CN112087405B - 码本生成方法、信息传输方法、终端及网络设备 - Google Patents

码本生成方法、信息传输方法、终端及网络设备 Download PDF

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CN112087405B CN201910505431.6A CN201910505431A CN112087405B CN 112087405 B CN112087405 B CN 112087405B CN 201910505431 A CN201910505431 A CN 201910505431A CN 112087405 B CN112087405 B CN 112087405B
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Abstract

本发明的实施例提供一种码本生成方法、信息传输方法、终端及网络设备，码本生成方法包括：产生一码本矩阵S’；根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵。本发明的方案在多个用户通过非正交码本矩阵X进行复用传输时，达到多址信道的信道容量，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度，提高传输性能。

Description

码本生成方法、信息传输方法、终端及网络设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种码本生成方法、信息传输方法、终端及网络设备。
背景技术
在4G系统中，上行采用了SC-FDMA(Single-carrier Frequency-DivisionMultiple Access，单载波分频多工)多址方式，下行采用了OFDMA(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing access，正交频分复用接入)多址方式。
在5G NR的标准中，上行采用SC-FDMA或者OFDMA，下行仍然采用OFDMA多址方式。上述多址方式都是正交多址。在基于码域的多用户复用系统中，符号级扩展序列(即码本集合)的产生方法还没有。
发明内容
本发明提供了一种码本生成方法、信息传输方法、终端及网络设备，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：
一种码本生成方法，包括：
产生一码本矩阵S’；
根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵。
可选的，S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度；
X’＝[X’1,X’2,…,X’K]，X’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度，K表示S’或者X’的列数或者码字的个数。
可选的，X中列向量xk的2-范数为
Figure BDA0002091682620000021
Figure BDA0002091682620000022
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。
可选的，当W为单位矩阵时，
Figure BDA0002091682620000023
Figure BDA0002091682620000024
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
可选的，X的非零奇异值均为
Figure BDA0002091682620000025
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000026
/>
EN表示N维单位矩阵。
可选的，X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure BDA0002091682620000027
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000028
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure BDA0002091682620000029
可选的，X中码字X’k的每个元素的模相等。
可选的，当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
可选的，产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值。
可选的，tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
可选的，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，包括：
计算矩阵S的列范数；
若存在
Figure BDA0002091682620000031
重复以下步骤：
如果找到j<k，且有
Figure BDA0002091682620000032
或/>
Figure BDA0002091682620000033
构造等式：
Figure BDA0002091682620000034
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure BDA0002091682620000035
利用式子：
Figure BDA0002091682620000036
Figure BDA0002091682620000037
s＝ct
构旋转矩阵
Figure BDA0002091682620000038
根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure BDA0002091682620000039
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；/>
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
本发明的实施例还提供一种信息传输方法，包括：
产生一码本矩阵S’；
根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
利用所述非正交码本矩阵X，进行上行信息的传输。
本发明的实施例还提供一种信息传输方法，包括：
产生一码本矩阵S’；
根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
利用所述非正交码本矩阵X，进行下行信息的传输。
本发明的实施例还提供一种码本的生成装置，包括：
第一处理模块，用于产生一码本矩阵S’；
第二处理模块，用于根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵。
本发明的实施例还提供一种终端，包括：
处理器，用于产生一码本矩阵S’，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
收发机，用于利用所述非正交码本矩阵X，进行上行信息的传输。
本发明的实施例还提供一种网络设备，包括：
处理器，用于产生一码本矩阵S’，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
收发机，用于利用所述非正交码本矩阵X，进行下行信息的传输。
本发明的实施例还提供一种通信设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上所述的方法。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行如上所述的方法。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，通过产生一码本矩阵S’；根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵。多个用户通过非正交码本矩阵X进行复用传输或者网络设备(如基站)通过非正交码本矩阵X进行传输时，可以达到多址信道的信道容量，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度，提高传输性能。
附图说明
图1为本发明的码本生成方法流程示意图；
图2为本发明的终端的信息传输方法流程示意图；
图3为本发明的网络设备的信息传输方法流程示意图；
图4为本发明的终端的架构示意图；
图5为本发明的网络设备的架构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明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能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供一种码本生成方法，包括：
步骤11，产生一码本矩阵S’；
步骤12，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵。
本发明的该实施例中，多个用户通过非正交码本矩阵X进行复用传输时，达到多址信道的信道容量，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度，提高传输性能。
一种可选的实施例中，S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度；
X’＝[X’1,X’2,…,X’K]，X’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度，K表示S’或者X’的列数或者码字的个数。
