CN101826945B - 信道信息的发送方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信道信息的发送方法和装置，涉及移动通信领域；所述方法包括：分别获取N个4×I的正交矩阵U_n和N个4×I或2×2的正交矩阵K_n；采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n；从所述N个矩阵M_n选择一列或多列；将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字；采用所述码本发送所述信道信息；其中N≤2^B，B为反馈信道状态信息的信道开比特数；n＝0，1，2，……，N-1，I∈{1，2，3，4}；采用本发明的方法和装置，能够很好的适应双极化信道外的各种场景，并且与双极化信道的码字构造方法兼容。

Description

信道信息的发送方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道信息的发送方法和装置。

背景技术

无线通信系统中，发送端和接收端采取空间复用的方式使用多根天线来获取更高的速率。相对于一般的空间复用方法，一种增强的技术是接收端反馈给发送端信道信息，发送端根据获得的信道信息使用一些发射预编码技术，极大的提高传输性能。对于单用户多输入多输出(Multi-inputMulti-output，MIMO)中，直接使用信道特征矢量信息进行预编码；对于多用户MIMO中，需要比较准确的信道信息。

在长期演进计划(Long Term Evolution，LTE)中，信道信息的反馈主要是利用较简单的单一码本的反馈方法，而MIMO的发射预编码技术的性能更依赖于其中码本反馈的准确度。

这里将基于码本的信道信息量化反馈的基本原理简要阐述如下：

假设有限反馈信道容量为B bps/Hz，那么可用的码字的个数为N＝2^B个。信道矩阵的特征矢量空间经过量化构成码本空间发射端与接收端共同保存或实时产生此码本(收发端相同)。对每次信道实现H，接收端根据一定准则从中选择一个与信道最匹配的码字并将码字序号i反馈回发射端。这里，码字序号称为PMI(Precoding Matrix Indicator)。发射端根据此序号i找到相应的预编码码字从而获得信道信息，表示了信道的特征矢量信息。

一般来说可以进一步的被划分为多个Rank对应的码本，每个Rank下会对应多个码字来量化该Rank下信道特征矢量构成的预编码矩阵。由于信道的Rank和非零特征矢量个数是相等的，因此，一般来说Rank为N时的码字都会有N列。所以，码本可按Rank的不同分为多个子码本，如表1所示。

表1

其中，在Rank＞1时需要存储的码字都为矩阵形式，其中LTE协议中的码本就是采用的这种码本量化的反馈方法，LTE下行4发射天线码本如表2所示下，实际上LTE中预编码码本和信道信息量化码本含义是一样的。在下文中，为了统一起见，矢量也可以看成一个有一个维度为1的矩阵。

码本

                    u_n                总层数υ

索引

                       1        2        3        4

0 u₀＝[1 -1 -1 -1]^T       W₀ ^{1}   W₀ ^{1234}/2

1 u₁＝[1 -j 1 j]^T         W₁ ^{1}   W₁ ^{1234}/2

2 u₂＝[1 1 -1 1]^T         W₂ ^{1}   W₂ ^{3214}/2

3 u₃＝[1 j 1 -j]^T         W₃ ^{1}   W₃ ^{3214}/2

4 $u_4={\left[\begin{array}{cccc}1& (-1-j)/\sqrt{2}& -j& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T$ W₄ ^{1} W₄ ^{1234}/2

5 $u_5={\left[\begin{array}{cccc}1& (1-j)/\sqrt{2}& j& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T$ W₅ ^{1}  W₅ ^{1234}/2

6 $u_6={\left[\begin{array}{cccc}1& (1+j)/\sqrt{2}& -j& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T$ W₆ ^{1} W₆ ^{1324}/2

7 $u_7={\left[\begin{array}{cccc}1& (-1+j)/\sqrt{2}& j& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T$ W₇ ^{1} W₇ ^{1324}/2

