WO2011035481A1 - 预编码矩阵码书生成方法和装置 - Google Patents

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WO2011035481A1
WO2011035481A1 PCT/CN2009/074241 CN2009074241W WO2011035481A1 WO 2011035481 A1 WO2011035481 A1 WO 2011035481A1 CN 2009074241 W CN2009074241 W CN 2009074241W WO 2011035481 A1 WO2011035481 A1 WO 2011035481A1
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matrix
precoding
precoding matrix
performance parameter
mode
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PCT/CN2009/074241
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王键
吴建明
王轶
周华
田军
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富士通株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0426Power distribution
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
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    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0456Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03891Spatial equalizers
    • H04L25/03898Spatial equalizers codebook-based design

Definitions

  • This invention relates generally to wireless communication systems and, more particularly, to a method and apparatus for generating a precoding matrix codebook for a multi-antenna communication system. Background technique
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rate GSM Evolution
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000
  • WLAN wireless local area network
  • WiMAX microwave access global interoperability
  • Multi-input multiple-output (MIMO) multi-antenna systems can support parallel data stream transmission, thus greatly increasing system throughput, and have become a highly regarded technology in academic research and practical systems.
  • parallel data streams in multi-antenna transmission are first encoded with independent forward error correction codes, and then the encoded codewords are mapped onto one or more transport layers.
  • the serial data output by the encoder is serially converted into a corresponding plurality of transport layers.
  • the number of layers of all transport layers supported by the system is also called the rank of the system.
  • the number of layers or rank of the transport layer supported by the multi-antenna system is less than or equal to the number of physical antennas of the multi-antenna system.
  • the process of converting the data of each transport layer into data on each physical antenna is called a precoding process of the signal.
  • the process of converting the data of each transport layer into data on each physical antenna by a linear operation is called a linear precoding process of the signal.
  • current wireless communication systems such as LTE systems and WiMax systems, limited by the computational complexity of the system and the complexity of signaling control, it is necessary to design a certain number of precoding matrices for the system in advance.
  • the set of precoding matrices is called a precoding matrix codebook, and the number of precoding matrices in the precoding matrix codebook is called precoding matrices.
  • the size of the code book In a multi-antenna system, the precoding matrix codebook, including the size of the precoding matrix codebook and the elements of the precoding matrix codebook, directly affect the system throughput and other indicators. Therefore, in order to improve the performance of the system (for example, to maximize the throughput), it is necessary to carefully design the precoding matrix codebook of the multi-antenna system, including the size of the precoding matrix codebook and each precoding matrix element in the precoding matrix codebook. .
  • the precoding matrix codebook is composed of one or more precoding matrices. Therefore, when designing a precoding matrix codebook and a precoding matrix codebook group, it is generally necessary to first know the complete set of precoding matrices in order to select a precoding matrix for generating a precoding matrix codebook and a precoding matrix codebook group. There are various prior art techniques to achieve a complete set of precoding matrices that meet design criteria.
  • Each precoding matrix in the precoding matrix ensemble may have the following form: [1, 1, ... 1; ⁇ ,
  • precoding matrix ensembles may also be used to provide precoding matrices for generating precoding matrix codebooks and precoding matrix codebook groups.
  • the following takes a 4-antenna system as an example to illustrate the composition of the pre-coding matrix ensemble.
  • the number of layers supported by the system can be 1, 2, 3, 4, that is, the rank can be 1, 2, 3, 4.
  • the form of the precoding matrix p is [l; X11 ; x 21 ; x 31 ].
  • the full set of precoding matrices may be formed from one or more of the following precoding matrices that satisfy the form.
  • each precoding matrix corresponds to each column of the DFT matrix.
  • x u , x 21 , and x 31 may be QPSK constellation points, 8PSK constellation points, 16PSK constellation points, or higher-dimensional PSK constellation points.
  • there may be other forms of precoding matrices of Rank l.
  • the form of the precoding matrix p is [1 1 ; ⁇ 11 ⁇ 12; ⁇ 21 ⁇ 22; ⁇ 31 ⁇ 32 ].
  • the full set of precoding matrices may be formed from one or more of the following precoding matrices that satisfy the form.
  • each precoding matrix corresponds to two columns selected in the Hadamard matrix
  • x u x 12 x 21 x 22 x 31 x 32 may be a QPSK constellation point, an 8PSK constellation point, a 16PSK constellation point, or a higher dimensional PSK constellation point.
  • the process of forming the pre-coding matrix ensemble is similar to that of the above-described 4-antenna system, and will not be described here.
  • CMP preserving Cubic Metric Preserving
  • CMF Cubic Metric Friendly
  • the inventors have found that a generally conceivable method is to extract a predetermined number of the best precoding matrices from the CMP-type precoding matrix ensemble and to integrate the precoding matrices from the CMF scheme.
  • the method of combining the best predetermined number of precoding matrices to form a codebook often fails to obtain an optimized codebook.
  • the inventors have found that this is at least because of the predetermined number of best precoding matrices taken from the CMP-mode precoding matrix ensemble and the best predetermined number of precoding matrices taken from the CMF mode precoding matrix ensemble. There may be overlaps or inability to optimally match, so that the codebooks formed are not optimized.
  • Embodiments of the present invention have been made in view of the above problems of the prior art, and to provide at least one advantageous option for eliminating or alleviating one or more problems of the prior art.
  • the present invention provides the following aspects.
  • a method for generating a precoding matrix codebook comprising the following steps:
  • the second predetermined number of precoding matrices of the second mode are selected from the entire set of precoding matrices of the second mode, including:
  • Aspect 3 The method for generating a precoding matrix codebook according to aspect 2, wherein the second mode precoding matrix corresponding to the performance of the communication system having the smallest contribution to the performance of the communication system is correspondingly subtracted The row, and the second predetermined number of second precoding matrices that contribute the greatest amount are selected.
  • Aspect 4 The method for generating a precoding matrix codebook according to aspect 2, wherein: a basis of a row corresponding to the first predetermined number of precoding matrices of the first mode in the performance parameter matrix In the above, the row corresponding to the second mode precoding matrix having the largest contribution to the performance of the communication system is increased, and the second predetermined number of the second mode precoding matrix having the largest contribution is selected.
  • Aspect 5 The precoding matrix codebook generation method according to aspect 3, characterized in that the second predetermined number of second precoding matrices that contribute the most are selected by the following processing:
  • the new performance parameter matrix is set as the current performance parameter matrix, and the processes from (1) are repeated.
  • Aspect 6 The method for generating a precoding matrix codebook according to aspect 1, wherein the second predetermined number of precoding matrices of the second mode are selected from the precoding matrix set of the second mode by the following process :
  • the number of precoding matrices in the currently selected precoding matrix set is a sum of a first predetermined number and a second predetermined number
  • Each row of the performance parameter matrix corresponding to the precoding matrix is selected as an alternative performance parameter matrix, and has an M2 row.
  • a precoding matrix codebook generating apparatus wherein the precoding matrix codebook generating apparatus comprises:
  • a first precoding matrix corpus acquisition unit configured to obtain a complete set of the precoding matrix of the first mode
  • a second precoding matrix corpus acquisition unit configured to obtain a complete set of the precoding matrix of the second mode
  • a unit configured to select a first predetermined number of precoding matrices of the first mode in the entire set of pre-compiled matrices of the first manner
  • a second precoding matrix selecting unit configured to perform, according to the selected first predetermined number of first a precoding matrix of the mode, selecting a second predetermined number of precoding matrices of the second mode from the precoding matrix of the second mode.
  • the precoding matrix codebook generating apparatus wherein the second precoding matrix selecting unit comprises:
  • a precoding matrix combination set generating subunit configured to combine the selected first predetermined number of the first mode precoding matrix and the second mode precoding matrix to form a precoding matrix combination set;
  • a channel matrix set obtaining subunit configured to obtain a channel matrix set of a communication system to which the precoding matrix is to be applied, each channel matrix corresponding to one channel instance;
  • a performance parameter matrix generation subunit configured to form a performance parameter matrix according to the precoding matrix combination set and the channel matrix set, where each row of the performance parameter matrix represents a value of a performance parameter related to the same precoding matrix, a list of values representing performance parameters associated with the same channel matrix;
  • a second mode precoding matrix selecting subunit configured to use the performance parameter matrix to select a second predetermined number of seconds that contribute the most according to the contribution of the precoding matrix of each of the second modes to the performance of the communication system The precoding matrix of the way.
  • Aspect 10 The precoding matrix codebook generating apparatus according to aspect 9, wherein the second mode precoding matrix selecting subunit subtracts the contribution from the performance parameter matrix to the performance of the communication system by one by one a minimum second mode precoding matrix corresponding row, and selecting a second predetermined number of second precoding matrices that contribute the most, or by using the first predetermined number of the performance parameter matrices Based on the row corresponding to the precoding matrix of one mode, the row corresponding to the second mode precoding matrix having the largest contribution to the performance of the communication system is added one by one, and the second predetermined number of the second having the largest contribution is selected.
  • the precoding matrix of the way wherein the second mode precoding matrix selecting subunit subtracts the contribution from the performance parameter matrix to the performance of the communication system by one by one a minimum second mode precoding matrix corresponding row, and selecting a second predetermined number of second precoding matrices that contribute the most, or by using the first predetermined number of the performance parameter matrices Based on the row corresponding to the precoding
  • Aspect 11 The precoding matrix codebook generating apparatus according to aspect 9, wherein the precoding matrix codebook generating apparatus further comprises a power normalization unit, configured to perform the second precoding matrix ensemble and The second precoding matrix ensemble performs power normalization.
  • FIG. 1 schematically shows a method of generating a precoding matrix codebook according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a method of selecting a first predetermined number of precoding matrices from a first set of precoding matrices in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a flow chart of a performance parameter matrix generation step in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 4 schematically illustrates selecting a second predetermined number from the entire set of second precoding matrices according to a selected first predetermined number of first precoding matrices in accordance with an embodiment of the present invention. A preferred method of the second precoding matrix.
  • Figure 5 is a flow chart showing the selection of a second predetermined number of precoding matrices of the second mode from a precoding matrix combination set in a matrix subtraction mode in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart showing a second predetermined number of precoding matrices of a second mode selected from a precoding matrix combination set in a matrix addition manner, in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 illustrate a method of selecting a first predetermined number of precoding matrices from a first set of precoding matrices in accordance with two other embodiments of the present invention.
  • Fig. 9 is a view schematically showing a precoding matrix codebook generating device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the structure of a first mode precoding matrix selecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 11 shows a schematic block diagram of a performance parameter matrix generating unit according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 12 shows a schematic block diagram of a precoding matrix selecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 and 14 show schematic block diagrams of a first mode precoding matrix selection unit in accordance with further embodiments of the present invention.
  • Figure 15 is a block diagram showing the structure of a second mode precoding matrix selecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 16 is a block diagram showing the composition of a second precoding matrix selection subunit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 17 shows a schematic block diagram of a computer that can be used to implement a method and apparatus in accordance with an embodiment of the present invention. detailed description
  • the embodiment of the present invention describes the present invention by taking the cooperation of a precoding matrix (first precoding matrix) of a CMF scheme and a precoding matrix (second precoding matrix) of a CMP scheme as an example.
  • first precoding matrix a precoding matrix
  • second precoding matrix a precoding matrix of a CMP scheme
  • this is not a limitation of the embodiments of the present invention, and that the embodiments of the present invention are also applicable to the mutual cooperation of any two or more forms of precoding matrices.
  • the hadamard matrix vector and the DFT matrix vector cooperate, the precoding matrix of the CMP method and the precoding matrix of the CMF mode, and the cooperation of two of the above four methods.
  • Fig. 1 schematically shows a method of generating a precoding matrix codebook in accordance with an embodiment of the present invention.
  • step S10 a complete set of a first precoding matrix is generated.
  • the method of generating the first set of precoding matrices may employ the methods described in the background of the present application as well as various methods in the prior art known to those skilled in the art or conceived in the future.
  • the CMF precoding matrix is taken as an example of the first precoding matrix, and thus in the case of 4 antennas, in step S10, a complete ensemble of the first precoding matrix including 192 CMF precoding matrices is generated,
  • the first precoding matrix ensemble includes M1 precoding matrices, and M1 is a positive integer.
  • step S20 a complete set of the second precoding matrix is generated.
  • the method of generating the second precoding matrix ensemble may employ the methods described in the background of the present application as well as various methods in the prior art or later conceived by those skilled in the art.
  • the CMP precoding matrix is taken as an example of the second precoding matrix here, and thus in the case of 4 antennas, in step S20, a second precoding matrix ensemble including 24 CMP precoding matrices is generated.
  • the second precoding matrix ensemble includes M2 precoding matrices, and M2 is a positive integer.
  • a first predetermined number of first precoding matrices are selected from the entire set of first precoding matrices.
  • the first predetermined number is ten.
  • the first predetermined number is K, and K is a positive integer.
  • step S40 selecting, by using the selected first predetermined number of first precoding matrices, a second predetermined number of second precoding matrices from the entire set of the second precoding matrices, and The first predetermined number of first precoding matrices collectively form a precoding matrix codebook.
  • a second predetermined number is P herein, and P is a positive integer.
  • the selected first predetermined number of first precoding matrices and the full set of second precoding matrices are combined to form a precoding matrix combination set.
  • the precoding matrix combining set includes, for example, 34 precoding matrices.
  • selecting, from the precoding matrix combination set, a predetermined number of precoding matrices including the first predetermined number of first precoding matrices for example, fetching 16 precoding matrices, and composing the 16 precoding matrices into codes
  • the book thus implements the cooperation of the first precoding matrix and the second precoding matrix.
  • the selected first predetermined number of first precoding matrices are used to merge from the second precoding matrix by combining with the first precoding matrix.
  • a second predetermined number eg, six of second precoding matrices.
  • the CMF precoding matrix is taken as an example of the first precoding matrix
  • the CMP precoding matrix is taken as an example of the second precoding matrix
  • the CMP precoding matrix can be taken as an example of the first precoding matrix
  • the CMF precoding matrix is taken as an example of the second precoding matrix.
  • the above first predetermined number and second predetermined number of values may be determined empirically. The selection may also be performed in an order of a large to small order or a small to large order of the selectable numbers.
  • the above numbers 6, 16, and 10 are just exemplary of.
  • step S10 and S20 can be performed in parallel.
  • step S30 can be performed before step S20.
  • a first predetermined number of first precoding matrices are selected from the entire set of first precoding matrices in step S30 and a first predetermined number of first precoding matrices selected in step S40 are utilized.
  • a second predetermined number of second precoding matrices from the entire set of second precoding matrices, and various methods known in the art may be employed. A preferred method of implementing steps S30 and S40 is described below.
  • FIG. 2 illustrates a method of selecting a first predetermined number of precoding matrices from a first set of precoding matrices in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a channel matrix set of a communication system to which a codebook is applied is first generated, and then a performance parameter matrix is generated based on a channel matrix set and a precoding matrix ensemble, and then based on a performance parameter matrix.
  • a predetermined number of precoding matrices are selected from the entire set of precoding matrices.
  • a set of channel matrices H [ , 3 ⁇ 4, 3 ⁇ 4, . . . , 3 ⁇ 4] is generated or read (eg, read from memory), where N is an integer greater than one.
  • Each channel matrix H n ( l ⁇ n ⁇ N) corresponds to one channel instance. Due to the randomness of the channel, the number of elements N of the generated channel set H should be large enough to reflect the statistical properties of the channel.
  • channel matrices can be generated in a variety of ways, which are not described herein.
  • the following is an example of transmitting a 4-antenna receiving system with 4 antennas to illustrate several commonly used channel matrix forms.
  • each generated channel instance is a 4 row 4 column 4x4 matrix, and the elements of the matrix are mutually uncorrelated signals subject to a complex Gaussian distribution.
  • the independent Rayleigh fading channel here is merely exemplary, and channels with other statistical characteristics can be used.
  • a performance parameter matrix TP is generated.
  • a complete set P of precoding matrices composed of M1 precoding matrices, for example, existing or formed (for example, in the case of the precoding matrix of the first mode above, M1 is 192), Each element in P is P m , Ml and m are positive integers, l ⁇ m ⁇ Ml.
  • a generated channel matrix set H consisting of N channel matrices is also utilized. Therefore, in step S120, a performance parameter matrix TP of M1 rows and N columns is generated based on the precoding matrix ensemble and the channel matrix set.
  • Each row of the performance parameter matrix TP represents a value of a performance parameter (e.g., throughput) associated with the same precoding matrix, each column representing a value of a performance parameter associated with the same channel matrix, each element representing the location of the element The value of the throughput of the system when the precoding matrix associated with the row in which the element is located is used under the channel instance corresponding to the column-related channel matrix.
