CN111934733B - 一种确定测试预编码矩阵的方法、装置、终端和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种确定测试预编码矩阵的方法、装置、终端和存储介质，该方法包括：基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；基于第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，第二候选波束集合包括K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；确定极化方向的相位偏置；基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置，生成测试预编码矩阵。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于计算机技术领域，尤其涉及一种确定测试预编码矩阵的方法、装置、终端和存储介质。
背景技术
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统通过在收发端配置多天线，可获得空间分集或复用增益，显著地提高系统的抗衰落能力或频谱效率。MIMO波束赋形也称为MIMO预编码技术，可利用信道状态信息在发送端对发送符号进行预编码处理，以提高系统容量或降低系统误码率。
在预编码的过程中，目前的相关技术方案针对双码本的设计，采用W＝W1W2的方式，其中，W1为一级码本，W2为二级码本；目前在构造双码本的过程中，需要反复利用子带信息来分别计算W1和W2，导致计算复杂度较高。
申请内容
本申请实施例期望提供一种确定测试预编码矩阵的方法、装置、终端和存储介质，解决了目前在构造双码本的过程中，需要反复利用子带信息来分别计算W1和W2，导致计算复杂度较高的问题。
本申请的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种确定测试预编码矩阵的方法，所述方法包括：
基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，所述第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；
基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，所述第二候选波束集合包括所述K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；
确定极化方向的相位偏置；
基于所述第一候选波束集合、所述第二候选波束集合和所述相位偏置，生成测试预编码矩阵。
在上述方案中，所述基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合，包括：
以所述目标位置为中心并且以目标步长为半径，从多个候选宽带波束中选择所述K个宽带波束，以构成所述第一候选波束集合。
在上述方案中，所述基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合，包括：
基于第一类码本的第一测试预编码矩阵索引，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束。
在上述方案中，所述基于第一类码本的第一测试预编码矩阵索引，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束，包括：
基于所述第一测试预编码矩阵索引中的元素i1,3，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到所述K个正交宽带波束。
在上述方案中，所述确定极化方向的相位偏置，包括：
获得一个正交相移键控信号的相位合集；
基于所述相位合集，确定所述相位偏置。
在上述方案中，所述基于所述第一候选波束集合、所述第二候选波束集合和所述相位偏置，生成测试预编码矩阵，包括：
基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第一偏置向量；
基于所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第二偏置向量；
基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第一偏置向量和所述第二偏置向量，
生成所述测试预编码矩阵。
在上述方案中，所述测试预编码矩阵的第一层包括所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量或者所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量。
第二方面，本申请实施例提供了一种确定测试预编码矩阵的装置，所述确定测试预编码矩阵的装置包括第一确定单元、第二确定单元、计算单元和生成单元；其中，
所述第一确定单元，配置为基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，所述第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；
所述第二确定单元，配置为基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，所述第二候选波束集合包括所述K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；
所述计算单元，配置为确定极化方向的相位偏置；
所述生成单元，配置为基于所述第一候选波束集合、所述第二候选波束集合和所述相位偏置，生成测试预编码矩阵。
第三方面，本申请实施例提供了一种终端，所述终端包括存储器和处理器；
其中，
所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行如第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
