CN106160829A - 基站装置和发送方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种基站装置和发送方法，该基站装置包括：码本保存单元，保存将第一基本码本和第二基本码本沿着列方向结合而得到的扩展码本，第一基本码本具有N个由相互正交的4个基本预编码列矢量构成的组，N为2以上的自然数，第二基本码本通过对N个组各自适用在所有的组之间都互不相同的值的相位差而生成，在N个组之间不将相同值作为所述相位差使用；接收单元，从终端装置接收包括用于识别包含于扩展码本中的4N个扩展预编码列矢量中的任意一个扩展预编码列矢量的索引即预编码矩阵索引的信息；以及发送单元，使用与由接收单元接收的信息中包含的预编码矩阵索引对应的扩展预编码列矢量对数据进行预编码，将被预编码的数据发送至终端装置。

Description

基站装置和发送方法

本申请是国际申请日为2011年3月15日、申请号为201180013726.3、发明名称为“生成码本的无线通信系统、基站、终端以及方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及通信领域，并且具体涉及用于生成码本的方法、基站和终端、以及包括使用所生成的码本的基站和终端的无线通信系统。

背景技术

多天线技术是第四代无线通信系统的重要组成部分。多天线技术中的重要应用是闭环下行预编码。在此应用中，当通过位于基站中的多根天线将信号发送到客户端时，客户端测量从基站到客户端的下行传输信道，并根据信道状况向基站建议对应的预编码矩阵。经由反馈链路将此建议传输到基站。接着，在下行传输中，基站可以直接采用所建议的预编码矩阵来对要被发送到客户端的信号进行预编码。

在上述闭环下行预编码过程中，重要的问题是如何反馈客户端所建议的预编码矩阵。最流行且可能是最实用的方法是基于码本的反馈方式。在这样的反馈方式中，首先定义包含多个预编码矩阵的码本，并在基站和客户端两者中应用此码本。这样，当根据信道状况向基站建议码本中的某一预编码矩阵时，客户端可以向基站反馈对应于该预编码矩阵的索引。例如，在基站和客户端都已知包含四个预编码矩阵的码本，该四个预编码矩阵分别被索引为{00}、{01}、{10}和{11}。如果客户端建议使用第一预编码矩阵，则将比特{00}反馈到基站。基于预编码矩阵索引的反馈方式可以在降低反馈开销和确保高下行吞吐量两方面都得到改进。

基本的码本设计基于对针对单个天线阵列的预编码矩阵的反馈。然而，在当前LTE-A（高级长期演进）标准化中，例如，在如图1中所示的下行CoMP（多基站协作）中，客户端可能从位于多个基站中的多个天线阵列接收信号。在这种情况中，需要为每个天线阵列反馈所建议的预编码矩阵，并因此需要为多个天线阵列反馈多个预编码矩阵。此外，为了使来自多个天线阵列的信号能够在客户端进行相干合并，还需要将预编码矩阵之间的相差反馈到基站。

针对以上下行CoMP环境下的预编码矩阵的反馈方式，为了简便起见，作为示例，假设基站1和基站2参与下行传输、以及每个基站使用包含两根天线的天线阵列用于发送信号（如图2所示），下面描述当前已知的反馈方式。

对于如图2中所示的下行CoMP环境，当前的直接反馈方式是对于基站1和基站2两者均使用在LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本，即在两天线码本中包括四个预编码矩阵和因此，当客户端执行反馈时，对于位于基站1中的天线阵列，使用两个比特来反馈建议采用的PMI1（预编码矩阵索引），并且，对于位于基站2中的天线阵列，同样使用两个比特来反馈建议采用的PMI2。此外，还需要一个比特来向基站反馈PMI1和PMI2之间的相差（-1或1）。

在以上反馈方式中，总共五个比特用于反馈。然而，在某些情况下，人们可能期望降低反馈开销。在这种情况下，已知如下的两个可能的反馈方式。

第一个可能方式基本与以上五比特反馈方式相同，区别是取消用于反馈PMI1与PMI2之间的相差的一个比特，即不反馈相差。如此，总共仅需要四个比特用于反馈。然而，因为不反馈相差，所以从基站1和2的天线阵列发送的信号可能不能在客户端处进行相干合并，从而导致系统吞吐量的降低。

另一个可能方式是将用于预编码矩阵索引（例如PMI2）的比特数从两比特降低到一比特，同时仍然使用一比特反馈相差。具体地，在LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本（即）仍然被用于基站1，而包含两个预编码矩阵的两天线码本被用于基站2。这样，当客户端反馈时，对于位于基站1中的天线阵列，仍然需要两个比特来反馈PMI1，而对于位于基站2中的天线阵列则仅需要一个比特来反馈PMI2。此外，一个比特用于向基站反馈PMI1和PMI2之间的相差。从而，将反馈开销降低到四个比特。然而，该方法导致PMI2的码本的空间粒度降低，并还可能导致吞吐量降低。

因此，如何降低反馈开销并同时保持对多天线阵列的反馈的精度，已成为本领域的问题。

发明内容

为了解决以上问题，本公开提供了在无线通信系统中生成码本的方法、使用该方法的无线通信系统、基站和无线终端。

在本公开中，为了更清楚地显示码本的各个元素之间的关系，码本的各个元素还可通过它们对应的相位来表示，并且使所有元素的幅值能够为“1”。

根据本公开的一个方面，提供了基站装置，所述基站装置包括：码本保存单元，保存将第一基本码本和第二基本码本沿着列方向结合而得到的扩展码本，其中，所述第一基本码本具有N个由相互正交的4个基本预编码列矢量构成的组，其中，N为2以上的自然数，所述第二基本码本通过对所述N个组各自适用在所有的组之间都互不相同的值的相位差而生成，在所述N个组之间不将相同值作为所述相位差使用；接收单元，从终端装置接收包括用于识别包含于所述扩展码本中的4N个扩展预编码列矢量中的任意一个扩展预编码列矢量的索引即预编码矩阵索引的信息；以及发送单元，使用与由所述接收单元接收的信息中包含的预编码矩阵索引对应的扩展预编码列矢量对数据进行预编码，将被预编码的所述数据发送至所述终端装置。

根据本公开的一个方面，提供了发送方法，包括以下步骤：保存将第一基本码本和第二基本码本沿着列方向结合而得到的扩展码本的步骤，其中，所述第一基本码本具有N个由相互正交的4个基本预编码列矢量构成的组，其中，N为2以上的自然数，所述第二基本码本通过对所述N个组各自适用在所有的组之间都互不相同的值的相位差而生成，在所述N个组之间不将相同值作为所述相位差使用；从终端装置接收包括用于识别包含于所述扩展码本中的4N个扩展预编码列矢量中的任意一个预编码列矢量的索引即预编码矩阵索引的信息的步骤；以及使用与接收的所述信息中包含的预编码矩阵索引对应的扩展预编码列矢量对数据进行预编码，将被预编码的所述数据发送至所述终端装置的步骤。

根据本公开的一个方面，提供了使用码本进行通信的基站，所述基站配备有两个天线阵列，所述基站包括：码本保存单元，预先存储通过将第一基本码本和含相差的第二基本码本沿着列方向组合而获得的扩展码本，所述第一基本码本具有N个由4个基本预编码列矢量构成的组，其中N为2以上的自然数，所述4个基本预编码列矢量之间互相正交，所述第二基本码本通过将在N个组之间相互不同的值作为相差与各自的组进行加法运算而形成，反馈信息接收单元，接收从终端反馈的信息，所述信息包括用于识别所述扩展码本所包含的4N个扩展预编码列矢量中的任一个扩展预编码列矢量的索引即PMI；以及发送单元，使用由所述PMI所表示的1个扩展预编码列矢量，对要发送的数据进行预编码，并经由所述两个天线阵列将经预编码的数据发送到所述终端。

根据本公开的一个方面，提供了在具有多个天线阵列的无线通信系统中生成码本的方法，包括以下步骤：提供包含多个预编码矩阵的基本码本；以及向所述基本码本中的特定预编码矩阵分配相差，以形成含相差码本。

根据本公开的另一方面，提供了使用多个码本用于通信的无线通信系统，所述无线通信系统包括执行下行CoMP（多基站协作）传输的终端和多个基站，所述多个基站中的每个配备有一个天线阵列，并且所述多个基站中配备的多个天线阵列分别对应于所述多个码本。所述基站包括：反馈信息接收单元，接收从所述终端反馈的信息；码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储所述基本码本和所述含相差码本；以及发送单元，对要发送的数据进行预编码，并经由所述基站中配备的天线阵列将经预编码的数据发送到所述终端。所述终端包括：码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储所述基本码本和所述含相差码本；以及信息反馈单元，向所述多个基站中的所述多个天线阵列反馈标识所述基本码本和所述含相差码本中的预编码矩阵的索引。

根据本发明的再一方面，提供了用于执行下行CoMP传输的基站，包括：反馈信息接收单元，接收从终端反馈的信息；码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储所述基本码本和所述含相差码本；以及发送单元，对要发送的数据进行预编码，并经由所述基站的天线阵列将经预编码的数据发送到所述终端。

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，所述执行下行CoMP传输的基站中的每个中的天线阵列包含相同数目的天线，并且位于第一基站中的第一天线阵列使用所述基本码本，而位于其它基站中的其它天线阵列使用所述含相差码本。

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，每个所述天线阵列包含两根天线，并且所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本。

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，每个所述天线阵列包含四根天线，并且所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本。

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，所述执行下行CoMP传输的多个基站中的第一基站中的第一天线阵列包含两根天线，而其它基站中的其它天线阵列全都包含四根天线。所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本，并且所述含相差码本被用于所述其它天线阵列，而LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本被用于所述第一天线阵列。

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，所述执行下行CoMP传输的多个基站中的第一基站中的第一天线阵列包含四根天线，而其它基站中的其它天线阵列各自包含两根天线。所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本，并且所述含相差码本被用于所述其它天线阵列，而LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本被用于所述第一天线阵列。

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，所述基本码本是基于离散傅里叶变换的三比特四天线码本：

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\end{array}\right],$

并且所述含相差码本是

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180\\ 0& -135& 90& -45& 180& 45& -90& 135\\ 0& -90& 180& 90& 0& -90& -180& 90\\ 0& -45& 270& -135& 180& 135& -270& 45\end{array}\right].$

