CN102088302B - 闭环多天线系统发送/接收信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出了一种闭环多天线系统发送信息的方法，包括：发送端接收接收端发送的信息，所述信息包括码字索引信息；所述发送端根据所述码字索引信息从基于双层结构的码本中选出相应的码字；所述发送端根据所选出的码字生成预编码矩阵；所述发送端根据所述预编码矩阵对待发送的数据进行预编码；所述发送端将预编码后的数据发送给所述接收端。本发明实施例提出的上述方案，形成和使用的码本尽可能地匹配于双极化天线的信道分布特性、最小化码本量化带来的性能损失，从而有效提高预编码系统的性能。

Description

闭环多天线系统发送/接收信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别地，本发明涉及一种闭环多天线系统发送/接收信息的方法及装置。

背景技术

目前，物理层的多天线技术已经成为下一代无线通信系统的关键技术之一。多天线技术具有很多优点，比如可以利用多天线的复用增益来提高系统的吞吐量，也可以利用多天线的分集增益来提高系统性能，或者利用天线的方向性增益来区分接收终端而消除接收终端间的干扰等等。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)系统使用多个发射、接收天线，利用信号的空、时、频域联合处理获得速率、分集与阵列增益。MIMO系统中，如果发射机能够以某种方式获知信道信息，就可以根据信道特性对发送信号进行优化，以提高接收质量并降低对接收机复杂度的要求。在实际系统中一般采用量化信道信息的反馈方式，以降低反馈开销与反馈时延。信道信息的量化可以针对信道矩阵及其统计量，也可以是接收机推荐使用的预处理参数。信道信息经过量化之后，被映射到有限个元素构成的集合中，这一集合被称为码本。

在基于码本的闭环MIMO系统中，码本是影响系统性能的关键。在Rel-8 LTE(Long Term Evolution，长期演进)的传输模式4、5、6中，都采用了PMI(Precoding Matrix Indicator，预编码矩阵索引)反馈机制，即UE(User Equipment，用户设备)根据公共导频测量信道，并向基站eNB上报其推荐使用的码字标号信息。例如，公共导频端口为4时，采用基于Householder变换的码本，对于闭环空间复用模式即传输模式4的每种Rank，都存在着16个可选的预编码矩阵。Rel-8 LTE 4天线码本的主要特性包括：1)Rank1码本在考虑非相关信道和相关信道折中的条件下通过搜 索获得；2)其他Rank的码本保持与Rank1码本的嵌套关系；3)码本元素均采用8PSK元素，以降低计算复杂度；4)具备恒模和酉特性；5)可以利用Householder变换的特性降低码字选择的复杂度。

在采用MIMO技术的无线通信系统中，例如Rel-10 LTE-A系统中，可能会沿用PMI反馈的机制，但是由于发射天线数的增加，例如可能为8根，Rank与发射天线端口数目的配置组合数远多于Rel-8 LTE下的情况。一方面，针对很多Rank与发射天线端口数目配置组合的码本尚未定义。另一方面，相比Rel-8 LTE系统，针对空间相关信道设计码本的必要性变得更加突出，其原因在于，天线数目不断增加，而基站尺寸是有限的，不可避免地需要缩小天线间距或/和采用极化天线。基于以上考虑，针对空间相关信道的线性码本及其设计方法是未来无线通信系统研究和标准化中必不可缺的技术点。此外，鉴于Rel-8 LTE 4天线码本的良好性能和优越特性，在码本设计过程中研究者都尽可能地考虑保留Rel-8 LTE码本的特性。

现有的Householder变换的方法不能直接应用于8天线码本的设计。目前，能继承Rel-8LTE码本的特性(或部分特性)的码本主要包括以下几种：

码本1：在Rel-8 LTE码本的基础上进行变换，得到8天线Rank1线阵码本。该码本1的缺陷是，虽然码本1继承了Rel-8 LTE 4天线码本的部分特性：恒模特性和采用8PSK元素，但不满足嵌套关系。由于码本1是基于Rel-8 LTE4天线码本的扩展，而Rel-8 LTE 4天线码本是综合考虑空间相关和空间非相关信道优化下得到的，其部分码字不适合空间相关信道，导致码本1在小间距线阵下存在性能损失。