本申请实施例所提供的一种确定测试预编码矩阵的方法、装置、终端以及存储介质，基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；基于第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，第二候选波束集合包括K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；确定极化方向的相位偏置；基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置，生成测试预编码矩阵；如此，构造测试码本时仅利用宽带信道相关矩阵计算宽带度量，不需要子带或者资源单元(resource element，RE)级别的信道信息去参与W1计算，而且在构造测试码本的过程中，无需反复利用子带信息来分别计算W1和W2，只需基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置便可以生成测试预编码矩阵，从而降低了计算复杂度，而且还能够提升通信系统的整体性能。
附图说明
图1为相关技术方案提供的一种无线通信系统的应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的一种确定测试预编码矩阵的方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种确定测试预编码矩阵的方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种测试码本的构造示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种确定测试预编码矩阵的方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种波束能量示意图；
图7为本申请实施例提供的一种确定测试预编码矩阵的装置的组成示意图；
图8为本申请实施例提供的一种终端的具体硬件结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种芯片的具体硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。
示例性地，图1示出了相关技术方案提供的一种无线通信系统的应用场景示意图。如图1所示，该应用场景可以包括有基站101、网络102和终端103。
其中，基站101可以用于与终端103进行通信。基站101可以是基站收发台(BaseTransceiver Station，BTS)，也可以是演进型基站(Evolutional Node B，eNB)，以及第五代移动通信(the 5th Generation，5G)系统、新空口(New Radio，NR)系统中的基站；甚至基站101还可以是接入点(Access Point，AP)、传输节点(Trans Node)、中心单元(CentralUnit，CU)或其他网络实体等。
终端103分布在整个无线通信系统中，可以是静止的，也可以是移动的。终端103可以是诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、用户终端(User Equipment，UE)、移动台(mobile station)、移动客户端等。
网络102可以是使用任一通信标准或协议的无线通信网络，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System of Mobile communication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址2000(Code Division MultipleAccess 2000，CDMA2000)、宽带码分多址(Wide band Code Division Multiple Access,WCDMA)、时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，TD-SCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)、4G、5G等。
基于图1所示的应用场景，基站101通过网络102可以与终端103进行通信，而且从基站101到终端103方向的链路为下行链路，从终端103到基站101方向的链路为上行链路。在预编码技术中，终端103可以针对下行链路上的波束资源进行信道估计，以确定出测试预编码矩阵；这样，一方面将该测试预编码矩阵对应的指示信息反馈给基站101，另一方面采用该测试预编码矩阵对发送信号进行预处理，还可以提高信息传输的有效性和可靠性。
随着5G技术的到来，NR是基于正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的全新空口设计的全球性5G标准，也是下一代非常重要的蜂窝移动技术基础。
在一种示例的无线通信系统中，至少包括一个基站和一个终端。基站和终端之间可以交互信道状态信息，其中信道状态信息包括但不限于：信道质量指示(ChannelQuality Indication，CQI)、测试预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)、秩指示(Rank Indicator，RI)、信道状态信息参考导频资源指示(CSI-RS resourceIndicator，CRI)、层指示(Layer Indicator，LI)。在本实施例中，索引和指示是等价的，可以互换，比如测试预编码矩阵索引也可以叫测试预编码矩阵指示，秩指示也可以叫秩索引，层指示也可以叫层索引等。本示例中的PMI用于指示码本集合里的一个或者一组码字。
在一种示例中，可以根据码本集合的码字特点，将码本分成第一类码本和第二类码本，其中第一类码本的反馈开销一般比较小，但对信道量化精度相对较低，例如LTE中的Single Stage码本和dual Stage码本，NR里的type I码本，这类码本对应码字的每一列，一般由一个矢量构成，本实施例中，矢量也可以叫波束，包括但不限于物理波束和逻辑的数字波束，或者预编码矢量，测试预编码矩阵，这个矢量可由但不限于1个离散傅里叶变换矢量(Discrete Fourier transform，DFT)构成或者多个DFT矢量的克罗内克积构成。
