WO2012155492A1 - 一种信道系数矩阵信息反馈方法和终端 - Google Patents

一种信道系数矩阵信息反馈方法和终端 Download PDF

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WO2012155492A1
WO2012155492A1 PCT/CN2011/083141 CN2011083141W WO2012155492A1 WO 2012155492 A1 WO2012155492 A1 WO 2012155492A1 CN 2011083141 W CN2011083141 W CN 2011083141W WO 2012155492 A1 WO2012155492 A1 WO 2012155492A1
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WO
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singular value
matrix
codebook
codeword
channel coefficient
Prior art date
Application number
PCT/CN2011/083141
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English (en)
French (fr)
Inventor
宁迪浩
朱登魁
鲁照华
刘锟
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中兴通讯股份有限公司
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0026—Transmission of channel quality indication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications, and in particular, to a channel coefficient matrix information feedback method and terminal.
  • MIMO Multiple Input and Multiple Output
  • MIMO technology refers to placing more than one antenna at both ends of the transceiver, and transmitting information through multiple transceiver channels. Both theoretically and practically, MIMO technology has been proven to significantly increase the spectral efficiency of the system and is widely used in various 4G standards.
  • the existing system and standard, the method for utilizing the channel information, is to perform precoding operation by using the right singular vector of the channel coefficient matrix.
  • the specific method is as follows: The terminal measures the downlink channel coefficient matrix by using the downlink reference symbol, and the terminal stores a Pre-designed codebook (codeword set), by traversing each codeword in the set, selecting a vector that best matches the right singular vector of the current channel coefficient matrix, and feeding back the number to the base station side, and the base station utilizes the No.
  • the precoding operation is performed by using a vector corresponding to the number in the same codebook as the terminal side stored as the precoding vector.
  • a codeword is selected from a set of pre-designed codewords, which is closest to the right singular vector of the channel coefficient matrix.
  • This kind of closest can have multiple metrics, and more commonly, computational expression m vax
  • , V is a precoding vector in the codebook
  • H is a matrix of channel coefficients
  • represents the norm of the matrix or vector, which means seeking from the codebook
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a channel coefficient matrix information feedback method and terminal to improve system performance.
  • the present invention provides a channel coefficient matrix information feedback method, which includes:
  • Constructing a singular value codebook selecting a first codeword from the singular value codebook according to a channel coefficient matrix and a right singular vector matrix of the channel coefficient matrix, the first codeword and the first of the channel coefficient matrix The singular value is the closest, the first codeword is used as an estimated value of the first singular value; and so on, the estimated value of the rth singular value of the channel coefficient matrix is obtained from the singular value codebook, Said r is less than or equal to the effective rank of the channel coefficient matrix;
  • the above method may further have the following feature, the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1;
  • the value is the singular value codebook that makes R- Cl V(:, l) V(:, l) the smallest codeword:
  • C is the singular value codebook, c, is the codeword in C,
  • the above method may further have the following feature, when the r is greater than or equal to 2, the letter and the letter
  • the present invention also provides a channel coefficient matrix information feedback method, including:
  • the channel coefficient matrix rank is K
  • K takes the order of 1...N
  • ⁇ is the terminal side receiving antenna, selects the codeword vector from the right singular vector codebook of rank K, and from the singular value code Selecting codeword 4, the 4, satisfying the following condition: the 4, , ... the singular value closest to the channel coefficient matrix, the right singular vector closest to the channel coefficient matrix;
  • the value of ⁇ is 1..., the effective rank k of the channel coefficient matrix is determined; the number feedback of some or all of the ⁇ , 2 , .. in the singular value codebook is To the base station.
  • the above method may further have the following feature, the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1;
  • the 4 is selected according to the following manner:
  • the 4, ... is selected from the singular value codebook and the right singular vector codebook of rank ⁇ such that R_Ci ' (, the smallest codeword and codeword vector;
  • C represents a singular value codebook
  • ⁇ is a codeword in C
  • R represents the channel coefficient matrix
  • the covariance matrix of H, which is defined as: R H H .H , trace (R) is the trace of the matrix R, : , ) represents the codeword vector ⁇ , in the right singular vector codebook of rank K Column j,
  • the foregoing method may further have the following feature: the determining the valid rank k of the channel coefficient matrix according to the order of ⁇ 4, , K is 1...N: calculating R-LX(:,l (:, l - ⁇ (:, 2 C 2 —... ⁇ VK (..,K)V K (..,K)
  • the present invention also provides a channel coefficient matrix information feedback method, including:
  • the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1;
  • the selection is based on the following:
  • the 44 2 , .. , ⁇ is the smallest codeword and codeword vector selected from the singular value codebook and the right singular vector codebook of rank k;
  • C is the singular value codebook
  • ⁇ is the codeword in C
  • trace (R) is the trace of the matrix R , :, represents the j-th column of the codeword vector ⁇ , in the right singular vector codebook with rank k, and
  • the present invention also provides a terminal, including a singular value estimation unit and a feedback unit, wherein: the singular value estimation unit is configured to: from a pre-constructed singular value according to a channel coefficient matrix and a right singular vector matrix of the channel coefficient matrix Selecting a first codeword in the codebook, the first codeword being closest to a first singular value of the channel coefficient matrix, and using the first codeword as an estimated value of the first singular value; Obtaining an estimated value of the rth singular value of the channel coefficient matrix in the singular value codebook, where the r is less than or equal to the effective rank of the channel coefficient matrix;
  • the feedback unit is configured to: feed back the number of the estimated value of the first singular value to the estimated value of the rth singular value in the singular value codebook to the base station.
  • the terminal may further have the following feature, the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1;
  • the foregoing terminal may further have the following feature: the singular value estimation unit is configured to: when the r is greater than or equal to 2, obtain the code that is closest to the jth singular value of the channel coefficient matrix according to the following manner: Word 1 ⁇ j ⁇ r :
  • R 0 R That is: the value is not greater than the singular value codebook and makes R
  • the invention also provides a terminal, comprising a singular value estimation unit, an effective rank determination unit and a feedback unit, wherein:
  • the singular value estimation unit is configured to: when the channel coefficient matrix rank is K, the values of K are respectively 1...N, N is a terminal side receiving antenna, and the codeword is selected from a right singular vector codebook of rank K Vector ⁇ ⁇ , and, select codeword 4, from the pre-constructed singular value codebook, the 4,
  • the effective rank determining unit is configured to: determine the effective rank k of the channel coefficient matrix according to ⁇ 4, ⁇ , ⁇ values are sequentially 1...
  • the feedback unit is configured to: feed back, to the base station, the number of the part or all of the 4 4 2 , .. in the singular value codebook.
