CN102246428A - 用于为四个发射天线部署六位1级和2级码本的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了为四个发射天线部署六位1级和2级码本的系统和方法。用于通信设备操作的方法包括：评估通信设备与服务于该通信设备的控制器之间的通信信道，从而生成信道评估；使用码本量子化信道评估，从而生成选定的码字；以及将与选定码字对应的索引从码本发送至控制器。码本包括多个第一级码字，每个第一级码字具有多个辅助码字。量子化操作为，先搜索第一级码字，然后搜索多个辅助码字的子集，并且码本将基于通信设备和控制器之间的通信等级。

Description

用于为四个发射天线部署六位1级和2级码本的系统和方法

本发明要求2008年12月15日申请的发明名称为“用于为四个发射天线部署六位1级和2级码本的系统和方法”的美国临时专利申请号61/122,638的优先权，此处以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明通常与无线通信相关，更特别地，与为四个发射天线部署六位1级和2级码本相关。

发明背景

当发射器具有全部或部分信道状态信息(Channel State Information，CSI)时，通常通信系统的功能会显著提高。CSI可以由发射器通过发射器与接收器之间的反向反馈信道来获取。为了容纳有限的反馈信道带宽，CSI通常在接收器处被量子化为数字格式，然后再反馈回发射器。基于码本的算法通常为量子化信道的最有效的方式之一。一个一般的码本可能包含多个码字。通常，将基于某些选择条件来选择码字，并且相应的码字索引将由接收器反馈回发送器。码字选择的原则可能会由于预编码技术的不同而有差别。

码本包含预编码矢量(矩阵)的集合。至少其中一个矢量(矩阵)，也称为码字，将被移动台(接收器)选择，并且，一条相关的反馈消息(可能为码字本身或其索引)将发送至基站(发射器)。基站可以使用矢量(矩阵)来帮助提高至移动台的发射的性能。

但是，现有码本遇到了重大的挑战，包括在反馈开销和量子化量子化精确性之间取得平衡的挑战。通常，码本具有的码字越多，便具有更佳的量子化量子化精确性。但是，大量的码字也意味着大量的反馈开销。

码本设计中遇到的另一个挑战是需要涵盖多种信道特征。例如，相关信道和不相关信道可能具有不同的信道特征，因而需要不同的码本设计条件。

发明内容

通过为四个发射天线部署六位1级和2级码本，本发明实施例中的系统和方法通常会解决或避免上述问题和其他问题，并通常会实现技术上的优势。

根据一个实施例，提供了一个用于通信设备操作的方法。该方法包括评估通信设备和服务于该通信设备的控制器之间的通信信道，从而生成信道评估；使用码本量子化量子化信道评估，从而生成选定的码字；以及将与选定的码字对应的索引从码本发送至控制器。码本包括多个第一级码字，每个第一级码字具有多个辅助码字，并且码本将基于通信设备和控制器之间的通信等级。

根据另一个实施例，提供了一个用于通信设备操作的方法。该方法包括：评估通信设备和服务于该通信设备的控制器之间的通信信道，从而生成信道评估；使用码本执行信道评估的第一阶段量子化，从而生成选定的第一级码字；以及使用码本执行信道评估的第二阶段量子化，从而生成选定的辅助码字。该方法还包括：选择选定的第一级码字或选定的辅助码字作为选定的码字，并将与选定码字对应的索引发送至控制器。码本包括多个第一级码字，每个第一级码字具有多个辅助码字。第一阶段量子化只使用多个第一级码字，码本将基于通信设备和控制器之间的通信等级。第二阶段的量子化将使用与所选第一级码字关联的多个辅助码字，并且基于哪个码字可以为码字选择机制提供更佳解决方案进行选择。

根据另一个实施例，提供了一个控制器操作的方法。该方法包括：接收来自通信设备的信道状态信息(CSI)，使用码本和索引重建信道评估，使用已重建的第一个信道评估调整控制器中的传输电路，以及使用调整后的发送电路将发送内容发送至通信设备。CSI包括至码本中码字的索引，码本包含多个第一级码字。第一级码字具有多个辅助码字，码本将在基于通信设备和控制器之间的通信等级。