  • a performance parameter e.g., throughput
  • FIG. 3 shows a flow chart of a performance parameter matrix generation step in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the throughput of the system is taken as an example of performance parameters for convenience of description. It will be apparent to those skilled in the art that other suitable performance parameters, such as mutual information of the system, etc., may be employed as desired.
  • a signal-to-noise ratio (SNR) of a system operation using a codebook determined by an embodiment of the present invention is determined.
  • the Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) can be determined.
  • the method of determining the SINR is similar to the method of determining the SNR.
  • the SNR of the system operation can be a point such as 0dB, 5dB or 10dB.
  • the SNR of the system operation can be a point such as 0dB, 5dB or 10dB.
  • step S220 the a posteriori SNR is calculated.
  • a posteriori SNR vector corresponding to each precoding matrix in the precoding matrix ensemble P for each channel instance corresponding to each channel matrix in the channel matrix set H to obtain MlxN a posteriori signal to noise Than vector.
  • Those skilled in the art can use various existing methods to calculate the a posteriori signal to noise ratio vector. As an example, several methods for calculating the a posteriori signal to noise ratio vector are given below.
  • ⁇ m is a column vector whose dimension is equal to the number of columns of the precoding matrix P m .
  • decoding methods such as maximum likelihood decoding. Any decoding method will correspond to the decoded posterior SNR vector, which will not be described here.
  • step S230 the a posteriori signal to noise ratio vector is converted to the value of the throughput.
  • the values of different system throughputs can be calculated according to different definitions or different prior art algorithms.
  • the mutual information corresponding to the modulation scheme can be obtained by numerical calculation or by looking up the table, and the mutual information is used to characterize the throughput value of the system. .
  • the mutual information of the modulation can be obtained by numerical calculation or by looking up the table, and the mutual information is used to characterize the value of the throughput of the system. .
  • the link-level block error rate performance of each coded modulation scheme (MCS) of the known system can be converted into a system.
  • the link-level throughput rate performance of each coded modulation scheme (MCS) thereby obtaining the value of the system throughput by means of a look-up table.
  • mapping or calculation methods to map or calculate the a posteriori signal to noise ratio vector as the value of the throughput of the system, which will not be described here.
  • step S240 all throughput values are arranged into a throughput matrix TP of M1 rows and N columns, wherein each row represents a value of throughput associated with the same precoding matrix, each column representing The value of the throughput associated with the same channel matrix, each element representing the throughput of the system when using a precoding matrix associated with the row in which the element is located under the channel instance corresponding to the channel matrix associated with the column in which the element is located The value of the quantity.
  • the calculated a posteriori signal to noise ratio vector may be arranged into such a matrix in step S220, and the value of the system throughput may be directly arranged into a matrix form in step S230, without Step S240 is arranged.
  • step S130 based on the performance parameter matrix TP, a predetermined number is obtained from the precoding matrix ensemble according to the contribution of each precoding matrix to the performance parameters of the system. Precoding matrix.
  • the greater the contribution to the performance parameters of the system the better the performance is achieved by the system, and vice versa.
  • the performance parameter is throughput
  • the greater the contribution to throughput the greater the throughput the system is, and vice versa.
  • such a precoding matrix is fetched: the contribution of each precoding matrix in the precoding matrix to the performance parameters of the system is that the precoding matrix ensemble contributes the most to the performance parameters of the system. For example, if ⁇ precoding matrices are fetched, the extracted K precoding matrices are the first K precoding matrices that contribute the first largest to the ⁇ th largest to the performance parameters of the system in the precoding matrix ensemble, where K is an integer and 1 ⁇ K ⁇ M1.
  • step S130 The following describes how to perform precoding matrix selection based on the performance parameter matrix in step S130. It is assumed that a complete set of precoding matrices with M1 elements is present or formed, each element being P m , Ml and m being positive integers, l ⁇ m ⁇ Ml. And assume that a performance parameter matrix TP of M1 rows and N columns has been generated, where each row represents the value of a performance parameter associated with the same precoding matrix, and each column represents the value of a performance parameter associated with the same channel matrix.
  • ⁇ precoding is selected from all precoding matrices in the precoding matrix ensemble by deleting the precoding matrix with small contribution according to the contribution of each precoding matrix to the performance parameter of the system. matrix.
  • the first level precoding matrix ordering sub-process is first performed on the performance parameter matrix TP to determine to contribute a first small precoding matrix to the performance parameter of the communication system, and delete the precoding matrix. And then performing a second level precoding matrix ordering sub-process on the performance parameter matrix TP that has contributed the first small precoding matrix to the performance parameters of the communication system to determine a performance parameter contribution to the communication system a second small precoding matrix; and deleting the second smallest precoding matrix that contributes to the performance parameter of the communication system, and so on, determining and deleting the performance parameter contribution to the communication system from the first to the M1 – K small precoding matrix is deleted, and the remaining K precoding matrices are taken as the selected precoding matrix.
  • the above operation is defined as the operation of the performance parameter value of the matrix A.
  • the first-level pre-coding matrix ordering sub-process includes the following steps:
  • the second-level performance parameter matrix ⁇ 2 is subjected to a second-level pre-coding matrix sorting sub-process substantially the same as that of the first-stage pre-coding matrix sorting sub-process to determine a second-lowest precoding for the performance parameter of the system.
  • the matrix and obtain the performance parameter matrix of the M1-2 row as the third-level performance parameter matrix ⁇ 3 .
  • the second-stage precoding matrix ordering sub-processing is basically the same as the first-level pre-coding matrix sorting sub-processing, except that the second-level performance parameter matrix ⁇ 2 is smaller than the first-level performance parameter matrix.
  • One line is slightly different from the number of matrix rows in the number of calculations.
  • the third-stage precoding matrix sorting sub-processing is performed to the Ml-K-level pre-coding matrix sorting sub-processing, and the pre-coding matrices that contribute to the performance parameter of the system from the third smallest to the M1-K are respectively determined.
  • the K precoding matrices after the M1-K precoding matrices of the first to the smallest M1 - K are contributed to the performance parameters of the communication system are deleted as the selected precoding matrices.
  • the contribution of each precoding matrix to the performance parameters of the system may be selected according to the selection.
  • a precoding matrix with a large contribution is selected, and K precoding matrices with the largest contribution are selected from all precoding matrices in the precoding matrix ensemble.
  • a first-level precoding matrix ordering sub-process is performed on the performance parameter matrix TP to determine a first large precoding matrix that contributes to performance parameters of the communication system, and the precoding is selected.
  • a matrix contributing to the deletion of the performance parameters of the pair of communication systems a performance parameter matrix TP of a large precoding matrix sequentially performs a second level precoding matrix ordering sub-process to determine a second largest precoding matrix contributing to performance parameters of the communication system; and selecting the pair The performance parameters of the communication system contribute to the second largest precoding matrix.
  • determining and selecting a precoding matrix that contributes a first largest to a Kth largest to performance parameters of the communication system is performed on the performance parameter matrix TP to determine a first large precoding matrix that contributes to performance parameters of the communication system, and the precoding is selected.
  • a first predetermined number e.g., K
  • the following steps may be employed:
  • the performance parameter matrix TPu of one row and N columns can be obtained, where i is an integer and l ⁇ i ⁇ Ml;
  • the selected behavior corresponding to the largest one of the M1 performance parameter values is the Xth row in the first-level performance parameter matrix TP (represented as the performance parameter matrix TP 1 ), 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1 , And determining, by the precoding matrix, the precoding matrix related to the Xth row as a first precoding matrix that contributes to the performance parameter of the system; and selecting the precoding matrix;
  • the second-level precoding matrix ordering sub-process is performed on the second-level performance parameter matrix ⁇ 2 .
  • the second level precoding matrix ordering sub-processing includes the following steps:
  • a performance parameter matrix TP 2l of 2 rows and N columns can be obtained, where i is an integer and l ⁇ i ⁇ Ml-1;
  • the pre-coding is determined.
  • the precoding matrix associated with the Xth row in the matrix ensemble is the second largest precoding matrix contributing to the performance parameters of the system; (5) deleting the TP matrix row x 2 from the second level performance parameter, to obtain ⁇ M1-2 row column matrix as a third performance parameter level performance parameter matrix ⁇ 3.
  • a row associated with the first large precoding matrix contributing to the performance parameters of the system and one row associated with the second largest precoding matrix contributing to the performance parameters of the system are combined to form a performance parameter matrix ⁇ 2 .
  • the third-stage precoding matrix sorting sub-processing is performed to the first-level pre-coding matrix sorting sub-processing, and the pre-coding matrices that contribute the third largest to the ⁇ -large to the performance parameters of the system are respectively determined.
  • the ith row of the level performance parameter matrix and the K-1 rows deleted before the level processing are combined to form a performance parameter matrix TP Kl of K rows and N columns, where i is an integer and l ⁇ i ⁇ Ml + lK.
  • K the first-level sub-process
  • the row of the performance parameter matrix TP is not deleted before, so in the step (1), the ith row and the 0 row of the first-level performance parameter matrix TP1 are combined. , forming a performance parameter matrix of 1 row and N columns.
  • a predetermined number K of precoding matrix sets can be selected from the M1 precoding matrices of the precoding matrix ensemble as the precoding matrix codebook according to the size contributed to the performance parameters of the system.
  • a preferred method of selecting a second predetermined number of second precoding matrices from the entire set of second precoding matrices using the selected first predetermined number of first precoding matrices in step S40 is described below.
  • FIG. 4 schematically illustrates selecting a second predetermined number from the entire set of second precoding matrices according to a selected first predetermined number of first precoding matrices in accordance with an embodiment of the present invention. A preferred method of the second precoding matrix.
  • a pre-coded matrix combination set is first generated in step S310.
  • the selected first predetermined number of first precoding matrices are combined with the second precoding matrix ensemble to generate a precoding matrix combination set.
  • the precoding matrix combination set includes 34 Precoding matrix.
  • the number of precoding matrices in the precoding matrix combination set is M, and M is a positive integer, which includes K first precoding matrices and M2 second precoding matrices.
  • a channel matrix set H [ , 3 ⁇ 4, 3 ⁇ 4, ..., H N ] is generated in step S320, where N is an integer greater than one. Every channel matrix! ⁇ ( l ⁇ n ⁇ N) corresponds to a channel instance.
  • each row of the performance parameter matrix TP represents a value of a performance parameter associated with the same precoding matrix in the precoding matrix combination set, each column representing a value of a performance parameter associated with the same channel matrix.
  • step S340 the selection of the precoding matrix of the second mode is performed according to the generated performance parameter matrix TP.
  • the matrix deletion mode and the matrix addition mode can also be adopted.
  • step S340 according to the contribution of the precoding matrix of the second mode in the precoding matrix combination set to the performance parameter of the system, by deleting the precoding matrix with a small contribution, the second mode pre-coding from the precoding matrix combination set P precoding matrices are selected from the coding matrix.
  • the first level precoding matrix ordering sub-process is first performed on the performance parameter matrix TP to determine a second coding precoding matrix that contributes the first small to the performance parameter of the communication system, and deletes a row corresponding to the precoding matrix; and then performing a second execution of the performance parameter matrix TP corresponding to the precoding matrix corresponding to the precoding matrix of the second mode that contributes the first small to the performance parameter of the communication system
  • Level precoding matrix ordering sub-process to determine a second small precoding matrix that contributes a second smallest to performance parameters of the communication system; and to contribute a second smallest precoding to the performance parameters of the communication system Deleting the row corresponding to the matrix, and so on, determining and deleting the row deletion corresponding to the precoding matrix that contributes to the performance parameter of the communication system from the first smallest to the Mth (M+P), and obtains
  • the precoding matrix corresponding to the performance parameter matrix of the K+P row is selected as the selected precoding matrix.
  • Figure 5 is a flow diagram showing a second predetermined number of precoding matrices (e.g., P) from a precoding matrix combination set in a matrix subtraction manner in accordance with an embodiment of the present invention.
  • precoding matrices e.g., P
  • K is the number of precoding matrices from the ensemble of the first precoding matrix in the precoding matrix combination set. Assume that in the performance parameter matrix TP, these K precodings The matrix corresponds to the first to kth rows, respectively.
  • step S403 the i-th row of the current performance parameter matrix is deleted, and the performance parameter value of the current performance matrix after deleting the i-th row is calculated in step S404.
  • the calculation of the performance parameter values can be as described above.
  • step S405 the value of i is increased by one.
  • step S406 it is determined whether i is greater than L, that is, whether rows in the performance parameter matrix corresponding to each precoding matrix in the entire precoding matrix of the second precoding matrix have been deleted.
  • step S406 If the determination in step S406 is negative, the process returns to step S403.
  • step S406 determines whether the determination in step S406 is YES. If the determination in step S406 is YES, the process proceeds to step S407.
  • step S407 the deleted row corresponding to the minimum performance parameter value of the performance parameter values calculated above is deleted, and the performance parameter matrix after the row is deleted is used as the current performance parameter matrix.
  • step S408 the value of L is decremented by one.
  • step S409 it is judged whether L is smaller than M-P-K. This step is to determine if enough precoding matrices have been removed.
  • step S409 If the result of the determination in step S409 is negative, then step S402 is returned. Otherwise, if the result of the determination in step S409 is affirmative, then step S410 is performed to select the precoding matrix corresponding to each row of the current performance parameter matrix.
  • step S340 according to the contribution of the precoding matrix of the second mode in the precoding matrix combination set to the performance parameter of the system, all the precoding matrixes from the precoding matrix are selected by selecting the precoding matrix with large contributions.
  • the precoding matrix of the P second modes that contribute the most is selected in the precoding matrix.
  • the first level precoding matrix ordering sub-process is performed on the performance parameter matrix TP to determine a precoding matrix of the second mode that contributes the first largest to the performance parameter of the communication system, and selects Excluding the precoding matrix; and then performing a second level precoding matrix on the performance parameter matrix TP after deleting the row corresponding to the precoding matrix of the second mode that contributes the first largest to the performance parameter of the communication system Sorting sub-processes to determine a second-mode precoding matrix that contributes the second largest to the performance parameters of the communication system; and selecting performance parameters of the pair of communication systems The number contributes to the second largest precoding matrix of the second mode. And so on, determining and selecting a precoding matrix that contributes the first to the largest P to the performance parameters of the communication system.
  • Figure 6 is a flow diagram showing a second predetermined number of precoding matrices (e.g., P) selected from a precoding matrix combination set in a matrix addition manner in accordance with an embodiment of the present invention.
  • precoding matrices e.g., P
  • step S501 a row corresponding to the selected K first mode precoding matrices in the performance parameter matrix TP is set as the currently selected performance parameter matrix, and the performance parameter matrix is used.
  • the row corresponding to the precoding matrix of the second mode in the TP is set as the current candidate performance parameter matrix.
  • step S503 the i-th row is selected from the current candidate performance matrix, and the additional row is merged with the current selected performance matrix.
  • step S504 the performance parameter values of the performance parameter matrix obtained by combining in step S503 are calculated.
  • step S505 i is incremented by 1.
  • step S506 It is then determined in step S506 whether i is greater than L, where L is the number of rows of the current candidate performance matrix. If i is not greater than L, the process returns to step S503.
  • step S507 is entered.
  • the added line corresponding to the largest performance parameter value among the L performance parameter values obtained in step S504 is added to the current performance parameter matrix (the matrix obtained at this time is actually the maximum performance parameter value.
  • the matrix obtained at this time is actually the maximum performance parameter value.
  • the above process selects the precoding matrix that currently contributes the most to system performance.
  • step S508 the added row corresponding to the maximum performance parameter value is deleted from the current candidate performance parameter matrix to obtain a new current candidate performance parameter matrix.
  • step S509 it is determined whether a sufficient number of precoding matrices should be obtained. For example, it can be determined whether L is smaller than M2—P, where M2 is the number of precoding matrices in the second mode precoding matrix, and P is to be taken out therefrom. The second way to precode the number of matrices. It is also possible to determine whether the currently selected precoding matrix is equal to the sum of the first predetermined number and the second predetermined number.
  • step S509 If a sufficient number of precoding matrices have been obtained (step S509, YES), the processing proceeds to step S510, where the precoding matrix corresponding to the currently selected performance parameter matrix is output.
  • Step S509 If not enough precoding matrices have been obtained yet (step S509, no), the processing proceeds to Step S502, further selecting a next precoding matrix that contributes the most to system performance.
  • step S508 may be performed after step S509, before step S510.
  • step S340 can be understood by referring to the above description of S130.
