CN106537805A - 一种码本、基于该码本生成预编码器的方法与装置 - Google Patents

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CN106537805A CN201480080776.7A CN201480080776A CN106537805A CN 106537805 A CN106537805 A CN 106537805A CN 201480080776 A CN201480080776 A CN 201480080776A CN 106537805 A CN106537805 A CN 106537805A
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Abstract

本发明提供了一种生成用于无线通信的码本的方法与装置;并提供了一种在无线通信的基站中利用所述码本生成用于3D信道的预编码器的方法与装置;以及提供了一种在无线通信的用户设备中利用所述码本用于辅助生成预编码器的方法与装置。与现有技术相比,本发明所提供的码本不仅可用于水平波束成形,并且可用于垂直波束成形;相对于传统的预编码器,本发明所提供的预编码器不仅可以控制波束的方位角,并且可以控制波束的下倾角。与现有技术相比,本发明利用了3D信道的垂直空间增益,从而提高了系统性能。

Description

一种码本、 基于该码本生成预编码器的方法与装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域, 尤其涉及用于无线通信的码本及预编 码器领域。 背景技术
在 LTE 系统中, 二维 (2D )传输已被广泛研究和采用。 传统的 天线阵列以水平布置来在水平面形成波束。 为了利用三维(3D )空间 的更多的空间增益, 3D多输入多输出 (MIMO )信道传播模型在最近 的 3GPP会议中已被讨论并建模。 在 3D MIMO信道中, 均匀面阵列 天线将被采用以获得垂直空间增益。 然而, 传统的 2D码本以及信道 信息反馈机制仅考虑并支持水平波束成形。 为了利用垂直空间增益以 提升系统性能, 基于 3D MIMO信道的码本以及 3D预编码矩阵索引 反馈机制成为亟待解决的问题。 发明内容
本发明的目的是提供一种生成用于无线通信的码本的方法与装 置, 一种在无线通信的基站中利用所述码本生成用于 3D信道的预编码 器的方法与装置, 以及一种, 在无线通信的用户设备中针对所述码本用 于辅助生成预编码器的方法与装置。
根据本发明的一个方面, 提供一种生成用于无线通信的码本的方 法, 其中, 该码本包括第一码本以及第二码本, 该方法包括:
-才艮据下式确定第一码本( ):
¼,= {ν^:ΐ≤/ <ζ} ,其中,
并且其中, J为第一码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数, ^为用于无线通信的现有任意码本 Z中的第 /歹' J ,
Z的大小为 N行 J列;
-根据下式确定第二码本( Na ): yM = {yH {k)i≤k≤K} , 其中,
Η — I「χ(" 0
0 X叫,
并且其中, 为第二码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数, P为 X矩阵的列数, bt为矩阵 B的第 k列, 并且矩阵 B为,
[El , = e κ , m ,M/2 k = ' K。
根据本发明的另一个方面, 提供一种在无线通信的基站中生成用 于 3D信道的预编码器的方法, 其特征在于利用上述方法所生成的码本 来执行以下步骤:
-根据该 3D信道的信道信息, 分别由第一码本与第二码本中选择 适用于该 3D信道的第一码字 ( ) 以及第二码字 ( vff );
-基于所述第一码字 ( v ) 以及所述第二码字 ( vff )的乘积, 生成 用于该 3D信道的预编码器 (T )。
根据本发明的又一个方面, 提供一种在无线通信的用户设备中用于 辅助生成预编码器的方法, 其特征在于利用上述方法所生成的码本来执 行以下步骤:
-根据信道信息, 从第一码本和 /或第二码本中分别选择适用于该信 道的第一码字 ( v )和 /或第二码字 ( vff );
- 向基站发送预编码矩阵索引信息, 所述预编码矩阵索引信息包括 指示所选择的第一码字(ν )的第一预编码矩阵索引, 和 /或指示所选择的 第二码字 ( )的第二预编码矩阵索引。
根据本发明的还一个方面, 提供一种生成用于无线通信的码本的装 置, 其中, 该码本包括第一码本以及第二码本, 该装置包括: -用于才艮据下式确定第一码本( ^ ) 的装置:
中,
并且其中, J为第一码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数, ^为用于无线通信的现有任意码本 Z中的第 /列, Z的大小为 N行 J列;
- 用于根据下式确定第二码本( ) 的装置:
yM = {yH {k)i≤k≤K) , 其中,
Xm 0
V, (k)
0 X (k)
并且其中, 为第二码本 中的码字数, M为水平天线端口数, P为 X矩阵的列数, bt为矩阵 B的第 k列, 并且矩阵 B为,
[El , = e κ , m ,M/2 k = ' K。
根据本发明的另一个方面, 提供一种在无线通信的基站中生成用于 3D信道的预编码器的装置,其特征在于利用由权项 11或 12的装置所生 成的码本, 所述装置包括:
- 用于根据该 3D信道的信道信息, 分别由第一码本与第二码本中 选择适用于该 3D信道的第一码字 ( v ) 以及第二码字 ( vff ) 的装置;
- 用于基于所述第一码字 ( ) 以及所述第二码字 ( vff ) 的乘积, 生成用于该 3D信道的预编码器 (T ) 的装置。
根据本发明的再一个方面, 提供一种在无线通信的用户设备中用于 辅助生成预编码器的装置, 其特征在于利用权利要求 1或 2的装置所生 成的码本, 所述装置包括:
- 用于根据信道信息, 从第一码本和 /或第二码本中分别选择适用于 该信道的第一码字 ( ^ )和 /或第二码字 ( vff ) 的装置; - 用于向基站发送预编码矩阵索引信息的装置, 所述预编码矩阵索 引信息包括指示所选择的第一码字 (VJ的第一预编码矩阵索引, 和 /或指 示所选择的第二码字 ( vff )的第二预编码矩阵索 S I。
与现有技术相比, 本发明所提供的码本不仅可用于水平波束成 形, 并且可用于垂直波束成形; 利用所述码本,基站可以生成用于 3D 信道的预编码器, 相对于传统的预编码器, 本发明所提供的预编码器 不仅可以控制波束的方位角, 并且可以控制波束的下倾角; 此外, 针 对所述码本, 用户设备可以向基站发送用于指示波束下倾角的第一预 编码矩阵索引和 /或用于指示波束方位角的第二预编码矩阵索引。与现 有技术相比, 本发明利用了 3D信道的垂直空间增益, 从而提高了系 统性能。 附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描 述, 本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显:
图 1示出基于 3D信道的波束成形的示意图;
图 2示出用于 3D信道的均匀面阵列天线的示意图;
图 3示出根据本发明一个方面的实施例的生成用于无线通信的码 本的方法流程图;
图 4示出根据本发明另一个方面的实施例的利用上述码本在无线 通信的基站中生成用于 3 D信道的预编码器的方法流程图;
图 5示出根据本发明还一个方面的实施例的针对上述码本在无线 通信的用户设备中用于辅助生成预编码器的方法流程图;
图 6示出根据本发明又一个方面的实施例的生成用于无线通信的 码本的装置示意图;