在根据本公开的上述基站和无线通信系统中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 90& 180& -90& 45& 135& -135& -45& 0& 90& 180& -90& 0& 0& 180& 180\\ 0& 180& 0& 180& 90& -90& 90& -90& 180& 0& 180& 0& 0& 180& 0& 180\\ 0& -90& 180& 90& 135& 45& -45& -135& 180& 90& 0& -90& 180& 0& 0& 180\end{array}\right],$

并且所述含相差码本是

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180& 0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180\\ 0& 90& 180& -90& -135& -45& 45& 135& 0& 90& 180& -90& 180& 180& 0& 0\\ 0& 180& 0& 180& -90& 90& -90& 90& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180& 0\\ 0& -90& 180& 90& -45& -135& 135& 45& 180& 90& 0& -90& 0& 180& 180& 0\end{array}\right].$

根据本公开的另一方面，提供了使用码本进行通信的无线通信系统，所述无线通信系统包括基站和终端，所述基站配备有两个天线阵列。所述基站包括：反馈信息接收单元，接收从所述终端反馈的信息；码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储通过所述基本码本和所述含相差码本的组合而获得的码本，所述两个天线阵列分别对应于所述基本码本和所述含相差码本；以及发送单元，对要发送的数据进行预编码，并经由所述天线阵列将经预编码的数据发送到所述终端。所述终端包括：码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储所述基本码本和所述含相差码本；以及信息反馈单元，向所述基站中的天线阵列反馈标识所述基本码本和所述含相差码本中的预编码矩阵的索引。

根据本发明的另一方面，提供了使用码本进行通信的基站，所述基站配备有两根天线，所述基站包括：反馈信息接收单元，接收从终端反馈的信息；码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储通过所述基本码本和所述含相差码本的组合而获得的码本，所述两个天线阵列分别对应于所述基本码本和所述含相差码本；以及发送单元，对要发送的数据进行预编码，并经由所述天线阵列将经预编码的数据发送到所述终端。

在根据本公开的上述基站中，所述基本码本是基于离散傅里叶变换的三比特四天线码本：

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\end{array}\right],$

并且所述含相差码本是

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180\\ 0& -135& 90& -45& 180& 45& -90& 135\\ 0& -90& 180& 90& 0& -90& -180& 90\\ 0& -45& 270& -135& 180& 135& -270& 45\end{array}\right].$

在根据本公开的上述基站中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 90& 180& -90& 45& 135& -135& -45& 0& 90& 180& -90& 0& 0& 180& 180\\ 0& 180& 0& 180& 90& -90& 90& -90& 180& 0& 180& 0& 0& 180& 0& 180\\ 0& -90& 180& 90& 135& 45& -45& -135& 180& 90& 0& -90& 180& 0& 0& 180\end{array}\right],$

并且所述含相差码本是

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180& 0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180\\ 0& 90& 180& -90& -135& -45& 45& 135& 0& 90& 180& -90& 180& 180& 0& 0\\ 0& 180& 0& 180& -90& 90& -90& 90& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180& 0\\ 0& -90& 180& 90& -45& -135& 135& 45& 180& 90& 0& -90& 0& 180& 180& 0\end{array}\right].$

根据本公开的另一方面，提供了无线终端，包括：码本保存单元，通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储所述基本码本和所述含相差码本；以及信息反馈单元，向至少一个基站反馈标识所述基本码本和所述含相差码本中的预编码矩阵的索引。

在根据本公开的上述无线终端中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本。

在根据本公开的上述无线终端中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本。

在根据本公开的上述无线终端中，执行下行CoMP传输的基站中的每个中的天线阵列包含相同数目的天线，并且位于第一基站中的第一天线阵列使用所述基本码本，而位于其它基站中的其它天线阵列使用所述含相差码本。

在根据本公开的上述无线终端中，每个所述天线阵列包含两根天线，并且所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本。

在根据本公开的上述无线终端中，每个所述天线阵列包含四根天线，并且所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本。

在根据本公开的上述无线终端中，执行下行CoMP传输的多个基站中的第一基站中的第一天线阵列包含两根天线，而其它基站中的其它天线阵列全都包含四根天线。所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本，并且所述含相差码本被用于所述其它天线阵列，而LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本被用于所述第一天线阵列。

在根据本公开的上述无线终端中，执行下行CoMP传输的多个基站中的第一基站中的第一天线阵列包含四根天线，而其它基站中的其它天线阵列各自包含两根天线。所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本，并且含相差码本被用于所述其它天线阵列，而LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本被用于所述第一天线阵列。

在根据本公开的上述无线终端中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本，基站侧的各个基站全都配备有一个天线阵列，并且，所述信息反馈单元向所述基站侧的第一基站中的第一天线阵列反馈标识LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本中的预编码矩阵的索引，并且向所述基站侧中除所述第一基站外的其它基站中的其它天线阵列反馈标识所述含相差码本中的预编码矩阵的索引。

在根据本公开的上述无线终端中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的两天线码本，基站侧的各个基站全都配备有一个天线阵列，并且，所述信息反馈单元向所述基站侧的第一基站中的第一天线阵列反馈标识LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本中的预编码矩阵的索引，并且向所述基站侧中除所述第一基站外的其它基站中的其它天线阵列反馈标识所述含相差码本中的预编码矩阵的索引。

在根据本公开的上述无线终端中，所述基本码本是基于离散傅里叶变换的三比特四天线码本：

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\end{array}\right],$

并且所述含相差码本是

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180\\ 0& -135& 90& -45& 180& 45& -90& 135\\ 0& -90& 180& 90& 0& -90& -180& 90\\ 0& -45& 270& -135& 180& -135& -270& 45\end{array}\right].$

在根据本公开的上述无线终端中，所述基本码本是LTE标准Rel-8版本中定义的四天线码本：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 90& 180& -90& 45& 135& -135& -45& 0& 90& 180& -90& 0& 0& 180& 180\\ 0& 180& 0& 180& 90& -90& 90& -90& 180& 0& 180& 0& 0& 180& 0& 180\\ 0& -90& 180& 90& 135& 45& -45& -135& 180& 90& 0& 90& 180& 0& 0& 180\end{array}\right],$

并且所述含相差码本是

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180& 0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180\\ 0& 90& 180& -90& -135& -45& 45& 135& 0& 90& 180& -90& 180& 180& 0& 0\\ 0& 180& 0& 180& -90& 90& -90& 90& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180& 0\\ 0& -90& 180& 90& -45& -135& 135& 45& 180& 90& 0& -90& 0& 180& 180& 0\end{array}\right].$

根据本公开的再一方面，提供了在具有多个天线阵列的无线通信系统中生成码本的方法，包括以下步骤：提供包含两组基础矢量的基本码本，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交；获取与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量；将所获取的矢量中与第一组基础矢量中的一个基础矢量的相关性最大的矢量作为新基础矢量；生成其它新基础矢量；以及利用所述新基础矢量分别替换所述基础矢量，以形成新基本码本。

根据本公开的再一方面，提供了在无线通信系统中生成码本的方法，所述方法包括：设定步骤，设定包括被分为多个组的多个基础矢量的基本码本，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交；计算步骤，计算对应于所述多组基础矢量中的一组中的一个基础矢量的新基础矢量，使得所述新基础矢量等于除所述一组基础矢量之外的其它组基础矢量中的另一基础矢量，并且重复所述计算步骤，以获取对应于所述多个基础矢量的多个新基础矢量；以及生成步骤，使用所述各个新基础矢量生成新基本码本。

在根据本公开的以上方法中，所述基本码本中的多个基础矢量是w_m，其是DFT矢量，并且，基础矢量w_m和w_m+n的方向之间的差依次是11.25°的n倍，在以下实施例和权利要求中，m和n是整数，但它们也可以是实数。

在根据本公开的以上方法中，所获得的新基础矢量是w'_m。w'_m也是DFT矢量，但其方向与对应的基础矢量w_m不同。其中w'_m=w_m+n，例如，可以使w'_m=w_m+1,或w'_m=w_m+2,或w'_m=w_m+3，等。

在根据本公开的以上方法中，在所述新基本码本中，秩为2的预编码矢量的形式是和/或 和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码，并且和被分别用于对从所述基站发送的不同层中的信号进行预编码。

根据本公开的再一方面，提供了使用码本进行通信的基站，所述基站包括：反馈信息接收单元，接收从终端反馈的信息；码本保存单元，保存基本码本和/或新基本码本，所述基本码本包括被分为多组的多个基础矢量，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交，所述新基本码本被以如下方式获得：计算对应于所述多组基础矢量中的一组中的一个基础矢量的新基础矢量，使得所述新基础矢量等于除所述一组基础矢量外的其它组基础矢量中的另一基础矢量，并且重复以上操作，以获取对应于所述多个基础矢量的多个新基础矢量，并且使用各个新基础矢量生成所述新基本码本；以及发送单元，基于从所述终端反馈的信息而使用所述基本码本和/或所述新基本码本对要发送的数据进行预编码，并且将经预编码的数据经由天线阵列发送到所述终端。

在根据本公开的以上基站中，所述基本码本中的多个基础矢量是w_m，其是DFT矢量，并且基础矢量w_m和w_m+n的方向之间的差依次是11.25°的n倍，在以下实施例和权利要求中，m和n是整数，但其也可以是实数。

在根据本公开的以上基站中，所获得的新基础矢量是w'_m。w'_m也是DFT矢量，但其方向与对应的基础矢量w_m不同。其中w'_m=w_m+n，例如，可以使w'_m=w_m+1,或w'_m=w_m+2,或w'_m=w_m+3，等。

在根据本公开的以上基站中，在所述新基本码本中，秩为2的预编码矢量的形式是和/或 和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码，并且和被分别用于对从所述基站发送的不同层中的信号进行预编码。

根据本公开的再一方面，提供了使用码本进行通信的终端，所述终端包括：码本保存单元，保存基本码本和/或新基本码本，所述基本码本包括被分为多组的多个基础矢量，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交，所述新基本码本被以如下方式获得：计算对应于所述多组基础矢量中的一组中的一个基础矢量的新基础矢量，使得所述新基础矢量等于除所述一组基础矢量外的其它组基础矢量中的另一基础矢量，并且重复以上操作，以获取对应于所述多个基础矢量的多个新基础矢量，并且使用各个新基础矢量生成所述新基本码本；以及信息反馈单元，向基站反馈标识所述基本码本和/或所述新基本码本中的预编码矩阵的索引。

