TWI580212B - Multi-level codebook generation method and apparatus, and codebook feedback method and apparatus - Google Patents

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TWI580212B
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Description

多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本回饋方法和裝置
本發明屬於通信技術領域，具體來說，是關於一種多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本回饋方法和裝置。
目前，隨著通信技術的發展，多用戶多輸入輸出(Multi-User Multiple Input Multiple Output，MU-MIMO)技術可以有效提高系統容量；多輸入輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)也從2D擴展到了三維(3D，3Dimensions)，每個天線變為由NH×NV個天線振子組成，其中，NH為天線振子的水平維度(或者說是天線振子的水平方向的天線列數)，NV為天線振子的垂直維度(或者說是天線振子的垂直方向的天線行數)；而3D MIMO系統則更是可以通過基帶處理直接控制每個天線振子；並且預編碼/波束賦型技術也實現了對NH×NV個天線振子對應的信號進行加權處理。因此，為了避免隨著天線振子數量的增加，而導致天線體積增加，通常會採用多極化的方式(包括單極化、雙極化、三極化)進行組陣。
然而，採用多級化的方式進行組陣後，3D天線的水平列數則由NH變為了NH/NPolar列，其中，NPolar表示極化維度(例如：若單極化天線，則NPolar=1；若雙極化天線，則NPolar=2；若三極化天線，則NPolar=3)，從而使得天線變小的同時，天線波束變寬了。所以，為了解決該問題，有 必要研發出一種與多級化後的3D天線相適應的碼本以及回饋設計。
針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本回饋方法和裝置。
為實現上述技術目的，根據本發明的一個方面，提供了一種多級碼本的生成方法。
該多級碼本的生成方法包括：基於基地台天線的多維度特徵，確定關於基地台天線所對應的多個維度；根據多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，在根據多個維度，生成多級碼本時，可對多個維度進行編碼配置，生成與該多個維度對應的碼本集；並根據生成的多個碼本集，生成多級碼本。
其中，上述多個碼本集可以包括以下至少之一：極化碼本集WPolar、水平碼本集WH、垂直碼本集WV。
相應的，在根據生成的多個碼本集，生成多級碼本時，可通過以下公式生成多級碼本：，其中，W為多級碼本。
在上述技術方案中，極化碼本集WPolar用於控制不同資料流程之間的正交性；並且，極化碼本集WPolar通過以下公式描述： 其中，mPolar為極化碼本編號，並且，mPolar等於1,2,.....MPolar.
此外，上述極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar可取決於極化維度Npolar和傳輸資料層數υ，並且，第mPolar個碼本為N Polar ×υ的矩陣。
例如，若極化維度Npolar等於1，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於1，極化碼本集WPolar等於{[1]}；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於4，極化碼本集WPolar等於 ；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ 等於2，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於2，極化碼本集 WPolar等於。
此外，在上述方案中，水平碼本集WH用於控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；並且，水平碼本集WH通過以下公式描述： 其中，mH為水平碼本編號，並且，mH等於1,2,...MH。
同時，上述水平碼本集WH可包括水平掃描碼本集WH,Scan和水平波束形狀碼本集WH,Pattern，並且，水平碼本集WH與水平掃描碼本集WH,Scan以及水平波束形狀碼本集WH,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W H=W H,pattern˙W H,Scan；其中，水平掃描碼本集WH,Scan用於控制3D波束的水平掃描角度；水平波束形狀碼本集WH,Pattern用於控制3D波束的水平波束形 狀。
此外，上述水平掃描碼本集WH,Scan可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平掃描碼本集WH,Scan可以通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線水平方向覆蓋角度範圍內的第m H 個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nH為基地台天線第nH列天線，並且，nH等於1,2,....NH；其中，(,)為基地台天線第nH列天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中角度。
另外，上述水平波束形狀碼本集WH,Pattern可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平波束形狀碼本集WH,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量為 ；為方向水平波束形狀的波束形狀碼本。
此外，在上述方案中，垂直碼本集WV用於控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，並且，垂直碼本集WV通過以下公式描述： 其中，mV為垂直碼本編號，並且，mV等於1,2,...MV。
同時，上述垂直碼本集WV可包括垂直掃描碼本集WV,Scan和垂直波束形狀碼本集WV,Pattern，並且，垂直碼本集WV與垂直掃描碼本集WV,Scan以及垂直波束形狀碼本集WV,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W V=W V,pattern˙W V,Scan；其中，垂直掃描碼本集WV,Scan用於控制3D波束的垂直掃描角度；垂直波束形狀碼本集WV,Pattern用於控制3D波束的垂直波束形狀。
另外，上述垂直掃描碼本集WV,Scan可為N V ×M H 的矩陣，並且，垂直掃描碼本集WV,Scan可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線覆蓋角度範圍內的第mV個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nV為基地台天線第nV行天線，並且，nV等於1,2,...NV；其中，(,)為基地台天線中的第nV行天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中角度。
同時，上述垂直波束形狀碼本集WV,Pattern也可為N V ×M V 維的矩陣，並且，垂直波束形狀碼本集WV,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量為 ；為方向垂直波束形狀的優化波束形狀碼本。
在上述方案中，對於波速形狀碼本來說，可通過波束形狀的遺傳演算法來獲取波束形狀碼本。
根據本發明的另一個方面，提供了一種多級碼本的生成裝置。
該多級碼本的生成裝置包括：維度確定模組，用於基於基地台天線的多維度特徵，確定關於基地台天線所對應的多個維度；碼本生成模組，用於根據多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，碼本生成模組可包括：編碼配置子模組，用於對多個維度進行編碼配置，生成與多個維度對應的碼本集；碼本生成子模組，用於根據生成的多個碼本集，生成多級碼本。
其中，上述多個碼本集可包括以下至少之一：極化碼本集WPolar、水平碼本集WH、垂直碼本集WV。
相應的，碼本生成子模組在根據生成的多個碼本集，生成多級碼本時，可通過以下公式生成多級碼本：；其中，W為多級碼本。