  • Steps S720 and S820 correspond to S110
  • steps S730 and S830 correspond to S120
  • steps S740 and S840 correspond to S130.
  • a power normalization step is also included before the performance parameter matrix generation step.
  • the power normalization step may be before the channel matrix set generation step, as shown in Fig. 7, or after the channel matrix set generation step, before the performance parameter matrix generation step, as shown in Fig. 8.
  • using a diagonal matrix in which the main diagonal elements are not completely equal as the power normalization matrix may also use a diagonal matrix having the same principal diagonal elements as the power normalization matrix. Power normalization is performed on each precoding matrix in the precoding matrix.
  • step S310 of Fig. 4 it is also possible to increase the power normalization step after step S310 of Fig. 4 and before step S330.
  • This normalization step can be completed before or after the channel matrix set generation step.
  • P second precoding matrices that contribute the most to system performance can be extracted as follows.
  • the number of precoding matrices in the currently selected precoding matrix set is a sum of a first predetermined number and a second predetermined number
  • the increased precoding corresponding to the largest one of the L performance parameter values The matrix is removed from the current set of candidate precoding matrices.
  • the processes of (1) are repeated for the set of currently selected precoding matrices.
  • Fig. 9 is a view schematically showing a precoding matrix codebook generating device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a precoding matrix codebook generating apparatus includes a first precoding matrix corpus obtaining unit 910, a second precoding matrix corpus obtaining unit 920, and a first mode precoding matrix selection.
  • the first precoding matrix corpus obtaining unit 910 obtains a complete set of precoding matrices of the first mode, such as a full set of precoding matrices of the CMF scheme, by itself or by external reading.
  • the second pre-coding matrix corpus obtaining unit 920 obtains the complete set of the precoding matrix of the second mode by itself or by external reading, such as the complete set of the precoding matrix of the CMP method.
  • the first mode precoding matrix selection unit 930 selects a first predetermined number of precoding matrices of the first mode from the ensemble of the precoding matrices of the first mode obtained by the first precoding matrix corpus obtaining unit 910.
  • the second mode precoding matrix selecting unit 930 uses the first predetermined number of precoding matrices of the first mode selected by the first mode precoding matrix selecting unit 930, and the second mode obtained by the second precoding matrix corpus obtaining unit 920. A second predetermined number of precoding matrices of the second mode are selected in the entire set of precoding matrices.
  • FIG. 10 is a schematic structural diagram of a first mode precoding matrix selecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the first mode precoding matrix selecting unit includes a channel matrix set The acquisition subunit 1010, the performance parameter matrix generation unit sub 1020, and the first precoding matrix selection subunit 1030.
  • Each channel matrix H n ( l ⁇ n ⁇ N) corresponds to one channel instance. Due to the randomness of the channel, the number of elements N of the generated or read channel set H should be large enough to reflect the statistical properties of the channel.
  • the performance parameter matrix generating unit 1020 is configured to generate performance parameters of the M1 row and N columns based on the complete set of the precoding matrix of the first mode and the channel matrix set composed of the M1 precoding matrices.
  • a matrix TP where Ml is a positive integer.
  • Each row of the performance parameter matrix TP represents the value of a performance parameter associated with the same precoding matrix, with each column representing the value of a performance parameter associated with the same channel matrix.
  • the precoding matrix selecting unit 1030 is configured to select, according to the performance parameter matrix TP, from all the precoding matrices in the precoding matrix ensemble according to the contribution size of each precoding matrix to the performance parameter of the communication system. A first predetermined number of precoding matrices that contribute the most to system performance.
  • Fig. 11 shows a schematic block diagram of a performance parameter matrix generating unit according to an embodiment of the present invention.
  • the performance parameter matrix generating unit 1020 includes a signal to noise ratio determining unit 1110, a posterior signal to noise ratio vector calculating unit 1120, and a throughput matrix generating unit 1130.
  • the signal to noise ratio determining unit 1110 is configured to determine a signal to noise ratio of the communication system.
  • the a posteriori signal to noise ratio vector calculation unit 1120 is configured to calculate the first precoding matrix for a channel instance corresponding to each channel matrix in the channel matrix set based on the signal to noise ratio.
  • the posterior signal-to-noise ratio vector of the communication system corresponding to each precoding matrix in the ensemble obtains MxN a posteriori SNR vectors.
  • the throughput matrix generation unit 1130 is configured to convert the a posteriori signal to noise ratio vector into a value of the throughput of the communication system, and arrange all the values of the throughput into M1 rows and N columns.
  • a throughput matrix TP where each row represents a value of throughput associated with the same precoding matrix, each column representing a value of throughput associated with the same channel matrix, each element representing a channel matrix associated with the column in which the element is located.
  • FIG. 12 shows a schematic block diagram of a precoding matrix selecting unit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the precoding matrix selecting unit 1030 includes a precoding matrix contribution determining subunit 1210 and a precoding matrix arranging subunit 1220.
  • the precoding matrix contribution determining subunit 1210 is configured to perform a first level precoding matrix ordering sub-process on the performance parameter matrix TP to determine a contribution to performance parameters of the communication system. a small precoding matrix, and sequentially performing second stage to Ml -K stage precoding matrix ordering sub-processes to respectively determine Ml - a small contribution to the performance parameter of the communication system to a small Ml-K - K precoding matrices.
  • the precoding matrix arrangement sub-unit 1220 is configured to determine the first predetermined number of first modes of precoding according to the M1-K precoding matrices determined by the precoding matrix contribution determining subunit 1210. matrix.
  • precoding matrix arrangement sub-unit 1220 and the precoding matrix contribution determination sub-unit 1210 can be referred to the previous description of the matrix deletion method.
  • the precoding matrix contribution determining subunit 1210 is configured to perform a first level precoding matrix ordering sub-process on the performance parameter matrix TP to determine a performance parameter contribution to the communication system. a first large precoding matrix, and sequentially performing second level to kth precoding matrix ordering sub-processes to respectively determine K precoding matrices that contribute the second largest to the Kth largest for performance parameters of the communication system .
  • the precoding matrix arrangement sub-unit 1220 is configured to select K precoding matrices based on the contribution of the precoding matrix to the performance parameters of the communication system.
  • FIG. 13 and 14 show schematic block diagrams of a first mode precoding matrix selecting unit according to another embodiment of the present invention.
  • the first mode precoding matrix selecting unit shown in Figs. 13 and 14 further includes a power normalization unit 1310 and a power normalization unit 1420, respectively, as compared with the first mode precoding matrix selecting unit shown in Fig. 10.
  • the power normalization unit 1310 and the power normalization unit 1420 have the same function.
  • the power normalization units 1310 and 1420 are configured to use a diagonal matrix in which the main diagonal elements are not completely equal as a power normalization matrix, or a pair of equal main diagonal lines may be used.
  • the angular matrix is used as a power normalization matrix, and each precoding matrix in the entire set of precoding matrices is power normalized.
  • the difference between the power normalization unit 1310 and the power normalization unit 1420 is that, in FIG. 13, the power normalization unit 1310 is connected before the channel matrix set generation unit 1320. That is, the power normalization unit 1310 performs power normalization on the precoding matrix in the precoding matrix ensemble before generating the channel matrix set.
  • the power normalization unit 1420 is connected after the channel matrix set generation unit 1410, before the performance parameter matrix generation unit 1430. That is, the power normalization unit 1420 performs power normalization on the precoding matrix in the precoding matrix full set before generating the performance parameter matrix after generating the channel matrix set.
  • Figure 15 is a block diagram showing the structure of a second mode precoding matrix selecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the second mode precoding matrix selecting unit includes a precoding matrix combining set generating subunit 1510, a channel matrix set obtaining subunit 1520, a performance parameter matrix generating subunit 1530, and a second precoding matrix selecting subunit 1540. .
  • the precoding matrix combination set generation subunit 1510 combines the selected first predetermined number of first precoding matrices with the second precoding matrix ensemble to generate a precoding matrix combination set. For example, when the number of the first precoding matrices selected in the entire set of the first (CMF) precoding matrices is 10 and the second precoding matrices are CMP precoding matrices, in the case of 4 antennas, The precoding matrix combination set contains 34 precoding matrices.
  • the performance parameter matrix generation subunit 1530 generates a performance parameter matrix TP of M rows and N columns based on the precoding matrix combination set and the channel matrix set. Each row of the performance parameter matrix TP represents the value of a performance parameter associated with the same precoding matrix in the precoding matrix combination set, and each column represents the value of the performance parameter associated with the same channel matrix. Specific steps for generating the performance parameter matrix TP can be found in the above description.
  • the second precoding matrix selecting subunit 1540 performs selection of the precoding matrix according to the generated performance parameter matrix TP, and selects a second predetermined number of precoding matrices of the second mode.
  • Figure 16 is a diagram showing the composition of a second precoding matrix selection subunit 1540 in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the second precoding matrix selection subunit 1540 includes a second mode precoding matrix contribution determining subunit 1610 and a second mode precoding matrix selecting subunit 1620.
  • the second mode precoding matrix contribution determining subunit 1610 is configured to perform a first level precoding matrix ordering sub-process on the performance parameter matrix TP to determine performance of the communication system.
  • the parameter contributes a first small second mode precoding matrix, and sequentially performs a second level to an M2-P level precoding matrix ordering sub-process to respectively determine a contribution to the performance parameter of the communication system from the second smallest to the M2 – P small second mode precoding matrix.
  • the second mode precoding matrix selecting subunit 1620 deletes the M2-P second mode precoding matrices from the entire set of the second mode precoding matrix, thereby obtaining P second mode precoding matrices to be selected.
  • the second precoding matrix contribution determining subunit 1610 is configured to perform a first level precoding matrix ordering sub-process on the performance parameter matrix TP to determine performance parameters for the communication system. Contributing to the first large second mode precoding matrix, and sequentially performing the second level to the Pth stage precoding matrix ordering sub-process to respectively determine the second largest to the Pth largest contribution to the performance parameter of the communication system Two-way precoding matrix.
  • the second mode precoding matrix selection subunit 1620 determines the P second mode precoding matrices as the P second mode precoding matrices to be selected.
  • Each of the constituent modules, units, and subunits in the above apparatus may be configured by software, firmware, hardware, or a combination thereof.
  • the specific means or manner in which the configuration can be used is well known to those skilled in the art and will not be described herein.
  • a program constituting the software is installed from a storage medium or a network to a computer having a dedicated hardware structure (for example, a general-purpose computer shown in FIG. 17), which can be installed with various programs. Perform various functions and so on.
  • Figure 17 shows a schematic block diagram of a computer that can be used to implement a method and apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a central processing unit (CPU) 1701 executes various processes in accordance with a program stored in a read only memory (ROM) 1702 or a program loaded from a storage portion 1708 to a random access memory (RAM) 1703.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • data required when the CPU 1701 executes various processes and the like is also stored as needed.
  • the CPU 1701, the ROM 1702, and the RAM 1703 are connected to each other via a bus 1704.
  • Input/output interface 1705 is also coupled to bus 1704.
  • the following components are connected to the input/output interface 1705: Input section 1706 (including keyboard, mouse) And so on), an output portion 1707 (including a display such as a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), etc., and a speaker, etc.), a storage portion 1708 (including a hard disk, etc.), a communication portion 1709 (including a network interface card such as a LAN) Card, modem, etc.).
  • the communication section 1709 performs communication processing via a network such as the Internet.
  • the driver 1710 can also be connected to the input/output interface 1705 as needed.
  • a removable medium 1711 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory or the like can be mounted on the drive 1710 as needed, so that the computer program read therefrom is installed into the storage portion 1708 as needed.
  • a program constituting the software is installed from a network such as the Internet or a storage medium such as the detachable medium 1711.
  • a storage medium is not limited to the removable medium 1711 shown in Fig. 17 in which a program is stored and distributed separately from the device to provide a program to the user.
  • the detachable medium 1711 include a magnetic disk (including a floppy disk (registered trademark: , a compact disk (including a compact disk read only memory (CD-ROM)), a digital versatile disk (DVD), a magneto-optical disk (including a mini disk (MD) (registered trademark), and
  • the storage medium may be a ROM 1702, a hard disk included in the storage portion 1708, or the like, in which programs are stored, and distributed to the user together with the device containing them.
  • the present invention also provides a program product for storing a machine readable instruction code.
  • the instruction code is read and executed by a machine, the above-described method according to an embodiment of the present invention can be performed.
  • a storage medium for carrying a program product storing the above-described storage machine readable instruction code is also included in the disclosure of the present invention.
  • the storage medium includes, but is not limited to, a floppy disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a memory card, a memory stick, and the like.
  • the first predetermined number of precoding matrices of the CMF mode are taken out from the ensemble matrix of the CMF mode, and the second predetermined number of precoding matrices of the CMP mode are taken out from the CMP mode precoding matrix ensemble.
  • the extracted precoding matrix constitutes a precoding matrix codebook.
  • Table 1 shows that the number of supported transmission layers (i.e., the rank number) of the multi-antenna communication system to be applied to the codebook is 3, and the structure is the pre-coding matrix complete set P eMF of the CMF scheme.
  • the power normalization of the precoding matrix ensemble shown in Table 1 is performed using the following power normalization matrix, where equal power is required for each transport layer:
  • Table 1 1 - 192 indicates the sequence number of the precoding matrix, and each precoding matrix is 4 rows and 3 columns.
  • Table 2 shows that the number of supported transmission layers (i.e., the rank number) of the multi-antenna communication system is 3, and the structure is a CMP-based precoding matrix corpus PCMP.
  • the numbers 1 through 24 in Table 2 indicate the numbers of the precoding matrices, and each precoding matrix is 4 rows and 3 columns.
  • the following precoding matrix codebook can be obtained by using 2x10 5 channel instances.
  • the precoding matrix codebook is composed of 10 CMF precoding matrices and 10 CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 12 CMF precoding matrices and 8 CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 13 CMF precoding matrices and 7 CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 14 CMF precoding matrices and 6 CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook consists of 15 CMF precoding matrices and 5 CMP pre-preparations
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 16 CMF precoding matrices and 4 CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 17 CMF precoding matrices and 3 CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 18 CMF precoding matrices and two CMP precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 19 CMF precoding matrices and one CMP precoding matrix
  • the CMF precoding matrix is:
  • the CMP precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 20 CMF precoding matrices
  • the CMF precoding matrix is:
  • the precoding matrix codebook is composed of 20 CMP precoding matrices
  • the CMP precoding matrix is:
  • the method of the present invention is not limited to being performed in the chronological order described in the specification, and may be performed in other chronological order, in parallel or independently. Therefore, the order of execution of the methods described in the specification does not limit the technical scope of the present invention.

