專(zhuān)利名稱(chēng)：反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣索引的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中多天線信號(hào)傳輸(MIMO/Beamforming)、多基站協(xié)作 (CoMP)和雙極化天線(dual polarized antenna)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
多天線技術(shù)是第四代無(wú)線通信系統(tǒng)(如LTE-advanced)的重要組成部分。多天線技術(shù)中很重要的一項(xiàng)應(yīng)用是下行閉環(huán)預(yù)編碼。在此應(yīng)用中，客戶端(終端)測(cè)量從基站到客戶端的下行信道。然后，客戶端向基站建議一個(gè)相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣。此建議通過(guò)反饋鏈路送至基站端。最后，在下行傳輸中，基站可能直接采用被建議的預(yù)編碼矩陣。在上述過(guò)程中，一個(gè)重要的步驟是如何反饋被建議的預(yù)編碼矩陣?，F(xiàn)在最常用的辦法是基于碼本的反饋方式。此方式首先定義一個(gè)包含多個(gè)預(yù)編碼矩陣的碼本。此碼本在基站和客戶端均為已知。如果客戶端建議碼本中的某一個(gè)預(yù)編碼矩陣，則將與此預(yù)編碼矩陣對(duì)應(yīng)的索引反饋回基站端。例如，某個(gè)碼本包含四個(gè)預(yù)編碼矩陣，用兩個(gè)比特分別將每一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引為{00，01，10，11}。如果客戶端建議基站使用第二個(gè)預(yù)編碼矩陣，則將比特{01}發(fā)送到基站端?；居纱诉x用與比特{01}對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣來(lái)發(fā)送信號(hào)。這種基于預(yù)編碼矩陣索引(PMI)的反饋方式在降低反饋開(kāi)銷(xiāo)并保證較高的下行吞吐量等方面能取得較好的性能。第四代無(wú)線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化中還有一個(gè)重要題目是對(duì)下行的多發(fā)射天線的支持， 例如對(duì)八發(fā)射天線的支持。在具體的實(shí)現(xiàn)中，下行的八發(fā)射天線位于一個(gè)基站的適當(dāng)位置， 基站通過(guò)八發(fā)射天線來(lái)發(fā)射要傳送給接收端(終端)的信號(hào)。八發(fā)射天線的一個(gè)重要實(shí)現(xiàn)是雙極化的八天線。圖1是示出雙極化的八天線的設(shè)置的圖示。雙極化天線的設(shè)置如圖1所示，其中天線a，b，c，d為正45度極化，而天線a’，b’， c’，d’為負(fù)45度極化，各個(gè)天線對(duì)a和a’，b和b’，c和C’，d和d’分別在同一物理位置上。 由于雙極化天線的間距一般為半波長(zhǎng)，即0. 5 λ，所以天線a，b，c, d具有一定的相關(guān)性，而天線a’，b’，c’，d’具有一定的相關(guān)性。同時(shí)，第一天線陣列(包括天線a，b，c，d)和第二天線陣列(包括天線&’，13’，(3’，(1’)則是相互獨(dú)立的。圖2是示出雙極化的八天線的等效信道的圖示。雙極化八天線的信道實(shí)際可被等效地認(rèn)為是兩個(gè)天線陣列，如圖2所示，其中每個(gè)天線陣列包含四個(gè)天線(分別為天線3，13，(3，(1和天線3’，13’，(3’，(1’)。一個(gè)天線陣列的四個(gè)天線之間的信道為相關(guān)信道，而兩個(gè)天線陣列之間的信道則互相獨(dú)立。在例如上述雙極化八天線中，客戶端可以從例如兩個(gè)天線陣列收到信號(hào)。由于基本的碼本設(shè)計(jì)方式是反饋單個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引，因此，有對(duì)應(yīng)于例如兩個(gè)預(yù)編碼矩陣的索引需要被反饋回給基站端，其中每個(gè)預(yù)編碼矩陣對(duì)應(yīng)于一個(gè)天線陣列。此外， 這兩個(gè)預(yù)編碼矩陣之間的相位差也需要被反饋回給基站端，以使這兩個(gè)天線陣列的信號(hào)能夠在客戶端進(jìn)行相干合并。因此，針對(duì)如圖1和圖2所示的雙極化八天線的反饋可以包括三個(gè)部分1)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)四天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引；2)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)四天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引；和3)兩個(gè)天線陣列的信道之間的相位差。圖3(A)和圖3(B)分別是示出基于雙碼本與單碼本的四天線反饋的比較的示意圖。反饋四天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引的一般方法是采用單碼本的方法(如圖 3(A)所示)。在如圖3(A)所示的方法中，采用一個(gè)碼本來(lái)代表一個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣 (各個(gè)天線信道的方向)，其中例如通過(guò)四個(gè)比特(以四個(gè)方框代表)形成對(duì)應(yīng)于該預(yù)編碼矩陣的索引，并以較短的周期(例如IOms)從終端向基站進(jìn)行反饋。在圖3(A)中，由淺色圓環(huán)的位置來(lái)代表基站端的天線陣列的不同預(yù)編碼矩陣的方向。另一種已有的反饋四天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引的方法是采用雙碼本的方法 (如圖3(B)所示)。在如圖3(B)所示的方法中，假定該天線陣列中的四天線經(jīng)歷空間相關(guān)性較高的信道，則瞬時(shí)信道方向(在圖3(B)中由淺色圓環(huán)的位置代表)一般是在平均(長(zhǎng)時(shí))信道方向(在圖3(B)中由深色圓環(huán)的位置代表)附近波動(dòng)。在雙碼本的設(shè)計(jì)中，將上述四個(gè)比特分為兩個(gè)部分，用前兩個(gè)比特構(gòu)成第一個(gè)碼本的預(yù)編碼矩陣的索引，用于反饋長(zhǎng)時(shí)信道方向，在后面稱(chēng)為長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引。用后兩個(gè)比特構(gòu)成第二個(gè)碼本的預(yù)編碼矩陣的索弓丨，用于反饋瞬時(shí)信道方向與長(zhǎng)時(shí)信道方向之間的差別，在后面稱(chēng)為瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引。由于長(zhǎng)時(shí)信道方向的變化較慢，可用較長(zhǎng)的周期(例如100ms)進(jìn)行反饋， 而瞬時(shí)信道方向與長(zhǎng)時(shí)信道方向之間的差別的變化較快，需要用較短的周期(例如IOms) 進(jìn)行反饋，因此采用雙碼本的方法可以有效地降低反饋開(kāi)銷(xiāo)，或增加反饋的精度。