可选的，X中列向量xk的2-范数为
Figure BDA0002091682620000061
Figure BDA0002091682620000062
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。
一种可选的实施例中，当W为单位矩阵时，
Figure BDA0002091682620000063
Figure BDA0002091682620000064
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
一种可选的实施例中，X的非零奇异值均为
Figure BDA0002091682620000065
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
一种可选的实施例中，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000066
EN表示N维单位矩阵。
可选的，X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure BDA0002091682620000067
一种可选的实施例中，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000068
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure BDA0002091682620000069
一种可选的实施例中，X中码字X’k的每个元素的模相等。
一种可选的实施例中，当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
本发明的上述实施例中，步骤11中，产生一码本矩阵S’，可以包括：
步骤111，提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
步骤112，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值。
一种可选的实施例中，tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
一种可选的实施例中，步骤112中，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，可以包括：
步骤1121，计算矩阵S的列范数；
步骤1122，若存在
Figure BDA0002091682620000071
重复以下步骤：
步骤1123，如果找到j<k，且有
Figure BDA0002091682620000072
或/>
Figure BDA0002091682620000073
步骤1124，构造等式：
Figure BDA0002091682620000074
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure BDA0002091682620000075
步骤1125，利用式子：
Figure BDA0002091682620000076
Figure BDA0002091682620000077
s＝ct
步骤1126，构旋转矩阵
Figure BDA0002091682620000078
步骤1127，根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure BDA0002091682620000079
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
本发明的上述实施例，多个用户通过非正交码本矩阵X进行复用传输或者网络设备(如基站)通过非正交码本矩阵X进行传输时，可以达到多址信道的信道容量，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度，提高传输性能。
如图2所示，本发明的实施例还提供一种信息传输方法，包括：
步骤21，产生一码本矩阵S’；
步骤22，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
步骤23，利用所述非正交码本矩阵X，进行上行信息的传输。
可选的，S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度；
X’＝[X’1,X’2,…,X’K]，X’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度，K表示S’或者X’的列数或者码字的个数。
可选的，X中列向量xk的2-范数为
Figure BDA0002091682620000081
Figure BDA0002091682620000082
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。
可选的，当W为单位矩阵时，
Figure BDA0002091682620000083
Figure BDA0002091682620000084
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
可选的，X的非零奇异值均为
Figure BDA0002091682620000091
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000092
EN表示N维单位矩阵。
可选的，X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure BDA0002091682620000093
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000094
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure BDA0002091682620000095
可选的，X中码字X’k的每个元素的模相等。
可选的，当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
可选的，产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值。
可选的，tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
可选的，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，包括：
计算矩阵S的列范数；
若存在
Figure BDA0002091682620000096
重复以下步骤：/>
如果找到j<k，且有
Figure BDA0002091682620000097
或/>
Figure BDA0002091682620000098
构造等式：
Figure BDA0002091682620000101
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure BDA0002091682620000102
利用式子：
Figure BDA0002091682620000103
Figure BDA0002091682620000104
s＝ct
构旋转矩阵
Figure BDA0002091682620000105
根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure BDA0002091682620000106
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
本发明的该实施例，多个用户通过非正交码本矩阵X进行复用传输或者网络设备通过非正交码本矩阵X进行传输时，可以达到多址信道的信道容量，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度，提高传输性能。
如图3所示，本发明的实施例还提供一种信息传输方法，包括：
步骤31，产生一码本矩阵S’；
步骤32，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
步骤33，利用所述非正交码本矩阵X，进行下行信息的传输。
可选的，S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度；
X’＝[X’1,X’2,…,X’K]，X’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度，K表示S’或者X’的列数或者码字的个数。
可选的，X中列向量xk的2-范数为
Figure BDA0002091682620000111
Figure BDA0002091682620000112
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。/>
可选的，当W为单位矩阵时，
Figure BDA0002091682620000113
Figure BDA0002091682620000114
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
可选的，X的非零奇异值均为
Figure BDA0002091682620000115
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000116
EN表示N维单位矩阵。
可选的，X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure BDA0002091682620000117
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000121