实施例的一个优势为，2级码本具有嵌套的属性，允许对使用1级码本进行的计算进行再利用，从而减少使用2级代码本时所需的计算。

实施例的另一个优势为，支持码本的分层搜索，以减少码字搜索开销。

实施例的另一个优势为，码本具有分层特性，可以允许不同的反馈，从而可以减少反馈开销。

实施例还有一个优势为，可以同时为相关和不相关的通信信道提供良好的性能。

本文接下来概述了本发明的功能和技术优势，以便于更好地理解后续的实施例的详细说明。在下文中，将描述本发明的更多功能和优势，它们形成了本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应该理解，可以在此处揭示的概念和特定实施例的基础上修改和设计其他结构或流程，以便实现与本发明相同的目的。本领域技术人员还应理解，这样的等价结构不应该背离本发明内附的权利要求中所述的本发明的实质和范围。

附图简述

为了更完整地了解本发明的实施例及其优势，可以参考以下附图和说明，其中：

图1为无线通信系统的图表；

图2a为基站的图表；

图2b为移动台的图表；

图3a为在将CSI提供给BS时的MS操作的流程图；

图3b为使用码本量子化信道评估时的MS操作的流程图；

图3c为在使用码本进行包含两个阶段的信道评估的量子化过程中，第一阶段的MS操作的流程图；

图3d为在使用码本进行包含两个阶段的信号评估的量子化过程中，第二阶段的MS操作的流程图；

图4a为在将信息发送给MS时的BS操作的流程图；

图4b为将信息发送至MS的BS操作的流程图，其中，BS从MS接收CSI分为两个阶段。

具体实施方式

下面详细讨论了实施例的制作和使用过程。应该理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，可以在大量特定环境中实施。所讨论的这些特定实施例仅说明了制作和使用本发明的特定方式，并没有限制本发明的全部范围。

这些实施例将在特定环境下描述，即，利用信道状态信息改进全局系统效率的MIMO无线通信系统。MIMO无线通信可以是单用户(SU-MIMO)也可以是多用户(MU-MIMO)的，可以符合多个技术标准(例如：Long Term Evolution(LTE)、LTE-Advanced、WiMAX、IEEE 802.16等等)中的任何标准。

图1描述了无线通信系统100。无线通信系统100包括基站(BS)101和多个移动台(例如：MS 105和MS 106)，可以是移动的或固定的。BS 101和MS 105使用无线通信进行通信。BS还可以称为机站收发信台、节点Bs、增强的节点Bs等等，而移动台还可以称为用户单元、终端、移动设备、用户设备等等。

BS 101具有多个发射天线115，MS具有一个或多个接收天线(例如：MS 105可能具有天线110，MS 106可能具有天线111)。BS 101将控制信息和数据通过下行链路(DL)信道120发送至MS 105，MS 105则将控制信息和数据通过上行链路(UL)信道125发送至BS 101。同样，BS 101将控制信息和数据通过DL信道121发送至MS 106，MS106则将控制信息和数据通过UL信道126发送至BS 101。

MS可在UL信道125和126上发送控制信息(包括信道状态信息(CSI))以提高DL信道120和121的传输质量。BS 101将在DL信道120和121上发送控制信息以便提高UL信道125和126的质量。小区130是一个用于表示BS 101覆盖区的传统术语。通常的理解是，在一个无线通信系统100中可能具有与多个基站对应的多个小区。

为了减少控制信息开销，MS会将CSI量子化。例如，在不发送CSI作为模拟值的情况下，MS可以将模拟值量子化为特定数量(例如：二、三、四、五等等)的位，并将经过量子化的CSI发送至BS 101。

为了进一步减少控制信息开销，MS可以使用码本，并将码本中码字的索引取代已量子化的CSI发送至BS 101。至BS 101的索引反馈表示码本中最接近于已量子化的CSI的码字。

由于只向BS 101返回索引反馈，所以码本对于BS 101和MS必须都是已知的。码本可以预先指定并存储在BS 101和MS中以备后用。或者，码本可以在MS连接至BS 101时提供给MS。另一种可能是，码本可以定期提供给MS。还有一种可能是，码本可以同时提供给BS 101和MS(由中央控制器在初始阶段提供或定期提供)。

图2a描述了BS 201。以位、符号或包的形式指定给多个正在服务的MS的数据200被发送给调度程序204，调度程序204会决定将在给定的时间/频率机会中发送哪些MS。来自MS的选择用于发送的数据由调制和编码块210进行处理，以便转换成已发送的符号并添加冗余以用于协助进行错误纠正和错误检测。调制与编码方案是部分基于有关信道质量信息反馈215的信息进行选择的。