码本2：利用复Hadamard变换构造出47个以8PSK(Phase Shift Keying，相移键控)元素为元素的8×8复矩阵，然后通过非相关信道和相关信道折中优化的方法搜索得到Rank1码本。该码本2的缺陷是，虽然码本2继承了Rel-8LTE码本的大部分特性：恒模、酉、嵌套特性，但其只采用8PSK元素。由于码本2在4⁷个以8PSK元素为元素的8×8复矩阵构成的空间内搜索码本，而且搜索准则是考虑空间相关和空间非相关信道下性能的折中，从而使码本2在空间相关信道下的性能下降。

码本3：用16个不同的对角阵乘以8-DFT(Discrete Fourier Transform， 离散傅里叶变换)矩阵得到Rank8的码本，而Rank1的码本由这16个8×8复矩阵的第1列组成。该码本3的缺陷是，虽然码本3继承了Rel-8 LTE码本的部分特性：恒模、酉、嵌套特性，但采用了16PSK元素，因此会增加预编码计算的复杂度。如果较其他码本不能获得显著的性能增益，则所增加的预编码计算的复杂度将成为额外的负担。

码本4：由1个8DFT矩阵和1个8×8酉矩阵的各行(或列)构成。该码本4的缺陷是，虽然码本4继承了Rel-8 LTE码本的部分特性：恒模、酉、嵌套特性，但其只采用8PSK元素。同时，由于DFT矩阵符合阵列响应的结构，码本3和码本4都适合于空间相关信道下的预编码MIMO系统。但是，无论信道具备何种分布特性，码本3和码本4中各码字相应的阵列响应的角度不变，在特定场景下可能会造成预编码MIMO系统的性能损失。

因此，有必要提出一种有效的码本设计以及使用该码本进行信息发送和接收的方案。

发明内容

本发明实施例的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别通过设计及使用基于双层结构的码本，以及使用该码本的信息发送/接收方法，改善闭环多天线系统的性能。

为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种闭环多天线系统发送信息的方法，包括以下步骤：发送端接收接收端发送的信息，所述信息包括码字索引信息；所述发送端根据所述码字索引信息从基于双层结构的码本中选出相应的码字；所述发送端根据所选出的码字生成预编码矩阵；所述发送端根据所述预编码矩阵对待发送的数据进行预编码；所述发送端将预编码后的数据发送给所述接收端。

本发明再一方面还提出了一种闭环多天线系统接收信息的方法，包括以下步骤：接收端接收发送端发送的信息，并根据所述信息估计信道信息；所述接收端根据所述信道信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字，生成所选码字的码字索引信息；所述接收端将所述码字的码字索引信息发送给所述发送端。

本发明再一方面还提出了一种发送端，包括接收模块、码字确定模块、预编码矩阵计算模块、预编码模块以及发送模块，所述接收模块，用于接收接收端发送的信息，所述信息包括码字索引信息；所述码字确定模块，用于根据所述码字索引信息从基于双层结构的码本中选出相应的码字；所述预编码矩阵计算模块，用于根据所选出的码字生成预编码矩阵；所述预编码模块，用于根据所述预编码矩阵对待发送的数据进行预编码；所述发送模块，用于将预编码后的数据发送给所述接收端。

本发明再一方面还提出了一种接收端，包括接收模块、选择模块、生成模块以及发送模块，所述接收模块，用于接收发送端发送的信息，并根据所述信息估计信道信息；所述选择模块，用于根据所述信道信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字；所述生成模块，用于生成所选码字的码字索引信息；所述发送模块，用于将所述码字的标号信息发送给所述发送端。

