CN106160928A - 生成预编码矩阵的方法、无线基站和装置以及移动台 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种生成预编码矩阵的方法、无线基站和装置以及移动台。根据本发明一个实施例的生成预编码矩阵的方法，应用于无线基站，其中无线基站配置有天线阵列。所述方法包括：向移动台发送天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量；从移动台接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引；以及根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于移动台的预编码矩阵。

Description

生成预编码矩阵的方法、无线基站和装置以及移动台

技术领域

本发明涉及一种生成预编码矩阵的方法、无线基站和装置以及移动台。更具体地，本发明设计一种用于输入多输出(MIMO)系统的生成预编码矩阵的方法、无线基站和装置以及移动台。

背景技术

MIMO技术通过配置多根天线以分集或复用方式进行数据传输，从而可显著提高无线网络中的容量。在现有的通信系统中，通常在无线基站中设置排列为一维阵列的多根天线，以便在水平维度上区分多个用户设备(UE)。例如，在无线基站中，可设置有用于与多个UE同时进行通信的4根发射天线，并且该4根发射天线可排列为4×1的一维阵列。

然而，在例如宏小区和小小区之类的3维小区环境中，UE可位于不同的高度。例如，在建筑物的不同楼层中可分布有多个UE。在此情况下，传统的、仅在水平维度上区分多个UE线性阵列难以准确地对位于不同的高度的多个UE进行区分。鉴于此，已经提出了二维天线阵列，从而为在垂直维度上扩展空间分集提供了可能。

现有的预编码矩阵生成方法针对一维天线阵列。例如，在最新的3GPP规范中，假设无线基站中设置的多根天线以均匀直线阵列(uniform lineararray，ULA)形式分布，并且基于该假设确定预编码矩阵的码本。此外，提出了不同的一维天线阵列，并且目前对于这些不同的一维天线阵列分别提出了预编码矩阵码本。例如，在3GPP规范的Rel.8中提出了对于2×1的一维天线阵列的预编码矩阵码本，Rel.10中提出了对于8×1的一维天线阵列的预编码矩阵码本，在Rel.12中提出了对于4×1的一维天线阵列的预编码矩阵码本，而这些对于不同一维天线阵列的预编码矩阵码本的构成方式并不相同，这不利于灵活地配置天线阵列。

发明内容

鉴于上述问题，希望提供一种能够用于二维天线阵列的灵活的生成预编码矩阵的方法以及相应的无线基站和移动台。

根据本发明的一个实施例，提供了一种生成预编码矩阵的方法，应用于无线基站，其中无线基站配置有天线阵列。所述方法包括：向移动台发送天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量；从移动台接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引；以及根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于移动台的预编码矩阵。

根据本发明的另一实施例，提供了一种生成预编码矩阵的方法，应用于移动台。所述方法包括：从无线基站接收天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量；根据接收到的天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，确定无线基站所使用的天线阵列；根据所确定的天线阵列生成水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本；以及根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于移动台的预编码矩阵。

根据本发明的另一实施例，提供了一种无线基站，配置有天线阵列，无线基站包括：发送单元，配置来向移动台发送天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量；接收单元，配置来从移动台接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引；以及预编码生成单元，配置来根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于移动台的预编码矩阵。

根据本发明的另一实施例，提供了一种移动台，包括：接收单元，配置来从无线基站接收天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量；阵列确定单元，配置来根据接收到的天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，确定无线基站所使用的天线阵列；码本生成单元，配置来根据所确定的天线阵列生成水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本；以及预编码矩阵生成单元根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于移动台的预编码矩阵。

根据本发明实施例的方案提供了一种可用于二维天线阵列的生成预编码矩阵的方法，并且该生成预编码矩阵的方法可适用于以不同方式设置的天线阵列。从而根据本发明实施例的方案，移动台，即UE，可灵活地根据无线基站的天线配置生成码本，而不需要对于不同的天线配置分别确定生成预编码矩阵的方法。

附图说明

图1是描述了根据本发明一个实施例，生成预编码矩阵的方法的流程图；

图2是描述了根据本发明另一实施例，生成预编码矩阵的方法的流程图。

图3是示出根据本发明的一个示例，生成用于UE的预编码矩阵的方法的流程图。

图4是示出了根据本发明的一个实施例的无线基站的示范性结构框图。

图5是示出了根据本发明的一个实施例的移动台的示范性结构框图。

图6是示出根据本发明的一个示例，预编码矩阵生成单元的示范性结构框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同步骤和元素用相同的附图标记来表示，且对这些步骤和元素的重复解释将被省略。

图1是描述了根据本发明一个实施例，生成预编码矩阵的方法100的流程图。生成预编码矩阵的方法100可应用于无线基站。在根据本发明的实施例中，无线基站可配置有天线阵列，以便在空间域的水平维度和/或空间维度上进行分集。下面，将参照图1来描述根据本发明一个实施例的生成预编码矩阵的方法100。

如图1所示，无线基站可向UE通知该无线基站中天线阵列的设置方式。具体地，在步骤S101中，向UE发送天线端口(AP)总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量。