在上述方案中，極化碼本集WPolar用於控制不同資料流程之間的正交性；並且，極化碼本集WPolar通過以下公式描述： 其中，mPolar為極化碼本編號，並且，mPolar等於1,2,.....MPolar。
此外，上述極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar可取決於極化維度Npolar和傳輸資料層數υ，並且，第mPolar個碼本為N Polar ×υ的矩陣。
例如，若極化維度Npolar等於1，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於1，極化碼本集WPolar等於{[1]}；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於4，極化碼本集WPolar等於 ；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ 等於2，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於2，極化碼本集 WPolar等於。
此外，在上述方案中，水平碼本集WH用於控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；並且，水平碼本集WH通過以下公式描述： 其中，mH為水平碼本編號，並且，mH等於1,2,...MH。
同時，上述水平碼本集WH可包括水平掃描碼本集WH,Scan和水平波束形狀碼本集WH,Pattern，並且，水平碼本集WH與水平掃描碼本集WH,Scan以及水平波束形狀碼本集WH,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W H=W H,pattern˙W H,Scan；其中，水平掃描碼本集WH,Scan用於控制3D波束的水平掃描角度；水平波束形狀碼本集WH,Pattern用於控制3D波束的水平波束形 狀。
此外，上述水平掃描碼本集WH,Scan可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平掃描碼本集WH,Scan可通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線水平方向覆蓋角度範圍內的第m H 個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nH為基地台天線第nH列天線，並且，nH等於1,2,....NH；其中，(,)為基地台天線第nH列天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中角度。
另外，上述水平波束形狀碼本集WH,Pattern也可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平波束形狀碼本集WH,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量為；為方向水平波束形狀的波束形狀碼本。
此外，在上述方案中，垂直碼本集WV用於控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，並且，垂直碼本集WV通過以下公式描述： 其中，mV為垂直碼本編號，並且，mV等於1,2,...MV。
同時，上述垂直碼本集WV可包括垂直掃描碼本集WV,Scan和垂直波束形狀碼本集WV,Pattern，並且，垂直碼本集WV與垂直掃描碼本集WV,Scan以及垂直波束形狀碼本集WV,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W V=W V,pattern˙W V,Scan；其中，垂直掃描碼本集WV,Scan用於控制3D波束的垂直掃描角度；垂直波束形狀碼本集WV,Pattern用於控制3D波束的垂直波束形狀。
另外，上述垂直掃描碼本集WV,Scan可為N V ×M H 的矩陣，並且，垂直掃描碼本集WV,Scan可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線覆蓋角度範圍內的第mV個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nV為基地台天線第nV行天線，並且，nV等於1,2,...NV；其中，(,)為基地台天線中的第nV行天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中角度。
同時，上述垂直波束形狀碼本集WV,Pattern也可為N V ×M V 維的矩陣，並且，垂直波束形狀碼本集WV,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量為；為方向垂直波束形狀的波束形狀碼本。
在上述方案中，對於波速形狀碼本來說，可通過波束形狀的遺傳演算法來獲取波束形狀碼本。
根據本發明的又一方面，提供了一種碼本回饋方法。
該碼本回饋方法包括：基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定多個維度對應的通道組；根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；回饋碼本編號；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度NPolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度NPolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，在基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組時，可根據極化維度Npolar對同極化天線振子進行分組，形成Npolar個相同極化的極化子陣組；並根據水平維度NH對極化子陣組進行分組，形成NH列水平子陣組；並根據垂直維度NV對水平子陣組進行分組，形成NV行垂直子陣組。
此外，在根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號時，可通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內的所有垂直子陣組的通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ；並根據所有垂直子陣組的通道，確定第nH列的垂直子陣 的NV×1維的等效通道向量，其中，； 並根據第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，通過預先配置的垂直預編碼選取原則，確定垂直碼本編號和與垂直碼本編號對應的最優垂直碼本。
另外，在根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號時，也可通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),wheren V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ；並根據最優垂直碼本，確定通道中水平子陣組的第 NH×1維的等效通道向量，其中，； 並根據通道中水平子陣組的第NH×1維的等效通道向量，通過預先配置的水平預編碼選取原則，確定水平碼本編號和與水平碼本編號對應的最優水平碼本。
同時，在根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號時，還通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ,n Polar =1,2,…,N Polar ；並根據最優水平碼本，確定極化子陣組的Npolar×1維 的等效通道向量H eq,Polar ，其中，； 並根據述極化子陣組的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，通過預先配置的極化預編碼選取原則，確定極化碼本編號。
在上述方案中，在預先配置的垂直預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，可通過以下公式確定垂直碼本編號和最優垂直碼本： 其中，為第npolar極化組第nH水平組的所有垂直組的天線形成的N V ×1等效通道；為垂直碼本集中的第mv個碼本。
同時，在上述方案中，在預先配置的水平預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，可通過以下公式確定水平碼本編號和最優水平碼本： 其中，為第npolar極化組所有水平組的天線形成的N H ×1維的等效通道向量；為水平碼本集中的第mH個碼本。