在根据本公开的以上终端中，所述基本码本中的多个基础矢量是w_m，其是DFT矢量，并且基础矢量w_m和w_m+n的方向之间的差依次是11.25°的n倍，在以下实施例和权利要求中，m和n是整数，但其也可以是实数。

在根据本公开的以上终端中，所获得的新基础矢量是w'_m。w'_m也是DFT矢量，但其方向与对应的基础矢量w_m不同。其中w'_m=w_m+n，例如可以使w'_m=w_m+1,或w'_m=w_m+2,或w'_m=w_m+3，等。

在根据本公开的以上终端中，在所述新基本码本中，秩为2的预编码矢量的形式是和/或 和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码，并且和被分别用于对从所述基站发送的不同层中的信号进行预编码。

通过应用本公开提供的从基本码本生成含相差码本的方法，以及通过在无线通信系统、基站和终端中使用所生成的码本，可以在不增加码本的尺寸的情况下反馈天线阵列之间的相差，并且不降低码本的空间粒度。因此，与现有技术中使用的方法相比，本公开可以以相同的反馈开销有效地提高对多天线阵列的反馈的精度。

附图说明

通过以下结合附图对本公开的实施例的详细描述，本公开的这些和/或其它方面和优点将变得更清楚和易于理解，其中：

图1示出了用于下行CoMP传输系统的示例性系统框架；

图2示出了在两个基站参与协作下行传输、并且每个基站均采用包含两根天线的天线阵列进行信号发送的环境下应用本公开实施例的码本生成方法的示意图；

图3示出了根据本公开的第一实施例的码本生成方法的流程图；

图4示出了在两个基站参与协作下行传输、并且每个基站均采用包含四根天线的天线阵列进行信号发送的环境下应用本公开实施例的码本生成方法的示意图；

图5示出了在多个基站参与协作下行传输、并且每个基站均采用包含两根天线的天线阵列进行信号发送的环境下应用本公开实施例的码本生成方法的示意图；

图6示出了双极化八天线的设置；

图7示出了使用根据本公开的第一实施例的码本生成方法生成的码本进行通信的基站的结构框图；

图8示出了使用根据本公开的第一实施例的码本生成方法生成的码本进行通信的无线终端的结构框图；

图9示出了多用户传输系统的示例性系统；

图10示出了基于DFT的三比特四天线码本中的基础矢量的分组正交特性；

图11示出了根据第六实施例的用于双极化八天线的四比特码本中的对应于PMI0的预编码矢量的正交性；

图12示出了根据第八实施例的用于双极化八天线的四比特码本中的对应于PMI0的预编码矢量的正交性；以及

图13是根据本公开的另一实施例的、在多天线阵列的无线通信系统中生成码本的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本公开的某些具体实施例。如果某些相关现有技术的详细描述可能混淆本公开的主要点，则这里将不提供对其的详细说明。在各个实施例中，相同的附图标记用于表示执行相同功能的元件或单元。

<第一实施例>

在本实施例中，通过采用一种新颖的同时反馈相差和预编码矩阵索引的码本设计，降低了反馈开销并保持了良好的对多天线阵列反馈的精度。

首先，介绍针对前述性能最优的五比特反馈方式，本公开提出的一种具体的实施方式。根据该具体实施例，对于图2中所示的下行CoMP环境，上述Rel-8的两比特两天线码本（即）被用于基站中的任一个（例如基站1），而新颖包含相差在内的三比特两天线码本（即）被用于另一基站（例如基站2）。可以看出，三比特两天线码本由用于基站1的码本中的四个预编码矩阵、和对该四个预编码矩阵施加-1的相差所获得的四个对应预编码矩阵构成。这样，当客户端反馈时，对于位于基站1中的天线阵列，将使用两个比特反馈建议采用的预编码矩阵的索引，而对于位于基站2中的天线阵列，将使用三个比特反馈。显然，在三比特反馈中，不仅反馈建议采用的预编码矩阵，而且还反馈相差。

首先，观察到在LTE Rel-8的两天线码本中存在相关性高的预编码矩阵。例如，[11]和[1 j]的相关性较高，并且[1 -1]和[1 -j]的相关性较高。此外，观察到，当假设用于基站1中的天线阵列的预编码矩阵已被确定为[1 1]时，两个基站的合并的预编码矩阵[1 1 11]和[1 1 1j]的相关性非常高。因此，如果需要降低反馈开销，则可以删除三比特码本中的[1 1]和[1 j]之一。同样地，两个基站的合并的预编码矩阵[1 1 1 1]和[1 1 -1 -j]的相关性也非常高，从而可以删除三比特码本中的[1 -1]和[-1 -j]之一来降低反馈开销。最后，为了确保用于基站2的天线阵列的码本的空间粒度的目的，选择删除[1 j]和[-1 -1]。为了相同的原因，还可以进一步删除三比特码本中的[1 -j]和[-1 1]来降低反馈开销。

最终，上述包含相差在内的三比特码本可以简化为两比特码本这样，当客户端反馈时，对于基站1和基站2，分别仅需要两个比特来进行反馈，从而降低了反馈开销。另一方面，因为用于基站2的两比特码本包含相差，所以在从客户端向基站的反馈中反映了相差，从而从基站1和基站2发送的信号可以在客户端相干地合并。

值得提及的是，在以上过程中从三比特码本中删除了[1 j]、[-1 -1]、[1 -j]和[-1 1]来降低反馈开销。然而，这仅是删除的一个示例性选择。例如，对于具有高相关性的合并的预编码矩阵[1 1 1 1]和[1 1 1j]，在上述示例中，在三比特码本中的[1 1]和[1 j]之中选择删除[1 j]，但事实上，可以选择删除[1 1]。同样地，对于具有高相关性的合并的预编码矩阵[1 1 -1 -1]和[1 1 -1 -j]，也可以在三比特码本中的[-1 -1]和[-1 -j]之中删除[-1 -j]。通过这种对删除的不同选择，最终可以从三比特码本获得不同的简化的两比特码本。例如，通过从三比特码本中删除[1 1]、[-1 -j]、[1 -1]和[-1 j]，获得两比特码本该两比特码本可以替换上述简化的码本而作为用于基站2中的天线阵列的码本。

以上已经描述了从三比特两天线码本获得简化的两比特两天线码本的具体推导过程，本公开基于该过程而总结出生成作为目标的、含相差的两比特两天线码本的一般方法。根据该方法，用于基站2中的天线阵列的含相差码本可以直接从用于基站1中的天线阵列的基本码本获得。

图3示出了根据本实施例的从基本码本生成含相差码本的方法。如图3中所示，在步骤S301中，确定基本码本中具有高相关性的预编码矩阵对；并接着在步骤S302中，针对每一个预编码矩阵对，将相差-1分配到其中的两个预编码矩阵。从而，可以获得可以同时反馈相差和预编码矩阵的含相差码本。应该注意，如上所述的高相关性的意思和定义对于本领域的技术人员而言是公知的，这里不再详细说明。根据该方法，对于如图2中所示的上述下行CoMP环境，首先确定用于基站1中的天线阵列的基本码本中具有高相关性的预编码矩阵对（即[1 1]和[1 j]、以及[1 -1]和[1 -j]）。接着，针对其中的预编码矩阵对[1 1]和[1 j]，将相差-1施加到例如[1 j]，以获得[-1 -j]；同样，对于其中的预编码矩阵对[1 -1]和[1 -j]，将相差-1施加到例如[1 -j]，以获得[-1 j]。从而，从基本码本获得新码本其是通过从上述三比特码本中删除[1 j]、[-1 -1]、[1-j]和[-1 1]而获得的简化的两比特两天线码本。

容易理解，当根据步骤S302向具有高相关性的预编码矩阵对中的两个预编码矩阵分配相差-1时，可以将相差-1施加到所述预编码矩阵中的任一个。例如，在上述示例性说明中，对于预编码矩阵对[1 1]和[1 j]，将-1的相差施加到[1 j]，而实际上，-1的相差也可以施加到[1 1]，并因此获得[-1 -1]。而且，对于预编码矩阵对[1 -1]和[1 -j]，也可以将-1的相差施加到例如[1 -1]，以获得[-1 1]。因此，从基本码本获得了新码本即通过从上述三比特码本中删除[1 1]、[-1 -j]、[1 -1]和[-1 j]而获得的简化的两比特两天线码本。

值得提及的是，虽然对于每个预编码矩阵对，在根据本实施例的上述方法的步骤S302中向两个预编码矩阵分配了-1的相差，但分配-1的相差仅是相差分配的一个最简单的方式。实际上，可以根据两个预编码矩阵的相关性是高还是低来向预编码矩阵对中包括的两个预编码矩阵分配相差。例如，一个有利的概括是：针对每个预编码矩阵对，根据包含在其中的两个预编码矩阵的相关性是高还是低来对两个预编码矩阵分配相差，使得预编码矩阵对中的两个预编码矩阵的相关性越高，所分配的相差就越大。

<第二实施例>

在第一实施例中，以基站1和基站2参与协作下行传输、并且每个基站利用包含两根天线的天线阵列来进行信号发送的情况作为示例，描述了根据本公开的一个示例的生成码本的方法。而且，本公开可以应用于每个基站的天线阵列包含其它数目的天线的下行CoMP环境。例如，在本实施例中，通过以基站1和基站2参与协作下行传输、并且每个基站使用包含四根天线的天线阵列来进行信号发送的情况（如图4中所示）作为示例，说明根据本公开的另一示例的生成码本的方法。

在如图4中所示的下行CoMP环境中，基站1和基站2都使用四根发送天线来进行向客户端的信号发送。因此，对于这些基站之一（例如基站1），使用Rel-8的四天线码本，而对于另一基站（例如基站2），使用以Rel-8的四天线码本作为基本码本而根据本公开的第一实施例的生成码本的方法生成的含相差四天线码本。