  • the terminal may further have the following feature, the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1;
  • the element is set to: Select the 4, ⁇ ⁇ as follows:
  • C is the singular value codebook
  • ⁇ is the codeword in C
  • trace ( R ) is the trace of the matrix R , :, represents the codeword vector ⁇ in the right singular vector codebook with rank K, the jth column of .,
  • the foregoing terminal may further have the following feature, the effective rank determining unit is configured to: determine the effective rank k of the channel coefficient matrix according to the following manner:
  • a terminal including a valid rank determining unit, a singular value estimating unit, and a feedback unit, where:
  • the effective rank determining unit is configured to: determine an effective rank k of a channel coefficient matrix
  • the singular value estimation unit is configured to: select a codeword vector v k from a right singular vector codebook of rank k , and select a codeword 44 2 , .. , the AW, from the singular value codebook. . . . , satisfying the following condition: the 44 2 , the singular value closest to the matrix of the channel coefficients, the right singular vector closest to the matrix of the channel coefficients;
  • the feedback unit is configured to: feed back the number of the part or all of the 44 2 , .. in the singular value codebook to the base station.
  • the terminal may further have the following feature, the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1;
  • the singular value estimating unit is configured to: select the 44 2 , .. v k according to the following manner:
  • the 44 2 , .. , ⁇ is the smallest codeword and codeword vector selected from the singular value codebook and the right singular vector codebook of rank k;
  • C is the singular value codebook
  • ⁇ is the codeword in C
  • trace (R) is the trace of the matrix R , :, represents the j-th column of the codeword vector ⁇ , in the right singular vector codebook of rank k
  • represents the matrix norm, (indicates the conjugate transpose of the matrix.
  • the terminal can calculate the singular value of the channel coefficient matrix with a lower complexity. And through the quantitative feedback method of the present invention, feedback is performed with lower overhead. After obtaining the feedback content, the base station side can perform more efficient processing to obtain system performance gain.
  • FIG. 1 is a basic flow chart of a successive approximation method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of a terminal embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the terminal of the present invention.
  • a codeword set for quantizing a singular value is provided, which is called a singular value codebook, and the singular value codebook is used to quantize and feed back a singular value, where the singular value codebook includes multiple real numbers, and the specific code
  • This value can be set according to the system requirements, such as according to channel characteristics. Assume that the channel coefficient matrix obtained by the current terminal measurement is H, the dimension is [ ⁇ ], and the number of terminal antennas is the number of base station antennas.
  • N, ⁇ N are taken as an example, such as N t ⁇ N r can adjust the relevant calculation formula accordingly according to the idea of the present invention.
  • a codebook for quantifying a singular value that is, a singular value codebook
  • the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1, for example, the codebook is assumed Is N bits, N is a natural number, then the codebook contains 2 W code words, the values are all real numbers, and the value range satisfies the following formula
  • the channel coefficient matrix information feedback method includes:
  • Constructing a singular value codebook selecting a first codeword from the singular value codebook according to a channel coefficient matrix and a right singular vector matrix of a channel coefficient matrix, the first codeword and the first singularity of the channel coefficient matrix The value is closest, the first codeword is used as an estimate of the first singular value; and so on, an estimate of the rth singular value of the channel coefficient matrix is obtained from the singular value codebook, the r Less than or equal to the effective rank of the channel coefficient matrix;
  • the number of the estimated value of the first singular value to the estimated value of the rth singular value is fed back to the base station in the number of the singular value codebook. Specifically, how to measure the singular value of the codeword and the channel coefficient matrix is the closest. There are various ways to calculate the estimated value of the first singular value to the estimated value of the rth singular value.
  • the embodiment of the invention further provides a channel coefficient matrix information feedback method, including:
  • the codeword vector is selected from the right singular vector codebook of rank K, and the singular value code is selected.
  • Effectively rank k determine the channel coefficient matrix, the rank k corresponding to an effective 442, .. to the base station, or, the 442, the number of singular values .. codebook to the base station.
  • the codeword vector ⁇ is selected from the right singular vector codebook of rank k, and the codeword 4 4 2 , .. is selected from the singular value codebook, and the AW, .. : the 2,.. is closest to the singular value of the channel coefficient matrix, and the ⁇ is closest to the channel coefficient moment Right singular vector of the array;
  • the singular value of the channel coefficient matrix is calculated under the condition that the quantized feedback right singular vector has been obtained, and the singular value is quantized and fed back.
  • the terminal has obtained the quantized value of the right singular vector of the channel coefficient matrix by the conventional method, assuming that its dimension is [ ⁇ ], where Rank refers to the effective rank of the channel coefficient matrix, and thus is the channel coefficient matrix. Quantization of the pre-Rank column of the right singular vector matrix V of H. Of course, the dimension can also be [ .r] , r is greater than or equal to 1 and is not greater than the effective rank Rank of the channel coefficient matrix.
  • Step 101 Calculate the covariance matrix of the channel coefficient matrix
  • R H H ⁇ ⁇
  • R matrix is the [N, ⁇ ] dimension
  • (.f represents the conjugate transpose of the matrix.
  • Step 102 Calculate the trace of the R matrix, and normalize the R matrix with the trace to obtain the R matrix: Tra ⁇ C) represents the trace of the matrix, that is, the diagonal elements of the matrix. If not normalized, the subsequent calculations are adjusted accordingly.
  • the norm, the meaning of the above formula, is to select a codeword ⁇ from codebook C, so that the above expression is the smallest.
  • the codeword ⁇ is the estimated value of the first singular value, and at the same time, let: ⁇ -/ ⁇ :, ⁇ :,
  • Step 104 Calculate an estimated value of the second singular value of the R matrix or the unitary matrix ⁇ , note that the above The variables in the formula are replaced:
  • Step 105 Repeat the above steps to complete the calculation of the rth singular value, where r is not greater than the effective rank Ran ⁇ ⁇ ⁇ of the channel coefficient matrix.
  • the formula used is:
  • Step 106 Feed the corresponding number of the codeword in the codebook to the base station, and complete other feedback operations (such as the feedback of the quantized right singular vector).
  • the joint calculation and feedback of the right singular vector and the corresponding singular value are performed on the basis of no right singular vector.
  • Step 201 Calculating a covariance matrix of a channel coefficient matrix
  • R H H H where the R matrix is [ 'dimensional, (.f represents the conjugate transpose of the matrix.
  • Step 202 Calculate the trace of the R matrix, and normalize the R matrix with the trace Tra ⁇ C) represents the trace of the matrix, that is, the diagonal elements of the matrix.
  • C denotes a singular value codebook
  • C denotes a singular value codebook
  • Step 205 Repeat the above steps to complete the calculation of the rank of the user channel coefficient matrix as other values, and the maximum value of the rank should be less than or equal to the number N of receiving antennas on the terminal side, for example:
  • the corresponding calculation expression is as follows :, indicates the j-th column of the codeword vector ⁇ ,. in the right singular vector codebook of rank K, and, at the same time, Save the minimum norm value:
  • Step 206 Compare the norm value obtained by the above step, and take the number min ( , , . corresponding to the minimum value to obtain the effective rank k, and the W, 4 2 , ..., obtained by k is corresponding in the codebook. The number is fed back to the base station.
  • the content of the present invention will be further described below through specific application examples.
  • R H H H where the R matrix is the [4 * 4] dimension, and ( ⁇ ) ⁇ represents the conjugate transpose of the matrix.