调制和编码块210的输出将被传递到发送波束赋形块220，该块会将各MS的经过调制和编码的波束映射至波束赋形矢量。经过波束赋形的输出将通过RF电路耦合至天线115。.发送分集波束赋形矢量将从单用户(MS)块225或多用户(MS)块230输入。无论单用户(MS)还是多用户(MS)的波束赋形都可以基于来自调度程序204和信道质量信息反馈215的信息，来进行部署(如交换机235所确定)。各MS的信道质量信息反馈中的一部分将包括新的反馈消息，可以提供与已量子化的信道信息对应的索引(如实施例中所述)。

重建块202使用信道质量信息反馈215中的索引(与码本205结合)来重建已量子化的信道状态信息(CSI)的高分辨率的评估。重建块202的输出将被传递到交换机235，交换机235会将信息转发至单用户(MS)块225或多用户(MS)块230。其他信息也可以传递到这些块(例如，SINR评估可以被传递到多用户(MS)块230以提高其性能)。单用户(MS)块225使用重建块202的输出来作为选定用户(MS)的波束赋形矢量。

多用户(MS)块230将码字和来自多用户(MS)的其他信息结合以导出为各MS部署的发送波束赋形矢量。它将使用任意数量的文献中已知的算法，例如：迫零(zeroforcing)、协作波束赋形(coordinated beamforming)、最小均方误差波束赋形或者格约简辅助矢量预编(lattice reduction aided precoding)等方法。

调度程序204可以使用任意已知的文献中的调度原则，包括轮叫调度、最大速率、比例公平、最小剩余处理时间或者最大加权速率；通常情况下调度决策将基于从多个MS接收的信道质量信息反馈215。调度程序204还会决定将信息通过发送波束赋形发送至单个MS，或者可以决定通过多用户MIMO通信同时服务于多个MS。

调制和编码块210可以执行任意数量的编码和调制技术，包括：正交振幅调制(quadrature amplitude modulation)、相移键控(phase shift keying)、频移键控(frequency shiftkeying)、不同相调制(differential phase modulation)、卷积编码、turbo编码、比特交织卷积编码(bit interleaved convolutional coding)、低密度奇偶校验码(low density parity checkcoding)、喷泉编码(fountain coding)或者块编码。在优选实施例中，调制和编码速率的选择是基于优选实施例中的信道质量信息反馈215进行的，可以在调度程序204中联合确定。

尽管没有明确说明，本领域技术人员应该理解，可以使用OFDM调制。此外，还可以使用任意数量的多址技术，包括：正交频分多址；码分多址；频分多址；或者时分多址。多址技术可以与调制和编码块210或者发送波束赋形块220等等结合使用。

为了更明确地说明，信道质量信息反馈215可以采用量子化的信道测量、调制、编码格式和/或空间格式化决定、已接收的信号强度和信号与干扰加噪声比测量方法。

图2b说明了MS 203。MS 203可以具有一个或多个接收天线110，通过RF电路连接至接收器信号处理快250。由接收器信号处理块250执行的一些关键功能包括：信道评估块255、评估SINR块260和移动评估块265。

信道状态信息将如实施例中所示使用量子化块270进行量子化。量子化块270会将接收到的信号量子化至码本275中。码本275中的索引将从量子化块270中输出。由移动评估块265生成的信道差异量的估计，可用于提高量子化算法的性能，方法是，通过启动前一个量子化级别的算法或者调整已本地化的数量。

反馈块280将通过结合来自量子化块270的码本索引输出，来生成新的反馈消息。生成信道质量信息块285将生成特定的反馈控制消息，用于部署反馈块280的输出以生成信道质量信息反馈215。

信道估计块255可以部署业内已知的任意数量的算法，包括：最小平方、最大似然法(maximum likelihood)、最大后验概率估计(maximum a postiori)、Bayes估算、适应性估算(adaptive estimator)或盲估计(blind estimator)。一些算法将会以培训信号、培训试点(pilot)形式探究处理插入到发送信号中的已知信息，而其他算法将使用已发送信号中的结构(例如：循环平稳(cyclostationarity))来评估BS和MS之间的系数。

评估SINR块260将会输出与所需信号对应的性能测量值。在一个实施例中，测量值由接收到的至干扰的信号功率连同噪声评估组成。在另一个实施例中，它提供了接收到的信噪比。在另一个实施例中，它提供了接收到的信号功率的平均值的估计(是通过OFDM系统中的子载波求平均值的)。