对于本领域的技术人员而言，Rel-8的四天线码本是公知的，其包含16个预编码矩阵。根据本公开的第一实施例的生成码本的方法，码本中的16个预编码矩阵被分为8个具有高相关性的预编码矩阵对。接着，向每个预编码矩阵对的两个预编码矩阵分配相差，从而获得含相差的码本。如下示出了Rel-8四天线码本和从该Rel-8四天线码本生成的含相差码本的示例（下面，为了更清楚地显示码本中的各个元素之间的关系，各个元素以它们的对应相位来表示，并且所有元素的幅值是1）。

Rel-8的四天线码本如下：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 90& 180& -90& 45& 135& -135& -45& 0& 90& 180& -90& 0& 0& 180& 180\\ 0& 180& 0& 180& 90& -90& 90& -90& 180& 0& 180& 0& 0& 180& 0& 180\\ 0& -90& 180& 90& 135& 45& -45& -135& 180& 90& 0& -90& 180& 0& 0& 180\end{array}\right]$

通过从码本中的16个预编码矩阵以{1,5}{2,6}{3,7}{4,8}{9,13}{10,14}{11,15}{12,16}（各个数字表示码本中的预编码矩阵的序号）的配对方式生成8个具有高相关性的预编码矩阵对、并向每个预编码矩阵对分配180°的相差（即-1的相差），生成了如下的含相差码本：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180& 0& 0& 0& 0& 180& 180& 180& 180\\ 0& 90& 180& -90& -135& -45& 45& 135& 0& 90& 180& -90& 180& 180& 0& 0\\ 0& 180& 0& 180& -90& 90& -90& 90& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180& 0\\ 0& -90& 180& 90& -45& -135& 135& 45& 180& 90& 0& -90& 0& 180& 180& 0\end{array}\right]$

需要说明的是，以上给出的Rel-8的四天线码本仅是一种可能的形式，该码本还可以由本领域的技术人员所公知的其它预编码矩阵构成。

另一方面，上述将16个预编码矩阵分为8个具有高相关性的预编码矩阵对的方式不是唯一的，也可以根据各个矩阵之间的相关性而使用其它配对方式。此外，虽然在上述示例中向每个预编码矩阵对中的两个预编码矩阵分配180°的相差，但更一般地，可以根据预编码矩阵对中的两个预编码矩阵之间的相关性分配相差，如在第一实施例中所提到的，使得例如预编码矩阵对中的两个预编码矩阵之间的相关性越高，所分配的相差就越大。

<第三实施例>

在上述两个实施例中，以仅两个基站进行协作下行传输的情况作为示例，描述了根据本公开的某些示例的码本生成的方法。本公开也可以应用于多个基站参与CoMP下行传输的情况。下面，以图5所示的多个基站参与协作下行传输、并且每个基站使用包含两根天线的天线阵列进行信号发送为例，说明根据本公开的一个示例的生成码本的方法。

在本实施例中，关于如图5所示的下行CoMP环境，Rel-8的两比特两天线码本（即）被用于基站中的任一个（例如基站1），并且根据本公开的第一实施例的生成码本的方法而生成的含相差码本（例如）被用于其它基站中的每个。本领域的技术人员应该理解，通过向除了基站1之外的每个基站应用根据第一实施例的生成码本的方法而生成的含相差码本，可以反馈每个其它基站中的天线阵列与基站1中的天线阵列之间的相差。

容易理解，虽然在本实施例中以每个基站中的天线阵列包含两根天线的情况为例进行了说明，但本公开也可以应用到每个基站中的天线阵列包含其它数目的天线（例如四根天线）的下行CoMP环境。

<第四实施例>

在以上实施例中，通过以执行协作下行传输的每个基站中的天线阵列包含相同数目的天线的情况为例，描述了根据本公开的某些示例的码本生成方法。本公开也可以应用到每个基站中的天线阵列包含不同数目的天线的情形，本实施例将描述该情形。

为了便于说明，假设如图5所示的多个基站的某一基站（例如基站1）使用包含四根天线的天线阵列用于信号发送，而每个其它基站仍使用包含两根天线的天线阵列用于发送。在这样的示例性情况中，根据本实施例，Rel-8的四天线被用于基站1，而以Rel-8的两天线码本作为基本码本而根据本公开的第一实施例生成的含相差的两天线码本被用于每个其它基站。在前面的实施例中已经描述了Rel-8的四天线码本和两天线码本，这里不再累述。

同样地，假设如图5所示的多个基站中的某一基站（例如基站1）仍然使用包含两根天线的天线阵列用于信号发送，并且每个其它基站使用包含四根天线的天线阵列用于信号发送。在这样的示例性情况中，根据本实施例，Rel-8的两天线码本被用于基站1，而将Rel-8的四天线码本作为基本码本而根据本公开的第一实施例生成的含相差的四天线码本被用于每个其它基站。

<第五实施例>

以上实施例描述了根据本公开的一个方面的CoMP环境中的码本生成方法。事实上，本公开也可以应用于双极化天线中。

图6示出了双极化八天线的设置。如图6中所示，天线1、2、3和4具有相同的极化特性，即正45度极化；天线5、6、7和8具有相同的极化特性，即负45度极化；并且天线对1和5、2和6、3和7、4和8分别在相同的物理位置上。因为双极化天线之间的间距通常是半波长，所以天线1、2、3和4具有相关性，而天线5、6、7和8具有相关性。同时，包含天线1、2、3和4的天线阵列1以及包含天线5、6、7和8的天线阵列2彼此独立。

从以上描述中可以看出，对于双极化天线，在物理模型中，这些天线可以被等效地看作两根天线阵列。因此，根据本公开的以上实施例的码本生成方法也可以应用于双极化天线。具体而言，对于双极化天线，可以将基本码本应用于包含具有第一相同极化特性（例如正45度极化）的天线的第一天线阵列。接着，通过应用根据本公开的第一实施例的生成码本的方法生成含相差码本。将含相差码本用于包含具有第二相同极化特性（例如负45度极化）的天线的第二天线阵列。最后，沿着列方向将用于第一天线阵列的基本码本和所生成的用于第二天线阵列的码本合并为一个码本，作为用于双极化天线的码本。

应该说明的是，双极化天线情况中的预编码矩阵索引反馈与CoMP情况不同。如上所述，在CoMP环境下，对于每个基站中的天线阵列，需要某些比特来反馈建议采用的预编码矩阵的索引。例如，在第一实施例中，当客户端向基站进行反馈时，将使用两个比特来反馈建议基站1中的天线阵列采用的预编码矩阵的索引，同时，将使用其它两个比特来反馈建议基站2中的天线阵列采用的预编码矩阵的索引。然而，在双极化天线的情况中，用于第一天线矩阵和第二天线矩阵的预编码矩阵索引高度相关，因此用于第二天阵列的预编码矩阵索引总是与用于第一天线阵列的预编码矩阵索引相同。换言之，在此情况中，仅需要反馈建议第一天线阵列采用的预编码矩阵的索引，而不需要使用冗余比特来反馈建议第二天线阵列采用的预编码矩阵的索引。

下面，以使用基于DFT（离散傅里叶变换）的三比特四天线码本作为用于第一天线阵列的基本码本为例，描述根据本公开的第一实施例的生成码本的方法在双极化八天线的环境中的应用。

对于本领域的技术人员而言，基于DFT的三比特四天线码本是公知的，并且其以相位表示的一个可能形式为

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\end{array}\right].$

根据本公开的第一实施例中的生成码本的方法，将以上码本中的8个预编码矩阵分为4个具有高相关性的预编码矩阵对，并且将180°的相差分配至每个预编码矩阵对，从而生成了用于第二天线阵列的如下的含相差码本：

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0+180& 0& 0+180& 0& 0+180& 0& 0+180\\ 0& 45+180& 90& 135+180& 180& -135+180& -90& -45+180\\ 0& 90+180& 180& -90+180& 0& 90+180& -180& -90+180\\ 0& 135+180& 270& 45+180& 180& -45+180& -270& -135+180\end{array}\right],$

化简后得到

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180\\ 0& -135& 90& -45& 180& 45& -90& 135\\ 0& -90& 180& 90& 0& -90& -180& 90\\ 0& -45& 270& -135& 180& 135& -270& 45\end{array}\right].$

如此，通过沿着列方向合并以上两个码本，可以获得如下所示的用于双极化八天线的三比特码本：

$\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\\ 0& 180& 0& 180& 0& 180& 0& 180\\ 0& -135& 90& -45& 180& 45& -90& 135\\ 0& -90& 180& 90& 0& -90& -180& 90\\ 0& -45& 270& -135& 180& 135& -270& 45\end{array}\right].$

<第六实施例>

在第五实施例中，基本码本和所生成的含相差码本都是没有添加专门的比特来反馈相差的三比特码本，从而在不增加反馈开销的情况下获得了良好的反馈精度。然而，在某些情况下，人们可能期望获得更精确的反馈精度，并且可接受反馈开销的增加。在这种情况下，以上基于DFT的三比特四天线码本可以扩展为四比特码本，其中所添加的一个比特用于相差的反馈。将在本实施例中描述该示例。

在本实施例中，通过扩展上述基于DFT的三比特四天线码本（即在行方向上合并两个基于DFT的三比特四天线码本）而获得的四比特码本被用于第一天线阵列：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45& 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90& 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135& 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\end{array}\right].$

从该码本中的16个预编码矩阵以{1,2}{3,4}{5,6}{7,8}{9,10}{11,12}{13,14}{15,16}（各个数字表示码本中的预编码矩阵的序号）的配对方式生成8个具有高相关性的预编码矩阵对，并且，对于每个预编码矩阵对，根据其中包含的两个预编码矩阵的相关性是高还是低，向两个预编码矩阵分配相差。具体地，在本实施例中，对于矩阵对{1,2}{3,4}{5,6}{7,8}中的每个，向其中的一个预编码矩阵分配0的相差，并且向另一预编码矩阵分配90°的相差；对于矩阵对{9,10}{11,12}{13,14}{15,16}中的每个，向其中的一个预编码矩阵分配180°的相差，并且向另一预编码矩阵分配-90°的相差，相差的分配如下所示：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccccccc}0+0& 0+90& 0+0& 0+90& 0+0& 0+90& 0+0& 0+90\\ 0+0& 45+90& 90+0& 135+90& 180+0& -135+90& -90+0& -45+90\\ 0+0& 90+90& 180+0& -90+90& 0+0& 90+90& -180+0& -90+90\\ 0+0& 135+90& 270+0& 45+90& 180+0& -45+90& -270+0& -135+90\end{array}\right.\\ \left.\begin{array}{cccccccc}0+180& 0-90& 0+180& 0-90& 0+180& 0-90& 0+180& 0-90\\ 0+180& 45-90& 90+180& 135-90& 180+180& -135-90& -90+180& -45-90\\ 0+180& 90-90& 180+180& -90-90& 0+180& 90-90& -180+180& -90-90\\ 0+180& 135-90& 270+180& 45-90& 180+180& -45-90& -270+180& -135-90\end{array}\right]\end{array}$