  • the terminal side does not know the right singularity of the matrix of the channel coefficients H.
  • Vector and rank information Assume that the number of transmitting antennas on the base station side is 4, the number of receiving antennas on the terminal side is 2, the matrix of channel coefficients obtained by the terminal measurement is H, the dimension is [2*4], and the terminal side does not know the right singularity of the matrix of the channel coefficients H.
  • Vector and rank information Assume that the number of transmitting antennas on the base station side is 4, the number of receiving antennas on the terminal side is 2, the matrix of channel coefficients obtained by the terminal measurement is H, the dimension is [2*4], and the terminal side does not know the right singularity of the matrix of the channel coefficients H.
  • Vector and rank information Assume that the number of transmitting antennas on the base station side is 4, the number of receiving antennas on the terminal side is 2, the matrix of channel coefficients obtained by the terminal measurement is H, the dimension is [2*4], and the terminal side does not know the right singularity of the matrix of the channel coefficient
  • R H H - H where the R matrix is the [4 * 4] dimension, and ( ⁇ ) ⁇ represents the conjugate transpose of the matrix.
  • the embodiment of the present invention further provides a terminal, as shown in FIG. 3, including a singular value estimation unit and a feedback unit, where:
  • the singular value estimation unit is configured to: select, according to a channel coefficient matrix and a right singular vector matrix of the channel coefficient matrix, a first codeword from the pre-configured singular value codebook, the first codeword and the channel coefficient The first singular value of the matrix is closest, the first codeword is used as an estimate of the first singular value; and so on, the rth singular value of the channel coefficient matrix is obtained from the singular value codebook An estimated value, the r being less than or equal to a valid rank of the channel coefficient matrix;
  • the feedback unit is configured to: feed back an estimated value of the first singular value to an estimated value of the rth singular value to the base station; or, send the estimated value of the first singular value to the rth singular value The number of the estimated value in the singular value codebook is fed back to the base station.
  • the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1.
  • the singular value estimation unit is configured to obtain the first codeword that is closest to the first singular value of the channel coefficient matrix according to the following manner:
  • the value is the singular value codebook that makes R- Cl V(:,l)V(:,l) the smallest codeword:
  • C is the singular value codebook
  • c,. is the codeword in C
  • R represents the covariance matrix of the channel coefficient matrix
  • trace (R) is the trace of the matrix R
  • ⁇ (:, 1) is the first column of the right singular vector matrix of the channel coefficient matrix
  • 1.1 represents the matrix norm
  • (. f represents a conjugate transpose of the matrix
  • the singular value estimation unit is configured to acquire the code closest to the j-th singular value of the channel coefficient matrix according to the following manner when the r is greater than or equal to 2.
  • Word, l ⁇ j ⁇ r: , min
  • R 0 R ie: ⁇ is the value of the singular value codebook is not greater than ⁇ and makes R , .- ⁇ ( J)V ( jy a small codeword; wherein, is the jth column of the right singular vector matrix of the channel coefficient matrix.
  • the embodiment of the present invention further provides a terminal, as shown in FIG. 4, including a singular value estimation unit, an effective rank determining unit, and Feedback unit, where:
  • the singular value estimation unit is configured to: when the channel coefficient matrix rank is K, the value of K is 1...N, N is a terminal side receiving antenna, and the codeword is selected from a right singular vector codebook with rank K Vector, and, selecting a codeword 4 from a pre-constructed singular value codebook, the 4, satisfying the following condition: the 4, , ... the singular value closest to the channel coefficient matrix, the closest a right singular vector of the matrix of channel coefficients;
  • the effective rank determining unit is configured to determine an effective rank k of the channel coefficient matrix according to the order of ⁇ 4, ⁇ ⁇ ⁇ and ⁇ , i...N r ;
  • the feedback unit is configured to: feed back part or all of the d. corresponding to the effective rank k to the base station, or feed back some or all of the numbers in the singular value codebook to the ⁇ , 2 , .. Base station.
  • the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1.
  • the singular value estimating unit is configured to: select the 4, ⁇ ⁇ according to the following manner:
  • C is the singular value codebook
  • ⁇ is the codeword in C
  • R is the covariance matrix of the channel coefficient matrix
  • trace (R) is the trace of the matrix R, representing the right singular vector codebook with rank K
  • the jth column of the codeword vector ⁇ ,., represents the matrix norm
  • (f represents the conjugate transpose of the matrix.
  • the effective rank determining unit is configured to: determine an effective rank k of a channel coefficient matrix; and determine an effective rank according to a method in the prior art;
  • the singular value estimating unit is configured to: select a codeword vector ⁇ from a right singular vector codebook of rank k, and select a codeword 4 4 2 , .. , the AW, from the singular value codebook. . . . , ⁇ satisfies the following condition: the 4 4 2 , . . is closest to the singular value of the channel coefficient matrix, and the right singular vector closest to the channel coefficient matrix;
  • the feedback unit is configured to: feed back part or all of ⁇ , 2 , .. to the base station, or feed back the number of the part, or all of the ⁇ , 2 , .. in the singular value codebook to the base station .
  • the singular value codebook includes a plurality of discrete real numbers between 0 and 1; the singular value estimation unit is configured to select the 4 4 2 , .. v k according to the following manner
  • the 4 4 2 is selected from the singular value codebook and the right singular vector codebook of rank k such that R—Ci ' (, R—Ci ' (, the smallest codeword sum Codeword vector
  • C is the singular value codebook
  • ⁇ is the codeword in C
  • R is the covariance matrix of the channel coefficient matrix
  • trace (R) is the trace of the matrix R, representing the right singular vector codebook with rank k
  • represents the matrix norm
  • (.f represents the conjugate transpose of the matrix.