水平数量信息可以是天线阵列在水平维度上的天线端口数量，并且垂直数量信息可以是天线阵列在垂直维度上的天线端口数量。例如，无线基站可配置有4×2的二维天线阵列，其中水平维度上设置有4个AP，并且垂直维度上设置有2个AP。在此情况下，根据步骤S101，可向UE发送值为8的AP总数信息，以及值为4的水平数量信息和/或值为2的垂直数量信息。

根据本发明的一个示例，可向UE发送AP总数信息、水平数量信息和垂直数量信息。此外根据本发明的另一示例，也可向UE发送AP总数信息以及水平数量信息和垂直数量信息中的一个。UE可首先根据接收到的信息计算水平数量信息和垂直数量信息中的另一个，然后确定无线基站的天线阵列配置。

根据本发明的一个示例，在步骤S101中可通过RRC信令，周期性或非周期性地向与无线基站的连接的UE来通知AP总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息。例如，可在CSI配置的RRC信令中增加信息元(IE)来通知上述信息。然而，由于无线基站通常以百毫秒为周期发射RRC信令，发射的周期较长，因此可能存在不能及时地满足UE需要的情况。鉴于此，根据本发明的另一示例，在步骤S101中还可通过被触发的物理层信令来通知AP总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息。由于该物理层信令能够根据需要触发，因此无线基站可更加灵活地向UE进行通知。例如，可在对于A-CSI触发的DCI的物理层信令中来通知上述信息。

此外可替换地，水平数量信息和/或垂直数量信息也可以是无线基站所使用的通信标准的版本信息。UE可根据通信标准的版本信息确定在无线基站所使用的天线阵列的配置。可选择地，无线基站可通过新的PMI反馈配置信令来向UE通知该无线基站的AP总数信息和其所使用的通信标准的版本信息。例如，当无线基站中设置有4根天线并且使用3GPP规范的Rel.12进行通信时，在步骤S101中可向UE发送新的PMI反馈配置信令alternativeCodeBookEnabledFor4TX-r12。该信令指示无线基站使用3GPP规范的Rel.12，并且AP总数为4。根据该信令，UE能够知晓无线基站中天线阵列的天线端口总数为4，并且这4根天线以Rel.12版本中规定的方式进行排列，从而确定无线基站中天线阵列的排列方式，即，根据Rel.12版本确定无线基站中的天线排列为4×1的一维阵列。

可预先设置预编码矩阵码本与无线基站中天线阵列的设置方式之间的对应关系。UE可根据所确定的无线基站中天线阵列的设置方式生成与该天线阵列的设置方式对应的预编码矩阵码本。

然后，UE可根据预编码矩阵码本生成该UE使用的预编码矩阵并向无线基站反馈所指示预编码矩阵的索引，以便无线基站根据索引确定该UE使用的预编码矩阵。如图1所示，在步骤S102中，从UE接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引。然后，在步骤S103中，根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于UE的预编码矩阵。根据本发明的一个示例，在无线基站和UE中预先设置的预编码矩阵码本可根据水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成。水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引可分别指示UE生成其预编码矩阵时从水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本中选择的水平预编码矩阵、垂直预编码矩阵和极化预编码矩阵生成预编码矩阵。

此外根据本发明的另一示例，天线阵列能够在垂直维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个垂直波束。垂直预编码索引可以是UE所检测的在多个垂直波束中具有最大天线增益的垂直波束所对应的垂直预编码矩阵的索引。可选择地，无线基站可根据先验信息确定仅使用多个垂直波束中的一部分垂直波束来对UE发送信号。在此情况下，优选地可向UE通知无线基站所选择的垂直波束，以便于UE仅对无线基站所选择的垂直波束进行检查，从而简化UE所需要进行的操作。

具体地，图1所示的方法100还可包括在天线阵列能够发射的多个垂直波束中确定用于与UE进行通信的垂直波束的第一数量，以及向UE通知指示第一数量的第一数量信息，以使得UE根据第一数量的垂直波束确定垂直预编码索引。第一数量信息可以是所确定的用于与UE进行通信的垂直波束的第一数量。可替换地，第一数量信息不直接指示所述第一数量，而是包括天线阵列能够发射的垂直波束的总数和对于垂直波束的采样率。从而UE可根据垂直波束的总数和对于垂直波束的采样率来确定与该UE进行通信的垂直波束。例如，天线阵列能够发射的垂直波束的总数为10。无线基站根据先验信息确定可使用10个垂直波束中的5个来与UE进行信号传输。在此情况下，第一数量信息可以是第一数量5，也可以是垂直波束的总数10和对于垂直波束的采样率2。

此外与垂直波束类似，根据本发明的又一示例，天线阵列能够在水平维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个水平波束。水平预编码索引可以是UE所检测的在多个水平波束中具有最大天线增益的水平波束所对应的水平预编码矩阵的索引。可选择地，无线基站可根据先验信息确定仅使用多个水平波束中的一部分水平波束来对UE发送信号。在此情况下，优选地可向UE通知无线基站所选择的水平波束，以便于UE仅对无线基站所选择的水平波束进行检查，从而简化UE所需要进行的操作。