在上述这类码本中，可以反馈第一测试预编码矩阵i1，其中，i1包括但不限于以下至少之一：i1,1，i1,2，i1,3，分别用于指示第一维度的波束索引，第二维度的波束索引，宽带的波束组选择和/或相位选择。第二测试预编码矩阵索引i2，其中，i2包括但不限于用于子带的波束选择和/或相位选择。波束索引或者测试预编码矩阵索引用于指示某个波束的索引信息。
这里，针对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解，第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)，第四代移动通信(LongTerm Evolution，LTE)，第五代移动通信(New Radio，NR)，上行链路(Uplink，UL)，多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)，互信息(Mutual information，MI)，传输模式(Transmission Mode，TM)，终端传输数据流的层数，即终端的rank值。
目前，LTE和NR中，均出现了双码本的设计，主要用于减少UL上行反馈的开销overhead的同时取得比较好的性能，本申请针对LTE中的非advanced码本，NR中的TypeI码本提供了一种低复杂度的算法，从而有效减少UL上行反馈的overhead。
然而，相关技术中，双码本由一级码本W1，二级码本W2组成，即：W＝W1W2，针对每个rank，都有一组W1，而每个W1的取值，都需要遍历所有的W2来得到最终的W，用于后续的简化运算，理想情况下W1的选择为：
其中，C是某种进行W1W2选择的度量，可以是MI，信噪比等，l是rank取值。当天线数目比较大的时候，W的数量非常大，比如以NR的天线数为32，对各个rank取值下的码本数
然后一共需要有4096次码本的搜索。rank的阶数越高，则多次码本轮询的计算量越大。
针对上述双码本的构造方法，相关技术中提出一些简化部分计算的方法，比如将码本降采样，联合W1，W2来选择W1的方法；或者，在宽带进行码本的初选，然后利用子带的一部分W2子集来协助完成W1的评估。其中在LTE TM9传输模式常用的码本采样的方法由于NR码本的设计并不连续，不再适合采用。而W1W2联合检测复杂度偏高，最后一种利用子带信息协助完成W1的选择，W1的选择需要在子带完成，完成选择的时间会比较晚，对时序有一定影响，并且需要反复利用子带信息来分别计算W1和W2，从而造成不必要的计算和存储。
由上述可知，相关技术中在构造双码本的过程中，需要反复利用子带信息来分别计算W1和W2，导致计算复杂度较高。
本申请实施例提供了一种确定测试预编码矩阵的方法，该方法的基本思想是：基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；基于第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，第二候选波束集合包括K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；确定极化方向的相位偏置；基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置，生成测试预编码矩阵；如此，构造测试码本时仅利用宽带信道相关矩阵计算宽带度量，不需要子带或者RE级别的信道信息去参与W1计算，而且在构造测试码本的过程中，无需反复利用子带信息来分别计算W1和W2，只需基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置便可以生成测试预编码矩阵，从而降低了计算复杂度，而且还能够提升通信系统的整体性能。
下面将结合附图对本申请各实施例进行详细说明。
参见图2，其示出了本申请实施例提供的一种确定测试预编码矩阵的方法的流程示意图。需要说明的是，该方法应用于确定测试预编码矩阵的装置，或者集成有该装置的终端。如图2所示，该方法可以包括：
步骤201、基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合。
其中，第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数。
本申请实施例中，在接收到来自基站的下行链路的信道状态信息后，根据信道状态信息，可以识别出待选择的多个候选宽带波束。这里，信道状态信息(Channel-StateInformation，CSI)属于笼统的概念，主要包括有信道矩阵，其他比如多径时延、多普勒频偏、MIMO信道的秩、波束形成向量等等也都属于信道状态信息，本申请实施例不作具体限定。
这里，在识别出待选择的多个候选宽带波束的情况下，可以确定出来波方向能量集中的位置即宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置；进而基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合。
步骤202、基于第一候选波束集合，确定第二候选波束集合。
其中，第二候选波束集合包括K个宽带波束对应的K个正交宽带波束。
本申请实施例中，在确定第一候选波束集合的情况下，可以基于第一候选波束集合，确定第二候选波束集合。
示例性的，第一候选波束集合candidate beam set标记为BL，
这里，集合大小可以通过仿真确定。接着，每个
对应协议进行正交candidate beam set的选择，得到第二候选波束集合，第二候选波束集合标记为BG，BG＝{bG}i。
步骤203、确定极化方向的相位偏置。
本申请实施例中，确定极化方向的相位偏置Co-phasing指的是确定基站一个极化方向的相位元素。
步骤204、基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置，生成测试预编码矩阵。
