WO2011020383A1

WO2011020383A1 - 多输入多输出系统的预编码码本构造方法和装置

Info

Publication number: WO2011020383A1
Application number: PCT/CN2010/074720
Authority: WO
Inventors: 陈艺戬; 郁光辉; 戴博; 于辉
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-02-24
Also published as: CN101635612A; CN101635612B

Description

多输入多输出系统的预编码码本构造方法和装置技术领域

本发明涉及码本构造技术，特别是指一种多输入多输出（ MIMO )系统的预编码码本构造方法和装置。背景技术

在无线通信多输入多输出（MIMO, Multiple-Input Multiple-Out-put )系统中，如果在发送端和接收端都使用多根天线，则可以采取空间复用的方式来获取更高的速率：在发射端相同的时频资源的不同天线位置上发射不同的数据，这样就能够提高传输速率。在接收端可以通过信道估计获取各个收发天线之间的信道信息（CSI, Channel State Information ) , 可以将这些 CSI组成多个信道矩阵。由于接收端获取了发射信号所历经的信道矩阵，因此即使各天线发射不同的数据，在经过信道矩阵后，接收端仍然能够解出各天线上不同的发射数据。

相对于利用信道矩阵直接解出各天线上发射数据的方法，一种增强的手段是采用发射预编码技术。在发射端定义 "层" 的概念：在同一时频资源上，每层可以传输不同的数据调制符号（即数据），层数等于该时频资源对应的信道矩阵的秩（Rank ) 。对层上的数据进行预编码处理，映射到天线后再经过空中信道发送给接收端。如果在发射端能够得知完整准确的 CSI, 那么可以对 CSI 组成的信道矩阵进行奇异值分解（Singular Value Decomposition ) , 然后把分解出的右特征矢量组成的矩阵作为预编码矩阵，基于该矩阵对各层数据进行预编码处理。

基于完整准确 CSI, 可以对各层数据做到最优的预编码处理。然而， CSI往往只有在接收端才能直接准确的获取，而在发射端想要准确获取 CSI 只能通过接收端向发射端进行 CSI反馈的方式。由此可以看出，在预编码技术中一个重要的问题就是如何获取、利用 CSI。在目前主流的标准中， MIMO系统提供给 CSI反馈的信道容量都是有限的，由于整个 CSI的反馈量非常大，因此主流的反馈方法都是基于码本的方式，反馈的内容是信道矩阵的右特征矢量组成的矩阵、即预编码矩阵。

基于码本反馈的预编码基本原理为：假设反馈 CSI的信道开销比特数为 B bps/Hz ( B为正整数）。那么可用的码字的个数为 N = 2^S ; 所有的预编码矩阵的量化值构成码本 = { ， F₂ ...... F_N] , F_w为码字，发射端与接收端共同保存此码本。对每次信道实现 H, 接收端根据一定准则从 9 中选择一个最优码字将其对应的码字序号 N反馈给发射端。发射端根据码字序号找到对应的码字，对发送的数据符号块进行预编码。

一般来说， 9可以进一步的被划分为多个 Rank对应的子码本，每个 Rank会对应多个值来量化该 Rank下的信道矩阵的右特征矢量构成的预编码矩阵。由于信道矩阵的 Rank和非零右特征矢量个数是相等的，因此，一般来说 Rank为 N时的码字都会有 N列，所以我们可以把码本 9按 Rank分为多个子码本，如表 1所示：

表 1

在能够完全准确地获取 CSI时，预编码的性能是最好的。由于反馈开销（用于反馈的信道容量）的限制，只能采用基于码本的 CSI反馈和发射数据符号的预编码。在实际的 MIMO系统中，码本的设计非常重要，码本设计的一个重要目标就是保证量化误差尽量小，且码本实现简单，开销合理，存储量小。

除此之外，考虑到一些具体的应用，码本设计还应该满足以下的特性：恒模特性，可以使得经过预编码后，各天线上分配的功率是相等的，避免了峰均比指标（PAPR ) 的增加，可以使得各功率放大器（PA , Power Amplifier )之间的功率放大平衡。因此，恒模特性的基本要求是预编码矩阵的每一行具有相同的模值，在 Rank=l时，恒模特性要求每个元素的模值都相等。

2、正交特性：对信道矩阵进行 SVD分解后，得到的各个右特征矢量一定是正交的。码本的设计是为了匹配信道矩阵的右特征矢量方向，因此，设计的码字也应该符合这一特征，在 Rank>l的预编码码字中，各列矢量都应该是正交的。正交特性是一个重要的原则，无论如何设计码本，这个特性是一定需要满足的，这样才能保证码本的量化精度。

3、 8PSK特性：考虑到实现收发端预编码处理的复杂度，因此需要限定每个元素的取值只能从八相移键控 ( PSK, Phase Shift Keying )对应的点上选择，称为 8PSK特性。限定码本具有 8PSK特性，即对码本进行归一化处理前，每个元素的取值就只能从 8PSK 的字母集： ― ^― ^,^ 中选择。

码本设计时，不满足上述特性中的任意一种都会带来相应的缺陷，不满足正交特性会使量化误差很大；不满足恒模特性会使天线各 PA之间功率不平衡；不满足 8PSK特性会使发送端预编码的复杂度增加。此时，可以在某些场景下考虑增加每个元素的取值为 0, 这样不会影响预编码的复杂度。

目前，现有技术中关于码本的设计有以下几种方案：

一、现有的主流标准第三代合作伙伴计划（ 3GPP , 3rd Generation Partnership Project )长期演进（1^5, Long Term Evolution ) LTE ( R8 ) 的四天线（ 4Tx )码本设计中采用了基于 Household变换的码本，其思想是：选取 16个矢量^〜 u₁₅；对这 16个矢量进行 Household变换得到 Household 矩阵 ^ ( W₀ - W_l5 ) , W_n = I - 2u_nu» _n ( n为 0~15 )；从 PF„中抽取全部或部分列来构成各 Rank下的码本 9^。

这种方法在 4Tx的码本设计时，通过对 u矢量的选取，可以很好的保证正交特性、恒模特性、 8PSK特性，且具有存储量少，性能好的优势。但是在 8Τχ的码本设计时，该方法不能满足恒模特性，天线之间的功放不平衡，因此该方法不能很好的应用于 8Τχ的码本设计。

二、基于其它变换的码本设计思想、如基于离散傅立叶变换（DFT )的码本设计，在相关信道下性能较好，但在非相关信道下性能较差；在 8Τχ 的码本设计中，基于 DFT变换的码本依然具有在单极化天线下的相关信道下性能较好，但在双极化天线下的相关信道和单双极化天线下的非相关信道下性能较差的缺点，并且不满足 8PSK特性。

目前，现有技术中并没有一种方案能够保证在设计码本时即能满足正交特性、恒模特性、和 8PSK特性，又能满足在相关信道和非相关信道下都具有较好的性能。发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种 ΜΙΜΟ系统的预编码码本构造方法和装置，使设计的码本能够在满足正交特性、恒模特性、和 8PSK 特性的同时也满足在相关信道和非相关信道下都具有较好的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种多输入多输出系统的预编码码本构造方法，该方法包括：