具体地，图1所示的方法100还可包括在天线阵列能够发射的多个水平波束中确定用于与UE进行通信的水平波束的第二数量，以及向UE通知指示第二数量的第二数量信息，以使得UE根据第二数量的水平波束确定水平预编码索引。第二数量信息可以是所确定的用于与UE进行通信的水平波束的第二数量。可替换地，第二数量信息不直接指示所述第二数量，而是包括天线阵列能够发射的水平波束的总数和对于水平波束的采样率。从而UE可根据水平波束的总数和对于水平波束的采样率来确定与该UE进行通信的水平波束。

此外，与AP总数信息、水平数量信息和垂直数量信息类似，可通过RRC信令，周期性或非周期性地向与无线基站的连接的UE来通知第一数量信息和第二数量信息，可替换地，也可通过被触发的物理层信令来通知第一数量信息和第二数量信息。

根据本实施例的生成预编码矩阵的方法适用于以不同方式设置的天线阵列。例如，该方法不仅适用于一维天线阵列，也适用于二维天线阵列。本实施例的方法为在无需对UE中的生成预编码矩阵的过程进行改变前提下，无线基站根据实际需要来调整天线配置提供了可能。

图2是描述了根据本发明另一实施例，生成预编码矩阵的方法200的流程图。生成预编码矩阵的方法200可应用于移动台(即，UE)。在根据本发明的实施例中，UE可连接到配置有天线阵列的无线基站。下面，将参照图2来描述根据本发明一个实施例的生成预编码矩阵的方法200。

如图2所示，在步骤S201中，从无线基站接收AP总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中AP总数信息指示天线阵列的AP总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的AP数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的AP数量。然后在步骤S202中，根据接收到的天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，确定无线基站所使用的天线阵列。

根据本发明的一个示例，当在步骤S201中接收到水平数量信息和垂直数量信息时，在步骤S202中可直接根据水平数量信息和垂直数量信息确定无线基站的天线阵列。

此外根据本发明的另一示例，当在步骤S201中接收到水平数量信息和垂直数量信息中的一个时，在步骤S202中可首先根据接收到的AP总数信息以及水平数量信息和垂直数量信息中的一个来获得水平数量信息和垂直数量信息中的另一个，然后根据水平数量信息和垂直数量信息确定无线基站的天线阵列。例如，当在步骤S201中接收到AP总数信息为8以及水平数量信为4时，在步骤S202中，可首先根据AP总数信息8以及水平数量信息4确定天线阵列在垂直维度的AP数量应当为2，即，垂直数量信息为2，然后根据水平数量信息和垂直数量信息确定无线基站的天线阵列为4×2的二维天线阵列。

在步骤S203中，根据所确定的天线阵列生成水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本。如上所述，可预先设置预编码矩阵码本与无线基站中天线阵列的设置方式之间的对应关系。在步骤S203中，UE可根据所确定的无线基站中天线阵列的设置方式生成与该天线阵列的设置方式对应的预编码矩阵码本。根据本发明的一个示例，预先设置的预编码矩阵码本可由与天线阵列的设置方式相对应的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本构成。可选择地，水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本可是离散傅里叶变换(DFT)形式的向量。

例如，可通过以下公式(1)生成垂直预编码码本

$u_m^M={\left[\begin{array}{cccc}1& e^{\left\{\frac{j2\mathrm{\πm}}{B}\right\}}& ...& e^{\left\{\frac{j2(M-1)\mathrm{\πm}}{B}\right\}}\end{array}\right]}^T...\left(1\right)$

其中M为天线阵列在垂直维度上的天线端口数量，即，第一数量信息所指示的第一数量；B为无线基站的天线阵列在垂直维度上的分辨率，即无线基站用于与UE进行通信的垂直波束的数量；m为垂直预编码索引；M、B和m为大于或等于零的整数。UE可根据对从无线基站发射的信息的检测来确定其所使用预编码矩阵中的m的值。

此外可通过以下公式(2)生成水平预编码矩阵码本

$w_n^N={\left[\begin{array}{cccc}1& e^{\left\{\frac{j2\mathrm{\πn}}{C}\right\}}& ...& e^{\left\{\frac{j2(N-1)\mathrm{\πn}}{C}\right\}}\end{array}\right]}^T...\left(2\right)$

其中N为天线阵列在水平维度上的天线端口数量，即，第二数量信息所指示的第二数量；C为无线基站的天线阵列在水平维度上的分辨率，即无线基站用于与UE进行通信的水平波束的数量；n为水平波束的索引；以及N、C和n为大于或等于零的整数。UE可根据对从无线基站发射的信息的检测来确定其所使用预编码矩阵中的n的值。

此外可通过以下公式(3)生成极化预编码矩阵码本

其中k为极化预编码索引，k可以为1或2。可根据UE对天线阵列发射的信号的极化方式确定k的值。

根据本发明的一个示例，在信道矩阵的秩为1的情况下，可通过以下公式(4)来生成预编码矩阵码本W_m，n，k：

其中， 为克罗内克乘积(Kronecker product)。

此外，在信道矩阵的秩为2的情况下，即，在同时传输两个数据流的情况下，可通过以下公式(5)来生成预编码矩阵码本W_{m，m′，n，n′，k}：

其中，m为第一个数据流垂直预编码索引，n为第一个数据流水平预编码的索引，m’为第二个数据流垂直预编码索引，n’为第二个数据流水平预编码的索引。

然后在步骤S204中，根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于UE的预编码矩阵。可根据不同的需要来确定根据水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于UE的预编码矩阵的各种方法。图3是示出根据本发明的一个示例，生成用于UE的预编码矩阵的方法300的流程图。如图3所示，在步骤S301中，检测天线阵列能够发射的多个垂直波束中至少一部分垂直波束的天线增益，以获得在至少一部分垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引。然后在步骤S302中，根据垂直预编码索引和垂直预编码矩阵码本确定垂直预编码矩阵。

