WO2009082853A1

WO2009082853A1 - Procédé de traitement de livre de codes auto-adaptatif

Info

Publication number: WO2009082853A1
Application number: PCT/CN2007/003885
Authority: WO
Inventors: Yunfeng Sun; Yajun Duan; Feng Li
Original assignee: Zte Corporation
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-09
Also published as: US20100322331A1; EP2237511A1; EP2237511A4; KR20100081333A; KR101161959B1; BRPI0722246A2; JP2011501541A

Description

自适应码本的处理方法技术领域本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种自适应码本的处理方法。背景技术预编码（ precoding )技术是指通过接收方反馈的信道信息，对发送的数据用预编码矩阵进行处理，使各个数据流在空间信道的传输过程中等效为相互独立的信道进行传输。但是，预编码技术的前提是发射方能够获得信道信息。在实际的设计中，需要限制信道信息反馈时所需要的开销。因此现有技术都是通过码本的方式进行处理，主要处理为：通过对信道可能的情况进行量化，用当前信道的分解量去匹配一个最为接近的码本，并反馈码本的序号。但是，实际上即使码本仅仅遍历所有最基本的信道可能性，就已经需要很大的反馈开销。例如假设每根天线的信道参数仅仅量化为 4种取值，如果各个信道独立，且流之间独立，假设发射天线的个数为 m, 使用的数据流数目为 k, 则将会有（⁴)^m'^k个码本。也就是说，在 4天线单流计算的情况下，将有 256个码本。因此 , 在仅将一个信道量化为 4种取值的情况下，量化就已经很不精确，但产生的码本数量仍十分庞大。所以，对信道反馈开销的限制和对信道反馈信息精确度的要求形成了一对矛盾。目前，对预编码的研究内容主要包括：（ 1 )如何在限制开销的情况下，提高反馈码本的精度；（2 )如何在保证设计码本精度的情况下，将低码本的数量。这两个问题其实质都是为了解决反馈开销和精度要求之间的矛盾。在现有的技术中，通常都是固化一定数量的码本，并通过用固化的码本去匹配信道的分解量。这样，一方面由于反馈开销的限制，码本的数量有限，而另一方面，由于信道的具有随机特性，其分解量会很多，因此很难用有限的码本去匹配无限的信道分解量，且瞬时的分界量无法体现信道的统计特性，达不到预期的效果。

1 P17272 不难看出 ,目前所使用的码本设计方法无法在限制开销的情况下保证反馈码本的精确度。然而，目前尚未提出能够解决该问题的技术方案。发明内容考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种自适应码本的处理方案，以利用有限的码本数量尽可能准确地反映信道的统计特性。根据本发明的实施例，提供了一种自适应码本的处理方法。该方法包括：步骤 S 102 , 利用初始化码本集对本地码本集进行初始化；以及步骤 S104, 利用反馈码本集对初始化后的本地码本集进行更新。在步驟 S102中 , 发送方和接收方分别利用初始化码本集对各自保存的本地码本集进行初始化，其中，初始化码本集中码本的数量与发送方和接收方各自保存的本地码本集中码本的数量相等。另一方面，在步驟 S102中，接收方在向发送方首次反馈码本集时，根据信道对初始化码本集进行匹配，并将匹配后的初始化码本集信息发送给发送方，发送方利用匹配后的初始化码本集对发送方的本地码本集进行初始化，其中 , 初始化码本集中码本的数量与反馈码本集中码本的数量相等。另夕卜，在步骤 S104之前，进一步包括：步骤 Α，接收方进行信道估计，获得信道估计结果；步骤 Β, 接收方根据预定规则将信道估计结果，可以同时结合接收方的本地码本集与反馈码本集中的每个码本的权值分别进行匹配，获得反馈码本集中与本地码本集中的码本匹配最佳的码本；步骤 C, 接收方将匹配最佳的码本的信息反馈给发送方。并且，在系统具有多套反馈码本集或初始化码本集时，可以由发送方将当前使用的码本集信息通知接收方。在步骤 S104中，进一步包括：步骤 D，发送方利用反馈的匹配最佳的反应信道瞬时特性的反馈码本对发送方的反映长期信道特性的本地码本集中的码本进行更新；步骤 E, 发送方根据更新后的值来获取预编码权值，并利用获得的预编码权值对下个时隙将要发送的数据进行预编码。