选取 Ν个 4x4的第一正交矩阵 t/„, 并选取 N个第二正交矩阵根据选取的 „和 „ , 通过 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式构造 N个 8x8的矩阵 M„;

从矩阵 M„中选取一列或多列生成八天线下各个秩（ Rank )的子码本中的部分码字。

其中，所述 N≤2 , B为反馈信道信息（CSI)的信道开销比特数，为正整数；

所述 N个 „从正交矩阵 „中选取；

, 所述

¾„为矢量, 包括 Μ₀ ~Μ₁₅。该方法进一步包括：所述 Ν个 t/„中包含 k个适应相关信道的正交矩阵，并按索引号《的大小顺序排列为 o₂...... o_k, 且 o₂...... (¾从所述 „ 的。〜 ₇中选取， k≤N。所述 0₂...... (¾从。〜 ₇中选取，具体为：

需要方向矢量在 120度内均匀分布时， 0₂...... (¾从^~^₃中选取；或者，需要方向矢量在 180度内均匀分布时，（^， 0₂...... O_kA V₄〜W₇ 选取；

或者， c， o₂...... (¾包含 ~ ₇;

所述方向矢量为 o₂...... (¾中第一列形成的方向矢量。

所述 N个 „为 2x2的正交矩阵、或 4x4的正交矩阵；

所述 „为 2x2 的正交矩阵时，对应的 Kronecker积的方式具体为： κ_η®υ_η、或 t/„® ;

为 4x4 的正交矩阵时，对应的类似 Kronecker积的方式具体为: an^Un ^Cn^Kn —"人 c n U n ' —"人 c_nU_n―

、或、或、或

_ b n U n d n K n _ — Κ_η d n U n _ b_nU_n d_nU_n_ — κ_η d_nK_n_ 为正交矩阵， a_n 、 b. 为 8PSK 字母 b d,' 1-7 -1-7

1 1 - 中的元素、或者《„、同时为 0、或者 b„ c„同时为 0 所述 N的值大于预设的阈值时，所述中匹配非相关信道的矩阵包含

2x2的正交矩阵和 4x4的正交矩阵。

如果 „为 4x4的正交矩阵， „从^ ^₁₅中选取，具体的：如果需要生成适合相关信道的码字，则从 ₇中选取；如果需要生成适合非相关信道的码字，则 Κ_η λ尺 w_&〜 ₅中选取。所述 „为 2x2的正交矩阵时，该方法进一步包括：所述 2x2的正交矩阵从以下八种数学模型矩阵中选取:

^Wl ^W2 ~^W2 ^W2 ^W2 ^Wl

K. κ_η = κ_η = κ_η =

_^W2 - ^W2_ _^W1 ^Wl _ _^W1 - ^W2_ _~^W2

-7 中

的元素， w₃ , w₄为 4PSK字母集 {1,- 1, _/}中的元素。该方法进一步包括：所述 2x2的正交矩阵从所述八种数学模型矩阵的扩展中选取；

所述八种数学模型的扩展，具体为：将所述矩阵的每一列乘以相同或不同的 8PSK字母集中的元素；或者将所述矩阵的每一行乘以相同或不同的 8PSK字母集中的元素；或者将所述矩阵乘以一个常数。

所述生成八天线下各个秩 Rank的子码本中的码字时，该方法进一步包括：依据嵌套特性，从矩阵 M„中选取一列或多列生成八天线下各个秩 Rank 的子码本中的部分码字。

一种多输入多输出系统的预编码码本构造装置，该装置包括：矩阵选取模块、矩阵生成模块和码本生成模块，其中，

所述矩阵选取模块，用于选取 N个 4x4的第一正交矩阵 ί/„ , 以及 N个第二正交矩阵，并将选取的 U_n和提供给所述矩阵生成模块；

所述矩阵生成模块，用于根据选取的 U_n和 , 通过 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式生成 N个 8x8的矩阵 M„；

所述码本生成模块，用于从矩阵 M„中选取 1列或多列生成八天线下各个 Rank的子码本中的码字。

所述矩阵选取模块进一步用于，从正交矩阵 ^中选取 N 个 t/„, 且

W_n =I - 2u_nu" I u"u_n , u_n为矢量， " = 0〜 15；

所述 ^满足 8PSK特性、恒模特性和正交特性。

所述 „为 4x4的矩阵时，矩阵选取模块进一步用于， J W_n的 ^〜 W₁₅中选取 K„

所述为 2x2的矩阵时，矩阵选取模块进一步用于，从以下八种数学

0 w₂

K =

w_A 0 其中， w₂为 8PSK字母集 — 1, _/·,— _/·, 1-7 -1-7 中的元素， w , w₄为 ⁴PSK字母集 {1,- 1, ·,- ·}中的元素。

本发明提供了的基于 MIMO系统的预编码码本构造方案，基于满足正交特性、恒模特性和 8PSK 特性的正交矩阵、如 Household 矩阵 W_n : I - 2u_nu» _n等来选取第一正交矩阵和第二正交矩阵，还提供了八种数学模型矩阵供第二正交矩阵的选取；并基于选取的第一正交矩阵和第二正交矩阵通过 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式生成所需的矩阵 Μ„ , 最后从 M„选取 1 列或多列来构成各 Rank 的子码本中的码字；由于 W_n = I - 2u_nu_n ^Hlu_n ^Hu_n本身满足正交特性、恒模特性和 8PSK特性，同时通过 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式对第一正交矩阵和第二正交矩阵进行扩展，因此本发明得到的矩阵 „也满足正交特性、恒模特性和 8PSK特性。

另外，在选择第一正交矩阵和第二正交矩阵时，根据需要还可以从 W_n = I - 2u_nii» _n等正交矩阵中选择匹配相关信道或者非相关信道的矩阵，如此，本发明的方法针对相关信道和非相关信道都具有较好的性能；并且本发明的构造的码本满足嵌套特性，相对 LTE的后续标准来说兼容性好，能够有效利用 LTE的已有存储量，增加少量的存储就能构造出码字较多的码本，且构造方法计算量很小。附图说明

图 1为本发明一种 MIMO系统的预编码码本构造方法的流程图；图 2为本发明一种 MIMO系统的预编码码本构造装置的组成结构示意图。具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。本发明使用 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式构造 8Tx的码本，该方法的流程如图 1所示，包含如下步驟：步骤 101 , 选取 N个 4x4的第一正交矩阵 t/„ ( U。， U_x ...... υ^ ) 。步驟 102 , 选取 Ν个第二正交矩阵 ( Κ₀, Κ_λ ...... Κ^ ) 。

步骤 103，根据选取的 ί/„和 , 通过 Kronecker积或类似 Kronecker 积的方式生成 N个 8x8的矩阵 M„。

步驟 104 ,从矩阵 M_n中选取一列或多列生成八天线下各个秩 Rank的子码本中的码字。

下面对图 1所示的流程进行详细的说明：

步骤 101 : 选取 N个 4x4的第一正交矩阵 t/„ ( U₀, U_x ...... U_NA ) 。该步骤中， Ν≤1^Β , 其中， Β为正整数，其含义是反馈 CSI的信道开销比特（bit )数，可以根据需要进行设定，的索引号 n为 0〜N-1。

