CN102594502B - 发送预编码矩阵索引及进行预编码的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种发送预编码矩阵索引及进行预编码的方法和装置。该发送预编码矩阵索引的方法，包括：用户设备获取传输信道承载PMI的能力；根据所述传输信道承载PMI的能力，从本地保存的第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合；从所述第二码本集合中选择第一预编码矩阵；通过所述传输信道向基站发送所述第一预编码矩阵对应的索引，以使得所述基站根据所述索引查找所述第一预编码矩阵并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码。本发明实施例可以实现对PMI的灵活配置和使用。

Description

发送预编码矩阵索引及进行预编码的方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种发送预编码矩阵索引及进行预编码的方法和装置。

背景技术

在第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project 3GPP)长期演进(Long Term Evolution：LTE)版本10中，基站将会引入八根发送天线，对相关的天线配置，有两种天线的配置方式。ULA天线配置如图1所示，和双极化的天线配置，如图2所示。在目前的3GPP的关于8天线码本的讨论中，已经达成以下一致意见。目前的预编码由两部分组成

W＝W₁W₂          (1)

其中W₁属于一个码本集合C₁，W₂属于另一个码本集合C₂。W₁主要代表的是宽带/长期的信道特性；W₂表示的子带/瞬时的信道特性

在3GPP LTE版本8中，PMI(预编码矩阵索引，Precoding Matrix Index)信息可以通过物理上行控制信道(Physical Uplink Control CHannel，PUCCH)或物理上行共享信道(Physical Uplink Shared CHannel PUSCH)中上报。其中PMI信息最多包括4比特。

现有技术中，无法根据传输信道的情况对PMI进行灵活配置和使用。

发明内容

本发明实施例提供一种预编码处理方法、码本集合以及基站，以实现对PMI的灵活配置和使用。

本发明实施例提供了一种发送PMI的方法，包括：

用户设备获取传输信道承载PMI的能力；

根据所述传输信道承载PMI的能力，从本地保存的第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合；

从所述第二码本集合中选择第一预编码矩阵；

通过所述传输信道向基站发送所述第一预编码矩阵对应的索引，以使得所述基站根据所述索引查找所述第一预编码矩阵并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码。

本发明实施例提供了一种用户设备，包括：

获取单元，用于获取传输信道承载PMI的能力；

选择单元，根据所述获取单元获取的所述传输信道承载PMI的能力，从本地保存的第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合；并从所述第二码本集合中选择用于对数据进行预编码的第一预编码矩阵；

发送单元，用于将所述选择单元选择的所述第一预编码矩阵对应的索引承载在所述传输信道上发送。

本发明还提供了一种进行预编码的方法，包括：

接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引，其中，所述第一预编码矩阵为所述用户设备从第二码本集合中选择的，所述第二码本集合为所述用户设备从本地保存的第一码本集合中选择的预编码矩阵组成的；

根据所述索引从本地保存的第三码本集合中查找所述第一预编码矩阵，并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码，其中，所述第三码本集合与所述第二码本集合相同。

根据上一的方法，在所述接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引之前，还包括：

向所述用户设备发送用于通知所述用户设备所述传输信道承载PMI的能力的信令，以使得所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合。

本发明还提供了一种基站，包括：

接收单元，用于接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引，其中，所述第一预编码矩阵为所述用户设备从第二码本集合中选择的，所述第二码本集合为所述用户设备从本地保存的第一码本集合中选择的预编码矩阵组成的；

预编码单元，用于根据所述接收单元接收的索引从本地保存的第三码本集合中查找所述第一预编码矩阵，并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码，其中，所述第三码本集合与所述第二码本集合相同。

根据上一基站，还包括：

通知单元，用于向所述用户设备发送用于通知所述用户设备所述传输信道承载PMI的能力的信令，以使得所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合。

