CN106453167B - 用于构建码本的方法和装置以及用于构建预编码矩阵的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种在移动终端中用于构建码本的方法和装置以及在基站中用于构建预编码矩阵的方法和装置。用于构建码本的方法包括：获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息；通过向信道信息应用网格译码来分别对信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及分别将针对每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本；其中第一级联码本和第二级联码本的组合将被用于多个传输节点的联合传输。根据本发明实施例的方案具有良好的可扩展性和准确性。

Description

用于构建码本的方法和装置以及用于构建预编码矩阵的方法 和装置

技术领域

本发明的实施例一般地涉及无线通信技术，更具体地，涉及在移动终端中用于构建码本的方法和装置以及用于构建预编码矩阵的方法和装置。

背景技术

多输入多输出(MIMO)系统是指在基站侧利用多个天线各自独立地发送信号，同时在终端侧利用多个天线来接收信号的通信系统。近年来，为了获得更高倍数的信道容量和更低的能量消耗等，通常在MIMO系统的基站端配置大量数目的天线，比如64根或128根，从而形成了大规模MIMO系统(Massive MIMO)。在部署基站侧的大量天线时，可以采用集中式架构和分布式架构，从而分别形成集中式大规模MIMO系统和分布式大规模MIMO系统。

尽管分布式大规模MIMO系统具有大容量、低功耗、以及更好的覆盖等优点，但是在部署分布式大规模MIMO系统时仍面临一些问题。

首先，在分布式大规模MIMO系统中，多个传输节点联合对发往接收机的数据进行波束成形。此外，在基站侧通常采用预编码技术来改善系统性能。在采用预编码技术时，基站通过终端所反馈的信道信息，对发送的信号用预编码矩阵进行处理，使各个数据流在空间信道传输过程中等效为相互独立的信道以进行传输。预编码器矩阵通常从可能的预编码器矩阵的码本中进行选择。目前，现有的用于预编码的码本相对于发送天线的数目是固定的。例如，存在分别针对2个、4个和8个天线的码本。然而，由于信道条件的差异，进行协作的传输节点的数目将会发生变化，使得发送天线的数目也会发生变化。例如，在采用3个发送天线的情况下，将没有匹配的码本可用。如果在分布式大规模MIMO系统中尝试重用目前的码本机制，则不得不设计大量的码本。

其次，尽管可以考虑使用针对协作多点传输(CoMP)系统的级联(concatenate)码本，但是仍然存在反馈开销大的问题。例如，在级联码本中，信道量化包括三个方面：针对每个节点的码本索引、信道幅度和相对相位量化。当进行协作的传输节点的数目较大时，信道量化的这三个方面将在分布式大规模MIMO系统中引起大的反馈开销。

因此，需要针对分布式大规模MIMO系统构建一种新的码本。

发明内容

本发明的实施例提供了一种在移动终端中用于构建码本的方法和装置以及在基站中用于构建预编码矩阵的方法和装置，以解决或者至少部分地缓解现有技术中存在的上述问题。

在第一方面中，本发明的实施例提供了一种在移动终端中用于构建码本的方法。该方法包括：获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息；通过向所述信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本的组合将被用于所述多个传输节点的联合传输。

在一个实施例中，所述信道信息包括信道矩阵，并且对所述信道的方向进行量化包括：通过向所述信道矩阵应用所述网格译码来对所述信道的方向进行量化，以便从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字。

在一个实施例中，从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字包括计算如下第一路径度量m(p_t)：

其中h_[1:t]表示所述信道矩阵中针对第1个传输节点到第t个传输节点的向量，h_[t-1:t]表示所述信道矩阵中针对第t-1个传输节点到第t个传输节点的截头向量，p_t表示通往所述网格译码的第t个译码级的部分路径，out(p_t)表示所述DFT码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜t≤所述多个传输节点的数目。

在一个实施例中，所述信道信息包括针对所述多个传输节点的测量参考信号接收功率RSRP向量；对所述信道的幅度进行量化包括：通过向所述RSRP向量应用所述网格译码来对所述信道的幅度进行量化，以便从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字。