另外，在上述方案中，在預先配置的極化預編碼選取原則為最大通道容量選取原則的情況下，可通過以下步驟確定極化碼本編號：根據H eq,Polar ，通過以下公式確定與H eq,Polar 對應的等效矩陣R eq,Polar ： 其中，為極化碼本集中的第mPolar個碼本；根據R eq,Polar 和最小均方誤差演算法MMSE，通過以下公式確定檢測後信噪比SINReq,Polar： 根據檢測後的信噪比SINReq,Polar，通過以下公式確定每個可用碼本的容量CPolar： 其中，為第i個傳輸資料層的信噪比，是檢測後的信噪比SINReq,Polar的第i個分量，並且，與SINReq,Polar之間的關係通過以下公式描述： 遍歷極化碼本集WPolar中的所有碼本，確定容量最大的碼本，並根據確定的該碼本，獲取極化碼本編號。
根據本發明的再一方面，提供了一種碼本回饋裝置。
該碼本回饋裝置包括：通道分組模組，用於基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定多個維度對應的通道組；碼本確定模組；用於根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；碼本回饋模組；用於回饋碼本編號；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，通道分組模組可包括：極化分組子模組，用於根據極化維度Npolar對同極化天線振子進行分組，形成Npolar個相同極化的 極化子陣組；水平分組子模組，用於根據水平維度NH對極化子陣組進行分組，形成NH列水平子陣組；垂直分組子模組，用於根據垂直維度NV對水平子陣組進行分組，形成NV行垂直子陣組。
此外，碼本確定模組可包括：第一獲取模組，用於通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內的所有垂直子陣組的通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ；並且，還用於根據所有垂直子陣組的通道，確定第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，其中， 第一確定模組，用於根據第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，通過預先配置的垂直預編碼選取原則，確定垂直碼本編號和與垂直碼本編號對應的最優垂直碼本。
另外，碼本確定模組還可包括：第二獲取模組，用於通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ；並且，還用於根據最優垂直碼本，確定通道中水平 子陣組的第NH×1維的等效通道向量，其中，； 第二確定模組，用於根據通道中水平子陣組的第NH×1維的等效通道向量，通過預先配置的水平預編碼選取原則，確定水平 碼本編號和與水平碼本編號對應的最優水平碼本。
同時，碼本確定模組也可包括：第三獲取模組，用於通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ,n Polar =1,2,…,N Polar ；並且，還用於根據最優水平碼本，確定極化子陣組 的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，其中，； 第三確定模組，用於根據述極化子陣組的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，通過預先配置的極化預編碼選取原則，確定極化碼本編號。
在上述方案中，在預先配置的垂直預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，第一確定模組可通過以下公式確定垂直碼本編號和最優垂直碼本： 其中，為第npolar極化組第nH水平組的所有垂直組的天線形成的N V ×1等效通道；為垂直碼本集中的第mv個碼本。
同時，在上述方案中，在預先配置的水平預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，第二確定模組可通過以下公式確定水平碼本編號和最優水平碼本： 其中，為第npolar極化組所有水平組的天線形成的N H ×1維的等效通道向量；為水平碼本集中的第mH個碼本。
另外，在上述方案中，在預先配置的極化預編碼選取原 則為最大通道容量選取原則的情況下，第三確定模組可通過以下步驟確定極化碼本編號：根據H eq,Polar ，通過以下公式確定與H eq,Polar 對應的等效矩陣R eq,Polar ： 其中，為極化碼本集中的第mPolar個碼本；根據R eq,Polar 和最小均方誤差演算法MMSE，通過以下公式確定檢測後信噪比SINReq,Polar： 根據檢測後的信噪比SINReq,Polar，通過以下公式確定每個可用碼本的容量CPolar： 其中，為第i個傳輸資料層的信噪比，是檢測後的信噪比SINReq,Polar的第i個分量，並且，與SINReq,Polar之間的關係通過以下公式描述： 遍歷極化碼本集WPolar中的所有碼本，確定容量最大的碼本，並根據確定的該碼本，獲取極化碼本編號。
本發明根據天線結構設計極化碼本、水平基本碼本、水平掃描碼本、垂直基本碼本和垂直掃描碼本，通過極化碼本實現極化維度利用，通過水平掃描碼本實現水平維度利用，通過垂直基本碼本實現垂直維度利用，通過水平基本碼本實現3D波束水平波束寬度的控制；通過垂直基本碼本實現3D波束垂直波束寬度控制，從而完整的利用了空間維度，有益於 MIMO性能的提升。
此外，本發明通過掃描碼本與基本碼本的設計，有效的提高了3D水平方向和/或垂直方向的分辨度，進而有益於MU-MIMO性能的提升。
S101、S103、S301、S303、S305‧‧‧步驟
21‧‧‧維度確定模組
22‧‧‧碼本生成模組
41‧‧‧通道分組模組
42‧‧‧碼本確定模組
43‧‧‧碼本回饋模組
62‧‧‧處理模組
500‧‧‧通用電腦
501‧‧‧CPU
502‧‧‧ROM
503‧‧‧RAM
504‧‧‧匯流排
505‧‧‧輸入/輸出介面
506‧‧‧輸入部分
507‧‧‧輸出部分
508‧‧‧存儲部分
509‧‧‧通信部分
510‧‧‧驅動器
511‧‧‧可拆卸介質
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據本發明實施例的多級碼本的生成方法的流程示意圖；圖2是根據本發明實施例的多級碼本的生成裝置的結構示意圖；圖3是根據本發明實施例的碼本回饋方法的流程示意圖；圖4是根據本發明實施例的碼本回饋裝置的結構示意圖；圖5是實現本發明技術方案的電腦的示例性結構框圖。
在下文中將結合附圖對本發明的示範性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中並未描述實際實施方式的所有特徵。然而，應該瞭解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定於實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，並且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該瞭解，雖然開發工作有可能是非常複雜和費時的，但對得益於本公開內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的 任務。
在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關係不大的其他細節。
根據本發明的實施例，提供了一種多級碼本的生成方法。
如圖1所示，根據本發明實施例的多級碼本的生成方法包括：步驟S101，基於基地台天線的多維度特徵，確定關於基地台天線所對應的多個維度；步驟S103，根據多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度NPolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度NPolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，在根據多個維度，生成多級碼本時，可對多個維度進行編碼配置，生成與該多個維度對應的碼本集；並根據生成的多個碼本集，生成多級碼本。
其中，上述多個碼本集可以包括以下至少之一：極化碼本集WPolar、水平碼本集WH、垂直碼本集WV。
相應的，在根據生成的多個碼本集，生成多級碼本時，可通過以下公式生成多級碼本：，其中，W為多級碼本。
在上述技術方案中，極化碼本集WPolar用於控制不同資料流程之間的正交性；並且，極化碼本集WPolar通過以下公式描述：
其中，mPolar為極化碼本編號，並且，mPolar等於1,2,.....MPolar.