图3a描述了在将CSI提供给BS时的MS操作300的流程图；MS操作300可以表示当MS将CSI提供给BS(例如：BS 201)时，在MS(例如：MS 203)中发生的操作。在MS已经附加至BS之后，当MS处于正常操作模式时，MS操作203会定期发生。只要MS仍然附加至BS，MS操作300便会继续发生。在备选实施例中，MS操作300可能会在MS收到来自BS的表示MS应该提供CSI给BS的消息后发生。

MS操作300在开始时，MS会首先评估其自身与其所服务的BS之间的通信，以生成信道评估(块305)。在评估信道之后，MS会使用码本(块310)量子化信道评估结果。码本对于MS和BS都是已知的。信道评估在进行量子化之前将进行归一化。然后，MS会将与已量子化的信道评估(例如：码字)对应的索引发送至BS(块315)。然后，MS会接收来自BS的发送，其中，该发送会利用由MS(块320)提供的信道评估。然后，MS操作300会结束。

图3b描述了使用码本量子化信道估算时的MS操作325的流程图；当MS将CSI提供给BS(例如：BS 201)时，MS操作325可以表示在MS(例如：MS 203)中发生的操作。MS操作325会在每次MS将CSI提供给BS(会定期发生或按照来自BS的命令发生)时发生。MS操作325可能为图3a的块310的实施，使用码本量子化信道评估。

MS操作325会在MS已经评估了其自身与为其服务的BS之间的通信信道之后发生。MS可以通过测量由BS发送的pilot序列或参考序列来评估通信信道。或者，MS可以测量BS在一段延长时间内进行的发送。使用信道评估，MS可以在码本的第一级码字中搜索能够为码字选择机制(F_CS(W))提供最佳解决方案的码字(块330)。

码字选择机制的最佳解决方案可以基于码字选择机制自身。例如，用于第一个码字选择机制的最佳解决方案可能为，使第一个码字选择机制最小化的解决方案；而用于第二个码字选择机制的最佳解决方案可能为，使第二个码字选择机制最大化的解决方案。根据实施例，码字选择机制可以是最大化|HW_i|，i∈[1，...，#codewords]，其中，H为信道矩阵，而W_i为码本W的码字。

根据另一个实施例，码字选择机制可以为基于单数矢量量子化(SVD)。使用SVD，信道矩阵H可以表示为：

H＝UDV^H，

其中，

其中，n_T为发射天线的数量。使用SVD，可能的码字选择机制可以表示为：

F_CS＝max|v₁w|，

其中，w为码字。

根据另一个实施例，如果干扰是已知的，则可以使用基于最小均方误差(MMSE)的码字选择机制。可能的码字选择机制可以表示为：

$F_{\mathrm{CS}}=\arg \min {(w^{\′}{H}^H\mathrm{Hw}+w^{\′}{H}_I^H{H}_{I}w+\mathrm{SNR}*I)}^{-1}{H}^H,$

其中，H_I为干扰信道。

根据另一个实施例，如果干扰是已知的，则可以使用基于迫零(zero forcing)的码字选择机制。可能的码字选择机制可以表示为：

$F_{\mathrm{CS}}=\arg \max \left|H{\left(H_I^H{H}_I\right)}^{-1}{H}_I^{H}w\right|.$

例如，使W作为包含64个码字的6位码本，则每个码字索引由log₂(64)＝6位组成。选定的码字(表示为W_s)的表达式为：

W_s＝F_CS(W).

6位码字W可以表示为：

W＝D×[W₁；…；W₆₄]，

其中，

W_i，i∈[1，…，64]

为第i个码字，D为相位旋转对角矩阵(phase rotation diagonal matrix)，由以下公式给出：

其中，θ_i∈[0，2π)，i∈[1，…，64]。

W_i的二进制索引可以由index(i)，i∈[1，…，64]表示。例如，1级艾根波束赋形(eigen-beamforming)，码字选择机制F_CS(W)可以表示为：

F_CS(W)＝max(|HW_i|，i∈[1，…，64])，

其中，H表示广义信道矩阵。

使用如上所定义的码本W，在码本W中可能有第一级码字，其中，码本W中的第一级码字为码字[W₁，W₅，W₉，W₁₃，W₁₇，W₂₁，W₂₅，W₂₉，W₃₃，W₃₇，W₄₁，W₄₅，W₄₉，W₅₃，W₅₇，W₆₁]。通常，码本中的第一级码字可以表示为W_4k+1，k∈[0，…，15]。

对于码本W中的每个第一级码字，可能有多个辅助码字。可以这样定义：第一级码字W_4k+1，k∈[0，…，15]的辅助码字为[W_4k+2，W_4k+3，W_4k+4]。