在一个实施例中，从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字包括计算如下第二路径度量m(p)：

其中r_[1:s]表示所述RSRP向量中针对第1个传输节点到第s个传输节点的向量，r_[s-1:s]表示所述RSRP向量中针对第s-1个传输节点到第s个传输节点的截头向量，p_s表示通往所述网格译码的第s个译码级的部分路径，out(p_s)表示所述幅度水平码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜s≤所述多个传输节点的数目。

在一个实施例中，该方法进一步包括：分别将所述第一级联码本和所述第二级联码本映射到第一比特序列和第二比特序列，以向所述基站反馈所述第一比特序列和所述第二比特序列。

在第二方面中，本发明的实施例提供了一种在基站中用于构建预编码矩阵的方法。该方法包括：从移动终端接收第一比特序列和第二比特序列；分别向所述第一比特序列和所述第二比特序列应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本和第二级联码本；以及将所述第一级联码本和所述第二级联码本进行组合，以构建针对所述多个传输节点的预编码矩阵；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本是通过在所述移动终端处向关于所述移动终端与所述多个传输节点之间的信道的信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化而构建的。

在第三方面中，本发明的实施例提供了一种在移动终端中用于构建码本的装置。该装置包括：信道信息获取单元，被配置为获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息；信道量化单元，被配置为通过向所述信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及级联单元，被配置为分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本的组合将被用于所述多个传输节点的联合传输。

在一个实施例中，所述信道信息包括信道矩阵，并且所述信道量化单元被进一步配置为：通过向所述信道矩阵应用所述网格译码来对所述信道的方向进行量化，以便从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字。

在一个实施例中，所述信道量化单元被进一步配置为计算如下第一路径度量m(p_t)：

其中h_[1:t]表示所述信道矩阵中针对第1个传输节点到第t个传输节点的向量，h_[t-1:t]表示所述信道矩阵中针对第t-1个传输节点到第t个传输节点的截头向量，p_t表示通往所述网格译码的第t个译码级的部分路径，out(p_t)表示所述DFT码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜t≤所述多个传输节点的数目。

在一个实施例中，所述信道信息包括针对所述多个传输节点的测量参考信号接收功率RSRP向量；所述信道量化单元被进一步配置为：通过向所述RSRP向量应用所述网格译码来对所述信道的幅度进行量化，以便从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字。

在一个实施例中，所述信道量化单元被进一步配置为计算如下第二路径度量m(p)：

其中r_[1:s]表示所述RSRP向量中针对第1个传输节点到第s个传输节点的向量，r_[s-1:s]表示所述RSRP向量中针对第s-1个传输节点到第s个传输节点的截头向量，p_s表示通往所述网格译码的第s个译码级的部分路径，out(p_s)表示所述幅度水平码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜s≤所述多个传输节点的数目。

在一个实施例中，该装置进一步包括：映射单元，被配置为分别将所述第一级联码本和所述第二级联码本映射到第一比特序列和第二比特序列，以向所述基站反馈所述第一比特序列和所述第二比特序列。

在第四方面中，本发明的实施例提供了一种用于构建预编码矩阵的装置。该装置包括：接收单元，被配置为从移动终端接收第一比特序列和第二比特序列；编码单元，被配置为分别向所述第一比特序列和所述第二比特序列应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本和第二级联码本；以及构建单元，被配置为将所述第一级联码本和所述第二级联码本进行组合，以构建针对所述多个传输节点的预编码矩阵；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本是通过在所述移动终端处向关于所述移动终端与所述多个传输节点之间的信道的信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化而构建的。

利用本发明的方案，通过应用网格译码来对信道进行量化，在网格译码的每个译码级中选择针对一个传输节点的最佳码字。因而，在传输节点的数目以及天线的数目发生变化时，通过增加译码级就可为增加的传输节点选择最佳码字，使得本发明的方案能够适用于传输节点数目不固定的场景，例如分布式大规模MIMO系统。此外，本发明的方案考虑了对信道的幅度进行量化，因而也适用于不同传输节点的路径损耗的量化不可忽略的场景。因此，根据本发明实施例的构建码本的方案具有良好的可扩展性和准确性。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施例。在附图中：

