CN102118232A

CN102118232A - 分层实现预编码的方法、装置及系统

Info

Publication number: CN102118232A
Application number: CN 200910239603
Authority: CN
Inventors: 刘文豪; 王衍文
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-07-06
Also published as: US8885741B2; WO2010149110A1; EP2456089A4; US20120263248A1; EP2456089A1

Abstract

本发明揭示了一种分层实现预编码的方法、装置及系统。所述方法包括步骤：将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行接收；根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据；将左乘后获得的矩阵的对应位数据相加，得到预编码的输出数据。所述装置及系统，通过对预编码进行先拆分、再合并的处理，可利用基站发射端现有的平台，实现大带宽多天线的预编码操作，可节约成本，且提升了使用灵活度。

Description

分层实现预编码的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及到信道传输中的预编码技术，特别涉及到一种分层实现预编码的方法、装置及系统。

背景技术

3GPP(the 3rd Generation Partner Project第三代合作伙伴计划)标准组织已明确通过对现有带宽的聚合，以实现更大的带宽以便传输；同时，3GPP标准还提出了对8天线的支持。

目前的LTE(Long Term Evolution，长期演进)基站的硬件资源(处理资源和带宽资源)可以处理4天线、20MHz带宽的配置，而不能支持更大的带宽(比如40MHz)和/或更多的天线配置(比如8天线)。

若采用8天线、多个分量载波(CA，component carrier)实现带宽和天线端口扩展的支持，则现有LTE平台的处理资源无法满足需求。

发明内容

本发明的目的之一为提供一种分层实现预编码的方法、装置及系统，实现大带宽多天线的预编码操作。

本发明提出一种分层实现预编码的方法，包括步骤：

将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行接收；

根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据；

将左乘后获得的矩阵的对应位数据相加，得到预编码的输出数据。

优选地，所述根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据的步骤进一步包括步骤：

根据至少两路的分层数据分别从预编码矩阵中挑选相应的列向量；并将挑选的列向量组成的矩阵分别左乘对应的分层数据。

优选地，所述预编码矩阵拆分的数目与分层数据的分路数目一致。

优选地，左乘后获得的矩阵的维度相同。

本发明还提出一种分层实现预编码的装置，包括：

分路处理模块，用于将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行接收；

拆分处理模块，用于根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据；

矩阵相加模块，用于将左乘后获得的矩阵的对应位数据相加，得到预编码的输出数据。

优选地，所述拆分处理模块进一步包括：

处理子模块，用于根据至少两路的分层数据分别从预编码矩阵中挑选相应的列向量；并将挑选的列向量组成的矩阵分别左乘对应的分层数据。

本发明又提出一种分层实现预编码的系统，包括层映射单元以及预编码单元，所述层映射单元包括：

数据分路模块，用于将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行发送；

所述预编码单元包括：

优选地，所述拆分处理模块进一步包括：

本发明的分层实现预编码的方法、装置及系统，通过对预编码进行先拆分、再合并的处理，可利用基站发射端现有的平台，实现大带宽多天线的预编码操作，可节约成本，且提升了使用灵活度。

附图说明

图1是本发明一实施例中分层实现预编码的方法的步骤流程示意图；

图2是本发明一实施例的一实施方式中分层实现预编码的方法的步骤流程示意图；

图3是本发明一实施例中预编码具体实现方式一的流程示意图；

图4是本发明一实施例中预编码具体实现方式二的流程示意图；

图5是本发明一实施例中预编码具体实现方式三的流程示意图；

图6是本发明一实施例中预编码具体实现方式四的流程示意图；

图7是本发明另一实施例中分层实现预编码的装置的结构示意图；

图8是本发明另一实施例的一实施方式中分层实现预编码的装置的结构示意图；

图9是本发明另一实施例中分层实现预编码的系统的结构示意图；

图10是本发明另一实施例的一实施方式中分层实现预编码的系统的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本发明提出一种对预编码进行先拆分、再合并的处理方式，从而可利用基站发射端现有的平台，实现大带宽(比如40MHz)多天线(比如8天线)的预编码操作，从而满足3GPP关于天线和带宽的要求，可节约成本；并且易于扩展，提升使用灵活度。