  • the terminal can calculate the singular value of the channel coefficient matrix with a lower complexity, and perform feedback with a lower overhead by the quantization feedback method of the present invention. After obtaining the feedback content, the base station side can perform more efficient processing to obtain system performance gain.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本发明提供一种信道系数矩阵信息反馈方法，包括：构造奇异值码本；从所述奇异值码本中选择多个码字，作为所述信道系数矩阵的多个奇异值的估计值，将所述多个奇异值的估计值在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。本发明还提供一种终端。本发明所述的方法，可以量化反馈信道系数矩阵的各奇异值，提高系统性能。

Description

一种信道系数矩阵信息反馈方法和终端
技术领域
本发明涉及通信领域， 具体的， 涉及一种信道系数矩阵信息反馈方法和 终端。
背景技术
MIMO ( Multiple Input and Multiple Output, 多入多出）技术是指在收发 两端放置大于 1根的天线， 通过多个收发通道来传输信息。 无论从理论上还 是实践上， MIMO技术已被证明能够大幅提升系统的频谱效率， 因而在各种 4G标准中被广泛釆用。
对于一个 MIMO通信系统来说， 如果发射侧能够预先获得关于信道的信 息， 则可以釆用多种策略和方法， 提升传输的性能， 因而在现有的 4G标准 和系统中， 广泛存在着信道信息反馈的内容和配置。
现有的系统和标准， 规定的利用信道信息的方法， 是利用信道系数矩阵 的右奇异矢量进行预编码操作， 具体的做法为： 终端通过下行参考符号测量 下行信道系数矩阵， 终端内存储有一个预先设计好的码本（码字集合） ， 通 过遍历集合中的每一个码字， 选择出一个和当前信道系数矩阵的右奇异矢量 最匹配的矢量， 将其编号反馈给基站侧， 基站利用该编号， 从自己存储的和 终端侧一样的码本中将该编号对应的矢量作为预编码矢量，进行预编码操作。
上述技术中， 是从预先设计好的码字集合中， 选择一个码字， 与信道系 数矩阵的右奇异矢量最接近， 这种最接近， 可以有多种度量方式， 比较常见 的是， 计算表达式 mvax|H .V| , V是码本中的一个预编码矢量， H是信道系数矩 阵， |·||表示求矩阵或者矢量的范数， 上式的意思是， 从码本中寻求一个码字， 使得信道系数矩阵右乘该码字后的矩阵（矢量） 的范数最大。
这样一种反馈模式， 其问题在于， 仅考虑了反馈信道系数矩阵的右奇异 矢量， 而忽略了每个奇异矢量对应的奇异值的大小， 而丟失这一信息， 将使 系统无法获得最优的性能， 尤其是在多用户 MIMO ( MU-MIMO )的场景下。 发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种信道系数矩阵信息反馈方法和终 端， 提高系统性能。
为了解决上述问题， 本发明提供了一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包 括：
构造奇异值码本； 根据信道系数矩阵和所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵， 从所述奇异 值码本中选择第一码字 , 该第一码字与所述信道系数矩阵的第一个奇异值最 接近， 将该第一码字作为第一个奇异值的估计值； 依次类推， 从所述奇异值 码本中得到所述信道系数矩阵的第 r个奇异值的估计值，所述 r小于等于所述 信道系数矩阵的有效秩；
将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的估计值在所述奇异值码 本中的编号反馈给基站
优选地， 上述方法还可具有以下特点， 所述奇异值码本包括多个 0至 1 之间的离散实数；
所述与信道系数矩阵的第一个奇异值最接近的第一码字 ^按如下方式选 取： λ = min R- Cl V(:, l) V(:, l)
Figure imgf000004_0001
即 ^取值为奇异值码本中使得 R- Cl V(:, l) V(:, l) 最小的码字: 其中， C表示奇异值码本， c,.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 H的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH · Η , trace ( R )是求矩阵 R的迹， 是信 道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第一列， |·|表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的 共轭转置。
优选地， 上述方法还可具有以下特点， 所述 r大于等于 2时， 所述与信 道系数矩阵的第 j个奇异值最接近的码字 A, 1< _/≤r按如下方式选取: , = min
1 ¾eC,Cj≤^_ = RJ-2 - V(:J-l)V(:J- If R0=R 即： ^取值为所述奇异值码本中不大于 ^且使得 R ,.-^ν ( J)V ( jy 小的码字； 其中， 是所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第 j列。 本发明还提供一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包括：
构造奇异值码本；
在信道系数矩阵秩为 K条件下， K取值依次为 1...N , ^为终端侧接收天 线， 从秩为 K的右奇异矢量码本选择码字矢量 以及， 从所述奇异值码本 中选择码字 4, 所述 4, 满足如下条件： 所述 4, ,... 最 接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接近所述信道系数矩阵的右奇异 矢量；
根据 {4, ^ } , κ取值依次为 1... ， 确定信道系数矩阵的有效 秩 k; 将所述 ^， 2,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。 优选地， 上述方法还可具有以下特点， 所述奇异值码本包括多个 0至 1 之间的离散实数；
所述 4, 根据如下方式选出：
R—c' ' (，
、 1
Figure imgf000005_0001
即所述 4, ,... ， 为从所述奇异值码本和秩为 κ的右奇异矢量码本中 选出的使得 R—Ci ' (， 最小的码字和码字矢量;
=1
其中， C表示奇异值码本， ς是 C中的码字， R表示所述信道系数矩阵 H的协方差矩阵， 其定义为： R = HH .H , trace (R)是求矩阵 R的迹， :, ） 表示秩为 K的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，
(•f表示矩阵的共轭转置。
优选地， 上述方法还可具有以下特点， 所述根据 {4, , K 取值依次为 1...N , 确定信道系数矩阵的有效秩 k包括： 计算 R-LX(:,l (:,l -^(:, 2 C 2 —…― VK(..,K)VK(..,K)
F、,F2 .,FNr中取最小值 得到有效秩 k。 本发明还提供一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包括：
构造奇异值码本； 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
从秩为 k的右奇异矢量码本选择码字矢量 , 以及， 从所述奇异值码本 中选择码字 AW,..^, 所述 AW,..^, 满足如下条件： 所述 AW,.. 最 接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 ^最接近所述信道系数矩阵的右奇异 矢量；
将所述 ^， 2,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。 优选地， 上述方法还可具有以下特点， 所述奇异值码本包括多个 0至 1 之间的离散实数；
所述 根据如下方式选出：
Figure imgf000006_0001
即所述 442,.. ， ^为从所述奇异值码本和秩为 k的右奇异矢量码本中 选出的使得 最小的码字和码字矢量;
=1
Figure imgf000006_0002
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 Η的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH .Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， ：， 表示 秩为 k的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，（ 表 示矩阵的共轭转置。