本发明实施例中，可以根据承载PMI的传输信道的能力，选择不同精度的预编码矩阵，用于基站对传输给UE的数据进行预编码，从而实现了对PMI的灵活配置和使用。

附图说明

图1所示为现有技术中ULA天线的结构示意图；

图2所示为现有技术中双极化天线的结构示意图；

图3所示为本发明实施例提供的一种发送PMI的方法流程图；

图4所示为本发明实施例提供的一种进行预编码的方法流程图；

图5所示为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图；

图6所示为本发明实施例提供的一种基站的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明实施例提供的一种发送PMI的方法流程图，包括：

步骤301、UE获取传输信道承载PMI的能力。

在本实施例中，传输信道指承载或携带PMI的信道，可以包括：PUCCH信道、PUSCH信道等。UE获取传输信道承载PMI的能力的方法可以包括：接收基站发送的用于通知所述传输信道承载PMI的能力的信令，或者，从本地存储的传输信道承载PMI的能力列表中获取。所述传输信道承载PMI的能力，指的是该传输信道中能够用于承载PMI的比特数的最大数目；比如，在PUCCH信道上，PMI最多可以承载4个比特，在PUSCH信道上，PMI最多可以承载6个比特；该能力可以根据传输数据的需要进行预先配置。

可选的，步骤302、UE可以根据所述传输信道承载PMI的能力，从本地保存的第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合。

具体的，可以根据传输信道的实际情况选择所述第一码本集合全部，或者选择所述第一码本集合的子集作为所述第二码本集合。

所述的第一码本集合中的预编码矩阵可以为如下形式：

在(2)中，令发送天线数为N_t(N_t为偶数)，预编码矩阵的秩为R，则W₁为N_t×2R维的矩阵，W₂为2R×R的矩阵。I为R×R的单位阵，X是一个R×R的对角阵，D为一个N_t/2×N_t/2维的对角矩阵，A是一个N_t/2×R的矩阵，Λ是一个R×R的对角矩阵。其中

其中，对如图2所示的双极化天线而言，Λ，X的作用都是用于调整两组极化天线之间的相位关系。α_i，β_i(i＝1，...，R)为模为1的标量。

以8根发送天线为例，预编码矩阵的秩＝1为例，比如排列方式如图2所示，D是一个4×4的对角矩阵，比如用b个比特表示，则有T＝2^b种可能的取值。

$D\∈\left\{\left(\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& e^{\mathrm{j\πg}/8}& 0& 0\\ 0& 0& e^{2\mathrm{j\πg}/8}& 0\\ 0& 0& 0& e^{3\mathrm{j\πg}/8}\end{array}\right)\right\},(g\∈0,...T-1)---\left(4\right)$

A是采用现有的基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，以下简称：DFT)的码本结构获取，其计算公式如下所示：

$e_m^{\left(g\right)}=\frac{1}{\sqrt{M}}{\left[\begin{array}{ccc}{w}_{0m}^{\left(g\right)}& ...& w_{(M-1)m}^{\left(g\right)}\end{array}\right]}^T$ (5)

$w_{\mathrm{nm}}^{\left(g\right)}=\exp \left\{j\frac{2\mathrm{\πn}}{M}(m+\frac{g}{G})\right\}$

其中，M是DFT的维数，m＝0，1...M-1，n＝0，10..M-1，4天线对应的DFT，M＝4。G是DFT的组数，g＝0，1，...，G-1。是码本集合中的预编码向量，为中的各元素。举例来说，G＝2，每个4维DFT结构即可获取4个4×1的预编码向量，两个DFT结构可以产生8个4×1的预编码向量。所以，如果用3个比特表示A，A的取值可以从这8个4×1的预编码向量中取得。Λ是1×1的矩阵，取值可以为单位园上的点，比如用b个比特表示，则一共有T＝2^b种可能，则取值可为e^j2πk/T(k＝0，...，T-1)。比如，用一个比特表示，则取值为(1，-1)。Λ，X是1×1的矩阵，取值可以为单位园上的点，比如用b个比特表示，则一共有T＝2^b种可能，则取值可为e^j2πk/T(k＝0，...，T-1)。