参照图1，提出本发明一实施例的一种分层实现预编码的方法，包括：

步骤S10、将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行接收；

步骤S11、根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据；

步骤S12、将左乘后获得的矩阵的对应位数据相加，得到预编码的输出数据。

基站的发射端在通过天线发送数据时，首先将原始的码流数据通过基带板进行编码、调制等处理；然后进行层映射，产生分层数据，将串行数据转换为并行数据；再是进行预编码处理，产生输出数据，映射到各天线端口上。

如步骤S10所述，在进行层处理时，单个数据流通常最多可对应4个传输层，且数据流通常最多为2个，因此传输层一般最多为8层。

可对层映射处理后输出的分层数据进行分路传输，当传输层为8层或者以下时，可将分层数据分两路进行传输，每一路传输4个或以下的分层数据。如果传输层在8个以上时，可将分层数据分为多路进行传输，每一路传输4个或以下的分层数据。

在进行预编码处理时，可接收层映射处理后分为至少两路输出的分层数据进行处理。每一路传输4个或以下的分层数据，并对应一个处理模块进行处理，符合现有基站发射端硬件平台的进行预编码处理的条件，可利用现有硬件平台进行，节约成本。

如步骤S11所述，上述预编码矩阵拆分的数目与分层数据的分路数目一致。由于分层数据的分路数目为至少两路，则预编码矩阵拆分为至少两部分。上述两路分层数据可分别对应两个处理模块进行处理。

参照图2，在本实施例的一实施方式中，上述步骤S11进一步包括：

步骤S110、根据至少两路的分层数据分别从预编码矩阵中挑选相应的列向量；并将挑选的列向量组成的矩阵分别左乘对应的分层数据。

可根据每一路分层数据从预编码矩阵中挑选相应的列向量，并将挑选的列向量组成的矩阵与分层数据进行左乘处理，获得相应的矩阵数据。至少两路分层数据，可分别挑选列向量，将预编码矩阵拆分为至少两部分，同时也获得至少两个矩阵数据。上述左乘后获得的至少两个矩阵的维度相同。比如：某一路中有多少个层(例如4层)的分层数据，则可从矩阵中按照排列，从左至右依次挑选多少列(例如4列)矩阵数据，从预编码矩阵中拆分出来。

如步骤S12所述，将上述拆分后的预编码矩阵，分别左乘所述分路的分层数据所获得的矩阵数据的对应位相加，即可得到预编码的输出数据，并可通过天线输出。

参照图3，如下以4Tx天线配置满秩传输为例说明分层实现预编码的过程。其流程比特流(码流)通过层映射分为两路(每路两传输层)输出，为预编码而设置的两处理单元分别接收两路分层数据，进行预编码处理后输出。

设层映射输出的某列为

预编码矩阵为

则预编码后的预期输出数据为

传输层数目可以不限，比如为2、3或者4层等等，此处以4层为例。

一个处理单元将预编码矩阵的第1、2列左乘输入比特流的前两层

即

[\begin{matrix} p_{11} & p_{12} \\ p_{21} & p_{22} \\ p_{31} & p_{32} \\ p_{41} & p_{42} \end{matrix}] [\begin{matrix} x^{(0)} (i) \\ x^{(1)} (i) \end{matrix}] = [\begin{matrix} p_{11} x^{(0)} (i) + p_{12} x^{(1)} (i) \\ p_{21} x^{(0)} (i) + p_{22} x^{(1)} (i) \\ p_{31} x^{(0)} (i) + p_{32} x^{(1)} (i) \\ p_{41} x^{(0)} (i) + p_{42} x^{(1)} (i) \end{matrix}];

另一个处理单元将预编码矩阵的第3、4列左乘输入比特流后两层

即

[\begin{matrix} p_{13} & p_{14} \\ p_{23} & p_{24} \\ p_{33} & p_{34} \\ p_{43} & p_{44} \end{matrix}] [\begin{matrix} x^{(2)} (i) \\ x^{(3)} (i) \end{matrix}] = [\begin{matrix} p_{13} x^{(2)} (i) + p_{14} x^{(3)} (i) \\ p_{23} x^{(2)} (i) + p_{24} x^{(3)} (i) \\ p_{33} x^{(2)} (i) + p_{34} x^{(3)} (i) \\ p_{43} x^{(2)} (i) + p_{44} x^{(3)} (i) \end{matrix}];