此外，上述極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar可取決於極化維度Npolar和傳輸資料層數υ，並且，第mPolar個碼本為N Polar ×υ的矩陣。
例如，若極化維度Npolar等於1，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於1，極化碼本集WPolar等於{[1]}；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於4，極化碼本集WPolar等於 ；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ 等於2，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於2，極化碼本集 WPolar等於。
此外，在上述方案中，水平碼本集WH用於控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；並且，水平碼本集WH通過以下公式描述： 其中，mH為水平碼本編號，並且，mH等於1,2,...MH。
同時，上述水平碼本集WH可包括水平掃描碼本集WH,Scan和水平波束形狀碼本集WH,Pattern，並且，水平碼本集WH與水平掃描碼本集WH,Scan以及水平波束形狀碼本集WH,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W H=W H,pattern˙W H,Scan；其中，水平掃描碼本集WH,Scan用於控制3D波束的水平掃描角度；水平波束形狀碼本集WH,Pattern用於控制3D波束的水平波束形狀。
此外，上述水平掃描碼本集WH,Scan可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平掃描碼本集WH,Scan可以通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線水平方向覆蓋角度範圍內的第m H 個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nH為基地台天線第nH列天線，並且，nH等於1,2,....NH；其中，(,)為基地台天線第nH列天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中角度。
另外，上述水平波束形狀碼本集WH,Pattern可為N H ×M H 維矩陣，並且，水平波束形狀碼本集WH,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量為；為方向水平波束形狀的波束形狀碼本。
此外，在上述方案中，垂直碼本集WV用於控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，並且，垂直碼本集WV通過以下公式描述： 其中，mV為垂直碼本編號，並且，mV等於1,2,...MV。
同時，上述垂直碼本集WV可包括垂直掃描碼本集WV,Scan和垂直波束形狀碼本集WV,Pattern，並且，垂直碼本集WV與垂直掃描碼本集WV,Scan以及垂直波束形狀碼本集WV,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W V=W V,pattern˙W V,Scan；其中，垂直掃描碼本集WV,Scan用於控制3D波束的垂直掃描角度；垂直波束形狀碼本集WV,Pattern用於控制3D波束的垂直波束形狀。
另外，上述垂直掃描碼本集WV,Scan可為N V ×M H 的矩陣，並且，垂直掃描碼本集WV,Scan可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線覆蓋角度範圍內的第mV個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nV為基地台天線第nV行天線，並且，nV等於1,2,...NV；其中，(,)為基地台天線中的第nV行天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中角度。
同時，上述垂直波束形狀碼本集WV,Pattern也可為N V ×M V 維的矩陣，並且，垂直波束形狀碼本集WV,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量為；為方向垂直波束形狀的優化波束形狀碼本。
在上述方案中，對於波束形狀碼本來說，可通過波束形狀的遺傳演算法來獲取波束形狀碼本。
根據本發明的實施例，還提供了一種多級碼本的生成裝置。
如圖2所示，根據本發明實施例的多級碼本的生成裝置包括：維度確定模組21，用於基於基地台天線的多維度特徵，確定關於基地台天線所對應的多個維度；碼本生成模組22，用於根據多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，碼本生成模組22可包括：編碼配置子模組(圖中未示出)，用於對多個維度進行編碼配置，生成與多個維度對應的碼本集；碼本生成子模組(圖中未示出)，用於根據生成的多個碼本集，生成多級碼本。
其中，上述多個碼本集可包括以下至少之一：極化碼本集WPolar、水平碼本集WH、垂直碼本集WV。
相應的，碼本生成子模組在根據生成的多個碼本集，生成多級碼本時，可通過以下公式生成多級碼本：；其中，W為多級碼本。
在上述方案中，極化碼本集WPolar用於控制不同資料流程 之間的正交性；並且，極化碼本集WPolar通過以下公式描述： 其中，mPolar為極化碼本編號，並且，mPolar等於1,2,.....MPolar。
此外，上述極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar可取決於極化維度Npolar和傳輸資料層數υ，並且，第mPolar個碼本為N Polar ×υ的矩陣。
例如，若極化維度Npolar等於1，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於1，極化碼本集WPolar等於{[1]}；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ等於1，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於4，極化碼本集WPolar等於 ；或若極化維度Npolar等於2，且傳輸資料層數υ 等於2，則極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於2，極化碼本集 WPolar等於。
此外，在上述方案中，水平碼本集WH用於控制不同用戶之間在水平向空間的正交性；並且，水平碼本集WH通過以下公式描述： 其中，mH為水平碼本編號，並且，mH等於1,2,...MH。
同時，上述水平碼本集WH可包括水平掃描碼本集WH,Scan和水平波束形狀碼本集WH,Pattern，並且，水平碼本集WH與水平掃描碼本集WH,Scan以及水平波束形狀碼本集WH,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W H=W H,pattern˙W H,Scan；其中，水平掃描碼本集WH,Scan用於控制3D波束的水平掃描角度；水平波束形狀碼本集WH,Pattern用於控制3D波束的水平波束形 狀。
此外，上述水平掃描碼本集WH,Scan可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平掃描碼本集WH,Scan可通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線水平方向覆蓋角度範圍內的第m H 個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nH為基地台天線第nH列天線，並且，nH等於1,2,....NH；其中，(,)為基地台天線第nH列天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中角度。
另外，上述水平波束形狀碼本集WH,Pattern也可為N H ×M H 維的矩陣，並且，水平波束形狀碼本集WH,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量為；為方向水平波束形狀的波束形狀碼本。
此外，在上述方案中，垂直碼本集WV用於控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，並且，垂直碼本集WV通過以下公式描述： 其中，mV為垂直碼本編號，並且，mV等於1,2,...MV。
同時，上述垂直碼本集WV可包括垂直掃描碼本集WV,Scan和垂直波束形狀碼本集WV,Pattern，並且，垂直碼本集WV與垂直掃描碼本集WV,Scan以及垂直波束形狀碼本集WV,Pattern之間的關係可通過以下公式描述：W V=W V,pattern˙W V,Scan；其中，垂直掃描碼本集WV,Scan用於控制3D波束的垂直掃描角度；垂直波束形狀碼本集WV,Pattern用於控制3D波束的垂直波束形狀。
另外，上述垂直掃描碼本集WV,Scan可為N V ×M H 的矩陣，並且，垂直掃描碼本集WV,Scan可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量通過以下公式描述： 其中，為對基地台天線覆蓋角度範圍內的第mV個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nV為基地台天線第nV行天線，並且，nV等於1,2,...NV；其中，(,)為基地台天線中的第nV行天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中角度。