可以直接將雙碼本的方法應(yīng)用到雙極化八天線中，相應(yīng)的反饋包括1)對(duì)應(yīng)于第一天線陣列的長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引；2)對(duì)應(yīng)于第二天線陣列的長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引；3)第一天線陣列與第二天線陣列的信道之間的相位差。圖4是示出分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引的圖示。在這里，定義與第一天線陣列對(duì)應(yīng)的第一預(yù)編碼矩陣索引包括第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引(用前兩個(gè)比特表示)和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引(用后兩個(gè)比特表示)，與第二天線陣列對(duì)應(yīng)的第二預(yù)編碼矩陣索引包括第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引(用前兩個(gè)比特表示)和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引(用后兩個(gè)比特表示)。相位差一般被認(rèn)為是瞬時(shí)信息，并以較短的周期進(jìn)行反饋。這里，例如以兩個(gè)比特(用兩個(gè)方框代表)來(lái)表示兩個(gè)預(yù)編碼矩陣之間的相位差。其中，用較長(zhǎng)的周期反饋第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引， 用較短的周期反饋第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引、第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引以及相位差。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)提出了自適應(yīng)地根據(jù)第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離來(lái)調(diào)整相位差、第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引之間的比特?cái)?shù)分配的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣索引的方法，所述雙極化天線布置在基站端，具有第一天線陣列和第二天線陣列，從終端向所述基站端反饋第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣的索引，第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣的索引，以及第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣的相位差，所述方法包括計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的距離；判斷所述距離是否大于預(yù)定閾值；以及如果所述距離大于所述預(yù)定閾值，則分配較少的比特來(lái)表示所述相位差。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣索引的設(shè)備，所述雙極化天線布置在基站端，具有第一天線陣列和第二天線陣列，所述設(shè)備配置在終端上，所述終端向所述基站端反饋第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣的索引，第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣的索引，以及第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣的相位差，所述設(shè)備包括計(jì)算裝置，計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的距離；判斷裝置，判斷所述距離是否大于預(yù)定閾值；以及處理裝置，在所述距離大于所述預(yù)定閾值的情況下，分配較少的比特來(lái)表示所述相位差。根據(jù)本公開(kāi)的方法和設(shè)備能有效提升系統(tǒng)的反饋精度，從而改善系統(tǒng)的誤碼率和
吞吐量。


從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并更容易理解，其中圖1是示出雙極化八天線的設(shè)置的圖示；圖2是示出雙極化八天線的等效信道的圖示；圖3㈧和圖3(B)分別是示出基于雙碼本與單碼本的四天線反饋的比較的示意圖；圖4是示出分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣的索引的圖示；圖5是示出應(yīng)用本公開(kāi)技術(shù)方案的通信系統(tǒng)的示意圖；圖6是示出根據(jù)本公開(kāi)的用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣的索引的設(shè)備的方框圖；圖7(A)和圖7(B)是分別示出長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣與瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離的圖示；以及圖8是示出根據(jù)本公開(kāi)用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣的索引的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。如果考慮到對(duì)某些相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)描述可能會(huì)混淆本發(fā)明的要點(diǎn)，則將不在這里提供其詳細(xì)描述。在各個(gè)實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記用于表示執(zhí)行同樣功能的元件或單元。圖5是示出應(yīng)用本公開(kāi)技術(shù)方案的通信系統(tǒng)的示意圖。如圖5所示，根據(jù)本公開(kāi)的通信系統(tǒng)500包括至少一個(gè)基站502，至少一個(gè)終端 506，以及配置在基站端502的雙極化天線504。根據(jù)本公開(kāi)的雙極化天線504可以是如圖 1所示的雙極化八天線，也可以是其它形式或數(shù)目的雙極化天線。如圖1或圖2所示，根據(jù)本公開(kāi)的雙極化天線504可以包括第一天線陣列a，b，c, d和第二天線陣列a’，b’，C’，d’。 終端506對(duì)基站端502的下行傳輸信道進(jìn)行測(cè)量，并向基站端502反饋對(duì)應(yīng)于第一天線陣列a，b，c，d的第一預(yù)編碼矩陣的索引，對(duì)應(yīng)于第二天線陣列a’，b’，C’，d’的第二預(yù)編碼矩陣的索引，以及第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的相位差。