8 u₈＝[1 -1 1 1]^T      W₈ ^{1}        W₈ ^{1234}/2

9 u₉＝[1 -j -1 -j]^T    W₉ ^{1}        W₉ ^{1234}/2

10 u₁₀＝[1 1 1 -1]^T    W₁₀ ^{1}       W₁₀ ^{1324}/2

11 u₁₁＝[1 j -1 j]^T    W₁₁ ^{1}       W₁₁ ^{1324}/2

12 u₁₂＝[1 -1 -1 1]^T   W₁₂ ^{1}       W₁₂ ^{1234}/2

13 u₁₃＝[1 -1 1 -1]^T   W₁₃ ^{1}       W₁₃ ^{1324}/2

14 u₁₄＝[1 1 -1 -1]^T   W₁₄ ^{1}       W₁₄ ^{3214}/2

15 u₁₅＝[1 1 1 1]^T     W₁₅ ^{1}       W₁₅ ^{1234}/2

表2

其中I为单位阵，W_k ^(j)表示矩阵W_k的第j列矢量。表示矩阵W_k的第j₁，j₂，...，j_n列构成的矩阵。

随着通信技术的发展，LTE-Adavance中对谱效率有了更高的需求，因此天线也增加到了8根天线，对此我们需要设计8发射天线码本进行信道信息的量化反馈。8天线时，我们的主要应用形式为双极化天线，也有一些其他的发射天线配置，因此我们主要需要设计适合双极化信道的码本并且同时考虑适应其他天线配置以及相关和非相关信道各种情况的码字。

现有技术中，一些码本构造方法都是只考虑适应一种场景的码字构造，比如基于DFT(离散傅里叶变换)矩阵的码本构造方法：

由DFT矩阵的定义可知，DFT矩阵中的每个列矢量都符合以下模型：

[1 e^j*θ e^j*2*θ e^j*3*θ e^j*4*θ e^j*5*θ e^j*6*θ e^j*7*θ]^T

基于DFT矩阵的码本构造方法为：

存储使用多个DFT矩阵；

从DFT矩阵中抽取列作为各Rank下的码字；

DFT码本在相关信道下性能较好，但在非相关信道下性能较差；而且仅仅在单极化天线下的相关信道下性能较好，不能适合双极化的天线应用场景。现有技术中是针对不同的场景(包括除双极化天线之外的其他天线配置下的场景和信道状况)构造考虑完全独立的码字，兼容性差，计算复杂度高。

另外，这种码本只对Rank1的码字设计有意义，对于高Rank的码字，并不匹配这种码字设计方法，8维DFT矩阵中的元素不再像LTE的码本一样，满足我们期望的8PSK特性，对于码字设计的统一性，以及与LTE 4发射天线码本的兼容性都不好。所谓8PSK特性为：所有元素都是8PSK字母集中的元素。8PSK字母集为

发明内容

本发明提供一种信道信息的发送方法和装置，解决现有技术中系统在8Tx下无法简单有效的构造码本的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种信道信息的发送方法，包括：

分别获取N个4×I的正交矩阵U_n和N个4×I或2×2的正交矩阵K_n；

采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n；

从所述N个矩阵M_n选择一列或多列；

将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字；

采用所述码本发送所述信道信息；

其中N≤2^B，B为反馈信道状态信息的信道开比特数；n＝0，1，2，……，N-1，I∈{1，2，3，4}。

进一步的，如果得到的码字为所述码本中部分码字，则从矩阵M_n选取一列或多列作为所述码本中剩余的码字。

所述正交矩阵U_n中每列矢量的模值相等，且每个元素由{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中元素构成；

所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵时，

$K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_1\\ w_2& -w_2\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_2& -w_2\\ w_1& w_1\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_2\\ w_1& -w_2\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_2& w_1\\ -w_2& w_1\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& {w_4}^{*}\\ {-w}_4& {w_3}^{*}\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& {w_4}^{*}\\ w_4& {{-w}_3}^{*}\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& 0\\ 0& w_4\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}0& w_3\\ w_4& 0\end{array}\right]$

w₁，w₂是{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2s₁，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，j为虚数；w₃，w₄是{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数

所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵时，K_n由LTE协议4天线码本I层对应的子码本中码字组成。

进一步的，所述采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n，包括：

如果所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵，采用Kronecker积的方式或构造N个矩阵M_n；