图 7示出根据本发明另一个方面的实施例的利用上述码本在无线 通信的基站中生成用于 3D信道的预编码器的装置示意图;
图 8示出根据本发明再一个方面的实施例的针对上述码本在无线 通信的用户设备中用于辅助生成预编码器的装置示意图。 附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。 具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本文所述的无线通信包括基于 GSM, 3GPP协议通过无线信号进 行的通信方式。 其中, 无线通信网络包括基于 GSM, 3GPP协议的通 信网络,一般地, 包括多个基站,每个基站提供其所在小区的无线覆盖, 以及多个用户设备, 每个用户设备可以在不同小区中或之间移动。 基站 包括但不限于 NodeB, eNodeB。 每个小区可以部署一个基站, 每个基站 可以包含数个扇区。 可以在基站之间使用用于传输用户业务或控制业务 的接口互相通信。 基站可以直接或间接与各用户设备通信。 而各用户设 备可以是任何一种能以无线方式直接或间接和基站通信的电子设备, 包括但不限于: 手机、 PDA等。 此外, 作为一种优选方式, 该无线通 信网络中的每一基站具有多根天线, 每一用户设备也具有多根天线。 此外, 用户设备可以分布于不同的垂直高度上。 由此, 用户设备以及 基站可构成基于 3D 信道的无线通信系统。 优选地, 该无线通信网络 中的各用户设备和基站可以采用时分双工模式 ( time-division duplexing mode , TDD mode)收发信息以及频分双工模式 ( frequency-division duplexing mode, FDD mode)收发信息。 本领域技 术人员应该理解, 无线通信技术以及各用户设备和基站收发信息的模 式并非以上述为限, 其他现有的或今后可能出现的无线通信技术以及 收发信息的模式如可适用于本发明, 也应包含在本发明保护范围之 内, 并以引用方式包含于此。
图 1示出基于 3D信道的波束成形的示意图。 如图所示, 基站 1利 用天线阵列形成了分别指向用户设备 1以及用户设备 2的波束。 由于用 户设备 1以及用户设备 2分别位于不同的垂直高度上, 该两个分别指向 不同垂直高度的用户设备的波束除需要具有不同的方位角之外, 还需要 具有不同的下倾角, 也即 3D信道的波束成形需要支持水平方向以及垂 直方向的波束成形。 然而, 现有的 2D码本仅支持水平方向的波束成形, 而不能实现在水平与垂直两个方向同时进行波束成形。 此外, 随着天线 端口数的增多, 按现有结构来设计的 2D码本将变得过大, 这也将导致 用户设备反馈预编码矩阵索引时的开销过大, 影响系统性能。
图 2示出用于 3D信道的一种均匀面阵列天线的示意图。 如图所 示, 用于 3D信道的均匀面阵列天线由 w行 M列天线单元组成。 殳定 每个天线单元为一个天线端口, 则该均勾面阵列天线具有 N xM个天 线端口。 并且对于该阵列天线中的每一列天线单元, 由于其含有 w个 天线单元, 我们将其称为 w个垂直天线端口。 并且对于该阵列天线中 的每一行天线单元, 由于其含有 M个天线单元, 我们将其称为 M个水 平天线端口。
本发明可适用于例如极化天线, 非极化天线等各种形式的天线。 为 描述简明起见, 在下文所描述的实施例中, 如有涉及, 基站将使用 上述具有 N X M天线端口的均勾面阵列天线进行信号传输。 本领域技 术人员应理解, 此处, 均勾面阵列天线仅为示例性而非限定性描述, 方式包含于此。
图 3示出根据本发明一个方面的实施例的生成用于无线通信的码 本的方法流程图, 其中, 所述码本包括第一码本以及第二码本。
再一次, 为描述清楚起见, 我们将结合上述具有 N xM个天线端 口的均勾面阵列天线来进行描述。
首先, 在步骤 S31中, 根据下式确定第一码本 ):
ν^={ν^:ΐ < / < ζ} , ( 1 )
并且其中, J为第一码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数,ζ,为用于无线通信的现有任意码本 Z中的第 /列,
Ζ的大小为 N行 J列。 此处, (l≤ ≤M)为共相位量化因子,其量化了各列之间的相位差。 码本 Z 可为用于无线通信的现有技术中的任意码本, 以下我们以 DFT ( Discrete Fourier Transform, 离散傅立叶变换)矩阵为例, 来说明 码本 Z, 其中该码本 Z具有 w行 列。 码本 Z中的每一列可以如下表示: 其中, /为列索引, 为天线空间, 为载波频率的波长。 并且 代 表下倾角, 其中 ≠ (≠ )。
由上可知, 第一码本中的码字 ^的大小为 [NMxM] , 也即 为 行, M列的矩阵, 其中 M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数。
此外, 第一码本(ViJ 中所包含的码字的数量 J可以根据系统实际 需要来调整。
接着, 在步骤 S32中, 根据下式确定第二码本( ):
yM={\H {k):\≤k≤K], (4)
X(k) 0
V, (5)
L 0 u x A(k")
X("=「bt』 b^'、」r … !) 」、」 , (6) 并且其中, 为第二码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数,
P为 X矩阵的列数, bt为矩阵 B的第 k列, 并且矩阵 B为,
: 争 1)
[El , =e κ , m =\,---,M/2;k = \,---Κ (7)
由上可知, 第二码本中的码字 \^的大小为 [Μχ2Ρ], 也即 为 行
2 列的矩阵, 其中 Μ为水平天线端口数。
此外, 第二码本 中所包含的码字的数量 可以根据系统实际 需要进行调整。
在一个优选实施例中, 除所述第一码本以及第二码本之外, 所述用 于无线通信的码本还包括第三码本( )。
在步骤 S33 (未示出) 中, 才艮据下式确定第三码本(v : l≤q≤Q, i e {l, -lJ, -j}, 其中 l≤/≤r
其中
e e2 … ep ] 并且其中, 2为第三码本(v 中的码字数, ρ为上述第二码本所使 用的 X矩阵的列数, r为流数, 表示具有 t个元素, 其中第 s个元素为 1 , 其余元素为 0的矢量。
由上可知, 第三码本中的码字¼的大小为 [2Ρ Χ Γ] , 也即 ¼为2 行, r 列的矩阵, 其中 P为上述第二码本所使用的 X矩阵的列数, r为流数。
图 4示出根据本发明另一个方面的实施例的在无线通信的基站中 利用上述码本生成用于 3D信道的预编码器的方法流程图。
在步骤 S41中, 基站根据该 3D信道的信道信息, 分别由第一码本 与第二码本中选择适用于该 3D信道的第一码字 ( ^ ) 以及第二码字
( 。
此处, 可以使用不同的获取方式获取所述所述信道信息。 例 如, 在 TDD 网络中, 利用上下行信道的互易性, 基站可以通过获取 用户设备所发送的探测信号, 估计出该用户设备到基站的上行链路 的信道信息, 并作为基站到用户设备的下行链路的信道信息, 并且 该信道信息优选地可以是信道矩阵。 对于 3D 信道, 所述信道信息可 以包括垂直面信道信息, 以及水平面信道信息。 又如, 在 FDD 网络 中, 用户设备可以估计出的信道矩阵并且根据一定的选择准则, 例如 最大吞吐量准则来从码本中选择适合于该信道的码字, 并将该码字在 码本中的索引值, 也即预编码矩阵索引 (PMI, Precoding Matrix Index ) 上报至基站, 从而基站可以将所获取的该 PMI作为信道信息。 并且, 当无线通信系统使用本发明所提出的码本时, 基站可以接收来自用户 设备的预编码矩阵索引信息, 所述预编码矩阵索引信息包括指示所选 择的第一码字(^ )的第一预编码矩阵索引(vPMI )和 /或指示所选择的第 二码字( V )的第二预编码矩阵索引 (hPMI )。 并且, 在一个优选实施 例中, 基站所接收的来自用户设备的预编码矩阵索引信息还包括来自 用户设备的指示所选择的第三码字 ( Vs ) 的第三预编码矩阵索引
