CN102271027B - 一种上行开环空间复用的预编码处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种上行开环空间复用的预编码处理方法及系统,以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字。本方案解决在LTE‑A系统中上行方向进行开环空间复用时的传输问题,保证达到良好的传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域,尤其涉及一种上行开环空间复用的预编码处理方法及系统。
背景技术
在无线通信中,如果在发送端和接收端都采用多根天线收发,那么,可以通过采用空间复用技术来获取更高的数据速率,即,在发射端使用相同的时频资源发送多个数据流,而在接收端可以通过信道估计得到信道系数矩阵,进而解调出各个数据流上的数据。
空间复用方式包括开环空间方式的复用(Open-loop spatial multiplexing)和闭环方式的空间复用(Close-loop spatial multiplexing)。其中闭环空间复用是指根据信道状态(Channel Status Information,简称CSI)信息在发送端对信号进行预编码处理,图1是根据相关技术的闭环空间复用多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,简称为MIMO)系统的示意图,如图1所示,发送端需要基于CSI对信号进行预编码处理,发射端获取CSI的途径之一是通过接收端的反馈。为了降低反馈的开销,一般采用的方式是在接收端和发射端保存相同的码本(codebook),即预编码矩阵集。接收端根据当前信道状况,在码本中选择适合的预编码矩阵并将其在集合中的预编码矩阵索引(Per-Coding MetricIndicator,简称为PMI)反馈回发射端,发射端根据反馈的PMI找到预编码矩阵,并对发送信号进行预编码。而开环空间复用是指发送端不根据接收端发送的信道状态信息对信号进行预编码处理,而是根据事先确定的固定码本组合对信号进行预编码处理。
在长期演进系统(Long Term Evolution,简称为LTE)中,上行需要传输的上行控制信息(Uplink Control Information,简称为UCI)、正确/错误应答消息(Acknowledgement/Negative Acknowledgement,简称为ACK/NACK),以及反映下行物理信道状态的信息(Channel State Information,简称为CSI)的三种形式:信道质量指示(Channels quality indication,简称为CQI)、PMI信息、秩指示(Rank Indicator,简称为RI)信息。其中,ACK/NACK应答消息在物理上行控制信道(Physical Uplink Control,简称PUCCH)上传输,如果终端(User Equipment,简称为UE)需要发送上行数据时,则在物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel,简称为PUSCH)上传输,CQI/PMI,RI的反馈可以是周期性的反馈,也可以是非周期性的反馈,其中,对于周期性反馈的CQI/PMI,RI而言,如果UE不需要发送上行数据,则周期反馈的CQI/PMI,RI在PUCCH上,如果UE需要发送上行数据时,则CQI/PMI,RI在PUSCH上传输;对于非周期性反馈的CQI/PMI,RI而言,只在PUSCH上传输。
在长期演进(Long Term Evolution,简称为LTE)系统的下一代演进(LTE-Advanced,简称为LTE-A)系统中,为了获得更高的数据速率,上行引入单用户闭环空间复用(single user MIMO,简称为SU-MIMO)技术,此时,发射端是指UE,而接收端是指基站(eNodeB,简称为eNB)。图2示出了LTE-A系统中物理上行共享信道传输的示意图,其中,层映射的方式如表1所示:
表1 空间复用时码字到层的映射方式
其中,d(j)(i),(j=0,1)表示第j个码字对应的调制符号个数,x(υ)(i),(υ=0,1,...3)表示第υ层对应的调制符号个数。
LTE-A系统中还规定了空间复用使用的码本,如表2,3,4,5所示:
表2 2天线端口传输时使用的预编码码本
表3 4天线端口传输且υ=1时使用的预编码码本
表4 4天线端口传输且υ=2时使用的预编码码本
表5 4天线端口传输且υ=3时使用的预编码码本
表6 4天线端口传输且υ=4时使用的预编码码本
LTE-A系统中,增加了用来调度多天线传输模式下PUSCH传输的上行调度授权信令,上行调度授权信令是由具有下行控制信息(Downlink Control Information,DCI)格式4(format 4)的物理下行控制信道(Physical Downlink Control Channel,PDCCH)发送给所调度的UE。DCI format 4中有3比特(对应于2天线端口)或6比特(对应于4天线端口)用于指示空间复用使用的预编码索引信息,称为预编码和层数信息(Pre-coding informationand number of layers)。
为了保证更高移动速度用户的性能,LTE-A系统需要引入上行开环空间复用,而现有技术中并没有给出LTE-A系统上行开环空间复用的预编码处理方法和预编码处理时使用的预编码码本,从而无法实现LTE-A系统上行开环空间复用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种上行开环空间复用的预编码处理方法及系统,解决上行开环空间复用下的传输问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种上行开环空间复用的预编码处理方法,此方法包括:以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字。