从而，对于第二天线阵列获得含相差码本：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 90& 0& 90& 0& 90& 0& 90\\ 0& 135& 90& 225& 180& -45& -90& 45\\ 0& 180& 180& 0& 0& 180& -180& 0\\ 0& 225& 270& 135& 180& 45& -270& -45\end{array}\right.\\ \left.\begin{array}{cccccccc}180& -90& 180& -90& 180& -90& 180& -90\\ 180& -45& 270& 45& 360& -225& 90& -135\\ 180& 0& 360& -180& 180& 0& 0& -180\\ 180& 45& 450& -45& 360& -135& -90& -225\end{array}\right]\end{array}$

以上的预编码矩阵等效于以下：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 90& 0& 90& 0& 90& 0& 90& 180& -90& 180& -90& 180& -90& 180& -90\\ 0& 135& 90& -135& 180& -45& -90& 45& 180& -45& 270& 45& 0& 135& 90& -135\\ 0& 180& 180& 0& 0& 180& -180& 0& 180& 0& 0& 180& 180& 0& 0& -180\\ 0& -135& 270& 135& 180& 45& -270& -45& 180& 45& 90& -45& 0& -135& -90& 135\end{array}\right]$

与第五实施例相同，通过沿着列方向合并以上两个码本，可以获得如下的用于双极化八天线的四比特码本：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45& 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90& 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135& 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\\ 0& 90& 0& 90& 0& 90& 0& 90& 180& -90& 180& -90& 180& -90& 180& -90\\ 0& 135& 90& -135& 180& -45& -90& 45& 180& -45& 270& 45& 0& 135& 90& -135\\ 0& 180& 180& 0& 0& 180& 180& 0& 180& 0& 0& 180& 180& 0& 0& -180\\ 0& -135& 270& 135& 180& 45& -270& -45& 180& 45& 90& -45& 0& -135& -90& 135\end{array}\right]$

因为通过采用该四比特码本不仅可以反馈180°的相差还可以反馈90°和-90°的相差，所以进一步提高了反馈的精度。

<第七实施例>

在本实施例中，将四比特码本应用到如图6所示的双极化八天线中，其中对于第一天线阵列应用Rel-8的四天线码本，而对于第二天线阵列采用使用Rel-8的四天线码本作为基本码本而根据本公开的第一实施例生成的含相差码本。在本公开的第二实施例中已经说明了Rel-8的四天线码本和从该Rel-8的四天线码本生成的含相差码本，这里将不再赘述。

与第五和第六实施例中一样，通过沿着列方向合并Rel-8的四天线码本和所生成的含相差码本，可以获得用于双极化八天线的四比特码本。

已经通过如上的多个实施例描述了生成含相差码本的方法。下面，将说明使用所生成的含相差码本来通信的无线通信系统、基站和终端。

如上所述，如上所述的多个码本可以应用在如图1所示的下行CoMP环境中。在如图1所示的包括多个基站和终端的无线通信系统中，多个基站中的每个配备有一个天线阵列，并且在多个基站中配备的多个天线阵列分别对应于多个码本。图7和图8分别示出了基站和终端的结构图。

如图7中所示，多个基站中的任一基站700包括：反馈信息接收单元701，其接收从终端反馈的信息；码本保存单元702，其通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储基本码本和通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成的含相差码本；以及发送单元703，其根据从终端反馈的信息从基本码本或含相差码本中选择对应的预编码矩阵，使用所选择的预编码矩阵来对要发送的数据进行预编码，并将经预编码的数据经由基站中配备的天线阵列而发送给终端。码本保存单元702可以还包括：相关性确定单元7021，其确定基本码本中具有高相关性的预编码矩阵对；以及相差分配单元7022，其根据两个预编码矩阵之间的相关性向预编码矩阵对中包括的两个预编码矩阵分配相差，使得两个编码矩阵之间的相关性越高，所分配的相差就越大。

需要说明的是，虽然这里描述了发送单元703根据从终端反馈的信息而从基本码本或含相差码本中选择对应的预编码矩阵，但由基站决定实际下行数据传输是否会遵循终端的建议。具体地，发送单元703可以不仅考虑反馈信息，还考虑本领域的技术人员公知的其它因素（诸如来自其它终端的反馈信息、基站之间的后台连接质量、基站之间的调度信息的分享程度等），以从码本中选择合适的预编码矩阵。因此，发送单元703不限于从基本码本或含相差码本中选择所建议的预编码矩阵，而是，它可以根据本领域的技术人员公知的其它因素选择其它合适的预编码矩阵用于下行数据传输。

如图8中所示，终端800包括：码本保存单元801，其通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者预先存储基本码本和通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成的含相差码本；以及信息反馈单元802，其向基站的各个天线阵列反馈用于标识基本码本和含相差码本中的预编码矩阵的索引。码本保存单元801可以还包括：相关性确定单元8011，其确定基本码本中具有高相关性的预编码矩阵对；以及相差分配单元8012，其根据两个预编码矩阵之间的相关性而向预编码矩阵对中包括的两个预编码矩阵分配相差，使得两个预编码矩阵之间的相关性越高，所分配的相差就越大。

容易理解，在包括以上参照图7和图8所描述的基站和终端的无线通信系统中，可以根据如上的第二、第三和第四实施例中所描述的方式对各个基站应用合适的码本。因此，终端将根据各个基站所使用的码本反馈用于标识预编码矩阵的索引。

本公开也可以被应用于如图6中所示的双极化八天线。在包括配备有双极化天线的基站和终端的无线通信系统中，基站具有与图7所示的结构类似的结构。具体地，基站配备有被形成为双极化天线的两个天线阵列，并且包括：反馈信息接收单元，用于接收从终端反馈的信息；码本保存单元，用于通过向基本码本中的特定预编码矩阵分配相差而形成含相差码本，或者用于预先存储通过合并基本码本和从该基本码本生成的含相差码本而获得的码本，其中双极化天线中的两个天线阵列分别对应于基本码本和含相差码本；以及发送单元，用于根据从终端反馈的信息而从通过合并基本码本和含相差码本而获得的码本中选择对应的预编码矩阵，使用所选择的预编码矩阵来对要发送的数据进行预编码，以及经由天线阵列将经预编码的数据发送到终端。码本保存单元还可以包括：相关性确定单元，用于确定基本码本中具有高相关性的预编码矩阵对；以及相差分配单元，用于根据两个预编码矩阵之间的相关性而向两个预编码矩阵分配相差，使得两个预编码矩阵之间的相关性越高，所分配的相差就越大。

此外，虽然这里描述了发送单元根据从终端反馈的信息而从通过合并基本码本和含相差码本而获得的码本中选择对应的预编码矩阵，但这不是限制性的，而是可以根据本领域的技术人员公知的其它因素选择合适的预编码矩阵。

在以上包括配备有双极化天线的基站和终端的无线通信系统中，终端的结构与图8中所示的结构相同，因此这里不再赘述。应该说明的是，如第五实施例中提到的，用于双极化天线中的两个天线阵列的预编码矩阵是高度相关的，因此用于第二天线阵列的预编码矩阵索引总是与用于第一天线阵列的预编码矩阵索引相同。在这种情况下，终端的信息反馈单元可以仅反馈用于建议第一天线阵列使用的预编码矩阵的索引，或者仅反馈用于建议第二天线阵列使用的预编码矩阵的索引。

容易理解，在包括配备有双极化天线的基站和终端的无线通信系统中，可以根据如上的第五、第六和第七实施例中描述的方式对基站中的天线阵列应用合适的码本。因此，终端可以根据基站中的天线阵列使用的码本反馈用于标识预编码矩阵阵列的索引。

<第八实施例>

根据之前的实施例的码本设计有效地提高了对多天线阵列的反馈精度，因此带来了良好的单用户吞吐量。在本实施例中，将给出关于在单用户的性能不下降的前提下如何提高多用户传输情况的数据吞吐量的进一步说明。

图9示出了多用户传输系统的示例性系统框架。

图9是基站同时服务多个客户端的情况。这里应该说明的是，图9中的基站被描述为具有双极化八天线的形式，但这只是示例性的，并且多用户传输系统的基站可以是本领域中公知的任何其它形式。当在客户端中采用不同报告方式时，多用户传输系统的操作过程也不同。下面说明两种情况中的多用户传输系统的操作过程。

首先，当客户端采用PMI的报告方式时，系统的操作过程通常如下。首先，客户端向基站报告它们自己的PMI（客户端假设基站采用单用户传输）。接着，基站检测多个客户端的PMI，并且如果两个客户端报告的PMI彼此正交，则在同一个资源块上发送两个客户端的数据，否则，基站将不执行多用户数据传输。最后，客户端从基站接收数据，并且在不知道是否存在联合调度（co-scheduled）的UE的情况下解调所接收的数据。

此外，在PMI的以上报告方式之外，当前标准也可以采用PMI+BCI（最佳同伴（BestCompanion）PMI）的报告方式。这种情况中的系统的操作过程如下。首先，在客户端自己的PMI（客户端假设基站采用单用户传输）之外，客户端还向基站报告在使用多用户传输的情况下最希望被联合调度的UE使用的PMI，即BCI（原则上，BCI应该使用与PMI相同的码本）。接着，基站检测多个客户端的PMI和BCI，并且如果一个客户端报告的BCI与另一客户端报告的PMI相同，则在同一资源块上发送两个客户端的数据，否则，基站将不执行多用户数据传输。最后，客户端从基站接收数据，并且在不知道是否存在联合调度的UE的情况下解调所接收的数据。