本申请实施例中，在确定出第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置的情况下，基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置生成测试预编码矩阵；也就是说，本申请中联合第一candidate beam set、及其各种正交波束beam的组合以及极化方向的co-phasing信息，一起构造一个测试码本参与计算一个可以代表MIMO后处理性能的度量，从而可以让等效信道更适合高阶rank的码本。如此，构造测试码本时仅利用宽带信道相关矩阵计算宽带度量，不需要子带或者RE级别的信道信息去参与W1计算，而且在构造测试码本的过程中，无需反复利用子带信息来分别计算W1和W2，只需基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置便可以生成测试预编码矩阵，从而降低了计算复杂度，而且还能够提升通信系统的整体性能。
参见图3，其示出了本申请实施例提供的一种确定测试预编码矩阵的方法的流程示意图。需要说明的是，该方法应用于确定测试预编码矩阵的装置，或者集成有该装置的终端。如图3所示，该方法可以包括：
步骤301、以目标位置为中心并且以目标步长为半径，从多个候选宽带波束中选择K个宽带波束，以构成第一候选波束集合。
其中，目标位置为宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的位置。
本申请实施例中，在识别出待选择的多个候选宽带波束的情况下，可以确定出来波方向能量集中的位置即宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置。这里，目标位置包括波束集中的坐标点即Leading Beam。
进一步的，在确定出目标位置的情况下，各个rank均以目标位置为中心例如以找到的Leading Beam为中心，对于每个rank的假设，在其附近以目标步长S，进行水平垂直方向以一定步数的搜索，即在一定的空间范围内进行搜索，进而从多个候选宽带波束中选择出K个宽带波束，以构成第一候选波束集合。
这里，目标步长可以根据天线数的多少进行变化，例如，天线数为A1，对应的目标步长为S1，天线数为A2，对应的目标步长为S2，其中，A1大于A2，且S1大于S2；也就是说，天线数量小可以适当缩小搜索范围，天线数量大可以适当扩大搜索范围。
步骤302、基于第一类码本的第一预编码矩阵索引，对第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束。
本申请实施例中，第一类码本可以标记为W1，第一类码本的第一预编码矩阵索引包括但不限于以下至少之一：i1,1，i1,2，i1,3。
在确定出第一候选波束集合BL的情况下，可以基于第一类码本的第一预编码矩阵索引，对第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束，K个正交宽带波束构成第二候选波束集合BG。
一些实施例中，步骤302基于第一类码本的第一预编码矩阵索引，对第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束，可以通过如下步骤实现：基于第一预编码矩阵索引中的元素i1,3，对第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束。
示例性的，第一candidate beam set为
每个
对应协议进行正交candidate beam set的选择得到第二候选波束集合，并标记为BG＝{bG}i，其组合由W1的元素i1,3来确定。
步骤303、获得一个正交相移键控信号的相位合集。
本申请实施例中，获得一个正交相移键控信号的相位合集指的是获得一个正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)信号的相位集合。
步骤304、基于相位合集，确定相位偏置。
本申请实施例中，根据所有可能选择的第二测试预编码矩阵索引i2(由协议指定)可以得到所有可能的co-phasing复系数即相位偏置，且标记为cj。这里的协议包括但不限于38.214NR协议。
步骤305、基于第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和极化方向的相位偏置，确定第一偏置向量。
本申请实施例中，基于第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和极化方向的相位偏置，确定第一偏置向量包括：计算第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和极化方向的相位偏置的乘积，得到第一偏置向量。
步骤306、基于第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和极化方向的相位偏置，确定第二偏置向量。
本申请实施例中，基于第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和极化方向的相位偏置，确定第二偏置向量包括：计算第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和极化方向的相位偏置的乘积，得到第二偏置向量。
步骤307、基于第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第一偏置向量和第二偏置向量，生成测试预编码矩阵。
本申请实施例中，在确定第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第一偏置向量和第二偏置向量的情况下，基于第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第一偏置向量和第二偏置向量，生成测试预编码矩阵。
本申请一些实施例中，测试预编码矩阵的第一层包括第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量或者第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量。本申请多次实验发现，基于上述的bL、bG以及cj，其中j＝0,1,2,3构造测试码本过程中，哪个DFT向量作为第一个层layer，有可能导致不同的结果，所以本申请将bL，与bG交替作为第一个layer进行组合，一对candidate DFT与正交DFT向量的组合图示如图4，其中双向箭头表示了其交替作为第一个layer的行为，需要说明的是，当i1,3不代表正交向量的时候，该交替行为可以省略。