第一正交矩阵 [/„ ( U₀， U, ...... U_NA )中的任意一个都可以从满足 8PSK 特性、正交特性和恒模特性的正交矩阵中选取，如此可以保证 ί7„具有 8PSK 特性、正交特性和恒模特性。所述满足 8PSK特性、正交特性和恒模特性的正交矩阵可以是 Household矩阵 ^ = 1 - 2u_nu_n ^H 1%ξιι_η , 也可以是其他满足上述三个特性的正交矩阵。

为矢量，一共 16个，包括^〜 u_l5；对这 16个矢量进行 Household变换得到 Household 矩阵 JV_n , 一共 16个：〜 fV₁₅。 u_n的详细情况如表 2所示：

表 2

„是 3GPP LTE标准中 4Tx下预编码码本中 Rank=4的子码本，具有很多良好的特性。本发明中 W_n的很多良好特性仍然可以较好的继承到步驟 103中的 M„中，如最小弦距离较大、平均弦距离较大等特性，以及在相关信道下存在均勾分布的方向矢量等特性都可以传递给 M„。

对于固定的预编码码本来说，码本中的各码字产生过程比较相似，所有的码字可以分为两类：匹配相关信道的码字、和匹配非相关信道的码字。对于本发明的正交矩阵 t„ ( U₀, U_x ...... t/^ ) 来说，其中一部分矩阵经过步驟 103 扩展后产生适应相关信道的矩阵（可以由此产生适应相关信道的码字），一部分矩阵经过步驟 103扩展后产生适应非相关信道的矩阵（可以由此产生适应非相关信道的码字），这两部分矩阵组成步驟 103 中的矩阵 „ ( M₀, M_x ...... M_N__X ) 。由此可见， U_n ( U₀, U_x ...... U_NA ) 中可以包含适应相关信道的正交矩阵，也可以包含适应非相关信道的正交矩阵，即保证了码本在相关信道和非相关信道下的性能。其中匹配相关信道的正交矩阵可以从 W_n的 ^ ~ ^中选取；匹配非相关信道的正交矩阵可以从 W_n的 ^ ~ ^₅中选取。假设 t/„ ( U₀, U_x ...... ) 中包括 k个适应相关信道的正交矩阵， k 为常数（k≤N ) , 较佳地， k为 N的 1/2或 1/4。按照索引号的大小顺序将这 k个正交矩阵进行排列，标记为 0₂...... O_k , (¾为

的正交矩阵、并且适应相关信道，可以从。〜 ₇†选取，具体的，根据需要，， o₂...... o_k 可以采用以下的方法来选取：

一是需要方向矢量在 120度内均匀分布时，（^， o₂...... o_k可以从 W_Q 〜 W₃ 中选取，此种方式适用于可用的码字（即步驟 103扩展后生成的矩阵 M„ ) 较少的情况；一是需要方向矢量在 180度内均匀分布时， 6， 0₂...... (¾可以从 ₄〜 w，中选取，此种方式也适用于可用的码字较少的情况。上述两种方法都可以保证方向矢量的均匀分布。另外， C， 0₂...... (¾还可以包含全部的 w₀ 〜 w₇ , 此种方式生成的码字波束方向精度较高。

将 k取 N的 1/2或者 1/4,这种方法考虑到了对 ^中一些列矢量信息（包括矢量方向和矢量密度）的继承。在步驟 103 中可以通过本发明描述的方法把 ^的四维方向矢量扩展到 8维，同时还可以保持矢量方向不会发生较大变化，波束不会产生较大旁瓣，并且可以避免由此造成的功率损失和干扰。在实际的应用中，一般小区都是在 120度或 180度的方向内为终端提供服务，基于本发明的方法，可以保证 ^的矢量方向信息不会丟失，仍然在 120度或 180度的方向内均勾分布。在设计码字数较少的码本时，可以降低 ^中方向矢量的密度，但仍然需要保证方向矢量的均匀分布。

将正交矩阵 (^， 0₂...... (¾中的第一列矢量进行预编码后，在相关信道下具有较好的波束（ 4Tx下的波束）方向，经过步驟 103的扩展后仍然会保持 4Τχ下较好的波束特性，并且能够形成 8Τχ下较好的波束方向；同时由于 0₂...... (¾是匹配相关信道的，因此经过步驟 103后扩展生成的矩阵能产生适合相关信道的码字。需要指出的是，选取 t/„时，既可以全部选取匹配相关信道的 ~PF₇, 也可以全部选择取匹配非相关信道的 ^〜 W_l5 , 也可以同时选取匹配相关信道和非相关信道的。〜 ₁₅；由此从步驟 103的 „中选取的码字可以是全部适应相关信道的，或者全部适应非相关信道的，也可以即包含适应相关信道又包含适应非相关信道的码字。

步驟 102, 选取 N个第二正交矩阵 ( K₀, Κ_χ ...... Κ^_Λ ) 。

本发明中 Κ_η ( Κ₀， Κ_χ ...... Κ_ΝΛ )可以为 2x2或 4x4的正交矩阵，具体的， „的选取可以采用如下的方法：

一、根据需要确定 „为 4x4的正交矩阵时，较佳地，可以从。〜 ₁₅中选取。进一步的，如果需要生成适合非相关信道的码字时，可以从 ₈~ ₁₅ 中选取；如果需要生成适合相关信道的码字时，可以从。〜 ₇†选取。

由于 4x4的 ( K₀, Κ_χ ...... i )是从 ^中选取的，因此，每个 „都满足 8PSK特性、恒模特性和正交特性。

二、根据需要确定为 2x2的正交矩阵时，矩阵有如下特征：如果中没有零元素,则将的每个元素转换成复指数形式后，第一列的第 1个元素和第 2个元素之间的相位差与第二列的第 1个元素和第 2 个元素的相位差不同，可以将该特征称为相位差规则。如此能够使得步驟 103生成的 Μ„ ( Μ₀, Μ_χ ...... Μ_Ν__Χ )中有更多的列矢量来匹配双极化天线特征、以及量化双极化天线水平极化和垂直极化方向上存在的相位差。

较佳地，第一列的第 1个元素和第 2个元素之间的相位差与第二列的第 1个元素和第 2个元素的相位差之间相差 r或- r。

在确定 „为 2x2的正交矩阵时，较佳地，还可以采用下述的方法： Κ_η 中与（^， 0₂...... (¾匹配的 k 个矩阵为 2x2 的正交矩阵。所谓 „与 ο,, ο₂...... (¾的匹配为：确定与 (¾相等的 t/„的索引号，则与该索引号相同的 „与(¾是匹配的，如 C对应到 t/₅ , 则 ^^与是匹配的。

确定 „为 2x2的正交矩阵时，可以采用如下的方法来选取 :