本发明还提供一种终端， 包括奇异值估计单元和反馈单元， 其中： 所述奇异值估计单元设置为： 根据信道系数矩阵和所述信道系数矩阵的 右奇异矢量矩阵， 从预先构造的奇异值码本中选择第一码字， 该第一码字与 所述信道系数矩阵的第一个奇异值最接近， 将该第一码字作为第一个奇异值 的估计值； 依次类推， 从所述奇异值码本中得到所述信道系数矩阵的第 r个 奇异值的估计值， 所述 r小于等于所述信道系数矩阵的有效秩；
所述反馈单元设置为： 将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的 估计值在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
优选地， 上述终端还可具有以下特点， 所述奇异值码本包括多个 0至 1 之间的离散实数；
所述奇异值估计单元是设置为： 根据如下方式获取所述与信道系数矩阵 的第一个奇异值最接近的第一码字 ^： λ - min R-Clv(:,i)V(:,iy
Figure imgf000007_0001
即 ^取值为奇异值码本中使得 R-ClV(:,l)V(:,l) 最小的码字: 其中， C表示奇异值码本， c,.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 H的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH ·Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， 是信 道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第一列， |·|表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的 共轭转置。
优选地， 上述终端还可具有以下特点， 所述奇异值估计单元是设置为： 当所述 r大于等于 2时，根据如下方式获取所述与信道系数矩阵的第 j个奇异 值最接近的码字 1< j≤r :
λ: = min
^λ^
= RJ-2 - V(:J-l)V(:J- If R0 =R 即： 取值为所述奇异值码本中不大于 且使得 R
Figure imgf000008_0001
小的码字； 其中， 是所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第 j列。 本发明还提供一种终端， 包括奇异值估计单元、 有效秩确定单元和反馈 单元， 其中：
所述奇异值估计单元设置为： 在信道系数矩阵秩为 K条件下， K分别取 值为 1...N , N为终端侧接收天线， 从秩为 K的右奇异矢量码本选择码字矢量 νκ , 以及， 从预先构造的奇异值码本中选择码字 4, ， 所述 4,
满足如下条件： 所述 4, ,... 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接近所述信道系数矩阵的右奇异矢量；
所述有效秩确定单元设置为：根据 { 4, } , κ取值依次为 1... ， 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
所述反馈单元设置为： 将所述 4 42,.. 中部分或全部在所述奇异值码本 中的编号反馈给基站。
优选地， 上述终端还可具有以下特点， 所述奇异值码本包括多个 0至 1 之间的离散实数；
元是设置为： 根据如下方式选出所述 4, νκ :
Figure imgf000008_0002
Figure imgf000008_0003
, 为从所述奇异值码本和秩为 K的右奇异矢量码本 中选出的使得 最小的码字和码字矢量;
=1
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 Η的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH .Η , trace ( R )是求矩阵 R的迹， ：， 表示 秩为 K的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，（ ff表 示矩阵的共轭转置。 优选地， 上述终端还可具有以下特点， 所述有效秩确定单元是设置为： 根据如下方式确定信道系数矩阵的有效秩 k:
计算 = R-/L (:,l (:,l -^(:, 2 C 2 -…- νκ ( ,K)vK (, K† 在 , 取最小值 , 得到有效秩 k。 本发明还提供一种终端， 包括有效秩确定单元、 奇异值估计单元和反馈 单元， 其中：
所述有效秩确定单元设置为： 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
所述奇异值估计单元设置为： 从秩为 k的右奇异矢量码本选择码字矢量 vk , 以及， 从所述奇异值码本中选择码字 442,.. ， 所述 AW,..^, 满足 如下条件： 所述 442,.. 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接近 所述信道系数矩阵的右奇异矢量；
所述反馈单元设置为： 将所述 442,.. 中部分或全部在所述奇异值码本 中的编号反馈给基站。
优选地， 上述终端还可具有以下特点， 所述奇异值码本包括多个 0至 1 之间的离散实数；
所述奇异值估计单元是设置为： 根据如下方式选出所述 442,.. vk：
Figure imgf000009_0001
即所述 442,.. ， ^为从所述奇异值码本和秩为 k的右奇异矢量码本中 选出的使得 最小的码字和码字矢量;
=1
Figure imgf000009_0002
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 Η的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH .Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， ：， 表示 秩为 k的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，（ 表 示矩阵的共轭转置。
使用本发明， 终端可以以较低的复杂度， 计算信道系数矩阵的奇异值， 并通过本发明所述的量化反馈方法， 以较低的开销进行反馈。 基站侧在获得 这些反馈内容后， 可以进行更有效的处理， 获得系统性能增益。
附图概述
图 1是本发明实施例逐次逼近法的基本流程图；
图 2是本发明实施例联合计算法的基本流程图；
图 3是本发明终端实施方式一框图；
图 4是本发明终端实施方式二框图。
本发明的较佳实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下文中将结合附图 对本发明的实施例进行详细说明。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申 请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例中， 提供一个用来量化奇异值的码字集合， 称为奇异值码 本， 用该奇异值码本来量化并反馈奇异值， 该奇异值码本中包括多个实数， 具体码本值可根据系统需要设置， 比如根据信道特征设置。 假定当前终端测量获得的信道系数矩阵为 H,其维度是 [ · ] ,^是终端 天线数， 是基站天线数，下述实施例中以 N,≥N为例进行说明，如 Nt < Nr 则根据本发明思想相应调整相关计算式即可。 本发明实施例中； 提前设计好的一个用来量化奇异值的码本， 即奇异值 码本， 该奇异值码本中包括多个 0至 1之间的离散实数， 比如， 假定该码本 是 N比特的， N为自然数， 则该码本中包含有 2W个码字， 其值皆为实数， 且 数值范围满足下式
= 2 } , 0≤(^ < ciN_ . < c2 < ≤1 当然， 上述奇异值码本也可以量化为 0至 m之间的离散实数， 对 R进行 归一化后， 再乘以 m即可。 本发明实施例提供的信道系数矩阵信息反馈方法包括：
构造奇异值码本； 根据信道系数矩阵和信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵， 从所述奇异值码 本中选择第一码字，该第一码字与所述信道系数矩阵的第一个奇异值最接近 , 将该第一码字作为第一个奇异值的估计值； 依次类推， 从所述奇异值码本中 得到所述信道系数矩阵的第 r个奇异值的估计值，所述 r小于等于所述信道系 数矩阵的有效秩；
将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的估计值在所述奇异值码 本中的编号反馈给基站。 具体如何衡量码字与信道系数矩阵的奇异值最接近 可有多种方式， 一种计算所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的估计 值参见方案一。
本发明实施例还提供一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包括：
构造奇异值码本；
