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      一種配置預(yù)編碼矩陣的方法

      文檔序號(hào):7707926閱讀:546來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):一種配置預(yù)編碼矩陣的方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù),特別涉及一種配置預(yù)編碼矩陣的方法。
      背景技術(shù)
      在無(wú)線通信中,如果在發(fā)送端和接收端都采用多才艮天線收發(fā),那么,可 以采用空間復(fù)用技術(shù)來(lái)獲取更高的數(shù)據(jù)速率,即在發(fā)射端使用相同的時(shí)頻資 源發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流,而在接收端可以通過(guò)信道估計(jì)得到信道系數(shù)矩陣,進(jìn)而 解調(diào)出各個(gè)數(shù)據(jù)流上的數(shù)據(jù)。
      預(yù)編碼(Precoding)技術(shù),是一種利用信道狀態(tài)信息(CSI, Channel Status Information)在發(fā)射端對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,以提高多天線系統(tǒng)性能的技術(shù)。 圖1為現(xiàn)有采用預(yù)編碼的多輸入多輸出(MIMO, Multiple Input Multiple Output)通信系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖,如圖1所示,發(fā)射端需要基于CSI信息對(duì) 信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼,發(fā)射端獲取CSI的一種途徑是通過(guò)接收端的反饋。為了降 低反饋開(kāi)銷(xiāo), 一般采用的方式是在接收端和發(fā)射端保存相同的碼本 (codebook)即預(yù)編碼矩陣集。接收端根據(jù)當(dāng)前信道狀況,在碼本中選擇適 合的預(yù)編碼矩陣并將其在集合中的預(yù)編碼矩陣索引反饋回發(fā)射端,發(fā)射端根 據(jù)反饋的預(yù)編碼矩陣索引找到預(yù)編碼矩陣,并對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)4亍預(yù)編碼。數(shù)據(jù) 預(yù)編碼的數(shù)學(xué)模型為^-H附+ ",其中y為接收信號(hào)矢量,H為信道系數(shù)矩陣, W為預(yù)編碼矩陣,s為信號(hào)矢量,n為噪聲矢量。通常發(fā)射端到接收端的方 向是指下^f方向。
      在LTE系統(tǒng)的下 一 代演進(jìn)系統(tǒng)(LTE-Advanced , Long Term Evolution-Advanced系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)LTE-A系統(tǒng))中,為了獲得更高的數(shù)據(jù)速率,LTE-A系統(tǒng)上行使用了單用戶的空間復(fù)用(SU-MIMO, single user MIMO )
      技術(shù),此時(shí),終端作為發(fā)射端,而基站作為接收端,發(fā)射端到接收端的方向 為上卩于方向。
      由于用戶設(shè)備發(fā)射功率受限,對(duì)上行傳輸技術(shù)的選擇有很大的影響。多 載波技術(shù),如正交頻分復(fù)用(OFDM),采用很多獨(dú)立的子載波連貫在一起 使用,發(fā)送信號(hào)具有非常高的峰均比(PAPR, Peak-to-Average Power Ratio )。 然而,高的PAPR帶來(lái)了諸多不利因素,如增加了模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換的復(fù) 雜度、降低了無(wú)線功率放大器的效率,這就增加了發(fā)射機(jī)功放的成本和耗電 量,不利于在上行鏈路實(shí)現(xiàn)(因?yàn)榻K端成本和耗電量受到限制)。因此,為 了保證發(fā)送信號(hào)具有低的PAPR, LTE-Advanced選定采用單載波頻分多址 (SC-FDMA)技術(shù)作為上行多址技術(shù),而具體的實(shí)現(xiàn)方式上,則是采用基于 離散傅立葉擴(kuò)展的正交頻分復(fù)用技術(shù)(DFT-S-OFDM)。
      而在LTE-A系統(tǒng)中,為了在上行方向進(jìn)行空間復(fù)用以獲得良好的傳輸性 能,關(guān)鍵是要選用合理的預(yù)編碼矩陣進(jìn)行預(yù)編碼,因此,碼本的設(shè)計(jì)就顯得 非常重要。采用什么碼本進(jìn)行預(yù)編碼,是一個(gè)待解決的問(wèn)題。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種配置預(yù)編碼矩陣的方法,從而 提高系統(tǒng)整體的傳輸性能。
      為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明公開(kāi)了一種配置預(yù)編碼矩陣的方法,包括
      基站保存預(yù)編碼碼本,且所述預(yù)編碼碼本分為兩類(lèi)集合,第一類(lèi)預(yù)編碼 矩陣集和第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集;
      當(dāng)用戶設(shè)備UE上行4天線預(yù)編碼的秩為3時(shí),所述基站從所述預(yù)編碼 碼本的第一類(lèi)或者第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇一個(gè)預(yù)編碼矩陣,并通知給終端。
      進(jìn)一步地,上述方法中,當(dāng)所述基站判斷所述UE處于功率受限的場(chǎng)景 時(shí),從所述第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇預(yù)編碼矩陣;當(dāng)所述基站判斷所述UE 處于非功率受限的場(chǎng)景時(shí),從所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇預(yù)編碼矩陣。其中,所述預(yù)編碼碼本中第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集包含有X個(gè)4^亍3列的矩