以从以下六种数学模型中选择取： κ_η = κ_η =

其中 w₂ 8PSK 字母集 {1，— 1， j, - j, s₀, s,, s₂, 中的元素，

·为虚数；

4是4?8 字母集 {1，- 1， _/·，- _/·}中的元素。这六种数据模型矩阵符合上述相位差规则。

另外，考虑到在某些双极化场景下、如发射端垂直水平极化，且接收端也是垂直水平极化，从信道特征值分解角度来看，特征矢量总是存在 0 元素，为了更好的匹配此情况下的信道，码本中也应该存在 0元素，此时 „ 满足以下两种模型时，具有非常好的性能。

基于这两种模型，通过步驟 103扩展后得到的矩阵（码字）中一部分元素满足 8PSK特性，另外一部分不满足 8PSK特性的 0元素并没有增加预编码的复杂度，且能够满足恒模特性和正交特性。

需要指出的是， K_n也可以从上述八种数学模型矩阵的扩展中选择取，具体的八种数据模型矩阵的扩展为：对矩阵的每一列乘以相同或不同的 8PSK字母集中的元素；或者对矩阵的每一行乘以相同或不同的 8PSK字母集中的元素；或者对矩阵乘以一个设定的常数。

由于 2x2的 Κ_η ( Κ₀， Κ_λ ...... Κ_ΝΛ )是基于 8PSK字母集或 4PSK字母集来选取的，因此可以保证 2x2的^满足正交特性、 8PSK特性、及恒模特性。

需要指出的是，如果要生成匹配相关信道的码字，较佳地， „中匹配相关信道的矩阵可以全部为 2x2 的矩阵；如果要生成匹配非相关信道的码字，中匹配非相关信道的矩阵可以包含 2x2和 /或 4x4的矩阵；当 N的值较大时（较佳地，可以根据需要设置一个阈值， N大于该阈值时），且需要生成匹配非相关信道的码字时，较佳地， „中匹配非相关信道的矩阵同时包含 2x2和 4x4的矩阵。

上述步驟 101和步驟 102分别描述了第一正交矩阵 „和第二正交矩阵 „的选择，需要指出的是，第一正交矩阵、第二正交矩阵中若含有匹配非相关信道的矩阵，则不仅可以按照本发明上述的匹配非相关矩阵的选取，也可以先选择再选择 t/„。当为 2x2的矩阵时且需要生成相关信道的码字时， t/„和满足以下的条件：务 U_e二 U_f , 则小于等于 N )。

下面结合 U_n具体说明一下 „的选取：

一、如 m_e二 U_f , U_e、属于 (^， 0₂...... (¾，是匹配相关信道的，且 (^， 0₂...... (¾中没有其它矩阵与 t/_e、相等，则 ≠ 如此可以保证扩展出的矩阵 M„有更多可利用的列矢量；另外， K_e, 应该在空间均匀分布，以保证步驟 103中扩展出的矩阵的弦距离较大。

此时， K_e, 需要进一步满足的第一列规则为：如果，不含有零元素，将，的每个元素转换成复指数形式后，各矩阵的第 1列第 1 个元素和第 2个元素之间存在相位差 ,且这 2个矩阵的 2个相差应该在 0~2 r 内均匀分布。同时， ,在空间也是均匀分布的，如此， ,能在主流的双极化天线场景，相关信道情况下具有最好的量化性能 _t

关于 K_e，的第一列选择的较佳方式：

K_e, ,的第 1列可以从 p*

或，的第 1列可以从 p* 中选取；

或， ^ ^的第 1列可以从 p* 中选取;

或， K_f 的第 1列可以从 p* 中选取

其中 p为常数，较佳地可以为 8PSK字母集中的元素，其中， q0=s0 ql=s2; q2=s3 ; q3=sl ; 需要指出的是， K_e, 的第一列不相等。基于， ^^第一列的选取，较佳地，

K_e, 可以从中选取；

或，可以从中选取;

或，中选取;

1 1

或， K 可以 λ尺中选取；

qO ql ql Κ， K_f可以从中选取；

或 K，可以从选取; 或，可以从中选取。

需要指出的是，只要保证， K_f满足上述第一列的选取规则以及符合上述八种数学模型中的前六种模型， K, ^ ^可以从上述矩阵中任意选取，并不限于以上描述的两两组合。并且由于， ,的选择基于的是相位差，因此可以为上述矩阵的任一列乘以一个常数 p, 具有与上述矩阵相同的效果。

基于上述， ,的选择，除了可以保证生成的码字匹配相关信道以外，还可以应用于非相关信道下码字的生成，可以较好的控制步驟 103 中生成的矩阵两两之间的最小弦距离最大化，如此保证非相关信道下的码字的性能。需要指出的是应用于非相关信道下码字的生成时，或者 „为 4x4 的矩阵时， „和 „不一定满足上述： U_e二 U_f, 则的条件。

二、如 U_e=U_f=U_g二 U_h, U_e、 U_f、 U_g、属于 C， 0₂...... O_k，是匹配相关信道的，且 c， o₂...... (¾中没有其它矩阵与 t/_e、 u_P u_g、相等，则 _e≠ f ≠ ≠ 如此可以保证扩展出的矩阵有更多可利用的列矢量，且能够保证矩阵的最小弦距离不会为 0。另外、 K_f、 K , 应在工间均匀分布，以保证步驟 103 中扩展出的矩阵最小弦距离和平均弦较大。如果 t/_e、 U_f、 U_g、都属于 (^， o₂...... o_k, 则 t/_e、 u_f、 u_g、是匹配相关信道的。

此时，、 _g、需要进一步满足的第一列规则为：将

K_e、 K_f、 K_g、 ^ ^矩阵的每个元素转换成复指数形式后，各矩阵的第 1列第 1个元素和第 2个元素之间存在相位差，且这 4个矩阵的 4个相差应该在空间均勾分布。如此能够保证两个极化方向的相位差是均勾分布的，被最优的量化了，这样在双极化天线场景的相关信道下具有较好的性能。

关于 K_e、 K_f、 K_g、第一列的选择：

K_e、 K_f、 K_e、的第一列可以从中选取;

或、 K_f、 K , 的第一列可以从中选取

依据、 K_f、 K , K_k的第 1列相位差需要均匀分布的原理，较佳地,

K_e、 K_f、 K_e、 K_k 的第 1 列可以从中选取，且

K_e、 K_f、 K_g、 K_k的第 1列各不相等。这种选择方式能够更好的适应单极化天线下相关信道的特征，如此扩展出的矩阵中的一些矢量在单极化天线模型的相关信道中，不但预编码后产生的波束方向性明显，而且在空间的分布 4艮均匀。

基于、 K_f、 κ_σ、第一列的选取，较佳地，

Κ、 K _f、 Κ、 Κ, λ 中选取;

1 -Γ ― l -Γ — 1 1 一一 1 Γ

或 e、 K f_f、 K g、 Κ h, λ 、、、中选取;

1 1 -1 -1 J -j— —-j 人 - / " 1 - 1— ' 1 Γ

或、 K_p K_g、、 " i 、、中选取;

— _— 1 —人 J j _ ——j j— 中选

或 e、 K f_f、 K g、 Κ h, Χ 中选取;