( sPMI ) 。
在一个实施例中, 基站在同一子帧中接收来自用户设备的各项预编 码矩阵索引。 其中, 所述各项预编码矩阵索引包括上文所述的 vPMI、 hPMI以及 sPMI中的一项或多项。 并且, 基站接收预编码矩阵索引的频 度可以根据系统实际需要来进行调节。
在另一个实施例中, 基站在多个子帧中接收来自用户设备的各项预 编码矩阵索引。 其中, 所述各项预编码矩阵索引包括上文所述的 vPMI、 hPMI 以及 sPMI中的一项或多项。 并且, 在所述多个子帧中的 每一个子帧中, 基站可以接收一项或多项预编码矩阵索引。 例如, 基 站可以在第 n子帧中接收 vPMI, 以及在第 m子帧中接收 hPMI 以及 sPMI。 又如, 基站可以在三个不同的子帧中分别接收 vPMI、 hPMI和 sPMI。 此外, 基站接收各项预编码矩阵索引的频度可以相同, 也可以 不同。 例如, hPMI可以比 vPMI更频繁地被基站接收。 又如, 由于第三 码字用于反映短期信道信息, 而第一和第二码字用于反映长期信道信 息, 从而 sPMI可以比 vPMI以及 hPMI更频繁地被基站接收。 而各项预 编码矩阵索引的接收频度可以根据系统实际需要来进行调节。
本领域技术人员应理解, 此处, 关于信道信息以及获取信道信息的 方式的描述仅为示例性而非限定性描述, 存在各种其他的实现方式而 不背离本发明的精神或范畴, 并以引用的方式包含于此。
接着, 根据 3D信道的信道信息, 基站分别由第一码本与第二码本 中选择适用于该 3D信道的第一码字 ( v ) 以及第二码字 ( ^ )。
在一个实施例中, 当所述 3D信道信息为例如信道矩阵时, 基站根 据其中所包含的垂直面信道信息来例如根据最大吞吐量等原则来从第 一码本中选择适用于该 3D信道的第一码字( v ), 该第一码字用被称为 垂直预编码矩阵, 其用于控制所形成的波束的下倾角。 并且, 基站根据 该 3D信道信息中所包含的水平面信道信息来例如根据最大吞吐量等原 则来从第二码本中选择适用于该 3D信道的第二码字( H ), 从而使得该 第二码字可指示所形成的波束的方位角。 从而, 才艮据所选择的第一码字 ( y ) 以及该第二码字 ( ), 可以形成一组波束, 其具有由 ^所指示 的下倾角, 并具有由 所指示的方位角。
在另一个实施例中, 所述信道信息为用户设备所上报的预编码矩阵 索引信息, 并且无线通信系统使用本发明所提出的上述码本。 从而, 如 上文所述, 基站所获取到的所述预编码矩阵索引信息可以包括指示用户 设备所选择的第一码字(^ )的第一预编码矩阵索引(vPMI )和 /或指示用 户设备所选择的第二码字 ( ) 的第二预编码矩阵索引 (hPMI )。 基站 根据 vPMI以及 hPMI来从第一码本以及第二码本中分别选择对应的码 字作为适用于该 3D信道的第一码字 ( ^ )和第二码字 ( )。 该第一 码字 ( ^ )可用于指示所形成的波束的下倾角, 并且该第二码字 ( ) 可用于指示所形成的波束的方位角。从而,根据所选择的第一码字( ^ ) 以及该第二码字 ( ), 可以形成一组波束, 其具有由 ^所指示的下倾 角, 并具有由 所指示的方位角。
此外, 在另一个实施例中, 基站可以结合其所估计的信道矩阵以 及来自用户设备所上报的预编码矩阵索引信息来从第一码本以及第二 码本中分别选择对应的码字作为适用于该 3D信道的第一码字和第二码 字。 例如, 当用户设备所上报的预编码矩阵索引信息仅包含 hPMI时, 基站根据 hPMI从第二码本中选择第二码字, 并且基站按照上文所述的 方法来根据其所估计的信道矩阵从第一码本中选择第一码字。 此外, 在 用户设备所上报的预编码矩阵索引信息包括 vPMI以及 hPMI的情况下, 基站仍可以根据信道矩阵, 并参考所述 vPMI以及 hPMI来从第一码本 以及第二码本中分别选择对应的码字。
接着, 在步骤 S42中, 基站基于所述第一码字 (^ ) 以及所述第二 码字 ( VH )的乘积, 生成用于该 3D信道的预编码器(T )。 具体地, 基 站首先将1^与 相乘。 如上文所述, 第一码字( ν )的大小为 [NMxM] ; 第二码字 ( ) 的大小为 [Μχ2Ρ] , 其中 N为垂直天线端口数, Μ为水 平天线端口数, Ρ为第二码本所使用的 X矩阵的列数。 因此, 与 相乘 V Vff, 其大小为 [NM X2P] , 也即其为 N xM行, 2 列的矩阵。 然后, 基站从 \^vff中选择 r列作为预编码器(T ), 其中 r为流数。 在一个实施 例中, 基站可以按照例如根据最大吞吐量等原则从所述 2Ρ列中选择 r列 作为预编码器(T )。 在另一个实施例中, 基站可以将 vff与预先确定的 固定码字, 其为 2P行, r列的矩阵相乘, 从而选择出 v vff中的 r列以作 为预编码器(T )。 由于第一码字( ^ )可用于指示所形成的波束的下倾 角, 并且第二码字 ( )可用于指示所形成的波束的方位角, 从而, 根 据所生成预编码器(Τ ), 可以形成一组波束, 其具有由 ^所指示的下倾 角, 并具有由 所指示的方位角。
在一个优选实施例中, 当基站按照上文所述的方法选择了第一码字 ( ν )以及第二码字( )之后, 还可以根据信道信息, 并根据对应于 该信道的流数, 从第三码本中选择适用于该 3D信道的第三码字 ( V )。 然后基站基于 ^、 vff以及 V的乘积生成用于该 3D信道的预编码器( T )。 在一个实施例中, 当所述信道信息为信道矩阵时, 基站根据信道矩阵以 及对应于该信道的流数, 来例如按照最大吞吐量等原则从第三码本中选 择适用于该 3D信道的第三码字(¼ )。 如上文所述, V的大小为 [2Pxr] , 其中 p为第二码本所使用的 X矩阵的列数, r为流数。在另一个实施例中, 当用户设备所上报的预编码矩阵索引信息包括指示用户设备所选择的 第三码字 (v 的第三预编码矩阵索引 (sPMI ) 时, 基站根据 sPMI来 从第三码本中选择对应的码字作为适用于该 3D信道的第三码字 vs。
接着, 基站基于 ν 、 以及 V的乘积, 生成用于该 3D信道的预编 码器(Τ )。 具体地, 基站首先将 ^与 相乘, 如上文所述, 得到 \^ 其 其大小为 [NM x2P]。然后,基站将 \^ 与¼相乘,由于¼的大小为 [2Pxr] , 其中 r为流数, 则所得到 v vffv大小为 [NMx小 基站将 v vffv作为预编 码器(τ ), 其为 N xM行, r列的矩阵。 由于第一码字 ( )可用于指示 所形成的波束的下倾角, 并且第二码字 ( )可用于指示所形成的波束 的方位角, 从而, 才艮据所生成预编码器(T ), 可以形成一组波束, 其具 有由 ^所指示的下倾角, 并具有由 所指示的方位角。
在另一个实施例中, 基站可以利用本发明所提供的上述码本来生成 用于 2D信道的预编码器。 其中, 基站可以按照上文所述的方式, 根据 水平面信道信息或 hPMI 来从第二码本中选择第二码字 , 其大小为 [Μχ2Ρ] , 然后再例如根据最大吞吐量准则从其中的 r列来作为用于 2D 信道的预编码器(T )。在另一个例子中,基站可以按照上文所述的方式, 根据水平面信道信息或 hPMI来从第二码本中选择第二码字 , 并且从 第三码本中选择第三码字 V , 其大小为 [2Pxr] , 然后将 与 V相乘从而 得到 VffV5其大小为 [M xr]来作为用于 2D信道的预编码器(T )。 由上可 知,本发明所提供的码本除可用于 3D信道外,仍可适用于传统的 2D信 道。