本发明实施例提出的上述方案，形成和使用的码本尽可能地匹配于双极化天线的信道分布特性、最小化码本量化带来的性能损失，从而有效提高预编码系统的性能。此外，本发明实施例提出码本具备分层结构，既可以支持1个PMI反馈，也可以支持2个PMI反馈。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的对双极化天线的天线标号方法的约定示意图；

图2为本发明实施例的一种闭环多天线系统发送信息的方法的流程图；

图3为本发明实施例的一种闭环多天线系统接收信息的方法的流程图；

图4为本发明实施例发送端的结构示意图；

图5为本发明实施例接收端的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

以下先对本发明的码字进行介绍，之后再以具体实施例的形式，对本发明实施例的多天线系统发送/接收方法及装置进行详细介绍。

假设MIMO系统包含N_T根发射天线，N_R根接收天线，Rank数为r，其中，N_T为偶数，N_R，r≥1。为了便于说明，首先对双极化天线的天线标号方法加以约定，如图1所示，天线标号的方法是先顺序标定同一个极化方向的天线，然后再顺序标定同一个极化方向的天线。值得注意的是，双极化多天线系统的码本及其设计方法与双极化天线的天线标号方法无关，如果所约定的天线标号方法发生变化，只需对码本中天线的标号做相应调整即可。

在本发明实施例中，基于双层结构的Rank-r码本中的码字c_n ^r满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，Ф_k ^r为2×r维的矩阵，k＝0，1，...，K_r-1，w_m ^r为N_T/2×r维的矩阵，m＝0，1，...，M_r-1，X(:，l)表示矩阵X的第l列， 表示矩阵的直积，所述K_r个Ф_k ^r构成的集合为基于双层结构的码本的变换码本，所述M_r个w_m ^r构成的集合为基于双层结构的码本的基码本。

由于本发明提出码本具备分层结构，因此既可以支持1个PMI反馈，也可以支持2个PMI反馈。

以下就以具体的码本进行举例：

码本1：

在本发明的一个实施例中，其中，M₃＝M₄＝8。

基码本：

标号	Rank3基码本wm 3	Rank4基码本wm 4
			0	[v0 v6 v6]	[v0 v0 v6 v6]
1	[v1 v7 v7]	[v1 v1 v7 v7]
			2	[v2 v0 v0]	[v2 v2 v7 v7]
3	[v3 v1 v1]	[v3 v3 v1 v1]
			4	[v4 v2 v2]	[v4 v4 v2 v2]
5	[v5 v3 v3]	[v5 v5 v3 v3]
			6	[v6 v4 v4]	[v6 v6 v4 v4]
7	[v7 v5 v5]	[v7 v7 v5 v5]

变换码本：

码本1为：

其中，

需要说明的是上述v_n的值可适用于以下各个实施例的码本中。

码本2：

采用以下关于矩阵Ф_k和w_m的定义：

标号m	wm
		0	[v0 v1 v2 v3]
1	[v1 v2 v3 v4]
		2	[v2 v3 v4 v5]
3	[v3 v4 v4 v6]
		4	[v4 v5 v6 v7]
5	[v5 v6 v7 v0]
		6	[v6 v7 v0 v1]
7	[v7 v0 v1 v2]

基码本：

标号m	Rank1基码本  wm 1	Rank2基码本  wm 2	Rank3基码本wm 3	Rank4基码本  wm 4
					0	w0(:，1)	[w0(:，1) w0(:，2)]	[w0(:，1) w0(:，2) w0(:，3)]	w0
1	w1(:，1)	[w1(:，1) w1(:，2)]	[w1(:，1) w1(:，2) w1(:，3)]	w1

2	w2(:，1)	[w2(:，1) w2(:，2)]	[w2(:，1) w2(:，2) w2(:，3)]	w2
					3	w3(:，1)	[w3(:，1) w3(:，2)]	[w3(:，1) w3(:，2) w3(:，3)]	w3
4	w4(:，1)	[w4(:，1) w4(:，2)]	[w4(:，1) w4(:，2) w4(:，3)]	w4
					5	w5(:，1)	[w5(:，1) w5(:，2)]	[w5(:，1) w5(:，2) w5(:，3)]	w5
6	w6(:，1)	[w6(:，1) w6(:，2)]	[w6(:，1) w6(:，2) w6(:，3)]	w6
					7	w7(:，1)	[w7(:，1) w7(:，2)]	[w7(:，1) w7(:，2) w7(:，3)]	w7