在信道系数矩阵秩为 K条件下， K取值依次为 1...N , N为终端侧接收天 线， 从秩为 K的右奇异矢量码本选择码字矢量 以及， 从所述奇异值码本 中选择码字 , ,... ， 所述 , ,... ， 满足如下条件： 所述
最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接近所述信道系数矩阵的右奇 异矢量；
确定信道系数矩阵的有效秩 k,将有效秩 k对应的 4 42,.. 反馈给基站， 或者， 将所述 4 42,.. 在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
其中， 具体如何衡量码字与信道系数矩阵最接近可有多种方式， 一种计
Figure imgf000011_0001
, 和信道系数矩阵的有效秩 k的方法参见方案二。 上述方法可以进行如下变形： 首先确定信道系数矩阵的有效秩 k, 可根 据现有技术确定；
然后， 从秩为 k的右奇异矢量码本选择码字矢量 ^， 以及， 从所述奇异 值码本中选择码字 4 42,.. ， 所述 AW,..^ , ^满足如下条件： 所述 2,.. 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 ^最接近所述信道系数矩 阵的右奇异矢量；
最后，将所述 442,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给 基站。
方案 1: 逐次逼近法
在终端完成对信道系数矩阵的测量后， 在已经获得的量化反馈右奇异矢 量的条件下， 计算信道系数矩阵的奇异值， 量化并反馈该奇异值。
假定， 终端已经通过传统的方法， 获得了信道系数矩阵的右奇异矢量的 量化值， 假定是 其维度是 [ ·ϋ], 这里的 Rank是指信道系数矩阵的有 效秩， 因而这里 是信道系数矩阵 H的右奇异矢量矩阵 V的前 Rank列的量 化。 当然， 的维度也可以为 [ .r] , r大于等于 1且不大于信道系数矩阵的 有效秩 Rank。
如图 1所示， 包括：
步骤 101: 计算信道系数矩阵的协方差矩阵
R = HH ·Η 这里 R矩阵是 [N, · ]维的， （.f表示矩阵的共轭转置。
步骤 102: 计算 R矩阵的迹， 并用迹归一化 R矩阵得到 R矩阵：
Figure imgf000012_0001
tra^C)表示求矩阵的迹， 即矩阵对角线元素和。 如果不归一化， 则相应 调整后续计算式。
步骤 103: 根据下式计算 R矩阵或 H矩阵的第一奇异值的估计值： λ = min R-c^C, 1)^(:,1^ 这里 表示 矩阵的第 1列， |·|表示求矩阵范数， 上式的含义即， 从 码本 C 中选择一个码字 ς.， 使得上述表达式最小。 此时， 该码字 ς.即为第一 奇异值的估计值， 同时， 令 ：^-/^^:, ^:,
步骤 104: 计算 R矩阵或 Η矩阵的第二奇异值的估计值 ^， 注意将上述 公式中的变量进行替换:
= min R -Cl V(:,2W(:, 2) 注意到在确定第一个奇异值为 ^的条件下， 仅需从码本 C中选择那些小 于等于 ^的码字进行尝试， 令
Figure imgf000013_0001
步骤 105: 重复上述步骤， 完成第 r个奇异值的计算， 其中 r不大于信道 系数矩阵的有效秩 Ran ·≤Γ )个奇异值时使用的公式为:
Figure imgf000013_0002
上述步骤 103 - 105对应图 1中的秩循环过程。
步骤 106:将码字 在码本中对应的编号反馈给基站，并完成其他 反馈操作 （例如量化的右奇异矢量的反馈）
方案二： 联合计算法
在终端完成对信道系数矩阵的测量后， 在没有右奇异矢量的基础上， 进 行右奇异矢量和对应奇异值的联合计算与反馈。
假定， 开始计算前， 终端并未获得任何有关信道系数矩阵右奇异矢量的 信息， 如图 2所示， 包括：
步骤 201 : 计算信道系数矩阵的协方差矩阵
R = HH H 这里 R矩阵是 [ ' 维的 , (.f表示矩阵的共轭转置。
步骤 202: 计算 R矩阵的迹， 并用迹归一化 R矩阵
Figure imgf000013_0003
tra^C)表示求矩阵的迹， 即矩阵对角线元素和。 步骤 203: 计算用户信道系数矩阵的秩为 1 ( Rank=l )的条件下， 最优的 右奇异矢量和对应的奇异值， 即分别从奇异值码本和秩为 1的右奇异矢量码 本中选出最接近信道系数矩阵的奇异值和右奇异矢量的码字及码字矢量， 计 算方法如下式：
= mm
上式中， C表示奇异值码本， i表示 Rank=l的右奇异矢量码本， 因而上 式的含义是： 从奇异值码本中选择码字 c 并从 Rank=l奇异矢量码本中选择 码字 v 联合计算使得上述表达式最小， 这里 ^和^表示 Rank=l的条件下， 计算获得的最优奇异值和右奇异矢量， 同时， 保存该最小的范数值 = R- λ,ν,ν" ；
步骤 204: 计算用户信道系数矩阵的秩为 2 ( Rank=2 )的条件下， 最优的 右奇异矢量和对应的奇异值， 计算方法如下式：
Figure imgf000014_0001
上式中， C表示奇异值码本， ^表示 Rank=2的右奇异矢量码本， 因而上 式的含义是： 从奇异值码本中选择码字 c 并从 Rank=2奇异矢量码本中选择 码字 ν' , 分别取 ν '的第一列和第二列， 联合计算使得上述表达式最小， 这里 分别表示 Rank=2的条件下， 计算获得的最优奇异值和右奇异矢量， 同时， 保存该最小的范数值：
F2 = R-
Figure imgf000014_0002
1)ν2(· If ν2(:, 2)ν2(:, 2γ
步骤 205:重复上述步骤， 完成用户信道系数矩阵的秩为其他值的计算， 该秩的最大值应该小于等于终端侧接收天线数 N ,例如： 在计算秩为 K时，相 应的计算表达式如下
Figure imgf000014_0003
：， 表示秩为 K的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， 同时， 保 存该最小的范数值:
R- LX(:,l (:,l -^(:, 2 C 2 —…― VK(..,K)VK(..,K) 上述步骤 203至 205对应图 2中的秩循环过程。
步骤 206: 比较上述步骤计算获得的范数值 ， 取其中最小值对 应的编号 min ( , ,. 得到有效秩 k,将 k所计算获得的 W,42,..., , 在码本中对应的编号反馈给基站。 下面通过具体的应用实例， 进一步说明本发明所述的内容。
实施例 1
假定当前基站侧发射天线数是 4, 终端侧接收天线数是 2, 终端测量获得 的信道系数矩阵为 H, 其维度是 [2*4],通过其他方式计算获知该信道有效秩为 2 (Rank=2) ， 信道系数矩阵的右奇异矢量的量化值是 。
计算信道系数矩阵的协方差矩阵
R = HH H 这里 R矩阵是 [4 *4]维的， （·)Η表示矩阵的共轭转置。
计算 R矩阵的迹， 并用迹归一化 R矩阵
Figure imgf000015_0001
tra^C)表示求矩阵的迹， 即矩阵对角线元素和 根据下式计算 R矩阵的第一奇异值
=min R-ClV(:,V)V(:,V) 这里 表示 矩阵的第 1列， |·|表示求矩阵范数， 上式的含义即， 从 码本 C 中选择一个码字 ς.， 使得上述表达式最小。 此时， 该码字 即为奇异 值的估计值， 同时， ^R, =R-A,V(:,l)V(:,l)H;
计算 R矩阵的第二奇异值的估计值， 注意将上述公式中的变量进行替换
Figure imgf000015_0002
注意到在确定第一个奇异值为 ^的条件下， 仅需从码本 C中选择那些小 于等于 ^的码字进行尝试， 令：
Figure imgf000016_0001
将^' ^在码本中对应的编号反馈给基站， 同时完成其他反馈操作。 实施例 2
假定当前基站侧发射天线数是 4, 终端侧接收天线数是 2, 终端测量获得 的信道系数矩阵为 H, 其维度是 [2*4] , 终端侧并未获知有关信道系数矩阵 H 的右奇异矢量和秩的信息。
计算信道系数矩阵的协方差矩阵：
R = HH - H 这里 R矩阵是 [4 *4]维的， （·)Η表示矩阵的共轭转置。
计算 R矩阵的迹， 并用迹归一化 R矩阵
Figure imgf000016_0002
tra^C)表示求矩阵的迹， 即矩阵对角线元素和。 计算用户信道系数矩阵的秩为 1 ( Rank=l ) 的条件下， 最优的右奇异矢 量和对应的奇异值， 计算方法如下式：
Figure imgf000016_0003
上式中， C表示奇异值码本， i表示 Rank=l的右奇异矢量码本， 因而上 式的含义是： 从奇异值码本中选择码字 c 并从 Rank=l奇异矢量码本中选择 码字 v 联合计算使得上述表达式最小， 这里 ^和^表示 Rank=l的条件下， 计算获得的最优奇异值和右奇异矢量， 同时， 保存该最小的范数值 = R- λ,ν,ν" ；
计算用户信道系数矩阵的秩为 2 ( Rank=2 ) 的条件下， 最优的右奇异矢 量和对应的奇异值， 计算方法如下式 = mm R-c - i-.A) + R- c v^:, 2)ν; (· 2)
上式中， C表示奇异值码本， 表示 Rank=2的右奇异矢量码本， 因而上 式的含义是： 从奇异值码本中选择码字 c 并从 Rank=2奇异矢量码本中选择 码字 ν' , 分别取 ν '的第一列和第二列， 联合计算使得上述表达式最小， 这里 分别表示 Rank=2的条件下， 计算获得的最优奇异值和右奇异矢量， 同时， 保存该最小的范数值：