根据本发明的一个示例，天线阵列能够在垂直维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个垂直波束。可将以各个方式设置的天线阵列能够发射的的垂直波束的数量预先在UE中存储或通知UE特定无线基站能够发射的垂直波束的数量。以上公式(1)中的B可以是所确定的天线阵列能够发射的垂直的波束的数量。在此情况下，根据步骤S301，对天线阵列能够发射的全部多个垂直波束的天线增益进行检测，并且根据在天线阵列能够发射的全部多个垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引来确定m值。此外，根据本发明的另一示例，无线基站可根据先验信息确定仅使用多个垂直波束中的一部分垂直波束来对UE发送信号，并向UE通知无线基站所选择的垂直波束。在此情况下，根据本发明的另一示例，图2或图3中所示的方法还可包括从无线基站接收第一数量信息，其中第一数量信息指示在多个垂直波束中与用于UE进行通信的垂直波束的第一数量。以上公式(1)中的B可以是接收到的第一数量信息指示的第一数量。在步骤S301中可仅检测天线阵列发射的第一数量的垂直波束的天线增益，并且根据在天线阵列发射的第一数量的垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引来确定m值。从而简化UE所需要进行的操作。

在水平维度上可执行与上述在垂直维度上所进行的操作类似的操作。如图3所示，在步骤S303中，检测天线阵列能够发射的多个水平波束中至少一部分水平波束的天线增益，以获得在至少一部分水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引。然后在步骤S304中，根据水平预编码索引和水平预编码矩阵码本确定水平预编码矩阵。

根据本发明的一个示例，天线阵列能够在水平维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个水平波束。可将以各个方式设置的天线阵列能够发射的的水平波束的数量预先在UE中存储或通知UE特定无线基站能够发射的水平波束的数量。以上公式(2)中的C可以是所确定的天线阵列能够发射的水平的波束的数量。在此情况下，根据步骤S303，对天线阵列能够发射的全部多个水平波束的天线增益进行检测，并且n为在天线阵列能够发射的全部多个水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引。此外，根据本发明的另一示例，无线基站可根据先验信息确定仅使用多个水平波束中的一部分水平波束来对UE发送信号，并向UE通知无线基站所选择的水平波束。在此情况下，根据本发明的另一示例，图2或图3中所示的方法还可包括从无线基站接收第二数量信息，其中第二数量信息指示在多个水平波束中与用于UE进行通信的水平波束的第二数量。以上公式(2)中的C可以是接收到的第二数量信息指示的第二数量。在步骤S303中可仅检测天线阵列发射的第二数量的水平波束的天线增益，并且n为在天线阵列发射的第二数量的水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引。从而简化UE所需要进行的操作。

在步骤S305中，可根据所确定的天线阵列生成极化预编码索引。极化预编码索引可指示UE进行极化的方式。例如，当UE对从天线阵列发射的信号进行水平极化时以上公式(3)中的k的值可以为1，而当UE对从天线阵列发射的信号进行垂直极化时以上公式(3)中的k的值可以为2。然后在步骤S306中根据极化预编码索引和极化预编码矩阵码本生成极化预编码矩阵。

最后在步骤S307中，根据水平预编码矩阵、垂直预编码矩阵和极化预编码矩阵生成用于UE的预编码矩阵。例如可根据以上公式(4)或(5)来生成用于UE的预编码矩阵。

应注意，图3中所示的方法的各个步骤不必按照所示的顺序执行。可以颠倒或并行地执行某些步骤。例如，可检测并生成垂直预编码索引的步骤、检测并生成水平预编码索引的步骤以及生成极化预编码索引的步骤可同时执行。

此外根据本发明的另一示例，在生成水平预编码索引、垂直预编码索引以及极化预编码索引之后，可向无线基站发送所生成的水平预编码索引、垂直预编码索引以及极化预编码索引，以使得无线基站生成用于UE的预编码矩阵。

根据本实施例的生成预编码矩阵的方法适用于以不同方式设置的天线阵列。例如，该方法不仅适用于一维天线阵列，也适用于二维天线阵列。从而根据本实施例的生成预编码矩阵的方法，UE可灵活地根据无线基站的天线配置生成码本，而不需要预先在UE中对于不同的天线配置分别确定生成预编码矩阵的方法。

下面，参照图4说明本发明的实施例的无线基站。图4是示出了根据本发明的一个实施例的无线基站400的示范性结构框图。无线基站400的配置有天线阵列(未示出)。此外如图4中所示，本实施例的无线基站400包括发送单元410、接收单元420和预编码生成单元430。无线基站400的各个单元可分别执行上述图1中的生成预编码矩阵的方法100的各个步骤/功能。因此，以下仅对无线基站400的主要部件进行了描述，而省略了以上已经结合图1描述过的细节内容。