本申请实施例中，在确定出第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第一偏置向量和第二偏置向量的的情况下，基于第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、第一偏置向量和第二偏置向量生成测试预编码矩阵；也就是说，本申请中联合第一candidate beam set、及其各种正交波束beam的组合以及极化方向的co-phasing信息，一起构造一个测试码本参与计算一个可以代表MIMO后处理性能的度量，从而可以让等效信道更适合高阶rank的码本。如此，构造测试码本时仅利用宽带信道相关矩阵计算宽带度量，不需要子带或者RE级别的信道信息去参与W1计算，而且在构造测试码本的过程中，无需反复利用子带信息来分别计算W1和W2，只需基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置便可以生成测试预编码矩阵，从而降低了计算复杂度，而且还能够提升通信系统的整体性能。
由上述内容可知，本申请提供的确定测试预编码矩阵的方法具有如下有益效果：仅利用宽带信道相关矩阵的信息计算W1的全部信息，不需要子带或者RE级别的信道信息去参与W1，进行独立的W1的计算与W2的计算；通过粗选择和细选择两步走的方法实现了有效的测试码本的构造，在大大降低复杂度的同时，保证了性能，基本没有损失loss。
本申请其他实施例中，结合图4-图6对本申请提供的确定测试预编码矩阵的方法作出进一步的说明，需要说明的是，该方法应用于确定测试预编码矩阵的装置，或者集成有该装置的终端，参加图5所示，该方法可以包括：
步骤501、波束集中的目标位置的选择。
这里，波束集中的目标位置的选择即Leading Beam的选择。不区分rank，在宽带信道相关矩阵的能量子空间去寻找波束集中的坐标点，即leading beam。示例性的，以8发高相关性信道为例，如图6中坐标<6，7>的位置即为找到的Leading beam坐标，Z表征<6，7>这个位置对应的能量即功率，图6中V代表垂直方向vertical，H代表水平方向Horizontal。之后，执行的步骤包括测试码本的构造以及评估。
步骤502、确定第一候选波束集合。
这里，确定第一候选波束集合即确定第一candidate bean set。
各个rank均以步骤501中找到的目标位置为中心，对于每个rank的假设，在目标位置附近以步长s，进行水平垂直方向以一定步数的圈定，得到第一candidate beam set，并标记为BL，
步骤503、确定第二候选波束集合。
这里，每个
对应协议进行正交candidate beam set的选择，得到第二候选波束集合，并标记为BG，BG＝{bG}i，其组合由W1的元素i1,3来确定。也就是说，BG＝F(BL,i1,3)，其中，i1,3＝0,1,2,3。
步骤504、构造测试码本。
这里，联合其各种正交beam的组合以及极化方向的co-phasing信息一起构造一个测试码本参与计算一个可以代表MIMO多输入多输出后处理性能的度量，得到度量评估Metric evaluation的结果，从而可以让等效信道更适合高阶rank的码本。也就是说，测试码本W＝E(BG,BL,C(i2))，其中，i2＝0,1,2,3。
本申请实施例中，rank＝1的W1很容易在波束能量范围beam power domain去选择，这里可以不用赘述；
对于rank>＝2的测试码本的构造：为每个candidate beam set，标志为SL，对应协议进行正交candidate beam set的选择，标记为SG，其组合由W1的元素i1,3来确定，根据协议最多有4个集合
Co-phasing的相位元素为QPSK的相位集合，
当i1,3指示的W1元素不是正交的DFT向量，而是天线组相位偏置的时候，增加相位集合
的轮询，去除SG的轮询。
由于bL∈SL与
在与C组合构造测试码本过程中，哪个DFT向量作为第一个layer，有可能导致不同的结果，所以需要进行bL，与bG交替作为第一个layer进行组合，一对candidate DFT与正交DFT向量的组合如图4示如下，其中双向箭头表示了其交替作为第一个layer的行为(当i1,3不代表正交向量的时候，该交替行为可以省略)：
综上所示，rank2的测试码本，可以构造如下：
根据上面的描述，可以看出对于各阶rank，Leading Beam的选择是共有的，所以不需要对于每个rank进行轮询从而大大降低复杂度，并且每个rank只需在leading beam周围以及其正交的beam作为candidate进行搜索。在要求计算各阶rank的场景，复杂度从4096次码本的搜索降低到，256次beam power域(可利用其特性拆分为2x1D的搜索，降低为最多40次)的搜索再加上Leading Beam坐标附近以及其正交/天线组co-phasing与极化co-phasing集合的联合搜索，考虑细搜索步长nstep根据仿真等于3已经足够(天线数如果小，还可以降低)，再考虑各个rank特定的i1,3和co-phasing factor的取值，从而各个rank的搜索次数(以i1,3指示正交向量为例)，当nstep＝3的时候：
rank2：nstep2×2×4×2＝144
rank3：nstep2×2×4×2＝144
rank4：nstep2×2×4×2＝144
对于天线分组码本的情况，不需要进行正交向量的交替取值，但是由于H方向的Beam栅格变宽，需要增大搜索范围，所以搜索次数与非天线分组码本比拟。
因为高阶rank的度量的计算复杂度为O(N2)，其中N为rank阶数，所以高阶rank的搜索次数的降低是非常有意义的，新方案将码本的rank2，rank3，rank4的搜索次数从{1024,1024,1024}分别降低为{144,144,144}，基本降低了7倍量级。
由于构造的测试码本能够完全覆盖W2的各种取值场景，所以本申请提供的确定测试预编码矩阵的方法能够得到比较小的loss，如下仿真结果以MIMO多输入多输出后处理的MMSE SNR作为度量，分别给出高相关信道，低相关信道在天线分组模式的16Ports/8Portsrank2/rank3/rank4，相对于fullsearch搜索的loss，从仿真结果看，loss基本在0.2dB以内。