= R-
Figure imgf000017_0001
2)ν2 (· 2) 比较 与 的大小， 假定 < ， 则将秩为 2的相应内容 ¾W, v2}在码 本中对应的编号进行反馈。
本发明实施例还提供一种终端， 如图 3所示， 包括奇异值估计单元和反 馈单元， 其中：
所述奇异值估计单元用于： 根据信道系数矩阵和所述信道系数矩阵的右 奇异矢量矩阵， 从预先构造的奇异值码本中选择第一码字， 该第一码字与所 述信道系数矩阵的第一个奇异值最接近， 将该第一码字作为第一个奇异值的 估计值； 依次类推， 从所述奇异值码本中得到所述信道系数矩阵的第 r个奇 异值的估计值， 所述 r小于等于所述信道系数矩阵的有效秩；
所述反馈单元用于： 将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的估 计值反馈给基站； 或者， 将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的估 计值在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
其中， 所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述奇异值估计单元用于根据如下方式获取所述与信道系数矩阵的第一 个奇异值最接近的第一码字 ：
λ - min R- Cl V ( Λ) Υ( Λ)
Figure imgf000017_0002
即 ^取值为奇异值码本中使得 R-ClV(:,l)V(:,l) 最小的码字: 其中， C表示奇异值码本， c,.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵的协 方差矩阵， trace (R)是求矩阵 R的迹， ^(:,1)是信道系数矩阵的右奇异矢量 矩阵的第一列， 1.1表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的共轭转置， 。 其中， 所述奇异值估计单元是用于当所述 r大于等于 2时， 根据如下方 式获取所述与信道系数矩阵的第 j个奇异值最接近的码字 , l< j≤r： , = min
1 ¾eC,Cj≤^_
= RJ-2 - V(:J-l)V(:J- If R0=R 即： ^取值为所述奇异值码本中不大于 ^且使得 R ,.-^ν ( J)V ( jy 小的码字； 其中， 是所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第 j列。 本发明实施例还提供一种终端， 如图 4所示， 包括奇异值估计单元、 有 效秩确定单元和反馈单元， 其中：
所述奇异值估计单元用于： 在信道系数矩阵秩为 K条件下， K取值依次 为 1...N , N为终端侧接收天线，从秩为 K的右奇异矢量码本选择码字矢量 , 以及， 从预先构造的奇异值码本中选择码字 4, ， 所述 4, 满 足如下条件： 所述 4, ,... 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接 近所述信道系数矩阵的右奇异矢量；
所述有效秩确定单元： 用于根据 {4, νκ } , κ取值依次为 i...Nr , 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
所述反馈单元用于： 将有效秩 k对应的 d . 中部分或全部反馈给基 站， 或者， 将所述 ^， 2,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给 基站。
其中， 所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述奇异值估计单元用于： 根据如下方式选出所述 4, νκ:
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
, 为从所述奇异值码本和秩为 K的右奇异矢量码本 中选出的使得 最小的码字和码字矢量;
=1
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵的协 方差矩阵， trace (R)是求矩阵 R的迹， 表示秩为 K的右奇异矢量码本 中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的共轭转置。 其中， 所述有效秩确定单元用于根据如下方式确定信道系数矩阵的有效 秩 k: 计算^■= R- λκ ινκ (:,1 (:,1) U :， 2)νκ (：, 2) -νκ(:,Κ)νκ(:,ΚΥ ΛΆ'··· ' 取最小值 得到有效秩 k 另一种实施方式如下：
所述有效秩确定单元用于： 确定信道系数矩阵的有效秩 k; 可根据现有 技术中的方法确定有效秩；
所述奇异值估计单元用于：从秩为 k的右奇异矢量码本选择码字矢量 ^ , 以及，从所述奇异值码本中选择码字 4 42,.. ， 所述 AW,..^, ^满足如下 条件： 所述 4 42,.. 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 ^最接近所述 信道系数矩阵的右奇异矢量；
所述反馈单元用于： 将 ^， 2,.. 中部分或全部反馈给基站， 或者， 将所 述 ^， 2,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
其中， 所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数； 所述奇异值估计单元用于根据如下方式选出所述 4 42,.. vk
Figure imgf000019_0003
即所述 4 42,.. , 为从所述奇异值码本和秩为 k的右奇异矢量码本中 选出的使得 R—Ci ' (， R—Ci ' (， 最小的码字和码字矢量;
=1
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵的协 方差矩阵， trace ( R )是求矩阵 R的迹， 表示秩为 k的右奇异矢量码本 中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的共轭转置。 本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。
工业实用性 使用本发明， 终端可以以较低的复杂度， 计算信道系数矩阵的奇异值， 并通过本发明所述的量化反馈方法， 以较低的开销进行反馈。 基站侧在获得 这些反馈内容后， 可以进行更有效的处理， 获得系统性能增益。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包括：
构造奇异值码本； 根据信道系数矩阵和所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵， 从所述奇异 值码本中选择第一码字 , 该第一码字与所述信道系数矩阵的第一个奇异值最 接近， 将该第一码字作为第一个奇异值的估计值； 依次类推， 从所述奇异值 码本中得到所述信道系数矩阵的第 r个奇异值的估计值，所述 r小于等于所述 信道系数矩阵的有效秩；
将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的估计值在所述奇异值码 本中的编号反馈给基站
2、 如权利要求 1所述的方法， 其中，
所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述与信道系数矩阵的第一个奇异值最接近的第一码字 ^按如下方式选
λ - min R-Clv(:,i)V(:,iy
Figure imgf000021_0001
即 ^取值为奇异值码本中使得 R-ClV(:,l)V(:,l) 最小的码字: 其中， C表示奇异值码本， c,.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 H的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH ·Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， 是信 道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第一列， |·|表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的 共轭转置。
3、 如权利要求 2所述的方法， 其中， 所述 r大于等于 2时， 所述与信道 系数矩阵的第 j个奇异值最接近的码字 , 1< ·≤Γ按如下方式选取： λ, = min
= RJ - V(:J-l)V(:J- If R0 =R 即： 取值为所述奇异值码本中不大于 且使得 R
Figure imgf000022_0001
小的码字； 其中， 是所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第 j列。
4、 一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包括：
构造奇异值码本；