或 e、 K f_f、 K g、 Κ h, 中选取。

需要指出的是，只要保证、 K_f、 K_g、满足上述第一列的选取规则以及符合上述 6种数学模型，、 K_f、 K、可以从上述矩阵中任意选取，并不限于以上描述的 4个矩阵的组合。

以上、 K_f、 Κ_σ、的选取考虑了这 4 个矩阵在方向矢量上和双极化天线相位差上的最均勾分布，且能够保证步驟 103 中生成的 Μ₀, Μ_χ ...... 的列矢量在单极化天线时依然能够具有明显的方向性，且能够保证方向矢量在 120度和 180度的方向上均匀分布。这样，既能适应双极化天线的应用场景，又能适应单极化天线的应用场景。并且这些矩阵之间的最小弦距离较大，还能够保证这些矩阵扩展得到的码字能够匹配非相关信道。需要指出的是，匹配相关信道的码字也可以用于非相关信道，只要矩阵的弦距离不为 0即可。

步驟 103 , 根据选取的 „和 „, 通过 Kronecker积或类似 Kronecker 积的方式构造 N个 8x8的矩阵 M„矩阵 M„。基于上述步驟中选择的 t/„、 K_n ,如果为 2x2矩阵，则使用 Kronecker 积的方式： K_n ® U_n U_n ® K i SxS的 M_n M。， M_x ...... M_N__X )；如果

( M₀, M_x…… M_N__X )。其中, 为正交矩阵,

b d,' 为 8PSK字母集中的元素。设 A , 则 A„可以从的前六种模型中任意选取。

b d,'

同样的，考虑到在某些双极化场景下、如发射端垂直水平极化，且接收端也是垂直水平极化，从信道特征值分解角度来看，特征矢量总是存在 0 元素，为了更好的匹配此情况下的信道，码本中也应该存在 0元素。此时， a_n、 b_n、 c„、中可以有为 0的元素， a_n、同时为 0, 或者 ¾、 c„同时为 0, 但 a„、 b_n、 c_n、不同时为 0, 此时 4可以从 „的后两种模型中任意选取。

a_n、同时为 0, 或者 ¾、 c„同时为 0时，由此产生的 8x8的矩阵 M„ 中一部分元素满足 8PSK特性，另外一部分不满足 8PSK特性的 0元素并没有增加预编码的复杂度，且能够满足恒模特性和正交特性。

需要指出的是， 4也可以从上述八种模型的扩展中选取，具体的八种模型的扩展同 K_n的八种模型的扩展，此处不再赘述。

步驟 104: 从 Μ„中抽取一列或多列构成 8Τχ下各 Rank的子码本中的部分码字。

较佳的， λ Μ_η中抽取一列或多列构成各 Rank的子码本中的部分码字时，需要满足嵌套特性，这样可以减少存储量、减少信道质量指示符（CQI, Channel Quality Indicator )计算量及支持 Rank自适应变化。 Rank的子码本码本设计方法来确

所谓的嵌套特性是指，对于不同 Rank下的同一个索引号的码字，低秩码字是由高秩码字中抽取几列构成的。嵌套特性能够使得收发送端存储量减少，在实际的应用中， Rank是经常自动变化的，满足嵌套特性可以使得 Rank 的自适应变得更加容易，并能够减少 CQI计算的复杂度；另外，在 UE端，其存储的码本只要获取最高 Rank对应的码本即可，其它 Rank的情况只需要在最高 Rank对应的码本中提取即可，如此节约了 UE的存储开销。下面通过具体的实施例来说明本发明的方案：

实施例 1 , 根据需要确定 N=l 6。

1 , t ^的选取。

如果需要得到的匹配相关信道的矩阵为 M„中的前 8 个、即 M₀, M_x ...... 则可以确定， Μ。,Λ^ ...... Μ₇由 (^， 0₂...... (¾产生，较佳地， k=8, O_x, 0₂ ······ (¾可以是 t/。， U_x ...... U₇ ;假设 t/₈， U₉...... t/₁₅为匹配非相关信道的矩阵，可以采用本发明的第一正交矩阵中匹配非相关信道矩阵的选 o_x, o₂...... (¾对应的 „也可以是不连续（索引号不连续）的。本发明的实施例以 c， o₂ ······ (¾是。， U, ...... u₇为例。

ο,, ο₂...... O_k ( U₀, U_x ...... U₇ ) 中的矩阵是匹配相关信道的，即是从

W₀, W_x ...... ^中选取的，不同的 (¾可以选择相同的 ^ 。如果当前可用的码字数较少，且需要在双极化天线的相位差维度上量化更精细，则在方向维度上应该使用较少的方向矢量，进一步的，需要保证方向矢量在 120度方向上均匀分布时， c， o₂...... (¾可以全部从^， w_x ...... ^中选取；需要保证方向矢量在 180 度方向上均匀分布时， C， 0₂...... O_k可以全部从 w₄, w₅...... 中选取。由此可知， ^， w_x ...... ^或者 ₄， w₅...... ^中每个矩阵在 (^， 0₂...... (¾中都有 2个矩阵与之相等。如此能保证波束方向在 120 度或 180度内是均匀的，且每个方向上有 2个相同的基础矩阵。

较佳地， U_n中匹配相关信道的矩阵的选取如表 3和表 4所示：

表 3

表 4

较佳地， U_n中匹配非相关信道的矩阵的选取如表 5所示:

2, "的选取。

假设 t/。， U_x ...... 二^ U₂ = U, U₄ = U₅, U₆=U₇, 则可以确定

K₀≠ Κ,, Κ₂≠ Κ, Κ₄≠ Κ₅, Κ₆≠Κ_Ί; 较佳地，依据步驟 102中描述的 Κ_η选取规则， Κο〜 Κ_Ί的选取如表 6所示：

表 6

较佳地， I ^〜！ ^的选取如表 7所示:

如此能保 N个码字之间的最小弦距离和平均弦距离较大，在非相关信道下性能较好。

3, 生成 M„。如果 „为 2 X 2的矩阵，且选取 „ ®U„ , 贝' J

1 1 1 1

M。二^ ®ϋ、 ®W- M、二 K、®U、

1 -1 -1 1

1 J 1 j

Μ_Ί=Κ_Ί ®ϋ_Ί = ®W- M,=K, ®U, = ®w、

1 —j —1 j

1 j

M N-l

— 1 j

4, 生成码字。

从 M„中选取一列或者多列来构成各 Rank下的部分码字：从 M_Q， ₁...... 中选取第 1列作为 Rank=l的部分码字从 M_Q， ₁...... 中选取第 1、 5列作为 Rank=2的部分码字从 M_Q， ₁...... 中选取第 1、 2、 5列作为 Rank=3的部分码字 λ Μ₀, Μ_χ ...... 中选取第 1、 2、 5、 6列作为 Rank=4的部分码字 λ Μ, , ...... 中选取第 1、 2、 3、 5、 6列作为 Rank=5的部分码从 M_Q， ₁...... 中选取第 1、 2、 3、 5、 6、 7列作为 Rank=6的部分码字