发送单元410向UE发送天线端口(AP)总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中天线端口总数信息指示天线阵列的天线端口总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的天线端口数量。

水平数量信息可以是天线阵列在水平维度上的天线端口数量，并且垂直数量信息可以是天线阵列在垂直维度上的天线端口数量。此外，根据本发明的一个示例，发送单元410可向UE发送AP总数信息、水平数量信息和垂直数量信息。根据本发明的另一示例，发送单元410也可向UE发送AP总数信息以及水平数量信息和垂直数量信息中的一个。UE可首先根据接收到的信息计算水平数量信息和垂直数量信息中的另一个，然后确定无线基站的天线阵列配置。

根据本发明的一个示例，发送单元410可通过RRC信令，周期性或非周期性地向与无线基站的连接的UE来通知AP总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息。例如，可在CSI配置的RRC信令中增加信息元(IE)来通知上述信息。然而，由于无线基站通常以百毫秒为周期发射RRC信令，发射的周期较长，因此可能存在不能及时地满足UE需要的情况。鉴于此，根据本发明的另一示例，发送单元410还可通过被触发的物理层信令来通知AP总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息。由于该物理层信令能够根据需要触发，因此无线基站可更加灵活地向UE进行通知。例如，可在对于A-CSI触发的DCI的物理层信令中来通知上述信息。

此外可替换地，水平数量信息和/或垂直数量信息也可以是无线基站所使用的通信标准的版本信息。UE可根据通信标准的版本信息确定在无线基站所使用的天线阵列的配置。可选择地，发送单元410可通过新的PMI反馈配置信令来向UE通知无线基站400的AP总数信息和其所使用的通信标准的版本信息。

可预先设置预编码矩阵码本与无线基站中天线阵列的设置方式之间的对应关系。UE可根据所确定的无线基站中天线阵列的设置方式生成与该天线阵列的设置方式对应的预编码矩阵码本。

然后，UE可根据预编码矩阵码本生成该UE使用的预编码矩阵并向无线基站反馈所指示预编码矩阵的索引，以便无线基站根据索引确定该UE使用的预编码矩阵。在图4所示的无线基站400中，接收单元420可从UE接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引。然后，预编码生成单元430可根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于UE的预编码矩阵。根据本发明的一个示例，可在无线基站400和UE中预先设置的预编码矩阵码本可根据水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成。水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引可分别指示UE生成其预编码矩阵时从水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本中选择的水平预编码矩阵、垂直预编码矩阵和极化预编码矩阵生成预编码矩阵。

此外根据本发明的另一示例，无线基站400的天线阵列能够在垂直维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个垂直波束。接收单元420接收到的垂直预编码索引可以是UE所检测的在多个垂直波束中具有最大天线增益的垂直波束所对应的垂直预编码矩阵的索引。可选择地，无线基站400可根据先验信息确定仅使用多个垂直波束中的一部分垂直波束来对UE发送信号。在此情况下，优选地发送单元410可向UE通知无线基站所选择的垂直波束，以便于UE仅对无线基站所选择的垂直波束进行检查，从而简化UE所需要进行的操作。

具体地，无线基站400还可包括垂直波束选择单元，以在天线阵列能够发射的多个垂直波束中确定用于与UE进行通信的垂直波束的第一数量。并且发送单元410还可向UE通知指示第一数量的第一数量信息，以使得UE根据第一数量的垂直波束确定垂直预编码索引。第一数量信息可以是所确定的用于与UE进行通信的垂直波束的第一数量。可替换地，第一数量信息不直接指示所述第一数量，而是包括天线阵列能够发射的垂直波束的总数和对于垂直波束的采样率。从而UE可根据垂直波束的总数和对于垂直波束的采样率来确定与该UE进行通信的垂直波束。

此外与垂直波束类似，根据本发明的又一示例，无线基站400的天线阵列能够在水平维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个水平波束。接收单元420接收到的水平预编码索引可以是UE所检测的在多个水平波束中具有最大天线增益的水平波束所对应的水平预编码矩阵的索引。可选择地，无线基站400可根据先验信息确定仅使用多个水平波束中的一部分水平波束来对UE发送信号。在此情况下，发送单元410优选地可向UE通知无线基站所选择的水平波束，以便于UE仅对无线基站所选择的水平波束进行检查，从而简化UE所需要进行的操作。

具体地，无线基站400还可包括水平波束选择单元，以在天线阵列能够发射的多个水平波束中确定用于与UE进行通信的水平波束的第二数量，并且发送单元410可向UE通知指示第二数量的第二数量信息，以使得UE根据第二数量的水平波束确定水平预编码索引。第二数量信息可以是所确定的用于与UE进行通信的水平波束的第二数量。可替换地，第二数量信息不直接指示所述第二数量，而是包括天线阵列能够发射的水平波束的总数和对于水平波束的采样率。从而UE可根据水平波束的总数和对于水平波束的采样率来确定与该UE进行通信的水平波束。

此外，与AP总数信息、水平数量信息和垂直数量信息类似，发生单元可通过RRC信令，周期性或非周期性地向与无线基站的连接的UE来通知第一数量信息和第二数量信息，可替换地，也可通过被触发的物理层信令来通知第一数量信息和第二数量信息。