Landscapes

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Description

预编码矩阵码书生成方法和装置 技术领域
本发明总体上涉及无线通信系统, 更具体而言, 本发明涉及生成用于多 天线通信系统的预编码矩阵码书的方法和装置。 背景技术
到目前为止, 无线通信系统已经得到了迅猛的发展。 原先的第二代移动 通信系统、即全球移动通信(GSM)系统不断地向通用无线分组业务(GPRS)、 增强型数据速率 GSM演进 (EDGE) 等技术演进, 大幅度地提高了系统的数 据传输能力。 具有更高传输速率的第三代移动通信系统、 例如宽带码分多址 (WCDMA)、 CDMA2000等技术也在全球许多国家和地区范围内纷纷部署, 开始投入商用。 在蜂窝通信技术发展的同时, 其他一些无线接入技术、 例如 无线局域网(WLAN)和微波接入全球互通(WiMAX)技术也有了迅猛发展。 此外, 面向第四代移动通信系统的 IEEE 802.16m技术和第三代合作伙伴项目 演进技术 (3GPP LTE )、 第三代合作伙伴项目演进技术增强 (3GPP LTE-Advanced) 等项目也已经开始启动进入研发阶段。
多输入多输出 (MIMO) 的多天线系统能够支持平行的数据流发送, 因 此能够大大增加系统的吞吐量, 已经成为学术研究和实际系统中备受人们关 注的技术。 在通常的情况下, 多天线传输中的平行数据流首先进行独立的前 向纠错码编码, 然后将编码后的码字映射到一个或者多个传输层上。 当码字 映射为多个传输层时, 将编码器输出的串行数据进行串并变换为相应的多个 传输层即可。 在一次传输中, 系统所支持的所有的传输层的层数又称为系统 的秩 (Rank)。
一般来说, 多天线系统所支持的传输层的层数或者秩小于或者等于多天 线系统的物理天线数。 将各传输层的数据转化为各物理天线上的数据的过程 称为信号的预编码过程。 特别的, 将各传输层的数据通过线性运算转化为各 物理天线上的数据的过程称为信号的线性预编码过程。 在现在的无线通信系 统中, 比如 LTE系统、 WiMax系统中, 受限于系统的计算复杂度和信令控制 复杂度, 需要预先为系统设计好一定个数的预编码矩阵。 预编码矩阵的集合 称为预编码矩阵码书, 预编码矩阵码书中的预编码矩阵的个数称为预编码矩 阵码书的大小。 在多天线系统中, 预编码矩阵码书, 包括预编码矩阵码书的 大小和预编码矩阵码书的元素都直接影响系统的吞吐量等指标。 因此, 为了 提高系统的性能(例如使吞吐量最大化), 需要精心设计多天线系统的预编码 矩阵码书, 包括预编码矩阵码书的大小和预编码矩阵码书中的各预编码矩阵 元素。
预编码矩阵码书是由一个或者更多个预编码矩阵组成的。 因此, 设计预 编码矩阵码书和预编码矩阵码书组时, 一般首先要知道预编码矩阵的全集, 以便从中选择用于生成预编码矩阵码书和预编码矩阵码书组的预编码矩阵。 有各种现有技术来实现符合设计条件的预编码矩阵的全集。
预编码矩阵全集中的每个预编码矩阵可以具有以下形式: [1, 1, ...1; χπ,
Xl2, ..., Xlq; X21, X22, ..., X2q; ·.., ·.., ...; Xpl, Xp2, ..., Xpq],其中, P为整数且 1≤P≤P, q为整数且 l≤q≤Q, P代表所述通信系统的发射天线的数目,且 Q代表所述通 信系统的秩。 如前文所述, 在一次传输中, 系统所支持的所有的传输层的层 数又称为系统的秩。 也可以使用其它形式的预编码矩阵全集来提供用于生成 预编码矩阵码书和预编码矩阵码书组的预编码矩阵。
为说明方便, 以下以 4天线系统为例, 说明预编码矩阵全集的组成。 在 这样的系统中, 系统支持的层数可以为 1、 2、 3、 4, 即秩可以为 1、 2、 3、 4。
作为示例, 当秩为 1时, 预编码矩阵 p的形式为 [l;Xll;x21;x31]。例如, 可 以由满足该形式的以下一种或更多种预编码矩阵来形成预编码矩阵全集。
从离散傅立叶变换 (DFT) 矩阵出发, 可以得到 4个预编码矩阵, 其中 每一个预编码矩阵对应 DFT矩阵的每一列。
从哈达玛 (Hadamard) 矩阵出发, 可以得到 4个预编码矩阵, 其中每一 个预编码矩阵对应 hadamard矩阵的每一列。
另外, xu、 x21、 x31可以是 QPSK星座点、 8PSK星座点、 16PSK星座点 或者更高维的 PSK星座点。
例如, 当 Xll、 x211是 QPSK星座点时, 所得到的满足以上形式的预 编码矩阵共有 4x4x4=64个。
再例如, 当 Xll1、 ¾是8?8 星座点时, 所得到的满足以上形式的预 编码矩阵共有 8x8x8=512个。
又例如, 当 x„、 x211是 16PSK星座点时, 所得到的满足以上形式的 预编码矩阵共有 4x4x4=4096个。 当然, 也可能存在其他形式的 Rank=l的预编码矩阵。
可以根据系统的需要, 将上面所述的一种、 或者几种、 或者全部形式的 预编码矩阵或者其功率归一化矩阵作为 Rank=l的预编码矩阵的全集。
作为另一示例,当 Rank=2时,预编码矩阵 p的形式为 [1 1 ;χ11 χ12;χ21 χ22;χ31 Χ32]。 同样, 可以由满足该形式的以下一种或更多种预编码矩阵来形成预编码 矩阵全集。 另外, 作为示例, ρ为酉阵, 也即 ρΗχρ=αΙ, 其中 α是标量。
从 DFT矩阵出发, 可以得到 6个预编码矩阵, 其中每一个预编码矩阵对 应于从 DFT矩阵中选择出来的两列。
从 Hadamard矩阵出发, 可以得到 6个预编码矩阵, 其中每一个预编码矩 阵对应于 Hadamard矩阵中选择出来的两列;
另夕卜,其中 xu x12 x21 x22 x31 x32可以是 QPSK星座点、 8PSK星座点、 16PSK 星座点或者更高维的 PSK星座点。
例如, 当 11 1^2^22 1 2是(^^ 星座点时, 所得到的满足以上形式 的预编码矩阵共有 288个。
再例如, 当 11 12 21 22 ¾ 2是8?8 星座点时, 所得到的满足以上形 式的预编码矩阵共有 5376个。
又例如, 当 1^1^21 22 1 2是16?8 星座点时, 所得到的满足以上 形式的预编码矩阵共有 92160个。
当然, 也可能存在其他形式的 Rank=2的预编码矩阵。
可以根据系统的需要, 将上面所述的一种、 或者几种、 或者全部形式的 预编码矩阵或者其功率归一化矩阵作为 Rank=l预编码矩阵的全集。
Rank=3和 Rank=4的情况与上述情况类似, 这里不再赘述。
在其他天线配置的情况下, 比如 2天线系统、 8天线系统甚至更高天线系 统, 形成预编码矩阵全集的过程与上述 4天线系统的过程类似, 这里不再赘 述。
出于不同的设计考虑, 对于相同的秩, 可能会存在不同方式的预编码矩 阵。 例如, 对于 Rank=3的情况, 可能有两种不同类型的预编码矩阵, 分别是 CMP ( Cubic Metric Preserving)方式的预编码矩阵(CMP预编码矩阵)和 CMF ( Cubic Metric Friendly ) 方式的预编码矩阵 ( CMF预编码矩阵)。
采用 CMP形式的预编码矩阵会使 CM值低一些,但会使系统的性能差一 些, 另一方面采用 CMF形式的预编码矩阵会使 CM值较高, 但系统的性能会 好些, 因而在实际系统中, 需要在 CMP方式的预编码矩阵全集中和在 CMF 方式的预编码矩阵全集中各取出相应的预编码矩阵组成最后的码书。
在研究本发明的过程中, 发明人发现, 一般容易想到的方法, 即从 CMP 方式的预编码矩阵全集中取出预定个数的最好的预编码矩阵并与从 CMF方式 的预编码矩阵全集中取出最好的预定个数的预编码矩阵相组合而形成码书的 方法, 往往不能取得最优化的码书。 发明人发现这至少是因为从 CMP方式的 预编码矩阵全集中取出的预定个数的最好的预编码矩阵与从 CMF方式的预编 码矩阵全集中取出的最好的预定个数的预编码矩阵之间可能存在着交叠或者 不能够最优地配合, 因而使所组成的码书并不是最优化的。
应该注意, 虽然出于使本领域技术人员可以清楚地理解本发明的目的, 以上的内容放在了背景技术部分, 但应该理解, 以上的内容并不一定都是本 领域的普通技术人员所公知的, 不能仅仅因为它们记载在背景技术这一部分 中就认定它们为本领域的普通技术人员所知。
以下列出了对于理解本发明有益的有关于背景技术的文献, 通过引用并 入到本文中, 如同在此处完全阐明了一样。
( 1 ) 欧洲专利公开 EP1919097A1
Codebook generator, codebook and method for generating update matrices to be used in a precoding scheme with MIMO transmission
(2) 美观专利公开 US2008080449A1
Generalized codebook design method for limited feedback systems
(3 ) 美国专利公开 US2008165876A1
APPARATUS FOR GENERATING PRECODING CODEBOOK FOR MIMO SYSTEM AND METHOD USING THE APPARATUS
(4) 美国专利公开 US2008292013A1
NESTED PRECODING CODEBOOK STRUCTURES FOR MIMO
SYSTEMS
(5 ) 美国专利公开 US2008303699A1
MIMO wireless precoding system robust to power imbalance
(6) 美国专利公开 US2008316910A1
Complex vector quantization codebook for use in downlink multi-user MIMO mobile broadcast systems (7) 美国专利公开 US2009006518A1
Simple MIMO precoding codebook design for a MIMO wireless communications system
( 8) 国际专利公开 WO2008086239A1
PRECODING CODEBOOK FOR MIMO SYSTEMS
(9) 国际专利公开 WO2008097035A1
CODEBOOK GENERATING METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING A CODEBOOK FOR MULTI-POLARIZED MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT (MIMO) SYSTEMS
( 10) 国际专利公开 WO2008137523A1
A CODEBOOK METHOD FOR MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT WIRELESS SYSTEM 发明内容
本发明的实施方式鉴于现有技术的上述问题作出, 用于消除或缓解现有 技术的一个或更多个问题, 至少提供一种有益的选择。
为了实现本发明的目的, 本发明提供了以下方面。
方面 1、 一种预编码矩阵码书生成方法, 包括以下歩骤:
获取第一方式的预编码矩阵的全集;
获取第二方式的预编码矩阵的全集;
在所述第一方式的预编矩阵的全集中选取第一预定数目的第一方式的预 编码矩阵;
根据选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵, 从所述第二 方式的预编码矩阵全集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
方面 2、根据方面 1所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 从所 述第二方式的预编码矩阵的全集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩 阵包括:
将选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵与第二方式的预 编码矩阵的全集合并, 形成预编码矩阵组合集;
形成所述预编码矩阵所要应用到的通信系统的信道矩阵集合, 每个信道 矩阵对应于一个信道实例; 根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩阵集合形成性能参数矩阵, 所 述性能参数矩阵的每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一 列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值; 以及
利用所述性能参数矩阵, 根据各所述第二方式的预编码矩阵对通信系统 性能的贡献大小, 选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
方面 3、根据方面 2所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 逐歩减去所述性能参数矩阵中与对所述通信系统性能的贡献最小的第二方式 预编码矩阵对应的行, 而选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码 矩阵。
方面 4、根据方面 2所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 在所述性能参数矩阵中的与所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵对应 的行的基础上, 逐歩增加与对所述通信系统性能的贡献最大的第二方式预编 码矩阵对应的行, 而选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
方面 5、根据方面 3所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 以下处理选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵:
( 1 )设当前的所述性能参数矩阵的行数为 M, M=K+M2, K是所述性能 参数矩阵中第一方式预编码矩阵的个数, M2是所述性能参数矩阵中第二方式 预编码矩阵的个数, 列数为 N, 从所述 M行 N列性能参数矩阵中的与第二方 式的预编码矩阵相对应的一行删去,得到一个 M— 1行 N列的性能参数矩阵;
(2) 计算所述 M— 1行 N列的性能参数矩阵的性能参数值;
(3 ) 重复执行歩骤 (1 ) 和 (2) M2次, 每次删除所述性能参数矩阵中 与不同的第二方式的预编码矩阵相对应的一行, 得到 M2个性能参数值;
(4)将与所述 M2个性能参数值中最大的一个对应的 M— 1行 N列的性 能参数矩阵作为新的性能参数矩阵,
(5 )判断所述新的性能参数矩阵中的行数是否为第一预定数目和第二预 定数目的和,
如果所述新的性能参数矩阵中的行数是第一预定数目和第二预定数目的 和, 则
(6)输出所述新的性能参数矩阵所对应的各预编码矩阵作为预编码矩阵 码书;
如果所述新的性能参数矩阵中的行数不是所述第一预定数目和所述第二 预定数目的和, 则将所述新的性能参数矩阵设为当前性能参数矩阵, 重复从 所述 (1 ) 起的各处理。
方面 6、根据方面 1所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 以下处理从所述第二方式的预编码矩阵全集中选出第二预定数目的第二方式 的预编码矩阵:
将所选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵设为当前选定 预编码矩阵集合, 将第二预编码矩阵全集设定为当前备选预编码矩阵集合;
( 1 )从当前备选预编码矩阵集合中取出一个第二方式的预编码矩阵, 作 为增加的预编码矩阵,
(2)将所取出的所述第二方式的预编码矩阵与所述当前选定预编码矩阵 集合相组合, 形成预编码矩阵组合集;
(3 ) 根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩阵集合形成性能参数矩 阵, 所述性能参数矩阵的每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值;
(4) 计算所述性能参数矩阵的性能参数值;
(5 ) 设当前备选预编码矩阵集合中预编码矩阵的数目为 M2, 则重复执 行歩骤 (1 ) 至 (4) M2 次, 每次取出不同的第二方式的预编码矩阵, 得到 M2个性能参数值;
(6)将与所述 M2个性能参数值中最大的一个对应的性能参数矩阵所对 应的预编码矩阵组合集设为当前选定预编码矩阵集合,
(7)判断所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目是否为第 一预定数目和第二预定数目的和,
如果所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目是第一预定数 目和第二预定数目的和, 则
( 8)输出所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵作为预编码矩阵 码书;
如果所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目不是第一预定 数目和第二预定数目的和,则将所述 M2个性能参数值中最大的一个所对应的 增加的预编码矩阵从当前备选预编码矩阵集合中删去, 从而获得新的当前备 选预编码矩阵集合, 针对所述当前选定预编码矩阵集合和新的当前备选预编 码矩阵集合重复所述 (1 ) 起的各处理。 方面 7、根据方面 4所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 以下处理选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵:
将与所选出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵对应的性能参 数矩阵的行选出作为已选定性能参数矩阵, 设有 K行; 将与所述第二方式的 预编码矩阵对应的性能参数矩阵的各行选出作为备选性能参数矩阵, 设具有 M2行,
( 1 ) 从所述备选性能参数矩阵中取出一行, 作为新增行,
(2)将所述新增行与所述已选定性能参数矩阵合并, 形成 K+ 1行 N列 的矩阵;