进一步地,上述方法还可以具有以下特点:
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素沿所述元素所属预编码码字所对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
或者,
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素相同,或者沿所述元素所属预编码码字所对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
其中,元素索引是指元素在预编码码字中的行和列索引。
进一步地,上述方法还可以具有以下特点:
当传输天线端口个数为4,上行开环空间复用支持的最大层数为1时,N的值为4,所述N个预编码码字由以下4个预编码码字组成。
进一步地,上述方法还可以具有以下特点:
所述的粒度是指子载波,或子载波组、或符号,或子带、或时隙。
进一步地,上述方法还可以具有以下特点:
N为大于零的正整数,N的值由基站和用户协商确定。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种上行开环空间复用的预编码处理系统包括终端,所述终端包括预编码码本处理模块;所述预编码码本处理模块,用于以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字。
进一步地,上述系统还可以具有以下特点:
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素沿所述元素所属预编码码字对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
或者,
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素相同,或者沿所述元素所述预编码码字对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
其中,元素索引是指元素在预编码码字中的行和列索引。
进一步地,上述系统还可以具有以下特点:
当传输天线端口个数为4,上行开环空间复用支持的最大层数为1时,N的值为4,所述N个预编码码字由以下4个预编码码字组成。
进一步地,上述系统还可以具有以下特点:
所述的粒度是指子载波,或子载波组、或符号,或子带、或时隙。
进一步地,上述系统还可以具有以下特点:
N为大于零的正整数,N的值由基站和用户协商确定。
本方案提供一种上行开环空间复用的预编码处理方法,解决在LTE-A系统中上行方向进行开环空间复用时的传输问题,保证达到良好的传输性能。
附图说明
图1是现有技术的基于预编码的空间复用MIMO系统的示意图;
图2是现有技术的码字到层的映射图;
图3是实施例中选择上行开环空间复用的预编码码本的方法示意图。
具体实施方式
如图3所示,上行开环空间复用的预编码处理的方法包括:以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字。
实施例一
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素沿所述元素所属预编码码字对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
或者,
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素相同,或者沿所述元素所属预编码码字对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
其中,元素索引是指元素在预编码码字中的行和列索引。
应用中,上述N个元素按照顺时针或逆时针的顺序变化,可以是按照等相角间距变化,例如相角间距为
实施例二
实施例二中N个预编码码字是指:满足最小弦距值最大N个预编码码字。
如果有多组预编码码本中的预编码码字的最小弦距值的最大值相同,预定义的规则为平均弦距最大值对应的预编码码本;如果有多组的预编码码本的平均弦距的最大值相同,预定义的规则为随机选择一组。其中弦距的计算公式为其中‖‖F为Frobenius范数(Frobenius norm),最小弦距是指4个码字两两组合计算得到的所有弦距中的最小值。平均弦距是指4个码字两两组合计算得到的所有弦距的平均值。
例如,传输天线端口个数为4,上行开环空间复用支持的最大层数为1时,N的值为4,开环空间复用的预编码码字由以下4个预编码码字:
组成。
所述的粒度是指以子载波,或子载波组、或符号,或子带、或时隙;其中子载波组是由几个连续的子载波组成;子载波,符号,子带,时隙的含义为现有技术,这里不再赘述。
N为大于零的正整数,N的值由基站和终端协商确定。
N个预编码码字可以从现有的预编码码本中选择,也可以按照本方明提到的预编码码字特性构造。
上行开环空间复用的预编码处理系统中的终端包括预编码码本处理模块,预编码码本处理模块用于以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字。具体处理方法与上述方法描述的相同,此处不再赘述。
具体实施例一:
假设以子载波为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字;上行开环空间复用的预编码码字在现有的闭环空间复用的码本中选择,上行开环空间复用支持的最大层数是2;基站和UE事先约定好的N值为:2传输天线端口时,当层数υ=1时,N=4;4传输天线端口时,当层数υ=1时,N=4;当层数υ=2时,N=4。