雙極化天線的每個(gè)天線陣列包括的天線數(shù)目不對(duì)本公開(kāi)范圍構(gòu)成限制，其可以包括任何數(shù)目的天線，例如二、四、八等。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)對(duì)應(yīng)于第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣與對(duì)應(yīng)于第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣的距離不同時(shí)，對(duì)相位差的反饋精度的要求是不一樣的。當(dāng)?shù)谝活A(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣距離較近時(shí)，相位差需要被反饋得較為精確。另一方面， 當(dāng)?shù)谝活A(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣距離較遠(yuǎn)時(shí)，相位差反饋的精度可以較低。因此，可以根據(jù)各個(gè)預(yù)編碼矩陣之間的距離來(lái)自適應(yīng)地調(diào)整相位差的反饋精度。圖6是示出根據(jù)本公開(kāi)的用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣的索引的設(shè)備的方框圖。根據(jù)本公開(kāi)的用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣的索引的設(shè)備600配置在終端 506上。如圖6所示，根據(jù)本公開(kāi)的用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣的索引的設(shè)備600包括計(jì)算裝置602，判斷裝置604，和處理裝置606。上述計(jì)算裝置602、判斷裝置604和處理裝置606通過(guò)總線或適當(dāng)類(lèi)型的線纜608相互連接。根據(jù)本公開(kāi)的用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣的索引的設(shè)備600還可以包括 中央處理單元(CPU)，用于執(zhí)行相關(guān)的程序，以處理各種數(shù)據(jù)并控制設(shè)備600中的各個(gè)單元的操作；只讀存儲(chǔ)器(ROM)，用于存儲(chǔ)CPU進(jìn)行各種處理和控制所需的各種程序；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，用于存儲(chǔ)CPU在處理和控制過(guò)程中臨時(shí)產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)；輸入/輸出(I/O) 部件，用于與外部設(shè)備連接，在外部設(shè)備和本設(shè)備600之間傳輸各種數(shù)據(jù)等。上述各個(gè)部件不對(duì)本公開(kāi)范圍構(gòu)成限制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，也可以通過(guò)與上述CPU、ROM、RAM、I/O等相結(jié)合的功能軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算裝置602、判斷裝置604和處理裝置606中的一個(gè)或多個(gè)的功能。并且，計(jì)算裝置602、判斷裝置604和處理裝置606中的一個(gè)或多個(gè)的功能也可以合并為一個(gè)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算裝置602計(jì)算對(duì)應(yīng)于第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣與對(duì)應(yīng)于第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣之間的距離。判斷裝置604判斷所計(jì)算出的距離是否大于一預(yù)定閾值。在所計(jì)算出的距離大于上述預(yù)定閾值的情況下，處理裝置606 分配較少的比特來(lái)表示第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的相位差。另一方面，在所計(jì)算出的距離不大于上述預(yù)定閾值的情況下，處理裝置606分配較多的比特來(lái)表示上述相位差。上述預(yù)定閾值的大小不對(duì)本公開(kāi)范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)適用本公開(kāi)技術(shù)方案的通信系統(tǒng)的特性來(lái)具體限定該預(yù)定閾值的大小。在采用雙碼本的情況下，即在采用兩個(gè)碼本表示對(duì)應(yīng)于一個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣的情況下，可以將第一預(yù)編碼矩陣分為第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣，將第二預(yù)編碼矩陣分為第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣。實(shí)際上，第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣之間的距離是由第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離決定的。這樣，可以根據(jù)第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引與相位差之間的比特分配。因此， 根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算裝置602計(jì)算第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣與第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離作為上述第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的距離，由此來(lái)分配表示瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引與相位差之間的比特?cái)?shù)。如果第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離比較大，可以分配較少的比特?cái)?shù)給相位差，而如果第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離比較小，可以分配較多的比特?cái)?shù)給相位差。圖7(A)和圖7(B)是分別示出長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣與瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離的圖示。