变换码本：

标号k	Rank1变换码  本Фk 1	Rank2变换码本  Фk 2	Rank3变换码本Фk 3	Rank4变换 码本Фk 4
					0	Ф0(:，1)	[Ф0(:，1) Ф0(:，2)]	[Ф0(:，1) Ф0(:，2) Ф0(:，3)]	Ф0
1	Ф1(:，1)	[Φ1(:，1) Ф1(:，2)]	[Ф1(:，1) Ф1(:，2) Ф1(:，3)]	Ф1

码本2：

码本3：

码本3与码本2结构基本相同。其中，

基码本：

标号m	Rank1基码本  wm 1	Rank2基码本  wm 2	Rank3基码本wm 3	Rank4基码本  wm 4
					0	w0(:，1)	[w0(:，1) w0(:，2)]	[w0(:，1) w0(:，2) w0(:，3)]	w0

1	w1(:，1)	[w1(:，1) w1(:，2)]	[w1(:，1) w1(:，2) w1(:，3)]	w1
					2	w2(:，1)	[w2(:，1) w2(:，2)]	[w2(:，1) w2(:，2) w2(:，3)]	w2
3	w3(:，1)	[w3(:，1) w3(:，2)]	[w3(:，1) w3(:，2) w3(:，3)]	w3
					4	w4(:，1)	[w4(:，1) w4(:，2)]	[w4(:，1) w4(:，2) w4(:，3)]	w4
5	w5(:，1)	[w5(:，1) w5(:，2)]	[w5(:，1) w5(:，2) w5(:，3)]	w5
					6	w6(:，1)	[w6(:，1) w6(:，2)]	[w6(:，1) w6(:，2) w6(:，3)]	w6
7	w7(:，1)	[w7(:，1) w7(:，2)]	[w7(:，1) w7(:，2) w7(:，3)]	w7

变换码本：

标号k	Rank1变换码  本Фk 1	Rank2变换码本  Фk 2	Rank3变换码本Фk 3	Rank4变换 码本Фk 4
					0	Ф0(:，1)	[Φ0(:，1) Ф0(:，2)]	[Ф0(:，1) Ф0(:，2) Ф0(:，3)]	Ф0
1	Ф1(:，1)	[Ф1(:，1) Ф1(:，2)]	[Ф1(:，1) Ф1(:，2) Ф1(:，3)]	Ф1
					2	Ф2(:，1)	[Ф2(:，1) Ф2(:，2)]	[Ф2(:，1) Ф2(:，2) Ф2(:，3)]	Ф2
3	Ф3(:，1)	[Φ3(:，1) Ф3(:，2)]	[Ф3(:，1) Ф3(:，2) Ф3(:，3)]	Ф3

码本3：

在本发明的其他实施例中，对上述码本进行列交换生成的码本也可应用于本发明中。例如：

码本4(码本2经过列交换后得到的)：

码本5(码本3经过列交换后得到的)：

如图2所示，为本发明实施例一种多天线系统发送方法的流程图，包括以下步骤：

S201：发送端接收接收端发送的包括码字索引信息的信息，并从中提取码字索引信息。具体而言，为了了解信道状况，发送端接收远端接收机反馈来的CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)、Rank选择和码字选择等信息。这些CQI、Rank选择和预编码选择信息将用于后续的传输处理过程。