由上述可知，本申请提供的确定测试预编码矩阵的方法，第一方面、设计了粗选择和细选择两步走的码本搜索方案，而高阶rank(rank>＝2)仅需要进行细选择，降低计算复杂度；第二方面、构造测试码本利用宽带信道相关矩阵计算宽带度量，不需要计算到通常需要的SNR或者MI互信息阶段，就可以完成码本的选择，并且将W1的选择与W2独立开，在实现上，可以降低时延和存储；第三方面、通过分析码本的所有相关因素，针对每个W1的选择进行了有效的测试码本的构造，从仿真结果看，无论对于高相关信道还是低相关信道，构造的测试码本能够非常好的完成对W1的选择。
本申请提供的确定测试预编码矩阵的方法，还可以应用于在Multiple-Pannel码本搜索方案中，可以在Pannel内部复用这种算法。当码本设计有所变化，也完全可以利用本申请中两步搜索法以及构造测试码本的思想进行有效的低复杂度低loss的码本搜索方案。
本申请的又一实施例中，基于前述实施例相同的发明构思，参见图7，其示出了本申请实施例提供的一种确定测试预编码矩阵的装置70的组成结构示意图。如图7所示，确定测试预编码矩阵的装置70可以包括第一确定单元701、第二确定单元702、计算单元703和生成单元704；其中，
所述第一确定单元701，配置为基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，所述第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；
所述第二确定单元702，配置为基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，所述第二候选波束集合包括所述K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；
所述计算单元703，配置为确定极化方向的相位偏置；
所述生成单元704，配置为基于所述第一候选波束集合、所述第二候选波束集合和所述相位偏置，生成测试预编码矩阵。
一些实施例中，所述第一确定单元701，配置为以所述目标位置为中心并且以目标步长为半径，从多个候选宽带波束中选择所述K个宽带波束，以构成所述第一候选波束集合。
一些实施例中，第二确定单元702，配置为基于第一类码本的第一测试预编码矩阵索引，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束。
一些实施例中，第二确定单元702，配置为基于所述第一测试预编码矩阵索引中的元素i1,3，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到所述K个正交宽带波束。
一些实施例中，所述计算单元703，配置为获得一个正交相移键控信号的相位合集；基于所述相位合集，确定所述相位偏置。
一些实施例中，所述生成单元704，配置为基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第一偏置向量；基于所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第二偏置向量；基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第一偏置向量和所述第二偏置向量，生成所述测试预编码矩阵。
本申请实施例中，在确定出第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置的情况下，基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置生成测试预编码矩阵；也就是说，本申请中联合第一candidate beam set、及其各种正交波束beam的组合以及极化方向的co-phasing信息，一起构造一个测试码本参与计算一个可以代表MIMO后处理性能的度量，从而可以让等效信道更适合高阶rank的码本。如此，构造测试码本时仅利用宽带信道相关矩阵计算宽带度量，不需要子带或者RE级别的信道信息去参与W1计算，而且在构造测试码本的过程中，无需反复利用子带信息来分别计算W1和W2，只需基于第一候选波束集合、第二候选波束集合和相位偏置便可以生成测试预编码矩阵，从而降低了计算复杂度，而且还能够提升通信系统的整体性能。
可以理解地，在本实施例中，“单元”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是模块，还可以是非模块化的。而且在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既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。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现前述实施例中任一项所述的方法的步骤。
本申请的再一实施例中，基于上述确定测试预编码矩阵的装置70的组成以及计算机存储介质，参见图8，其示出了本申请实施例提供的一种终端80的具体硬件结构示意图。如图8所示，终端80可以包括处理器801，处理器801可以从存储器中调用并运行计算机程序，以实现前述实施例中任一项所述的方法。
可选地，如图8所示，终端80还可以包括存储器802。其中，处理器801可以从存储器802中调用并运行计算机程序，以实现前述实施例中任一项所述的方法。
其中，存储器802可以是独立于处理器801的一个单独的器件，也可以集成在处理器801中。
可选地，如图8所示，终端80还可以包括收发器803，处理器801可以控制该收发器803与其他设备进行通信，具体地，可以向其他设备发送信息或数据，或接收其他设备发送的信息或数据。
其中，收发器803可以包括发射机和接收机。收发器803还可以进一步包括天线，天线的数量可以多个。
可选地，该终端80具体可为前述实施例所述的终端，或者集成有前述实施例中任一项所述确定测试预编码矩阵的装置70的设备。这里，并且终端80可以实本申请实施例的各个方法中由多模终端实现的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本申请的再一实施例中，基于上述确定测试预编码矩阵的装置70的组成以及计算机存储介质，参见图9，其示出了本申请实施例提供的一种芯片90的具体硬件结构示意图。如图9所示，芯片90可以包括处理器901，处理器901可以从存储器中调用并运行计算机程序，以实现前述实施例中任一项所述的方法。