对于下面的讨论，码字选择机制F_CS(W)可以表示为F_CS(W)＝max(|HW_i|，i∈[1，…，64])。但是，仍然可以在本文中讨论的实施例中使用任何码字选择机制。因此，不应将对于F_CS(W)＝max(|HW_i|，i∈[1，…，64])的讨论视为受限于这些实施例的范围或实质。

在块330中，如果F_CS(W)＝max(|HW_i|，i∈[1，…，64])，则最大化|HW_4k+1|时的与M(非负整数值)对应的第一级码字可以通过[W₁，W₅，…，W_4M+1]表示，同时假设|HW₁|≥|HW₂|≥…≥|HW₆₁|。

在码本W(最大化|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords])中的第一级码字中选择码字之后，MS将在可最大化|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords]的第一级码字的辅助码字中进行搜索(块335)。例如，如果W₂₉可最大化|HW_i|，i∈[1，…，# first level codewords]，则将搜索W₂₉的辅助码字，即W₃₀、W₃₁和W₃₂。虽然此处的讨论专注于选择单个第一级码字，仍然可以选择多个第一级码字。例如，可以选择M个第一级码字，其中，M个选定的第一级码字可以对应于能够产生M个|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords]的最大值的第一级码字。

选定M个第一级码字之后，MS会在M个第一级码字中的每一个的多个辅助码字中，搜索可以为M  个选定的第一个码字的每一个最大化|HW_i|，i∈[1，...，# subsidiary codewords]的辅助码字。

选定作为信道评估的量子化版本的码字，即，来自第一级码字的码字或它的其中一个辅助码字，即为可最大化|HW_i|，i∈[1，…，64](块340)的码字。根据一个实施例，如果来自第一级码字的码字和它的一个(或多个)辅助码字大体上都能够最大化|HW_i|，i∈[1，…，64]，则将选择该第一级码字中的码字。根据另一个实施例，如果多个码字(第一级和/或辅助)大体上都能够最大化|HW_i|，i∈[1，…，64]，则可以随机选择码字。然后，MS操作325会结束。

信道评估的量子化也可以分两个阶段中发生。在第一个阶段中，可以获取一个可能的信道评估次级理想的量子化值，在第二个阶段中，可以获取信道评估的可能的更精确的量子化值。对信道评估进行两个阶段的量子化可以避免在量子化过程中的搜索全部码字。例如，典型的量子化过程可能涉及：搜索所有第一级码字(16个搜索)和选定的第一级码字的多个辅助码字(三个搜索)，一共进行了19次搜索，而不是对64个码字码本进行全部搜索。

图3c描述了在使用码本进行包含两个阶段的信号评估的量子化过程中，第一阶段中的MS操作350的流程图；当MS将CSI提供给BS(例如：BS 201)时，MS操作350可以表示在MS(例如：MS 203)中发生的操作。每次MS将CSI提供给BS时(会定期发生或按照来自BS的命令发生)，MS操作350都会发生。MS操作350可能为图3a的块310的实施，使用码本量子化信道评估。

MS操作350在开始时，MS首先在码本的第一级码字中搜索能够为码字选择机制(例如：|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords])提供最佳解决方案的码字(块355)。然后，MS将在第一级码字中选择能够最大化|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords]的码字作为第一阶段的信道评估的量子化(块360)。然后，MS操作350会结束。

图3d描述了在使用码本进行包含两个阶段的信号评估的量子化过程中，第二阶段中的MS操作375的流程图。当MS将CSI提供给BS(例如：BS 201)时，MS操作375可以表示在MS(例如：MS 203)中发生的操作。每次MS将CSI提供给BS时(会定期发生或按照来自BS的命令发生)，MS操作375都会发生。MS操作375可能为图3a的块310的实施，使用码本量子化信道评估。

MS操作375开始时，MS首先在第一级码字中已选择的可以最大化|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords]的码字的辅助码字中搜索可以最大化|HW_i|，i∈[1，...，# subsidiary codewords]的码字(块380)。除了辅助码字之外，MS还在其搜索中包括第一级码字中可以最大化|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords]的码字。然后，MS或者选择可最大化|HW_i|，i∈[1，...，# first level codewords]的第一级码字(在信道评估的两阶段量子化过程中的第一个阶段选择的第一级码字)，或者选择它的一个辅助码字用于信道评估的第二阶段量子化(块385)。然后，MS操作375会结束。