在圖7(A)和圖7(B)中，均用兩個(gè)碼本表示對(duì)應(yīng)于一個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣， 即，對(duì)應(yīng)于第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣可以包括第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣(用前兩個(gè)比特來(lái)代表)和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣(用后兩個(gè)比特來(lái)代表)，對(duì)應(yīng)于第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣可以包括第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣(用前兩個(gè)比特來(lái)代表)和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣(用后兩個(gè)比特來(lái)代表)。如圖7(A)所示，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)信道方向701和703的位置可以看出，對(duì)應(yīng)于第一天線陣列的第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣(長(zhǎng)時(shí)信道方向)701和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣(瞬時(shí)信道方向)702與對(duì)應(yīng)于第二天線陣列的第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣(長(zhǎng)時(shí)信道方向)703和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣(瞬時(shí)信道方向)704的距離較近，由此向第一天線陣列與第二天線陣列的信道 (第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣)之間的相位差分配較多的比特，這里示出了分配兩個(gè)比特來(lái)表示相位差，由此可以精確地反饋該相位差的特征，以改善通信質(zhì)量。如圖7(B)所示，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)信道方向701和703的位置可以看出，對(duì)應(yīng)于第一天線陣列的第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣(長(zhǎng)時(shí)信道方向)701和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣(瞬時(shí)信道方向)702與對(duì)應(yīng)于第二天線陣列的第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣(長(zhǎng)時(shí)信道方向)703和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣(瞬時(shí)信道方向)704的距離較遠(yuǎn)，由此向第一天線陣列與第二天線陣列的信道 (第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣)之間的相位差分配較少的比特，這里示出了分配一個(gè)比特來(lái)表示相位差，由此可以改善通信的吞吐量。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，在終端側(cè)，由于第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的變化較慢，可以用較長(zhǎng)的周期來(lái)反饋第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣索引，而第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣以及相位差的變化較快，需要用較短的周期來(lái)反饋第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引以及相位差。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，可以使用固定數(shù)目的比特來(lái)表示第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引與相位差。例如，在一個(gè)實(shí)例中，可以采用總共九個(gè)比特來(lái)構(gòu)造第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引、第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和相位差，其中三個(gè)比特用于形成第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引，另三個(gè)比特用于形成第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引，剩下的三個(gè)比特用于形成兩個(gè)天線陣列的信道之間的相位差。當(dāng)本公開(kāi)的設(shè)備600中的判斷裝置604 根據(jù)計(jì)算裝置602計(jì)算出的結(jié)果，判斷分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)天線陣列的第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣之間的距離大于一預(yù)定閾值時(shí)(如圖7(B)中的701和703的位置所示其間的距離較大時(shí))，處理裝置606分配較少的比特?cái)?shù)來(lái)表示第一天線陣列與第二天線陣列的信道之間的相位差。在圖7(A)和圖7(B)中，示出了將表示相位差的比特?cái)?shù)從二減少為一。在另一個(gè)實(shí)例中，例如可以將表示該相位差的比特?cái)?shù)從三減少為二或者一，這樣可以減少終端進(jìn)行反饋的開(kāi)銷(xiāo)，由此增加通信系統(tǒng)的吞吐量。根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例，在根據(jù)所計(jì)算的距離分配適當(dāng)?shù)谋忍乇硎鞠辔徊詈?，可以分配剩余的比特?lái)表示第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引，即可以將減少表示相位差的比特所剩余的比特用于構(gòu)造瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引，例如將表示該相位差的比特?cái)?shù)從三減少為一，而將表示第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣索引的比特?cái)?shù)分別從三增加到四，由此可以增加反饋瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引的精度，提高通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，設(shè)兩個(gè)預(yù)編碼矩陣分別是Fl和F2，預(yù)編碼矩陣的維數(shù)是天線的數(shù)量乘以秩。