图 5示出根据本发明还一个方面的实施例的利用上述码本在无线 通信的用户设备中用于辅助生成预编码器的方法流程图。
在步骤 S51 中, 用户设备根据信道信息, 从第一码本和 /或第二 码本中分别选择适用于该信道的第一码字( v )和/或第二码字( H )。 具体地, 用户设备可以根据所接收到的参考信号来进行信道估计, 以 得出信道矩阵, 然后再根据该信道矩阵以及一定的选择准则从码本中 选择适用于该信道的码字。
在一个实施例中, 用户设备被配置了用于垂直天线端口的参考信 号。 则用户设备可根据该参考信号估计出垂直面信道矩阵, 并根据例 如最大吞吐量准则从第一码本中选择适用于该信道的第一码字( ^ )。 该第一码字 (% 可用于指示到该用户设备的波束的下倾角。
在另一个实施例中, 用户设备被配置了用于水平天线端口的参考 信号。 则用户设备根据该参考信号估计出水平面信道矩阵, 并根据例 如最大吞吐量准则从第二码本中选择适用于该信道的第二码字 ( VH ) 。 该第二码字 ( ) 可用于指示到该用户设备的波束的方位角。
在还一个实施例中, 用户设备被配置了分别用于垂直天线端口和水 平天线端口的两组参考信号。 则用户设备可以根据两组参考信号分别 估计出垂直面信道矩阵以及水平面信道矩阵, 然后根据例如最大吞吐 量准则从第一码本中选择适用于该信道的第一码字 ( ^ ) , 并从第二 码本中选择适用于该信道的第二码字 ( ) 。 并且该第一码字 ( ) 可用于指示到该用户设备的波束的下倾角, 并且, 该第二码字 ( ) 可用于指示到该用户设备的波束的方位角。 在一个优选实施例中, 用户设备还可以根据信道信息, 并根据 对应于该信道的流数, 来从第三码本中选择适用于该信道的第三码 字(¼)。 例如, 用户设备根据用于垂直天线端口和 /或水平天线端口的 参考信号来得出垂直面信道矩阵和 /或水平面信道矩阵。 然后, 用户设 备根据所述信道矩阵以及对应于该信道的流数, 按照例如最大吞吐量 准则来从第三码本中选择适用于该信道的第三码字(v )。
然后, 在步骤 S52 中, 用户设备向基站发送预编码矩阵索引信 息, 所述预编码矩阵索引信息包括指示所选择的第一码字( ^ )的第一 预编码矩阵索引信息 (νΡΜΙ ) , 和 /或指示所选择的第二码字( )的 第二预编码矩阵索引信息(hPMI )。 并且在一个优选实施例中, 用户 设备向基站发送的预编码矩阵索引信息还包括指示所选择的第三码 字(vj的第三预编码矩阵索引信息 (sPMI ) 。
在一个实施例中, 用户设备在同一子帧中向基站发送指示所选择的 各个码字的各项预编码矩阵索引信息。 其中, 所述各项预编码矩阵索 引信息可以包括如上所述的 vPMI、 hPMI以及 sPMI中的任意一项或多 项。 并且, 用户设备发送预编码矩阵索引的频度可以根据系统实际需 要来进行调节。
在另一个实施例中, 用户设备在多个子帧中向基站发送指示所选择 的各个码字的各项预编码矩阵索引信息。 其中, 所述各项预编码矩阵 索引信息可以包括如上文所述的 vPMI、 hPMI以及 sPMI中的任意一项 或多项。 并且, 在所述多个子帧中的每一个子帧中, 用户设备可以发 送一项或多项预编码矩阵索引信息。 例如, 用户设备可以在第 n子帧中 发送 vPMI, 在第 m子帧中发送 hPMI以及 sPMI。 又例如, 用户设备可 以在三个不同的子帧中分别发送 vPMI, hPMI和 sPMI。 并且, 在一个 优选实施例中, 用户设备可以以相同的频度或者不同的频度来发送各 项预编码矩阵索引。 例如, hPMI 可以比 vPMI 更频繁地被用户设备发 送。 又如, 由于第三码字用于反映短期信道信息, 而第一和第二码字 用于反映长期信道信息, 从而 sPMI可以比 vPMI以及 hPMI更频繁地被 用户设备发送。 各项预编码矩阵索引的发送频度可以根据系统实际需 要来进行调节。
图 6示出根据本发明一个方面的实施例的生成用于无线通信的码 本的装置示意图, 其中, 所述码本包括第一码本以及第二码本。
再一次, 为描述清楚起见, 我们将结合上述具有 NxM个天线端 口的均勾面阵列天线来进行描述。
首先, 用于确定第一码本的装置 61 (以下简称第一码本确定装置 61 )根据下式确定第一码本( ):
ν^={ν^:ΐ</<ζ}, (1) 其中,
并且其中, J为第一码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数,ζ,为用于无线通信的现有任意码本 Z中的第 /歹 ij ,
Z的大小为 N行 J列。
此处, ^(l≤ ≤M)为共相位量化因子,其量化了各列之间的相位差。 码本 Z 可为用于无线通信的现有技术中的任意码本, 以下我们以 DFT ( Discrete Fourier Transform, 离散傅立叶变换)矩阵为例, 来说明 码本 Z, 其中该码本 Z具有 w行 列。 码本 Z中的每一列可以如下表示:
其中, /为列索引, 为天线空间, 为载波频率的波长。 并且 代 表下倾角, 其中 ≠ (≠ )。
由上可知, 第一码本中的码字 ^的大小为 [NMxM] , 也即 为 行, M列的矩阵, 其中 M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数。
此外, 第一码本(Vil) 中所包含的码字的数量 可以根据系统实际 需要来调整。
接着, 用于确定第二码本的装置 62 (以下简称第二码本确定装置 62)根据下式确定第二码本( ):
X(k) 0
V, (5)
0 x(k) "(ifc :」, 、"
并且其中, 为第二码本( )中的码字数, M为水平天线端口数, P为 X矩阵的列数, 为矩阵 B的第 k列, 并且矩阵 B为,
[El , =e κ , m=l,---,M/2;k = l,---K (7)
由上可知, 第二码本中的码字 \^的大小为 [Μχ2Ρ], 也即 为 行
2 列的矩阵, 其中 Μ为水平天线端口数。
此外, 第二码本(v 中所包含的码字的数量 可以根据系统实际 需要进行调整。
在一个优选实施例中, 除所述第一码本以及第二码本之外, 所述用 于无线通信的码本还包括第三码本( )。
用于确定第三码本的装置 63(未示出),4据下式确定第三码本( ): 其中 l≤/≤小 (8)
Yi£ 并且其中, 2为第三码本(v 中的码字数, ρ为上述第二码本所使 用的 X矩阵的列数, r为流数, 表示具有 t个元素, 其中第 s个元素为 1, 其余元素为 0的矢量。
由上可知, 第三码本中的码字 V的大小为 [2ΡΧΓ], 也即 V为 2P行, r 列的矩阵, 其中 P为上述第二码本所使用的 X矩阵的列数, r为流数。
图 7示出根据本发明另一个方面的实施例的在无线通信的基站中 利用上述码本生成用于 3D信道的预编码器的装置示意图。
用于才艮据该 3D信道的信道信息, 分别由第一码本与第二码本中选 择适用于该 3D信道的第一码字 ( v ) 以及第二码字 ( vff ) 的装置 71 (以下简称第一第二码字选择装置 71 )根据该 3D信道的信道信息, 分 别由第一码本与第二码本中选择适用于该 3D信道的第一码字 ( ^ ) 以 及第二码字 ( )。