图4描述了BS操作400将信息发送至MS的流程图。当BS从MS(例如：MS203)接收CSI时，BS操作400可以表示在BS(例如：BS 201)中发生的操作，并利用接收到的CSI来提高至MS的发送的性能。BS操作400可定期发生，例如当BS检测到发送性能的度量(例如：位错误率、帧错误率、包错误率等错误率)已达到某个阈值时，当BS要执行至MS的发送时，等等。

BS操作400将首先由BS确定MIMO操作的等级(块402)。例如，BS可以确定使用1级MIMO操作或2级MIMO操作进行通信。根据一个实施例，与BS通信的MS可以建议一个等级，但是，BS具有接收由MS建议的等级或者拒绝由MS建议的等级并指定其自己的等级的功能。例如，因为BS会已知其所服务的所有MS的信道条件，而MS仅知道其自身的通信信道的信道条件，所以BS能够更加精确地确定可以获取更佳全局性能的等级。

根据一个实施例，BS可以利用其所服务的MS提供的信道条件的相关信息，来确定MIMO操作的等级。此外，BS可以使用码本W(1级码本和2级码本)中的码字来执行计算，以确定MIMO操作的等级。由于码本W的嵌套属性，使用1级码本码字的计算结果可以在使用2级码本码字的计算中重新利用，从而减少用于确定MIMO操作等级的计算需求。BS确定了MIMO操作的等级之后，BS便会将等级指示发送至它所服务的MS。

由于确定MIMO操作的等级涉及到相当大量的计算，并且通常信道条件不会快速变化，所以等级确定可以定期按指定的次数发生。或者，确定MIMO操作的等级过程可以在检测到指定事件之后触发。例如，触发确定MIMO操作等级的事件可能包括：全局性能级别下降到某个阈值之下、错误率(例如：位错误、帧错误率、包错误率，等等)超过某个阈值、不能够满足服务质量限制、建议使用比当前等级更高等级的多个MS超过某个阈值时，等等。

然后，BS操作400将继续使得BS接收来自MS的反馈信息(块405)。反馈信息可能包含已量子化的CSI。已量子化的CSI包含至码本的索引，其中，该索引对应于与BS和MS之间的通信信道的信道评估最匹配的码本中的码字。根据实施例，码字为能够向码字选择机制F_CS(W)(例如：|HW_i|，i∈[1，...，# codewords]，其中H为信道矩阵，W_i为码字)提供最佳解决方案的码本中的码字。该码字可对应于第一级码字或第一级码字的辅助码字。

BS将会提取反馈信息中(块410)中的索引，并使用与该索引对应的码本中的码字来重建信道评估(块415)。如前所述，BS与MS都复制了同一个码本。然后，BS可以使用重建的信道评估矢量来调整BS中的射频(RF)硬件(块420)。BS可以利用已调整的RF硬件来向MS发送(块425)。然后，BS操作400会结束。

根据优选实施例，CSI量子化中所用的码本可能会依赖于MIM+O操作模式(例如：等级)。当MS和BS正在使用1级MIMO操作模式进行通信时，可以使用1级码本W；当MS与BS正在使用2级MIMO操作模式进行通信时，可以使用2级码本W。

表1显示了1级码本W(精确度为保留小数点后四位)。

表1：1级码本(精确度为保留小数点后四位)

表2显示了从1级码本W构建的2级码本W。

表2：2级码本

(精确度为保留小数点后四位)

索引	m	i，j	索引	m	i，j	索引	m	i，j	索引	m	i，j
												000000	1	1，5	010000	17	9，13	100000	33	33，37	110000	49	49，53
000001	2	1，7	010001	18	9，25	100001	34	33，45	110001	50	49，57
												000010	3	1，9	010010	19	9，29	100010	35	33，46	110010	51	49，61
000011	4	1，17	010011	20	9，31	100011	36	33，41	110011	52	49，62
												000100	5	1，21	010100	21	10，14	100100	37	34，37	110100	53	50，53
000101	6	1，25	010101	22	10，25	100101	38	35，45	110101	54	51，59
												000110	7	3，11	010110	23	11，15	100110	39	36，41	110110	55	52，57
000111	8	5，11	010111	24	13，17	100111	40	36，44	110111	56	53，57
												001000	9	5，13	011000	25	13，21	101000	41	37，41	111000	57	53，61
001001	10	5，25	011001	26	15，29	101001	42	37，43	111001	58	54，57
												001010	11	5，29	011010	27	17，25	101010	43	38，41	111010	59	55，63
001011	12	5，32	011011	28	17，29	101011	44	39，47	111011	60	56，61
												001100	13	5，9	011100	29	20，24	101100	45	40，45	111100	61	56，64
001101	14	6，9	011101	30	21，25	101101	46	40，48	111101	62	57，61
												001110	15	6，13	011110	31	21，29	101110	47	41，45	111110	63	57，63
001111	16	8，25	011111	32	21，30	101111	48	41，47	111111	64	58，61