图1示出了本发明的实施例可以实现于其中的分布式MIMO通信系统的反馈系统的环境；

图2示出了根据本发明实施例第一方面的在移动终端中用于构建码本的方法的流程图；

图3示出了在根据本发明的一个实施例中使用的卷积编码器；

图4示出了与图3所示的卷积编码器对应的网格图；

图5示出了信道的幅度水平与图4所示的网格图的分支上的输出之间的映射关系；

图6示出了根据本发明实施例第二方面的在基站中用于构建预编码矩阵的方法的流程图；

图7示出了根据本发明实施例第三方面的在移动终端中用于构建码本的装置的框图；

图8示出了根据本发明实施例第四方面的在基站中用于构建预编码矩阵的装置的框图；

图9示出了根据本发明实施例所构建的码本的波束成形增益与现有的CoMP级联码本的波束成形增益的比较；以及

图10示出了具有信道幅度量化的基于网格的码本的波束成形增益与不具有信道幅度量化的基于网格的码本的波束成形增益的比较。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明的实施例可以实现于其中的MIMO通信系统的反馈系统100的环境。如图1所示，反馈系统100包括位于移动终端侧的反馈发射器110和位于基站侧或发射端侧的反馈接收器120。反馈发射器110包括网格译码器111和信道编码器112。反馈接收器120包括网格编码器121和信道解码器122。

移动终端通过执行信道估计而获得该移动终端与多个传输节点之间的信道的信道矩阵h。在假定相互协作的传输节点的数目为M，每个传输节点安装有L个天线的情况下，h＝[h₁,h₂,…,h_M]，其中h_i为L×1的向量。

信道矩阵h被馈送至网格译码器111。网格译码器111通过向信道矩阵h应用网格译码来对移动终端与多个传输节点之间的信道进行量化，以便从预先生成的码本中选择针对每个传输节点的最佳码字。接着，网格译码器111将针对每个传输节点的最佳码字进行级联，从而构建用于预编码的级联码本。随后，网格译码器111生成与所构建的级联码本相对应的M维的路径向量。之后，网格译码器111将与M维的路径向量对应的输入序列b馈送至信道编码器112，其中b＝(b₁,b₂,…,b_M)∈{1,…,2^B}，B为针对每个传输节点的比特数，确定网格图中的状态转换以及网格译码器的第个译码级的输出。然后，信道编码器112向比特序列b应用信道编码，从而将比特序列b转换为经信道编码的序列c，并且将经信道编码的序列c经由反馈信道130反馈至反馈接收器120。

在反馈接收器120处，经信道编码的序列c由于加性噪声而失真为比特序列随后，反馈接收器120中的信道解码器122将比特序列进行信道解码而恢复出比特序列之后，网格编码器121对比特序列进行网格编码，从而得到预编码向量w。

应当理解，图1中的框图仅仅示出用于说明目的，并非旨在限制在此描述的主题的范围。在某些情况下，某些组件可以按照具体需要而增加或者减少。

在下文中将参照图2至10来详细描述根据本发明实施例的用于构建码本的方法。

图2示出了根据本发明实施例第一方面的在移动终端中用于构建码本的方法200的流程图。方法200开始于步骤210。在步骤S210，获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息。在一个实施例中，该信道信息包括移动终端通过信道估计而获取的其与多个传输节点之间的信道的信道矩阵h。出于说明的目的，在下文中将以相互协作的传输节点的数目为4、每个传输节点安装有2个天线为例进行描述。在这种情况下，信道矩阵h＝[h₁,h₂,h₃,h₄]，其中h_i是移动终端与第i个传输节点之间的信道的信道向量，并且h_i为2×1的向量。然而，应当理解，本发明的范围在此方面不受限制。

接下来，在步骤S220，移动终端通过向所述信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字。

在一个实施例中，为了对移动终端与多个传输节点之间的信道的方向和幅度进行量化，采用如图3所示的(3,2,3)卷积编码器300，其中(3,2,3)表示卷积编码器300的输出为3比特、输入为2比特、卷积编码器300至少需要记忆前面3个编码时间段内的信息。卷积编码器300包括移位寄存器310、320和330。a_in,1和a_in,2表示卷积编码器300的输入比特，b_out,1、b_out,2和b_out,3表示卷积编码器300的输出比特。