在本发明实施例中，码本中的码字c_n ^r满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，Ф_k ^r为2×r维的矩阵，k＝0，1，...，K_r-1，w_m ^r为N_T/2×r维的矩阵，m＝0，1，...，M_r-1，X(:，l)表示矩阵X的第l列， 表示矩阵的直积，所述K_r个Ф_k ^r构成的集合为所述基于双层结构的码本的变换码本，所述M_r个w_m ^r构成的集合为所述基于双层结构的码本的基码本。所以所反馈的码字索引可以是码本中的码字编号n，也可以是变换码本和基码本中的码字索引k和m，也可以是k和m其他组合。例如，在码本3中，若反馈的码字索引信息为n∈{0，.....，31}，可以直接从码本中找出相应码字；若反馈的码字索引信息为k∈{0，......，3}和m∈{0，.....，7}，也可以从码本中找出相应码字；同时，由于此码本还满足如下特性：

$c_n^r=\left[\begin{array}{c}{c}_l^r(1:N_T/2,:)\\ f\left(l\right)c_l^r(N_T/2+1:N_T,:)\end{array}\right],$ 其中， $f\left(l\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& l\≤7\\ j& l>7\end{array}\right.$ 且

$c_l^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，X(l₁:l₂，:)表示矩阵X第l₁到第l₂行向量构成的矩阵，因此若反馈的码字索引信息为l∈{0，.....，15}和f(l)，也可以从码本中找出相应的码字。

S202：发送端根据码字索引信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字，以上所述的码本1-5均可应用于本实施例中。

S203：基于码字进行变换处理得到预编码矩阵，如迫零处理等。当然，在其他实施例中，也可以直接将相应的码字作为预编码矩阵。

S204：根据预编码矩阵对待发送的数据进行预编码。

S205：发送端将预编码后的数据发送给接收端。

如图3所示，为本发明实施例一种闭环多天线系统信息接收方法的流程图，包括以下步骤：

S301：接收端接收发送端发送的信息。

S302：接收端根据接收到的信息估计信道信息。

S303：接收端根据信道信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字，上述码本1-5均可应用于本实施例中。

S304：生成所选码字的码字索引信息。同上述实施例一样，由于码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，Ф_k ^r为2×r维的矩阵，k＝0，1，...，K_r-1，w_m ^r为N_T/2×r维的矩阵，m＝0，1，...，M_r-1，X(:，l)表示矩阵X的第l列， 表示矩阵的直积，所述K_r个Ф_k ^r构成的集合为所述基于双层结构的码本的变换码本，所述M_r个w_m ^r构成的集合为所述基于双层结构的码本的基码本。所以生成的码字索引可以是码本中的码字编号n，也可以是变换码本和基码本中的码字索引k和m，也可以是k和m其他组合。例如，在码本3中，反馈的码字索引信息可以为n∈{0，.....，31}；反馈的码字索引信息也可以为k∈{0，......，3}和m∈{0，.....，7}，发送端根据码字编号n，或者k和m的组合都可以从码本中找出相应码字；同时，由于此码本还满足如下特性：

$c_n^r=\left[\begin{array}{c}{c}_l^r(1:N_T/2,:)\\ f\left(l\right)c_l^r(N_T/2+1:N_T,:)\end{array}\right],$ 其中， $f\left(l\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& l\≤7\\ j& l>7\end{array}\right.$ 且

$c_l^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，X(l₁:l₂，:)表示矩阵X第l₁到第l₂行向量构成的矩阵，因此若反馈的码字索引信息为l∈{0，.....，15}和f(l)，则发送端也可以从码本中找出相应的码字。

S305：接收端将包含码字索引信息的信号发送给发送端。

如图4所示，为本发明实施例发送端的结构示意图，包括接收模块110、 码本存储模块120、码字确定模块130、预编码矩阵计算模块140、预编码模块150以及发送模块160。接收模块110用于接收接收端发送的信息，该信息包括码字索引信息。码本存储模块120用于保存基于双层结构的码本。码字确定模块130用于根据码字索引信息从码本存储模块120保存的基于双层结构的码本中选出相应的码字。预编码矩阵计算模块140用于根据所选出的码字生成预编码矩阵，例如基于码字进行变换处理得到预编码矩阵，如迫零处理等，或者直接将相应的码字作为预编码矩阵。预编码模块150用于根据预编码矩阵对待发送的数据进行预编码。发送模块160用于将预编码后的数据发送给接收端。