λ Μ₀, Μ_χ ...... ^中选取第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7列作为 Rank=7的部分码字

λ Μ₀, Μ_χ ...... 中选取第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8列作为 Rank=8 的部分码字。

上述生成的码字符合嵌套特性。需要指出的是， Rank=l的部分码字需要选取 Μ。， ...... 的第 1 列构成； Rank=2 的部分码字需要

M。， M_x ...... 的第 1、 5列构成； Rank=3、 4、 5、 6、 7、 8的部分码字的选取根据需要确定，不限于该实施例所列举的选取。

实施例 2, 根据需要确定 N=32。

1 , t ^的选取。

如果需要得到的匹配相关信道的矩阵为 M„中的前 16 个、即 M₀, M_x ...... M_l5 , 则可以确定， M。， M_x ...... ^^由^， 0₂...... (¾产生，较佳地， k=16, O_x, 0₂ ······ O_k可以是 U_Q， U_x ...... U_l5 ; 假设 t/₁₆， U_l7...... t/₃₁为匹配非相关信道的矩阵，可以采用本发明的第一正交矩阵中匹配非相关信道指出的是， O_x, o₂...... ί¾对应的 „也可以是不连续（索引号不连续）的。

ο,, ο₂...... O_k ( U₀, U_x ...... U_l5 ) 中的矩阵是匹配相关信道的，即是从

W₀, W_x ...... ^中选取的，不同的 (¾可以选择相同的 ^ 。如果认为当前可用的码字数较少，且需要在双极化天线的相位差维度上量化更精细，则在方向维度上应该使用较少的方向矢量，进一步的，需要保证方向矢量在 120 度方向上均匀分布时， o,， o₂...... (¾可以全部从^ ^ W, ...... ^中选取；需要保证方向矢量在 180 度方向上均匀分布时，， 0₂...... (¾可以全部从 w₄, w₅...... 中选取。由此可知， ^， w_x ...... ^或者 ₄， w₅...... ^中每个矩阵在 0₂...... (¾中都有 4个矩阵与之相等。如此能保证波束方向在 120 度或 180度内是均匀的，且每个方向上有 4个相同的基础矩阵。

较佳地， „中匹配相关信道的矩阵 t/_Q ~t/₁₅的选取如表 8表 9所示：设 = 0〜 3 m - W m = I— 2u m u m^H 1 u m^Hu m m+1 =W m 二 I ― 2u m u m^H 1 u m^Hu m m+2 =W m二 I ― 2u m u m^H 1 u m^Hu m m+3 =W m二 I ― 2u m u m^H 1 u m^Hu m

表 8

=w ^rr m+4二 I ~ 2M_m+4M_m+4/ ^Um+4^Um+4

=w ^rr m+4二 I - 2w_m+4w_m+4/ ^Um+4^Um+4

表 9

较佳地， t/„中匹配非相关信道的矩阵 t/₁₆ ~t/₃₁的选取如表 10所示：设 = 8〜 15

U, 2m 二 W m =I-2u m u m^H //u m^Hu n

=I-2u m u m^H I/u m^Hu n

表 10

2, "的选取。

假设 U₀, U_x…… U₅ 中 t/_4m = U_4m+1 = U_4m+2 = U 4m+3 , 则可以确定

K_4m≠ K_4m+l≠ K_4m+2≠ K_4m+3 , m=0~3_; 较佳地，依据步驟 102中描述的 K„选取规则， Κ₀〜的选取如表 11所示:

表 11

K_l6〜K 的确定可以根据本发明中第二正交矩阵中匹配非相关信道的

3, 生成 M„。

如果 „为 2 X 2的矩阵，且选取 t/„ ®Κ , 贝' J

1 1 1 1

M、 =U、®K、 =W ®

1 -1 -1 1

1 j

M_N_i二 U^®^二

— 1 j

4, 生成码字。

可以采用实施例 1的码字构成，此处不再赘述。

实施例 3, 根据需要确定 N=16或 32。

如果其中匹配相关信道的矩阵为 W„中全部 16个（N=16), 或前 16个 (N=32) ^?M₀,M_l ...... M_l5, 贝' J k=16, ₀, ₁...... M₁₅由 (^， 0₂ ······ (¾产生，定。当然，如果匹配相关信道的矩阵不是这样有规律分布的， c o₂...... o_k 在 u_n的分布也可以是不连续的。

ο ο₂ ······ O_k (U₀, u_x ······ t/₇)中的矩阵是从^ ^ w_x ······ ₇中选取的，不

W₀, W_x ...... ^中每个矩阵在 C， 0₂...... (¾中都有 2个矩阵与之相等。

较佳地， U U 的选择如表 12所示： w = 0〜 7

U, =W =I-2u u^H lu^Hu

U₀ ^ =W =I-2u u^H lu^Hu 表 12

较佳地， U 、的选择如表 13所示： w = 8〜 15 ϋ_Ί =W =I-2u u^H lu^Hu

U₀ ^ =W =I-2u u^H lu^Hu 表 13

较佳地，的选择如:

其中 _2m≠ _2m+1, m=0, 7 当然，也可以选择

1 1 1 1

K, K,

ql -ql q3 -q3 需要指出的

述同一组矩阵中选取，当 m=r时，也可以选取：

m=l时，也可以选取:

Μ„的生成与前面描述的实施例 1相同，此处不再赘述。

λ Μ_η中选取一列或者多列来构成各 Rank下的部分码字：（下述的这种方式为不同的索引号（Index )对应的码字的选取规则相同的例子）

从。中选取第 1列作为 Rank=l中的 Index为 0的部分码字；

M、中选取第 2列作为 Rank=l中的 Index为 1的部分码字；从中选取第 8列作为 Rank=l中的 Index为 N-1的部分码字; 或者，

从。中选取第 1、 5列作为 Rank=2中的 Index为 0的部分码字； M、中选取第 5、 1列作为 Rank=2中的 Index为 1的部分码字；从中选取第 2 , 6列作为 Rank=2中的 Index为 N-1的部分码字; 或者

从。中选取第 1、 2、 5列作为 Rank=2中的 Index为 0的部分码字； M、中选取第 5、 1、 6列作为 Rank=2中的 Index为 1的部分码字；从中选取第 5、 2、 6列作为 Rank=2中的 Index为 N-1的部分码字；或者，

其它 Rank也与此类似，对于每个 Index下的不同 Rank的码字保持嵌套特性即可。

实施例 4, 根据需要确定 N=16或 32。

如果匹配相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... 中全部 16个（N=16),或前 16个（N=32) 即 M_Q， ₁...... M_l5, 则确定 k=16。

可以先给出，的选择如：

其中^ w = 0〜 7。

再给出对应的 U_n的选择， U₀〜 U₁₅的选择： m = 0

Ό_Ί 2m =W m =I-2u m u m^H I lu m^Hu n

表 14

在 N=32的情况下， U,_e〜 U、的选择:

Ό_Ί 2m =W m =I-2u m u m^H I lu m^Hu n

表 15

M„的生成与前面描述的实施例相同，此处不再赘述。

λ Μ_η中选取一列或者多列来构成各 Rank下的部分码字：此处与实施例 2的选择相同，不再赘述。

实施例 5, 根据需要确定 N=16或 32。如果匹配相关信道的矩阵为 M_Q， Μ_χ ...... 中全部 16个（Ν=16),或 16个（Ν=32) 即 M_Q， ₁...... M_l5, 则确定 k=16。

较佳地， U 〜U、的选择： w = 0〜 7

U, 2m =W m =I-2u m u m^H I lu m^Hu n

表 16

如果 N=32, 则存在〜 i , 较佳地，〜 1可以选择: u_2m =w m 二 I ― 2u m u m^H 1 u m^Hu m

u_2m =W m 二 I —2u m u m^H 1 u m^Hu m

表 17

较佳地， K_n ( Κ₀〜 Κ₁₅ ) 的选择如下:

表 18

其中^ m=0, 1, 2, 3…… 7

K₁₆〜I₃₁满; 8PSK特性、正交特性和恒模特性；其中 _2m≠ _2m+1, = 8〜 15。

M„的生成与前面描述的实施例相同，此处不再赘述。

λ Μ_η中选取一列或者多列来构成各 Rank下的部分码字：此处与实施 2的选择相同，不再赘述。

实施例 6, 根据需要确定 N=16或 32。

如果匹配相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... 中全部 16个（N=16),或前 16个（N=32) 即 M₀ M_x ...... M_l5, 则确定 k=16_c

较佳地， U U 的选择： w = 0〜 7

U₇ =W =I-2u u^H lu^Hu

U, ^ =W =I-2u u" lu"u

表 19

如果 N=32则存在 U , 较佳地， U 16 U " 31可以选择： w = 8〜 15

U₀ =W =I-2u u^H lu^Hu

U_{7 +}, =W =I-2u u^H lu^Hu

表 20

较佳地， κ„ ( n ) 的选择如:

表 21

其中， K_2m≠K_2m+1, m=0, 1, 2, 3…… 7

K₁₆ I₃₁满; 8PSK特性、正交特性和恒模特性；其中 _2m≠ _2m+1, = 8〜 15。

„为 2 x 2 的矩阵时， M_n的生成可以混合选择 M_n=K_n®U_n M =U ®K :

M_m=K ®U_m, = 0,1,2, ·'·15:

1 1

M₀=K₀®U₀ =

1 -1

1 1

Μ_Ί=Κ_Ί ®U,

1 -1 W、

M_l=U_l®K_l, / = 16,17,18, ·'·31

1 1

M_l6二 ϋ₁₆®Κ、

1 -1

从 Μ„中选取一列或者多列来构成各 Rank下的部分码字：此处与实施例 2的选择相同，不再赘述。

实施例 7, 根据需要确定 N=16或 32。

t/„和的选择同实施例 6, 此处不再赘述。

K既包含 4x4的矩阵，也包含 2 X 2时， M„的构造可以选取： K„®U„、或 t/„® „、或

a n U n c n U r,

具体如：

b,'K,' d,K

M_m=K ®U_m, = 0,1,2, ·'·15

1 1

M₀=K₀®U₀ =

1 -1 1 1

Μ =K、 ®U、

-1 1

1 1

Μ_Ί=Κ_Ί ®ϋ_Ί =

1 -1

1 1

M_l5=K_l5®U_l5 =

-1 1 的生成可以为

α\Ί^\Ί c U

Μ 17

bii^Kn

Μ ^18^18 c U

18

^18^18 ^18^18

M 20

从 M„中选取一列或者多列来构成各 Rank下的部分码字：此处与实施例 2的选择相同，不再赘述。

实施例 8, 根据需要确定 N=16或 32。

如果匹配相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... M_N__X 中前 16 个，

M₀, M_x ...... M_l5 , 则确定 k=16; M₀, M_x ...... M_l5由对应的 (^， 0₂...... O_k产生，也就是 t/_Q， U, ...... U_l5, 如果 N=16, 则没有其它 t/值了；如果 N=32, 则其它 t/值为匹配非相关信道的，则可以通过现有技术中其他的码本设计方法确定，也可以通过本发明的方法选取。 ο o₂ ······ o_k ( u₀, u, ······ υ_Ί ) 中的矩阵从^， w_x ······ ^中选取，需要保证方向矢量在 120 度方向上均匀分布时， 0₂...... (¾可以全部从

W₀, W_x ...... 中选取；需要保证方向矢量在 180 度方向上均匀分布时， ο,, ο₂...... (¾可以全部从 ^， w₅...... ^₇中选取。由此可知， ^， w_x ...... w 或者 ₄， W₅...... ^中每个矩阵在 (^， 0₂...... (¾中都有 2个矩阵与之相等。如此能保证波束方向在 120度或 180度内是均勾的，且每个方向上有 2个相同的基础矩阵。

较佳地， U_n中匹配相关信道的矩阵的选取如下：

表 25

U_n中其他矩阵在选择时，需要满足 8PSK特性。

较佳地， K_n ( η=0~15 ) 的选择

其中 k 与的第一列正交，且、 b„都是 8PSK字母集中的元素 n=0~15。

M_n的生成与实施例 2相同，此处不再赘述。

对于 t„和的选取，该实施例是一种较佳的选择。

实施例 9, 根据需要确定 N=16或 32。

如果匹配非相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... 中前 16个，匹配相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... M^^中的另外 16个；或匹配非相关信道的为全部的 16个矩阵。则匹配非相关信道的 „从^₈， W₉...... ₅中选取，如下：

U = W_n = I - 2u_nu_l/u_lu_n U_n = W_n = I - 2u_x ^ 1 u^_xu_{x l}

U₄=W_n=I- 2u_nu₂/u₂u_n ^Un =^Wn ^{= I}- ^2un^un/^un^un

U₆=W_U=I - 2u_l4uf₄/uf₄u_l4 U_u =W_U=I- 2u_uu₄/u₄u_u

U₇ = W_l5 = I - 2u_l5u₅ / u₅u_l5 U_l5 = W_l5 = I - 2u_l5u₅ / u₅u_l5 表 27

较佳地， K_n (η=0~15) 的选择如下:

M„的生成与实施例 2相同，此处不再赘述。

实施例 10, 根据需要确定 N=16。

如果其中匹配相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... 中前 8个，匹配非相关信道的矩阵为 M_Q， ₁...... M_N__X中的另外 8个。则匹配非相关信道的 „从

W,, W₉...... ^₅中选取，如下：

需要指出的是，匹配非相关信道的 t/不一定对应的就是 t/_Q〜，具体的根据需要确定。

此处假设为 4 χ4的矩阵，则的选取如下：

表 30

这种方法可以使得最小弦距离和平均弦距离非常均匀，在非相关信道下具有较好的性能。生成 M„时，可以选择 M

中的一种或几种,

实施例 11 , 根据需要确定 N=32。

1, t ^的选取。

如果需要得到的匹配相关信道的矩阵为 M„中的前 8 个、即 0, M_x ...... Μ_Ί, 则可以确定， M_Q， M_x ...... M₇由 (^， 0₂...... (¾产生，较佳地， k=8, O_x, 0₂ ······ (¾可以是 t/。， U_x ······ U₇; 则 t/₈， U₉ ······ t/₃₁为匹配非相关信道的矩阵，可以采用本发明的第一正交矩阵中匹配非相关信道矩阵的选