卷积码的编码和译码过程通常可以借助于网格图来描述。由此，借助于网格图来对卷积码进行译码的过程也被称作“网格译码”。图4示出了与卷积编码器300对应的网格图400。在网格图400中，自上而下的七行节点S0、S1、…、S7分别表示移位寄存器310、320和330在不同译码时刻的状态。网格译码通常包括多个译码级(stage)，每个译码级包括在特定译码时刻移位寄存器310、320和330的状态的集合。例如，第一译码级包括在译码时刻t＝0移位寄存器310、320和330的状态的集合，即网格图400中的第一列。从一个状态节点到另一状态节点的有向线段(分支)表示状态转移的方向，其中如果输入为0，则用实线段来表示，如果输入为1，则用虚线段来表示。网格图400左侧的十进制数表示从每个状态S0、S1、…、S7出发的4条分支上的输入和输出。例如，节点S0左侧的十进制数“4/1”表示分支410的输入为1(即a_in,1a_in,2＝01(二进制))，输出为4(b_out,1b_out,2b_out,3＝100(二进制))。由此，在网格译码过程中，在每个译码级中可以从预先生成的码本中选择针对一个传输节点的最佳码字。之后，分别将针对每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本，如图2的步骤S230所示。

在一个实施例中，对信道的方向进行量化包括：通过向信道矩阵h应用所述网格译码来对信道的方向进行量化，以便从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对每个传输节点的第一最佳码字。

作为一个示例，基于图3所示的(3,2,3)卷积编码器300的结构，所预先生成的DFT码本中的码字数目可以为8。例如，可以预先生成由下式表示的DFT码本：

可以理解，由式(1)表示的DFT码本刻画了各个方向的信道，并且式(1)中的每一列表示一个码字。因此，对信道矩阵h＝[h₁,h₂,h₃,h₄]进行量化的目的在于，针对信道矩阵h中的每一个信道向量h_i，从式(1)中找出与之最为匹配的一列以作为与信道向量h_i对应的第i个传输节点的第一最佳码字。

为了从式(1)中找出与每一个信道向量h_i最为匹配的一个码字，可以借助于图4所示的网格图400来对信道矩阵h进行网格译码。在一个实施例中，可以采用维特比(Viterbi)算法对信道矩阵h进行网格译码。在维特比算法中，计算信道矩阵h与沿着网格图400上的路径译码而得到的所有译码结果之间的欧式距离，从所有可能的路径中选择欧式距离最小的路径，作为最佳路径，将最佳路径所对应的码字序列作为译码后的输出序列。

为了选择出最佳路径，在采用维特比算法对信道矩阵h进行网格译码之前，需要定义路径度量(metric)。

首先，令p_t为通往网格图400中的译码级t的部分路径。此外，将in(p_t)定义为与部分路径p_t对应的二进制输入序列，并且将out(p_t)定义为输出的码字v_t的序列。

值得注意的是，输出的码字序列out(p_t)是2×t的向量并且是从部分路径p_t的各个分支上的输出映射而来的。具体而言，可以采用预定数目的二进制数作为索引来表示所预先生成的DFT码本中的每一个码字。例如，可以采用3比特二进制数来表示式(1)中的每一个码字。例如，采用000来表示第一列的码字采用001来表示第二列的码字以此类推。因此，如果最终确定的最佳路径例如是由图4中的分支410→分支420→分支430→分支440，则由于这些分支上的输出分别为二进制100、111、111、000，所以将这些二进制数映射到式(1)，便可以得到式(1)中的第5列、第8列、第8列、以及第1列，即输出的码字序列out(p_t)如下：

接下来，可以将路径度量定义如下：

其中h_[1:t]表示信道矩阵h中针对第1个传输节点到第t个传输节点的向量，h_[t-1:t]表示信道矩阵h中针对第t-1个传输节点到第t个传输节点的截头向量(truncatedvector)，p_t表示通往网格译码的第t个译码级的部分路径，out(p_t)表示上述DFT码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜t≤多个传输节点的数目。

