CN105071846A - 一种双流预编码矩阵的构造方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双流预编码矩阵的构造方法及基站，所述方法包括：基站接收终端发送的单天线SRS；所述基站根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁；所述基站对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁；所述基站根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为：<maths num="0001"></maths>其中，<maths num="0002"></maths>矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍，j为复数；Q₂₂＝-δQ₂₁。可见，本发明实现了根据单天线的SRS构造双流预编码矩阵，使得终端无需支持天线选择功能，减少了对双流波束赋形技术的使用限制。

Description

一种双流预编码矩阵的构造方法及基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种双流预编码矩阵的构造方法及基站。

背景技术

波束赋形技术是一种常用的天线技术，重点在于构造预编码矩阵，并将预编码矩阵作用到下行信号上，使得下行信号的发送方向指向用户并在其他方向上衰减，从而提升下行传输质量和下行接收端的信噪比。

其中，预编码矩阵的构造过程包括：终端向基站发送探测用参考信号(SoundingReferenceSymbol，SRS)，基站根据接收到的SRS确定上行信道矩阵，再利用上下行信道的互易性构造预编码矩阵。当终端具有至少两个天线时，可以使用双流波束赋形技术，此时终端向基站发送双天线的SRS，由基站根据双天线的SRS构造双流预编码矩阵。

然而，一些终端存在设备尺寸和功耗等限制，只能支持单个射频通道的信号发送，从而使得终端只能发送单天线的SRS，导致基站无法构造双流预编码矩阵。现有技术为了解决这一问题，一种方案是由终端的双天线轮流发送SRS。但是，这种方案要求终端必须支持天线选择功能，而协议中天线选择功能是可选的，因此很多终端不具备此功能。此外，协议中对双天线轮流发送的编号及周期都做了详细规定，因此如果要采用这种方案，就需要对终端、基站的时序逻辑和存储结构都要进行调整。显然，上述对终端和基站的要求，均对双流波束赋形技术的使用造成了一定的限制。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种双流预编码矩阵的构造方法及基站，以实现根据单天线的SRS构造双流预编码矩阵，从而使得终端无需支持天线选择功能，减少了对双流波束赋形技术的使用限制。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：

本发明提供了一种双流预编码矩阵的构造方法，所述方法包括：

基站接收终端发送的单天线SRS；

所述基站根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁；

所述基站对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁；

所述基站根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right];$

其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍，j为复数；Q₂₂＝-δQ₂₁。

可选的，所述基站循环改变n的值，以使得所述双流预编码矩阵V循环变化。

可选的，所述方法还包括：

所述基站将所述双流预编码矩阵作用后的下行信号发送至所述终端，以使得所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值并将所述n的最佳取值发送至所述基站；

所述基站接收所述终端发送的所述n的最佳取值，并根据所述n的最佳取值构造所述双流预编码矩阵V。

可选的，所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值，包括：

所述终端根据所述下行信号确定出下行信道矩阵H₂；

所述终端对所述下行信道矩阵H₂进行奇异值分解获得右奇异矩阵V_d， $V_d=\left[\begin{array}{cc}{V}_{11}& V_{12}\\ V_{21}& V_{22}\end{array}\right],$ 矩阵V₁₁、矩阵V₁₁、矩阵V₁₁和矩阵V₁₁具有相同的行数，并且具有相同的列数；

所述终端确定出V₁₂和Φ_iV₁₁的差异度最小时n的值，作为所述n的最佳取值。

可选的，所述方法还包括：

所述基站根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂确定δ的取值，或者接收所述终端发送的δ的取值。

可选的，所述基站具有双极化天线阵列。

本发明还提供了一种基站，包括：

接收单元，用于接收终端发送的单天线SRS；

第一确定单元，用于根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁；

第一分解单元，用于对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁；

构造单元，用于根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right];$

其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍，j为复数；Q₂₂＝-δQ₂₁。

可选的，所述构造单元还用于循环改变n的值，以使得所述双流预编码矩阵V循环变化。

可选的，所述基站还包括：发送单元；

所述发送单元，用于将所述双流预编码矩阵作用后的下行信号发送至所述终端，以使得所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值并将所述n的最佳取值发送至所述基站；