通过根据本实施例的无线基站可对于以不同方式设置的天线阵列灵活地生成预编码矩阵码本以及UE所使用的预编码矩阵。从而无线基站可根据实际需要来调整天线配置，而不需要对UE中的生成预编码矩阵的过程进行改变。

下面，参照图5说明本发明的实施例的移动台(即，UE)。图5是示出了根据本发明的一个实施例的移动台500的示范性结构框图。移动台500连接到配置有天线阵列的无线基站。如图5中所示，本实施例的移动台500包括接收单元510、阵列确定单元520、码本生成单元530和预编码矩阵生成单元540。移动台500的各个单元可分别执行上述图2中的生成预编码矩阵的方法200的各个步骤/功能。因此，以下仅对移动台500的主要部件进行了描述，而省略了以上已经结合图2描述过的细节内容。

接收单元510从无线基站接收AP总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中AP总数信息指示天线阵列的AP总数，水平数量信息指示天线阵列在水平维度上的AP数量，以及垂直数量信息指示天线阵列在垂直维度的AP数量。然后阵列确定单元520根据接收到的天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，确定无线基站所使用的天线阵列。

根据本发明的一个示例，当接收单元510接收到水平数量信息和垂直数量信息时，阵列确定单元520可直接根据水平数量信息和垂直数量信息确定无线基站的天线阵列。此外根据本发明的另一示例，当接收单元510接收到水平数量信息和垂直数量信息中的一个时，阵列确定单元520可首先根据接收到的AP总数信息以及水平数量信息和垂直数量信息中的一个来获得水平数量信息和垂直数量信息中的另一个，然后根据水平数量信息和垂直数量信息确定无线基站的天线阵列。

码本生成单元530根据所确定的天线阵列生成水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本。如上所述，可预先设置预编码矩阵码本与无线基站中天线阵列的设置方式之间的对应关系。码本生成单元530可根据所确定的无线基站中天线阵列的设置方式生成与天线阵列的设置方式对应的预编码矩阵码本。根据本发明的一个示例，预先设置的预编码矩阵码本可由与天线阵列的设置方式相对应的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本构成。可选择地，水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本可是离散傅里叶变换(DFT)形式的向量。例如，如上所述可通过公式(1)-(5)来生成与天线阵列的设置方式对应的预编码矩阵码本。

然后,预编码矩阵生成单元540根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于UE的预编码矩阵。可根据不同的需要来确定预编码矩阵生成单元540根据水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于UE的预编码矩阵的各种方法。图6是示出根据本发明的一个示例，预编码矩阵生成单元540的示范性结构框图。如图6所示，预编码矩阵生成单元540可包括垂直预编码矩阵确定模块610、水平预编码矩阵确定模块620、极化预编码矩阵确定模块630和预编码矩阵生成模块640。

具体地，移动台500还可包括检测单元。检测单元可检测天线阵列能够发射的多个垂直波束中至少一部分垂直波束的天线增益，以获得在至少一部分垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引。然后垂直预编码矩阵确定模块610可根据垂直预编码索引和垂直预编码矩阵码本确定垂直预编码矩阵。

根据本发明的一个示例，天线阵列能够在垂直维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个垂直波束。可将以各个方式设置的天线阵列能够发射的的垂直波束的数量预先在UE中存储或通知UE特定无线基站能够发射的垂直波束的数量。以上公式(1)中的B可以是所确定的天线阵列能够发射的垂直的波束的数量。在此情况下，检测单元可对天线阵列能够发射的全部多个垂直波束的天线增益进行检测，并且根据在天线阵列能够发射的全部多个垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引来确定m值。此外，根据本发明的另一示例，无线基站可根据先验信息确定仅使用多个垂直波束中的一部分垂直波束来对UE发送信号，并向UE通知无线基站所选择的垂直波束。在此情况下，根据本发明的另一示例，接收单元510还可从无线基站接收第一数量信息，其中第一数量信息指示在多个垂直波束中与用于移动台进行通信的垂直波束的第一数量。以上公式(1)中的B可以是接收到的第一数量信息指示的第一数量。检测单元可仅检测天线阵列发射的第一数量的垂直波束的天线增益，并且根据在天线阵列发射的第一数量的垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引来确定m值。从而简化UE所需要进行的操作。

水平预编码矩阵确定模块620可在水平维度上可执行与垂直预编码矩阵确定模块610在垂直维度上所进行的上述操作类似的操作。具体地，检测单元可检测天线阵列能够发射的多个水平波束中至少一部分水平波束的天线增益，以获得在至少一部分水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引。然后水平预编码矩阵确定模块620可根据水平预编码索引和水平预编码矩阵码本确定水平预编码矩阵。

