CN104135314A - Mimo系统中的多天线信道码本反馈方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及MIMO系统中的多天线信道码本反馈方法及装置。一个实施例中，方法（20）包括：检测（21）下行多天线信道；确定（22）对应于秩为R的第一级码本中的第一码字；第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，其C个列向量选自Q₁个DFT波束向量；反馈（23）所述第一码字的索引；确定（24）对应于秩为R的第二级码本中的第二码字；第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，其每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；反馈（25）所述第二码字的索引。上述方案在两级码本索引反馈中引入了正交的DFT波束选择，更加适合于交叉极化的4下行发射天线配置的MIMO应用。

Description

MIMO系统中的多天线信道码本反馈方法及装置

技术领域

本发明大体上涉及移动通信技术，更具体地，涉及多用户多输入多输出（MultipleUser Multiple Input Multiple Output，MU MIMO）传输技术。

背景技术

在长期演进项目（Long Term Evolution，LTE）第10版公布（Release10，R10）的系统中，当基站亦即进化节点B（evolved Node B，eNB）采用4天线交叉极化天线阵列设置时，由于Release10的码本（codebook）对于这样的天线设置来说不够精确，下行多用户多输入多输出的效果不如预期的好，严重限制了多用户MIMO的应用。

发明内容

本发明的一个主要目的在于提供新的用于MU-MIMO系统的码本反馈的技术方案并能够克服现有技术中的上述缺陷。

在一个实施例中，提供了一种用于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的方法，包括：检测下行多天线信道；根据所述检测的结果所估计出的长时宽带信道特性，确定对应于秩为R的第一级码本中的第一码字；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量；反馈所述第一码字的索引；根据所述检测的结果所估计出的短时信道特性以及所述第一码字，确定对应于秩为R的第二级码本中的第二码字；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；反馈所述第二码字的索引。

上述方法的一个实施例还包括：确定下行传输的秩。

在另一个实施例中，提供了一种用于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的装置，包括：检测模块，其配置为检测下行多天线信道；第一确定模块，其配置为根据所述检测的结果所估计出的长时宽带信道特性，确定对应于秩为R的第一级码本中的第一码字；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量；反馈模块，其配置为反馈所述第一码字的索引；第二确定模块，其配置为根据所述检测的结果所估计出的短时信道特性以及所述第一码字，确定对应于秩为R的第二级码本中的第二码字；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；所述反馈模块还配置为反馈所述第二码字的索引。

上述装置的一个实施例还包括第三确定模块，其配置为确定下行传输的秩。

在一个实施例中，提供了一种用户设备，其包括上述的装置。

在又一个实施例中，提供了一种用于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的方法，包括：接收用户设备所反馈的下行传输的秩、第一级码本中第一码字的索引、以及第二级码本中第二码字的索引；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；根据所述秩、所述第一码字的索引以及所述第二码字的索引，确定下行信道特性。

在再一个实施例中，提供了一种用于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的装置，包括：接收模块，其配置为接收用户设备所反馈的下行传输的秩、第一级码本中第一码字的索引、以及第二级码本中第二码字的索引；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；信道特性确定模块，其配置为根据所述秩、所述第一码字的索引以及所述第二码字的索引，确定下行信道特性。

在一个实施例中，提供了一种基站设备，其包括上述的装置。

在上述各方法、装置、设备的一些实施例中，所述第一级码本中的码字的列向量包括等跨度的DFT波束向量和正交的DFT波束向量，或者包括等跨度的DFT波束向量而没有相互正交的DFT波束向量。

在上述各方法、装置、设备的另一些实施例中，对应于秩为1，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

在上述各方法、装置、设备的又一些实施例中，对应于秩为2，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束，或者配置为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个极化选择相同的DFT波束，或者配置为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为每一个极化选择相同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束。

在上述各方法、装置、设备的再一些实施例中，对应于秩为3或4的第一级码本是对应于秩为1或2的第一级码本的真子集。

在上述各方法、装置、设备的仍一些实施例中，对应于秩为3或4，所述2×C块矩阵的列向量中包括正交的DFT波束向量，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