所述接收单元，还用于接收所述终端发送的所述n的最佳取值；

所述构造单元，还用于根据所述n的最佳取值构造所述双流预编码矩阵V。

可选的，所述终端包括：

第二确定单元，用于根据所述下行信号确定出下行信道矩阵H₂；

第二分解单元，用于对所述下行信道矩阵H₂进行奇异值分解获得右奇异矩阵V_d， $V_d=\left[\begin{array}{cc}{V}_{11}& V_{12}\\ V_{21}& V_{22}\end{array}\right],$ 矩阵V₁₁、矩阵V₁₁、矩阵V₁₁和矩阵V₁₁具有相同的行数，并且具有相同的列数；

第三确定单元，用于确定出V₁₂和Φ_iV₁₁的差异度最小时n的值，作为所述n的最佳取值。

可选的，所述构造单元还用于根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂确定δ的取值，或者所述接收单元用于接收所述终端发送的δ的取值。

可选的，所述基站具有双极化天线阵列。

通过上述技术方案可知，本发明利用了双流预编码矩阵的特性，根据单天线SRS确定出的右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，最终构造出的双流预编码矩阵为 $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right],$ 其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍；Q₂₂＝-δQ₂₁。可见，本发明实现了根据单天线的SRS构造双流预编码矩阵，使得终端无需支持天线选择功能，减少了对双流波束赋形技术的使用限制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种方法实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种双极化天线阵列的结构示意图；

图3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

目前，一些终端存在设备尺寸和功耗等限制，只能支持单个射频通道的信号发送，从而使得终端只能发送单天线的SRS，导致基站无法构造双流预编码矩阵。现有技术为了解决这一问题，一种方案是由终端的双天线轮流发送SRS。但是，这种方案要求终端必须支持天线选择功能，而且需要对终端、基站的时序逻辑和存储结构进行调整，对双流波束赋形技术的使用造成了一定的限制。

本发明的主要思想包括但不仅限于：终端无需支持天线选择功能，仍然只发送单天线SRS，利用双流预编码矩阵的特性，根据单天线SRS构造双流预编码矩阵V，从而减少对双流波束赋形技术的使用限制，提高通信系统性能。

请参阅图1，本发明提供了双流预编码矩阵的构造方法的一种方法实施例。本实施例用于基站。

本实施例的所述方法包括：

S101：所述基站接收终端发送的单天线SRS。

其中，所述终端具有至少两根天线。所述终端可能存在设备尺寸和功耗等限制，只能支持单个射频通道的信号发送，从而使得终端只能发送单天线SRS。该单天线SRS具体为上行单天线SRS。

S102：所述基站根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁。

所述基站对所述单天线SRS进行信道估计，从而确定出上行信道矩阵H₁。

S103：所述基站对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值(SinglarValueDecomposition，SVD)分解，获得右奇异矩阵P₁。

S104：所述基站根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right];$

其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍；Q₂₂＝-δQ₂₁。

下面具体说明，双流预编码矩阵V的推导过程。

经研究发现，基站的下行信道矩阵H具有以下特性： $H^{H}H=\left[\begin{array}{cc}A& B\\ B& A\end{array}\right],$ 矩阵H^H是矩阵H的共轭转置矩阵。其中，下行信道的相关性越强，则矩阵B越趋近于零矩阵，即矩阵H^HH越趋近于分块对角矩阵。因此，对矩阵H^HH进行特征值分解，最大特征值对应的特征矢量组成的矩阵，即双流预编码矩阵V也具有典型的分块结构：

$V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ U_1& -U_2\end{array}\right],V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ -U_1& U_2\end{array}\right],V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ {\mathrm{jU}}_1& -{\mathrm{jU}}_2\end{array}\right]$ 或者 $V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ -{\mathrm{jU}}_1& {\mathrm{jU}}_2\end{array}\right].$