然后将分层数据所对应的预编码矩阵分别左乘对应的两路分层数据，所分别获得的两矩阵的对应位相加，如下：

即可获得最终的预编码的输出数据，且与上述预期输出数据一致。

参照图4，如下以40MHz带宽、8天线配置、信道的秩等于8为例进行说明，且两个数据流(比特流)分别映射于前后4个传输层上。则预编码矩阵为8*8的矩阵，比特流到层映射之间的处理可以分别在现有的LTE(Long TermEvolution，长期演进)基带板的比特级处理和符号级处理实现，然后继续使用基带板进行预编码。具体步骤如下：

首先层映射输出分别为layer0至layer3和layer4至layer7比特流0映射于前4个传输层，即

其中d⁽⁰⁾表示比特流0，x⁽ⁿ⁾表示第n层数据，并将

记为dLayer0。比特流1映射于后4个传输层，即

其中d⁽¹⁾表示比特流1，并将

记为dLayer1。

然后拆分预编码矩阵；预编码矩阵P＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆ p₇ p₈]，p_i为第i层的预编码向量，可利用预编码矩阵P的前4列左乘比特流0的层映射输出dLayer0，即[p₁ p₂ p₃ p₄]*dLayer0结果为8*n的两维数组；同样，利用预编码矩阵P的后4列左乘比特流1的层映射输出dLayer1，即[p₅ p₆ p₇ p₈]*dLayer1。

再是，将两个输出的两维数组的对应位相加，即可得到可输出的预编码数据。

参照图5，如下以40MHz带宽、4天线配置为以及信道的秩等于4为例进行说明，且两个数据流(比特流)分别映射于2个传输层上。具体步骤如下：

首先层映射输出分别为layer0、layer1和layer2、layer3比特流0映射于前2个传输层，即其中d⁽⁰⁾表示比特流0，x⁽ⁿ⁾表示第n层数据，并将

记为dLayer0；比特流1映射于后2个传输层，即

其中d⁽¹⁾表示比特流1，并将

记为dLayer1。

然后拆分预编码矩阵；预编码矩阵P＝[p₁ p₂ p₃ p₄]，p_i为第i层的预编码向量；可利用预编码矩阵P的前2列左乘比特流0的层映射输出dLayer0，即[p₁ p₂]*dLayer0，结果为4*n的两维数组；同样，利用预编码矩阵P的后2列左乘比特流1的层映射输出dLayer1，即[p₃ p₄]*dLayer1。

再是将两个输出的两维数组的对应位相加，即可得到可输出的预编码数据。

参照图6，如下以40MHz带宽、8天线配置以及信道的秩等于6为例进行说明，一个数据流(比特流0)映射于前4个传输层(layer0至layer3)，另一个数据流(比特流1)映射于后两个传输层(layer4、layer5)。则预编码矩阵为8*6的矩阵，比特流到层映射之间的处理可以分别在现有的LTE基带板的比特级处理和符号级处理实现，然后继续使用基带板进行预编码。具体步骤如下：

首先层映射输出分别为layer0至layer3和layer4至layer5比特流0映射于前4个传输层，即

其中d⁽⁰⁾表示比特流0，x⁽ⁿ⁾表示第n层数据，并将

记为dLayer0；比特流1映射于后4个传输层，即

其中d⁽¹⁾表示比特流1，并将

记为dLayer1。

然后拆分预编码矩阵；预编码矩阵P＝[p₁ p₂ p₃ p₄ p₅ p₆]，p_i为第i层的预编码向量；可利用预编码矩阵P的前4列左乘比特流0的层映射输出dLayer0即[p₁ p₂ p₃ p₄]*dLayer0，结果为8*n的两维数组；同样，利用预编码矩阵P的后4列左乘比特流1的层映射输出dLayer1，即[p₅ p₆]*dLayer1，结果为8*n的两维数组；