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure BDA0002091682620000122
可选的，X中码字X’k的每个元素的模相等。
可选的，当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
可选的，产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值。
可选的，tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
可选的，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，包括：
计算矩阵S的列范数；
若存在
Figure BDA0002091682620000123
重复以下步骤：
如果找到j<k，且有
Figure BDA0002091682620000124
或/>
Figure BDA0002091682620000125
构造等式：
Figure BDA0002091682620000126
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure BDA0002091682620000127
利用式子：
Figure BDA0002091682620000128
Figure BDA0002091682620000129
s＝ct
构旋转矩阵
Figure BDA0002091682620000131
根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure BDA0002091682620000132
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
本发明的该实施例，多个用户通过非正交码本矩阵X进行复用传输或者网络设备通过非正交码本矩阵X进行传输时，可以达到多址信道的信道容量，避免了传统采用穷搜索的计算复杂度，提高传输性能。
本发明的实施例还提供一种码本的生成装置，包括：
第一处理模块，用于产生一码本矩阵S’；
第二处理模块，用于根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵。
需要说明的是，该装置是与上述图1所示方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
如图4所示，本发明的实施例还提供一种终端40，包括：
处理器42，用于产生一码本矩阵S’，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
收发机41，用于利用所述非正交码本矩阵X，进行上行信息的传输。
可选的，S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度；
X’＝[X’1,X’2,…,X’K]，X’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度，K表示S’或者X’的列数或者码字的个数。
可选的，X中列向量xk的2-范数为
Figure BDA0002091682620000141
Figure BDA0002091682620000142
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。/>
可选的，当W为单位矩阵时，
Figure BDA0002091682620000143
Figure BDA0002091682620000144
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
可选的，X的非零奇异值均为
Figure BDA0002091682620000145
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000146
EN表示N维单位矩阵。
可选的，X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure BDA0002091682620000147
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000148
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure BDA0002091682620000149
可选的，X中码字X’k的每个元素的模相等。
可选的，当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
可选的，产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值。
可选的，tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
可选的，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，包括：
计算矩阵S的列范数；
若存在
Figure BDA0002091682620000151
重复以下步骤：
如果找到j<k，且有
Figure BDA0002091682620000152
或/>
Figure BDA0002091682620000153
构造等式：
Figure BDA0002091682620000154
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure BDA0002091682620000155
利用式子：
Figure BDA0002091682620000156
Figure BDA0002091682620000157
s＝ct
构旋转矩阵
Figure BDA0002091682620000158
根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure BDA0002091682620000159
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
需要说明的是，该终端是应用上述图1所示方法的终端，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该终端的实施例中，也能达到相同的技术效果。该终端还可以进一步包括：存储器43；收发机41与处理器42，以及，收发机41与存储器43之间，均可以通过总线接口连接，收发机41的功能可以由处理器42实现，处理器42的功能也可以由收发机41实现。
如图5所示，本发明的实施例还提供一种网络设备50，包括：
处理器52，用于产生一码本矩阵S’，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
收发机51，用于利用所述非正交码本矩阵X，进行下行信息的传输。
可选的，S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度；
X’＝[X’1,X’2,…,X’K]，X’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度，K表示S’或者X’的列数或者码字的个数。
可选的，X中列向量xk的2-范数为
Figure BDA0002091682620000161
Figure BDA0002091682620000162
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。
可选的，当W为单位矩阵时，
Figure BDA0002091682620000163
Figure BDA0002091682620000164
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
可选的，X的非零奇异值均为
Figure BDA0002091682620000165
/>
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000171
EN表示N维单位矩阵。
可选的，X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure BDA0002091682620000172
可选的，当W为单位矩阵时，有
Figure BDA0002091682620000173
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure BDA0002091682620000174
可选的，X中码字X’k的每个元素的模相等。
可选的，当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
可选的，产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值。
可选的，tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
可选的，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，包括：
计算矩阵S的列范数；
若存在
Figure BDA0002091682620000175
重复以下步骤：
如果找到j<k，且有
Figure BDA0002091682620000176
或/>
Figure BDA0002091682620000177
构造等式：
Figure BDA0002091682620000178
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure BDA0002091682620000179