由于所述基站具有双极化天线阵列时，下行信道的相关性较强，因此，本发明实施例尤其适用于所述基站具有双极化天线阵列时。具体地，所述基站可以具有极化方向为±45°的双极化天线阵列，或者具有极化方向为0°和90°的双极化天线阵列。例如图2所示，所述基站具有的双极化天线阵列包括8根天线，该8根天线具有4组天线阵列，每组天线阵列包括极化方向分别为+45°和-45°的两根天线，相邻的两组天线阵列的间距为λ/2，其中λ为基站发射的电磁波的波长。

若基站的双极化天线阵列包括2k根天线，k为大于或等于1的整数，则矩阵A和矩阵B均为k×k维矩阵，矩阵U₁和矩阵U₂均为k×1维矩阵，双流预编码矩阵V为2k×2维矩阵。例如图2所示，所述基站包括8根天线，即k＝4，矩阵U₁和矩阵U₂均为4×1维矩阵，双流预编码矩阵V为8×2维矩阵。

其中，矩阵U₁可以根据单天线SRS获得：根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁；对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁，令 $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，并且具有相同的列数。也就是将右奇异矩阵P₁平均拆分成上下两个矩阵Q₁₁和Q₁₂，即能够获得矩阵U₁，其中，U₁＝Q₁₁。

获得矩阵U₁后，为了获得双流预编码矩阵V，需要进一步获得矩阵U₂。下面说明矩阵U₂的获得方式。

由于Q₁₁与Q₁₂均为k×1维矩阵，代表空间的两个正交面，其波束空间相似，但是存在相位差异，即Q₁₂＝±Q₁₁或者Q₁₂＝±jQ₁₁，因而为简化矩阵构造的复杂度，以下只对Q₁₁进行处理即可。

令： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right],$ 其中第一波束对应V的前半部分向量，即 $\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 第二波束对应V的后半部分向量，即 $\left[\begin{array}{c}{Q}_{21}\\ Q_{22}\end{array}\right],$ 由于所述第二波束与所述第一波束理论上在每个天线阵列上的波达方向会有所不同，也就是跟踪主能量的方向不同，因而，可以将整个波束空间划分为m等份，由于所述第二波束的方向不确定，本发明则提供一种方式，即在这m等份空间里面进行选择，具体地，所述第二波束的上半部分Q₂₁的构成可具体为：

Q₂₁＝Φ_iQ₁₁

其中，转化矩阵Φ_i为k×k维的对角矩阵，反映了各个阵列上的波束方向变化。转化矩阵Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，0＜r≤k。θ为整个空间的最小间隔2π/m，即θ＝2π/m，m为大于1的整数，m越大表示波束空间的量化精度越高。n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍。

例如，若所述基站具有8根天线，Φ_i具体为：

Φ_i＝diag(e^jsθe^j(n+s)θe^j(2n+s)θe^j(3n+s)θ)；

其中，若s＝0，则Φ_i＝diag(1e^jnθe^j2nθe^j3nθ)；若s＝n，则Φ_i＝diag(e^jnθe^j2nθe^j3nθe^j4nθ)。

这里需要说明的是，若下行信道条件较好，比如多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)各个子信道间能量差异较大，矩阵H^HH的主特征值和次特征值相差往往较大，相应的主特征向量和次特征向量的相位差异也比较大，此时可以将n值调大一些，使其尽可能的包含到多种来波方向，减小预编码矩阵与下行信道不匹配的概率；而在下行信道条件较差，比如MIMO各个子信道间能量差异较小，矩阵H^HH的主特征值和次特征值相差较小，相应的主特征向量和次特征向量的相位差异也比较小，此时可以将n值调小一些，使其尽可能的接近主特征向量对应的空间。