上述的技术方案在两级码本索引反馈中引入了正交的DFT（离散傅里叶变换）波束选择，更加适合于交叉极化的4下行发射天线配置的MIMO应用。

以上概述了本发明的技术特征和优点以使得本发明以下的详细说明更易于理解。本发明的其他特征和优点将在下文中描述，其形成了本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应能理解，所揭示的概念和实施例可以容易地被用作修改或设计其他的用于实现与本发明相同的目的的结构或流程的基础。本领域技术人员还应理解，这样的等同构造并未背离所附权利要求书的精神和范围。

附图说明

结合附图，以下关于本发明的优选实施例的详细说明将更易于理解。本发明以举例的方式予以说明，并非受限于附图，附图中类似的附图标记指示相似的元件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的应用场景；

图2示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的方法的流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的方法的流程图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的装置的结构示意图。

具体实施方式

附图的详细说明意在作为本发明的当前优选实施例的说明，而非意在代表本发明能够得以实现的仅有形式。应理解的是，相同或等同的功能可以由意在包含于本发明的精神和范围之内的不同实施例完成。

本领域技术人员应能理解，此处描述的手段和功能可以使用结合程控微处理器和通用计算机的软件功能来实现，和/或使用特定应用集成电路（ASIC）来实现。还应理解的是，尽管本发明主要以方法和装置的形式进行说明，本发明也可以具体化为计算机程序产品以及包含计算机处理器和联接到处理器的存储器的系统，其中存储器用可以完成此处揭示的功能的一个或多个程序来编码。

图1示出了根据本发明的一个实施例的应用场景示意图。本发明的技术方案适于多输入多输出系统。如图所示，该场景中包括基站设备1和用户设备2。本发明的技术方案适于，例如但不限于，基站设备1和用户设备2之间的预编码矩阵索引（PrecodingMatrix Index，PMI）反馈。本领域技术人员应能理解，本文中所称的基站或基站设备例如但不限于LTE系统或者LTE-A系统中的节点B（Node B）或者进化节点B（evolvedNode B，eNB），本发明的技术方案也不限于适用LTE系统或者LTE-A系统。这里的索引反馈采用两级码本方案，一个完整的码字W对应于下行信道特性，其可以用公式表示为W=W₁*W₂。其中，第一码字W₁取自第一级码本B₁，其用于表征长时宽带信道特性。第二码字W₂取自第二级码本B₁，用于表征短时信道特性。因为第二码字是根据用户设备的业务需要而在相应的若干子频带上的信道检测得到的，其经常也用于表征若干相应子频带的信道特性。第一码字可以较长的周期反馈，而第二码字可以较短的周期反馈。

图2示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的方法的流程图。如图所示，该方法20包括由用户设备2所执行的步骤21、22、23、24和25。

在步骤21中，用户设备2检测下行多天线信道。例如但不限于，用户设备2所检测的下行多天线信道的多天线均为基站设备1的发射天线。

在步骤22中，用户设备2根据所述检测的结果所估计出的长时宽带信道特性，确定对应于秩为R的第一级码本中的第一码字。所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量。

在步骤23中，用户设备2反馈所述第一码字的索引。

在步骤24中，用户设备2根据所述检测的结果所估计出的短时信道特性以及所述第一码字，确定对应于秩为R的第二级码本中的第二码字。所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成。

在步骤25中，用户设备2反馈所述第二码字的索引。

在某些情况下，上述方法20还包括步骤26，用户设备2确定下行传输的秩R。对于4下行发射天线的环境，R可以为1、2、3或4。该步骤26通常在步骤22之前执行。

图3示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的装置30的结构示意图。如图所示，该装置30包括检测模块31、第一确定模块32、第二确定模块33、以及反馈模块34。该装置30通常配置于用户设备2中。

检测模块31配置为检测下行多天线信道。

第一确定模块32配置为根据所述检测的结果所估计出的长时宽带信道特性，确定对应于秩为R的第一级码本中的第一码字。所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量。