如果所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵，采用类似Kronecker积的方式构造N个矩阵M_n，包括：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{K}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{K}_n\end{array}\right]$

其中为正交矩阵，a_n、b_n、c_n、d_n为8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，或a_n、b_n、c_n、d_n中两个或四个为{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

进一步的，将所述将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字之后，还包括：

将包括信道相关信息的矩阵与所述码本中的码字相乘得到符合信道相关信息的码本中的码字；

如果所述符合信道相关信息的码本包括1列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行归一化处理，得到所述包括信道相关信息的码本；如果所述符合信道相关信息的码本包括多列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行正交处理；

采用处理后的码本发送所述信道信息。

进一步的，所述包括信道相关信息的矩阵是通过如下方式确定的：

获取信道矩阵H的相关矩阵H^HH；

在预先设置的时间内，对所述信道矩阵H的相关矩阵H^HH取平均，得到包括信道相关信息的矩阵Ψ＝E(H^HH)。

一种信道信息的发送装置，包括：

第一获取模块，用于分别获取N个4×I的正交矩阵U_n和N个4×I或2×2的正交矩阵K_n；

构造模块，用于采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n；

选择模块，用于从所述N个矩阵M_n选择一列或多列；

第二获取模块，用于将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字；

发送模块，用于采用所述码本发送所述信道信息；

其中N≤2^B，B为反馈信道状态信息信道开销比特数；n＝0，1，2，……，N-1，I∈{1，2，3，4}。

进一步的，所述第二获取模块还用于如果得到的码字为所述码本中部分码字，则从矩阵M_n选取一列或多列作为所述码本中剩余的码字。

进一步的，所述构造模块用于：

如果所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵，采用Kronecker积的方式或构造N个矩阵M_n；

如果所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵，采用类似Kronecker积的方式构造N个矩阵M_n，包括：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{K}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{K}_n\end{array}\right]$

其中为正交矩阵，a_n、b_n、c_n、d_n为8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，或a_n、b_n、c_n、d_n中两个或四个为{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

进一步的，所述装置还包括：

第三获取模块，用于将包括信道相关信息的矩阵与所述码本中的码字相乘得到符合信道相关信息的码本中的码字；

处理模块，用于如果所述符合信道相关信息的码本包括1列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行归一化处理，得到所述包括信道相关信息的码本；如果所述符合信道相关信息的码本包括多列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行正交处理；

所述发送模块，用于采用处理后的码本发送所述信道信息。

进一步的，所述包括信道相关信息的矩阵是通过如下方式确定的：

获取信道矩阵H的相关矩阵H^HH；

在预先设置的时间和频域范围内，对所述信道矩阵H的相关矩阵H^HH取平均，得到所述包括信道相关信息的矩阵。

本发明提供的技术方案，通过将非对角阵的酉矩阵与双极化天线下的码本相乘，非对角阵的酉矩阵Ω可以旋转适合双极化天线下码字中行和/或矢量的位置，将适合双极化天线下码字调整为符合其他场景的码字，与针对不同的场景考虑完全独立的码字设计方法相比，兼容性好，计算复杂度明显减低，存储较少，运算量较小，再采用得到的码本发送信道信息，降低了信道信息在发送过程中的计算复杂度，节省了运算资源，很好的适应双极化信道外的各种场景，并且与双极化信道的码字构造方法兼容性很好；另外，本发明采用的非对角阵的酉矩阵Ω中元素有8PSK元素集中的元素组成，从而生成的码本符合8PSK特性，能够很好地与LTE 4TX系统兼容。

附图说明

图1为本发明实施例一中信道信息的发送方法流程示意图；

图2为本发明实施例中信道信息的发送装置的结构示意图；

图3为图2所示装置的另一结构示意图；

图4为图3所示装置的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中的信道信息为与信道相关的信息，包括信道状态信息。

实施例1：

步骤101，选取N个4×I的正交矩阵U_n(U₀，U₁......U_N-1)。

该步骤中，N≤2^B，其中，B为正整数，其含义是反馈CSI的信道开销比特(bit)数，可以根据需要进行设定，U_n的索引号n为0～N-1。

I为不大于4的正整数，比如为1，2，3，4。

第一正交矩阵U_n(U₀，U₁......U_N-1)中的任意一个都可以从满足8PSK特性、正交特性和恒模特性的正交矩阵中选取。

其中8PSK特性是指正交矩阵中的每个数值均为8PSK字母集中的元素，8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，j为虚数；

