CN109391306B - 两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质，包括按照分组策略将每层的一级码本索引和二级码本索引分别分成若干组；在每层随机选择一个二级码本索引，分别计算每组随机选择的一个一级码本索引与所选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与所选择的二级码本索引对应的信道容量，选择每层的最大信道容量对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；同理计算该层最优的二级码本索引；基于容量最大化准则从各层最优的一级/二级码本索引中选择反馈至基站的秩、一级/二级码本索引。本发明大大降低了采用两级码本时RI和PMI选择的计算复杂度。

Description

两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及但不限于无线通信技术领域，尤其涉及一种两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，LTE)和长期演进高版本(Long Term EvolutionAdvanced，LTE-A)系统采用基于预编码码本的闭环空间复用技术来提高系统性能。闭环空间复用技术要求在发送端能够准确地获得信道状态信息(channel state information，CSI)，并依据该信道状态信息选择合适的层数、预编码对发送信号进行预处理。信道状态信息需要通过处于接收端的用户设备(User Equipment，UE)来向发送端进行反馈，这些信息包括信道矩阵的秩(Rank Indicator)、预编码码本索引(Precoding Matrix Index，PMI)和信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)。UE利用信道估计获得信道系数矩阵H及噪声系数No，按照某种最优准则选出与当前信道最为匹配的RI 和PMI，并计算使用该RI和PMI后的信道质量指示CQI，最后将CSI上报基站。常规的RI/PMI选择方法是遍历所有的RI和PMI组合，按照某种最优准则(例如信道容量最大或均方误差最小准则)选出最优的一组{RI、 PMI}，因此每层的码本数量决定了计算的复杂度。

随着LTE/LTE-A系统版本不断演进，其码本数量也在急剧增加。在LTE 版本(Release)8和版本9中，每种RI下最多有16个码本，具体码本参见TS 36.211，而在LTE-A的版本10中，引入了八天线端口的两级码本，即每个预编码矩阵由一级码本索引(first PMI)PMI1和二级码本索引(second PMI)PMI2两个索引决定，8天线端口1层和2层码本中，PMI1和PMI2 的取值范围都是0～15，因此1层和2层的码本个数都为256，3层码本PMI1 和PMI2的取值范围分别为0～3和0～15，4层码本PMI1和PMI2的取值范围分别为0～3和0～7，3层和4层的码本总数分别为64和32；在版本12中，又引入了四天线端口的两级码本，新引入的4天线端口1～4层的码本总数分别增加到了{256、256、16、16}，具体码本参见第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)技术规范(Technical Specification，TS) 36.213。如果继续采用遍历RI和PMI选择最优RI和PMI的方法，每一层需要计算PMI1×PMI2个预编码矩阵对应的容量，计算量将十分巨大。

在公开号为“CN103746730B”，发明名称为“LTE-A系统中的两级码本选择方法”的申请中，提出了一种两级码本选择方法，该方法主要是通过压缩两级码本选择使用的信道矩阵的数量获得计算复杂度的降低，选择第一级码本时遍历全部码本采用容量最大化准则，选择子带的第二级码本时采用最大化最小欧式距离准则；在公开号为“CN103546209B”，发明名称为“一种LTE-A系统中的八天线码本选择方法”的申请中，提出了一种两级码本分离选择的方法，第一码本选择时通过信道矩阵分块、特征分解等步骤，采用特征值之和最大准则，第二级码本选择时采用常用的最大化信道容量准则、最小均方误差准则或最最小误比特率准则等。从以上分析可知，这两篇专利都采用了简化PMI搜索的方法，但是其主要是针对第一级和第二级码本使用不同的最优准则，并对准则进行简化，但是还是需要遍历PMI，其搜索次数并没有减少。

此外，在公开号为“CN103546209B”，发明名称为“一种LTE-A系统中的八天线码本选择方法”的申请中，针对层1码本和层2码本将两级码本搜索分离，首先遍历一级码本码字W1的16种码字确定出一级码本索引 PMI1，再根据确定出的PMI1遍历二级码本码字W2的16种码字确定二级码本索引PMI2，该专利将PMI搜索次数减少到了PMI1+PMI2次，有一定的降低复杂度效果，但是仍然需要较多次数的搜索，同时也没有针对2层以上的码本给出简化方法，并且该专利对搜索PMI1和PMI2使用了不同的准则，加大了硬件实现复杂度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质，能够降低两级码本和秩的选择的计算复杂度。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种两级码本和秩的选择方法，包括：