(3 ) 计算所述 K+ 1行 N列的矩阵的性能参数值;
(4) 重复执行歩骤 (1 ) 到 (3 ) M2次, 每次取出所述备选性能参数矩 阵中与不同的第二方式的预编码矩阵相对应的一行作为新增行,得到 M2个性 能参数值;
(5 ) 将与所述 M2个性能参数值中最大的一个性能参数值对应的 K+ 1 行 N列矩阵设为新的已选定性能参数矩阵,
(6)判断所述新的已选定性能参数矩阵的行数是否为第一预定数目和第 二预定数目的和,
如果所述行数是第一预定数目和第二预定数目的和, 则
(7)输出所述新的已选定性能参数矩阵的各行所对应的各预编码矩阵作 为预编码矩阵码书;
如果所述行数不是所述第一预定数目和第二预定数目的和, 则将与所述 M2 个性能参数值中最大的一个性能参数值对应的增加行从所述备选性能参 数矩阵中删去, 形成新的备选性能参数矩阵, 并针对所述新的已选定性能参 数矩阵和所述新的性能参数矩阵重复从所述 (1 ) 起的各处理。
方面 8、一种预编码矩阵码书生成装置,所述预编码矩阵码书生成装置包 括:
第一预编码矩阵全集获取单元,用于获取第一方式的预编码矩阵的全集; 第二预编码矩阵全集获取单元,用于获取第二方式的预编码矩阵的全集; 第一预编码矩阵选择单元, 用于在所述第一方式的预编矩阵的全集中选 取第一预定数目的第一方式的预编码矩阵;
第二预编码矩阵选择单元, 用于根据选取出的所述第一预定数目的第一 方式的预编码矩阵, 从所述第二方式的预编码矩阵全集中选出第二预定数目 的第二方式的预编码矩阵。
方面 9、根据方面 8所述的预编码矩阵码书生成装置, 其特征在于, 所述 第二预编码矩阵选择单元包括:
预编码矩阵组合集生成子单元, 用于将选出的所述第一预定数目的第一 方式的预编码矩阵与所述第二方式的预编码矩阵的全集合并, 形成预编码矩 阵组合集;
信道矩阵集合获得子单元, 用于获得形成所述预编码矩阵所要应用到的 通信系统的信道矩阵集合, 每个信道矩阵对应于一个信道实例;
性能参数矩阵生成子单元, 用于根据所述预编码矩阵组合集和所述信道 矩阵集合形成性能参数矩阵, 所述性能参数矩阵的每一行代表与同一预编码 矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值; 以及
第二方式预编码矩阵选择子单元, 用于利用所述性能参数矩阵, 根据各 所述第二方式的预编码矩阵对通信系统性能的贡献大小, 选出贡献最大的第 二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
方面 10、 根据方面 9所述的预编码矩阵码书生成装置, 其特征在于, 第 二方式预编码矩阵选择子单元通过逐歩减去所述性能参数矩阵中与对所述通 信系统性能的贡献最小的第二方式预编码矩阵对应的行, 而选出贡献最大的 第二预定数目的第二方式的预编码矩阵, 或通过在所述性能参数矩阵中的与 所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵对应的行的基础上, 逐歩增加与 对所述通信系统性能的贡献最大的第二方式预编码矩阵对应的行, 而选出贡 献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
方面 11、 根据方面 9所述的预编码矩阵码书生成装置, 其特征在于, 所 述预编码矩阵码书生成装置还包括功率归一化单元, 用于对所述第二预编码 矩阵全集和所述第二预编码矩阵全集进行功率归一化。
方面 12、 根据方面 9所述的预编码矩阵码书生成装置, 其特征在于, 所 述预编码矩阵码书生成装置还包括功率归一化单元, 用于对所述预编码矩阵 组合集进行功率归一化。 附图说明 图 1示意性示出了依据本发明一种实施方式的预编码矩阵码书的生成方 法。
图 2示出了根据本发明的实施方式的从第一预编码矩阵全集中选出第一 预定数目的预编码矩阵的方法。
图 3示出了根据本发明的实施方式的性能参数矩阵生成歩骤的流程图。 图 4示意性示出了依据本发明的一种实施方式的根据所选出的第一预定 数目的第一预编码矩阵, 从所述第二预编码矩阵的全集中选出第二预定数目 的第二预编码矩阵的优选方法。
图 5示出了依据本发明的一种实施方式的采用矩阵减法方式从预编码矩 阵组合集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩阵时的流程图。
图 6示出了依据本发明的一种实施方式的采用矩阵增加方式从预编码矩 阵组合集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩阵时的流程图。
图 7 和图 8示出了根据本发明的另外两种实施方式的从第一预编码矩阵 全集中选出第一预定数目的预编码矩阵的方法。
图 9示意性示出了依据本发明的一种实施方式的预编码矩阵码书生成装 置。
图 10示出了依据本发明的一种实施方式的第一方式预编码矩阵选择单元 的结构示意图。
图 11示出了根据本发明的实施方式的性能参数矩阵生成单元的示意性框 图。
图 12 示出了根据本发明的实施方式的预编码矩阵选择单元的示意性框 图。
图 13和 14示出了根据本发明的另外实施方式的第一方式预编码矩阵选 择单元的示意性框图。
图 15示出了依据本发明一种实施方式的第二方式预编码矩阵选择单元的 结构示意图。
图 16示出了依据本发明的一种实施方式的第二预编码矩阵选择子单元的 组成结构示意图。
图 17示出了可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意 性框图。 具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施方式进行描述。 为了清楚和 简明起见, 在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。 然而, 应该了解, 在开发任何这种实际实施方式的过程中必须做出很多特定于实施方式的决 定, 以便实现开发人员的具体目标, 例如, 符合与系统及业务相关的那些限 制条件, 并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。 此外, 还应该了解, 虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的, 但对得益于本公开 内容的本领域技术人员来说, 这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此, 还需要说明的一点是, 为了避免因不必要的细节而模糊了本发明, 在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和 /或处理歩 骤, 而省略了与本发明关系不大的其他细节。
为了说明的方便, 本发明的实施方式以 CMF方式的预编码矩阵(第一预 编码矩阵)和 CMP方式的预编码矩阵(第二预编码矩阵) 的相互配合为例对 本发明进行说明。 但应该清楚, 这不是对本发明实施方式的限制, 本发明的 实施方式也适用于其它的任何两种或更多种形式的预编码矩阵的相互配合。 例如 hadamard矩阵向量和 DFT矩阵向量配合, CMP方式的预编码矩阵和 CMF 方式的预编码矩阵配合, 以及上述四种方式中某两种方式的配合等。
图 1示意性示出了依据本发明一种实施方式的预编码矩阵码书的生成方 法。
如图 1所示, 依据本发明一种实施方式的预编码矩阵码书的生成方法, 首先在歩骤 S10, 生成第一预编码矩阵的全集。生成第一预编码矩阵全集的方 法可以采用本申请背景技术中描述的方法以及本领域的技术人员所知的现有 技术中的或以后所构思出的各种方法。 作为示例, 此处将 CMF预编码矩阵作 为第一预编码矩阵的示例, 因而在 4天线的情况下, 在歩骤 S10, 生成了包含 192个 CMF预编码矩阵的第一预编码矩阵全集, 为了说明的方便, 在本文中 设第一预编码矩阵全集包括 Ml个预编码矩阵, Ml是正整数。
然后, 在歩骤 S20, 生成第二预编码矩阵的全集。 生成第二预编码矩阵 全集的方法可以采用本申请背景技术中描述的方法以及本领域的技术人员所 知的现有技术中的或以后所构思出的各种方法。 作为示例, 此处将 CMP预编 码矩阵作为第二预编码矩阵的示例, 因而在 4天线的情况下, 在歩骤 S20, 生 成了包含 24个 CMP预编码矩阵的第二预编码矩阵全集。 为了说明的方便, 在本文中设第二预编码矩阵全集包括 M2个预编码矩阵, M2是正整数。
在歩骤 S30, 从第一预编码矩阵的全集中选出第一预定数目的第一预编 码矩阵。 作为示例, 假定该第一预定数目为 10个。 从第一预编码矩阵的全集 中选出第一预定数目的第一预编码矩阵的方法可以有很多种, 可以采用现有 技术中已知的各种方法。为了说明的方便, 在本文中设第一预定数目为 K个, K是正整数。
从预编码矩阵全集中选出预定数目的预编码矩阵的方法可以有多种, 例 如随机选取方法, 又例如随机选取后进行进化的方法。 (例如可以参见 2009 年 9月 18日提交的、 发明名称为"预编码矩阵码本的生成方法及装置"、 代理 机构卷号为 FAI09JP1932E的中国专利申请), 通过引用将其合并在本文中, 如同在本文中完全阐明了一样。
随后, 在歩骤 S40, 利用所选出的第一预定数目的第一预编码矩阵, 从 所述第二预编码矩阵的全集中选出第二预定数目的第二预编码矩阵, 并与所 述第一预定数目的第一预编码矩阵共同形成预编码矩阵码书。 为了说明的方 便, 在本文中设第二预定数目为 P个, P是正整数。
在歩骤 S40中, 在一种实施方式中, 将所选出的第一预定数目的第一预 编码矩阵与第二预编码矩阵的全集合并, 从而形成预编码矩阵组合集。 在从 第一预编码矩阵全集中选出 10 个第一预编码矩阵, 并且第二预编码矩阵为 CMP预编码矩阵的情况下, 此预编码矩阵组合集例如包含 34个预编码矩阵。 然后从该预编码矩阵组合集中选出包含所述第一预定数目的第一预编码矩阵 在内的预定数目的预编码矩阵, 例如取出 16个预编码矩阵, 将这 16个预编 码矩阵组成码书, 从而实现第一预编码矩阵和第二预编码矩阵的配合。
在歩骤 S40中, 在另一种实施方式中, 利用所选出的第一预定数目的第 一预编码矩阵, 通过逐歩与第一预编码矩阵合并, 从第二预编码矩阵中选出 第二预定数目 (例如 6个) 的第二预编码矩阵。
此处将 CMF预编码矩阵作为第一预编码矩阵的示例, 将 CMP预编码矩 阵作为第二预编码矩阵的示例, 但这只是示例性的, 不是对本发明实施方式 的限制。 例如, 可以将 CMP 预编码矩阵作为第一预编码矩阵的示例, 而将 CMF预编码矩阵作为第二预编码矩阵的示例。 以上的第一预定数目和第二预 定数目的值可以根据经验确定。 也可按照可以选择的数目的由大到小的顺序 或有小到大的顺序等顺序来进行选取。 以上的数目 6、 16和 10等只是示例性 的。
另外, 虽然在以上的描述中, 各歩骤是顺序描述的, 但应该清楚, 以上 的各歩骤的顺序不是固定的, 有些歩骤的先后顺序可以调整并且有些歩骤可 以并行进行。例如 S10和 S20可以并行进行。又例如歩骤 S30可以在歩骤 S20 之前进行。
如上所述, 在歩骤 S30从第一预编码矩阵的全集中选出第一预定数目的 第一预编码矩阵以及在歩骤 S40 中利用所选出的第一预定数目的第一预编码 矩阵, 从所述第二预编码矩阵的全集中选出第二预定数目的第二预编码矩阵 的方法可以有很多种, 可以采用现有技术中已知的各种方法。 下面介绍实现 歩骤 S30和歩骤 S40的优选的方法。
图 2示出了根据本发明的实施方式的从第一预编码矩阵全集中选出第一 预定数目的预编码矩阵的方法。
如图 2所示, 依据本发明的实施方式, 先生成码书所要应用到的通信系 统的信道矩阵集合, 然后基于信道矩阵集合和预编码矩阵全集来生成性能参 数矩阵, 接着基于性能参数矩阵来从预编码矩阵全集中选出预定数目的预编 码矩阵。
首先, 在歩骤 S110中, 通过生成或读取(例如从存储器读取)信道矩阵 集合 H=[ , ¾, ¾, · .., ¾], 其中 N为大于 1的整数。 每一个信道矩阵 Hn ( l≤n≤N) 对应于一个信道实例。 由于信道的随机性, 所生成的信道集合 H 的元素个数 N应该足够大, 才能反映信道的统计特性。
本领域技术人员应当理解, 可以以各种方法来生成信道矩阵集合, 这里 不对此进行描述。 以下以 4天线发送 4天线接收系统为例, 来说明几种常用 的信道矩阵形式。
比如对于独立的瑞利衰落信道, 每一次生成的信道实例是一个 4行 4列 的 4x4矩阵, 该矩阵的各元素都是互不相关的服从复高斯分布的信号。 这里 的独立的瑞利衰落信道只是示例性的, 可以采用具有其它统计特性的信道。
又比如,如果考虑进行发射的各天线与进行接收的各天线之间的相关性, 假设该相关矩阵为 R, 则每一次生成的信道实例可表示为 Hn=imveC(R1 2xveC (H) ), 其中 H是随机产生的瑞利衰落信道实例, vec (H)表示将矩阵 H的 各列向量顺序排成 1维列向量, unvec运算是 vec运算的逆运算。
当然, 也可能存在其他形式的以及其他统计特性的信道矩阵及其对应的 生成方法, 这里不再赘述。
在歩骤 S120中, 生成性能参数矩阵 TP。 在该歩骤中, 要利用例如已有 的或形成的由 Ml个预编码矩阵组成的预编码矩阵全集 P (例如在上面第一方 式的预编码矩阵的情况下, Ml为 192), 设全集 P中每个元素为 Pm, Ml和 m 为正整数, l≤m≤Ml。 在该歩骤中, 还要利用例如已生成的由 N个信道矩阵 组成的信道矩阵集合 H。 从而, 在歩骤 S120中, 基于所述预编码矩阵全集和 所述信道矩阵集合, 生成 Ml行 N列的性能参数矩阵 TP。 所述性能参数矩阵 TP的每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数 (例如吞吐量) 的值, 每 一列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值, 每个元素表示在与该元素所 在的列相关的信道矩阵所对应的信道实例下, 当使用与该元素所在的行相关 的预编码矩阵时, 系统的吞吐量的值。
图 3示出了根据本发明的实施方式的性能参数矩阵生成歩骤的流程图。 在该实施方式中, 为了描述方便, 以系统的吞吐量作为性能参数的示例。 本 领域技术人员应当清楚, 根据需要, 可以采用其它合适的性能参数, 比如系 统的互信息等。
如图 3所示, 在根据该实施方式的性能参数矩阵生成方法中, 首先在歩 骤 S210 中确定将采用本发明实施方式所确定出的码书的系统工作的信噪比 ( SNR), 也可以确定信号干扰噪声比 (SINR), 确定 SINR与确定 SNR的方 法是类似的, 这里仅以确定 SNR 的情况进行说明。 这里, 系统工作的 SNR 可以是一个点, 比如 0dB、 5dB或者 10dB。 当然, 也可能存在其他的系统工 作信噪点以及其他统计分布特性, 这里不再赘述。
然后, 在歩骤 S220中, 计算后验 SNR。 基于所述 SNR, 针对信道矩阵 集合 H中的每个信道矩阵所对应的信道实例, 计算预编码矩阵全集 P中的每 个预编码矩阵所对应的后验 SNR向量, 得到 MlxN个后验信噪比向量。 本领 域技术人员可以使用各种已有方法来计算后验信噪比向量。 作为示例, 以下 给出几种计算后验信噪比向量的方法。
假设其归一化后的噪声功率为 σ2。 则针对预编码矩阵 Pm ( l<m<Ml ), 采用 MMSE算法时, Hn的后验信噪声比向量为:
^NR^ = I diag^^^I ^iH^ iH^ 1) (等式丄) 采 用 ZF 算 法 时 , Hn 的 后 验 信 噪 比 向 量 为 :
Figure imgf000017_0001
(等式 2)
在上述算法中, &V^。^m是列向量, 其维数与预编码矩阵 Pm的列数相等。 当然, 也存在其他的解码方法, 比如最大似然解码等。 任何解码方法都 会对应解码的后验信噪比向量, 这里不再赘述。
在歩骤 S230中, 将后验信噪比向量转化为吞吐量的值。可以根据不同的 定义或者不同的现有技术算法来计算得到不同的系统吞吐量的值。
比如, 使用香农公式可以得到以香农限表征的系统吞吐量:
C = l。g2(l + 57W?)。 (等式 3 )
再比如, 当系统使用 QAM调制并使用最大似然解码方法时, 可以通过 数值计算的方法或者通过查表的方式得出该调制方案对应的互信息, 并用此 互信息表征系统的吞吐量的值。
又比如, 当系统使用 QAM调制并使用 Max-Log-MAP解码方法时, 可以 通过数值计算的方法或者通过查表的方式得出该调制的互信息, 并用此互信 息表征系统的吞吐量的值。
又比如, 在已知系统的各编码调制方案 (MCS ) 的链路级误块率性能的 情况下, 可以将系统的各编码调制方案 (MCS ) 的链路级误块率性能转换为 系统的各编码调制方案 (MCS ) 的链路级吞吐量率性能, 从而通过查表的方 法得出系统的吞吐量的值。
当然, 也存在其他的映射或者计算方法来将后验信噪比向量映射或者计 算为系统的吞吐量的值, 这里不再赘述。
为了方便后续使用, 在歩骤 S240中, 将所有的吞吐量的值排列成 Ml行 N列的吞吐量矩阵 TP,其中每一行代表与同一预编码矩阵相关的吞吐量的值, 每一列代表与同一信道矩阵相关的吞吐量的值, 每个元素表示在与该元素所 在的列相关的信道矩阵所对应的信道实例下, 当使用与该元素所在的行相关 的预编码矩阵时, 系统的吞吐量的值。 当然, 也可以在歩骤 S220中将计算出 的后验信噪比向量排列为这样的矩阵, 则在歩骤 S230中计算出系统吞吐量的 值就可以直接排列成矩阵的形式, 而不需要歩骤 S240的排列过程。
以上参考图 3描述了根据本发明的实施方式的性能参数矩阵生成歩骤。 现在转回到图 2, 在歩骤 S130中, 基于所述性能参数矩阵 TP, 根据每个预编 码矩阵对系统的性能参数的贡献大小, 从预编码矩阵全集中取得预定数目的 预编码矩阵。 这里, 对系统的性能参数的贡献越大, 表示使系统获得越好的 性能, 反之亦然。 例如, 当性能参数是吞吐量时, 对吞吐量的贡献越大, 表 示使系统获得越大的吞吐量, 反之亦然。
在本发明的实施方式中, 取出这样的预编码矩阵: 所取出的预编码矩阵 中的各预编码矩阵对系统的性能参数的贡献是预编码矩阵全集中对系统的性 能参数的贡献最大的。 例如, 如果取出 κ个预编码矩阵, 则所取出的 K个预 编码矩阵是预编码矩阵全集中对系统的性能参数贡献第一大至第 κ大的前 K 个预编码矩阵, K为整数且 1<K≤M1。
下面介绍在歩骤 S130中如何根据性能参数矩阵进行预编码矩阵选择。 假设已有或形成了具有 Ml个元素的预编码矩阵全集, 每个元素为 Pm, Ml和 m为正整数, l≤m≤Ml。并且假设已生成了 Ml行 N列的性能参数矩阵 TP, 其中每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与 同一信道矩阵相关的性能参数的值。