此处, 第一第二码字选择装置 71可以使用不同的获取方式获取所 述信道信息。 例如, 在 TDD 网络中, 利用上下行信道的互易性, 第 一第二码字选择装置 71 可以通过获取用户设备所发送的探测信号, 估计出该用户设备到基站的上行链路的信道信息, 并作为基站到用 户设备的下行链路的信道信息, 并且该信道信息优选地可以是信道矩 阵。 对于 3D信道, 所述信道信息可以包括垂直面信道信息, 以及水 平面信道信息。 又如, 在 FDD网络中, 用户设备可以估计出的信道矩 阵并且根据一定的选择准则, 例如最大吞吐量准则来从码本中选择适 合于该信道的码字, 并将该码字在码本中的索引值, 也即预编码矩阵 索引(PMI, Precoding Matrix Index )上报至基站, 从而第一第二码字选 择装置 71可以将所获取的该 PMI作为信道信息。 并且, 当无线通信系 统使用本发明所提出的码本时, 用于接收来自用户设备的预编码矩阵 索引信息的装置 73 (未示出, 以下简称预编码矩阵索引信息接收装置 73 )可以接收来自用户设备的预编码矩阵索引信息, 所述预编码矩阵索 弓 I信息包括指示所选择的第一码字 ( ^ )的第一预编码矩阵索引 ( vPMI ) 和 /或指示所选择的第二码字 ( VH ) 的第二预编码矩阵索引 (hPMI ) 。 并且, 在一个优选实施例中, 预编码矩阵索引信息接收装置 73 所接收 的来自用户设备的预编码矩阵索引信息还包括来自用户设备的指示所 选择的第三码字 (v 的第三预编码矩阵索引 (sPMI ) 。
在一个实施例中, 预编码矩阵索引信息接收装置 73 在同一子帧中 接收来自用户设备的各项预编码矩阵索引。 其中, 所述各项预编码矩 阵索引包括上文所述的 vPMI、 hPMI 以及 sPMI 中的一项或多项。 并 且, 基站接收预编码矩阵索引的频度可以根据系统实际需要来进行调 Ψ。
在另一个实施例中, 预编码矩阵索引信息接收装置 73 在多个子帧 中接收来自用户设备的各项预编码矩阵索引。 其中, 所述各项预编码 矩阵索引包括上文所述的 vPMI、 hPMI以及 sPMI中的一项或多项。 并 且, 在所述多个子帧中的每一个子帧中, 预编码矩阵索引信息接收装 置 73 可以接收一项或多项预编码矩阵索引。 例如, 预编码矩阵索引信 息接收装置 73可以在第 n子帧中接收 vPMI, 以及在第 m子帧中接收 hPMI以及 sPMI。 又如, 预编码矩阵索引信息接收装置 73可以在三个不 同的子帧中分别接收 vPMI、 hPMI和 sPMI。 此外, 预编码矩阵索引信 息接收装置 73 接收各项预编码矩阵索引的频度可以相同, 也可以不 同。 例如, hPMI可以比 vPMI更频繁地¾ ^站接收。 又如, 由于第三码 字用于反映短期信道信息, 而第一和第二码字用于反映长期信道信 息, 从而 sPMI可以比 vPMI以及 hPMI更频繁地被预编码矩阵索引信息 接收装置 73接收。 而各项预编码矩阵索引的接收频度可以根据系统实 际需要来进行调节。
本领域技术人员应理解, 此处, 关于信道信息以及获取信道信息的 方式的描述仅为示例性而非限定性描述, 存在各种其他的实现方式而 不背离本发明的精神或范畴, 并以引用的方式包含于此。
接着, 根据 3D信道的信道信息, 第一第二码字选择装置 71分别 由第一码本与第二码本中选择适用于该 3D信道的第一码字 ( ) 以及 第二码字 ( )。
在一个实施例中, 当所述 3D信道信息为例如信道矩阵时, 第一第 二码字选择装置 71 根据其中所包含的垂直面信道信息来例如根据最大 吞吐量等原则来从第一码本中选择适用于该 3D信道的第一码字 ( ^ ), 该第一码字用被称为垂直预编码矩阵, 其用于控制所形成的波束的下倾 角。 并且, 第一第二码字选择装置 71根据该 3D信道信息中所包含的水 平面信道信息来例如根据最大吞吐量等原则来从第二码本中选择适用 于该 3D信道的第二码字( V ), 从而使得该第二码字可指示所形成的波 束的方位角。从而,才艮据所选择的第一码字( Nv )以及该第二码字( ), 可以形成一组波束, 其具有由 所指示的下倾角, 并具有由 所指示的 方位角。
在另一个实施例中, 所述信道信息为用户设备所上报的预编码矩阵 索引信息, 并且无线通信系统使用本发明所提出的上述码本。 从而, 如 上文所述, 预编码矩阵索引信息接收装置 73 所获取到的所述预编码矩 阵索引信息可以包括指示用户设备所选择的第一码字 )的第一预编码 矩阵索引 (vPMI )和 /或指示用户设备所选择的第二码字 ( ) 的第二 预编码矩阵索引( hPMI )。第一第二码字选择装置 71根据 vPMI以及 hPMI 来从第一码本以及第二码本中分别选择对应的码字作为适用于该 3D信 道的第一码字 ( ^ )和第二码字 ( )。 该第一码字 ( ^ )可用于指示 所形成的波束的下倾角, 并且该第二码字( )可用于指示所形成的波 束的方位角。从而,才艮据所选择的第一码字( Nv )以及该第二码字( ), 可以形成一组波束, 其具有由 ^所指示的下倾角, 并具有由 所指示的 方位角。
此外, 在另一个实施例中, 第一第二码字选择装置 71可以结合其 所估计的信道矩阵以及来自用户设备所上报的预编码矩阵索引信息 来从第一码本以及第二码本中分别选择对应的码字作为适用于该 3D信 道的第一码字和第二码字。 例如, 当用户设备所上报的预编码矩阵索引 信息仅包含 hPMI时, 第一第二码字选择装置 71根据 hPMI从第二码本 中选择第二码字, 并且第一第二码字选择装置 71 按照上文所述的方法 来才艮据其所估计的信道矩阵从第一码本中选择第一码字。 此外, 在用户 设备所上报的预编码矩阵索引信息包括 vPMI以及 hPMI的情况下, 第 一第二码字选择装置 71 仍可以根据信道矩阵, 并参考所述 vPMI 以及 hPMI来从第一码本以及第二码本中分别选择对应的码字。
接着, 用于基于所述第一码字( v ) 以及所述第二码字 ( vff )的乘 积, 生成用于该 3D信道的预编码器(T ) 的装置 72 (以下简称预编码 器生成装置 72 )基于所述第一码字 ( ^ ) 以及所述第二码字 ( ) 的 乘积, 生成用于该 3D信道的预编码器(T )。 具体地, 预编码器生成装 置 72首先将 ^与 相乘。如上文所述,第一码字( y )的大小为 [NMxM] ; 第二码字 ( ) 的大小为 [Μχ2Ρ] , 其中 N为垂直天线端口数, Μ为水 平天线端口数, Ρ为第二码本所使用的 X矩阵的列数。 因此, 与 vH 相乘 \^Vff, 其大小为 [NM X2P] , 也即其为 N xM行, 2 列的矩阵。 然后, 预编码器生成装置 72从 \ 中选择 r列作为预编码器(T ), 其中 r为流 数。 在一个实施例中, 预编码器生成装置 72 可以按照例如根据最大吞 吐量等原则从所述 2P列中选择 r列作为预编码器(T )。 在另一个实施例 中, 预编码器生成装置 72可以将 \^vff与预先确定的固定码字, 其为 2P 行, r列的矩阵相乘, 从而选择出 vff中的 r列以作为预编码器 (T )。 由于第一码字( ^ )可用于指示所形成的波束的下倾角, 并且第二码字 ( )可用于指示所形成的波束的方位角, 从而, 才艮据所生成预编码器 ( T ), 可以形成一组波束, 其具有由 ^所指示的下倾角, 并具有由 所 指示的方位角。
在一个优选实施例中, 当第一第二码字选择装置 71 按照上文所述 的方法选择了第一码字( v )以及第二码字( NH )之后, 用于根据信道 信息, 并根据对应于该信道的流数, 从第三码本中选择适用于该 3D信 道的第三码字 (vs ) 的装置 74 (未示出, 以下简称第三码字选择装置 74 )还可以根据信道信息, 并根据对应于该信道的流数, 从第三码本中 选择适用于该 3D信道的第三码字 ( v5 )。 然后预编码器生成装置 72基 于 v 、 vff以及 V的乘积生成用于该 3D信道的预编码器(T )。 在一个实 施例中, 当所述信道信息为信道矩阵时, 第三码字选择装置 74根据信 道矩阵以及对应于该信道的流数, 来例如按照最大吞吐量等原则从第三 码本中选择适用于该 3D信道的第三码字(ν )。 如上文所述, V的大小 为 [2Pxr] , 其中 为第二码本所使用的 X矩阵的列数, r为流数。 在另一 个实施例中, 当用户设备所上报的预编码矩阵索引信息包括指示用户设 备所选择的第三码字 (v 的第三预编码矩阵索引 (sPMI ) 时, 第三码 字选择装置 74根据 sPMI来从第三码本中选择对应的码字作为适用于该 3D信道的第三码字 vs。