      陣,所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集包含有Y個(gè)4行3列的矩陣,其中,X+Y=N, N為整數(shù),是4天線預(yù)編碼的秩為3時(shí)的預(yù)編碼碼本所包含矩陣的總數(shù)目, N的取值范圍為6 24, X的取值范圍為0 N, Y的取值范圍為0 N。
      N的最佳l^又值為16。
      所述第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行僅有一個(gè)非零元素,其中一 列有兩個(gè)非零元素,其它兩列各有一個(gè)非零元素。
      所述第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行的模相等和/或每一列的模 相等。
      所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行有兩個(gè)非零元素,其中一列 有四個(gè)非零元素,其它兩列各有兩個(gè)非零元素。
      所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行的模相等和/或每一列的模 相等。
      其中,所述基站從如下16個(gè)矩陣中選擇若干個(gè)矩陣作為所述第一類(lèi)預(yù)編 碼矩陣集
      i/* 0 0
      o 1/V^ o
      1/# 0 0
      o o 1/V^
      _ l/A 0 0 _
      0 1/V^ 0 -J'/* 0 0
      _ 0 0 iW
      i/i0 0 — o o
      0 0 ^
      _ o o i/V^"
      0 0 _
      0 0
      1/* 0 0
      —1/* 0 0
      8
      0 0 0 o
      一1/* 0 0
      00
      0o -
      00
      00
      00
      00
      -400
      00
      001/*
      00 —
      00
      00
      00
      —1/*00
      00
      00
      00
      1/而00 —
      -i/V^00
      00
      00
      00 _
      00
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      00
      0o -
      00
      00
      00<formula>formula see original document page 9</formula>所述基站從如下24個(gè)矩陣中選擇若干個(gè)矩陣作為所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩 陣集
      <formula>formula see original document page 9</formula><formula>formula see original document page 10</formula>
      本發(fā)明技術(shù)方案使得基站能根據(jù)信道狀況和用戶設(shè)備所處的場(chǎng)景來(lái)合理 選擇預(yù)編碼矩陣,提高系統(tǒng)整體的傳輸性能。


      圖1為現(xiàn)有技術(shù)中基于預(yù)編碼的空間復(fù)用MIMO系統(tǒng)的示意圖; 圖2為本發(fā)明方法流程圖。
      具體實(shí)施例方式
      本發(fā)明的主要構(gòu)思是,提供一種適用于采用單用戶的空間復(fù)用 (SU-MIMO, single user MIMO)技術(shù)時(shí)配置預(yù)編碼碼本的方法,具體地是 為L(zhǎng)TE-Advanced系統(tǒng)上行4天線預(yù)編碼的秩為3的情況分類(lèi)保存預(yù)編碼碼 本,該碼本進(jìn)一步包括兩類(lèi)預(yù)編碼矩陣集,其中,第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集可以 適用于用戶設(shè)備(UE)處在功率受限的場(chǎng)景,第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集則可以適 用于UE處于非功率受限的場(chǎng)景,從而使得基站能根據(jù)信道狀況和用戶設(shè)備 所處的場(chǎng)景來(lái)合理選擇預(yù)編碼矩陣,提高系統(tǒng)整體的傳輸性能。
      下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例,來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。一種配置預(yù)編碼矩陣的過(guò)程,如圖2所示,包括以下步驟
      步驟200:基站分類(lèi)保存預(yù)編碼碼本,該預(yù)編碼碼本中的第一類(lèi)預(yù)編碼 矩陣集適用于用戶設(shè)備處于功率受限的場(chǎng)景,第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集適用于用 戶設(shè)備處于非功率受限的場(chǎng)景;
      其中,預(yù)編碼碼本中第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集包括X個(gè)矩陣,第二類(lèi)預(yù)編碼 矩陣集包括Y個(gè)矩陣,X+Y=N, N為整數(shù),是預(yù)編碼碼本所包含的矩陣的 總數(shù)目,其取值范圍為6 24,在優(yōu)選的實(shí)施例中,N取16; X的取值范圍為 0-N; Y的取值范圍為0 N。