如表2中所示，2级码本中的码字包含两个1级码本中的码字。例如，2级码本W₃ ²中的码字3包含1级码本的码字1(W₁)和(W₉)(如表1中所示)，可以表示为：

W₃ ²＝[W₁；W₉]＝[[0.5000-0.50000.5000-0.5000]；

[0.5000-0.5000-0.50000.5000]]

虽然1级和2级码本显示为保留小数点后四位，码本的属性仍然为包含小数点后所有位数(包括一、二、三、四、五等等)的精确度。更进一步地，对码本中码字的元素进行重新排序不会更改码本的属性。此外，对码本应用旋转矩阵也不会更改码本的属性。

虽然已经详细描述了本发明的实施例及其优势，但是必须理解，在不背离本发明内服的权利要求所定义的实质和范围的情况下，本领域技术人员可以设计本发明的不同的变型方案或对其进行更改、替换。此外，本专利申请的范围并不限于在规范中所描述的进程、设备、制造商、物质的构成、方式、方法和步骤的特定实施例。本领域技术人员可以从本发明揭示的内容中理解，进程、机器、制造商、物质的构成、方式、方法或步骤，无论是已有还是有待将来开发，只要实质上可以与本文中描述的实施例执行相同的功能或实现相同的结果，均可以根据本发明进行利用。相应地，本文中所附的权利要求用于在其范围中涵盖此类过程、设备、制造商、物质的构成、方式、方法或步骤。

Claims (21)

1.一种用于通信设备操作的方法，其包含：

评估通信设备与服务于该通信设备的控制器之间的通信信道，从而生成信道评估；

使用码本量子化该信道评估，其中，该码本包含多个第一级码字，各第一级码字具有多个辅助码字，并且，该码本基于该通信设备与该控制器之间的通信的等级，从而生成选定的码字；并且

将与选定码字对应的索引从码本发送至该控制器。

2.如权利要求1所述的方法，其中，使用码本量子化信道评估包括：

从多个第一级码字中，选择能够向码字选择机制提供最佳解决方案的第一级码字；

从为码字选择机制提供最佳解决方案的第一级码字的多个辅助码字中，选择为码字选择机制提供最佳解决方案的辅助码字；并且

基于能够向码字选择机制提供最佳解决方案的码字，选择第一级码字或选择辅助码字作为选定码字。

3.如权利要求2所述的方法，其中，选择第一级码字或辅助码字包含：选择第一级码字，以响应确定第一级码字和辅助码字大体上都能够向码字选择机理提供最佳解决方案。

4.如权利要求2所述的方法，其中，选择第一级码字或辅助码字包含：随机选择第一级码字或辅助码字以响应确定第一级码字和辅助码字大体上都能够向码字选择机制提供最佳解决方案。

5.如权利要求2所述的方法，其中，码字选择机制为|HW_i|，i∈[1，...，# codewords]，其中，最佳解决方案可以使码字选择机制最大化。

6.如权利要求2所述的方法，其中，选择第一级码字包含：选择M个第一级码字，其中，M为大于或等于2的非零整数值，并且其中，M个选定的第一级码字向码字选择机制提供M个最佳解决方案。