接着, 预编码器生成装置 72基于 v 、 vff以及 ¼的乘积, 生成用于 该 3D信道的预编码器(T )。具体地,预编码器生成装置 72首先将 ^与 相乘, 如上文所述, 得到 \ vff其其大小为 [NM x2P]。 然后, 预编码器 生成装置 72将 w与 V相乘, 由于 V的大小为 [2Pxr] , 其中 r为流数, 则所得到 v ffv大小为 [NMx小 预编码器生成装置 72将\^^^作为预 编码器(T ), 其为 N xM行, r列的矩阵。 由于第一码字(v 可用于指 示所形成的波束的下倾角, 并且第二码字 ( VH )可用于指示所形成的波 束的方位角, 从而, 才艮据所生成预编码器(T ), 可以形成一组波束, 其 具有由 ^所指示的下倾角, 并具有由 所指示的方位角。
在另一个实施例中,预编码器生成装置 72可以利用本发明所提供的 上述码本来生成用于 2D信道的预编码器。 其中, 第一第二码字选择装 置 71可以按照上文所述的方式,根据水平面信道信息或 hPMI来从第二 码本中选择第二码字 , 其大小为 [Μχ2Ρ] , 然后预编码器生成装置 72 再例如根据最大吞吐量准则选择其中的 r列来作为用于 2D信道的预编 码器(T )。 在另一个例子中, 第一第二码字选择装置 71 可以按照上文 所述的方式, 根据水平面信道信息或 hPMI来从第二码本中选择第二码 字 , 并且第三码字选择装置 74从第三码本中选择第三码字 ν , 其大 小为 [2Pxr] , 然后预编码器生成装置 72将 与 V相乘从而得到 vffv其 大小为 [M xr]来作为用于 2D信道的预编码器(T )。 由上可知, 本发明所 提供的码本除可用于 3D信道外, 仍可适用于传统的 2D信道。
图 8示出根据本发明还一个方面的实施例的利用上述码本在无线 通信的用户设备中用于辅助生成预编码器的装置示意图。
用户设备中用于根据信道信息, 从第一码本和 /或第二码本中分别 选择适用于该信道的第一码字( )和 /或第二码字( vff )的装置 81 (以 下简称用户设备第一第二码字选择装置 81 )根据信道信息, 从第一码 本和 /或第二码本中分别选择适用于该信道的第一码字 ( v 和 /或第 二码字 ( ) 。 具体地, 用户设备第一第二码字选择装置 81可以根据 所接收到的参考信号来进行信道估计, 以得出信道矩阵, 然后再根据 该信道矩阵以及一定的选择准则从码本中选择适用于该信道的码字。
在一个实施例中, 用户设备被配置了用于垂直天线端口的参考信 号。 则用户设备第一第二码字选择装置 81 可才艮据该参考信号估计出垂 直面信道矩阵, 并根据例如最大吞吐量准则从第一码本中选择适用于 该信道的第一码字 ( v 。 该第一码字 ( v )可用于指示到该用户设 备的波束的下倾角。 在另一个实施例中, 用户设备被配置了用于水平天线端口的参考 信号。 则用户设备第一第二码字选择装置 81 根据该参考信号估计出水 平面信道矩阵, 并根据例如最大吞吐量准则从第二码本中选择适用于 该信道的第二码字 ( VH ) 。 该第二码字( ^ )可用于指示到该用户设 备的波束的方位角。
在还一个实施例中, 用户设备被配置了分别用于垂直天线端口和水 平天线端口的两组参考信号。 则用户设备第一第二码字选择装置 81 可 以根据两组参考信号分别估计出垂直面信道矩阵以及水平面信道矩 阵, 然后根据例如最大吞吐量准则从第一码本中选择适用于该信道的 第一码字( V ), 并从第二码本中选择适用于该信道的第二码字( ^ )。 并且该第一码字( )可用于指示到该用户设备的波束的下倾角, 并 且, 该第二码字 ( ) 可用于指示到该用户设备的波束的方位角。
在一个优选实施例中, 用户设备中用于根据信道信息, 并根据对 应于该信道的流数, 来从第三码本中选择适用于该信道的第三码字(v5) 的装置 83 (未示出, 以下简称用户设备第三码字选择装置 83 )还可以 根据信道信息, 并根据对应于该信道的流数, 来从第三码本中选择 适用于该信道的第三码字(vj。 例如, 用户设备第三码字选择装置 83 根据用于垂直天线端口和 /或水平天线端口的参考信号来得出垂直面信 道矩阵和 /或水平面信道矩阵。 然后, 用户设备第三码字选择装置 83根 据所述信道矩阵以及对应于该信道的流数, 按照例如最大吞吐量准则 来从第三码本中选择适用于该信道的第三码字(vj。
然后, 用于向基站发送预编码矩阵索引信息的装置 82 (以下简称预 编码矩阵索引信息发送装置 82 ) , 所述预编码矩阵索引信息包括指示所 选择的第一码字(ν )的第一预编码矩阵索引, 和 /或指示所选择的第二 码字(vff )的第二预编码矩阵索引, 向基站发送预编码矩阵索引信息, 所述预编码矩阵索引信息包括指示所选择的第一码字( v 的第一预编 码矩阵索引信息 (νΡΜΙ ) , 和 /或指示所选择的第二码字( )的第二 预编码矩阵索引信息(hPMI )。 并且在一个优选实施例中, 预编码矩 阵索引信息发送装置 82 向基站发送的预编码矩阵索引信息还包括指 示所选择的第三码字(v5 )的第三预编码矩阵索引信息 (sPMI ) 。
在一个实施例中, 预编码矩阵索引信息发送装置 82 在同一子帧中 向基站发送指示所选择的各个码字的各项预编码矩阵索引信息。 其 中, 所述各项预编码矩阵索引信息可以包括如上所述的 vPMI、 hPMI 以及 sPMI中的任意一项或多项。 并且, 预编码矩阵索引信息发送装置 82发送预编码矩阵索引的频度可以根据系统实际需要来进行调节。
在另一个实施例中, 预编码矩阵索引信息发送装置 82 在多个子帧 中向基站发送指示所选择的各个码字的各项预编码矩阵索引信息。 其 中, 所述各项预编码矩阵索引信息可以包括如上文所述的 vPMI、 hPMI以及 sPMI中的任意一项或多项。 并且, 在所述多个子帧中的每一 个子帧中, 预编码矩阵索引信息发送装置 82 可以发送一项或多项预编 码矩阵索引信息。 例如, 预编码矩阵索引信息发送装置 82 可以在第 n 子帧中发送 vPMI, 在第 m子帧中发送 hPMI以及 sPMI。 又例如, 预编 码矩阵索引信息发送装置 82可以在三个不同的子帧中分别发送 νΡΜΙ , hPMI和 sPMI。 并且, 在一个优选实施例中, 预编码矩阵索引信息发送 引。 例如, hPMI可以比 vPMI更频繁地被用户设备发送。 又如, 由于第 三码字用于反映短期信道信息, 而第一和第二码字用于反映长期信道 信息, 从而 sPMI可以比 vPMI以及 hPMI更频繁地被用户设备发送。 各 项预编码矩阵索引的发送频度可以根据系统实际需要来进行调节。
需要注意的是, 本发明可在软件和 /或软件与硬件的组合体中被 实施, 例如, 可采用专用集成电路(ASIC )、 通用目的计算机或任何 其他类似硬件设备来实现。 在一个实施例中, 本发明的软件程序可 以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。 同样地, 本发明的 软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质 中, 例如, RAM 存储器, 磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。 另 外, 本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现, 例如, 作为与处 理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外, 本发明的一部分可被应用为计算机程序产品, 例如计算 机程序指令, 当其被计算机执行时, 通过该计算机的操作, 可以调 用或提供根据本发明的方法和 /或技术方案。 而调用本发明的方法的 程序指令, 可能被存储在固定的或可移动的记录介质中, 和 /或通过 广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输, 和 /或被存储在根据 所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。 在此, 根据本发 明的一个实施例包括一个装置, 该装置包括用于存储计算机程序指 令的存储器和用于执行程序指令的处理器, 其中, 当该计算机程序 指令被该处理器执行时, 触发该装置运行基于前述根据本发明的多 个实施例的方法和 /或技术方案。