利用式子：
Figure BDA0002091682620000181
Figure BDA0002091682620000182
s＝ct
构旋转矩阵
Figure BDA0002091682620000183
根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure BDA0002091682620000184
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
需要说明的是，该网络设备是应用上述图1所示方法的网络设备，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该网络设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。该网络设备还可以进一步包括：存储器53；收发机51与处理器52，以及，收发机51与存储器53之间，均可以通过总线接口连接，收发机51的功能可以由处理器52实现，处理器52的功能也可以由收发机51实现。
本发明的实施例还提供一种通信设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上图1至图3任一实施例所述的方法。上述方法实施例中所有实现方式均适用于该设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。例如，该通信设备为终端时，执行如图1或者图2所示的方法；该通信设备为网络设备时，执行如图1或者图3所示的方法。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行如上图1至图3任一实施例所述的方法。上述方法实施例中所有实现方式均适用于该设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
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发明的范围。
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。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元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。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本发明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)执行本发明各个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、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种码本生成方法，其特征在于，包括：
产生一码本矩阵S’；
根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
所述产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值；
tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
2.根据权利要求1所述的码本生成方法，其特征在于，
S’＝[s’1,s’2,…,s’K]，s’k是一个N×1维的复数域列向量，表示第k个码字，1≤k≤K，N表示扩频长度。
3.根据权利要求2所述的码本生成方法，其特征在于，
X中列向量xk的2-范数的平方为
Figure FDA0004000916000000011
Figure FDA0004000916000000012
表示码本集合中第k个码字的能量为wk。
4.根据权利要求3所述的码本生成方法，其特征在于，当W为单位矩阵时，
Figure FDA0004000916000000013
Figure FDA0004000916000000014
表示在功率分配矩阵为单位阵时，第k个码字的能量为1。
5.根据权利要求2所述的码本生成方法，其特征在于，
X的非零奇异值均为
Figure FDA0004000916000000015
tr()表示矩阵的迹；
W＝diag(w1,w2,…,wK)表示码本矩阵S’的K个码字的功率分配矩阵。
6.根据权利要求5所述的码本生成方法，其特征在于，
当W为单位矩阵时，有XXH＝S’
Figure FDA0004000916000000021
EN表示N维单位矩阵。
7.根据权利要求2所述的码本生成方法，其特征在于，
X的Gram矩阵G＝XHX的对角线元素均为1，且有N个非零奇异值，均为
Figure FDA0004000916000000022
8.根据权利要求7所述的码本生成方法，其特征在于，
当W为单位矩阵时，有
Figure FDA0004000916000000023
PK表示K维幂等Hermitian矩阵，
Figure FDA0004000916000000024
9.根据权利要求2所述的码本生成方法，其特征在于，
X中码字X’k的每个元素的模相等。
10.根据权利要求9所述的码本生成方法，其特征在于，
当W为单位矩阵时，X中码字X’k的每个元素均为1。
11.根据权利要求1所述的码本生成方法，其特征在于，根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，包括：
计算矩阵S的列范数；
若存在
Figure FDA0004000916000000025
重复以下步骤：
如果找到j<k，且有
Figure FDA0004000916000000026
或/>
Figure FDA0004000916000000027
构造等式：
Figure FDA0004000916000000028
ajk＝<sk,sj>,/>
Figure FDA0004000916000000029
利用式子：
Figure FDA0004000916000000031
Figure FDA0004000916000000032
s＝ct
构旋转矩阵
Figure FDA0004000916000000033
根据S’＝SQ，得到码本矩阵S’；
其中，sj为矩阵S的第j列；
Figure FDA0004000916000000034
表示矩阵S的第j列的2-范数的平方，即第j列的能量；
sk表示矩阵S的第k列；
<sk,sj>表示矩阵S的第k列与第j列，这两个列向量的内积；
Re(ajk)表示取ajk的实部。
12.一种信息传输方法，其特征在于，包括：
产生一码本矩阵S’；
根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
利用所述非正交码本矩阵X，进行上行信息的传输；
所述产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值；
tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
13.一种信息传输方法，其特征在于，包括：
产生一码本矩阵S’；
根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
利用所述非正交码本矩阵X，进行下行信息的传输；
所述产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值；
tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
14.一种码本生成装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于产生一码本矩阵S’；
第二处理模块，用于根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
所述第一处理模块，具体用于：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值；
tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
15.一种终端，其特征在于，包括：
处理器，用于产生一码本矩阵S’，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
收发机，用于利用所述非正交码本矩阵X，进行上行信息的传输；
所述产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值；
tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
16.一种网络设备，其特征在于，包括：
处理器，用于产生一码本矩阵S’，根据所述码本矩阵S’，产生非正交码本矩阵X，X＝S’W1/2，W为功率分配矩阵；
收发机，用于利用所述非正交码本矩阵X，进行下行信息的传输；
所述产生一码本矩阵S’，包括：
提供一矩阵S，所述矩阵S具有N行和K列；
根据所述矩阵S，产生所述码本矩阵S’，所述码本矩阵S’具有单位列范数且与所述矩阵S具有相同奇异值；
tr(SHS)＝K，tr()表示矩阵的迹。
17.一种通信设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至11任一项所述的方法，或者，如权利要求12或者13所述的方法。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当所述指令在计算机运行时，使得计算机执行如权利要求1至11任一项所述的方法，或者，如权利要求12或者13所述的方法。
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