值得注意的是，在采用维特比算法对信道矩阵h进行网格译码时，并不是一次就对所有的路径进行比较，而是每次只向网格图400输入一个信道向量，针对每次输入的信道向量计算式(2)中的路径度量，从而在每个状态时，选择进入该状态的最可能的分支。例如，假定在时刻t＝0输入信道向量h₁＝[h₁₁，h₁₂]。从状态S0出发有4个分支，这4个分支上的输出分别为0、4、2和6，相应的二进制数为000、100、010和110，并且分别对应于式(1)中第1列、第5列、第3列、以及第7列的码字。然后，利用式(2)，分别计算h₁与第1列、第5列、第3列、以及第7列的码字之间的欧式距离。之后，将所计算的4个欧式距离进行比较，从而从上述4个分支中选择出进入下一状态的最可能的1个分支，例如分支410。

类似地，针对信道矩阵h中的其余信道向量h₂、h₃和量h₄，分别执行上述过程，从而可以例如得到相应的分支420、分支430、分支440。将分支410、分支420、分支430、以及分支440进行连接即可得到一条最佳路径，所得到的最佳路径可以表示如下：

其中，P_M表示通往译码级M的所有可能路径的集合。由此，与最佳路径对应的最佳码本(即第一级联码本)v_c可以表示如下：

在一个实施例中，方法200还包括将第一级联码本v_c映射到第一比特序列，以向基站反馈该第一比特序列。为了降低反馈开销，可以向基站反馈与最佳路径对应的二进制输入序列即二进制反馈序列可以表示如下：

例如，在最佳路径包括分支410、分支420、分支430和分支440的示例中，对应的反馈序列b＝01 11 00 10。由此，仅用8比特就可将所构建的第一级联码本反馈至基站。随后，基站可以基于反馈序列b来重建第一级联码本v_c(后文详述)。

如本领域中所已知的，对于分布式大规模MIMO系统而言，不同传输节点的路损的量化不能够被忽略。因此，根据本发明的实施例，移动终端所获取的信道信息还包括针对所述多个传输节点的测量参考信号接收功率(RSRP)向量；对信道的方向进行量化还包括：通过向RSRP向量应用网格译码来对信道的幅度进行量化，以便从预先生成的幅度水平码本中选择针对每个传输节点的第二最佳码字。

作为一个示例，基于图3所示的(3,2,3)卷积编码器300的结构，所预先生成的幅度水平码本中的码字数目可以为8。例如，所预先生成的幅度水平码本可以表示为[a₁,a₂,a₃,a₄,a₅,a₆,a₇,a₈]，其中每个码字a_i表示信道的幅度水平，并且a₁＜a₂＜a₃＜a₄＜a₅＜a₆＜a₇＜a₈。与如上所述的信道方向量化过程类似，利用维特比算法和图4的网格图400，通过向RSRP向量应用网格译码来对信道的幅度进行量化，移动终端可以从网格图400中找到一条针对信道幅度量化的最佳路径。图5示出了信道的幅度水平与网格图400的分支上的输出之间的映射关系。为了找到针对信道幅度量化的最佳路径，可以定义如下针对信道幅度量化的路径度量：

其中abs(·)表示取绝对值函数，r_[1:s]表示RSRP向量中针对第1个传输节点到第s个传输节点的向量，r_[s-1:s]表示RSRP向量中针对第s-1个传输节点到第s个传输节点的截头向量，p_s表示通往网格译码的第s个译码级的部分路径，out(p_s)表示幅度水平码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜s≤多个传输节点的数目。

由此，可以获得与针对信道幅度量化的最佳路径对应的第二级联码本v_a，即：

在一个实施例中，方法200还包括将第二级联码本v_a映射到第二比特序列，以向基站反馈该第二比特序列。为了降低反馈开销，可以将与针对信道幅度量化的最佳路径对应的二进制输入序列作为反馈序列b_a来向基站反馈。类似地，反馈序列b_a同样可以用8比特来表示。由此，仅用8比特就可将所构建的第二级联码本反馈至基站。随后，基站可以基于反馈序列b_a来重建第二级联码本v_a(后文详述)。