2传输天线端口,当层数υ=1时,按照上述规则进行上行开环空间复用预编码处理的示例为:以子载波为单位循环使用开环空间复用的4个预编码码字,即子载波m使用的所述的4个预编码码字索引为n=mod(m,4),(m=0,1,...,M),m为子载波索引,M为子载波的总数。所述的4个预编码码字为:对应的n值为0,1,2,3,所述的4个预编码码字满足:第一行第一列对应的4个元素都为第二行第一列对应的4个元素沿着各个元素所属码字所对应的子载波索引排序分别为对应的幅值为对应的相角为相角按照顺时针的顺序变换,同理,上行开环空间复用的N个预编码码本也可以为:
4传输天线端口,当层数υ=1时,按照上述规则进行上行开环空间复用预编码处理的示例为:以子载波为单位循环使用开环空间复用的4个预编码码字,即子载波m使用所述的4个预编码码字的索引为n=mod(m,4),(m=0,1,...,M),m为子载波索引,M为子载波的总数,所述的4个预编码码字为对应的n值为0,1,2,3,所述的4个预编码码字满足:第一行第一列对应的4个元素都为第二行第一列的4个元素沿着各个元素所属码字所对应的子载波索引排序为对应的幅值为对应的相角为相角按照顺时针的顺序变化;第三行第一列的4个元素沿着各个元素所属码字所对应的子载波索引排序为对应的幅值为对应的相角为{0 π 0 π},相角按照顺时针的顺序变化;第四行第一列的4个元素沿着各个元素所属码字所对应的子载波索引排序为对应的幅值为对应的相角为相角按照逆时针的顺序变化;同理,上行开环空间复用的4个预编码码本也可以为:
4传输天线端口,当层数υ=2时,按照上述规则进行上行开环空间复用的预编码处理为:以子载波为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字,即子载波m使用所述的4个预编码码字的索引为n=mod(m,4),(m=0,1,...,M),m为子载波索引,M为子载波的总数,所述的4个预编码码字为对应的n值为0,1,2,3。所述的4个预编码码字满足:第一行第一列对应的4个元素都为第一行第二列的4个元素都为0;第二行第一列的4个元素沿着各个元素所属码字所对应的子载波索引排序为对应的幅值为对应的相角为相角按照逆时针的顺序变化;第二行第二列的4个元素都为0;第三行第一列的4个元素为0;第四行第一列的4个元素都为0;第四行第二列的4个元素都沿着各个元素所属码字所对应的子载波索引排序为对应的幅值为对应的相角为相角按照逆时针的顺序变化。
具体实施例二:
假设以符号为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字,上行开环空间复用的预编码码本在现有的闭环空间复用的码本中选择,上行开环空间复用支持的最大层数是2;4传输天线端口时,当层数υ=1时,基站和UE事先约定好的N=4。
按照上述规则进行上行开环空间复用预编码处理的示例为:以符号为单位循环使用开环空间复用的4个预编码码字,即符号m上使用所述的4个预编码码字索引为n=mod(m,4),(m=0,1,...,M),其中m为符号索引,M为符号总数。所述的4个预编码码字由组成,所述的4个预编码码字满足:最小弦距值为1,是从现有预编码码本中任意选择4个预编码码字中最小弦距最大的一组。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/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。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
Claims (6)
1.一种上行开环空间复用的预编码处理方法,其特征在于,
以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字;
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素相同,或者沿所述元素所属预编码码字所对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
其中,元素索引是指元素在预编码码字中的行和列索引;
N为大于零的正整数,N的值由基站和用户协商确定。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
当传输天线端口个数为4,上行开环空间复用支持的最大层数为1时,N的值为4,所述N个预编码码字由以下4个预编码码字
组成。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述的粒度是指子载波,或子载波组、或符号,或子带、或时隙。
4.一种上行开环空间复用的预编码处理系统,包括终端,其特征在于,
所述终端包括预编码码本处理模块;
所述预编码码本处理模块,用于以不同的粒度为单位循环使用开环空间复用的N个预编码码字;
所述N个预编码码字是指满足相同元素索引对应的N个元素相同,或者沿所述元素所属预编码码字对应的粒度序号排序时此N个元素的相角按照顺时针或逆时针的顺序变化的N个码字;
其中,元素索引是指元素在预编码码字中的行和列索引;
N为大于零的正整数,N的值由基站和用户协商确定。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,
当传输天线端口个数为4,上行开环空间复用支持的最大层数为1时,N的值为4,所述N个预编码码字由以下4个预编码码字
组成。
6.如权利要求4或5所述的系统,其特征在于,
所述的粒度是指子载波,或子载波组、或符号,或子带、或时隙。
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