按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；

在每一层中随机选择一个二级码本索引，并在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；

在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；

比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

进一步地，在所述计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量之前，所述方法还包括：根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵；

所述选择方法根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量， W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵，上标H表示共轭转置：

进一步地，所述预先设置的分组策略通过如下方式产生：

在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌.┐为向上取整符号；

随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为 1至M/2之间的自然数；

通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。

进一步地，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。

进一步地，在基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A系统中，所述按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，具体包括：

将第一层的一级码本索引分成6组，第一层第i组的一级码本索引为 [3i-3 3i-23i-1]，其中i为1到5之间的自然数，第一层第6组的一级码本索引为15；

将第一层的二级码本索引分成4组，第一层第j组的二级码本索引为[j-1 j+3 j+7j+11]，其中j为1到4之间的自然数；

将第二层的一级码本索引分成6组，第二层第i组的一级码本索引为 [3i-3 3i-23i-1]，第二层第6组的一级码本索引为15；

将第二层的二级码本索引分成2组，第二层第m组的二级码本索引为 [m-1 m+1 m+3 m+5 m+7 m+9 m+11 m+13]，其中m为1到2之间的自然数；

将第三层的一级码本索引分成4组，第三层第x组的一级码本索引为 [x-1]，其中x为1到4之间的自然数；

将第三层的二级码本索引分成4组，第三层第j组的二级码本索引为[j-1 j+3 j+7j+11]；

将第四层的一级码本索引分成4组，第四层第x组的一级码本索引为 [x-1]；

将第四层的二级码本索引分成2组，第四层第y组的二级码本索引为[y-1 y+1 y+3y+5]，其中y为1到2之间的自然数。

本发明实施例还提供了一种两级码本和秩的选择方法，包括：

按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；

在每一层中随机选择一个二级码本索引，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；

在每一层中分别计算该层的二级码本索引中的各个代表索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引中的代表索引并计算所选择的代表索引所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；

比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有两级码本和秩的选择程序，所述两级码本和秩的选择程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的两级码本和秩的选择方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种两级码本和秩的选择装置，包括第一分组模块、第一计算模块和第二计算模块，其中：

第一分组模块，用于按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；

第一计算模块，用于在每一层中随机选择一个二级码本索引，获取第一分组模块中各层的一级码本索引的分组信息，在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每一层的每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引并输出至第二计算模块；

第二计算模块，用于获取第一分组模块中各层的二级码本索引的分组信息，接收第一计算模块输出的各层最优的一级码本索引，在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引，比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

进一步地，所述选择装置还包括信道估计模块，用于根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵，并将每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵输出至第一计算模块与第二计算模块；

所述第一计算模块与第二计算模块根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵：

本发明实施例还提供了一种两级码本和秩的选择装置，包括第二分组模块、第三计算模块和第四计算模块，其中：

第二分组模块，用于按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；

第三计算模块，用于在每一层中随机选择一个二级码本索引，获取第二分组模块中各层的一级码本索引的分组信息与代表索引信息，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引并输出至第四计算模块；

第四计算模块，用于获取第二分组模块中各层的二级码本索引的分组信息与代表索引信息，接收第三计算模块输出的各层最优的一级码本索引，在每一层中分别计算该层的二级码本索引中的各个代表索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引中的代表索引并计算所选择的代表索引所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引，比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

本发明的技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质通过按照预先设置的分组策略将每层的一级码本索引和二级码本索引进行分组，并按照容量最大化准则依次计算各层最优的一级码本索引、各层最优的二级码本索引，最终确定最大信道容量对应的层数、一级码本索引、二级码本索引并反馈给基站，这样处理大大降低了采用两级码本时RI和PMI选择的计算复杂度，提升了用户设备的处理速度，降低了硬件实现复杂度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例的两级码本和秩的选择方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的8×4的LTE-A系统的1至4层对应的码本分组示意图。

图3为本发明第二实施例的两级码本和秩的选择方法的流程示意图；

图4为本发明实施例的8×4的LTE-A系统的1至4层对应的码本分组中，选择的代表索引分布示意图，每个分组中带下划线的索引为代表索引。

图5为本发明第一实施例的两级码本和秩的选择装置的结构示意图；

图6为本发明第二实施例的两级码本和秩的选择装置的结构示意图；

图7为本发明第三实施例的两级码本和秩的选择装置的结构示意图；

图8为本发明第四实施例的两级码本和秩的选择装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，根据本发明的一种两级码本和秩的选择方法，包括如下步骤：