根据本发明的一个示例，天线阵列能够在水平维度上发射的多个波束，即，能够发射的多个水平波束。可将以各个方式设置的天线阵列能够发射的的水平波束的数量预先在UE中存储或通知UE特定无线基站能够发射的水平波束的数量。以上公式(2)中的C可以是所确定的天线阵列能够发射的水平的波束的数量。在此情况下，检测单元对天线阵列能够发射的全部多个水平波束的天线增益进行检测，并且可根据在天线阵列能够发射的全部多个水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引来确定n的值。此外，根据本发明的另一示例，无线基站可根据先验信息确定仅使用多个水平波束中的一部分水平波束来对UE发送信号，并向UE通知无线基站所选择的水平波束。在此情况下，根据本发明的另一示例，接收单元510还可从无线基站接收第二数量信息，其中第二数量信息指示在多个水平波束中与用于移动台进行通信的水平波束的第二数量。以上公式(2)中的C可以是接收到的第二数量信息指示的第二数量。检测单元可仅检测天线阵列发射的第二数量的水平波束的天线增益，并且可根据在天线阵列发射的第二数量的水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引来确定n的值。从而简化UE所需要进行的操作。

此外，检测单元还可根据所确定的天线阵列生成极化预编码索引。极化预编码索引可指示UE进行极化的方式。例如，当UE对从天线阵列发射的信号进行水平极化时以上公式(3)中的k的值可以为1，而当UE对从天线阵列发射的信号进行垂直极化时以上公式(3)中的k的值可以为2。极化预编码矩阵确定模块630可根据所确定的天线阵列生成极化预编码索引。

然后预编码矩阵生成模块640根据水平预编码矩阵、垂直预编码矩阵和极化预编码矩阵生成用于移动台的预编码矩阵。例如预编码矩阵生成模块640可根据以上公式(4)或(5)来生成用于移动台的预编码矩阵。

此外根据本发明的另一示例，图5中所示的移动台500还可包括发送单元。在生成水平预编码索引、垂直预编码索引以及极化预编码索引之后，发送单元可向无线基站发送所生成的水平预编码索引、垂直预编码索引以及极化预编码索引，以使得无线基站生成用于移动台的预编码矩阵。

根据本发明实施例的移动台可灵活地根据无线基站的天线配置生成码本，而不需要预先在移动台中对于不同的天线配置分别确定生成预编码矩阵的方法。

上述无线基站400和移动台500的操作可以通过硬件实现，也可以通过由处理器执行的软件模块实现，并且进一步可以通过两者的组合实现。

软件模块可以被布置在任意格式的存储介质中，例如RAM(随机访问存储器)、闪存、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)、寄存器、硬盘、可移除盘以及CD-ROM。

这种存储介质连接到处理器，使得处理器可以向该存储介质写入信息或从该存储介质读取信息。这种存储介质还可以在处理器中累积。这种存储介质和处理器可以被布置在ASIC中。这种ASIC可以被布置在基站装置400和移动台500中。作为分立组件，这种存储介质和处理器可以被布置在基站装置400和移动台500中。

因此，通过使用上述实施例详细解释了本发明；然而，本领域技术人员应清楚本发明不限于在理解释的实施例。本发明在不背离由权利要求限定的本发明的范围的情况下可以被实现为校正的、修改的模式。因此，说明书的描述仅意图解释示例，并且不对本发明施加任何限制含义。

Claims (20)

1.一种生成预编码矩阵的方法，应用于无线基站，其中所述无线基站配置有天线阵列，所述方法包括：

向移动台发送天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中所述天线端口总数信息指示所述天线阵列的天线端口总数，所述水平数量信息指示所述天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及所述垂直数量信息指示所述天线阵列在垂直维度的天线端口数量；

从所述移动台接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引；以及

根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于所述移动台的预编码矩阵。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述天线阵列能够发射的多个垂直波束中确定用于与所述移动台进行通信的垂直波束的第一数量；

向所述移动台通知指示所述第一数量的第一数量信息，以使得所述移动台根据第一数量的垂直波束确定所述垂直预编码索引。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一数量信息包括：

所述多个垂直波束的总数和波束采样率。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，还包括：

在所述天线阵列能够发射的多个水平波束中确定用于与所述移动台进行通信的水平波束的第二数量；

向所述移动台通知指示所述第二数量的第二数量信息，以使得所述移动台根据第二数量的水平波束确定所述水平预编码索引。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中

所述水平数量信息和/或垂直数量信息为所述无线基站所使用的通信标准的版本信息。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中

通过RRC信令或被触发的物理层信令通知所述天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息。

7.一种生成预编码矩阵的方法，应用于移动台，所述方法包括：

从无线基站接收天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中所述天线端口总数信息指示所述天线阵列的天线端口总数，所述水平数量信息指示所述天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及所述垂直数量信息指示所述天线阵列在垂直维度的天线端口数量；

根据接收到的天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，确定所述无线基站所使用的天线阵列；

根据所确定的天线阵列生成水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本；以及

根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于所述移动台的预编码矩阵。

8.如权利要求7所述的方法，其中根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于所述移动台的预编码矩阵包括：

检测天线阵列能够发射的多个垂直波束中至少一部分垂直波束的天线增益，以获得在所述至少一部分垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引；

根据所述垂直预编码索引和所述垂直预编码矩阵码本确定垂直预编码矩阵；

检测天线阵列能够发射的多个水平波束中至少一部分水平波束的天线增益，以获得在所述至少一部分水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引；

根据所述水平预编码索引和所述水平预编码矩阵码本确定水平预编码矩阵；

根据所确定的天线阵列生成极化预编码索引；

根据所述极化预编码索引和所述极化预编码矩阵码本生成极化预编码矩阵；以及

根据所述水平预编码矩阵、所述垂直预编码矩阵和所述极化预编码矩阵生成用于所述移动台的预编码矩阵。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