如图5所示，为本发明实施例接收端200的结构示意图，包括接收模块210、信道估计模块220、码本存储模块230、码字选择模块240、码字索引信息生成模块250以及发送模块260。接收模块210用于接收发送端发送的信息。信道估计模块220用于并根据接收模块210接收到的信息估计信道信息。码本存储模块230用于存储基于双层结构的码本。码字选择模块240用于根据信道信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字。码字索引信息生成模块250用于生成所选码字的码字索引信息。发送模块260用于将包含码字索引信息的信号发送给发送端。

本发明实施例提出的上述方案，形成和使用的码本尽可能地匹配于双极化天线的信道分布特性、最小化码本量化带来的性能损失，从而有效提高预编码系统的性能。此外，本发明提出的码本具备分层结构，既可以支持1个PMI反馈，也可以支持2个PMI反馈。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带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集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种闭环多天线系统发送信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：

发送端接收接收端发送的信息，接收的信息包括码字索引信息，具体的，为了解信道状况，所述发送端接收所述接收端反馈来的CQI、Rank选择和码字选择信息，所述CQI、Rank选择和码字选择信息用于后续的传输处理过程；

其中，所述码字索引信息包括码本中的码字编号n，或者所述码字索引信息包括变换码本中的码字索引k和基码本中的码字索引m；

所述发送端根据所述码字索引信息从基于双层结构的码本中选出相应的码字；

所述发送端根据所选出的码字生成预编码矩阵；

所述发送端根据所述预编码矩阵对待发送的数据进行预编码；

所述发送端将预编码后的数据发送给所述接收端；

其中：所述基于双层结构的码本，其码本中的码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，为2×r维的矩阵，k＝0,1,...,K_r-1，为N_T/2×r维的矩阵，m＝0,1,...,M_r-1，r为Rank数，N_T为发射天线的个数，X(:,l)表示矩阵X的第l列，表示矩阵的直积，K_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的变换码本，M_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的基码本；

其中，当N_T＝8时，基于双层结构的码本中的码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k(:,1)\⊗w_m(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k(:,2)\⊗w_m(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k(:,r)\⊗w_m(:,r)\end{array}\right],$

Φ_k取值为Φ₀-Φ₇中所列全部或部分矩阵，其中：

${\mathrm{\Φ}}_0=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& 1& -1& 1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_2=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ j& -j& j& -j\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_3=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -j& j& -j& j\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_4=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_5=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_6=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_7=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

w_m取自为w₀-w₇中所列全部或部分矩阵，其中：

w₀＝[v₀ v₁ v₂ v₃]、w₁＝[v₁ v₂ v₃ v₄]、w₂＝[v₂ v₃ v₄ v₅]、

w₃＝[v₃ v₄ v₄ v₆]、w₄＝[v₄ v₅ v₆ v₇]、w₅＝[v₅ v₆ v₇ v₀]、

w₆＝[v₆ v₇ v₀ v₁]、w₇＝[v₇ v₀ v₁ v₂]，

其中：

v₀＝[1 1 1 1]^T、 $v_1={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₂＝[1 -j -1 j]^T、

$v_3={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₄＝[1 -1 1 -1]^T、

$v_5={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₆＝[1 j -1 -j]^T、

$v_7={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T.$

2.如权利要求1所述的闭环多天线系统发送信息的方法，其特征在于，其中使用的码本为对所述基于双层结构的码本进行列交换后生成的码本。

3.一种闭环多天线系统接收信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收端接收发送端发送的信息；

所述接收端根据接收的信息估计信道信息；

所述接收端根据所述信道信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字；

所述接收端生成所选码字的码字索引信息，其中，所述码字索引信息包括码本中的码字编号n，或者所述码字索引信息包括变换码本中的码字索引k和基码本中的码字索引m；

所述接收端将包含所述码字索引信息的信息发送给所述发送端，具体的，为了解信道状况，所述发送端接收所述接收端反馈来的CQI、Rank选择和码字选择信息，所述CQI、Rank选择和码字选择信息用于后续的传输处理过程；