在第二方面中，本发明的实施例还提供了一种用于构建预编码矩阵的方法。图6示出了根据本发明实施例第二方面的用于构建预编码矩阵的方法600的流程图。方法600例如可以在基站或者其他无线通信网络中执行。方法600开始于步骤610。在步骤S610，基站从移动终端接收第一比特序列和第二比特序列。接下来，在步骤S620，分别向所述第一比特序列和所述第二比特序列应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本和第二级联码本。之后，在步骤S630，将所述第一级联码本和所述第二级联码本进行组合，以构建针对所述多个传输节点的预编码矩阵；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本是通过在所述移动终端处向关于所述移动终端与所述多个传输节点之间的信道的信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化而构建的。

在一个实施例中，基站从移动终端接收的第一比特序列例如为如前所述的反馈序列b。随后，基站向反馈序列b应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本v_c。

在一个实施例中，基站从移动终端接收的第二比特序列例如为如前所述的反馈序列b_a。随后，基站向反馈序列b_a应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第二级联码本v_a。

在一个实施例中，基站将第一级联码本v_c和第二级联码本v_a进行组合，以构建针对多个传输节点的预编码矩阵w。例如，第一级联码本v_c、第二级联码本v_a、以及组合的级联码本(所构建的预编码矩阵)w分别由下式表示：

在式(8)中，M表示传输节点的数目，表示针对第i个传输节点的码字的第j个条目(entry)，2^B表示在信道的方向量化中每个传输节点的码本的数目。在式(9)中，表示针对第i个传输节点的经量化的信道幅度水平。

在第三方面中，本发明的实施例还提供了一种在移动终端中用于构建码本的装置。图7示出了根据本发明实施例第三方面的在移动终端中用于构建码本的装置700的框图。如图所示，装置700包括：信道信息获取单元710，被配置为获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息；信道量化单元720，被配置为通过向所述信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及级联单元730，被配置为分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本的组合将被用于所述多个传输节点的联合传输。

在一个实施例中，所述信道信息包括信道矩阵；并且信道量化单元720被进一步配置为：通过向所述信道矩阵应用所述网格译码来对所述信道的方向进行量化，以便从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字。

在一个实施例中，信道量化单元720被进一步配置为计算如下第一路径度量m(p_t)：

其中h_[1:t]表示所述信道矩阵中针对第1个传输节点到第t个传输节点的向量，h_[t-1:t]表示所述信道矩阵中针对第t-1个传输节点到第t个传输节点的截头向量，p_t表示通往所述网格译码的第t个译码级的部分路径，out(p_t)表示所述DFT码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜t≤所述多个传输节点的数目。

在一个实施例中，所述信道信息包括针对所述多个传输节点的测量参考信号接收功率RSRP向量；信道量化单元720被进一步配置为：通过向所述RSRP向量应用所述网格译码来对所述信道的幅度进行量化，以便从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字。

在一个实施例中，信道量化单元720被进一步配置为计算如下第二路径度量m(p)：

其中abs(·)表示取绝对值函数，r_[1:s]表示所述RSRP向量中针对第1个传输节点到第s个传输节点的向量，r_[s-1:s]表示所述RSRP向量中针对第s-1个传输节点到第s个传输节点的截头向量，p_s表示通往所述网格译码的第s个译码级的部分路径，out(p_s)表示所述幅度水平码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜s≤所述多个传输节点的数目。

在一个实施例中，装置700进一步包括：映射单元，被配置为分别将所述第一级联码本和所述第二级联码本映射到第一比特序列和第二比特序列，以向所述基站反馈所述第一比特序列和所述第二比特序列。

在第四方面中，本发明的实施例还提供了一种用于构建预编码矩阵的装置。图8示出了根据本发明实施例第四方面的用于构建预编码矩阵的装置800的框图。装置800例如可以在基站或者其他无线通信网络中实施。如图所示，装置800包括：接收单元810，被配置为从移动终端接收第一比特序列和第二比特序列；编码单元820，被配置为分别向所述第一比特序列和所述第二比特序列应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本和第二级联码本；以及构建单元830，被配置为将所述第一级联码本和所述第二级联码本进行组合，以构建针对所述多个传输节点的预编码矩阵；其中所述第一级联码本和所述第二级联码本是通过在所述移动终端处向关于所述移动终端与所述多个传输节点之间的信道的信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化而构建的。