同時，上述垂直波束形狀碼本集WV,Pattern也可為N V ×M V 維的矩陣，並且，垂直波束形狀碼本集WV,Pattern可通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量為；為方向垂直波束形狀的波束形狀碼本。
在上述方案中，對於波束形狀碼本來說可通過波束形狀的遺傳演算法來獲取波束形狀碼本。
根據本發明的實施例，還提供了一種碼本回饋方法。
如圖3所示，根據本發明實施例的碼本回饋方法包括：步驟S301，基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定多個維度對應的通道組；步驟S303，根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；步驟S305，回饋碼本編號；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，在基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組時，可根據極化維度Npolar對同極化天線振子進行分組，形成Npolar個相同極化的極化子陣組；並根據水平維度NH對極化子陣組進行分組，形成NH列水平子陣組；並根據垂直維度NV對水平子陣組進行分組，形成NV行垂直子陣組。
此外，在根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號時，可通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內的所有垂直子陣組的通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ； 並根據所有垂直子陣組的通道，確定第nH列的垂直子陣 的NV×1維的等效通道向量，其中，； 並根據第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，通過預先配置的垂直預編碼選取原則，確定垂直碼本編號和與垂直碼本編號對應的最優垂直碼本。
另外，在根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號時，也可通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ；並根據最優垂直碼本，確定通道中水平子陣組的第 NH×1維的等效通道向量，其中，； 並根據通道中水平子陣組的第NH×1維的等效通道向量，通過預先配置的水平預編碼選取原則，確定水平碼本編號和與水平碼本編號對應的最優水平碼本。
同時，在根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號時，還通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ,n Polar =1,2,…,N Polar ；並根據最優水平碼本，確定極化子陣組的Npolar×1維 的等效通道向量H eq,Polar ，其中，； 並根據述極化子陣組的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，通過預先配置的極化預編碼選取原則，確定極化碼本編號。
在上述方案中，在預先配置的垂直預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，可通過以下公式確定垂直碼本編號和最優垂直碼本： 其中，為第npolar極化組第nH水平組的所有垂直組的天線形成的N V ×1等效通道；為垂直碼本集中的第mv個碼本。
同時，在上述方案中，在預先配置的水平預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，可通過以下公式確定水平碼本編號和最優水平碼本： 其中，為第npolar極化組所有水平組的天線形成的N H ×1維的等效通道向量；為水平碼本集中的第mH個碼本。
另外，在上述方案中，在預先配置的極化預編碼選取原則為最大通道容量選取原則的情況下，可通過以下步驟確定極化碼本編號：根據H eq,Polar ，通過以下公式確定與H eq,Polar 對應的等效矩陣R eq,Polar ： 其中，為極化碼本集中的第mPolar個碼本；根據R eq,Polar 和最小均方誤差(Minimum Mean Square Error，MMSE)演算法，通過以下公式確定檢測後信噪比SINReq,Polar： 根據檢測後的信噪比SINReq,Polar，通過以下公式確定每個可用碼本的容量CPolar： 其中，為第i個傳輸資料層的信噪比，是檢測後的信噪比SINReq,Polar的第i個分量，並且，與SINReq,Polar之間的關係通過以下公式描述： 遍歷極化碼本集WPolar中的所有碼本，確定容量最大的碼本，並根據確定的該碼本，獲取極化碼本編號。
根據本發明的實施例，還提供了一種碼本回饋裝置。
如圖4所示，根據本發明實施例的碼本回饋裝置包括：通道分組模組41，用於基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定多個維度對應的通道組；碼本確定模組42；用於根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；碼本回饋模組43；用於回饋碼本編號；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度 NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
其中，通道分組模組41可包括：極化分組子模組(圖中未示出)，用於根據極化維度Npolar對同極化天線振子進行分組，形成Npolar個相同極化的極化子陣組；水平分組子模組(圖中未示出)，用於根據水平維度NH對極化子陣組進行分組，形成NH列水平子陣組；垂直分組子模組(圖中未示出)，用於根據垂直維度NV對水平子陣組進行分組，形成NV行垂直子陣組。
此外，碼本確定模組42可包括：第一獲取模組(圖中未示出)，用於通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內的所有垂直子陣組的通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ；並且，還用於根據所有垂直子陣組的通道，確定第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，其中， 第一確定模組(圖中未示出)，用於根據第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，通過預先配置的垂直預編碼選取原則，確定垂直碼本編號和與垂直碼本編號對應的最優垂直碼本。
另外，碼本確定模組42還可包括：第二獲取模組(圖中未示出)，用於通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ；並且，還用於根據最優垂直碼本，確定通道中水平 子陣組的第NH×1維的等效通道向量，其中，； 第二確定模組(圖中未示出)，用於根據通道中水平子陣組的第NH×1維的等效通道向量，通過預先配置的水平預編碼選取原則，確定水平碼本編號和與水平碼本編號對應的最優水平碼本。
同時，碼本確定模組42也可包括：第三獲取模組(圖中未示出)，用於通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ,n Polar =1,2,…,N polar ；並且，還用於根據最優水平碼本，確定極化子陣組 的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，其中，； 第三確定模組(圖中未示出)，用於根據述極化子陣組的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，通過預先配置的極化預編碼選取原則，確定極化碼本編號。
在上述方案中，在預先配置的垂直預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，第一確定模組可通過以下公式確定垂直碼本編號和最優垂直碼本： 其中，為第npolar極化組第nH水平組的所有垂直組的天線形成的N V ×1等效通道；為垂直碼本集中的第mv個碼本。
同時，在上述方案中，在預先配置的水平預編碼選取原則為最大通道幹噪比選取原則的情況下，第二確定模組可通過以下公式確定水平碼本編號和最優水平碼本： 其中，為第npolar極化組所有水平組的天線形成的N H ×1維的等效通道向量；為水平碼本集中的第mH個碼本。
另外，在上述方案中，在預先配置的極化預編碼選取原則為最大通道容量選取原則的情況下，第三確定模組可通過以下步驟確定極化碼本編號：根據H eq,Polar ，通過以下公式確定與H eq,Polar 對應的等效矩陣R eq,Polar ： 其中，為極化碼本集中的第mPolar個碼本；根據R eq,Polar 和MMSE，通過以下公式確定檢測後信噪比SINReq,Polar： 根據檢測後的信噪比SINReq,Polar，通過以下公式確定每個可用碼本的容量CPolar： 其中，為第i個傳輸資料層的信噪比，是檢測後的信噪比SINReq,Polar的第i個分量，並且，與SINReq,Polar之間的關係通過以下公式描述： 遍歷極化碼本集WPolar中的所有碼本，確定容量最大的碼本，並根據確定的該碼本，獲取極化碼本編號。