O_x, 0₂...... ί¾对应的 „也可以是不连续（索引号不连续）的。

ο,, ο₂...... o_k ( u₀, u_x ...... υ_Ί ) 中的矩阵是匹配相关信道的，即是从 w₀, w_x ...... 中选取的

较佳地，匹配相关信道的矩阵 υ^,···!^ 的选取为：

U_m m=W_m m =l-2u mu_mm^H/iu_m m^Hu_m m , 其 ^y中 ' ， = 0~7。

2, "的选取。

较佳地，依据步驟 102中描述的选取规则，增加在双极化天线的某些场景下的性能考虑， K₀〜K 以从以下四种矩阵中任意选取：

，，·· ₃₁的确定可以根据本发明中第二正交矩阵中匹配非相关信道的

3, 生成 Μ„。

如果 „为 2 X 2的矩阵，且选取 t/„ ®Κ , 贝' J 1 1 1 1

M、 =U、®K、 =W ®

1 -1 -1 1

1 j

M ^1V1 N-l =U ^U N-l ® K ^N-l = W ^yy N-l ®

— 1 j

也可以采用另夕卜的方式、如 M_n =K_n®U_n。

4, 生成码字。

可以采用实施例 1的码字构成，此处不再赘述。

为实现上述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，本发明还提供了一种多输入多输出系统的预编码码本装置，如图 2所示：包括：矩阵选取模块 10、矩阵生成模块 20和码本生成模块 30, 其中，

矩阵选取模块 10, 用于选取 Ν个 4x4的第一正交矩阵 ί/„ , 以及 N个第二正交矩阵 , 并将选取的 U_n和提供给矩阵生成模块；

矩阵生成模块 20, 用于根据选取的 t/„和 , 通过 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式生成 N个 8x8的矩阵 M„；

码本生成模块 30,用于从矩阵 „中选取 1列或多列生成八天线下各个 Rank的子码本中的部分码字。

矩阵选取模块 10 进一步用于，从正交矩阵 ^中选取 N 个 t/„, 且

W_n =I-lu_nu» _n , ^为矢量，包括 M。- M₁₅。

为 4x4的矩阵时，矩阵选取模块 10进一步用于，从 ^的 ^〜 ₅中选取 K„。

„为 2x2的矩阵时，矩阵选取模块 10进一步用于，从以下八种数学模型矩阵中选取： K.

其中， w₂为 8PSK字母集 — 1, _/·,— _/·, 1-7 -1-7 中的元素， w , w₄为 ⁴PSK字母集 {1,- 1, ·,- ·}中的元素。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

权利要求书

1、一种多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，该方法包括：

选取 N个 4x4的第一正交矩阵 ί/„ , 并选取 N个第二正交矩阵 „；根据选取的 „和 „ , 通过 Kronecker积或类似 Kronecker积的方式构造 N个 8x8的矩阵 M„;

从矩阵 M„中选取一列或多列生成八天线下各个秩（Rank)的子码本中的部分码字。

2、根据权利要求 1所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，

所迷 JV≤2^B, B为反馈信道信息（CSI)的信道开销比特数，为正整数；所述 N个 „从正交矩阵 „中选取；

, 所述

¾„为矢量, 包括 Μ₀ ~Μ₁₅。

3、根据权利要求 2所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述 Ν个 t/„中包含 k个适应相关信道的正交矩阵，并按索引号《的大小顺序排列为 C， 0₂...... O_k,且 C， 0₂...... (¾从所述 ^的。〜 ₇中选取， k≤ N。

4、根据权利要求 3所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，所述 C， 0₂...... (¾从^。〜^₇中选取，具体为：

需要方向矢量在 120度内均匀分布时， O_x, 0₂...... (¾从^~^₃中选取；或者，需要方向矢量在 180度内均匀分布时，（^， 0₂...... O_kA V₄〜W₇ 选取；

或者， c， o₂...... (¾包含 ~ ₇;

所述方向矢量为 o₂...... (¾中第一列形成的方向矢量。

5、根据权利要求 2所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，所述 N个 „为 2x2的正交矩阵、或 4x4的正交矩阵；

所述 „为 2x2 的正交矩阵时，对应的 Kronecker积的方式具体为： K_n®U_n、或 t/„® ;

K "为 4x4 的正交矩阵时，对应的类似 Kronecker积的方式具体为：

为正交矩阵， a_n 、 b. 为 8PSK 字母

1-7 -1-7

1，一 1， - 中的元素、或者《„、同时为 0、或者 b„、 c„同时为 0。

6、根据权利要求 5所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，所述 N的值大于预设的阈值时，所述 „中匹配非相关信道的矩阵包含 2x2的正交矩阵和 4x4的正交矩阵。

7、根据权利要求 5或 6所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，如果为 4x4的正交矩阵， „从^。〜 ₅中选取，具体的：如果需要生成适合相关信道的码字，则从。〜 ₇中选取；

如果需要生成适合非相关信道的码字，则 K_n从 ^〜 ₁₅中选取。

8、根据权利要求 5或 6所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，所述为 2x2的正交矩阵时，该方法进一步包括：所述 2x2 的正交矩阵从以下八种数学模型矩阵中选取：

^Wl ^W2 ~^W2 ^W2 ^W2 ^Wl

K = 、 κ_η = 、 κ_η = 、 κ_η =

_^W2 - ^W2_ _^W1 ^Wl _ _^W1 - ^W2_ _~^W2

其中， - 为字母4,- ; , ,^,^ }中的元素， w₃ , w₄为 4PSK字母集 {1, - 1, ·, - _/·}中的元素。

9、根据权利要求 8所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述 2x2的正交矩阵从所述八种数学模型矩阵的扩展中选取；

10、根据权利要求 1 所述多输入多输出系统的预编码码本构造方法，其特征在于，所述生成八天线下各个秩 Rank的子码本中的码字时，该方法进一步包括：依据嵌套特性，从矩阵 M„中选取一列或多列生成八天线下各个秩 Rank的子码本中的部分码字。

11、一种多输入多输出系统的预编码码本构造装置，其特征在于，该装置包括：矩阵选取模块、矩阵生成模块和码本生成模块，其中，

12、根据权利要求 11所述多输入多输出系统的预编码码本构造装置，其特征在于，所述矩阵选取模块进一步用于，从正交矩阵 ^中选取 N个 ί/„ , JLW =I-2 _n '! / '! _n ， M "为矢量， " = 0〜15; 所述 ^满足 8PSK特性、恒模特性和正交特性。

13、根据权利要求 11或 12所述多输入多输出系统的预编码码本构造装置，其特征在于，

所述 „为 4x4的矩阵时，矩阵选取模块进一步用于，从 ^的 ^〜 W₁₅中选取 K„ 所述为 2x2的矩阵时，矩阵选取模块进一步用于，从以下八种数学

0 w₂

K =