应当理解，装置700和800所包括的单元可以利用各种方式来实现，包括软件、硬件、固件或其任意组合。在一个实施例中，一个或多个单元可以使用软件和/或固件来实现，例如存储在存储介质上的机器可执行指令。除了机器可执行指令之外或者作为替代，装置700和/或800中的部分或者全部单元可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来实现。作为示例而非限制，可以使用的示范类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，等等。

图9示出了根据本发明实施例所构建的码本(以下简称基于网格的码本)的波束成形增益与现有的CoMP级联码本的波束成形增益的比较。波束成形增益被定义为10log₁₀(|h^H·w_opt|)，其中h为移动终端与多个传输节点之间的信道的信道矩阵，w_opt为最优预编码器。在比较中，相互协作的传输节点的数目为4，并且每个传输节点安装2个天线。在对信道的量化中，针对每个传输节点采用2比特来向基站反馈其第一最佳码字(即对信道的方向进行量化的过程中针对每个传输节点选择的最佳码字)，并且针对每个传输节点采用2比特来向基站反馈其第二最佳码字(即对信道的幅度进行量化的过程中针对每个传输节点选择的最佳码字)。由此，反馈序列的总长度为16比特。

图10示出了具有信道幅度量化的基于网格的码本的波束成形增益与不具有信道幅度量化的基于网格的码本的波束成形增益的比较。波束成形增益被定义为10log₁₀(|h^H·w_opt|)，其中h为移动终端与多个传输节点之间的信道的信道矩阵，w_opt为最优预编码器。在比较中，相互协作的传输节点的数目为4，并且每个传输节点安装2个天线。在对信道的量化中，针对每个传输节点采用2比特来向基站反馈其第一最佳码字(即对信道的方向进行量化的过程中针对每个传输节点选择的最佳码字)，并且针对每个传输节点采用2比特来向基站反馈其第二最佳码字(即对信道的幅度进行量化的过程中针对每个传输节点选择的最佳码字)。由此，对于不具有信道幅度量化的基于网格的码本而言，反馈序列的总长度为8比特；对于具有信道幅度量化的基于网格的码本而言，反馈序列的总长度为16比特。可见，尽管采用信道幅度量化会略微增加反馈序列的总长度，但是在不同传输节点的路径损耗的量化不可忽略的情况下、例如在分布式大规模MIMO系统中，以附加的比特(8比特)来反馈信道幅度量化的结果对于选择最优预编码向量将是有益的。

尽管本发明已经参考具体的实施方式进行了说明，但是对本领域技术人员而言明显的是，本发明不限于前面说明的实施方式的细节，并且本发明可通过各种改变和修改实现而不背离本发明的范围。当前的实施方式因此在各个方面被认为是示例性的而非限制性的，本发明的范围由权利要求表示而不是由前面的描述表示，进入权利要求的等同意义和范围内的全部改变因此包含在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种在移动终端中用于构建码本的方法，包括：

获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息；

通过向所述信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及

分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本；

其中所述第一级联码本和所述第二级联码本的组合将被用于所述多个传输节点的联合传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述信道信息包括信道矩阵；并且

对所述信道的方向进行量化包括：通过向所述信道矩阵应用所述网格译码来对所述信道的方向进行量化，以便从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字。

3.根据权利要求2所述的方法，其中从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字包括计算如下第一路径度量m(p_t)：

其中h_[1:t]表示所述信道矩阵中针对第1个传输节点到第t个传输节点的向量，h_[t-1:t]表示所述信道矩阵中针对第t-1个传输节点到第t个传输节点的截头向量，p_t表示通往所述网格译码的第t个译码级的部分路径，out(p_t)表示所述DFT码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜t≤所述多个传输节点的数目。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述信道信息包括针对所述多个传输节点的测量参考信号接收功率RSRP向量；

对所述信道的幅度进行量化包括：通过向所述RSRP向量应用所述网格译码来对所述信道的幅度进行量化，以便从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字。

5.根据权利要求4所述的方法，其中从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字包括计算如下第二路径度量m(p_s)：