反馈模块34配置为反馈所述第一码字的索引。

第二确定模块33配置为根据所述检测的结果所估计出的短时信道特性以及所述第一码字，确定对应于秩为R的第二级码本中的第二码字。所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成。

反馈模块34还配置为反馈所述第二码字的索引。

在某些情况下，上述装置30还包括第三确定模块35，其配置为确定下行传输的秩R。对于4下行发射天线的环境，R可以为1、2、3或4。通常在确定第一码字、第二码字之前先确定秩R。

图4示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的方法的流程图。如图所示，该方法40包括由基站设备1所执行的步骤41、42。

在步骤41中，基站设备1接收用户设备所反馈的下行传输的秩、第一级码本中第一码字的索引、以及第二级码本中第二码字的索引。所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成。

在步骤42中，基站设备1根据所述秩、所述第一码字的索引以及所述第二码字的索引，确定下行信道特性。

图5示出了根据本发明的一个实施例的适于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的装置50的结构示意图。如图所示，该装置50包括接收模块51、信道特性确定模块52。该装置50通常配置于基站设备1中。

接收模块51配置为接收用户设备所反馈的下行传输的秩、第一级码本中第一码字的索引、以及第二级码本中第二码字的索引。所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q1个DFT波束向量；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成。

信道特性确定模块52配置为根据所述秩、所述第一码字的索引以及所述第二码字的索引，确定下行信道特性。

在一些实施例中，秩为1和秩为2的码本采用相同的第一级码本B₁，B₁的中码字的总数N₁为16，其索引反馈采用4比特编码。对于B₁的设计，需要考虑以下变量，包括每个块矩阵的波束集大小C、波束粒度Q1，波束选择(a_1,n,a_2,n,…,a_C,n)以及波束重叠。以下是考虑不同组合的几个可选码本方案。

实施例1.1，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为16，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(n,n+1,n+8,n+9)，且n在0至15间取值。波束集包括相邻的和正交的DFT波束。相邻波束之间的波束间隔是2π/16，正交波束间隔为π。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+8)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+9)}\end{array}\right].$

两个相邻码字中有两个DFT波束重叠，B₁中的半数码字是重复的。这样的第一级码本具有冗余。

实施例1.2，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为16，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(n,n+1,n+2,n+3)，且n在0至15间取值。波束集包括等跨度的DFT波束，相邻波束之间的波束间隔是2π/16。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+2)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+3)}\end{array}\right].$

两个相邻码字中有三个DFT波束重叠，B₁中的码字各不相同。这样的第一级码本没有冗余。

实施例1.3，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为32，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(n,n+1,n+16,n+17)，且n在0至15间取值。波束集包括相邻的和正交的DFT波束。相邻波束之间的波束间隔是2π/32，正交波束间隔为π。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(n+16)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(n+17)}\end{array}\right].$

两个相邻码字中有两个DFT波束重叠，B₁中的码字各不相同。这样的第一级码本没有冗余。

实施例1.4，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为32，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(2n,2n+1,2n+16,2n+17)，且n在0至15间取值。波束集包括相邻的和正交的DFT波束。相邻波束之间的波束间隔是2π/32，正交波束间隔为π。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}2n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+16)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+17)}\end{array}\right].$

两个相邻码字中没有DFT波束重叠，B₁中的半数码字是重复的。这样的第一级码本具有冗余。

实施例1.5，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为32，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(2n,2n+1,2n+2,2n+3)，且n在0至15间取值。波束集包括等跨度的DFT波束。相邻波束之间的波束间隔是2π/32。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}2n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+2)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+3)}\end{array}\right].$

两个相邻码字中有两个DFT波束重叠，B₁中的码字各不相同。这样的第一级码本没有冗余。

实施例1.6，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为2，波束粒度Q₁为16，波束选择设为(a_1,n,a_2,n)=(n,n+1)，且n在0至15间取值。波束集包括2个相邻的DFT波束，其波束间隔是2π/16。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+1)}\end{array}\right].$