2 P 17272 在步骤 E之后，还可以进一步包括：接收方将匹配的最佳码本反馈给发送方后，同时利用匹配最佳的码本对本地码本进行更新，发送方将预编码的数据发送到接收方，接收方利用更新后的本地码本集中对应当前数据的权值进行数据检测。其中，匹配最佳的码本是反馈码本集中的如下码本：居信道估计结果匹配得到的码本中满足预定规则最优的码本。并且，预定规则可以包括：流间干扰最小原则、最大似然准则、或最佳检测性能准则。在步骤 S104之后，利用反馈码本集对更新后的本地码本进行更新。步骤 S102中对本地码本集进行初始化是周期性进行初始化，或者非周期性进行初始化。通过本发明的上述技术方案，能够有效提高码本的适应度，从而更好地适应信道特性；并且，能够扩充实际的码本数量，从而弥补现有码本设计方法的码本数量有限的缺陷；另外，还可以大大提高预编码系统的性能，而不需要额外的信令开销，并且实现简便。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是#>据本发明实施例的自适应码本的处理方法的流程图；图 2是才艮据本发明实施例的自适应码本的处理方法的处理示意图；图 3a是根据本发明实施例的自适应码本的处理方法中终端侧的处理流程图；图 3b是根据本发明实施例的自适应码本的处理方法中基站侧的处理流程图；以及图 4是基于 DFT的码本设计方法与根据本发明自适应码本设计方法的性能比较示意图。

3 P17272 具体实施方式由于信道是服从一定统计分布特性的，因此信道的规律并非无从预测。所以，如果能够使码本自适应得跟踪信道的变化特性，则可以很大程度上提高预编码矢量的精度。有鉴于此，在本实施例中，提供了一种自适应码本的处理方法。如图 1所示，才艮据本实施例的自适应码本的处理方法包括：步骤 S102, 利用初始化码本集对本地码本集进行初始化；以及步骤 S104 , 利用反馈码本集对初始后的本地码本集进行更新。在步骤 S 102中，发送方（可以是终端）和接收方（可以是终端）分别利用初始 b码本集对各自保存的本地码本集进行初始化，其中，初始化码本集中码本的数量与发送方和接收方各自保存的本地码本集中码本的数量相等。另一方面，在步骤 S102中，接收方在向发送方首次反馈码本集时，根据信道对初始化码本集进行匹配，并将匹配后的初始化码本集信息发送给发送方，发送方利用匹配后的初始化码本集对发送方的本地码本集进行初始化，其中，初始化码本集中码本的数量与反馈码本集中码本的数量相等。另外，在步驟 S104之前，进一步包括：步骤 A, 接收方进行信道估计，获得信道估计结果；步骤 B, 接收方根据预定规则将信道估计结果和接收方的本地码本集与反馈码本集中的每个码本的权值分别进行匹配，获得反馈码本集中与本地码本集中的码本匹配最佳的码本；步骤 C, 接收方将匹配最佳的码本的信息反馈给发送方。并且，在系统具有多套反馈码本集或初始化码本集时，可以由发送方将当前使用的码本集信息通知接收方。在步骤 S104中，进一步包括：步骤 D, 发送方利用反馈的匹配最佳的反应信道瞬时特性的反馈码本对发送方的反映长期信道特性的本地码本集中的码本进行更新；步骤 E, 发送方根据更新后的值来获取预编码权值，并利用获得的预编码权值对下个时隙将要发送的数据进行预编码。在步骤 E之后，还可以进一步包括：接收方将匹配最佳的码本（即，匹配的最佳码本）反馈给发送方后 , 同时利用匹配的最佳码本对本地码本进

4 P 17272 行更新，更新方法同发送方相同；发送方将预编码的数据发送到接收方，并在接收方利用更新后的本地码本集中对应当前数据的权值进行数据检测。其中，匹配最佳的码本是反馈码本集中的如下码本：根据信道估计结果匹配得到的码本中满足预定规则最优的码本。并且，预定规则可以包括：流间干扰最小原则、最大似然准则、或最佳检测性能准则。在步骤 S 104之后，利用反馈码本集对更新后的本地码本集进行更新。另夕卜，步骤 S 102中对本地码本集进行初始化是周期性进行初始 , 或者非周期性进行初始化。具体的，在步骤 S 102中，用初始化码本对本地码本集 A进行初始化是指不同 UE (终端），初始时，用初始化码本 S对每个 UE的本地码本集进行初始化。经过初始化之后，每个 UE对应一套属于自己的本地码本集。码本 A的个数可以 ^据频域量化颗粒度设置，也可以 ·据其他策略设置。频域量化颗粒度是指，码本反馈在频率轴上量化粒度（如 m个资源块）。初始化码本集 S可以是基站和 UE透明的，也可以是在初始接入时由基站广播给 UE (此时 UE可以保存多套反馈码本集，基站通知 UE采用哪一套反馈码本集；)，初始化过程在收发双方进行。用 S进行初始化的方法可以是收发默方直接用 S进行初始化，此时 S 中元素的个数与本地码本集 A相同。也可以是由接收方在第一次反馈时，通过用 S中的权值进行匹配，并将匹配的 S中的权值反馈给发送方，此时 S中元素的个数与反馈码本 B相同。具体的，在步骤 S104, 用反馈码本对本地码本集进行更新包括：