在信道系数矩阵秩为 K条件下， K取值依次为 1...N , ^为终端侧接收天 线， 从秩为 K的右奇异矢量码本选择码字矢量 以及， 从所述奇异值码本 中选择码字 4, 所述 4, 满足如下条件： 所述 4, ,... 最 接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接近所述信道系数矩阵的右奇异 矢量；
根据 { 4, ^ } , κ取值依次为 1... ， 确定信道系数矩阵的有效 秩 k; 将所述 ^， 2,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
5、 如权利要求 4所述的方法， 其中，
所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述 4, 根据如下方式选出：
、 1
Figure imgf000022_0002
即所述 4, ， 为从所述奇异值码本和秩为 κ的右奇异矢量码本中 选出的使得 最小的码字和码字矢量;
=1
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示所述信道系数矩阵
Η的协方差矩阵， 其定义为： R = HH .Η , trace ( R )是求矩阵 R的迹， :, ） 表示秩为 K的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，
(•f表示矩阵的共轭转置。
6、 如权利要求 5 所述的方法， 其中， 所述根据 νκ } , K 取值依次为 L.Nr , 确定信道系数矩阵的有效秩 k包括: 计算 R-LX(:,l (:,l -^(:, 2 C 2 —…― VK(..,K)VK(..,K) F、,F2 .,FNr中取最小值 得到有效秩 k。
7、 一种信道系数矩阵信息反馈方法， 包括：
构造奇异值码本； 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
从秩为 k的右奇异矢量码本选择码字矢量 , 以及， 从所述奇异值码本 中选择码字 AW,..^, 所述 AW,..^, 满足如下条件： 所述 AW,.. 最 接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 ^最接近所述信道系数矩阵的右奇异 矢量；
将所述 ^， 2,.. 中部分或全部在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
8、 如权利要求 7所述的方法， 其中，
所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述 ^根据如下方式选出：
Figure imgf000023_0001
R =
- //trace(R)
即所述 442,.. ， ^为从所述奇异值码本和秩为 k的右奇异矢量码本中 选出的使得 最小的码字和码字矢量;
Figure imgf000023_0002
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 Η的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH .Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， ：， 表示 秩为 k的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，（ 表 示矩阵的共轭转置。
9、 一种终端， 包括奇异值估计单元和反馈单元， 其中：
所述奇异值估计单元设置为： 根据信道系数矩阵和所述信道系数矩阵的 右奇异矢量矩阵， 从预先构造的奇异值码本中选择第一码字， 该第一码字与 所述信道系数矩阵的第一个奇异值最接近， 将该第一码字作为第一个奇异值 的估计值； 依次类推， 从所述奇异值码本中得到所述信道系数矩阵的第 r个 奇异值的估计值， 所述 r小于等于所述信道系数矩阵的有效秩；
所述反馈单元设置为： 将所述第一个奇异值的估计值至第 r个奇异值的 估计值在所述奇异值码本中的编号反馈给基站。
10、 如权利要求 9所述的终端， 其中，
所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述奇异值估计单元是设置为： 根据如下方式获取所述与信道系数矩阵 的第一个奇异值最接近的第一码字 ^： λ - min R-Clv(:,i)V(:,iy
Figure imgf000024_0001
即 ^取值为奇异值码本中使得 R-ClV(:,l)V(:,l) 最小的码字: 其中， C表示奇异值码本， c,.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 H的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH ·Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， 是信 道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第一列， |·|表示求矩阵范数， （.f表示矩阵的 共轭转置。
11、 如权利要求 10所述的终端， 其中，
所述奇异值估计单元是设置为： 当所述 r大于等于 2时， 根据如下方式 获取所述与信道系数矩阵的第 j个奇异值最接近的码字/^ , 1< j≤r： λ, - min
= RJ - V(:J-l)V(:J- If R0 =R 即： ^取值为所述奇异值码本中不大于 ^且使得 小的码字； 其中， 是所述信道系数矩阵的右奇异矢量矩阵的第 j列
12、 一种终端， 包括奇异值估计单元、 有效秩确定单元和反馈单元， 其
所述奇异值估计单元设置为： 在信道系数矩阵秩为 K条件下， K分别取 值为 1...N , N为终端侧接收天线， 从秩为 K的右奇异矢量码本选择码字矢量 νκ , 以及， 从预先构造的奇异值码本中选择码字 4, ， 所述 4,
满足如下条件： 所述 4, ,... 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 最接近所述信道系数矩阵的右奇异矢量；
所述有效秩确定单元设置为：根据 { 4, },κ取值依次为 1... ， 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
所述反馈单元设置为： 将所述 442,.. 中部分或全部在所述奇异值码本 中的编号反馈给基站。
13、 如权利要求 12所述的终端， 其中，
所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述奇异值估计单元是设置为： 根据如下方式选出所述 4, νκ :
{d.. ，，
Figure imgf000025_0001
R =
- //trace(R)
即所述
Figure imgf000025_0002
, 为从所述奇异值码本和秩为 K的右奇异矢量码本 中选出的使得 最小的码字和码字矢量;
=1
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 Η的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH .Η , trace (R)是求矩阵 R的迹， ：， 表示 秩为 K的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，（ ff表 示矩阵的共轭转置。
14、 如权利要求 13所述的终端， 其中， 所述有效秩确定单元是设置为： 根据如下方式确定信道系数矩阵的有效秩 k: 计算^■= R- λκ ινκ (:,1 (:,1) U :， 2)νκ (：, 2) -νκ(:,Κ)νκ(:,ΚΥ 在 , 取最小值 , 得到有效秩 k。
15、 一种终端， 包括有效秩确定单元、 奇异值估计单元和反馈单元， 其
所述有效秩确定单元设置为： 确定信道系数矩阵的有效秩 k;
所述奇异值估计单元设置为： 从秩为 k的右奇异矢量码本选择码字矢量 vk , 以及， 从所述奇异值码本中选择码字 4 42,.. ， 所述 AW,..^ , 满足 如下条件： 所述 4 42,.. 最接近所述信道系数矩阵的奇异值， 所述 ^最接近 所述信道系数矩阵的右奇异矢量；
所述反馈单元设置为： 将所述 4 42,.. 中部分或全部在所述奇异值码本 中的编号反馈给基站。
16、 如权利要求 15所述的终端， 其中，
所述奇异值码本包括多个 0至 1之间的离散实数；
所述奇异值估计单元是设置为： 根据如下方式选出所述 4 42,.. vk
Figure imgf000026_0001
R =
- //trace(R)
即所述 4 42,.. ， ^为从所述奇异值码本和秩为 k的右奇异矢量码本中 选出的使得 最小的码字和码字矢量;
Figure imgf000026_0002
其中， C表示奇异值码本， ς.是 C中的码字， R表示信道系数矩阵 Η的 协方差矩阵， 其定义为： R = HH . Η , trace ( R )是求矩阵 R的迹， ：， 表示 秩为 k的右奇异矢量码本中的码字矢量 ν,.的第 j列， |·|表示求矩阵范数，（ 表 示矩阵的共轭转置。
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