步骤101：按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和二级码本索引进行分组；

进一步地，所述预先设置的分组策略通过如下方式产生：

在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌.┐为向上取整符号；

随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为 1至M/2之间的自然数；

通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。

进一步地，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。

在本发明一实施例中，如图2所示，在基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A系统中，所述按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，具体包括：

将第一层的一级码本索引分成6组，第一层第i组的一级码本索引为 [3i-3 3i-23i-1]，其中i为1到5之间的自然数，第一层第6组的一级码本索引为15；

将第一层的二级码本索引分成4组，第一层第j组的二级码本索引为[j-1 j+3 j+7j+11]，其中j为1到4之间的自然数；

将第二层的一级码本索引分成6组，第二层第i组的一级码本索引为 [3i-3 3i-23i-1]，第二层第6组的一级码本索引为15；

将第二层的二级码本索引分成2组，第二层第m组的二级码本索引为 [m-1 m+1 m+3 m+5 m+7 m+9 m+11 m+13]，其中m为1到2之间的自然数；

将第三层的一级码本索引分成4组，第三层第x组的一级码本索引为 [x-1]，其中x为1到4之间的自然数；

将第三层的二级码本索引分成4组，第三层第j组的二级码本索引为[j-1 j+3 j+7j+11]；

将第四层的一级码本索引分成4组，第四层第x组的一级码本索引为 [x-1]；

将第四层的二级码本索引分成2组，第四层第y组的二级码本索引为[y-1 y+1 y+3y+5]，其中y为1到2之间的自然数。

进一步地，在所述计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量之前，所述方法还包括：根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵；

所述选择方法根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量， W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵：

步骤102：在每一层中随机选择一个二级码本索引，并在每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；

步骤103：在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；

步骤104：比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种两级码本和秩的选择方法，包括如下步骤：

步骤301：按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；

进一步地，所述预先设置的分组策略通过如下方式产生：

在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌┐为向上取整符号；

随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为 1至M/2之间的自然数；

通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。

进一步地，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。

如图4所示，在本发明一实施例中，在基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A系统中，所述按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，具体包括：

将第一层的一级码本索引分成6组，第一层第i组的一级码本索引为 [3i-3 3i-23i-1]，其中i为1到5之间的自然数，第一层第6组的一级码本索引为15；

将第一层的二级码本索引分成4组，第一层第j组的二级码本索引为[j-1 j+3 j+7j+11]，其中j为1到4之间的自然数；

将第二层的一级码本索引分成6组，第二层第i组的一级码本索引为 [3i-3 3i-23i-1]，第二层第6组的一级码本索引为15；

将第二层的二级码本索引分成2组，第二层第m组的二级码本索引为 [m-1 m+1 m+3 m+5 m+7 m+9 m+11 m+13]，其中m为1到2之间的自然数；

将第三层的一级码本索引分成4组，第三层第x组的一级码本索引为 [x-1]，其中x为1到4之间的自然数；

将第三层的二级码本索引分成4组，第三层第j组的二级码本索引为[j-1 j+3 j+7j+11]；

将第四层的一级码本索引分成4组，第四层第x组的一级码本索引为 [x-1]；

将第四层的二级码本索引分成2组，第四层第y组的二级码本索引为[y-1 y+1 y+3y+5]，其中y为1到2之间的自然数。

进一步地，如图4所示，所述在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引，包括：

第一层第i组一级码本索引选择一级码本索引3i-2作为该组的代表索引，第一层第6组一级码本索引选择一级码本索引15作为该组的代表索引；

第二层第i组一级码本索引选择一级码本索引3i-2作为该组的代表索引，第二层第6组一级码本索引选择一级码本索引15作为该组的代表索引；

第三层第x组一级码本索引选择一级码本索引x-1作为该组的代表索引；

第四层第x组一级码本索引选择一级码本索引x-1作为该组的代表索引。

进一步地，所述在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引，还包括：

第一层第j组二级码本索引选择二级码本索引j-1作为该组的代表索引；

第二层第m组二级码本索引选择二级码本索引m-1作为该组的代表索引；

第三层第j组二级码本索引选择二级码本索引j-1作为该组的代表索引；

第四层第y组二级码本索引选择二级码本索引y-1作为该组的代表索引。

进一步地，在所述计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量之前，所述方法还包括：根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵；