可选地，如图9所示，芯片90还可以包括存储器902。其中，处理器901可以从存储器902中调用并运行计算机程序，以实现前述实施例中任一项所述的方法。
其中，存储器902可以是独立于处理器901的一个单独的器件，也可以集成在处理器901中。
可选地，该芯片90还可以包括输入接口903。其中，处理器901可以控制该输入接口903与其他设备或芯片进行通信，具体地，可以获取其他设备或芯片发送的信息或数据。
可选地，该芯片90还可以包括输出接口904。其中，处理器901可以控制该输出接口904与其他设备或芯片进行通信，具体地，可以向其他设备或芯片输出信息或数据。
可选地，该芯片90可应用于前述实施例所述的多模终端，并且该芯片可以实现本申请实施例的各个方法中由多模终端实现的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片，系统芯片，芯片系统或片上系统芯片等，比如调制解调器芯片或者调制解调器芯片组等。
需要说明的是，本申请实施例的处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
还需要说明的是，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步链动态随机存取存储器(Synchronous link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。应注意，本申请描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
可以理解地，本申请描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。对于软件实现，可通过执行本申请所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本申请所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种确定测试预编码矩阵的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，所述第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；
基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，所述第二候选波束集合包括所述K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；
确定极化方向的相位偏置；
基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第一偏置向量；
基于所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第二偏置向量；
基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第一偏置向量和所述第二偏置向量，生成所述测试预编码矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合，包括：
以所述目标位置为中心并且以目标步长为半径，从多个候选宽带波束中选择所述K个宽带波束，以构成所述第一候选波束集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合，包括：
基于第一类码本的第一测试预编码矩阵索引，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于第一类码本的第一测试预编码矩阵索引，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到K个正交宽带波束，包括：
基于所述第一测试预编码矩阵索引中的元素i1,3，对所述第一候选波束集合中的K个宽带波束进行映射，得到所述K个正交宽带波束。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定极化方向的相位偏置，包括：
获得一个正交相移键控信号的相位合集；
基于所述相位合集，确定所述相位偏置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测试预编码矩阵的第一层包括所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量或者所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量。
7.一种确定测试预编码矩阵的装置，其特征在于，所述确定测试预编码矩阵的装置包括第一确定单元、第二确定单元、计算单元和生成单元；其中，
所述第一确定单元，配置为基于宽带信道相关矩阵对应的能量子空间中波束集中的目标位置，从多个候选宽带波束中确定第一候选波束集合；其中，所述第一候选波束集合包括K个宽带波束，K为大于1的整数；
所述第二确定单元，配置为基于所述第一候选波束集合，确定第二候选波束集合；其中，所述第二候选波束集合包括所述K个宽带波束对应的K个正交宽带波束；
所述计算单元，配置为确定极化方向的相位偏置；
所述生成单元，基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第一偏置向量；基于所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量和所述极化方向的相位偏置，确定第二偏置向量；基于所述第一候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第二候选波束集合中的宽带波束的波束向量、所述第一偏置向量和所述第二偏置向量，生成所述测试预编码矩阵。
8.一种终端，其特征在于，所述终端包括存储器和处理器；其中，
所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行如权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
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