根据Q₂₁＝Φ_iQ₁₁获得矩阵Q₂₁之后，即相当于获得了矩阵U₂，其中U₂＝Q₂₁。之后可进一步获得双流预编码矩阵V。

由于双流预编码矩阵V只有四种情况：

$V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ U_1& -U_2\end{array}\right],V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ -U_1& U_2\end{array}\right],V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ {\mathrm{jU}}_1& -{\mathrm{jU}}_2\end{array}\right]$ 或者 $V=\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ -{\mathrm{jU}}_1& {\mathrm{jU}}_2\end{array}\right].$

根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂的关系，可以判断出双流预编码矩阵V属于上述四种情况中的哪一种，从而根据矩阵Q₂₁确定出矩阵Q₂₂。其中，δ为+1、-1、+j、或者-j。j为复数，也可以用i表示。

可见，本发明中能够根据右奇异矩阵P₁确定出矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂，之后根据矩阵Q₁₁进行相位角度调整，近似模拟出矩阵Q₂₁，之后根据双流预编码矩阵V的特点，确定出矩阵Q₂₂，从而最终确定出双流预编码矩阵V。

通过上述技术方案可知，本发明中利用双流预编码矩阵的特性，根据单天线SRS确定出的右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，最终构造出的双流预编码矩阵V为 $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right],$ 其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍，j为复数；Q₂₂＝-δQ₂₁。可见，本发明实现了根据单天线的SRS构造双流预编码矩阵，因此使得终端无需支持天线选择功能，减少了对双流波束赋形技术的使用限制。并且为了实现本发明的方法，可以直接对基站的物理层进行修改，因此开发的复杂度较低，利于实现。

在本发明实施例中，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m。其中，参数s、m、n等可根据不同的信道环境进行设置。通常，由于所述第二波束的方向不确定，而s和m的值在构造所述双流预编码矩阵之后一般不会发生变化，因此所述基站可以循环改变n的值，以使得所述双流预编码矩阵V循环变化。例如，在第一时间段内，所述基站令n为第一数值；在第二时间段内，所述基站令n为第二数值，所述第一数值和所述第二数值不同；在第三时间段内，所述基站又令n为所述第一数值，从而实现了循环改变n的值。其中，所述第二时间段和所述第三时间段之间可以相隔若干个时间段。下面通过一个具体实例进行说明。

在长期演进(LongTermEvolution，LTE)系统或者LTE-A系统中，将波束空间分为32等份，即令m＝32，s＝0；对为了遍历尽可能多的量化空间，基站使得n在[0，1，3，4]之间循环取值，从而使得转化矩阵Φ_i循环变化，因此双流预编码矩阵V循环变化。其中，当n分别取值为0，1，3，4时，对应的转化矩阵Φ_i分别为：

当n＝0时，Φ₁＝I，其中I为单位阵，因此，Q₂₁＝Q₁₁；

当n＝1时， ${\mathrm{\&Phi;}}_2=diag\left(\begin{array}{cccc}1& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}}& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;2}& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;3}\end{array}\right);$

当n＝3时， ${\mathrm{\&Phi;}}_3=diag\left(\begin{array}{cccc}1& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;3}& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;6}& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;9}\end{array}\right);$

当n＝4时， ${\mathrm{\&Phi;}}_4=diag\left(\begin{array}{cccc}1& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;4}& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;8}& e^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{32}\&CenterDot;12}\end{array}\right).$

在本发明中，n的值可以随机选取，或者，为了进一步使得矩阵Q₂₁更加准确，可以由终端向基站反馈n的最佳取值。下面具体说明。

本实施例的所述方法还可以包括：所述基站将所述双流预编码矩阵V作用后的下行信号发送至所述终端，以使得所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值并将所述n的最佳取值发送至所述基站，例如，所述终端可以通过一个2比特信息将所述n的最佳取值发送至所述基站；所述基站接收所述终端发送的所述n的最佳取值，并根据所述n的最佳取值构造所述双流预编码矩阵V。其中，n的最佳取值可以使得V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的差异度最小，即重构后的向量Φ_iV₁₁ ^dl最接近原始向量V₁₂ ^dl。 $V_{dl}=\left[\begin{array}{cc}{V_{11}}^{dl}& {V_{12}}^{dl}\\ {V_{21}}^{dl}& {V_{22}}^{dl}\end{array}\right],$ V_dl为对下行信道矩阵进行奇异值分解后获得的右奇异矩阵。下面具体说明终端对n的最佳取值的获取方式。