      步驟201:當(dāng)UE上行4天線預(yù)編碼的秩為3時(shí),若基站判斷UE處于功 率受限的場(chǎng)景,則從預(yù)編碼碼本中的第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇預(yù)編碼矩陣, 并將所選擇的預(yù)編碼矩陣的索引發(fā)送給UE;當(dāng)基站判斷UE處于非功率受限 的場(chǎng)景時(shí),則從預(yù)編碼碼本中的第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇預(yù)編碼矩陣,并 將所選擇的預(yù)編碼矩陣的索引發(fā)送給UE。
      下面具體介紹上述基站配置預(yù)編碼矩陣的過(guò)程。
      在本實(shí)施例中,基站針對(duì)上行4天線預(yù)編碼的秩為3的情況配置的預(yù)編 碼碼本包括兩種類(lèi)型的預(yù)編碼矩陣,在本實(shí)施例中,預(yù)編碼碼本具體是由8 個(gè)第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣和8個(gè)第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣組成的,在其他實(shí)施例中,第 一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集所包含的矩陣個(gè)數(shù)X和第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集所包含的矩陣 個(gè)數(shù)Y可以不相同,只要保證整個(gè)預(yù)編碼碼本包含的矩陣個(gè)數(shù)為N個(gè)即可, N可以為6~24中的任意一個(gè)整數(shù),X可以是0~N中任意一個(gè)整數(shù);而Y 即為N-X。
      其中,第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣適用于用戶設(shè)備處在功率受限的場(chǎng)景,該矩陣 集中各矩陣有如下特點(diǎn)
      (1 ) 4行3歹'J;
      (2) 每1行只有1個(gè)非零元素;
      (3) 其中1列有兩個(gè)非零元素,其他2列各有1個(gè)非零元素,在本實(shí)施
      ii例中,第l列有兩個(gè)非零元素,第2列有1個(gè)非零元素,第3列有1個(gè)非零
      元素;
      (4)每一行的模相等和/或每一列的模相等,即各矩陣中4行的模均相 等;或者3列的模均相等,或者4行的模均相等且3列的模均相等。
      在本實(shí)施例中,基站從如下16個(gè)矩陣中選擇8個(gè)矩陣作為第一類(lèi)預(yù)編碼 矩陣集,這樣,第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集就有A種組合,^ = <^6,即代表從如下 16個(gè)矩陣中選出8個(gè)矩陣的組合數(shù)
      —1/V^" oo -00—00
      0 1/V^00000
      00-1/*0000
      0 00000
      o -00 —-1/*00 _
      o 1/V^00000
      -y7V^ 000000
      o 0001/A00i/VJ-
      1/j 00000o -
      y/V^ o0-0000
      000000
      0 00000
      0 1/*0 _0IW000
      0 00000IW
      000000
      -i/i o00000
      o00000 _
      i/i 000000
      0 00000
      1/# 00-1/*0000
      0 0 —
      1/* 0 0 .
      o o i/VJ ' -y/V^ o o
      在本實(shí)施例中,從上述16個(gè)矩陣中選出的第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集如下:0 0 —
      0 1/V^ 0
      I/* 0 0 —0 0
      1/* 0 0 0 0 0 0 0 0
      0 0 —
      1/* 0 0
      0 0 乂7# 0 0
      1/* 0 0 I/* 0 0
      0 0
      0 0
      0 0
      -0 0
      0 o 0 o
      ol/VJ o
      0 0 0 0
      一乂/V^ o o
      —o o
      0 0
      1/* 0 0
      0 0
      o o
      o o i/VI
      1/* 0 0 —o 0
      第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣適用于用戶設(shè)備處在非功率受限的場(chǎng)景,該矩陣集中
      各矩陣有如下特點(diǎn) (1 ) 4行3歹'J;
      (2)每1行有兩個(gè)非零元素;
      (3 )其中1列有四個(gè)非零元素,其它2列各有兩個(gè)非零元素,具體地, 第l列有兩個(gè)非零元素,第2列有兩個(gè)非零元素,第3列有4個(gè)非零元素; 或者第1列有4個(gè)非零元素,第2列有兩個(gè)非零元素,第3列有兩個(gè)非零元 素;
      (4)每一行的模相等和/或每一列的模相等,即各矩陣中4行的模均相 等;或者3列的模均相等,或者4行的模均相等且3列的模均相等。
      在本實(shí)施例中,基站可以從如下24個(gè)矩陣中選擇8個(gè)矩陣作為第二類(lèi)預(yù) 編碼矩陣集,這樣,第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集也有B種組合,5 = 0284 ,即代表從 如下16個(gè)矩陣中選出8個(gè)矩陣的組合數(shù)
      1/* ol/VI^l 「i/i oi/厄1 「 o l/VIi-
      i/A o -l/VHi/i o -l/Vfl-7'/V^o _//VI^ o y/V^" 、o 1/* -_//VI^ 、 o 1/; _//ViI 、<formula>formula see original document page 14</formula>在本實(shí)施例中,從上述24個(gè)矩陣中選出的第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集如下:
      —i/A0—1/*0
      i/A o -i/VIi0-l/VIi0
      o 乂/Vii001/*
      o 〃* l/VT^L o—1/0
      i/* o -—i/A0
      -乂/*o y/Vi^0
      o i/* -//V^"0
      0 -1/# -//V^"0-
      o l/* -y/V^ 、o/* 乂/VIi 、o -o力7# l/VT^」L o -j'/VT^ o i/W y/Vil
      從上述實(shí)施例可以看出,本發(fā)明技術(shù)方案考慮到用戶設(shè)備所處的場(chǎng)景將 影響系統(tǒng)傳輸性能,因此將預(yù)編碼碼本的矩陣集進(jìn)行分類(lèi),從而使得基站可
      以根據(jù)信道狀況和UE所處的場(chǎng)景來(lái)合理選擇預(yù)編碼矩陣,提高系統(tǒng)整體的
      傳輸性能。
      以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
      1權(quán)利要求
      1、一種配置預(yù)編碼矩陣的方法,其特征在于,包括基站保存預(yù)編碼碼本,且所述預(yù)編碼碼本分為兩類(lèi)集合,第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集和第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集;當(dāng)用戶設(shè)備UE上行4天線預(yù)編碼的秩為3時(shí),所述基站從所述預(yù)編碼碼本的第一類(lèi)或者第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇一個(gè)預(yù)編碼矩陣,并通知給終端。
      2、 如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,當(dāng)所述基站判斷所述UE處于功率受限的場(chǎng)景時(shí),從所述第一類(lèi)預(yù)編碼 矩陣集中選擇預(yù)編碼矩陣;當(dāng)所述基站判斷所述UE處于非功率受限的場(chǎng)景 時(shí),從所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇預(yù)編碼矩陣。
      3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述預(yù)編碼碼本中第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集包含有X個(gè)4行3列的矩陣,所 述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集包含有Y個(gè)4行3列的矩陣,其中,X+Y=N, N為4 天線預(yù)編碼的秩為3時(shí)的預(yù)編碼碼本所包含矩陣的總數(shù)目,N的取值范圍為 6~24, X的取值范圍為0 N; Y的取^i范圍為0 ~N。
      4、 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于, N的最佳取值為16。
      5、 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行僅有一個(gè)非零元素,其中一 列有兩個(gè)非零元素,其它兩列各有一個(gè)非零元素。
      6、 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行的模相等和/或每一列的模 相等。
      7、 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行有兩個(gè)非零元素,其中一列 有四個(gè)非零元素,其它兩列各有兩個(gè)非零元素。
      8、 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中各矩陣的每一行的模相等和/或每一列的模 相等。
      9、 如權(quán)利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述基站從如下16個(gè)矩陣中選擇若干個(gè)矩陣作為所述第一類(lèi)預(yù)編碼矩 陣集.-<formula>formula see original document page 3</formula>
      10、如權(quán)利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述基站從如下24個(gè)矩陣中選擇若干個(gè)矩陣作為所述第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集:<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>
      全文摘要
      本發(fā)明公開(kāi)了一種配置預(yù)編碼矩陣的方法,涉及通信系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)。本發(fā)明方法包括基站保存預(yù)編碼碼本,且所述預(yù)編碼碼本分為兩類(lèi)集合,第一類(lèi)預(yù)編碼矩陣集和第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集;當(dāng)用戶設(shè)備UE上行4天線預(yù)編碼的秩為3時(shí),所述基站從所述預(yù)編碼碼本的第一類(lèi)或者第二類(lèi)預(yù)編碼矩陣集中選擇一個(gè)預(yù)編碼矩陣,并通知給終端。本發(fā)明技術(shù)方案使得基站能根據(jù)信道狀況和用戶設(shè)備所處的場(chǎng)景來(lái)合理選擇預(yù)編碼矩陣,提高系統(tǒng)整體的傳輸性能。
      文檔編號(hào)H04L1/02GK101594208SQ20091013971
      公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
      發(fā)明者王瑜新, 鵬 郝 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司
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