其中abs(·)表示取绝对值函数，r_[1:s]表示所述RSRP向量中针对第1个传输节点到第s个传输节点的向量，r_[s-1:s]表示所述RSRP向量中针对第s-1个传输节点到第s个传输节点的截头向量，p_s表示通往所述网格译码的第s个译码级的部分路径，out(p_s)表示所述幅度水平码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜s≤所述多个传输节点的数目。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

分别将所述第一级联码本和所述第二级联码本映射到第一比特序列和第二比特序列，以向基站反馈所述第一比特序列和所述第二比特序列。

7.一种在基站中用于构建预编码矩阵的方法，包括：

从移动终端接收第一比特序列和第二比特序列；

分别向所述第一比特序列和所述第二比特序列应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本和第二级联码本；以及

将所述第一级联码本和所述第二级联码本进行组合，以构建针对所述多个传输节点的预编码矩阵；

其中所述第一级联码本和所述第二级联码本是通过在所述移动终端处执行以下来构建的：

向关于所述移动终端与所述多个传输节点之间的信道的信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及

分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建所述第一级联码本和所述第二级联码本。

8.一种在移动终端中用于构建码本的装置，包括：

信道信息获取单元，被配置为获取关于移动终端与多个传输节点之间的信道的信道信息；

信道量化单元，被配置为通过向所述信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及

级联单元，被配置为分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建第一级联码本和第二级联码本；

其中所述第一级联码本和所述第二级联码本的组合将被用于所述多个传输节点的联合传输。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述信道信息包括信道矩阵；并且

所述信道量化单元被进一步配置为：通过向所述信道矩阵应用所述网格译码来对所述信道的方向进行量化，以便从预先生成的离散傅里叶变换DFT码本中选择针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述信道量化单元被进一步配置为计算如下第一路径度量m(p_t)：

其中h_[1:t]表示所述信道矩阵中针对第1个传输节点到第t个传输节点的向量，h_[t-1:t]表示所述信道矩阵中针对第t-1个传输节点到第t个传输节点的截头向量，p_t表示通往所述网格译码的第t个译码级的部分路径，out(p_t)表示所述DFT码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜t≤所述多个传输节点的数目。

11.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述信道信息包括针对所述多个传输节点的测量参考信号接收功率RSRP向量；

所述信道量化单元被进一步配置为：通过向所述RSRP向量应用所述网格译码来对所述信道的幅度进行量化，以便从预先生成的幅度水平码本中选择针对所述每个传输节点的所述第二最佳码字。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述信道量化单元被进一步配置为计算如下第二路径度量m(p_s)：

其中abs(·)表示取绝对值函数，r_[1:s]表示所述RSRP向量中针对第1个传输节点到第s个传输节点的向量，r_[s-1:s]表示所述RSRP向量中针对第s-1个传输节点到第s个传输节点的截头向量，p_s表示通往所述网格译码的第s个译码级的部分路径，out(p_s)表示所述幅度水平码本中与所述部分路径对应的码字的序列，1＜s≤所述多个传输节点的数目。

13.根据权利要求8所述的装置，进一步包括：

映射单元，被配置为分别将所述第一级联码本和所述第二级联码本映射到第一比特序列和第二比特序列，以向基站反馈所述第一比特序列和所述第二比特序列。

14.一种用于构建预编码矩阵的装置，包括：

接收单元，被配置为从移动终端接收第一比特序列和第二比特序列；

编码单元，被配置为分别向所述第一比特序列和所述第二比特序列应用网格编码，以重建针对多个传输节点的第一级联码本和第二级联码本；以及

构建单元，被配置为将所述第一级联码本和所述第二级联码本进行组合，以构建针对所述多个传输节点的预编码矩阵；

其中所述第一级联码本和所述第二级联码本是通过在所述移动终端处执行以下来构建的：

向关于所述移动终端与所述多个传输节点之间的信道的信道信息应用网格译码来分别对所述信道的方向和幅度进行量化，以便分别从预先生成的第一码本和第二码本中选择针对所述多个传输节点中的每个传输节点的第一最佳码字和第二最佳码字；以及

分别将针对所述每个传输节点的所述第一最佳码字和所述第二最佳码字进行级联，以构建所述第一级联码本和所述第二级联码本。