假设第一码本集合一共有7个比特表示，由于D和A起的作用可以是调整波束的发送方向，一共用5个比特表示，假设D用一个比特表示，在(3)中，g固定取成1或-1，

$D\∈\{\left(\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right),\left(\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& e^{\mathrm{j\πg}/8}& 0& 0\\ 0& 0& e^{2\mathrm{j\πg}/8}& 0\\ 0& 0& 0& e^{3\mathrm{j\πg}/8}\end{array}\right)\}---\left(6\right)$

A用4个比特表示；由于Λ和X都表示的是对两组不同极化天线间的相位的调整，可以一共用2比特表示。

通过调整D，A，Λ，X的比特数，使总的PMI的比特数与传输信道的承载能力一致。这里所述的一致，指的是描述D，A，Λ，X总的比特数之和与传输信道可以发送的PMI的比特数一样。比如，在PUCCH信道，最多有4个比特发送PMI。则D，A，Λ，X总的比特数是4。可令UE得到固定D＝I(单位阵)，X＝I。A设为3比特信息，Λ为1比特。总共为4个比特的PMI。如果PMI通过PUSCH上传，PMI可以有6个比特，则D，A，Λ，X总的比特数是6，可以令1个比特表示D，令Λ固定为I。用3个比特来表示A，X用2个比特来表示，则一共是6个比特来表示。如果在PUSCH上传7个比特的PMI，则可以令A是4比特，D是1比特，X是2比特。从第一码本集合选取第二码本集合，当第二码本集合是第一码本集合的子集时。选取得准则为第二码本集合尽量均匀划分信号空间。比如第一码本集合一共有7个比特，但第二码本集合只有4个比特表示，可以令D＝I，A用3比特信息表示，可以表示8个方向(第一码本可以表示32个方向)，在公式(5)，可以令g＝0，g＝2，G＝4，得到基本均匀的8个方向。同时令X＝I(或Λ＝I，X用1比特表示)，Λ用1比特表示，取值范围1或-1(两个比特时取值范围为1，-1，j，-j)。

可选的，本步骤中，UE也可以直接根据所述传输信道承载PMI的能力，从本地选择适应于该能力的码本集合作为上述第二码本集合，详见本发明下一个方法实施例。

步骤303、UE根据第二码本集合，选择基站用于进行预编码的第一预编码矩阵。

在UE在第二码本集合中选择预编码时，可根据某种设定的原则进行选择，具体选择原则可参照现有技术，比如选择一个能够使数据信噪比最大的预编码矩阵作为第一预编码矩阵。

步骤304、通过所述传输信道向基站发送所述第一预编码矩阵对应的索引。

由于需要在传输信道上传输所选的预编码矩阵的索引，可以使第二码本集合中不同的预编码矩阵分别对应一个索引，以区分表示不同的预编码矩阵。所述第一预编码矩阵对应的索引即指：在为第二码本集合中的预编码矩阵建立索引后，该第一预编码矩阵在该新建立的索引中对应的编号。比如：在使用PUCCH作为传输信道时，若第一码本集合包括32个码本矩阵，则如果PUCCH仅可用4bit传输PMI，则可从第一码本集合中选择16个码本矩阵组成第二码本集合；并使用0-15(可用4bit表示)分别作为上述16个码本矩阵的索引；如果选择编号为0的码本矩阵作为上述第一预编码矩阵，则相应的一预编码矩阵对应的索引可表示为0000；或者，如果选择编号为2的码本矩阵作为上述第一预编码矩阵，则相应的一预编码矩阵对应的索引可表示为0010。

本实施例，通过对不同传输信道承载PMI的能力的设置，使得用户设备能够在获取传输信道的能力后，根据该信道能力对PMI反馈的比特数目及其使用的码本集合进行配置，并将PMI反馈给基站，从而基站可以根据用户设备的传输信道的承载能力得到不同精度的PMI.