根据性能参数矩阵进行预编码矩阵选择有两种方式, 一种是矩阵删除方 式, 一种是矩阵增加方式, 现在分别进行介绍。
矩阵删除方式
根据本发明的一个实施方式, 根据每个预编码矩阵对系统的性能参数的 贡献大小, 通过删除贡献小的预编码矩阵, 从预编码矩阵全集中的所有预编 码矩阵中选出 κ个预编码矩阵。
在矩阵删除方式中,首先针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩 阵排序子处理, 以确定对所述通信系统的性能参数贡献第一小的预编码矩阵, 并删除该预编码矩阵; 然后针对删除了该对所述通信系统的性能参数贡献第 一小的预编码矩阵后的性能参数矩阵 TP执行第二级预编码矩阵排序子处理, 以确定对所述通信系统的性能参数贡献第二小的预编码矩阵; 并将该对所述 通信系统的性能参数贡献第二小的预编码矩阵删除, 依次类推, 确定并删除 对所述通信系统的性能参数贡献第一小到第 Ml— K小的预编码矩阵删除, 并 将所剩下的 K个预编码矩阵作为选出的预编码矩阵。
假设对于 L行 N列的性能参数矩阵 A, 对矩阵 A的每一列取最大值 , 也即 =ηι χ(Α(:, 1)), 1≤1≤L。 并将这 N个最大值相加, 也即 tp^^sum^:)。 在本说明书中, 定义上述操作为对矩阵 A的求性能参数值操作。
在从第一预编码矩阵全集中选出第一预定数目 (例如 K个) 的预编码矩 阵时, 例如可以采用如下的歩骤。 以性能参数矩阵 TP作为第一级性能参数矩 阵 TP 第一级预编码矩阵排序子处理包括以下歩骤:
( 1 ) 将第一级性能参数矩阵 TPi的第 i行删除, 得到 M1-1行 N列的性 能参数矩阵 TPu, 其中 i为整数且 l≤i≤M;
(2)将性能参数矩阵 TPu的每一列中的最大值相加, 即对性能参数矩阵 TPU进行求性能参数值操作, 得到的值作为性能参数矩阵 TPu的性能参数值;
(3 ) 重复执行歩骤 (1 ) 和 (2) Ml次, 每次删除性能参数矩阵丁? 中 的不同行 (改变 i值), 得到 Ml个性能参数矩阵 TPu的性能参数值;
(4)假设与所述 Ml个性能参数值中最大的一个所对应的被删除行为第 一级性能参数矩阵 TPi中的第 X行, 1≤χ≤Μ1, 则确定预编码矩阵全集中与该 第 X行相关的预编码矩阵作为对系统的性能参数贡献第一小的预编码矩阵;
(5 ) 从第一级性能参数矩阵 TP 中删除所述第 X行, 得到 M1-1行 N列 的性能参数矩阵作为第二级性能参数矩阵 TP2
对第二级性能参数矩阵 ΤΡ2进行与第一级预编码矩阵排序子处理的歩骤 基本相同的第二级预编码矩阵排序子处理, 以确定对系统的性能参数贡献第 二小的预编码矩阵, 并得到 M1-2行 Ν列的性能参数矩阵作为第三级性能参 数矩阵 ΤΡ3。第二级预编码矩阵排序子处理与第一级预编码矩阵排序子处理的 歩骤基本相同, 只不过由于第二级性能参数矩阵 ΤΡ2比第一级性能参数矩阵 丁?少一行, 在计算次数上和矩阵行数上略有不同。
依此类推,进行第三级预编码矩阵排序子处理至第 Ml -K级预编码矩阵 排序子处理,分别确定出对系统的性能参数贡献第三小至第 Ml— K小的预编 码矩阵。将删除了对所述通信系统的性能参数贡献第一小到第 Ml— K小的这 M1-K个预编码矩阵后的 K个预编码矩阵作为选出的预编码矩阵。
矩阵增加方式
根据本发明的一种实施方式, 在从第一预编码矩阵全集中选出第一预定 数目的预编码矩阵时, 可根据每个预编码矩阵对系统的性能参数的贡献大小, 通过逐歩选出贡献大的预编码矩阵, 从预编码矩阵全集中的所有预编码矩阵 中选出贡献最大的 K个预编码矩阵。
在矩阵增加方式中,首先针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩 阵排序子处理, 以确定对所述通信系统的性能参数贡献第一大的预编码矩阵, 并选出该预编码矩阵; 然后针对删除了该对所述通信系统的性能参数贡献第 一大的预编码矩阵后的性能参数矩阵 TP 依次执行第二级预编码矩阵排序子 处理, 以确定对所述通信系统的性能参数贡献第二大的预编码矩阵; 并选出 该对所述通信系统的性能参数贡献第二大的预编码矩阵。 依次类推, 确定并 选出对所述通信系统的性能参数贡献第一大到第 K大的预编码矩阵。
在从第一预编码矩阵全集中选出第一预定数目 (例如 K个) 的预编码矩 阵时, 例如可以采用如下的歩骤:
( 1 )取第一级性能参数矩阵 TPi的第 i行, 可以得到 1行 N列的性能参 数矩阵 TPu, 其中 i为整数且 l≤i≤Ml ;
(2)将性能参数矩阵 TPu的每一列中的最大值相加, 即对性能参数矩阵 TPU求性能参数值, 得到的值作为性能参数矩阵 TPi ^性能参数值;
(3 ) 重复执行歩骤 (1 ) 和 (2) Ml次, 每次选择性能参数矩阵 TP 中 的不同行, 得到 Ml个性能参数矩阵 TPu的性能参数值;
(4)假设与所述 Ml个性能参数值中最大的一个所对应的被选择行为第 一级性能参数矩阵 TP 中的第 X行(表示为性能参数矩阵 TP1 ), 1≤χ≤Μ1 , 则 将预编码矩阵全集中与该第 X行相关的预编码矩阵确定为对系统的性能参数 贡献第一大的预编码矩阵; 将该预编码矩阵选出;
(5 ) 从第一级性能参数矩阵 TP 中删除所述第 X行, 得到 M1-1行 N列 的性能参数矩阵作为第二级性能参数矩阵 TP2
接着对第二级性能参数矩阵 ΤΡ2进行第二级预编码矩阵排序子处理。 第 二级预编码矩阵排序子处理包括以下歩骤:
( 1 ) 取第二级性能参数矩阵 ΤΡ2的第 i行与性能参数矩阵 TP中的与对 系统的性能参数贡献第一大的预编码矩阵相关的 1个行(即性能参数矩阵 TP1 ) 组合, 可以得到 2行 N列的性能参数矩阵 TP2l, 其中 i为整数且 l≤i≤Ml-l ;
(2)将性能参数矩阵 TP2l的每一列中的最大值相加, 即对性能参数矩阵 丁?21求性能参数值, 得到的值作为性能参数矩阵丁 的性能参数值;
(3 ) 重复执行歩骤 (1 ) 和 (2) M1-1 次, 每次选择性能参数矩阵 ΤΡ2 中的不同行, 得到 M1-1个性能参数矩阵 TP2l的性能参数值;
(4) 假设与所述 M1-1个性能参数值中最大的一个所对应的被选择行为 第二级性能参数矩阵 ΤΡ2中的第 X行, 1≤χ≤Μ1— 1,则确定预编码矩阵全集中 与该第 X行相关的预编码矩阵作为对系统的性能参数贡献第二大的预编码矩 阵; (5 ) 从第二级性能参数矩阵 TP2中删除所述第 x行, 得到 M1-2行 Ν列 的性能参数矩阵作为第三级性能参数矩阵 ΤΡ3。 同时, 将与对系统的性能参数 贡献第一大的预编码矩阵相关的 1 个行和与对系统的性能参数贡献第二大的 预编码矩阵相关的 1个行组合, 形成性能参数矩阵 ΤΡ2
依此类推, 进行第三级预编码矩阵排序子处理至第 Κ级预编码矩阵排序 子处理, 分别确定出对系统的性能参数贡献第三大至第 κ大的预编码矩阵。
在第 Κ级 (1≤Κ≤Μ1 ) 预编码矩阵排序子处理中, 在第 (1 ) 歩骤中将该 级性能参数矩阵的第 i行与在该级子处理之前删除的 K-1个行组合,以形成 K 行 N列的性能参数矩阵 TPKl, 其中 i为整数且 l≤i≤Ml+l-K。 当 K= l时, 由 于是第一级子处理, 之前未删除性能参数矩阵 TP的行, 因此在歩骤(1 ) 中, 将第一级性能参数矩阵 TP1的第 i行与 0个行组合, 形成 1行 N列的性能参 数矩阵。
这样, 可以按照对系统的性能参数贡献的大小, 从预编码矩阵全集的 Ml 个预编码矩阵种选出预定数目 K个的预编码矩阵集合,作为预编码矩阵码书。
下面说明在歩骤 S40中利用所选出的第一预定数目的第一预编码矩阵, 从所述第二预编码矩阵的全集中选出第二预定数目的第二预编码矩阵的优选 方法。
图 4示意性示出了依据本发明的一种实施方式的根据所选出的第一预定 数目的第一预编码矩阵, 从所述第二预编码矩阵的全集中选出第二预定数目 的第二预编码矩阵的优选方法。
如图 4所示, 根据本发明的一种实施方式, 首先在歩骤 S310生成预编 码矩阵组合集。 具体地, 将所选出的第一预定数目的第一预编码矩阵预所述 第二预编码矩阵全集相组合,从而生成预编码矩阵组合集。例如在第一(CMF) 预编码矩阵的全集中选出的第一预编码矩阵的个数为 10个、 第二预编码矩阵 为 CMP预编码矩阵时, 所述预编码矩阵组合集包含 34个预编码矩阵。 为了 说明的方便, 在本文中设预编码矩阵组合集中预编码矩阵的数目为 M个, M 是正整数,其中包含 K个第一预编码矩阵和 M2个第二预编码矩阵。
然后, 在歩骤 S320中生成信道矩阵集合 H=[ , ¾, ¾, ..., HN], 其中 N 为大于 1 的整数。 每一个信道矩阵!^ ( l≤n≤N) 对应于一个信道实例。 生成 信道集合 H=[ , ¾, ¾, ..., ¾]的方法可以参照对歩骤8110的说明。
在歩骤 S330,根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩阵集合生成 M行 N列的性能参数矩阵 TP。 所述性能参数矩阵 TP的每一行代表与预编码矩阵 组合集中的同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与同一信道矩 阵相关的性能参数的值。生成性能参数矩阵 TP的具体歩骤可以参见以上的说 明。
然后在歩骤 S340, 根据所生成的性能参数矩阵 TP进行第二方式的预编 码矩阵的选择。 类似地, 在该歩骤中, 也可以采用矩阵删除方式和矩阵增加 方式两种形式。
下面说明矩阵删除方式。
在歩骤 S340中,根据预编码矩阵组合集中的第二方式的预编码矩阵对系 统的性能参数的贡献大小, 通过删除贡献小的预编码矩阵, 从预编码矩阵组 合集中的第二方式的预编码矩阵中选出 P个预编码矩阵。
在矩阵删除方式中,首先针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩 阵排序子处理, 以确定对所述通信系统的性能参数贡献第一小的第二方式的 预编码矩阵, 并删除与该预编码矩阵相对应的行; 然后针对删除了与该对所 述通信系统的性能参数贡献第一小的第二方式的预编码矩阵对应的行后的性 能参数矩阵 TP, 依次执行第二级预编码矩阵排序子处理, 以确定对所述通信 系统的性能参数贡献第二小的第二方式的预编码矩阵; 并将与该对所述通信 系统的性能参数贡献第二小的预编码矩阵相对应的行删除, 依次类推, 确定 并删除与对所述通信系统的性能参数贡献第一小到第 M— (K+P) 小的预编 码矩阵相对应的行删除, 并将所得到的包括 K+P行的性能参数矩阵所对应的 预编码矩阵作为选出的预编码矩阵。
为了更清楚地说明这种矩阵删除方式, 将结合图 5对从预编码矩阵组合 集中选出第二预定数目 (例如 P个) 的第二方式的预编码矩阵时的情况进行 说明。
图 5示出了依据本发明的一种实施方式的采用矩阵减法方式从预编码矩 阵组合集中选出第二预定数目 (例如 P个) 的第二方式的预编码矩阵时的流 程图。
如图 5所示, 首先在歩骤 S401 , 设1^=^1, M是性能参数矩阵 TP的行 数, 也就是预编码矩阵组合集中包括的预编码矩阵的总数。
在歩骤 S402, 设1= + 1。 其中 K是预编码矩阵组合集中来自第一预编 码矩阵全集的预编码矩阵的个数。假定在性能参数矩阵 TP中,这 K个预编码 矩阵分别与第 1至第 κ行相对应。
在歩骤 S403 , 删除当前性能参数矩阵的第 i行, 并在歩骤 S404计算删除 第 i行后的当前性能矩阵的性能参数值。 性能参数值的计算方法可如前所述。
然后, 在歩骤 S405, 将 i值增加 1。
在歩骤 S406, 判断 i是否大于 L, 即判断是否第二预编码矩阵全集中的 各预编码矩阵所对应的性能参数矩阵中的行都已被删除过。
如果在歩骤 S406判断为否, 则返回歩骤 S403。
如果在歩骤 S406判断为是, 则进入歩骤 S407。
在歩骤 S407, 删除以上计算出的性能参数值中的最小性能参数值所对应 的删除行, 将删除该行后的性能参数矩阵作为当前性能参数矩阵。
应该看出, 以上的歩骤实际上就是寻找当前对系统性能贡献最小的第二 方式的预编码矩阵, 并删除的过程。
在歩骤 S408, 将 L的值减 1。
在歩骤 S409, 判断 L是否小于 M— P—K。 这一歩骤即判断是否已经删 除了足够多的预编码矩阵。
如果在歩骤 S409中的判断结果是否定的, 则返回歩骤 S402。 否则, 如 果在歩骤 S409中的判断结果是肯定的,则进入歩骤 S410,将当前性能参数矩 阵的各行所对应的预编码矩阵选出。
应该注意到, 如果在歩骤 S402中, 使 i= l, 而在歩骤 S409中, 判断 L 是否小于 M— K,则图 4所示的流程图可以适用于从第一预编码矩阵全集中选 出 K个预编码矩阵的情况。
下面介绍矩阵增加方式
在歩骤 S340中,可根据预编码矩阵组合集中的第二方式的预编码矩阵对 系统的性能参数的贡献大小, 通过逐歩选出贡献大的预编码矩阵, 从预编码 矩阵全集中的所有预编码矩阵中选出贡献最大的 P个第二方式的预编码矩阵。
在矩阵增加方式中,首先针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩 阵排序子处理, 以确定对所述通信系统的性能参数贡献第一大的第二方式的 预编码矩阵, 并选出该预编码矩阵; 然后针对删除了与该对所述通信系统的 性能参数贡献第一大的第二方式的预编码矩阵相对应的行后的性能参数矩阵 TP依次执行第二级预编码矩阵排序子处理, 以确定对所述通信系统的性能参 数贡献第二大的第二方式的预编码矩阵; 并选出该对所述通信系统的性能参 数贡献第二大的第二方式的预编码矩阵。 依次类推, 确定并选出对所述通信 系统的性能参数贡献第一大到第 P大的预编码矩阵。
图 6示出了依据本发明的一种实施方式的采用矩阵增加方式从预编码矩 阵组合集中选出第二预定数目 (例如 P个) 的第二方式的预编码矩阵时的流 程图。
如图 6所示, 首先, 在歩骤 S501 , 将性能参数矩阵 TP中与所选出的 K 个第一方式的预编码矩阵相对应的行设置为当前选定性能参数矩阵, 将性能 参数矩阵 TP 中与第二方式的预编码矩阵对应的行设定为当前备选性能参数 矩阵。
在歩骤 S502, 令 i= l。
在歩骤 S503 , 从当前备选性能矩阵中选出第 i行, 作为增加行与当前选 定性能矩阵合并。
在歩骤 S504, 计算在歩骤 S503进行合并得到的性能参数矩阵的性能参 数值。
在歩骤 S505, 将 i加 1。
然后在歩骤 S506判断 i是否大于 L,这里 L是当前备选性能矩阵的行数。 如果 i不大于 L, 则处理返回歩骤 S503。
如果 i大于 L, 则进入歩骤 S507。在歩骤 S507, 将在歩骤 S504得到的 L 个性能参数值中最大的性能参数值所对应的增加行添加到当前性能参数矩阵 中(此时得到的矩阵实际上即最大的性能参数值所对应的歩骤 S503中合并得 到的性能参数矩阵), 并将该矩阵设为新的当前选定性能参数矩阵。
以上的过程选出了当前对系统性能贡献最大的预编码矩阵。
然后在歩骤 S508, 将最大的性能参数值所对应的增加行从当前备选性能 参数矩阵中删除, 得到新的当前备选性能参数矩阵。
在歩骤 S509, 判断是否应获得了足够多的预编码矩阵, 例如可以判断 L 是否小于 M2— P, 这里 M2是第二方式预编码矩阵全集中预编码矩阵的个数, P是要从中取出的第二方式预编码矩阵的个数。也可以判断当前选定预编码矩 阵是否等于第一预定数目和第二预定数目的和。
如果已经获得了足够多的预编码矩阵 (歩骤 S509, 是), 则处理进入歩 骤 S510, 输出当前选定性能参数矩阵所对应的预编码矩阵。
如果已经尚未获得足够多的预编码矩阵 (歩骤 S509, 否), 则处理进入 歩骤 S502, 进一歩选择对系统性能贡献最大的下一预编码矩阵。
上面描述的实施方式仅仅是示例性的, 例如歩骤 S508可以在歩骤 S509 之后, 歩骤 S510之前执行。
可以参照以上对 S130的描述来理解对歩骤 S340的描述。
图 7和图 8分别示出了在图 1的歩骤 S30根据本发明的另外实施方式的 获取第一预定数目的第一方式的预编码矩阵的方法的流程图。 这些实施方式 与图 2所示的实施方式基本相同, 歩骤 S720和 S820对应于 S110, 歩骤 S730 和 S830对应于 S120, 歩骤 S740和 S840对应于 S130。 区别在于, 根据这些 实施方式, 在性能参数矩阵生成歩骤之前, 还包括功率归一化歩骤。 功率归 一化歩骤可以在信道矩阵集合生成歩骤之前, 如图 7所示, 也可以在信道矩 阵集合生成歩骤之后、 性能参数矩阵生成歩骤之前, 如图 8所示。 在这些实 施方式的功率归一化歩骤中, 利用主对角元素不完全相等的对角矩阵作为功 率归一化矩阵也可以利用主对角元素相等的对角矩阵作为功率归一化矩阵, 对预编码矩阵全集中的每个预编码矩阵进行功率归一化。
同样地, 也可以在图 4的歩骤 S310之后、 歩骤 S330之前增加功率归一 化的歩骤。 该归一化的歩骤可以在信道矩阵集合生成歩骤之前或之后完成。
以上的描述只是示意性的, 不是对本发明的限制。 例如可以如下地取出 对系统性能贡献最大的 P个第二方式的预编码矩阵。
将所选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵设为当前选定 预编码矩阵集合, 将第二预编码矩阵全集设定为当前备选预编码矩阵集合; 以及
( 1 )从当前备选预编码矩阵集合中取出一个第二方式的预编码矩阵, 作 为增加的预编码矩阵,
(2)将所取出的所述第二方式的预编码矩阵与所述当前选定预编码矩阵 集合相组合, 形成预编码矩阵组合集;
(3 )根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩阵集合形成行与所述预编 码矩阵组合集中的预编码矩阵相对应、 列与所述信道矩阵集合中的各信道矩 阵相对应的性能参数矩阵;
(4) 计算所述性能参数矩阵的性能参数值;
( 5 ) 设当前备选预编码矩阵集合中预编码矩阵的数目为 L, 则重复执行 歩骤 (1 ) 至 (4 ) L次, 每次取出不同的第二方式的预编码矩阵, 得到 L个 性能参数值;
( 6)将与所述 L个性能参数值中最大的一个对应的性能参数矩阵所对应 的预编码矩阵组合集设为当前选定预编码矩阵集合,
(7 )判断所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目是否为第 一预定数目和第二预定数目的和,
如果所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目是第一预定数 目和第二预定数目的和, 则