7.如权利要求6所述的方法，其中，选择辅助码字包含：从M个第一级码字的多个辅助码字中选择能够为码字选择机制提供最佳解决方案的辅助码字。

8.如权利要求1所述的方法，其中，控制器包含四个发射天线，并且其中，码本表示为：

W＝D×[W₁；…；W₆₄]，

其中，D为相位旋转对角矩阵，由以下公式给出：

其中，θ_i∈[0，2π)，i∈[1，…，64]。

9.如权利要求8所述的方法，其中，通信设备可以在1级模式下操作，并且其中，码本表示为：

其中，i为码字索引，“索引”为二进制码字索引，W_i为第i个码字。

10.如权利要求8所述的方法，其中，通信设备可以在2级模式下操作，并且其中，码本表示为：

索引 m i，j 索引 m i，j 索引 m i，j 索引 m i，j   000000   1   1，5   010000   17   9，13   100000   33   33，37   110000   49   49，53   000001   2   1，7   010001   18   9，25   100001   34   33，45   110001   50   49，57   000010   3   1，9   010010   19   9，29   100010   35   33，46   110010   51   49，61   000011   4   1，17   010011   20   9，31   100011   36   33，41   110011   52   49，62   000100   5   1，21   010100   21   10，14   100100   37   34，37   110100   53   50，53   000101   6   1，25   010101   22   10，25   100101   38   35，45   110101   54   51，59   000110   7   3，11   010110   23   11，15   100110   39   36，41   110110   55   52，57   000111   8   5，11   010111   24   13，17   100111   40   36，44   110111   56   53，57   001000   9   5，13   011000   25   13，21   101000   41   37，41   111000   57   53，61   001001   10   5，25   011001   26   15，29   101001   42   37，43   111001   58   54，57   001010   11   5，29   011010   27   17，25   101010   43   38，41   111010   59   55，63   001011   12   5，32   011011   28   17，29   101011   44   39，47   111011   60   56，61   001100   13   5，9   011100   29   20，24   101100   45   40，45   111100   61   56，64   001101   14   6，9   011101   30   21，25   101101   46   40，48   111101   62   57，61   001110   15   6，13   011110   31   21，29   101110   47   41，45   111110   63   57，63   001111   16   8，25   011111   32   21，30   101111   48   41，47   111111   64   58，61

其中，m为整数值和码字索引，“索引”为二进制码字索引，i和j为1级码本中的码字的索引。

11.如权利要求1所述的方法，其中，每组多个辅助码字中的辅助码字的数量是相等的。

12.用于通信设备操作的方法，该方法包含：

估计通信设备与服务于该通信设备的控制器之间的通信信道，从而生成信道评估；

使用码本执行信道评估的第一阶段的量子化，其中，码本包含多个第一级码字，其中各第一级码字具有多个辅助码字，其中，第一阶段量子化仅使用多个第一级码字，并且其中，码字基于通信设备与控制器之间的通信等级，从而生成选定的第一级码字；

使用码本执行信道评估的第二阶段的量子化，其中，第二阶段量子化使用与选定的第一级码字关联的多个辅助码字，从而生成选定的辅助码字；

选择选定的第一级码字或选定的辅助码字作为选定的码字，其中，选择是基于哪个码字能够为码字选择机制提供更好的解决方案来进行的；并且

将与选定的码字对应的索引发送至控制器。

13.如权利要求12所述的方法，其中，执行信道评估的第一阶段的量子化包含：从多个第一级码字中选择能够为码字选择机制提供最佳解决方案的第一级码字作为选定的第一级码字。

14.如权利要求12所述的方法，其中，执行信道评估的第二阶段的量子化包含：从选定的第一级码字的多个辅助码字中，选择能够为码字选择机制提供最佳解决方案的辅助码字作为选定的辅助码字。

15.如权利要求12所述的方法，还包含：在执行信道评估的第一阶段量子化之前，先对信道评估进行归一化。

16.如权利要求12所述的方法，其中，所选的第一级码字包含M个选定的第一级码字，其中，M为大于等于2的非零整数值，并且其中，执行信道评估的第二阶段的量子化包括：从M个选定的第一级码字的多个辅助码字中，选择能够为码字选择机制提供最佳解决方案的辅助码字作为选定的辅助码字。

17.用于控制器操作的方法，该方法包含：

从通信设备接收信道状态信息(CSI)，其中，CSI包含至码本中码字的索引，其中，码本包含多个第一级码字，其中，每个第一级码字具有多个辅助码字，并且其中，码本将基于通信设备与控制器之间的通信等级；

使用码本和索引重建信道评估；

使用已重建的第一个信道评估调整控制器中的发送电路；并且

使用已经过调整的电路将发送内容传输至通信设备。

18.如权利要求17所述的方法，其中，传输发送内容包含：

使用重建的信道评估对发送内容进行预先编码，从而生成预先编码的发送内容，并且

传输预先编码的发送内容至通信设备。

19.如权利要求17所述的方法，还包含确定控制器与通信节点之间的通信等级。

20.如权利要求19所述的方法，还包含将等级的指示发送至通信节点。

21.如权利要求19所述的方法，其中，等级为1级或2级，并且其中，码本为1级码本和基于等级的2级码本。

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