作为本发明又一实施例，上述方法还可以为：

预先针对不同传输信道承载PMI的能力，设置不同的码本集合，则上述实施例中步骤302中选择的动作可以省略，即在初始状态时即存在多种不同的码本集合供用户设备选择，比如上述第一码本集合和第二码本集合。该方法与上述实施例的主要区别在于，不需要从第一码本集合中选择出第二码本集合，而是可以直接根据传输信道承载PMI的能力选择使用第一码本集合或第二码本集合。

图4所示为本发明实施例提供的一种进行预编码的方法流程图，包括：

步骤401、基站接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引。

在本实施例中，第一预编码矩阵为所述用户设备从第二码本集合中选择的，所述第二码本集合为所述用户设备从本地保存的第一码本集合中选择的预编码矩阵组成的，第二码本集合的具体获取方式可参考图3所示实施例中的相应描述。

步骤402、基站根据得到的第一预编码矩阵对应的索引查找所述第一预编码矩阵。

在本实施例中，可以根据索引从本地保存的第三码本集合中查找所述第一预编码矩阵，并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码，其中，所述第三码本集合与所述第二码本集合相同。所述相同指的是第三码本集合与第二码本集合所包含的预编码矩阵的个数相同；且第三码本集合与第二码本集合中的预编码矩阵一一相同；且第三码本集合与第二码本集合中同样的索引值表示的是同样的预编码矩阵。

在本实施例中，所述第三码本集合可以是基站根据UE用于发送PMI的传输信道的能力或者该传输信道的类型，预先设定好的。基站建立第三码本集合中各预编码矩阵对应的索引的方式与图3所示实施例中大致相同，在此不再赘述。

步骤403、基站使用在步骤403中得到预编码矩阵进行预编码。

本实施例，基站通过得到的UE的反馈的PMI，对给UE发送的数据进行预编码。并根据UE传输信道承载能力的不同，得到不同精度的预编码矩阵。从而保证了对PMI的灵活设置，合理利用传输信道资源。

本领域普通技术人员可以理解，上述各实施例中的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来实现，上述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，上述的存储介质，可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等。

图5所示为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图，该用户设备能够实现上述方法实施例中提供的方法，该用户设备包括：

获取单元501，用于获取传输信道承载PMI的能力；

选择单元502，用于根据所述获取单元501获取的所述传输信道承载PMI的能力，从本地保存的第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合；并从所述第二码本集合中选择用于对数据进行预编码的第一预编码矩阵；

发送单元503，用于将所述选择单元502选择的所述第一预编码矩阵对应的索引承载在所述传输信道上发送。

上述用户设备中个单元模块与基站的交互关系以及各单元功能的具体实现方式，可参照上述图3及图4对应的方法实施例中的描述。

本实施例，通过对不同传输信道承载PMI的能力的设置，使得用户设备能够在获取传输信道的能力后，根据该信道能力对PMI反馈的比特数目及其使用的码本集合进行配置，并将PMI反馈给基站，从而基站可以根据用户设备的传输信道的承载能力得到不同精度的PMI。

图6为本发明实施例提供的一种基站的结构示意图，该基站能够实现上述方法实施例中提供的方法，该基站包括：

接收单元601，用于接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引，其中，所述第一预编码矩阵为所述用户设备从第二码本集合中选择的，所述第二码本集合为所述用户设备从本地保存的第一码本集合中选择的预编码矩阵组成的；

预编码单元602，用于根据所述接收单元601接收的索引从本地保存的第三码本集合中查找所述第一预编码矩阵，并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码，其中，所述第三码本集合与所述第二码本集合相同。。

作为本发明另一实施例，该基站还可以包括：

发送单元603，用于向所述用户设备发送用于通知所述用户设备所述传输信道承载PMI的能力的信令，以使得所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合。UE和基站也可以预先的预定不同传输信道承载PMI的能力。

上述基站中个单元模块与用户设备的交互关系以及各单元功能的具体实现方式，可参照上述图3及图4对应的方法实施例中的描述。

本实施例，基站可以根据需要设置用户设备的不同的传输信道的反馈PMI的能力，从而得到不同精度的PMI.