从所述无线基站接收第一数量信息，其中所述第一数量信息指示在所述多个垂直波束中与用于所述移动台进行通信的垂直波束的第一数量，其中

所述检测天线阵列能够发射的多个垂直波束中至少一部分垂直波束的天线增益包括：

检测该天线阵列发射的第一数量的垂直波束的天线增益。

10.如权利要求8或9所述的方法，还包括：

从所述无线基站接收第二数量信息，其中所述第二数量信息指示在所述多个水平波束中用于与所述移动台进行通信的水平波束的第二数量，其中

所述检测天线阵列能够发射的多个水平波束中至少一部分水平波束的天线增益包括：

检测该天线阵列发射的第二数量的水平波束的天线增益。

11.如权利要求8或9所述的方法，还包括：

向所述无线基站发送所生成的水平预编码索引、垂直预编码索引以及极化预编码索引，以使得所述无线基站生成用于所述移动台的预编码矩阵。

12.一种无线基站，配置有天线阵列，所述无线基站包括：

发送单元，配置来向移动台发送天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中所述天线端口总数信息指示所述天线阵列的天线端口总数，所述水平数量信息指示所述天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及所述垂直数量信息指示所述天线阵列在垂直维度的天线端口数量；

接收单元，配置来从所述移动台接收水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引；以及

预编码生成单元，配置来根据所接收的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引生成用于所述移动台的预编码矩阵。

13.如权利要求12所述的无线基站，还包括：

垂直波束选择单元，配置来在所述天线阵列能够发射的多个垂直波束中确定用于与所述移动台进行通信的垂直波束的第一数量，其中

所述发送单元还配置来向所述移动台通知指示所述第一数量的第一数量信息，以使得所述移动台根据第一数量的垂直波束确定所述垂直预编码索引。

14.如权利要求12或13所述的无线基站，还包括：

水平波束选择单元，配置来在所述天线阵列能够发射的多个水平波束中确定用于与所述移动台进行通信的水平波束的第二数量；其中

所述发送单元还配置来向所述移动台通知指示所述第二数量的第二数量信息，以使得所述移动台根据第二数量的水平波束确定所述水平预编码索引。

15.如权利要求12或13所述的方法，其中

所述发送单元通过RRC信令或被触发的物理层信令通知所述天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息。

16.一种移动台，包括：

接收单元，配置来从无线基站接收天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，其中所述天线端口总数信息指示所述天线阵列的天线端口总数，所述水平数量信息指示所述天线阵列在水平维度上的天线端口数量，以及所述垂直数量信息指示所述天线阵列在垂直维度的天线端口数量；

阵列确定单元，配置来根据接收到的天线端口总数信息、以及水平数量信息和/或垂直数量信息，确定所述无线基站所使用的天线阵列；

码本生成单元，配置来根据所确定的天线阵列生成水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本；以及

预编码矩阵生成单元，配置来根据所生成的水平预编码矩阵码本、垂直预编码矩阵码本和极化预编码矩阵码本生成用于所述移动台的预编码矩阵。

17.如权利要求16所述的移动台，还包括：

检测单元，配置来该天线阵列能够发射的多个垂直波束中至少一部分垂直波束的天线增益，以获得在所述至少一部分垂直波束中与具有最大天线增益的垂直波束对应的垂直预编码索引，检测该天线阵列能够发射的多个水平波束中至少一部分水平波束的天线增益，以获得在所述至少一部分水平波束中与具有最大天线增益的水平波束对应的水平预编码索引，并且根据所确定的天线阵列生成极化预编码索引，其中

所述预编码生成单元包括：

垂直预编码矩阵确定模块，配置来根据所述垂直预编码索引和所述垂直预编码矩阵码本确定垂直预编码矩阵；

水平预编码矩阵确定模块，配置来根据所述水平预编码索引和所述水平预编码矩阵码本确定水平预编码矩阵；

极化预编码矩阵确定模块，配置来根据所述极化预编码索引和所述极化预编码矩阵码本生成极化预编码矩阵；以及

预编码矩阵生成模块，配置来根据所述水平预编码矩阵、所述垂直预编码矩阵和所述极化预编码矩阵生成用于所述移动台的预编码矩阵。

18.如权利要求17所述的移动台，其中

所述接收单元还配置来从所述无线基站接收第一数量信息，其中所述第一数量信息指示在所述多个垂直波束中与用于所述移动台进行通信的垂直波束的第一数量，

所述检测单元检测天线阵列发射的第一数量的垂直波束的天线增益。

19.如权利要求17或18所述的移动台，其中

所述接收单元还配置来从所述无线基站接收第二数量信息，其中所述第二数量信息指示在所述多个水平波束中用于与所述移动台进行通信的水平波束的第二数量，

所述检测单元检测天线阵列发射的第二数量的水平波束的天线增益。

20.如权利要求17或18所述的移动台，还包括：

发送单元，配置来向所述无线基站发送所生成的水平预编码索引、垂直预编码索引和极化预编码索引，以使得所述无线基站生成用于所述移动台的预编码矩阵。