两个相邻码字中仅有一个DFT波束重叠，B₁中的码字各不相同。这样的第一级码本没有冗余。

实施例1.7，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为2，波束粒度Q₁为32，波束选择设为(a_1,n,a_2,n)=(n,n+16)，且n在0至15间取值。波束集包括正交的DFT波束，波束间隔是π。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(n+16)}\end{array}\right].$

各码字中没有DFT波束重叠，B₁中的码字各不相同。这样的第一级码本没有冗余。

实施例1.8，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为2，波束粒度Q₁为16，波束选择设为(a_1,n,a_2,n)=(2n,2n+1)，且n在0至15间取值。波束集包括相邻的DFT波束，波束间隔是2π/32。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\{\mathrm{0,1},..,15\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}2n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{32}(2n+1)}\end{array}\right].$ 各码字中没有DFT波束重叠，B₁中的码字各不相同。这样的第一级码本没有冗余。

其他实施例，第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为2或4，包含多个等跨度或正交的DFT波束。正交波束间隔固定为π，等跨度DFT波束间隔在波束粒度Q₁为32时可以是2mπ/32（其中m在1到15之间任意取值），在波束粒度Q₁为16时可以是2mπ/16（其中m在1到7之间任意取值）。

对于秩为1的第二码字W₂的第二级码本B₂，应根据第一级码本的结构考虑不同极化的波束选择方法。以下是几种秩为1的第二级码本的方案。

实施例2.1，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束，即第二码字W₂的任一列中的y₁和y₂或相同或不同，这样的第二级码本适合于与具有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为1的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择和相位偏移信息各有四种选项，分别采用2比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=a_1\∈C_2=\{\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ j{y}_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例2.2，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化选择相同的DFT波束，即第二码字W₂的任一列中的y₁和y₂相同，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为1的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择和相位偏移信息各有四种选项，分别采用2比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=a_1\∈C_2=\{\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ j{y}_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例2.3，块矩阵X_n中波束集的大小C为2，为每一个极化选择相同的DFT波束，即第二码字W₂的任一列中的y₁和y₂相同，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为1的第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有两种选项采用1比特索引反馈，相位偏移信息有四种选项采用2比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=a_1\∈C_2=\{\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ {\mathrm{jy}}_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ {-y}_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例2.4，块矩阵X_n中波束集的大小C为2，为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，即第二码字W₂的任一列中的y₁和y₂或相同或不同。对应于秩为1的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择和相位偏移信息各有四种选项，分别采用2比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=a_1\∈C_2=\{\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ j{y}_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -y_2\end{array}\right],\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right]\}\end{array}..$

对于秩为2的第二码字W₂的第二级码本B₂，应根据第一级码本的结构考虑不同极化和不同层的波束选择方法。以下是几种秩为2的第二级码本的方案。

实施例3.1，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一层选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择有八种选项采用3比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ y_2& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ j{y}_2& -{\mathrm{jy}}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}.$

实施例3.2，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一层独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一个极化选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择有八种选项采用3比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_2\\ y_1& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_2\\ j{y}_1& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例3.3，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化和层独立地选择相同或不同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与具有冗余的第一级码本B₁相匹配，块矩阵X_n中应包括正交的DFT波束。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择有八种选项采用3比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$W_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& -y_4\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ j{y}_2& -j{y}_4\end{array}\right]\}$

$\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& y_4\end{array}\right]\∈\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}\right\}.$

实施例3.4，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一层选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与具有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有四种选项采用2比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ y_2& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ j{y}_2& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例3.5，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个层独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一个极化选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与具有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有四种选项采用2比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_2\\ y_1& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_2\\ j{y}_1& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例3.6，块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化选择相同的DFT波束，且为每一个层选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有四种选项采用2比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_1=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ y_2& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ j{y}_2& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_3\\ {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_4\\ {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例3.7，块矩阵X_n中波束集的大小C为2，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一个层独立地选择相同或不同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配，块矩阵X_n中应包括正交的DFT波束。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择有八种选项采用3比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$W_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& -y_4\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ j{y}_2& -j{y}_4\end{array}\right]\}$