参照图7，提出本发明另一实施例的一种分层实现预编码的装置20，包括：

分路处理模块21，用于将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行接收；

拆分处理模块22，用于根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据；

矩阵相加模块23，用于将左乘后获得的矩阵的对应位数据相加，得到预编码的输出数据。

在进行层处理时，单个数据流通常最多可对应4个传输层，且数据流通常最多为2个，因此传输层一般最多为8层。

上述分路处理模块21，在进行预编码处理时，可接收层映射处理后分为至少两路输出的分层数据进行处理。每一路传输4个或以下的分层数据，符合现有基站发射端硬件平台的进行预编码处理的条件，可利用现有硬件平台进行，节约成本。

上述拆分处理模块22，根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据。上述预编码矩阵拆分的数目与分层数据的分路数目一致。由于分层数据的分路数目为至少两路，则预编码矩阵拆分为至少两部分。

参照图8，在本实施例的一实施方式中，上述拆分处理模块22进一步包括：

处理子模块221，用于根据至少两路的分层数据分别从预编码矩阵中挑选相应的列向量；并将挑选的列向量组成的矩阵分别左乘对应的分层数据。

上述矩阵相加模块23，可将上述拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据所获得的矩阵数据的对应位相加，即可得到预编码的输出数据，并可通过天线输出。上述左乘后获得的各个矩阵的维度相同。

参照图9，提出本发明另一实施例的一种分层实现预编码的系统30，包括层映射单元31以及预编码单元32，所述层映射单元31包括：

数据分路模块311，用于将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行发送；

所述预编码单元32包括：

分路处理模块321，用于将经过层映射处理后的分层数据分为至少两路分别进行接收；

拆分处理模块322，用于根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据；

矩阵相加模块323，用于将左乘后获得的矩阵的对应位数据相加，得到预编码的输出数据。

上述层映射单元31的数据分路模块311，可对层映射处理后输出的分层数据进行分路传输，当传输层为8层或者以下时，可将分层数据分两路进行传输，每一路传输4个或以下的分层数据。如果传输层在8个以上时，可将分层数据分为多路进行传输，每一路传输4个或以下的分层数据。

上述预编码单元32的分路处理模块321，在进行预编码处理时，可接收层映射处理后分为至少两路输出的分层数据进行处理。每一路传输4个或以下的分层数据，符合现有基站发射端硬件平台的进行预编码处理的条件，可利用现有硬件平台进行，节约成本。

上述预编码单元32的拆分处理模块322，根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据。上述预编码矩阵拆分的数目与分层数据的分路数目一致。由于分层数据的分路数目为至少两路，则预编码矩阵拆分为至少两部分。

参照图10，在本实施例的一实施方式中，上述拆分处理模块322进一步包括：

处理子模块3221，用于根据至少两路的分层数据分别从预编码矩阵中挑选相应的列向量；并将挑选的列向量组成的矩阵分别左乘对应的分层数据。

上述预编码单元32的矩阵相加模块323，可将上述拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据所获得的矩阵数据的对应位相加，即可得到预编码的输出数据，对应到各自的天线端口上。上述左乘后获得的各个矩阵的维度相同。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种分层实现预编码的方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的分层实现预编码的方法，其特征在于，所述根据分路的分层数据拆分预编码矩阵；并将拆分后的预编码矩阵分别左乘所述分路的分层数据的步骤进一步包括步骤：

3.根据权利要求1所述的分层实现预编码的方法，其特征在于，所述预编码矩阵拆分的数目与分层数据的分路数目一致。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的分层实现预编码的方法，其特征在于，左乘后获得的矩阵的维度相同。

5.一种分层实现预编码的装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的分层实现预编码的装置，其特征在于，所述拆分处理模块进一步包括：

7.一种分层实现预编码的系统，包括层映射单元以及预编码单元，其特征在于，所述层映射单元包括：

所述预编码单元包括：

8.根据权利要求7所述的分层实现预编码的系统，其特征在于，所述拆分处理模块进一步包括：