终端根据所述下行信号获取n的最佳取值，包括：

所述终端根据所述下行信号确定出下行信道矩阵H₂；所述终端对所述下行信道矩阵H₂进行奇异值分解获得右奇异矩阵V_dl， $V_{dl}=\left[\begin{array}{cc}{V_{11}}^{dl}& {V_{12}}^{dl}\\ {V_{21}}^{dl}& {V_{22}}^{dl}\end{array}\right],$ 矩阵V₁₁ ^dl、矩阵V₁₂ ^dl、矩阵V₂₁ ^dl和矩阵V₂₂ ^dl具有相同的行数，并且具有相同的列数；所述终端确定出V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的差异度最小时n的值，作为所述n的最佳取值。其中，所述终端可以从所述基站所取的所有n的取值里，选取所述n的最佳取值。

其中，V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的差异度最小，既可以指的是|V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl|最小，也可以指的是||V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl||_F最小，其中，|V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl|表示V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的绝对值，||V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl||_F表示V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的欧式距离。

所述基站将所述双流预编码矩阵V作用后的下行信号发送至所述终端，所述终端除了返回所述n的最佳取值之外，也可以返回δ的取值。具体地，所述终端可以根据V₂₁ ^dl＝δV₁₁ ^dl，确定出δ的取值，并将所述δ的取值发送至所述基站，所述基站还用于接收所述基站发送的所述δ的取值，根据所述δ的取值构造双流预编码矩阵V。

所述基站除了接收所述终端发送的δ的取值之外，也可以根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂确定δ的取值，具体地，所述基站根据Q₁₂＝δQ₁₁能够确定出系数δ。从而所述基站根据所述δ的取值构造双流预编码矩阵V。

在本发明实施例中，为了节约软件和硬件的计算资源，还可以包括：将双流预编码矩阵V可能的格式制成表格，预先存储在所述基站中。从而所述基站选取所述表格的索引，即可根据选取出的索引对应的格式和右奇异矩阵P₁快速的确定出双流预编码矩阵V。

举例说明，假设n在[0，1，3，4]之间循环取值，此时双流预编码矩阵V有16种可能的格式V_ul。例如表1所示，可以将这16种格式V_ul制成表格。所述基站直接选取所述表格的索引，可以确定出其中一种格式，并根据V₁₁ ^ul快速的确定出双流预编码矩阵V。其中，V₁₁ ^ul可以通过Q₁₁确定，即V₁₁ ^ul＝Q₁₁。

表1

其中，若所述终端未向所述基站发送所述n的最佳取值，则所述基站可以随机的从这16种格式V_ul中确定出一种格式作为双流预编码矩阵V的格式，或者根据δ的取值从这16种格式V_ul中筛选出4种格式V_ul，随机的从这4种格式V_ul中确定出一种格式作为双流预编码矩阵V的格式。

对应上述方法实施例，本发明还提供了装置实施例，下面具体说明。

请参阅图3，本发明提供了基站的一种实施例。

所述基站包括：接收单元301、第一确定单元302、第一分解单元303和构造单元304。

接收单元301，用于接收终端发送的单天线SRS。

其中，所述终端具有至少两根天线。所述终端可能存在设备尺寸和功耗等限制，只能支持单个射频通道的信号发送，从而使得终端只能发送单天线SRS。该单天线SRS具体为上行单天线SRS。

