一的預(yù)編碼矩陣w2_R8,具體如下：
[0048]W2_R8= [w2_R4 (::, 1)w2_R4 (::, 2)w2_R4 (::, 3)w2_R4 (::, 4)