$\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& y_4\end{array}\right]\∈\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}\right\}.$

实施例3.8，块矩阵X_n中波束集的大小C为2，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一个层选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有四种选项采用2比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=\left[a_{1,}{a}_2\right]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ y_2& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ j{y}_2& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right]\}\end{array}.$

实施例3.9，块矩阵X_n中波束集的大小C为2，为每一个层独立地选择相同或不同的DFT波束，且为每一个极化选择相同的DFT波束，这样的第二级码本适合于与没有冗余的第一级码本B₁相匹配。对应于秩为2的第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有四种选项采用2比特索引反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特索引反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2=[a_1,a_2]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_2\\ y_1& -y_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_2\\ j{y}_1& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_1\\ {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{\tilde{e}}_2\\ {\tilde{e}}_1\end{array}\right]\}\end{array}.$

在一些实施例中，秩为3和秩为4的码本采用相同的第一级码本B₁，以下是几个可选码本方案。

实施例4.1，用于秩为1或秩为2的第一级码本仍适用于秩为3或秩为4的第一级码本，不仅适用于波束粒度Q₁为16，也适用于波束粒度Q₁为32。仍采用4比特索引反馈。

实施例4.2，适用于秩为3或秩为4的第一级码本是从适用于秩为1或秩为2的第一级码本中抽选的子集，例如从实施例1.1的第一级码本中抽选。第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为16，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(n,n+1,n+8,n+9)，且n在0、2、4、6中取值。波束集包括相邻的和正交的DFT波束。相邻波束之间的波束间隔是2π/16，正交波束间隔为π。没有重叠的DFT波束，第一级码本没有冗余。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n=\left\{\mathrm{0,2,4,6}\right\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+8)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+9)}\end{array}\right].$

实施例4.3，适用于秩为3或秩为4的第一级码本是从适用于秩为1或秩为2的第一级码本中抽选的子集，例如从实施例1.2的第一级码本中抽选。第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为16，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(n,n+1,n+2,n+3)，且n在0、4、8、12中取值。波束集包括相邻的DFT波束，相邻波束之间的波束间隔是2π/16。没有重叠的DFT波束，第一级码本没有冗余。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n=\left\{\mathrm{0,4,8,12}\right\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+2)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{16}(n+3)}\end{array}\right].$

实施例4.4，适用于秩为3或秩为4的第一级码本是重新设计的，不同于适用于秩为1或秩为2的第一级码本。第一码字W₁中对角线块矩阵中波束集的大小C为4，波束粒度Q₁为8，波束选择设为(a_1,n,a_2,n,a_3,n,a_4,n)=(n,n+1,n+4,n+5)，且n在0-3中取值。波束集包括相邻的和正交的DFT波束。相邻波束之间的波束间隔是2π/8，正交波束间隔为π。两个相邻码字中有两个DFT波束重叠，B₁中的没有重复的码字。这样的第一级码本没有冗余。任一码字W₁表示为：

$W_1=\left[\begin{array}{cc}{X}_n& 0\\ 0& X_n\end{array}\right],n\∈\left\{\mathrm{0,1,2,3}\right\}$

$X_n=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{8}n}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{8}(n+1)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{8}(n+4)}& e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{8}(n+5)}\end{array}\right].$

实施例5.1，对应于秩为3的第二级码本B₂的设计。块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束。块矩阵X_n中应包括正交的DFT波束。第二级码本中码字的数量N₂为16，采用4比特索引反馈，其中波束选择有16种选项采用4比特反馈，相位偏移信息只有一种选项。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$W_2=[a_1,a_2,a_3]\∈C_2=\left\{\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& -y_4\end{array}\right]\right\}$

$\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& y_4\end{array}\right]\∈\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_1& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_2& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_3& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_4& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\end{array}\right],\\ \left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]& {\tilde{e}}_3\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]& {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]& {\tilde{e}}_4\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]& {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]& {\tilde{e}}_1\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]& {\tilde{e}}_2\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]& {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_3& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_4& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_1& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_2& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}\right],\\ \left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]& {\tilde{e}}_3\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]& {\tilde{e}}_4\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]& {\tilde{e}}_2\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]& {\tilde{e}}_1\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]& {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]& {\tilde{e}}_2\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\end{array}\right\}.$