( 1 )码本的匹配：每个 UE根据当前信道估计结果，也可以同时结合本地集 A, 用反馈码本集 B中的每个权值去按照一定的规则进行匹配。从反馈码本集中获得匹配最佳的码本 ^Bj。预定的匹配规则可以是流间干扰最小原则、或最大似然准则、或最佳检测性能准则；

( 2 )码本信息反馈：接收方将匹配得到的匹配最佳的码本的信息反馈给发送方；

5 P 17272 ( 3 )本地码本集的更新：收发双方根据反馈的匹配最佳的码本的信息对本地码本集 A对应的样本进行更新。应当注意，发送方并不利用从反馈码本集中匹配最佳的码本直接进行预编码权值获取，而是通过用反馈的反应信道瞬时特性的码本信息对本地码本集中反映长期信道特性的码本进行更新，利用更新后的值来获取预编码权值，并对下个时隙将要发送的数据进行预编码。此外，优选地，为了避免信道突变造成的本地码本集 A失效问题，可以周期性的或非周期性的（例如事件触发）用初始化码本集通过直接初始化或通过接收方反馈初始化的方法对本地码本集进行重新初始化。不难看出， >据本发明的实施例，预编码的码本设计应该同时体现信道的长期统计特性和瞬时特性。在实际实现时，在接收方反馈体现瞬时信道特性的码本后，发送方可根据反馈的瞬时信道特性的码本对本地保存的码本通过函数^{17 ( A i}' ^B j)对本地保存的码本进行更新。其中， ^Ai为上次更新后的本地第 i个预编码权值 (即，上述本地码本集中的码本集）， ^Bj为接收方反馈的码本与 ^Ai对应的瞬时码本（即，上述反馈码本集中的匹配最佳的码本）。通过用函数 ^{f Ώ}Υ 的不断对的更新，从而使 ^Ai不仅反映信道的长期统计特性，同时还包含

B. A

了瞬时信道信息。」是接收方通过和信道 H在码本集 B中匹配得到的最佳码本。其中，码本集 B (反馈码本集）的个数可满足如下关系： ^{m = lQ}g² W , 其中 m为反馈开销 bit数， N为二层码本 B的个数。本地码本集 A的个数则可以据发送方的策略制定。如图 2所示，在上述处理中，预编码权值向量 A和码本 B分别反映了信道的长期统计特性和瞬时变化特性，较现有的码本设计方案可以更加适应信道的快变特性。另一方面，虽然本地预编码权值 A和码本 B数量有限，但由于码本 A是根据 B不断自适应更新的，因此 A的可能取值也是无限多个的。实际的码本数量也可以得到很大扩充，从而弥补现有码本设计方法的码本数量有限的缺陷。只要设计出反馈码本 B和更新函数 ^F (A，^B) , 可以大

6 P17272 大提高预编码系统的性能。另外，在控制信令开销方面，上述设计方法不需要任何附加控制信令开销；而在复杂度方面，只需要增加更新函数的运算即可。在包括终端和基站的系统中，本发明的处理过程: ^下：首先，进行码本的初始化处理。终端（UE )接入后，首先居系统带宽、反馈颗粒度、反馈开销约束初始化反馈码本。反馈码本的个数应该与反馈开销约束满足以下关系 ^{m = 1()g2 N} , 其中， m为反馈开销， N为反馈码本的个数， N的取值同时应该考虑码本匹配的复杂度问题。本地码本集的初始化方法可以居具体策略确定。例如，仿真实例中， ^资源块的个数与资源块对应的本地预编码权值设计方法，并在接入后由初始化码本集初始化码本值；或者接收方初始化本地码本集，在第一次接入时，发送方的本地码本集由接收方居接收方的匹配效果反馈匹配的初始化本地码本集，即，接收方第一次反馈时或周期性或非周期性的用初始化码本，而其他时 p承用反馈码本。如图 3a所示，之后，在 UE侧进行的具体处理步如下：

⁽ 1 ) UE进行信道估计，才艮据码本设计的颗粒度要求，对每个资源块内的 H进行分解（例如， SVD分解），利用分解参数，结合 UE侧保存的上次的更新后的本地预编码权值，利用函数 ^F(^Ai '^Bj) , 用不同的反馈码本 ^Β ( k = l '〜N )按照一定的原则（例如，流间干扰最小原则）与 H匹配，得到当前资源块对应的匹配最佳的反馈码本，设其为 ^Bj ( j e (l- - ' ) ) ( g_{P )} 反馈码本）；