恒模特性是指正交矩阵中每列矢量的模值相等。

例如，现有技术中满足8PSK特性、正交特性和恒模特性的正交矩阵可以是Household矩阵

其中n＝0～15、I为4×4的单位矩阵、u_n为矢量，一共16个，包括u₀～u₁₅；对这16个矢量进行Household变换得到Household矩阵W_n，一共16个：W₀～W₁₅。u_n的详细情况如表3所示：

表3

当然，U_n也可以是3GPP LTE标准中4发射天线下预编码码本中Rank＝1，2，3，4子码本的码字，具有很多良好的特性。本发明中W_n的很多良好特性仍然可以较好的继承到步骤103中的M_n中，如最小弦距离较大、平均弦距离较大等特性，以及在相关信道下存在均匀分布的方向矢量等特性都可以传递给M_n。

步骤102，选取N个2×2或4×I的正交矩阵K_n(K₀，K₁......K_N-1)。

本发明中K_n(K₀，K₁......K_N-1)可以为2×2或4×I的正交矩阵，I的定义与步骤101相同。具体的，K_n的选取可以采用如下的方法：

一、K_n为2×2的正交矩阵时，较佳的K_n矩阵有如下特征：

$K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_1\\ w_2& -w_2\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_2& -w_2\\ w_1& w_1\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_2\\ w_1& -w_2\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_2& w_1\\ -w_2& w_1\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& {w_4}^{*}\\ {-w}_4& {w_3}^{*}\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& {w_4}^{*}\\ w_4& {{-w}_3}^{*}\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& 0\\ 0& w_4\end{array}\right],$ $K_n=\left[\begin{array}{cc}0& w_3\\ w_4& 0\end{array}\right].$

较佳的w₁，w₂是8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2s₁，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，j为虚数；w₃，w₄是4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

二、K_n为4×I的正交矩阵时，较佳地，可以从LTE的Rank 1，2，3，4子码本中选取4列即可；

这样使得经过步骤103后，M_n有很多较好的的特性如8PSK特性，正交特性。

步骤103，采用正交矩阵U_n和K_n构造矩阵M_n；

为Kronecker积或类似Kronecker积的方式生成N个8×8的矩阵M_n。

对于K_n为2×2矩阵，使用Kronecker积的方式或构造8×(2I)的M_n(M₀，M₁......M_N-1)；

如果K_n为4×I矩阵，使用类似Kronecker积的方式，得到的M_n(M₀，M₁......M_N-1)满足如下方式：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{K}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{K}_n\end{array}\right]$

其中，为正交矩阵，a_n、b_n、c_n、d_n可以为8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，j为虚数。

较佳的，设则A_n可以从描述K_n时定义的八种模型中任意选取，包括：

$A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_5& w_5\\ w_6& -w_6\end{array}\right],$ $A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_6& -w_6\\ w_5& w_5\end{array}\right],$ $A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_5& w_6\\ w_5& {-w}_6\end{array}\right],$ $A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_6& w_5\\ {-w}_6& w_5\end{array}\right]$

其中w₅，w₆是8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，j为虚数；

$A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_7& {w_8}^{*}\\ {-w}_8& {w_7}^{*}\end{array}\right],$ $A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_7& {w_8}^{*}\\ w_8& {{-w}_7}^{*}\end{array}\right].$ $A_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_7& 0\\ 0& w_8\end{array}\right],$ $A_n=\left[\begin{array}{cc}0& w_7\\ w_8& 0\end{array}\right].$

其中w₇，w₈是4PSK字母集{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

步骤104，从矩阵M_n中选取一列或多列，其中n＝0，1，2，……，N-1。

从M_n中选取一列或者多列，任意的抽取方法均可，抽取可以是从同一个n对应的M_n中抽取，如也可以是从多个混合的n值对应的M_n中抽取，如还可以从多个M_n中分别抽取不同列，如其中M_n ^{x，y}表示M_n的第x，y列构成的矩阵。