实施例5.2，对应于秩为3的第二级码本B₂的设计。块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化选择相同的DFT波束。块矩阵X_n中应包括正交的DFT波束。第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有八种选项采用3比特反馈，相位偏移信息只有一种选项。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$W_2=[a_1,a_2,a_3]\∈C_2=\left\{\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& -y_4\end{array}\right]\right\}$

$\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_3\\ y_2& y_4\end{array}\right]\∈\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_1& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_2& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_3& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ {\tilde{e}}_4& \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& \end{array},{\tilde{e}}_4\right]\end{array}\right],\\ \left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]& {\tilde{e}}_3\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]& {\tilde{e}}_3\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]& {\tilde{e}}_4\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]& {\tilde{e}}_4\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]& {\tilde{e}}_1\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]& {\tilde{e}}_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]& {\tilde{e}}_2\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}\right\}.$

实施例6.1，对应于秩为4的第二级码本B₂的设计。块矩阵X_n中波束集的大小C为4，为每一个极化独立地选择相同或不同的DFT波束。块矩阵X_n中应包括正交的DFT波束。第二级码本中码字的数量N₂为8，采用3比特索引反馈，其中波束选择有四种选项采用2比特反馈，相位偏移信息有两种选项采用1比特反馈。第二级码本B₂中任一码字W₂表示为：

$\begin{array}{c}{W}_2={[a}_1{,a}_2,a_3,a_4,]\∈C_2=\{\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ y_2& {-y}_2\end{array}\right],\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}{y}_1& y_1\\ {\mathrm{jy}}_2& -j{y}_2\end{array}\right]\}\\ \left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\end{array}\right]\∈\{\left[\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_1& {\tilde{e}}_3\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_3& {\tilde{e}}_1\end{array}\right]\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_2& {\tilde{e}}_4\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cc}{\tilde{e}}_4& {\tilde{e}}_2\end{array}\right]\end{array}\right]\}\end{array}.$

上述实施例中均是示例性而非限制性的。上述的技术方案在两级码本索引反馈中引入了正交的DFT（离散傅里叶变换）波束选择，更加适合于交叉极化的4下行发射天线配置的MIMO应用。当然，上述的技术方案同样也适用于线性阵列的发射天线配置的MIMO应用。

本领域技术人员应能理解，上述任一模块的功能可以分由多个实体模块或功能模块来执行，上述多个模块的功能也可以集成于一个实体模块或者功能模块来执行。

尽管已经阐明和描述了本发明的不同实施例，本发明并不限于这些实施例。权利要求中出现的“第一”、“第二”等序数词仅仅起到区别的作用，而并不意味着相应部件之间存在任何特定的顺序或连接关系。仅在某些权利要求或实施例中出现的技术特征也并不意味着不能与其他权利要求或实施例中的其他特征相结合以实现有益的新的技术方案。在不背离如权利要求书所描述的本发明的精神和范围的情况下，许多修改、改变、变形、替代以及等同对于本领域技术人员而言是明显的。

Claims (28)

1.一种用于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的方法，包括：

检测下行多天线信道；

根据所述检测的结果所估计出的长时宽带信道特性，确定对应于秩为R的第一级码本中的第一码字；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q₁个DFT波束向量；

反馈所述第一码字的索引；

根据所述检测的结果所估计出的短时信道特性以及所述第一码字，确定对应于秩为R的第二级码本中的第二码字；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；

反馈所述第二码字的索引。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一级码本中的码字的列向量包括等跨度的DFT波束向量和正交的DFT波束向量，或者包括等跨度的DFT波束向量而没有相互正交的DFT波束向量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对应于秩为1，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对应于秩为2，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束，或者配置为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个极化选择相同的DFT波束，或者配置为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为每一个极化选择相同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束。