( 2 ) 居码本更新 F(A， B)分别用各个匹配到的反馈码本 ^Bj对对应的本地权值 ^Ai进行更新；

( 3 )获取匹配最佳的反馈码本的信息； ( 4 ) 向基站进行反馈。如图 3b所示，在 UE反馈码本 B之后，基站侧的具体处理步骤如下：

7 P17272 ( 1 )基站侧接收 UE反馈的码本信息。

( 2 )获得对应的码本的参数。

( 4 )获取当前预编码权值 i , 和反馈的反馈码本集中匹配最佳的 ^j , 才艮据更新函数 ^F(^Ai'^Bj)计算当前 ττι的预编码权值 ^Ai。并用 ^Ai更新预编码权值 ^Α

Δ '

( 5 )用得到的新权值 ¹计算预编码权值，并对下一个时隙的待发送数据进行预编码。后续步驟同现有系统相同，可以参考现有系统进行处理。这里不再进行 ——赘述。图 4示出基于 DFT的码本设计方法和本发明的自适应码本设计方法的性能比较。不难看出，本发明能够更准确地反映信道特性，大大降 4氏了码率。综上所述，借助于本发明的技术方案，能够有效提高码本的适应度，从而更好地适应信道的特性；并且，能够扩充实际的码本数量，从而弥补现有码本设计方法的码本数量有限的缺陷；另外，还可以大大提高预编码系统的性能，不需要额外的信令开销，并且实现简便。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。

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Claims

权利要求书

1. 一种自适应码本的处理方法，其特征在于，包括：

步骤 S 102，利用初始化码本对本地码本集进行初始化；以及步驟 S104, 利用反馈码本集对初始化后的所述本地码本集进行更新。

2. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在所述步 S102中，发送方和接收方分别利用所述初始化码本集对各自保存的本地码本集进行初始化，其中，所述初始化码本集中码本的数量与所述发送方和所述接收方各自保存的所述本地码本集中码本的数量相等。

3. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在所述步棘 S102中，接收方在向发送方首次反馈所述反馈码本集时，根据信道对所述初始化码本集进行匹配，并将匹配后的所述初始化码本集信息发送给所述发送方，所述发送方利用匹配后的所述初始化码本集对所述发送方的本地码本集进行初始化，其中，所述初始化码本集中码本的数量与所述反馈码本集中码本的数量相等。

4. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在所述步據 S104之前，进一步包括：

步骤 A, 接收方进行信道估计，获得信道估计结果；

步驟 B , 所述接收方根据预定规则将所述信道估计结果和所述接收方的本地码本集与所述反馈码本集中的每个码本的权值分别进行匹配，获得所述反馈码本集中与所述本地码本集中的码本匹配最佳的码本；步驟 C, 所述接收方将所述匹配最佳的码本的信息反馈给所述发送方。

5. 才艮据权利要求 4所述的方法，其特征在于，在系统具有多套反馈码本集或初始码本集时，由所迷发送方将当前使用的码本集信息通知所述接收方。

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6. 根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，在所述步骤 S104中，进一步包括：

步骤 D,所述发送方利用反馈的所述匹配最佳的反应信道瞬时特性的反馈码本对所述发送方的反映长期信道特性的本地码本集中的码本进行更新；

步驟 E，所述发送方居更新后的值来获取预编码权值，并利用获得的所述预编码权值对下个时隙将要发送的数据进 ^"预编码。

7. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，在所述步骤 E之后，进一步包括：

所述接收方^ ·所述匹配最佳的码本反馈给发送方后，同时利用所述匹配最佳的码本对本地码本进行更新；

所述发送方将预编码的所述数据发送到'所述接收方，所述接收方利用更新后的本地码本集中对应当前数据的权值进行数据检测。

8. 根据权利要求 4至 7中任一项所述的方法，其特征在于，所述匹配最佳的码本是所述反馈码本集中的如下码本：根据所述信道估计结果匹配得到的码本中满足所述预定规则最优的码本。

9. 根据权利要求 4至 7中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定规则包括：流间干扰最小原则、最大似然准则、或最佳检测性能准则。

10. 根据权利要求 1至 7中任一项所迷的方法，其特征在于，在所述步骤 S104 之后，利用所述反馈码本集对更新后的所述本地码本进行更新。

11. 根据权利要求 1至 7中任一项所述的方法，其特征在于，所述步驟 S102 中对所述本地码本集进行初始化是周期性进行初始化，或者非周期性进行初始化。

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