( 8 ) 输出所述选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵作为预编码矩阵码 书;
如果所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目不是第一预定 数目和第二预定数目的和, 则将所述 L个性能参数值中最大的一个所对应的 增加的预编码矩阵从当前备选预编码矩阵集合中删去。 针对所述当前选定预 编码矩阵集合重复所述 (1 ) 起的各处理。
以下结合附图来描述根据本发明实施方式的生成预编码矩阵码书的装 置。
图 9示意性示出了依据本发明的一种实施方式的预编码矩阵码书生成装 置。 如图 9所示, 依据本发明的一种实施方式的预编码矩阵码书生成装置包 括第一预编码矩阵全集获得单元 910、 第二预编码矩阵全集获得单元 920、 第 一方式预编码矩阵选择单元 930以及第二方式预编码矩阵选择单元 940。
第一预编码矩阵全集获得单元 910通过自己生成或从外部读取等方式获 得第一方式的预编码矩阵的全集, 如 CMF方式的预编码矩阵的全集。第二预 编码矩阵全集获得单元 920通过自己生成或从外部读取等方式获得第二方式 的预编码矩阵的全集, 如 CMP方式的预编码矩阵的全集。第一方式预编码矩 阵选择单元 930从第一预编码矩阵全集获得单元 910获得的第一方式的预编 码矩阵的全集中选出第一预定数目的第一方式的预编码矩阵。 第二方式预编 码矩阵选择单元 930利用第一方式预编码矩阵选择单元 930选出的第一预定 数目的第一方式的预编码矩阵, 从第二预编码矩阵全集获得单元 920获得的 第二方式的预编码矩阵的全集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩 阵。
图 10示出了依据本发明的一种实施方式的第一方式预编码矩阵选择单元 的结构示意图。 如图 10所示, 第一方式预编码矩阵选择单元包括信道矩阵集 合获得子单元 1010、性能参数矩阵生成单元子 1020和第一预编码矩阵选择子 单元 1030。
信道矩阵集合获得子单元 1010被配置为通过自己生成或读取(例如从自 身的存储器或外部的存储器读取等) 获得所要应用的通信系统的信道矩阵集 合, H=[ , ¾, ¾, · .., ¾], 其中 N为大于 1 的整数。 每一个信道矩阵 Hn ( l≤n≤N)对应于一个信道实例。 由于信道的随机性, 所生成或读取的信道集 合 H的元素个数 N应该足够大, 才能反映信道的统计特性。
根据本发明的一个实施例,性能参数矩阵生成单元 1020被配置为基于由 Ml个预编码矩阵组成的第一方式的预编码矩阵的全集和所述信道矩阵集合, 生成 Ml行 N列的性能参数矩阵 TP, 其中 Ml为正整数。 所述性能参数矩阵 TP的每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与同一 信道矩阵相关的性能参数的值。
预编码矩阵选择单元 1030被配置为基于所述性能参数矩阵 TP, 根据每 个预编码矩阵对所述通信系统的性能参数的贡献大小, 从所述预编码矩阵全 集中的所有预编码矩阵中选出对系统性能贡献最大的第一预定数目的预编码 矩阵。
图 11示出了根据本发明的实施方式的性能参数矩阵生成单元的示意性框 图。 如图 11所示, 性能参数矩阵生成单元 1020包括信噪比确定单元 1110、 后验信噪声比向量计算单元 1120和吞吐量矩阵生成单元 1130。
根据本发明的一个实施例, 信噪比确定单元 1110被配置为确定所述通信 系统的信噪比。
根据该实施例,后验信噪比向量计算单元 1120被配置为基于所述信噪比, 针对所述信道矩阵集合中的每个信道矩阵所对应的信道实例, 计算所述第一 预编码矩阵全集中的每个预编码矩阵所对应的所述通信系统的后验信噪声比 向量, 得到 MxN个后验信噪比向量。
根据该实施方式,吞吐量矩阵生成单元 1130被配置为将所述后验信噪比 向量转化为所述通信系统的吞吐量的值,并且将所有的吞吐量的值排列成 Ml 行 N列的吞吐量矩阵 TP,其中每一行代表与同一预编码矩阵相关的吞吐量的 值, 每一列代表与同一信道矩阵相关的吞吐量的值, 每个元素表示在与该元 素所在的列相关的信道矩阵所对应的信道实例下, 当使用与该元素所在的行 相关的预编码矩阵时, 所述通信系统的吞吐量的值。 图 12 示出了根据本发明的实施方式的预编码矩阵选择单元的示意性框 图。 如图 12所示, 预编码矩阵选择单元 1030包括预编码矩阵贡献确定子单 元 1210和预编码矩阵排列子单元 1220。
根据本发明的一种实施方式,预编码矩阵贡献确定子单元 1210被配置为 针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩阵排序子处理, 以确定对所述 通信系统的性能参数贡献第一小的预编码矩阵, 以及依次执行第二级至第 Ml -K级预编码矩阵排序子处理, 以分别确定对所述通信系统的性能参数贡献 第二小至第 Ml— K小的 Ml -K个预编码矩阵。
根据该实施方式,预编码矩阵排列子单元 1220被配置为根据所述预编码 矩阵贡献确定子单元 1210所确定出的 Ml— K个预编码矩阵, 得到第一预定 数目的第一方式的预编码矩阵。
预编码矩阵排列子单元 1220和预编码矩阵贡献确定子单元 1210的操作 细节可以参照前面对矩阵删除方法的说明。
根据本发明的另一种实施方式,预编码矩阵贡献确定子单元 1210被配置 为针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩阵排序子处理, 以确定对所 述通信系统的性能参数贡献第一大的预编码矩阵,以及依次执行第二级至第 K 级预编码矩阵排序子处理, 以分别确定对所述通信系统的性能参数贡献第二 大至第 K大的 K个预编码矩阵。
根据该实施方式,预编码矩阵排列子单元 1220被配置为根据所述预编码 矩阵对所述通信系统的性能参数的贡献大小来选出 K个预编码矩阵。
对于此实施方式的预编码矩阵排列子单元 1220和预编码矩阵贡献确定子 单元 1210的操作细节可以参照前面对矩阵增加方法的说明。
图 13和图 14示出了根据本发明的另外实施方式的第一方式预编码矩阵 选择单元的示意性框图。 与图 10所示的第一方式预编码矩阵选择单元相比, 图 13和 14所示的第一方式预编码矩阵选择单元还分别包括功率归一化单元 1310和功率归一化单元 1420。
功率归一化单元 1310和功率归一化单元 1420的功能相同。 根据本发明 的一个实施例, 所述功率归一化单元 1310和 1420被配置为利用主对角元素 不完全相等的对角矩阵作为功率归一化矩阵, 也可以使用主对角线相等的对 角矩阵作为功率归一化矩阵, 对所述预编码矩阵全集中的每个预编码矩阵进 行功率归一化。 功率归一化单元 1310和功率归一化单元 1420的区别在于, 在图 13中, 功率归一化单元 1310是连接在信道矩阵集合生成单元 1320之前。 也就是说, 功率归一化单元 1310是在生成信道矩阵集合之前, 对预编码矩阵全集中的预 编码矩阵进行功率归一化。 而在图 14中, 功率归一化单元 1420是连接在信 道矩阵集合生成单元 1410之后、 性能参数矩阵生成单元 1430之前。 也就是 说, 功率归一化单元 1420是在生成信道矩阵集合之后、 生成性能参数矩阵之 前, 对预编码矩阵全集中的预编码矩阵进行功率归一化。
图 15示出了依据本发明一种实施方式的第二方式预编码矩阵选择单元的 结构示意图。 如图 15所示, 第二方式预编码矩阵选择单元包括预编码矩阵组 合集生成子单元 1510、 信道矩阵集合获得子单元 1520、 性能参数矩阵生成子 单元 1530和第二预编码矩阵选择子单元 1540。
预编码矩阵组合集生成子单元 1510将所选出的第一预定数目的第一预编 码矩阵与所述第二预编码矩阵全集相组合, 从而生成预编码矩阵组合集。 例 如在第一(CMF)预编码矩阵的全集中选出的第一预编码矩阵的个数为 10个、 第二预编码矩阵为 CMP预编码矩阵时, 在 4个天线的情况下, 所述预编码矩 阵组合集包含 34个预编码矩阵。
信道矩阵集合获得子单元 1520通过自己生成或读取(例如从滋生带有的 存储器或外部存储器)而获得信道矩阵集合 H=[ , ¾, ¾, ..., ¾], 其中 N为 大于 1 的整数。 每一个信道矩阵!^ ( l≤n≤N) 对应于一个信道实例。 生成信 道集合 H=[ , ¾, ¾, ..., HN]的方法可以参照以上对方法的说明。
性能参数矩阵生成子单元 1530根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩 阵集合生成 M行 N列的性能参数矩阵 TP。所述性能参数矩阵 TP的每一行代 表与预编码矩阵组合集中的同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一列代 表与同一信道矩阵相关的性能参数的值。生成性能参数矩阵 TP的具体歩骤可 以参见以上的说明。
第二预编码矩阵选择子单元 1540根据所生成的性能参数矩阵 TP进行预 编码矩阵的选择, 选出第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
图 16 示出了依据本发明的一种实施方式的第二预编码矩阵选择子单元 1540的组成结构图。
如图 16所示, 第二预编码矩阵选择子单元 1540包括第二方式预编码矩 阵贡献确定子单元 1610和第二方式预编码矩阵选择子单元 1620。 根据本发明的一种实施方式, 第二方式预编码矩阵贡献确定子单元 1610 被配置为针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩阵排序子处理, 以确 定对所述通信系统的性能参数贡献第一小的第二方式预编码矩阵, 并依次执 行第二级至第 M2— P级预编码矩阵排序子处理, 以分别确定对所述通信系统 的性能参数贡献第二小至第 M2— P小的第二方式预编码矩阵。 第二方式预编 码矩阵选择子单元 1620将这 M2— P个第二方式预编码矩阵从第二方式预编 码矩阵的全集中删除, 从而得到要选出的 P个第二方式预编码矩阵。
根据本发明的另一种实施方式,第二预编码矩阵贡献确定子单元 1610被 配置为针对所述性能参数矩阵 TP执行第一级预编码矩阵排序子处理,确定对 所述通信系统的性能参数贡献第一大的第二方式预编码矩阵, 以及依次执行 第二级至第 P级预编码矩阵排序子处理, 以分别确定对所述通信系统的性能 参数贡献第二大至第 P大的第二方式预编码矩阵。 第二方式预编码矩阵选择 子单元 1620将这 P个第二方式预编码矩阵确定为要选出的 P个第二方式预编 码矩阵。
第二预编码矩阵贡献确定子单元 1610 和第二预编码矩阵选择子单元 1620的操作可以参见图 5和图 6以及相关的说明。
关于以上各个装置中的各个单元的操作的进一歩细节, 可以参考以上相 应的方法的各种实施方式, 这里不再详细描述。
上述装置中各个组成模块、 单元、 子单元可以通过软件、 固件、 硬件或 其组合的方式进行配置。 配置可使用的具体手段或方式为本领域技术人员所 熟知, 在此不再赘述。 在通过软件或固件实现的情况下, 从存储介质或网络 向具有专用硬件结构的计算机(例如图 17所示的通用计算机) 安装构成该软 件的程序, 该计算机在安装有各种程序时, 能够执行各种功能等。
图 17示出了可用于实施根据本发明实施例的方法和装置的计算机的示意 性框图。
在图 17中,中央处理单元 (CPU)1701根据只读存储器 (ROM)1702中存储 的程序或从存储部分 1708加载到随机存取存储器 (RAM)1703的程序执行各种 处理。在 RAM 1703中, 还根据需要存储当 CPU 1701执行各种处理等等时所 需的数据。 CPU 1701、 ROM 1702和 RAM 1703经由总线 1704彼此连接。 输 入 /输出接口 1705也连接到总线 1704。
下述部件连接到输入 /输出接口 1705: 输入部分 1706 (包括键盘、 鼠标 等等)、输出部分 1707(包括显示器,比如阴极射线管 (CRT)、液晶显示器 (LCD) 等, 和扬声器等) 、 存储部分 1708 (包括硬盘等) 、 通信部分 1709 (包括网 络接口卡比如 LAN卡、 调制解调器等) 。 通信部分 1709经由网络比如因特 网执行通信处理。 根据需要, 驱动器 1710也可连接到输入 /输出接口 1705。 可拆卸介质 1711比如磁盘、 光盘、 磁光盘、 半导体存储器等等可以根据需要 被安装在驱动器 1710上, 使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储 部分 1708中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下, 从网络比如因特网或存储介质 比如可拆卸介质 1711安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解,这种存储介质不局限于图 17所示的其中存 储有程序、 与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质 1711。 可拆 卸介质 1711 的例子包含磁盘 (包含软盘 (注册商标: 、 光盘 (包含光盘只读存储 器 (CD-ROM)和数字通用盘 (DVD )、 磁光盘 (包含迷你盘 (MD) (注册商标 )和 半导体存储器。 或者, 存储介质可以是 ROM 1702、 存储部分 1708中包含的 硬盘等等, 其中存有程序, 并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。 所述指令 代码由机器读取并执行时, 可执行上述根据本发明实施例的方法。
相应地, 用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储 介质也包括在本发明的公开中。 所述存储介质包括但不限于软盘、 光盘、 磁 光盘、 存储卡、 存储棒等等。
下面示出了应用本发明以上的方法和装置所获得的具体的码书的示例。 在该示例中, 从 CMF方式的预编码矩阵全集中取出第一预定数目的 CMF方 式的预编码矩阵,从 CMP方式的预编码矩阵全集中取出第二预定数目的 CMP 方式的预编码矩阵, 将所取出的预编码矩阵组成预编码矩阵码书。
表 1为码书要应用的多天线通信系统的所支持的传输层数(即秩数)为 3, 结构为 CMF方式的预编码矩阵全集 PeMF。在要求各个传输层功率相等的情况 下, 使用以下功率归一化矩阵对表 1所示的预编码矩阵全集进行功率归一化:
Figure imgf000031_0001
/:/:/ O l3s-0600si>l£ Ϊ8ε0Π0ίAV
Figure imgf000032_0001
/:/:/ O l3s-0600si>l£ Ϊ8ε0Π0ίAV
Figure imgf000033_0001
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Figure imgf000034_0001
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Figure imgf000035_0001
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Figure imgf000036_0001
/:/:/ O l3s-0600si>l£ Ϊ8ε0Π0ίAV
Figure imgf000037_0001
172 173 174
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
0.5i -0.707H 0 0.5i 0 0.7071 0.5i 0 0.7071
-0.5 0 0.7071 -0.5 0.7071 0 -0.5 0 -0.707H
-0.5i 0 -0.707H -0.5i 0 0.7071 -0.5i 0.707H 0
175 176 177
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
-0.5 0.7071 0 -0.5 0 0.7071 -0.5 0 0.7071
-0.5 0 0.7071 -0.5 0.7071 0 -0.5 0 -0.7071
-0.5i 0 -0.707H -0.5i 0 -0.707H -0.5i 0.707H 0
178 179 180
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
-0.5i 0.707H 0 -0.5i 0 0.7071 -0.5i 0 0.7071
-0.5 0 0.7071 -0.5 0.7071 0 -0.5 0 0.707H
-0.5i 0 -0.707H -0.5i 0 -0.7071 -0.5i 0.707H 0
181 182 183
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
0.5 -0.7071 0 0.5 0 0.7071 0.5 0 0.7071
-0.5i 0 0.7071 -0.5i 0.707H 0 -0.5i 0 0.707H
-0.5i 0 -0.7071 -0.5i 0 0.707H -0.5i 0.707H 0
184 185 186
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
0.5i -0.707H 0 0.5i 0 0.7071 0.5i 0 0.7071
-0.5i 0 0.7071 -0.5i 0.707H 0 -0.5i 0 0.7071
-0.5i 0 -0.7071 -0.5i 0 0.7071 -0.5i 0.707H 0
187 188 189
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
-0.5 0.7071 0 -0.5 0 0.7071 -0.5 0 0.7071
-0.5i 0 0.7071 -0.5i 0.707H 0 -0.5i 0 -0.707H
-0.5i 0 -0.7071 -0.5i 0 -0.707H -0.5i 0.707H 0
190 191 192
0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0 0.5 0.7071 0
-0.5i 0.707H 0 -0.5i 0 0.7071 -0.5i 0 0.7071
-0.5i 0 0.7071 -0.5i 0.707H 0 -0.5i 0 -0.7071