5.如权利要求,1所述的方法，其特征在于，对应于秩为3或4的第一级码本是对应于秩为1或2的第一级码本的真子集。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对应于秩为3或4，所述2×C块矩阵的列向量中包括正交的DFT波束向量，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：确定下行传输的秩。

8.一种用于多输入多输出系统的4天线下行信道反馈的装置，包括：

检测模块，其配置为检测下行多天线信道；

第一确定模块，其配置为根据所述检测的结果所估计出的长时宽带信道特性，确定对应于秩为R的第一级码本中的第一码字；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q₁个DFT波束向量；

反馈模块，其配置为反馈所述第一码字的索引；

第二确定模块，其配置为根据所述检测的结果所估计出的短时信道特性以及所述第一码字，确定对应于秩为R的第二级码本中的第二码字；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；

所述反馈模块还配置为反馈所述第二码字的索引。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一级码本中的码字的列向量包括等跨度的DFT波束向量和正交的DFT波束向量，或者包括等跨度的DFT波束向量而没有相互正交的DFT波束向量。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，对应于秩为1，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，对应于秩为2，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束，或者配置为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个极化选择相同的DFT波束，或者配置为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为每一个极化选择相同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，对应于秩为3或4的第一级码本是对应于秩为1或2的第一级码本的真子集。

13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，对应于秩为3或4，所述2×C块矩阵的列向量中包括正交的DFT波束向量，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括第三确定模块，其配置为确定下行传输的秩。

15.一种用户设备，其包括权利要求8-14中任一项所述的装置。

16.一种用于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的方法，包括：

接收用户设备所反馈的下行传输的秩、第一级码本中第一码字的索引、以及第二级码本中第二码字的索引；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q₁个DFT波束向量；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；

根据所述秩、所述第一码字的索引以及所述第二码字的索引，确定下行信道特性。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一级码本中的码字的列向量包括等跨度的DFT波束向量和正交的DFT波束向量，或者包括等跨度的DFT波束向量而没有相互正交的DFT波束向量。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，对应于秩为1，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，对应于秩为2，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束，或者配置为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个极化选择相同的DFT波束，或者配置为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为每一个极化选择相同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，对应于秩为3或4的第一级码本是对应于秩为1或2的第一级码本的真子集。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对应于秩为3或4，所述2×C块矩阵的列向量中包括正交的DFT波束向量，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

22.一种用于多输入多输出系统的具有4发射天线的基站中的装置，包括：

接收模块，其配置为接收用户设备所反馈的下行传输的秩、第一级码本中第一码字的索引、以及第二级码本中第二码字的索引；所述第一级码本中的任一码字为四块对角矩阵，其中对角线上是两个相同的2×C块矩阵，该2×C块矩阵的C个列向量选自Q₁个DFT波束向量；所述第二级码本中的任一码字为2C×R矩阵，该2C×R矩阵的每一列由一个C×1波束选择向量和一个包括相位偏移信息的C×1波束选择向量组成；

信道特性确定模块，其配置为根据所述秩、所述第一码字的索引以及所述第二码字的索引，确定下行信道特性。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述第一级码本中的码字的列向量包括等跨度的DFT波束向量和正交的DFT波束向量，或者包括等跨度的DFT波束向量而没有相互正交的DFT波束向量。

24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，对应于秩为1，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

25.如权利要求22所述的装置，其特征在于，对应于秩为2，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束，或者配置为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个极化选择相同的DFT波束，或者配置为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束且为每一个层独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为每一个极化选择相同的DFT波束且为每一个层选择相同的DFT波束。

26.如权利要求22所述的装置，其特征在于，对应于秩为3或4的第一级码本是对应于秩为1或2的第一级码本的真子集。

27.如权利要求22所述的装置，其特征在于，对应于秩为3或4，所述2×C块矩阵的列向量中包括正交的DFT波束向量，所述第二级码本中的任一码字的列向量配置为为每一个极化独立地选择相同的或不同的DFT波束，或者配置为为每一个极化选择相同的DFT波束。

28.一种基站设备，其包括权利要求22-27中任一项所述的装置。