从以上两个情况中的多用户传输系统的操作过程中可以看出，多用户传输的可能性很大程度上取决于多个客户端报告的PMI（或BCI）之间的正交性。一般的，可以仅在多个客户端报告的PMI（或BCI）彼此正交的情况对多个用户执行多用户传输。因此，为了提高多用户传输的性能，当设计码本时，应当充分考虑包括在码本中的预编码矢量（对应于以上实施例中所提及的预编码矩阵）之间的正交性。

下面，以第五实施例和第六实施例的双极化八天线为例，具体分析码本中的预编码矢量之间的正交性。

首先，为了方便正交性分析，将以上第五实施例中以相位表示的基于DFT的三比特四天线码本中的预编码矩阵以从左到右的顺序分别表示为基础矢量v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7，即：

v0=[0 0 0 0]^T

v1=[0 45 90 135]^T

v2=[0 90 180 270]^T

v3=[0 135-90 45]^T

v4=[0 180 0 180]^T

v5=[0 -135 90 -45]^T

v6=[0 -90 -180 -270]^T

v7=[0 -45 -90 -135]^T

图10示出了基于DFT的三比特四天线码本中的基础矢量的分组正交性。如图10中所示，如上所述的各个基础矢量是分组正交的，即，基础矢量v0、v2、v4、v6构成正交基，基础矢量v1、v3、v5、v7构成另一正交基。应该注意，各个基础矢量v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7与图10的矢量图之间的映射关系是本领域技术人员所公知的，这里不再详细描述。

根据以上第六实施例，通过在行方向上将以上基于DFT的三比特四天线码本扩展为四比特码本，并且通过在列方向上合并所获得的四比特码本和从所获得的四比特码本生成的含相差码本，获得用于双极化八天线的四比特码本，如下：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45& 0& 45& 90& 135& 180& -135& -90& -45\\ 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90& 0& 90& 180& -90& 0& 90& -180& -90\\ 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135& 0& 135& 270& 45& 180& -45& -270& -135\\ 0& 90& 0& 90& 0& 90& 0& 90& 180& -90& 180& -90& 180& -90& 180& -90\\ 0& 135& 90& -135& 180& -45& -90& 45& 180& -45& 270& 45& 0& 135& 90& -135\\ 0& 180& 180& 0& 0& 180& -180& 0& 180& 0& 0& 180& 180& 0& 0& -180\\ 0& -135& 270& 135& 180& 45& -270& -45& 180& 45& 90& -45& 0& -135& -90& 135\end{array}\right]$

这里，用于双极化八天线的四比特码本中的每列称为预编码矢量（预编码矩阵）。根据以上对各个基础矢量v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7的定义，每个预编码矢量都可以由以上基础矢量表示。基本码本中的基础矢量也可称为预编码矢量。用于预编码矩阵的索引和以上基础矢量所表示的预编码矢量之间的关系如下面的表1中所示。

表1

预编码矩阵索引PMI0、PMI1、…、PMI5分别对应于以上用于双极化八天线的四比特码本中从左到右的每一列，即从左到右的每一预编码矢量。系数1、j、-1、-j分别对应0°、90°、180°、-90°的相差分配。关于以上用于双极化八天线的四比特码本中的预编码矢量之间的正交性，以对应于表1中的PMI0的预编码矢量为例来分析正交性。

图11示出了根据第六实施例的用于双极化八天线的四比特码本中对应于PMI0的预编码矢量的正交性。

从图11中可以看出，对应于PMI0的预编码矢量分别与对应于PMI2、PMI4、PMI6、PMI8、PMI10、PMI12和PMI14的总共7个PMI的预编码矢量正交。这是因为，如上所述，基础矢量v0、v2、v4、v6彼此构成一组正交基，基于基础矢量v0、v2、v4、v6的预编码矢量彼此正交。由于相同的原因，基于基础矢量v1、v3、v5、v7的八个预编码矢量（即分别对应于PMI1、PMI3、PMI5、PMI7、PMI9、PMI11、PMI13、PMI15的预编码矢量）彼此正交。因此，在使用原始码本的情况下，使用基础矢量“v0(PMI0、PMI8)”的用户只能够与具有基础矢量“v2、v4或v6(PMI2、PMI4、PMI6、PMI10、PMI12、PMI14)”的用户执行多用户传输。

此外，从图10可以注意到，v0与v2、v4、v6之间的角度差分别是90°、180°、-90°，而v0与v1、v7之间的角度差分别是45°、-45°。这意味着码本设计限制了基站的调度器，即，使得调度器仅关于具有90°的倍数的角度差的多个用户而执行多用户传输，而不对具有45°的角度差的多个用户执行多用户传输。

因此，为了提高多用户传输的性能，当设计码本时应该进一步提高码本中的预编码矢量之间的正交性。

然而，这里应该注意，在现有的标准化进程中，单用户性能一般比多用户性能具有更高的优先级。因此，关于多用户的码本设计应该在不降低单用户性能的前提下进行。而且，单用户性能主要取决于两个方面：（1）基础矢量的方向性（在空间中均匀分布的8个矢量）；以及（2）对相差的反馈精度（两个比特）。因此，针对多用户的码本改进应该在不影响以上两个方面的前提下进行。

在本实施例中，通过设计一组满足以下属性的新基础矢量v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7来分别替换对应于PMI0至PMI7的预编码矢量中的v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7，同时保持对应于PMI8至PMI15的预编码矢量不变：

（1）v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7的主瓣指向分别与v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7的主瓣指向相同；

（2）v’0、v’2、v’4、v’6构成一组四维的正交基，v’1、v’3、v’5、v’7构成另一组四维的正交基；

（3）v’0、v’2、v’4、v’6分别与v1、v3、v5、v7中的至少一个正交，v’1、v’3、v’5、v’7分别与v0、v2、v4、v6中的至少一个正交。

如此生成的新码本可以提高多用户传输的性能。现在，仍然以对应于PMI0的预编码矢量为例，并且分析在以上改进之后的正交性。

图12示出了根据本实施例的用于双极化八天线的四比特码本中对应于PMI0的预编码矢量的正交性。

从图12可以看出，改进后的对应于PMI0的预编码矢量[v’0v’0]^T不仅分别与对应于PMI2、PMI4、PMI6、PMI8、PMI10、PMI12、PMI14的7个PMI的预编码矢量正交，还与对应于PMI9和PMI15的预编码矢量正交。因此，使得基站的调度器不仅能够针对具有90°的倍数的角度差的多个用户执行多用户传输，而且还能够针对具有45°的角度差的多个用户执行多用户传输。

应该说明的是，图12给出的示例是v’0与v1和v7正交的情形，其仅是示例。只要v’0与v1、v3、v5、v7中的任一个正交，就能够提高对应于PMI0的预编码矢量的正交性。v’0与v1、v3、v5、v7中的越多矢量正交，就越能提高对应于PMI0的预编码矢量的正交性，即越能提高多用户传输的性能。

以上的新码本不仅提高了多用户传输的性能，而且不降低单用户的性能。这是因为，通过满足属性（1），使得新设计的基础矢量v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7的方向性分别与v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7的方向性一致，即它们仍然是空间上均匀分布的八个矢量。并且，第六实施例中分配的相差未改变，即相差的精度仍为两个比特。因此，以上决定单用户性能的两个方面均得到满足。因此，本实施例中获得的新码本可以在不降低单用户性能的前提下提高多用户传输的性能。

更具体地，作为示例，本公开提供了可以有效地获得上述新的基础矢量v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7的方法，如下：

在第一步，生成v’0，即，从与v1、v3、v5、v7中的至少之一正交的矢量中找到可以最大化与v0的相关性的矢量，并且将其作为v’0。

从以上描述可以知道，基本码本中包括两组基础矢量（预编码矩阵），诸如基础矢量v0、v2、v4、v6和基础矢量v1、v3、v5、v7，并且每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交。根据本公开，要找到（计算）与一组基础矢量v1、v3、v5、v7（这里看作第二组基础矢量）中的至少一个基础矢量正交的矢量，并且将所获取的矢量之中与另一组基础矢量v0、v2、v4、v6（这里看作第一组基础矢量）的至少一个基础矢量（例如v0）的相关性最高的矢量作为新的基础矢量，诸如v’0。根据本实施例，可以通过计算第二组基础矢量的至少两个基础矢量的线性组合（例如计算v3和v5的线性组合）来实现与第二组基础矢量的至少一个预编码矩阵正交的矢量的获取。

在第二步，通过与第一步相同的操作一个接一个地生成除v’0之外的其它新基础矢量v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7。例如，如果要生成v’1，则需要在与v2、v3、v6、v8中的至少一个正交的矢量中找到可以最大化与v1的相关性的矢量，并且将其作为v’1。关于其它新基础矢量v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7，采用相同的操作。

此外，在生成了v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7中的任何一个之后，可以用如下方式生成其它新基础矢量。例如，在生成了v’0之后，可以通过以下等式获得其它新基础矢量v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7，例如：

可以通过v’1=diag（v1）*v’0获得v’1，即

$v^{\&prime;}1=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& \frac{1+j}{\sqrt{2}}& 0& 0\\ 0& 0& j& 0\\ 0& 0& 0& \frac{-1+j}{\sqrt{2}}\end{array}\right]\&CenterDot;v^{\&prime;}0$

类似地，可以分别通过以下等式获得v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7：

v’2=diag（v2）*v’0

…

v’7=diag（v7）*v’0

换言之，除基础矢量v0之外的其它基础矢量v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7还分别与所生成的新基础矢量v’0相乘，从而生成其它新基础矢量v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7。

接着，用新基础矢量v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7分别替换原始基础矢量v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7，因此形成了新基本码本。

根据本实施例，沿着行方向合并基本码本[v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7]和新码本[v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7]，以形成扩展码本，并且向扩展码本中的预定基础矢量分配相差，从而生成含相差码本。此外，沿着列方向将扩展码本和所生成的含相差码本合并为一个码本，作为用于双极化八天线的码本。

为了更方便理解，现在说明第一步中v’0的设计。这里，假设v0=[1 1 1 1]^T，并且要在与v1和v7正交的矢量中找到可以最大化与[1 1 1 1]^T的相关性的矢量，并且将其作为v’0。根据本实施例，与v1和v7正交的矢量可以是v3和v5的线性组合。通过执行数值搜索，可以获得以下等式。