其中：所述基于双层结构的码本，其码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，为2×r维的矩阵，k＝0,1,...,K_r-1，为N_T/2×r维的矩阵，m＝0,1,...,M_r-1，r为Rank数，N_T为发射天线的个数，X(:,l)表示矩阵X的第l列，表示矩阵的直积，K_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的变换码本，M_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的基码本；

其中，当N_T＝8时，基于双层结构的码本中的码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k(:,1)\⊗w_m(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k(:,2)\⊗w_m(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k(:,r)\⊗w_m(:,r)\end{array}\right],$

Φ_k取值为Φ₀-Φ₇中所列全部或部分矩阵，其中：

${\mathrm{\Φ}}_0=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& 1& -1& 1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_2=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ j& -j& j& -j\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_3=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -j& j& -j& j\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_4=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_5=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_6=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_7=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

w_m取自为w₀-w₇中所列全部或部分矩阵，其中：

w₀＝[v₀ v₁ v₂ v₃]、w₁＝[v₁ v₂ v₃ v₄]、w₂＝[v₂ v₃ v₄ v₅]、

w₃＝[v₃ v₄ v₄ v₆]、w₄＝[v₄ v₅ v₆ v₇]、w₅＝[v₅ v₆ v₇ v₀]、w₆＝[v₆ v₇ v₀ v₁]、w₇＝[v₇ v₀ v₁ v₂]，

其中：

v₀＝[1 1 1 1]^T、 $v_1={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₂＝[1 -j -1 j]^T、

$v_3={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₄＝[1 -1 1 -1]^T、

$v_5={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₆＝[1 j -1 -j]^T、

$v_7={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T.$

4.如权利要求3所述的闭环多天线系统接收信息的方法，其特征在于，其中使用的码本为对所述基于双层结构的码本进行列交换后生成的码本。

5.一种发送端，其特征在于，包括接收模块、码字确定模块、预编码矩阵计算模块、预编码模块以及发送模块，

所述接收模块，用于接收接收端发送的信息，所述信息包括码字索引信息，具体的，为了解信道状况，所述发送端接收所述接收端反馈来的CQI、Rank选择和码字选择信息，所述CQI、Rank选择和码字选择信息用于后续的传输处理过程；

其中，所述码字索引信息包括码本中的码字编号n，或者所述码字索引信息包括变换码本中的码字索引k和基码本中的码字索引m；

所述码字确定模块，用于根据所述码字索引信息从基于双层结构的码本中选出相应的码字；

所述预编码矩阵计算模块，用于根据所选出的码字生成预编码矩阵；

所述预编码模块，用于根据所述预编码矩阵对待发送的数据进行预编码；

所述发送模块，用于将预编码后的数据发送给所述接收端；

其中：所述基于双层结构的码本，其码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，为2×r维的矩阵，k＝0,1,...,K_r-1，为N_T/2×r维的矩阵，m＝0,1,...,M_r-1，r为Rank数，N_T为发射天线的个数，X(:,l)表示矩阵X的第l列，表示矩阵的直积，K_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的变换码本，M_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的基码本；

其中，当N_T＝8时，基于双层结构的码本中的码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k(:,1)\⊗w_m(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k(:,2)\⊗w_m(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k(:,r)\⊗w_m(:,r)\end{array}\right],$

Φ_k取值为Φ₀-Φ₇中所列全部或部分矩阵，其中：

${\mathrm{\Φ}}_0=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& 1& -1& 1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_2=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ j& -j& j& -j\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_3=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -j& j& -j& j\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_4=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_5=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_6=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_7=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

w_m取自为w₀-w₇中所列全部或部分矩阵，其中：

w₀＝[v₀ v₁ v₂ v₃]、w₁＝[v₁ v₂ v₃ v₄]、w₂＝[v₂ v₃ v₄ v₅]、

w₃＝[v₃ v₄ v₄ v₆]、w₄＝[v₄ v₅ v₆ v₇]、w₅＝[v₅ v₆ v₇ v₀]、

w₆＝[v₆ v₇ v₀ v₁]、w₇＝[v₇ v₀ v₁ v₂]，

其中：

v₀＝[1 1 1 1]^T、 $v_1={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₂＝[1 -j -1 j]^T、