綜上所述，借助於本發明的上述技術方案，根據天線結構設計極化碼本、水平基本碼本、水平掃描碼本、垂直基本碼本和垂直掃描碼本，通過極化碼本實現極化維度利用，通過水平掃描碼本實現水平維度利用，通過垂直掃描碼本實現垂直維度利用，通過水平基本碼本實現3D波束水平波束寬度的控制；通過垂直基本碼本實現3D波束垂直波束寬度控制，從而完整的利用了空間維度，有益於MIMO性能的提升。
此外，借助於本發明的上述技術方案，通過掃描碼本與基本碼本的設計，有效地提高了3D水平方向和/或垂直方向的分辨度，進而有益於MU-MIMO性能的提升。
以上結合具體實施例描述了本發明的基本原理，但是，需要指出的是，對本領域的普通技術人員而言，能夠理解本發明的方法和裝置的全部或者任何步驟或者部件，可以在任何計算裝置(包括處理器、存儲介質等)或者計算裝置的網路中，以硬體、固件、軟體或者它們的組合加以實現，這是本領域普通技術人員在閱讀了本發明的說明的情況下運用它們的基本程式設計技能就能實現的。
因此，本發明的目的還可以通過在任何計算裝置上運行一個程式或者一組程式來實現。該計算裝置可以是公知的通用裝置。因此，本發明的目的也可以僅僅通過提供包含實現該方法或者裝置的程式碼的程式產品來實現。也就是說，這樣的程式產品也構成本發明，並且存儲有這樣的程式產品的存儲介質也構成本發明。顯然，該存儲介質可以是任何公知的存儲介質或者將來所開發出來的任何存儲介質。
根據本發明的實施例，還提供了一種存儲介質(該存儲介質可以是ROM、RAM、硬碟、可拆卸記憶體等)，該存儲介質中嵌入有用於進行資源配置的電腦程式，該電腦程式具有被配置用於執行以下步驟的程 式碼片段：基於基地台天線的多維度特徵，確定關於基地台天線所對應的多個維度；根據多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；並且，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
根據本發明的實施例，還提供了一種電腦程式，該電腦程式具有被配置用於執行以下資源配置步驟的程式碼片段：基於基地台天線的多維度特徵，確定關於基地台天線所對應的多個維度；根據多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；並且，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
根據本發明的實施例，還提供了一種存儲介質(該存儲介質可以是ROM、RAM、硬碟、可拆卸記憶體等)，該存儲介質中嵌入有用於進行資源配置的電腦程式，該電腦程式具有被配置用於執行以下步驟的程式碼片段：基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定多個維度對應的通道組；根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；回饋碼本編號；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；並且，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
根據本發明的實施例，還提供了一種電腦程式，該電腦程式具有被配置用於執行以下資源配置步驟的程式碼片段：基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定多個維度對應的通道組；根據通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；回饋碼本編號；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；並且，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，水平維度 NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV。
在通過軟體和/或固件實現本發明的實施例的情況下，從存儲介質或網路向具有專用硬體結構的電腦，例如圖5所示的通用電腦500安裝構成該軟體的程式，該電腦在安裝有各種程式時，能夠執行各種功能等等。
在圖5中，中央處理模組(Central Processing Unit，CPU)501根據唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)502中存儲的程式或從存儲部分508載入到隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)503的程式執行各種處理。在RAM 503中，也根據需要存儲當CPU 501執行各種處理等等時所需的資料。CPU 501、ROM 502和RAM 503經由匯流排504彼此連接。輸入/輸出介面505也連接到匯流排504。
下述部件連接到輸入/輸出介面505：輸入部分506，包括鍵盤、滑鼠等等；輸出部分507，包括顯示器，比如陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)等等，和揚聲器等等；存儲部分508，包括硬碟等等；和通信部分509，包括網路介面卡比如局域網(Local Area Network，LAN)卡、數據機等等。通信部分509經由網路比如網際網路執行通信處理。
根據需要，驅動器510也連接到輸入/輸出介面505。可拆卸介質511比如磁片、光碟、磁光碟、半導體記憶體等等根據需要被安裝在驅動器510上，使得從中讀出的電腦程式根據需要被安裝到存儲部分508中。
在通過軟體實現上述系列處理的情況下，從網路比如網際網路或存儲介質比如可拆卸介質511安裝構成軟體的程式。
本領域的技術人員應當理解，這種存儲介質不局限於圖5所示的其中存儲有程式、與裝置相分離地分發以向使用者提供程式的可拆卸介質511。可拆卸介質511的例子包含磁片(包含軟碟(注冊商標))、光 碟(包含光碟唯讀記憶體(CD-ROM)和數位通用盤(DVD))、磁光碟(包含迷你盤(MD)(注冊商標))和半導體記憶體。或者，存儲介質可以是ROM 502、存儲部分508中包含的硬碟等等，其中存有程式，並且與包含它們的裝置一起被分發給使用者。
還需要指出的是，在本發明的裝置和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解和/或重新組合的。這些分解和/或重新組合應視為本發明的等效方案。並且，執行上述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時間循序執行，但是並不需要一定按照時間循序執行。某些步驟可以並行或彼此獨立地執行。
雖然已經詳細說明了本發明及其優點，但是應當理解在不脫離由所附的權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。
S101、S103‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種多級碼本的生成方法，其特徵在於，包括：基於基地台天線的多維度特徵，確定關於該基地台天線所對應的多個維度；根據該多個維度，生成多級碼本；其中，該多個維度包括以下至少之一：極化維度NPolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，該極化維度NPolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，該水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，該垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV；其中，根據該多個維度，生成多級碼本包括：對該多個維度進行編碼配置，生成與該多個維度對應的碼本集；根據生成的該多個碼本集，生成該多級碼本；其中，該多個碼本集包括以下至少之一：極化碼本集WPolar、水平碼本集WH、垂直碼本集WV；其中，在根據生成的該多個碼本集，生成該多級碼本時，通過以下公式生成該多級碼本： 其中，W為該多級碼本。
  2. 如請求項1所述的多級碼本的生成方法，其中，該極化碼本集WPolar用於控制不同資料流程之間的正交性；並且，該極化碼本集WPolar通過以下公式描述： 其中，mPolar為極化碼本編號，並且，mPolar等於1,2,.....MPolar；該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar取決於極化維度Npolar和傳輸資料層數υ，並且，第mPolar個碼本為N Polar ×υ的矩陣；若該極化維度Npolar等於1，且該傳輸資料層數υ等於1，則該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於1，該極化碼本集WPolar等於{[1]}；或若該極化維度Npolar等於2，且該傳輸資料層數υ等於1，則該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於4，該極化碼本集WPolar等於 ；或 若該極化維度Npolar等於2，且該傳輸資料層數υ等於2，則該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於2，該極化碼本集WPolar等於