第一确定单元302，用于根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁。

第一确定单元302对所述单天线SRS进行信道估计，从而确定出上行信道矩阵H₁。

第一分解单元303，用于对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁。

构造单元304，用于根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right];$

其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍；Q₂₂＝-δQ₂₁。

双流预编码矩阵V的推导过程，具体请见上述方法实施例的相关内容，这里不再赘述。

在本发明实施例中，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m。其中，参数s、m、n等可根据不同的信道环境进行设置。通常，由于所述第二波束的方向不确定，而s和m的值在构造所述双流预编码矩阵之后一般不会发生变化，因此构造单元304还可以用于循环改变n的值，以使得所述双流预编码矩阵V循环变化。例如，在第一时间段内，构造单元304令n为第一数值；在第二时间段内，构造单元304令n为第二数值，所述第一数值和所述第二数值不同；在第三时间段内，构造单元304又令n为所述第一数值，从而实现了循环改变n的值。其中，所述第二时间段和所述第三时间段之间可以相隔若干个时间段。

在本发明中，n的值可以随机选取，或者，为了进一步使得矩阵Q₂₁更加准确，可以由终端向基站反馈n的最佳取值。下面具体说明。

所述基站还可以包括：发送单元；所述发送单元用于将所述双流预编码矩阵V作用后的下行信号发送至所述终端，以使得所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值并将所述n的最佳取值发送至所述基站，例如，所述终端可以通过一个2比特信息将所述n的最佳取值发送至所述基站；接收单元301还用于接收所述终端发送的所述n的最佳取值；构造单元304还用于根据所述n的最佳取值构造所述双流预编码矩阵V。其中，n的最佳取值可以使得V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的差异度最小，即重构后的向量Φ_iV₁₁ ^dl最接近原始向量V₁₂ ^dl。 $V_{dl}=\left[\begin{array}{cc}{V_{11}}^{dl}& {V_{12}}^{dl}\\ {V_{21}}^{dl}& {V_{22}}^{dl}\end{array}\right],$ V_dl为对下行信道矩阵进行奇异值分解后获得的右奇异矩阵。下面具体说明终端对n的最佳取值的获取方式。

所述终端包括：第二确定单元，第二分解单元和第三确定单元。所述第二确定单元，用于根据所述下行信号确定出下行信道矩阵H₂；所述第二分解单元，用于对所述下行信道矩阵H₂进行奇异值分解获得右奇异矩阵V_d， $V_d=\left[\begin{array}{cc}{V}_{11}& V_{12}\\ V_{21}& V_{22}\end{array}\right],$ 矩阵V₁₁、矩阵V₁₁、矩阵V₁₁和矩阵V₁₁具有相同的行数，并且具有相同的列数；所述第三确定单元，用于确定出V₁₂和Φ_iV₁₁的差异度最小时n的值，作为所述n的最佳取值。

其中，V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的差异度最小，既可以指的是|V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl|最小，也可以指的是||V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl||_F最小，其中，|V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl|表示V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的绝对值，||V₁₂ ^dl-Φ_iV₁₁ ^dl||_F表示V₁₂ ^dl和Φ_iV₁₁ ^dl的欧式距离。

所述基站将所述双流预编码矩阵V作用后的下行信号发送至所述终端，所述终端除了返回所述n的最佳取值之外，也可以返回δ的取值。具体地，所述终端可以根据V₂₁ ^dl＝δV₁₁ ^dl，确定出δ的取值，并将所述δ的取值发送至所述基站，接收单元301还用于接收所述终端发送的δ的取值，构造单元304还用于根据所述δ的取值构造双流预编码矩阵V。

所述基站除了接收所述终端发送的δ的取值之外，也可以根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂确定δ的取值，具体地，构造单元304根据Q₁₂＝δQ₁₁能够确定出系数δ。从而根据所述δ的取值构造双流预编码矩阵V。