$v_3={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₄＝[1 -1 1 -1]^T、

$v_5={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₆＝[1 j -1 -j]^T、

$v_7={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T.$

6.如权利要求5所述的发送端，其特征在于，其中使用的码本为对所述基于双层结构的码本进行列交换后生成的码本。

7.一种接收端，其特征在于，包括接收模块、选择模块、生成模块以及发送模块，

所述接收模块，用于接收发送端发送的信息，并根据所述信息估计信道信息；

所述选择模块，用于根据所述信道信息，从基于双层结构的码本中选出相应的码字；

所述生成模块，用于生成所选码字的码字索引信息，其中，所述码字索引信息包括码本中的码字编号n，或者所述码字索引信息包括变换码本中的码字索引k和基码本中的码字索引m；

所述发送模块，用于将包含所述码字的码字索引信息的信息发送给所述发送端，具体的，为了解信道状况，所述发送端接收所述接收端反馈来的CQI、Rank选择和码字选择信息，所述CQI、Rank选择和码字选择信息用于后续的传输处理过程；

其中：所述基于双层结构的码本，其码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k^r(:,1)\⊗w_m^r(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,2)\⊗w_m^r(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k^r(:,r)\⊗w_m^r(:,r)\end{array}\right],$

其中，为2×r维的矩阵，k＝0,1,...,K_r-1，为N_T/2×r维的矩阵，m＝0,1,...,M_r-1，r为Rank数，N_T为发射天线的个数，X(:,l)表示矩阵X的第l列，表示矩阵的直积，K_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的变换码本，M_r个构成的集合为所述基于双层结构的码本的基码本；

其中，当N_T＝8时，基于双层结构的码本中的码字满足以下关系：

$c_n^r=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Φ}}_k(:,1)\⊗w_m(:,1)& {\mathrm{\Φ}}_k(:,2)\⊗w_m(:,2)& ...& {\mathrm{\Φ}}_k(:,r)\⊗w_m(:,r)\end{array}\right],$

Φ_k取值为Φ₀-Φ₇中所列全部或部分矩阵，其中：

${\mathrm{\Φ}}_0=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& 1& -1& 1\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_2=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ j& -j& j& -j\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_3=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -j& j& -j& j\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_4=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_5=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& -\frac{1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$ ${\mathrm{\Φ}}_6=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

${\mathrm{\Φ}}_7=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}& \frac{1-j}{\sqrt{2}}& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right],$

w_m取自为w₀-w₇中所列全部或部分矩阵，其中：

w₀＝[v₀ v₁ v₂ v₃]、w₁＝[v₁ v₂ v₃ v₄]、w₂＝[v₂ v₃ v₄ v₅]、

w₃＝[v₃ v₄ v₄ v₆]、w₄＝[v₄ v₅ v₆ v₇]、w₅＝[v₅ v₆ v₇ v₀]、

w₆＝[v₆ v₇ v₀ v₁]、w₇＝[v₇ v₀ v₁ v₂]，

其中：

v₀＝[1111]^T、 $v_1={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₂＝[1 -j -1 j]^T、

$v_3={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1-j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (1-j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₄＝[1 -1 1 -1]^T、

$v_5={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}& -j& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T,$ v₆＝[1 j -1 -j]^T、

$v_7={\left[\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}1& (1+j)/\sqrt{2}\end{array}& j& (-1+j)/\sqrt{2}\end{array}\right]}^T.$

8.如权利要求7所述的接收端，其特征在于，其中使用的码本为对所述基于双层结构的码本进行列交换后生成的码本。