  3. 如請求項1所述的多級碼本的生成方法，其中，該水平碼本集WH用於控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；並且，該水平碼本集WH通過以下公式描述： 其中，mH為水平碼本編號，並且，mH等於1,2,...MH；該水平碼本集WH包括水平掃描碼本集WH,Scan和水平波束形狀碼本集WH,Pattern，並且，水平碼本集WH與該水平掃描碼本集WH,Scan以及該水平波束形狀碼本集WH,Pattern之間的關係通過以下公式描述：W H=W H,pattern˙W H,Scan； 其中，該水平掃描碼本集WH,Scan用於控制3D波束的水平掃描角度；該水平波束形狀碼本集WH,Pattern用於控制3D波束的水平波束形狀；該水平掃描碼本集WH,Scan為N H ×M H 維的矩陣，並且，該水平掃描碼本集WH,Scan通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量通過以下公式描述： 其中，λ為工作頻段的中心頻點的波長，為對基地台天線水平方向覆蓋角度範圍內的第m H 個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nH為基地台天線第nH列天線，並且，nH等於1,2,....NH；其中，(,)為基地台天線第nH列天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中角度；該水平波束形狀碼本集WH,Pattern為N H ×M H 維的矩陣，並且，該水平波束形狀碼本集WH,Pattern通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量為；為方向水平波束形狀的波束形狀碼本。
  4. 如請求項1所述的多級碼本的生成方法，其中，該垂直碼本集WV用於控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，並且，該垂直碼本集WV 通過以下公式描述： 其中，mV為垂直碼本編號，並且，mV等於1,2,...MV；該垂直碼本集WV包括垂直掃描碼本集WV,Scan和垂直波束形狀碼本集WV,Pattern，並且，該垂直碼本集WV與該垂直掃描碼本集WV,Scan以及該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern之間的關係通過以下公式描述：W V=W V,pattern˙W V,Scan；其中，該垂直掃描碼本集WV,Scan用於控制3D波束的垂直掃描角度；該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern用於控制3D波束的垂直波束形狀；該垂直掃描碼本集WV,Scan為N V ×M H 的矩陣，並且，該垂直掃描碼本集WV,Scan通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量通過以下公式描述： 其中，λ為工作頻段的中心頻點的波長，為對基地台天線覆蓋角度範圍內的第mV個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nV為基地台天線第nV行天線，並且，nV等於1,2,...NV；其中，(,)為基地台天線中的第nV行天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中角度； 該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern為N V ×M V 維的矩陣，並且，該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量為；為方向垂直波束形狀的優化波束形狀碼本。
  5. 如請求項3或4所述的多級碼本的生成方法，其中，通過波束形狀的遺傳演算法獲取該波束形狀碼本。
  6. 一種多級碼本的生成裝置，其特徵在於，包括：維度確定模組，用於基於基地台天線的多維度特徵，確定關於該基地台天線所對應的多個維度；碼本生成模組，用於根據該多個維度，生成多級碼本；其中，該多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，該極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，該水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，該垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV；其中，該碼本生成模組進一步包括：編碼配置子模組，用於對該多個維度進行編碼配置，生成與該多個維度對應的碼本集；碼本生成子模組，用於根據生成的該多個碼本集，生成該多級碼本；其中，該多個碼本集包括以下至少之一：極化碼本集WPolar、水平碼本集WH、垂直碼本集WV； 其中，該碼本生成子模組在根據生成的該多個碼本集，生成該多級碼本時，通過以下公式生成該多級碼本： 其中，W為該多級碼本。
  7. 如請求項6所述的多級碼本的生成裝置，其中，該極化碼本集WPolar用於控制不同資料流程之間的正交性；並且，該極化碼本集WPolar通過以下公式描述： 其中，mPolar為極化碼本編號，並且，mPolar等於1,2,.....MPolar；該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar取決於極化維度Npolar和傳輸資料層數υ，並且，第mPolar個碼本為N Polar ×υ的矩陣；若該極化維度Npolar等於1，且該傳輸資料層數υ等於1，則該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於1，該極化碼本集WPolar等於{[1]}；或若該極化維度Npolar等於2，且該傳輸資料層數υ等於1，則該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於4，該極化碼本集WPolar等於 ；或 若該極化維度Npolar等於2，且該傳輸資料層數υ等於2，則該極化碼本集WPolar中的碼本個數MPolar等於2，該極化碼本集WPolar等於
  8. 如請求項6所述的多級碼本的生成裝置，其中，該水平碼本集WH用於控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；並且，該水平碼本集WH 通過以下公式描述： 其中，mH為水平碼本編號，並且，mH等於1,2,...MH；該水平碼本集WH包括水平掃描碼本集WH,Scan和水平波束形狀碼本集WH,Pattern，並且，水平碼本集WH與該水平掃描碼本集WH,Scan以及該水平波束形狀碼本集WH,Pattern之間的關係通過以下公式描述：W H=W H,patrern˙W H,Scan；其中，該水平掃描碼本集WH,Scan用於控制3D波束的水平掃描角度；該水平波束形狀碼本集WH,Pattern用於控制3D波束的水平波束形狀；該水平掃描碼本集WH,Scan為N H ×M H 維的矩陣，並且，該水平掃描碼本集WH,Scan通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量通過以下公式描述： 其中，λ為工作頻段的中心頻點的波長，為對基地台天線水平方向覆蓋角度範圍內的第m H 個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nH為基地台天線第nH列天線，並且，nH等於1,2,....NH；其中，(,)為基地台天線第nH列天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n H 列天線在0參考相位坐標系中角度； 該水平波束形狀碼本集WH,Pattern為N H ×M H 維的矩陣，並且，該水平波束形狀碼本集WH,Pattern通過以下公式生成： 其中，為N H ×1的向量，並且，其中第nH個量為；為方向水平波束形狀的波束形狀碼本。
  9. 如請求項6所述的多級碼本的生成裝置，其中，該垂直碼本集WV用於控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，並且，該垂直碼本集WV通過以下公式描述： 其中，mV為垂直碼本編號，並且，mV等於1,2,...MV；該垂直碼本集WV包括垂直掃描碼本集WV,Scan和垂直波束形狀碼本集WV,Pattern，並且，該垂直碼本集WV與該垂直掃描碼本集WV,Scan以及該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern之間的關係通過以下公式描述：W V=W V,pattern˙W V,Scan；其中，該垂直掃描碼本集WV,Scan用於控制3D波束的垂直掃描角度；該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern用於控制3D波束的垂直波束形狀；該垂直掃描碼本集WV,Scan為N V ×M H 的矩陣，並且，該垂直掃描碼本集WV,Scan通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量通過以下公式描述： 其中，λ為工作頻段的中心頻點的波長，為對基地台天線覆蓋角度範圍內的第mV個指向角，並且，通過以下公式描述： 其中，nV為基地台天線第nV行天線，並且，nV等於1,2,...NV；其中，(,)為基地台天線中的第nV行天線在0參考相位坐標系中的座標，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中離開0參考相位點的距離，為第n V 行天線在0參考相位坐標系中角度；該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern為N V ×M V 維的矩陣，並且，該垂直波束形狀碼本集WV,Pattern通過以下公式生成： 其中，為N V ×1的向量，並且，其中第nV個量為；為方向垂直波束形狀的波束形狀碼本。