需要说明的是，由于以上步骤101-104得到的矢量或矩阵都很适合双极化信道特征矢量的模型，因此可以用于构造适合双极化天线应用场景码字，并且在此基础上，为了得到一些适用于其他场景的码字，并且保持同一标准中构造方法的统一性，可以接着对码本Γ进行调整，并且可以得到适应其他天线配置和场景的码字。

步骤105、将选取的一列或多列左乘一个非对角阵的酉矩阵Ω(即Ω×Γ)得到码本中全部或部分码字。其中本步骤可以得到新码本中全部或部分的码字，分为两种情况：一种是，分场景码本量化，不同场景使用不同的码本。更多的一种情况是，使用同一个码本进行量化，在码本中包含考虑多种信道和天线情况的码字。

当为新码本的部分码字时，码本中剩余的码字可以从预先设置的码本库中选取，其中码本库中有多种类型的码字；也可以是从矩阵M_n选取一列或多列作为所述码本中剩余的码字，比如通过步骤101-104得到的Γ。这种情况对应于不同的场景使用不同的码本进行量化。

不管是哪种方式，码本的构造方法都应该比较统一，而本发明提供的方法可以很好的适应双极化信道外的各种场景，并且与双极化信道的码字构造方法兼容性很好。

例如，这种方法可以得到与DFT码字性能非常相似的码字，来适应非双极化的相关信道；也可以得到一些弦距离较大的码字，很好的适合非相关信道。

非对角阵的酉矩阵Ω可以旋转适合双极化天线下码字中行和/或矢量的位置，将适合双极化天线下码字调整为符合其他场景的码字，与针对不同的场景考虑完全独立的码字设计方法相比，兼容性好，计算复杂度明显减低，存储较少，运算量较小。

较佳的Ω由1，-1，j，-j中至少两个数值组成，这样可以使Γ乘以Ω后得到的矩阵可以保持8PSK特性。

例如，Ω为8×8的Hadamard矩阵或复Hadamard矩阵。

或者为分块对角矩阵，如例如，

$\mathrm{\Ω}=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0& 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 1\\ -1& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0\\ 0& -1& 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& -1& 0& 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& -1& 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

较佳的Ω的形式为分块对角矩阵其中O为4×4的零矩阵，X，Y为4×4的正交矩阵，进一步的，X与Y都是由1，-1，j，-j中的至少两个元素组成，从而保证Γ乘以Ω后得到的矩阵可以保持8PSK特性其中X和Y可以为以下矩阵中的相同或不同的矩阵：

步骤106、采用码本发送信道信息。

具体的，可以直接使用新的码本进行信道信息的反馈，也可以采用该新码本的等效矩阵进行信道信息的反馈，其中该等效矩阵是指新码本进行行间或列间交换、或者其中一行或多行的数值扩大或缩小后的矩阵。

通过将非对角阵的酉矩阵与双极化下的码本相乘，对双极化的码本中的码字进行旋转，使其适应各种场景的码字；并且对于精度要求提高时，增加码字大小只需要考虑Ω的变化，不需要改变U_n和K_n，有较好的后向兼容性。