所述选择方法根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量， W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵：

步骤302：在每一层中随机选择一个二级码本索引，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；

步骤303：在每一层中分别计算该层的二级码本索引中的各个代表索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引中的代表索引并计算所选择的代表索引所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；

步骤304：比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有两级码本和秩的选择程序，所述两级码本和秩的选择程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的两级码本和秩的选择方法的步骤。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种两级码本和秩的选择装置，其特征在于，包括第一分组模块501、第一计算模块502和第二计算模块503，其中：

第一分组模块501，用于按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；

第一计算模块502，用于在每一层中随机选择一个二级码本索引，获取第一分组模块501中各层的一级码本索引的分组信息，在每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引并输出至第二计算模块503；

第二计算模块503，用于获取第一分组模块501中各层的二级码本索引的分组信息，接收第一计算模块502输出的各层最优的一级码本索引，在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引，比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

进一步地，所述第一分组模块501的预先设置的分组策略通过如下方式产生：

在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌.┐为向上取整符号；

随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为 1至M/2之间的自然数；

通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。

进一步地，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。

进一步地，如图6所示，所述选择装置还包括第一信道估计模块504，用于根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵，并将每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵输出至第一计算模块502与第二计算模块503；

所述第一计算模块502与第二计算模块503根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵：

如图7所示，本发明实施例还提供了一种两级码本和秩的选择装置，包括第二分组模块701、第三计算模块702和第四计算模块703，其中：

第二分组模块701，用于按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；

第三计算模块702，用于在每一层中随机选择一个二级码本索引，获取第二分组模块701中各层的一级码本索引的分组信息与代表索引信息，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引并输出至第四计算模块703；

第四计算模块703，用于获取第二分组模块701中各层的二级码本索引的分组信息与代表索引信息，接收第三计算模块702输出的各层最优的一级码本索引，在每一层中分别计算该层的二级码本索引中的各个代表索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引中的代表索引并计算所选择的代表索引所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引，比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

进一步地，所述第二分组模块701预先设置的分组策略通过如下方式产生：

在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌┐为向上取整符号；

随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为 1至M/2之间的自然数；

通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。

进一步地，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。

进一步地，如图8所示，所述选择装置还包括第二信道估计模块704，用于根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵，并将每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵输出至第三计算模块702与第四计算模块703；

所述第三计算模块702与第四计算模块703根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵：

本发明实施例还提供了一个优选的实施例对本发明进行进一步解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。

以基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A 系统为例介绍本发明所述方法的具体实施步骤，本发明的两级码本和秩的选择方法的处理步骤如下：

步骤一：产生PMI1分组和PMI2分组，分组策略的产生是按照码本间相关性以及分组后的复杂度综合考虑产生。具体的说，首先针对各层码本分别固定某个PMI2索引值，遍历产生该PMI2固定时所有PMI1值之间的互相关系数，按照分组内需要的索引个数选择互相关系数最大的几个PMI1成为一组，同样的再针对各层码本分别固定某个PMI1索引值，遍历产生该 PMI1固定时所有PMI2值之间的互相关系数，按照分组内需要的索引个数选择互相关系数最大的几个PMI2成为一组，这样就完成了一次分组，使用不同的PMI1与PMI2分组个数(1～8个PMI分为一组)仿真每次分组后的性能并统计对应的搜索次数，最终得出性能良好且复杂度较小的一组分组策略。对于8×4的LTE-A系统，其最大支持层数为4，因此需要产生1～4层各自对应的码本分组，本例使用的码本分组示意图如图4所示，图中针对每层的PMI1和PMI2给出了详细的分组方案，每个分组中都有一个索引(带下划线的索引)作为代表索引，在后续选择分组时使用每组中的代表索引代表该分组进行容量计算。

步骤二：接收端利用CSI-RS及CRS估计得到的第k个子载波上的信道系数矩阵H_k和噪声方差矩阵

其中

h_ij为第j个发射天线端口到第i个接收天线的信道系数，

为第i个接收天线上的噪声功率。

步骤三：从每一层的PMI2(本例中将PMI1记为i₁，将PMI2记为i₂) 的所有可能取值集合

中随机选择一个记为i′_2n，计算i′_2n与每层PMI1分组中的代表索引号i′_1n指示的预编码矩阵W对应的信道容量，从中选出最大容量对应的PMI1分组的代表索引号i″₁₁，i″₁₂，i″₁₃，i″₁₄；