需要特别说明的是，以上全部或部分单元可以集成在芯片中实现。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。上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。

附图和相关描述只是为了说明本发明的原理，并非用于限定本发明的保护范围。例如，本发明各实施例中的消息名称和实体可以根据网络的不同而有所变化，一些消息也可以省略。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种进行预编码的方法，其特征在于，包括：

基站接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引，其中，所述第一预编码矩阵为所述用户设备从第二码本集合中选择的，所述第二码本集合为所述用户设备根据传输信道承载预编码矩阵索引PMI的能力从本地保存的第一码本集合中选择的预编码矩阵组成的；

所述基站根据所述索引从本地保存的第三码本集合中查找所述第一预编码矩阵，并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码，其中，所述第三码本集合与所述第二码本集合相同。

2.根据权利要求1所述的方法，在所述接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引之前，还包括：

向所述用户设备发送用于通知所述用户设备所述传输信道承载PMI的能力的信令，以使得所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成所述第二码本集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三码本集合中任意一个预编码矩阵表示为W＝W₁W₂，其中， W₁为N_t×2R维的矩阵，W₂为2R×R的矩阵；I为R×R的单位阵，X是一个R×R的对角阵，D为一个N_t/2×N_t/2维的对角矩阵，A是一个N_t/2×R的矩阵，Λ是一个R×R的对角矩阵，其中，N_t为偶数且表示所述基站的发送天线数目，R为所述预编码矩阵的秩。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合，包括：

所述用户设备通过调整D，A，Λ，X的比特数，使总的PMI的比特数与传输信道的承载能力一致。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输信道承载PMI的 能力，指的是传输信道中能够用于承载PMI的比特数的最大数目。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二码本集合为所述第一码本集合的子集而不是所述第一码本集合全部，或者，所述第二码本集合为所述第一码本集合的全部。

7.一种基站，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收用户设备通过传输信道发送的第一预编码矩阵对应的索引，其中，所述第一预编码矩阵为所述用户设备从第二码本集合中选择的，所述第二码本集合为所述用户设备根据传输信道承载预编码矩阵索引PMI的能力从本地保存的第一码本集合中选择的预编码矩阵组成的；

预编码单元，用于根据所述接收单元接收的索引从本地保存的第三码本集合中查找所述第一预编码矩阵，并根据所述第一预编码矩阵对数据进行预编码，其中，所述第三码本集合与所述第二码本集合相同。

8.根据权利要求7所述的基站，还包括：

通知单元，用于向所述用户设备发送用于通知所述用户设备所述传输信道承载PMI的能力的信令，以使得所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成所述第二码本集合。

9.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述第三码本集合中任意一个预编码矩阵表示为W＝W₁W₂，其中， W₁为N_t×2R维的矩阵，W₂为2R×R的矩阵；I为R×R的单位阵，X是一个R×R的对角阵，D为一个N_t/2×N_t/2维的对角矩阵，A是一个N_t/2×R的矩阵，Λ是一个R×R的对角矩阵，其中，N_t为偶数且表示所述基站的发送天线数目，R为所述预编码矩阵的秩。

10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述用户设备根据所述传输信道承载PMI的能力，从所述第一码本集合中选择预编码矩阵组成第二码本集合，包括：

所述用户设备通过调整D，A，Λ，X的比特数，使总的PMI的比特数与传输信道的承载能力一致。

11.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述传输信道承载PMI的能力，指的是传输信道中能够用于承载PMI的比特数的最大数目。

12.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述第二码本集合为所述第一码本集合的子集而不是所述第一码本集合全部，或者，所述第二码本集合为所述第一码本集合的全部。