本实施例的优势在于，得到的新码本符合8PSK特性，在对该新码本使用过程中处理复杂度低，这种性质是的码本被用于预编码时乘法操作非常简单。

实施例二

与实施例一区别在于，在所述矩阵M_n中一列或多列后，将非对角阵的酉矩阵Ω与所述矩阵M_n中一列或多列相乘，得到相乘的结果；

将包括信道相关信息的矩阵再与得到的结果相乘得到所述码本中的全部或部分码字；

采用包括信道相关信息的矩阵处理后的码本发送所述信道信息。

数学表达式为信道相关信息的矩阵*非对角阵的酉矩阵*所述矩阵M_n中一列或多列。

此处需要说明的是，如果得到的码本包括1列矢量，对其进行归一化处理，归一化后的矩阵或该归一化处理后的矩阵的等效矩阵可以作为码本中码字。

本实施例的优势在于，通过进一步的乘以信道相关信息，可以使得码本更好的适合多种信道相关场景。

如图2所示，本发明提供一种信道信息的发送装置，包括：

第一获取模块201，用于分别获取N个4×I的正交矩阵U_n和N个4×I或2×2的正交矩阵K_n；

构造模块202，用于采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n；

选择模块203，用于从所述N个矩阵M_n选择一列或多列；

第二获取模块，用于将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字；

发送模块，用于采用所述码本发送所述信道信息；

其中N≤2^B，B为反馈信道状态信息信道开销比特数；n＝0，1，2，……，N-1，I∈{1，2，3，4}。

所述第二获取模块还用于如果得到的码字为所述码本中部分码字，则从矩阵M_n选取一列或多列作为所述码本中剩余的码字。

所述构造模块用于：

如果所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵，采用Kronecker积的方式或构造N个矩阵M_n；

如果所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵，采用类似Kronecker积的方式构造N个矩阵M_n，包括：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{K}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{K}_n\end{array}\right]$

其中为正交矩阵，a_n、b_n、c_n、d_n为8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，或a_n、b_n、c_n、d_n中两个或四个为{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

如图3所示，所述装置还包括第三获取模块301和处理模块302，

所述第三获取模块301，一端与所述选择模块203相连，另一端与所述处理模块302相连，用于将包括信道相关信息的矩阵与所述码本中的码字相乘得到符合信道相关信息的码本中的码字；

所述处理模块302，其中一端与发送模块205相连用于如果所述符合信道相关信息的码本包括1列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行归一化处理，得到所述包括信道相关信息的码本；如果所述符合信道相关信息的码本包括多列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行正交处理；

所述发送模块205，用于采用处理后的码本发送所述信道信息。

如图4所示，所述装置还包括第四获取模块401和第五获取模块402，

所述第四获取模块401，用于获取信道矩阵H的相关矩阵H^HH；

所述第五获取模块402，一端与所述第四获取模块401相连，另一端与所述第三获取模块相连，用于在预先设置的时间和频域范围内，对所述信道矩阵H的相关矩阵H^HH取平均，得到所述包括信道相关信息的矩阵。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种信道信息的发送方法，其特征在于，包括：

分别获取N个4×I的正交矩阵U_n和N个4×I或2×2的正交矩阵K_n；

采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n；

从所述N个矩阵M_n选择一列或多列；

将非对角阵的酉矩阵:与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字；

采用所述码本发送所述信道信息；

其中N≤2^B，B为反馈信道状态信息的信道开销比特数；n＝0,1,2,……,N-1，I∈{1,2,3,4}。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述正交矩阵U_n中每列矢量的模值相等，且每个元素由{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中元素构成；

所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵时，

$K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_1\\ w_2& {-w}_2\end{array}\right],K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_2& -w_2\\ w_1& w_1\end{array}\right],K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_2\\ w_1& -w_2\end{array}\right],K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_2& w_1\\ -w_2& w_1\end{array}\right],$

$K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& w_4^{*}\\ {-w}_4& w_3^{*}\end{array}\right],K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& w_4^{*}\\ w_4& -w_3^{*}\end{array}\right],K_n=\left[\begin{array}{cc}{w}_3& 0\\ 0& w_4\end{array}\right],K_n=\left[\begin{array}{cc}0& w_3\\ w_4& 0\end{array}\right];$

w₁，w₂是{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，j为虚数；w₃，w₄是{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数

所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵时，K_n由LTE协议4天线码本I层对应的子码本中码字组成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n，包括：

如果所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵，采用Kronecker积的方式或构造N个矩阵M_n；

如果所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵，采用类似Kronecker积的方式构造N个矩阵M_n，包括：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{K}_n\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{K}_n\end{array}\right]$

其中 $A_n=\left(\begin{array}{cc}{a}_n& c_n\\ b_n& d_n\end{array}\right)$ 为正交矩阵，a_n、b_n、c_n、d_n为8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，或a_n、b_n、c_n、d_n中两个或四个为{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非对角阵的酉矩阵Ω由0和集合{1，－1，j，－j}中至少两个数值组成。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述非对角阵的酉矩阵Ω的形式为分块对角矩阵 $\left[\begin{array}{cc}X& O\\ O& Y\end{array}\right],$ 其中O为4×4的零矩阵，X，Y为4×4的正交矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述X和Y分别为其中以下矩阵中的一个，包括：