Ω_1n表示n层所有PMI1分组中代表索引号的集合。

针对一层，i₂的可能取值集合

从中随机选择一个i′₂₁，遍历代表索引i′₁₁的可能取值集合Ω₁₁＝{i′₁₁|i′₁₁∈[1 4 7 10 13 15]}中的每一个值，计算使用索引(1，i′₂₁)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(4，i′₂₁)指示的预编码矩阵W计算容量，以此类推，直到完成索引 (15，i′₂₁)指示的预编码矩阵W对应的容量，然后从这6个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI1代表索引记为i″₁₁；针对第二层，i₂的可能取值集合

从中随机选择一个i′₂₂，遍历代表索引i′₁₂可能取值集合Ω₁₂＝{i′₁₂|i′₁₂∈[1 4 7 10 13 15]}中的每一个值，计算使用索引 (1，i′₂₂)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(4，i′₂₂)指示的预编码矩阵W计算容量，以此类推，直到完成索引((15，i′₂₂)指示的预编码矩阵W对应的容量，然后从这6个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI1代表索引记为i″₁₂；针对第三层，i₂的可能取值集合

从中随机选择一个i′₂₃，遍历代表索引i′₁₃可能取值集合Ω₁₃＝{i′₁₃|i′₁₃∈[0 1 2 3]} 中的每一个值，计算使用索引(0，i′₂₃)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(1，i′₂₃)指示的预编码矩阵W计算容量，以此类推，直到完成索引(3，i′₂₃)指示的预编码矩阵W对应的容量，然后从这4个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI1代表索引记为i″₁₃；针对第四层，i₂的可能取值集合

从中随机选择一个i′₂₄，遍历代表索引i′₁₄可能取值集合Ω₁₄＝{i′₁₄|i′₁₄∈[0 1 2 3]}中的每一个值，计算使用索引(0，i′₂₄)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(1，i′₂₄)指示的预编码矩阵W 计算容量，以此类推，直到完成索引(3，i′₂₄)指示的预编码矩阵W对应的容量，然后从这4个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI1代表索引记为i″₁₄。

步骤四：根据步骤三中选择出的i″₁₁，i″₁₂，i″₁₃，i″₁₄，计算i′_2n与每层代表索引的分组的组内所有PMI1 i″′_1n指示的预编码矩阵W对应的容量，从中选出最大容量对应的PMI1i″″₁₁，i″″₁₂，i″″₁₃，i″″₁₄.

对于一层，如果i″₁₁≠15，遍历PMI1 i″′₁₁，i″′₁₁∈[i″₁₁-1 i″₁₁+1]，计算使用索引(i″₁₁-1，i′₂₁)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引 (i″₁₁+1，i′₂₁)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这2个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″₁₁，i′₂₁)的容量中选出最大值，并将该容量对应的 PMI1代表索引记为i″″₁₁。如果i″₁₁＝15，遍历PMI1 i″′₁₁，i″′₁₁∈[0 14]，计算使用索引(0，i′₂₁)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(14，i′₂₁)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这2个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″₁₁，i′₂₁)的容量中选出最大值，并将该容量对应的 PMI1代表索引记为i″″₁₁。对于二层，如果i″₁₂≠15，遍历PMI1 i″′₁₂， i″′₁₂∈[i″₁₂-1 i″₁₂+1]，计算使用索引(i″₁₂-1，i′₂₂)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″₁₂+1，i′₂₂)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这2个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″₁₂，i′₂₂)的容量中选出最大值，并将该容量对应的PMI1代表索引记为i″″₁₂。如果i″₁₂＝15，遍历 PMI1 i″′₁₂，i″′₁₂∈[0 14]，计算使用索引(0，i′₂₂)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(14，i′₂₂)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这2 个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″₁₂,i′₂₂)的容量中选出最大值，并将该容量对应的PMI1代表索引记为i″″₁₂。对于三层i″″₁₃=i″₁₃。对于四层 i″″₁₄=i″₁₄。

步骤五：针对每一层将第一级码本对应的PMI1固定为步骤四中选出的 i″″_1n，计算PMI2各分组代表索引号i′_2n与每层选择出的PMI1 i″″_1n指示的预编码矩阵W对应的信道容量，从中选出最大容量对应的PMI2分组的代表索引号i″₂₁,i″₂₂,i″₂₃,i″₂₄；