  10. 如請求項8或9所述的多級碼本的生成裝置，其中，通過波束形狀的遺傳演算法獲取該波束形狀碼本。
  11. 一種碼本回饋方法，其特徵在於，包括：基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定該多個維度對應的通道組；根據該通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；回饋該碼本編號；其中，該多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV； 其中，該極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，該水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，該垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV；基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組包括：根據該極化維度Npolar對同極化天線振子進行分組，形成Npolar個相同極化的極化子陣組；根據該水平維度NH對該極化子陣組進行分組，形成NH列水平子陣組；根據該垂直維度NV對該水平子陣組進行分組，形成NV行垂直子陣組。
  12. 如請求項11所述的碼本回饋方法，其中，根據該通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號包括：通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內的所有垂直子陣組的通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ；根據該所有垂直子陣組的通道，確定第nH列的垂直子陣的NV×1維的 等效通道向量，其中，； 根據該第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，通過 預先配置的垂直預編碼選取原則，確定垂直碼本編號和與該垂直碼本編號對應的最優垂直碼本；通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的所有通道： H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ；根據該最優垂直碼本，確定該通道中水平子陣組的第NH×1維的 等效通道向量，其中，； 根據該通道中水平子陣組的第NH×1維的等效通道向量，通過預 先配置的水平預編碼選取原則，確定水平碼本編號和與該水平碼本 編號對應的最優水平碼本；通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ,n Polar =1,2,…,N Polar ；根據該最優水平碼本，確定該極化子陣組的Npolar×1維的等效通 道向量H eq,Polar ，其中，； 根據該述極化子陣組的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，通過預先配置的極化預編碼選取原則，確定極化碼本編號。
  13. 如請求項12所述的碼本回饋方法，其中，在該預先配置的垂直預編碼選取原則為最大通道干噪比選取原則的情況下，通過以下公式確定該垂直碼本編號和該最優垂直碼本： 其中，為第npolar極化組第nH水平組的所有垂直組的天線形成的N V ×1等效通道；為垂直碼本集中的第mv個碼本。
  14. 如請求項12所述的碼本回饋方法，其中，在該預先配置的水平預編碼選取原則為最大通道干噪比選取原則的情況下，通過以下公式確定該水平碼本編號和該最優水平碼本： 其中，為第npolar極化組所有水平組的天線形成的N H ×1維的等效通道向量；為水平碼本集中的第mH個碼本。
  15. 如請求項12所述的碼本回饋方法，其中，在該預先配置的極化預編碼選取原則為最大通道容量選取原則的情況下，通過以下步驟確定該極化碼本編號：根據該H eq,Polar ，通過以下公式確定與該H eq,Polar 對應的等效矩陣R eq,Polar ： 其中，為極化碼本集中的第mPolar個碼本；根據該R eq,Polar 和最小均方誤差演算法MMSE，通過以下公式確定檢測後信噪比SINReq,Polar： 其中，δ 2為雜訊功率；根據檢測後的信噪比SINReq,Polar，通過以下公式確定每個可用碼本的容量CPolar： 其中，為第i個傳輸資料層的信噪比，是檢測後的信噪比SINReq,Polar的第i個分量，並且，該與SINReq,Polar之間的關係通過以下公式描述： 遍歷極化碼本集WPolar中的所有碼本，確定容量最大的碼本，並根據確定的該碼本，獲取極化碼本編號。
  16. 一種碼本回饋裝置，其特徵在於，包括：通道分組模組，用於基於基地台天線的多個維度，對接收的通道進行分組，確定該多個維度對應的通道組；碼本確定模組；用於根據該通道組，確定與每個通道組對應的碼本編號；碼本回饋模組；用於回饋該碼本編號；其中，該多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；其中，該極化維度Npolar中的維度編號nPolar等於1,2,......NPolar，該水平維度NH中的維度編號nH等於1,2,......NH，該垂直維度NV中的維度編號nV等於1,2,......NV；其中，該通道分組模組進一步包括：極化分組子模組，用於根據該極化維度Npolar對同極化天線振子進行分組，形成Npolar個相同極化的極化子陣組； 水平分組子模組，用於根據該水平維度NH對該極化子陣組進行分組，形成NH列水平子陣組；垂直分組子模組，用於根據該垂直維度NV對該水平子陣組進行分組，形成NV行垂直子陣組。
  17. 如請求項16所述的碼本回饋裝置，其中，該碼本確定模組進一步包括：第一獲取模組，用於通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內的所有垂直子陣組的通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ；並且，還用於根據該所有垂直子陣組的通道，確定第nH列的垂直子陣 的NV×1維的等效通道向量，其中，； 第一確定模組，用於根據該第nH列的垂直子陣的NV×1維的等效通道向量，通過預先配置的垂直預編碼選取原則，確定垂直碼本編號和與該垂直碼本編號對應的最優垂直碼本；該碼本確定模組進一步包括：第二獲取模組，用於通過以下公式獲取第npolar個極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ；並且，還用於根據該最優垂直碼本，確定該通道中水平子陣組的 第NH×1維的等效通道向量，其中，； 第二確定模組，用於根據該通道中水平子陣組的第NH×1維的等效通 道向量，通過預先配置的水平預編碼選取原則，確定水平碼本編號 和與該水平碼本編號對應的最優水平碼本；該碼本確定模組進一步包括：第三獲取模組，用於通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有通道：H(n Polar ,n H ,n V ),where n V =1,2,…,N V ,n H =1,2,…,N H ,n Polar =1,2,…,N Polar ；並且，還用於根據該最優水平碼本，確定該極化子陣組的Npolar× 1維的等效通道向量H eq,Polar ，其中，； 第三確定模組，用於根據該述極化子陣組的Npolar×1維的等效通道向量H eq,Polar ，通過預先配置的極化預編碼選取原則，確定極化碼本編號。
  18. 如請求項17所述的碼本回饋裝置，其中，在該預先配置的垂直預編碼選取原則為最大通道干噪比選取原則的情況下，該第一確定模組通過以下公式確定該垂直碼本編號和該最優垂直碼本： 其中，為第npolar極化組第nH水平組的所有垂直組的天線形成的 N V ×1等效通道；為垂直碼本集中的第mv個碼本。
  19. 如請求項17所述的碼本回饋裝置，其中，在該預先配置的水平預編碼選取原則為最大通道干噪比選取原則的情況下，該第二確定模組通過以下公式確定該水平碼本編號和該最優水平碼本： 其中，為第npolar極化組所有水平組的天線形成的N H ×1維的等效通道向量；為水平碼本集中的第mH個碼本。
  20. 如請求項17所述的碼本回饋裝置，其中，在該預先配置的極化預編碼選取原則為最大通道容量選取原則的情況下，該第三確定模組通過以下步驟確定該極化碼本編號：根據該H eq,Polar ，通過以下公式確定與該H eq,Polar 對應的等效矩陣R eq,Polar ： 其中，為極化碼本集中的第mPolar個碼本；根據該R eq,Polar 和最小均方誤差演算法MMSE，通過以下公式確定檢測後信噪比SINReq,Polar： 其中，δ 2為雜訊功率；根據檢測後的信噪比SINReq,Polar，通過以下公式確定每個可用碼本的容量CPolar： 其中，為第i個傳輸資料層的信噪比，是檢測後的信噪比SINReq,Polar的第i個分量，並且，該與SINReq,Polar之間的關係通過以下公式描述： 遍歷極化碼本集WPolar中的所有碼本，確定容量最大的碼本，並根據確定的該碼本，獲取極化碼本編號。
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