$\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& 1& i\\ 1& -1& -1& -i\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -i& -i& i& i\\ -1& 1& 1& -1\\ i& -i& i& -i\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& -1& 1& 1\\ 1& -1& -1& i\\ -1& 1& -1& i\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ i& i& -i& -i\\ -1& 1& 1& -1\\ -i& i& -i& i\end{array}\right)$

$\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& 1& -1& 1\\ 1& 1& 1& -1\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -i& -i& i& i\\ -1& -1& -i& -i\\ i& i& 1& 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& -1& 1& 1\\ 1& 1& -1& -i\\ -1& -1& -1& -i\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ i& i& -i& -i\\ -1& -1& 1& 1\\ -i& -i& -i& -i\end{array}\right).$

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

如果得到的码字为所述码本中部分码字，则从矩阵M_n选取一列或多列作为所述码本中剩余的码字。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字之后，还包括：

将包括信道相关信息的矩阵与所述码本中的码字相乘得到符合信道相关信息的码本中的码字；

如果所述符合信道相关信息的码本包括1列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行归一化处理，得到所述包括信道相关信息的码本；如果所述符合信道相关信息的码本包括多列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行正交处理；

采用处理后的码本发送所述信道信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述包括信道相关信息的矩阵是通过如下方式确定的:

获取信道矩阵H的相关矩阵H^HH；

在预先设置的时间内，对所述信道矩阵H的相关矩阵H^HH取平均，得到包括信道相关信息的矩阵。

10.一种信道信息的发送装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于分别获取N个4×I的正交矩阵U_n和N个4×I或2×2的正交矩阵K_n；

构造模块，用于采用所述正交矩阵U_n和K_n构造N个矩阵M_n；

选择模块，用于从所述N个矩阵M_n选择一列或多列；

第二获取模块，用于将非对角阵的酉矩阵Ω与所述一列或多列相乘得到码本中的全部或部分码字；

发送模块，用于采用所述码本发送所述信道信息；

其中N≤2^B，B为反馈信道状态信息信道开销比特数；n＝0,1,2,……,N-1，I∈{1,2,3,4}。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述构造模块用于：

如果所述正交矩阵K_n为2×2的正交矩阵，采用Kronecker积的方式或构造N个矩阵M_n；

如果所述正交矩阵K_n为4×I的正交矩阵，采用类似Kronecker积的方式构造N个矩阵M_n，包括：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{K}_n\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{a}_n{K}_n& c_n{K}_n\\ b_n{U}_n& d_n{U}_n\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{a}_n{U}_n& c_n{U}_n\\ b_n{K}_n& d_n{K}_n\end{array}\right]$

其中 $A_n=\left(\begin{array}{cc}{a}_n& c_n\\ b_n& d_n\end{array}\right)$ 为正交矩阵，a_n、b_n、c_n和d_n为8PSK字母集{1，-1，j，-j，1+j/2，1-j/2，-1+j/2，-1-j/2}中的元素，或a_n、b_n、c_n和d_n中两个或四个为{1，-1，j，-j}中的元素，j为虚数。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块还用于：如果得到的码字为所述码本中部分码字，则从矩阵M_n选取一列或多列作为所述码本中剩余的码字。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三获取模块，用于将包括信道相关信息的矩阵与所述码本中的码字相乘得到符合信道相关信息的码本中的码字；

处理模块，用于如果所述符合信道相关信息的码本包括1列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行归一化处理，得到所述包括信道相关信息的码本；如果所述符合信道相关信息的码本包括多列矢量，则对所述符合信道相关信息的码本进行正交处理；

所述发送模块，用于采用处理后的码本发送所述信道信息。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:

第四获取模块，用于获取信道矩阵H的相关矩阵H^HH；

第五获取模块，用于在预先设置的时间和频域范围内，对所述信道矩阵H的相关矩阵H^HH取平均，得到所述包括信道相关信息的矩阵。