Ω_2n表示n层所有PMI2分组中代表索引号的集合。

针对一层，遍历代表索引i′₂₁的可能取值集合Ω₂₁＝{i′₂₁|i′₂₁∈[0 1 2 3]}中的每一个值，计算使用索引((i″″₁₁，0)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″″₁₁，1)指示的预编码矩阵W计算容量，以此类推，直到完成索引 (i″″₁₁，3)指示的预编码矩阵W对应的容量，然后从这4个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″₂₁；针对第二层，遍历代表索引i′₂₂可能取值集合Ω₂₂＝{i′₂₂|i′₂₂∈[0 1]}中的每一个值，计算使用索引 (i″″₁₂，0)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″″₁₂，1)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这2个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″₂₂；针对第三层，遍历代表索引i′₂₃可能取值集合Ω₂₃＝{i′₂₃|i′₂₃∈[0 1 2 3]}中的每一个值，计算使用索引(i″″₁₃，0)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″″₁₃，1)指示的预编码矩阵W计算容量，以此类推，直到完成索引(i″″₁₃，3)指示的预编码矩阵W对应的容量，然后从这4个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为 i″₂₃；针对第四层，遍历代表索引i′₂₄可能取值集合Ω₂₄＝{i′₂₄|i′₂₄∈[0 1]}中的每一个值，计算使用索引(i″″₁₄，0)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″″₁₄，1)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这2个容量值中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″₂₄。

步骤六：根据步骤四中选出的PMI1 i″″_1n与步骤五中选择出的PMI2代表索引号i″2n，计算i″″1n与每层代表索引的分组的组内所有PMI2 i″′_2n指示的预编码矩阵W对应的信道容量，从中选出最大容量对应的PMI2 i″″₂₁，i″″₂₂，i″″₂₃，i″″₂₄.

对于一层，遍历PMI2 i″′₂₁，i″′₂₁∈[i″₂₁+4 i″₂₁+8 i″₂₁+12]，计算使用索引(i″″₁₁，i″₂₁+4)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引 (i″″₁₁，i″₂₁+8)指示的预编码矩阵W计算容量，最后计算使用索引 (i″″₁₁，i″₂₁+12)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这3个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″″₁₁，i″₂₁)的容量中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″″₂₁。对于二层，遍历PMI2 i″′₂₂， i″′₂₂∈[i″₂₂+2 i″₂₂+4……i″₂₂+14]，计算使用索引(i″″₁₂，i″₂₂+2)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″″₁₂，i″₂₂+4)指示的预编码矩阵 W计算容量，以此类推，直到计算使用索引((i″″₁₂，i″₂₂+14)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这7个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″″₁₂，i″₂₂)的容量中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″″₂₂。对于三层，遍历PMI2 i″′₂₃，i″′₂₃∈[i″₂₃+4 i″₂₃+8 i″₂₃+12]，计算使用索引(i″″₁₃，i″₂₃+4)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引 (i″″₁₃，i″₂₃+8)指示的预编码矩阵W计算容量，最后计算使用索引 (i″″₁₃，i″₂₃+12)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这3个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″″₁₃，i″₂₃)的容量中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″″₂₃。对于四层，遍历PMI2 i″′₂₄， i″′₂₄∈[i″₂₄+2 i″₂₄+4 i″₂₄+6，计算使用索引(i″″₁₄，i″₂₄+2)指示的预编码矩阵W时的容量；接下来使用索引(i″″₁₄，i″₂₄+4)指示的预编码矩阵W计算容量，最后计算使用索引(i″″₁₄，i″₂₄+6)指示的预编码矩阵W计算容量，然后从这3个容量值以及比较器中已经存储了的索引(i″″₁₄，i″₂₄)的容量中选出最大值，并将该容量对应的PMI2代表索引记为i″″₂₄。

步骤七：比较各层选出的最优预编码矩阵(i″″_1n，i″″_2n)对应的信道容量，其中最大容量对应的层数n即为信道矩阵的秩RI，该RI下的最优PMI即为需要反馈的PMI1和PMI2。

具体地，比较一层的预编码矩阵(i″″₁₁，i″″₂₁)、二层的预编码矩阵(i″″₁₂，i″″₂₂、三层的预编码矩阵(i″″₁₃，i″″₂₃和四层的预编码矩阵(i″″₁₄，i″″₂₄)对应的信道容量值，然后从中选出最大值，该最大值对应的层即为RI，相应的预编码矩阵索引即为PMI1