对于本领域技术人员而言, 显然本发明不限于上述示范性实施例 的细节, 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下, 能够以其 他的具体形式实现本发明。 因此, 无论从哪一点来看, 均应将实施例 看作是示范性的, 而且是非限制性的, 本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定, 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和 范围内的所有变化涵括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标 记视为限制所涉及的权利要求。 此外, 显然"包括"一词不排除其他单 元或步骤, 单数不排除复数。 装置权利要求中陈述的多个装置也可以 由一个装置通过软件或者硬件来实现。 第一, 第二等词语用来表示名 称, 而并不表示任何特定的顺序。

Claims (1)

  1. 权 利 要 求 书
    1. 一种生成用于无线通信的码本的方法, 其中, 该码本包括第 本以及第二码本, 该方法包括:
    -才艮据下式确定第一码本( ):
    v^={yj-]i≤i≤L},其中,
    并且其中, J为第一码本(V^ )中的码字数, M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数,ζ,为用于无线通信的现有任意码本 Z中的第 /歹 ij, Z的大小为 N行 J列;
    -根据下式确定第二码本( Na ): yJi={yH {k)i≤k≤K}, 其中,
    并且其中, 为第二码本 中的码字数, M为水平天线端口数, P为 X矩阵的列数, bt为矩阵 B的第 k列, 并且矩阵 B为,
    [B] =e m=\,"',MI2 k = \,'''K
    2. 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述用于无线通信的码本还 包括第三码本(V ), 所述方法还包括:
    -才艮据下式确定第三码本 ( ):
    V. = V, (9) -j}, 其中 1≤/≤4,其中 并且其中, 2为第三码本(v 中的码字数, p为第二码本所使用的
    X矩阵的列数, r为流数, 表示具有 t个元素, 其中第 s个元素为 1 , 其余元素为 0的矢量。
    3. 一种在无线通信的基站中生成用于 3D信道的预编码器的方法, 其特征在于利用由权项 1或 2的方法所生成的码本来执行以下步骤:
    -根据该 3D信道的信道信息, 分别由第一码本与第二码本中选择 适用于该 3D信道的第一码字 ( v ) 以及第二码字 ( vff );
    -基于所述第一码字 ( v ) 以及所述第二码字 ( vff )的乘积, 生成 用于该 3D信道的预编码器 (T )。
    4. 根据权利要求 3所述的方法, 其中还包括:
    -根据信道信息, 并根据对应于该信道的流数, 从第三码本中选择 适用于该 3D信道的第三码字 (V );
    并且, 其中所述根据第一码字 以及所述第二码字 (vff ), 生 成用于该 3D信道的预编码器的步骤包括:
    -基于所述第一码字 ( v ), 所述第二码字 ( vff ) 以及所述第三码 字 (¼ ) 的乘积生成用于该 3D信道的预编码器(T )。
    5. 根据权利要求 3或 4中任一项所述的方法, 其中, 所述信道信息 包括由用户设备所发送的预编码矩阵索引信息, 所述方法还包括:
    -接收来自用户设备的预编码矩阵索引信息, 所述预编码矩阵索引 信息包括指示所选择的第一码字( )的第一预编码矩阵索引和 /或指示 所选择的第二码字 (vff ) 的第二预编码矩阵索引。
    6. 根据权利要求 5所述的方法, 其中, 所接收的所述来自用户设备 的预编码矩阵索引信息还包括来自用户设备的指示所选择的第三码字
    ( vj 的第三预编码矩阵索引。
    7. 根据权利要求 5或 6所述的方法, 其中, 所述接收来自用户设备 的预编码矩阵索引信息的步骤包括通过以下任一方式接收来自用户设 备的各项预编码矩阵索引:
    - 在同一子帧中接收来自用户设备的各项预编码矩阵索引;
    - 在多个子帧中接收来自用户设备的各项预编码矩阵索引。
    8. 一种在无线通信的用户设备中用于辅助生成预编码器的方法,其 特征在于利用权利要求 1或 2的方法所生成的码本来执行以下步骤:
    -根据信道信息, 从第一码本和 /或第二码本中分别选择适用于该信 道的第一码字 ( v )和 /或第二码字 ( vff );
    - 向基站发送预编码矩阵索引信息, 所述预编码矩阵索引信息包括 指示所选择的第一码字(ν )的第一预编码矩阵索引, 和 /或指示所选择的 第二码字 ( )的第二预编码矩阵索引。
    9. 根据权利要求 8所述的方法, 其中还包括:
    -才艮据信道信息, 并才艮据对应于该信道的流数, 来从第三码本中选 择适用于该信道的第三码字 (vj;
    并且, 其中向基站发送的预编码矩阵索引信息还包括指示所选择的 第三码字 (V )的第三预编码矩阵索引。
    10. 根据权利要求 8或 9的方法, 其中, 向基站发送预编码矩阵索 弓 I信息的步骤包括通过以下任一方式向基站发送预编码矩阵索引信息: - 在同一子帧中向基站发送指示所选择的各个码字的预编码矩阵索 引;
    - 在多个子帧中向基站发送指示所选择的各个码字的预编码矩阵索 引。
    11. 一种生成用于无线通信的码本的装置, 其中, 该码本包括第一 码本以及第二码本, 该装置包括:
    - 用于^^据下式确定第一码本(¼J 的装置:
    ¼,= {ν^:ΐ≤/ <ζ} ,其中, 0
    0 βΜ
    并且其中, J为第一码本 )中的码字数, M为水平天线端口数, W为垂直天线端口数,ζ,为用于无线通信的现有任意码本 Z中的第 /列, Ζ的大小为 N行 J列;
    - 用于根据下式确定 二码本( ) 的装置:
    x(k) 0
    V,
    0 x(k) b - l)mod_ST」
    并且其中, 为第二码本 中的码字数, M为水平天线端口数, P为 X矩阵的列数, bt为矩阵 B的第 k列, 并且矩阵 B为,
    12. 根据权利要求 11所述的装置, 其中, 所述用于无线通信的码本 还包括第三码本(X ), 所述装置还包括:
    - 用于根据下式确定第三码本(X ) 的装置: = v!¾) -j}, 其中 l≤/≤r , 其中
    Y- e … 4 并且其中, 2为第三码本(v 中的码字数, P为第二码本所使用的 X矩阵的列数, r为流数, 表示具有 t个元素, 其中第 s个元素为 1 , 其余元素为 0的矢量。
    13. 一种在无线通信的基站中生成用于 3D信道的预编码器的装置, 其特征在于利用由权项 11或 12的装置所生成的码本, 所述装置包括:
    - 用于根据该 3D信道的信道信息, 分别由第一码本与第二码本中 选择适用于该 3D信道的第一码字 ( ^ ) 以及第二码字 ( vff ) 的装置;
    - 用于基于所述第一码字 ( ) 以及所述第二码字 ( vff ) 的乘积, 生成用于该 3D信道的预编码器 (T ) 的装置。
    14. 根据权利要求 13所述的装置, 其还包括:
    - 用于根据信道信息, 并根据对应于该信道的流数, 从第三码本中 选择适用于该 3D信道的第三码字 ( ¼ ) 的装置;
    并且, 生成所述 3D信道的预编码器的装置还用于:
    -基于所述第一码字( v ), 所述第二码字 ( vff ) 以及所述第三码字 ( \s ) 的乘积生成用于该 3D信道的预编码器 (T )。
    15. 根据权利要求 13或 14中任一项所述的装置, 其中, 所述信道 信息包括由用户设备所发送的预编码矩阵索引信息, 所述装置还包括:
    - 用于接收来自用户设备的预编码矩阵索引信息的装置, 所述预编 码矩阵索引信息包括指示所选择的第一码字 (v )的第一预编码矩阵索引 和 /或指示所选择的第二码字 ( vH ) 的第二预编码矩阵索引。
    16. 根据权利要求 15所述的装置, 其中, 所接收到的所述来自用户 设备的预编码矩阵索引信息还包括来自用户设备的指示所选择的第三 码字 (¼ ) 的第三预编码矩阵索引。
    17. 根据权利要求 15或 16所述的装置, 其中, 所述用于接收来自 用户设备的预编码矩阵索引信息的装置包括通过以下任一方式接收来 自用户设备的预编码矩阵索引信息:
    - 在同一子帧中接收来自用户设备的各项预编码矩阵索引;
    - 在多个子帧中接收来自用户设备的各项预编码矩阵索引。
    18. 一种在无线通信的用户设备中用于辅助生成预编码器的装置, 其特征在于利用权利要求 1或 2的装置所生成的码本, 所述装置包括:
    - 用于根据信道信息, 从第一码本和 /或第二码本中分别选择适用于 该信道的第一码字 ( v )和 /或第二码字 ( ) 的装置;
    - 用于向基站发送预编码矩阵索引信息的装置, 所述预编码矩阵索 引信息包括指示所选择的第一码字 (vj的第一预编码矩阵索引, 和 /或指 示所选择的第二码字 ( vff )的第二预编码矩阵索 S I。
    19. 根据权利要求 18所述的装置, 其还包括:
    - 用于根据信道信息, 并根据对应于该信道的流数, 来从第三码本 中选择适用于该信道的第三码字 (¼)的装置;
    并且, 其中向基站发送的预编码矩阵索引信息还包括指示所选择的 第三码字 (V )的第三预编码矩阵索引。
    20. 根据权利要求 18或 19的装置, 其中, 用于向基站发送预编码 矩阵索引信息的装置包括通过以下任一方式向基站发送预编码矩阵索 引信息:
    - 在同一子帧中向基站发送指示所选择的各个码字的预编码矩阵索 引;
    - 在多个子帧中向基站发送指示所选择的各个码字的预编码矩阵索 引。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107370525B (zh) * 2016-05-12 2021-03-30 华为技术有限公司 用于信道状态信息反馈的方法、基站、终端设备及系统
CN107370530B (zh) * 2016-05-12 2021-02-12 华为技术有限公司 信道状态信息反馈方法、预编码方法、终端设备和基站
EP3446416B1 (en) 2016-05-13 2020-11-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Precoding and channel state information acquisition for multi-stream transmissions in massive mimo systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102938662A (zh) * 2011-08-15 2013-02-20 上海贝尔股份有限公司 用于3d天线配置的码本设计方法
EP2665203A1 (en) * 2012-05-18 2013-11-20 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for channel state information codeword construction for a cellular wireless communication system
CN103427893A (zh) * 2013-08-31 2013-12-04 西安电子科技大学 一种两阶段码本搜索的三维波束赋形方法
WO2014059831A1 (zh) * 2012-10-19 2014-04-24 电信科学技术研究院 传输编码指示信息和确定预编码矩阵的方法、系统及设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102938688B (zh) 2011-08-15 2015-05-27 上海贝尔股份有限公司 用于多维天线阵列的信道测量和反馈的方法和设备
CN103220026B (zh) * 2012-01-19 2016-06-29 中国移动通信集团公司 码本反馈方法及信号接收装置、信号发送方法及装置
US9918240B2 (en) 2012-09-28 2018-03-13 Interdigital Patent Holdings, Inc. Wireless communication using multi-dimensional antenna configuration
US8942302B2 (en) * 2012-12-20 2015-01-27 Google Technology Holdings LLC Method and apparatus for antenna array channel feedback
KR102258289B1 (ko) * 2014-05-22 2021-05-31 삼성전자 주식회사 이차원 배열 안테나를 사용하는 이동통신 시스템에서의 채널 피드백의 생성 및 전송 방법 및 장치
CN105706373B (zh) * 2014-05-30 2020-04-03 华为技术有限公司 一种报告信道状态信息csi的方法、装置和基站天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102938662A (zh) * 2011-08-15 2013-02-20 上海贝尔股份有限公司 用于3d天线配置的码本设计方法
EP2665203A1 (en) * 2012-05-18 2013-11-20 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for channel state information codeword construction for a cellular wireless communication system
WO2014059831A1 (zh) * 2012-10-19 2014-04-24 电信科学技术研究院 传输编码指示信息和确定预编码矩阵的方法、系统及设备
CN103427893A (zh) * 2013-08-31 2013-12-04 西安电子科技大学 一种两阶段码本搜索的三维波束赋形方法

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