-0.5i 0 -0.7071 -0.5i 0 -0.7071 -0.5i 0.707H 0 表 1中的数字 1一 192表示预编码矩阵的序号,每个预编码矩阵都是 4行 3列的。
表 2为该多天线通信系统的所支持的传输层数 (即秩数) 为 3, 结构为 CMP方式的预编码矩阵全集 PCMP。表 2中的数字 1一 24表示预编码矩阵的序 号, 每个预编码矩阵都是 4行 3列的。
表 2
Figure imgf000038_0001
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5
4 5 6
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0
-0. 5000i 0 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0 0. 5 0 0. 5 0 0 0. 5000i 0 0
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5
7 8 9
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
-0. 5 0 0 -0. 5000i 0 0 0 0 0. 5
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0. 5 0 0
10 11 12
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5
0. 5000i 0 -0. 5 0 -0. 5000i 0 0
0 0
13 14 15
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0
0. 5 0 0 0. 5000i 0 0 -0. 5 0 0
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5
16 17 18
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0
-0. 5000i 0 0 0 0 0. 5 0 0 0. 5
0 0 0. 5 0. 5 0 0 0. 5000i 0 0
19 20 21
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0 0 0. 5
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0. 5 0 0
-0. 5 0 0 -0. 5000i 0 0 0. 5 0 0
22 23 24
0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0
0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5
0. 5 0 0 0. 5 0 0 0. 5 0 0
0. 5000i 0 0 -0. 5 0 0 -0. 5000i 0 0
当信道的统计特性符合独立的瑞利衰落信道时, 利用 2x l05个信道实例, 可以得到以下的预编码矩阵码书。
当预编码矩阵码书由 10个 CMF方式的预编码矩阵和 10个 CMP方式的 预编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[106 64 23 41 123 33 189 187 134 57] CMP预编码矩阵为:
[2 4 5 7 10 14 17 19 22 24] 当预编码矩阵码书由 11个 CMF方式的预编码矩阵和 9个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[103 31 1 104 60 180 150 78 41 23
113]
CMP预编码矩阵为:
[1 3 6 8 11 13 18 21 23]
当预编码矩阵码书由 12个 CMF方式的预编码矩阵和 8个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[103 31 1 104 60 180 150 78 41 23
113 143]
CMP预编码矩阵为:
[1 3 10 12 14 16 21 23]
当预编码矩阵码书由 13个 CMF方式的预编码矩阵和 7个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[103 31 1 104 60 180 150 78 41 23
113 143 85]
CMP预编码矩阵为:
[1 3 6 12 14 20 23]
当预编码矩阵码书由 14个 CMF方式的预编码矩阵和 6个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[99 127 97 8 47 136 17 118 183 93
165 63 155 83]
CMP预编码矩阵为:
[2 5 7 17 19 22]
当预编码矩阵码书由 15个 CMF方式的预编码矩阵和 5个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[99 127 97 8 47 136 17 118 183 93
165 63 155 83 53]
CMP预编码矩阵为:
[2 5 12 17 22]
当预编码矩阵码书由 16个 CMF方式的预编码矩阵和 4个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[99 127 97 8 47 136 17 118 183 93
165 63 155 83 53 173]
CMP预编码矩阵为:
[9 11 13 15]
当预编码矩阵码书由 17个 CMF方式的预编码矩阵和 3个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[124 4 34 125 192 72 89 161 43 13 15 133 152 80 50 170 102]
CMP预编码矩阵为:
[11 16 21]
当预编码矩阵码书由 18个 CMF方式的预编码矩阵和 2个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[44 135 45 115 35 124 106 5 162 72 192 90 49 79 151 169 167 65]
CMP预编码矩阵为:
[6 17]
当预编码矩阵码书由 19个 CMF方式的预编码矩阵和 1个 CMP方式的预 编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[65 167 95 66 19 109 141 39 29 101 131 11 57 177 75 147 34 4 106]
CMP预编码矩阵为:
[17]
当预编码矩阵码书由 20个 CMF方式的预编码矩阵构成时,
CMF预编码矩阵为:
[65 167 95 66 19 109 141 39 29 101 131 11 57 177 75 147 34 4 106 124]
当预编码矩阵码书由 20个 CMP方式的预编码矩阵构成时,
CMP预编码矩阵为:
[2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24]
在上面对本发明具体实施例的描述中, 针对一种实施方式描述和 /或示出 的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用, 与其 它实施方式中的特征相组合, 或替代其它实施方式中的特征。
应该强调, 术语"包括 /包含"在本文使用时指特征、 要素、 歩骤或组件的 存在, 但并不排除一个或更多个其它特征、 要素、 歩骤或组件的存在或附加。
此外, 本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行, 也可 以按照其他的时间顺序地、 并行地或独立地执行。 因此, 本说明书中描述的 方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

Claims

权利要求书
1、 一种预编码矩阵码书生成方法, 包括以下歩骤:
获取第一方式的预编码矩阵的全集;
获取第二方式的预编码矩阵的全集;
在所述第一方式的预编矩阵的全集中选取第一预定数目的第一方式的预 编码矩阵;
根据选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵, 从所述第二 方式的预编码矩阵全集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
2、 根据权利要求 1所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 从所 述第二方式的预编码矩阵的全集中选出第二预定数目的第二方式的预编码矩 阵包括:
将选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵与第二方式的预 编码矩阵的全集合并, 形成预编码矩阵组合集;
形成所述预编码矩阵所要应用到的通信系统的信道矩阵集合, 每个信道 矩阵对应于一个信道实例;
根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩阵集合形成性能参数矩阵, 所 述性能参数矩阵的每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一 列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值; 以及
利用所述性能参数矩阵, 根据各所述第二方式的预编码矩阵对通信系统 性能的贡献大小, 选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
3、 根据权利要求 2所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 逐歩减去所述性能参数矩阵中与对所述通信系统性能的贡献最小的第二方式 预编码矩阵对应的行, 而选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码 矩阵。
4、 根据权利要求 2所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 在所述性能参数矩阵中的与所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵对应 的行的基础上, 逐歩增加与对所述通信系统性能的贡献最大的第二方式预编 码矩阵对应的行, 而选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
5、 根据权利要求 3所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 以下处理选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵:
( 1 )设当前的所述性能参数矩阵的行数为 M, M=K+M2, K是所述性能 参数矩阵中第一方式预编码矩阵的个数, M2是所述性能参数矩阵中第二方式 预编码矩阵的个数, 列数为 N, 从所述 M行 N列性能参数矩阵中的与第二方 式的预编码矩阵相对应的一行删去,得到一个 M— 1行 N列的性能参数矩阵;
(2) 计算所述 M— 1行 N列的性能参数矩阵的性能参数值;
(3 ) 重复执行歩骤 (1 ) 和 (2) M2次, 每次删除所述性能参数矩阵中 与不同的第二方式的预编码矩阵相对应的一行, 得到 M2个性能参数值;
(4)将与所述 M2个性能参数值中最大的一个对应的 M— 1行 N列的性 能参数矩阵作为新的性能参数矩阵,
(5 )判断所述新的性能参数矩阵中的行数是否为第一预定数目和第二预 定数目的和,
如果所述新的性能参数矩阵中的行数是第一预定数目和第二预定数目的 和, 则
(6)输出所述新的性能参数矩阵所对应的各预编码矩阵作为预编码矩阵 码书;
如果所述新的性能参数矩阵中的行数不是所述第一预定数目和所述第二 预定数目的和, 则将所述新的性能参数矩阵设为当前性能参数矩阵, 重复从 所述 (1 ) 起的各处理。
6、 根据权利要求 1所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 以下处理从所述第二方式的预编码矩阵全集中选出第二预定数目的第二方式 的预编码矩阵:
将所选取出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵设为当前选定 预编码矩阵集合, 将第二预编码矩阵全集设定为当前备选预编码矩阵集合;
( 1 )从当前备选预编码矩阵集合中取出一个第二方式的预编码矩阵, 作 为增加的预编码矩阵,
(2)将所取出的所述第二方式的预编码矩阵与所述当前选定预编码矩阵 集合相组合, 形成预编码矩阵组合集;
(3 ) 根据所述预编码矩阵组合集和所述信道矩阵集合形成性能参数矩 阵, 所述性能参数矩阵的每一行代表与同一预编码矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值;
(4) 计算所述性能参数矩阵的性能参数值;
(5 ) 设当前备选预编码矩阵集合中预编码矩阵的数目为 M2, 则重复执 行歩骤 (1 ) 至 (4) M2 次, 每次取出不同的第二方式的预编码矩阵, 得到 M2个性能参数值;
(6)将与所述 M2个性能参数值中最大的一个对应的性能参数矩阵所对 应的预编码矩阵组合集设为当前选定预编码矩阵集合,
(7)判断所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目是否为第 一预定数目和第二预定数目的和,
如果所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目是第一预定数 目和第二预定数目的和, 则
( 8)输出所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵作为预编码矩阵 码书;
如果所述当前选定预编码矩阵集合中的预编码矩阵的数目不是第一预定 数目和第二预定数目的和,则将所述 M2个性能参数值中最大的一个所对应的 增加的预编码矩阵从当前备选预编码矩阵集合中删去, 从而获得新的当前备 选预编码矩阵集合, 针对所述当前选定预编码矩阵集合和新的当前备选预编 码矩阵集合重复所述 (1 ) 起的各处理。
7、 根据权利要求 4所述的预编码矩阵码书生成方法, 其特征在于, 通过 以下处理选出贡献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵:
将与所选出的所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵对应的性能参 数矩阵的行选出作为已选定性能参数矩阵, 设有 K行; 将与所述第二方式的 预编码矩阵对应的性能参数矩阵的各行选出作为备选性能参数矩阵, 设具有 M2行,
( 1 ) 从所述备选性能参数矩阵中取出一行, 作为新增行,
(2)将所述新增行与所述已选定性能参数矩阵合并, 形成 K+ 1行 N列 的矩阵;
(3 ) 计算所述 K+ 1行 N列的矩阵的性能参数值;
(4) 重复执行歩骤 (1 ) 到 (3 ) M2次, 每次取出所述备选性能参数矩 阵中与不同的第二方式的预编码矩阵相对应的一行作为新增行,得到 M2个性 能参数值;
(5 ) 将与所述 M2个性能参数值中最大的一个性能参数值对应的 K+ 1 行 N列矩阵设为新的已选定性能参数矩阵,
(6)判断所述新的已选定性能参数矩阵的行数是否为第一预定数目和第 二预定数目的和,
如果所述行数是第一预定数目和第二预定数目的和, 则
(7)输出所述新的已选定性能参数矩阵的各行所对应的各预编码矩阵作 为预编码矩阵码书;
如果所述行数不是所述第一预定数目和第二预定数目的和, 则将与所述 M2 个性能参数值中最大的一个性能参数值对应的增加行从所述备选性能参 数矩阵中删去, 形成新的备选性能参数矩阵, 并针对所述新的已选定性能参 数矩阵和所述新的性能参数矩阵重复从所述 (1 ) 起的各处理。
8、 一种预编码矩阵码书生成装置, 所述预编码矩阵码书生成装置包括: 第一预编码矩阵全集获取单元,用于获取第一方式的预编码矩阵的全集; 第二预编码矩阵全集获取单元,用于获取第二方式的预编码矩阵的全集; 第一预编码矩阵选择单元, 用于在所述第一方式的预编矩阵的全集中选 取第一预定数目的第一方式的预编码矩阵;
第二预编码矩阵选择单元, 用于根据选取出的所述第一预定数目的第一 方式的预编码矩阵, 从所述第二方式的预编码矩阵全集中选出第二预定数目 的第二方式的预编码矩阵。
9、 根据权利要求 8所述的预编码矩阵码书生成装置, 其特征在于, 所述 第二预编码矩阵选择单元包括:
预编码矩阵组合集生成子单元, 用于将选出的所述第一预定数目的第一 方式的预编码矩阵与所述第二方式的预编码矩阵的全集合并, 形成预编码矩 阵组合集;
信道矩阵集合获得子单元, 用于获得所述预编码矩阵所要应用到的通信 系统的信道矩阵集合, 每个信道矩阵对应于一个信道实例;
性能参数矩阵生成子单元, 用于根据所述预编码矩阵组合集和所述信道 矩阵集合形成性能参数矩阵, 所述性能参数矩阵的每一行代表与同一预编码 矩阵相关的性能参数的值, 每一列代表与同一信道矩阵相关的性能参数的值; 以及
第二方式预编码矩阵选择子单元, 用于利用所述性能参数矩阵, 根据各 所述第二方式的预编码矩阵对通信系统性能的贡献大小, 选出贡献最大的第 二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
10、 根据权利要求 9所述的预编码矩阵码书生成装置, 其特征在于, 第 二方式预编码矩阵选择子单元通过逐歩减去所述性能参数矩阵中与对所述通 信系统性能的贡献最小的第二方式预编码矩阵对应的行, 而选出贡献最大的 第二预定数目的第二方式的预编码矩阵, 或通过在所述性能参数矩阵中的与 所述第一预定数目的第一方式的预编码矩阵对应的行的基础上, 逐歩增加与 对所述通信系统性能的贡献最大的第二方式预编码矩阵对应的行, 而选出贡 献最大的第二预定数目的第二方式的预编码矩阵。
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