在本发明实施例中，为了节约软件和硬件的计算资源，所述基站还可以包括存储单元，所述存储单元用于将双流预编码矩阵V可能的格式制成表格，预先存储在所述基站中。从而所述基站选取所述表格的索引，即可根据选取出的索引对应的格式和右奇异矩阵P₁快速的确定出双流预编码矩阵V。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行变更，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些变更或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种双流预编码矩阵的构造方法，其特征在于，所述方法包括：

基站接收终端发送的单天线SRS；

所述基站根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁；

所述基站对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁；

所述基站根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right];$

其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍，j为复数；Q₂₂＝-δQ₂₁。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站循环改变n的值，以使得所述双流预编码矩阵V循环变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站将所述双流预编码矩阵作用后的下行信号发送至所述终端，以使得所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值并将所述n的最佳取值发送至所述基站；

所述基站接收所述终端发送的所述n的最佳取值，并根据所述n的最佳取值构造所述双流预编码矩阵V。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值，包括：

所述终端根据所述下行信号确定出下行信道矩阵H₂；

所述终端对所述下行信道矩阵H₂进行奇异值分解获得右奇异矩阵V_d， $V_d=\left[\begin{array}{cc}{V}_{11}& V_{12}\\ V_{21}& V_{22}\end{array}\right],$ 矩阵V₁₁、矩阵V₁₁、矩阵V₁₁和矩阵V₁₁具有相同的行数，并且具有相同的列数；

所述终端确定出V₁₂和Φ_iV₁₁的差异度最小时n的值，作为所述n的最佳取值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂确定δ的取值，或者接收所述终端发送的δ的取值。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述基站具有双极化天线阵列。

7.一种基站，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收终端发送的单天线SRS；

第一确定单元，用于根据所述单天线SRS确定出上行信道矩阵H₁；

第一分解单元，用于对所述上行信道矩阵H₁进行奇异值分解，获得右奇异矩阵P₁；

构造单元，用于根据所述右奇异矩阵P₁构造双流预编码矩阵V，所述双流预编码矩阵V为： $V=\left[\begin{array}{cc}{Q}_{11}& Q_{21}\\ Q_{12}& Q_{22}\end{array}\right];$

其中， $P_1=\left[\begin{array}{c}{Q}_{11}\\ Q_{12}\end{array}\right],$ 矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂具有相同的行数，且Q₁₂＝δQ₁₁；Q₂₁＝Φ_iQ₁₁，Φ_i为对角矩阵，Φ_i的对角线上第r行的元素为e^{j[s+(r-1)n]θ}，θ＝2π/m，m为大于1的整数，n为大于或等于0的整数，s为n的整数倍，j为复数；Q₂₂＝-δQ₂₁。

8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述构造单元还用于循环改变n的值，以使得所述双流预编码矩阵V循环变化。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：发送单元；

所述发送单元，用于将所述双流预编码矩阵作用后的下行信号发送至所述终端，以使得所述终端根据所述下行信号获取n的最佳取值并将所述n的最佳取值发送至所述基站；

所述接收单元，还用于接收所述终端发送的所述n的最佳取值；

所述构造单元，还用于根据所述n的最佳取值构造所述双流预编码矩阵V。

10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述终端包括：

第二确定单元，用于根据所述下行信号确定出下行信道矩阵H₂；

第二分解单元，用于对所述下行信道矩阵H₂进行奇异值分解获得右奇异矩阵V_d， $V_d=\left[\begin{array}{cc}{V}_{11}& V_{12}\\ V_{21}& V_{22}\end{array}\right],$ 矩阵V₁₁、矩阵V₁₁、矩阵V₁₁和矩阵V₁₁具有相同的行数，并且具有相同的列数；

第三确定单元，用于确定出V₁₂和Φ_iV₁₁的差异度最小时n的值，作为所述n的最佳取值。

11.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，

所述构造单元还用于根据矩阵Q₁₁和矩阵Q₁₂确定δ的取值，或者所述接收单元用于接收所述终端发送的δ的取值。

12.根据权利要求7至11任一项所述的基站，其特征在于，所述基站具有双极化天线阵列。