和PMI2

从以上步骤可以看出，针对本实施例本发明通过分组调度模块的调度完成1～4层RI和PMI的各层搜索仅需要{15，17，11，9}次搜索，相比较于常规遍历方法需要的{256，256，64，32}次搜索，本发明方法复杂度不到常规方法1/10，同时在性能方面本发明方法较常规方法仅有不到0.2dB 的损失，性能非常接近遍历方法。针对现有技术，其搜索复杂度最低也需要 {32，32，20，12}次，且针对PMI1与PMI2搜索需使用不同准则，设计不同的硬件模块实现，而本发明方法在进一步减少搜索次数(仅有现有技术 1/2左右)的同时对PMI1与PMI2搜索复用相同的容量计算模块，降低硬件实现复杂度；在性能方面，本发明方法与现有技术性能一致，在复杂度降低的情况下没有性能损失。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两级码本和秩的选择方法，其特征在于，包括：

按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；

在每一层中随机选择一个二级码本索引，并在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；

在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；

比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

2.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，在所述计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量之前，所述方法还包括：根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵；

所述选择方法根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵，上标H表示共轭转置：

3.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，所述预先设置的分组策略通过如下方式产生：

在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌.┐为向上取整符号；

随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为1至M/2之间的自然数；

通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。

4.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。

5.根据权利要求3所述的选择方法，其特征在于，在基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A系统中，所述按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，具体包括：

将第一层的一级码本索引分成6组，第一层第i组的一级码本索引为[3i-3 3i-2 3i-1]，其中i为1到5之间的自然数，第一层第6组的一级码本索引为15；

将第一层的二级码本索引分成4组，第一层第j组的二级码本索引为[j-1j+3j+7j+11]，其中j为1到4之间的自然数；

将第二层的一级码本索引分成6组，第二层第i组的一级码本索引为[3i-3 3i-2 3i-1]，第二层第6组的一级码本索引为15；

将第二层的二级码本索引分成2组，第二层第m组的二级码本索引为[m-1m+1m+3m+5m+7m+9m+11m+13]，其中m为1到2之间的自然数；

将第三层的一级码本索引分成4组，第三层第x组的一级码本索引为[x-1]，其中x为1到4之间的自然数；

将第三层的二级码本索引分成4组，第三层第j组的二级码本索引为[j-1j+3j+7j+11]；

将第四层的一级码本索引分成4组，第四层第x组的一级码本索引为[x-1]；

将第四层的二级码本索引分成2组，第四层第y组的二级码本索引为[y-1y+1y+3y+5]，其中y为1到2之间的自然数。

6.一种两级码本和秩的选择方法，其特征在于，包括：

按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；

在每一层中随机选择一个二级码本索引，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；

在每一层中分别计算该层的二级码本索引中的各个代表索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引中的代表索引并计算所选择的代表索引所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；

比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有两级码本和秩的选择程序，所述两级码本和秩的选择程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的两级码本和秩的选择方法的步骤。

8.一种两级码本和秩的选择装置，其特征在于，包括第一分组模块、第一计算模块和第二计算模块，其中：

第一分组模块，用于按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；

第一计算模块，用于在每一层中随机选择一个二级码本索引，获取第一分组模块中各层的一级码本索引的分组信息，在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每一层的每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引并输出至第二计算模块；

第二计算模块，用于获取第一分组模块中各层的二级码本索引的分组信息，接收第一计算模块输出的各层最优的一级码本索引，在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引，比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

9.根据权利要求8所述的选择装置，其特征在于，还包括信道估计模块，用于根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵，并将每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵输出至第一计算模块与第二计算模块；

所述第一计算模块与第二计算模块根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，H_k为第k个子载波上的信道系数矩阵，

为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵，上标H表示共轭转置：

10.一种两级码本和秩的选择装置，其特征在于，包括第二分组模块、第三计算模块和第四计算模块，其中：

第二分组模块，用于按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；

第三计算模块，用于在每一层中随机选择一个二级码本索引，获取第二分组模块中各层的一级码本索引的分组信息与代表索引信息，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引并输出至第四计算模块；

第四计算模块，用于获取第二分组模块中各层的二级码本索引的分组信息与代表索引信息，接收第三计算模块输出的各层最优的一级码本索引，在每一层中分别计算该层的二级码本索引中的各个代表索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引中的代表索引并计算所选择的代表索引所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引，比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。

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