$\begin{array}{c}{v}^{\&prime;}0=v3/\sqrt{2}+(0.5+0.5j)*v5\\ =\left[\begin{array}{c}1.2071+0.5000i\\ -0.5000-0.2071i\\ -0.5000-0.2071i\\ 1.2071+0.5000i\end{array}\right]\end{array}$

<第九实施例>

第八实施例中的码本设计使得基站的调度器不仅能够对具有90°的倍数的角度差的多个用户执行多用户传输，而且还能够对具有45°的角度差的多个用户执行多用户传输，从而在不降低单用户性能的前提下提高了多用户传输的性能。

与以上第八实施例中的方式相同的方式可以被扩展到预编码矩阵的秩为2的情形，如第九实施例中所描述的。

秩为2的传输的情形具有与MU-MIMO传输同样的本质，即，与第八实施例中的多用户传输同样地，从基站发送多于一层中的信号。它们的区别在于在多用户传输中将两层中的信号分别发送到两个用户，而在秩为2的传输情况中两层中的信号被发送到同一用户。与第八实施例同样，两层中的信号的发射方向分别是v0和v’0。

用于双极化八天线的秩为2的预编码矩阵的基本形式是即第一层中的信号所使用的预编码矩阵矢量是并且第二层中的信号所使用的预编码矩阵矢量是其中，v₀是具有长度4的DFT矢量，并且其对应于角度θ。该基本形式表示第一层和第二层中的信号的传输方向是相同的，即v0=v’0，并且它们具有完全相反的相差。相反的相差主要用于确保两层的预编码矢量之间的正交性，其是秩为2的预编码矩阵的本质特征。

注意，在实际环境中，第一层和第二层中的信号的最佳方向不一定完全相同，它们可能不同。因此，如果码本包括对应于第一层和第二层中的信号的方向不同的情形的特定预编码矩阵，则可以提高系统的吞吐量。

在第八实施例中，第一步如下：

（1）v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7的主瓣方向分别与v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7的主瓣方向相同；

第八实施例中的v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7表示在MU-MIMO传输中用于第二用户的预编码矢量，并且它们表示在秩为2的情形中第二层中的信号所使用的预编码矢量。在秩为2的基本形式中，第二层中的信号的方向已经与第一层中的信号的方向相同。本实施例的改进在于预期第二层和第一层中的信号的方向不同，因此第九实施例的第一步应当如下：

（1）v’0、v’1、v’2、v’3、v’4、v’5、v’6、v’7的主瓣方向分别与v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7不同；

第九实施例的第二步与第八实施例的第二步相同：

（2）v’0、v’2、v’4、v’6构成一组四维的正交基，并且v’1、v’3、v’5、v’7构成另一组四维的正交基；

第九实施例的第三步也与第八实施例相同：

（3）v’0、v’2、v’4、v’6分别与v1、v3、v5、v7中的至少一个正交，并且v’1、v’3、v’5、v’7分别与v0、v2、v4、v6中的至少一个正交。

第三步的一个特殊形式是v’0、v’2、v’4、v’6分别与v1、v3、v5、v7中的三个正交。例如，v’0与v3、v5、v7正交，从而v’0=v1，类似地，v’2=v3,v’4=v5和v’6=v7。此外，v’1、v’3、v’5、v’7分别与v0、v2、v4、v6中的三个正交，从而可以获得v’1=v2,v’3=v4,v’5=v6和v’7=v0。为了方便阅读，将v’和v之间的关系总结如下：

v’0=v1

v’1=v2

v’2=v3

v’3=v4

v’4=v5

v’5=v6

v’6=v7

v’7=v0

由此，可以根据第八实施例的原理推导出秩为2的预编码矩阵。假设基本预编码矩阵为如下形式：

PMI0:

PMI1:

PMI2:

PMI3:

PMI4:

PMI5:

PMI6:

PMI7:

在这种情况下，根据本公开，可以基于对应于如上所述的PMI0至PMI7的各个预编码矩阵，设计如以下PMI8至PMI15中所示的另一组预编码矩阵。

PMI8:

PMI9:

PMI10:

PMI11:

PMI12:

PMI13:

PMI14:

PMI15:

在以上8个预编码矩阵中，第一层中的信号与第二层中的信号之间的方向差是45°，其中如第八实施例中一样定义v0～v7。

在某些情况中，对于秩为1的传输，基础预编码矩阵之间的45°的角度差太粗略，并且优选更精细的角度差。例如，优选22.5°或者甚至11.25°的方向差。以下文字中，将以上方法扩展到11.25°的方向差。

在11.25°差的情况中，基础矢量可写为：

w1=[0 11.25 22.5 33.75]

w2=[0 22.5 45 67.5]

w3=[0 33.75 67.5 101.25]

w4=[0 45 90 135]

w5=[0 56.25 112.5 168.75]

w6=[0 67.5 135 202.5]

w7=[0 78.75 157.5 236.25]

w8=[0 90 180 270]

w9=[0 101.25 202.5 303.75]

w10=[0 112.5 225 337.5]

w11=[0 123.75 247.5 11.25]

w12=[0 135 270 45]

w13=[0 146.25 292.5 78.75]

w14=[0 157.5 315 112.5]

w15=[0 168.75 337.5 146.25]

w16=[0 180 0 180]

w17=[0 191.25 22.5 213.75]

w18=[0 202.5 45 247.5]

w19=[0 213.75 67.5 281.25]

w20=[0 225 90 315]

w21=[0 236.25 112.5 348.75]

w22=[0 247.5 135 22.5]

w23=[0 258.75 157.5 56.25]

w24=[0 270 180 90]

w25=[0 281.25 202.5 123.75]

w26=[0 292.5 225 157.5]

w27=[0 303.75 247.5 191.25]

w28=[0 315 270 225]

w29=[0 326.25 292.5 258.75]

w30=[0 337.5 315 292.5]

w31=[0 348.75 337.5 326.25]

为了强调新基础矢量具有更好的空间粒度，使用“w”代替“v”来表示这些基础矢量。

以上32个基础矢量包括八组正交基，其中第一组正交基是[w0 w8 w16 w24]，第二组正交基是[w1 w9 w17 w25]，第三组正交基是[w2 w10 w18 w26]，第四组正交基是[w3w11 w18 w27]，等等，因此可以获得所有八组正交基。

如以上方法中所述，要设计的秩为2的预编码矩阵的形式是根据以上步骤，获得秩为2的预编码矩阵的第一步是w’0的方向与w0不同，第二步是[w’0,w’8,w’16,w’24]是一组正交基，并且第三步是w’0与w1～w31中的三个正交。

第三步的一个示例是w’0与w9,w17,w25正交。在此情况中，w’0=w1，并且同样地，可以获得w’1=w2、...、w’30=w31和w’31=w1。在此情况中，第一层中的信号与第二层中的信号之间的方向差是11.25°。

第三步的另一示例是w’0与w10,w18,w26正交。在此情况中，w’0=w2，并且同样地，可以获得w’1=w3、...、w’29=w31、w’30=w0和w’31=w1。在此情况中，第一层中的信号与第二层中的信号之间的方向差是22.5°。

第三步的第三示例是w’0与w11,w19,w27正交。在此情况中，w’0=w3，并且同样地，可以获得w’1=w4、...、w’28=w31、w’29=w0、w’30=w1和w’31=w2。在此情况中，第一层中的信号与第二层中的信号之间的方向差是33.75°。

实际码本可以是如上所述的第三步的三个示例的组合，即对于某些秩为2的预编码矩阵，两层中的信号之间的方向差是11.25°，对于其它一些秩为2的预编码矩阵，方向差是22.5°，而对于另一些秩为2的预编码矩阵，方向差是33.75°，等等。

可以总结出，根据本公开第九实施例的、在无线通信系统中生成码本的方法可以包括：设定步骤，设定包括被分为多个组的多个基础矢量的基本码本，在所述多个组的每个中，各个基础矢量彼此正交；计算步骤，计算对应于所述多组基础矢量中的一组中的一个基础矢量的新基础矢量，使得新基础矢量等于除了所述一组基础矢量外的其它组基础矢量中的另一基础矢量，并且重复该计算步骤，以获取对应于所述多个基础矢量的多个新基础矢量；以及生成步骤，使用如上所述的各个新基础矢量生成新码本。

在以上方法中，基本码本中的多个基础矢量是w_m，其是DFT矢量，并且基础矢量w_m和w_m+n的方向之间的差依次是11.25°的n倍，其中m和n是整数，并且它们也可以是实数。

在以上方法中，所获得的新基础矢量是w'_m。w'_m也是DFT矢量，但其方向与对应的基础矢量w_m不同。其中w'_m=w_m+n，例如，可以为w'_m=w_m+1、或w'_m=w_m+2或w'_m=w_m+3，等等。

在以上方法中，在新基本码本中，秩为2的预编码矢量的形式是和/或其中和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码，并且和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码。

利用本公开的以上实施例，以上预编码矩阵可以很好地适于实现具有高性能的预编码，即使从基站向移动终端发射的两层中的信号的方向不同。

在如图7和图8中所示的基站700和终端800中，也可以应用第八和第九实施例中通过新设计基础矢量而生成新码本以提高码本中的预编码矢量之间的正交性的方法。例如，基站700和终端800中的码本保存单元702和801可以新设计基础矢量。

例如，在根据第八实施例的基站700中，基本码本包括两组基础矢量，并且每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交。基站700的码本保存单元702获取与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量，在所获取的矢量之中计算与第一组基础矢量中的一个基础矢量的相关性最高的矢量作为新基础矢量，同样地生成其它新基础矢量，并且用各个新基础矢量替换各个原始基础矢量，以形成新基本码本。

根据本实施例，基站700的码本保存单元702通过重复生成新的一个基础矢量的操作，或者通过将第一组基础矢量中除所述一个基础矢量之外的其它基础矢量分别乘以所述新的一个基础矢量，而从第一组基础矢量中除所述一个基础矢量之外的其它基础矢量生成其它新基础矢量。

根据本实施例，基站700的码本保存单元702计算第二组基础矢量中的至少两个基础矢量的线性组合，作为与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量。

根据本实施例，基站700的码本保存单元702在行方向上合并原始基本码本和新基本码本，以形成扩展码本。基站700还通过相差分配单元7022向扩展码本中的基础矢量分配相差，以形成含相差码本。

在应用于双极化八天线的多个天线阵列（每个天线阵列包括该双极化八天线中具有相同极化特性的四根天线）的情况中，码本保存单元702沿着列方向将扩展码本和所生成的含相差码本合并为一个码本，作为用于双极化八天线的码本。

例如，在根据第九实施例的基站700中，反馈信息接收单元701接收从终端反馈的信息；码本保存单元702存储基本码本和/或新基本码本，该基本码本包括被分为多个组的多个基础矢量，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交，该新基本码本被以如下方式获得：计算对应于所述多组基础矢量中的一组中的一个基础矢量的新基础矢量，使得该新基础矢量等于除所述一组基础矢量外的其它组基础矢量中的另一基础矢量，并且重复以上操作，以获取对应于所述多个基础矢量的多个新基础矢量，并且使用各个新基础矢量生成新基本码本；并且发送单元703基于从终端反馈的信息使用基本码本和/或新基本码本对要发送的数据进行预编码，并且将经预编码的数据经由天线阵列发送到终端。

根据本实施例，基本码本中的多个基础矢量是w_m，其是DFT矢量，并且基础矢量w_m和w_m+n的方向之间的差依次是11.25°的n倍，其中m和n是整数，并且它们也可以是实数。

根据本实施例，所获得的新基础矢量是w'_m。w'_m也是DFT矢量，但其方向与对应的基础矢量w_m不同。其中w'_m=w_m+n，例如，可以为w'_m=w_m+1、或w'_m=w_m+2、或w'_m=w_m+3，等等。

根据本实施例，在新基本码本中，秩为2的预编码矢量的形式是和/或其中和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码，并且和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码。

例如，在根据第八实施例的终端800中，基本码本包括两组基础矢量，并且每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交。终端800的码本保存单元801获取与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量，在所获取的矢量之中计算与第一组基础矢量中的一个基础矢量的相关性最高的矢量作为新基础矢量，生成其它基础矢量，并且用各个新基础矢量替换各个原始基础矢量，以形成新基本码本。

根据本实施例，终端800的码本保存单元801通过重复生成新的一个基础矢量的操作，或者通过将第一组基础矢量中除所述一个基础矢量之外的其它基础矢量分别乘以所述新的一个基础矢量，而从第一组基础矢量中除所述一个基础矢量之外的其它基础矢量生成其它新基础矢量。

根据本实施例，终端800的码本保存单元801计算第二组基础矢量中的至少两个基础矢量的线性组合，作为与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量。

根据本实施例，终端800的码本保存单元801沿着行方向合并原始基本码本和新基本码本，以形成扩展码本。终端800还通过相差分配单元8012向扩展码本中的基础矢量分配相差，以形成含相差码本。

在应用于双极化八天线的多个天线阵列（每个天线阵列包括该双极化八天线中具有相同极化特性的四根天线）的情况中，码本保存单元801沿着列方向将扩展码本和所生成的含相差码本合并为一个码本，作为用于双极化八天线的码本。

例如，在根据第九实施例的终端800中，码本保存单元801存储基本码本和/或新基本码本，该基本码本包括被分为多个组的多个基础矢量，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交，该新基本码本被以如下方式获得：计算对应于所述多组基础矢量中的一组中的一个基础矢量的新基础矢量，使得该新基础矢量等于除所述一组基础矢量外的其它组基础矢量中的另一基础矢量，并且重复以上操作，以获取对应于所述多个基础矢量的多个新基础矢量，并且使用各个新基础矢量生成新基本码本；并且信息反馈单元802向基站反馈标识基本码本和/或新基本码本中的预编码矩阵的索引。

根据本实施例，基本码本中的多个基础矢量是w_m，其是DFT矢量，并且基础矢量w_m和w_m+n的方向之间的差依次是11.25°的n倍，其中m和n是整数，并且它们也可以是实数。

根据本实施例，所获得的新基础矢量是w'_m。w'_m也是DFT矢量，但其方向与对应的基础矢量w_m不同。其中w'_m=w_m+n，例如，可以为w'_m=w_m+1、或w'_m=w_m+2、或w'_m=w_m+3，等等。

根据本实施例，在新基本码本中，秩为2的预编码矢量的形式是和/或其中和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码，并且和被分别用于对从基站发送的不同层中的信号进行预编码。

图13是示出根据本实施例的在具有多个天线阵列的无线通信系统中生成码本的方法的流程图。

如图13中所示，在步骤S1310，提供包括两组基础矢量的基本码本，其中，每组基础矢量中的各个基础矢量彼此正交。在步骤S1320，获取与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量。在步骤S1330，将所获取的矢量中与第一组基础矢量中的一个基础矢量的相关性最高的矢量作为新基础矢量。在步骤S1340，生成其它基础矢量。在步骤S1350，用各个新基础矢量替换各个原始基础矢量，以形成新基本码本。

根据本实施例，上述生成码本的方法中的生成其它新基础矢量的步骤包括：关于第一组基础矢量中除所述一个基础矢量之外的其它基础矢量而重复生成新的一个基础矢量的操作，或者将第一组基础矢量中除所述一个基础矢量之外的其它基础矢量分别乘以所述新的一个基础矢量。

根据本实施例，上述生成码本的方法中的获取与第二组基础矢量中的至少一个基础矢量正交的矢量的步骤还可以包括：计算第二组基础矢量中的至少两个基础矢量的线性组合。

根据本实施例，上述生成码本的方法还可以包括以下步骤：沿着行方向合并基本码本和新基本码本以形成扩展码本；以及向扩展码本中的基础矢量分配相差以生成含相差码本。

根据本实施例，在上述生成码本的方法中，所述多个天线阵列可以是双极化八天线，并且每个天线阵列包括所述双极化八天线中具有相同极化特性的四根天线。所述方法还可以包括以下步骤：沿着列方向将扩展码本和所生成的含相差码本合并为一个码本，作为用于双极化八天线的码本。

如上描述了本公开的第八实施例。利用本实施例的技术方案，可以在不降低单用户传输的性能的情况下提高多用户传输的性能。

如上所述的本申请的各个实施例仅是示例性说明，并且它们具体的结构和操作不限制本公开的范围。本领域的技术人员可以新组合各个实施例中的各个部分和操作，以产生也符合本公开的构思的新实施例。

本公开的实施例可以通过硬件、软件或固件或者将它们相互组合的方式实施，并且实施方式并不限制本公开的范围。

本公开的实施例中的各个功能元件（单元）之间的连接关系不限制本公开的范围，其中一个或多个功能元件可以包括或连接到任何其它功能元件。

虽然已经结合附图显示和描述了本公开的某些实施例，但本领域的技术人员应该理解，可以对这些实施例进行改变和修改，其仍然落在本公开的权利要求及其等同物之内，而不偏离本公开的原理和精神。

Claims (10)

1.基站装置，包括：

码本保存单元，保存将第一基本码本和第二基本码本沿着列方向结合而得到的扩展码本，其中，所述第一基本码本具有N个由相互正交的4个基本预编码列矢量构成的组，其中，N为2以上的自然数，所述第二基本码本通过对所述N个组各自适用在所有的组之间都互不相同的值的相位差而生成，在所述N个组之间不将相同值作为所述相位差使用；

接收单元，从终端装置接收包括用于识别包含于所述扩展码本中的4N个扩展预编码列矢量中的任意一个扩展预编码列矢量的索引即预编码矩阵索引的信息；以及

发送单元，使用与由所述接收单元接收的信息中包含的预编码矩阵索引对应的扩展预编码列矢量对数据进行预编码，将被预编码的所述数据发送至所述终端装置。

2.如权利要求1所述的基站装置，

所述第一基本码本和所述第二基本码本分别具有4N个4行1列的基本预编码列矢量，

所述扩展码本具有4N个8行1列的扩展预编码列矢量。

3.如权利要求1所述的基站装置，

所述第一基本码本中包含的基本预编码列矢量w_m和w_m+1的角度差是{2π/32}的n倍，其中，m、n是整数。

4.如权利要求1所述的基站装置，

所述发送单元使用2个层发送数据，

所述第一基本码本所包含的基本预编码列矢量包括所述2个层中对一个层的基本预编码列矢量w_m和对另一个层的基本预编码列矢量w'_m，其中，m是整数，

所述w_m与所述w'_m的角度差是2π/32、4π/32或6π/32。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的基站装置，

所述发送单元具有多个阵列天线，

由所述接收单元接收的信息中包含针对所述多个阵列天线各自的所述预编码矩阵索引。

6.发送方法，包括以下步骤：

保存将第一基本码本和第二基本码本沿着列方向结合而得到的扩展码本的步骤，其中，所述第一基本码本具有N个由相互正交的4个基本预编码列矢量构成的组，其中，N为2以上的自然数，所述第二基本码本通过对所述N个组各自适用在所有的组之间都互不相同的值的相位差而生成，在所述N个组之间不将相同值作为所述相位差使用；

从终端装置接收包括用于识别包含于所述扩展码本中的4N个扩展预编码列矢量中的任意一个预编码列矢量的索引即预编码矩阵索引的信息的步骤；以及

使用与接收的所述信息中包含的预编码矩阵索引对应的扩展预编码列矢量对数据进行预编码，将被预编码的所述数据发送至所述终端装置的步骤。

7.如权利要求6所述的发送方法，

所述第一基本码本和所述第二基本码本分别具有4N个4行1列的基本预编码列矢量，

所述扩展码本具有4N个8行1列的扩展预编码列矢量。

8.如权利要求6所述的发送方法，

所述第一基本码本中包含的基本预编码列矢量w_m和w_m+1的角度差是{2π/32}的n倍，其中，m是0以上2N以下的整数、n是整数。

9.如权利要求6所述的发送方法，

所述数据的发送使用2个层进行，

所述第一基本码本所包含的基本预编码列矢量包括所述2个层中对一个层的基本预编码列矢量w_m和对另一个层的基本预编码列矢量w'_m，其中，m是整数，

所述w_m与所述w'_m的角度差是2π/32、4π/32或6π/32。

10.如权利要求6至9中任意一项所述的发送方法，

基站装置具有多个阵列天线，

所述接收的信息中包含针对所述多个阵列天线各自的所述预编码矩阵索引。