換句話說(shuō)，如果秩是二，發(fā)射天線的數(shù)量是八，則預(yù)編碼矩陣Fl和F2 的維數(shù)是8X2。這樣，計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣的距離的方法例如可以采用如下算式弦距心_況不)=+丨舊# -F2F2" II,其中d。h。rd()表示弦距，(·)H 表示共軛轉(zhuǎn)置(Hermitian transpose), || · || F 表示弗羅貝尼烏其jf 范數(shù)(Frobenius norm,定義于 http //mathworld. wolfram, com/ FrobeniusNorm. html)。計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣的距離的方法例如還可以采用如下算式dFS (F1，F(xiàn)2) = cos-1 (det (F1hF2))其中dFS()表示Fubini-study距離，(·)H表示厄密共軛變換 (Hermitiantranspose)，det ( ·)表不矩陣行列式。上述這些計(jì)算方法僅僅是示例，它們不對(duì)本公開(kāi)范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用其它方法來(lái)計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣之間的距離。另外，上述預(yù)編碼矩陣Fl和F2可以分別是第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣。上述方法主要是根據(jù)第一(長(zhǎng)時(shí))預(yù)編碼矩陣與第二(長(zhǎng)時(shí))預(yù)編碼矩陣之間的距離來(lái)改變相位差的精度。根據(jù)上面的方法計(jì)算出距離后，越近的距離則分配越高的相差精度。在確定需要的相差精度后，將剩余的比特?cái)?shù)分配給瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣。在本公開(kāi)中，可以將多個(gè)預(yù)編碼矩陣定義為構(gòu)成一個(gè)碼本，用來(lái)表示對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)天線陣列或部分天線陣列的多個(gè)預(yù)編碼矩陣的集合。這里，根據(jù)本公開(kāi)的第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣、第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣、第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣分別都包括多個(gè)預(yù)編碼矩陣，并在后面分別也被稱(chēng)為第一長(zhǎng)時(shí)碼本、第一瞬時(shí)碼本、第二長(zhǎng)時(shí)碼本和第二瞬時(shí)碼本。下面描述在采用兩個(gè)碼本表示一個(gè)天線陣列的預(yù)編碼矩陣的情況下確定各個(gè)碼本(預(yù)編碼矩陣集合)的方式。這里，以第一天線陣列為例來(lái)確定對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)時(shí)信道方向的長(zhǎng)時(shí)碼本和對(duì)應(yīng)于瞬時(shí)信道方向的瞬時(shí)碼本。對(duì)于第二天線陣列，可以采用同樣的方式來(lái)確定。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)碼本，可以從預(yù)先確定的多個(gè)碼本中進(jìn)行選擇，這些多個(gè)碼本包括但不限于下列的預(yù)編碼矩陣1.采用兩比特表示的DFT(離散傅立葉變換)矩陣
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權(quán)利要求
1.用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣索引的方法，所述雙極化天線布置在基站端，具有第一天線陣列和第二天線陣列，從終端向所述基站端反饋第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣的索引，第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣的索引，以及第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣的相位差，所述方法包括計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的距離；判斷所述距離是否大于預(yù)定閾值；以及如果所述距離大于所述預(yù)定閾值，則分配較少的比特來(lái)表示所述相位差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，如果所述距離不大于所述預(yù)定閾值，則分配較多的比特來(lái)表示所述相位差。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，所述第一預(yù)編碼矩陣包括第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣，所述第二預(yù)編碼矩陣包括第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣，所述方法還包括步驟計(jì)算第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣與第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的距離作為所述距離。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，以較長(zhǎng)的周期反饋第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引，以較短的周期反饋第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引、第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引、以及所述相位差。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，使用固定數(shù)目的比特構(gòu)造第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣、第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣以及所述相位差。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，在根據(jù)所述距離分配適當(dāng)?shù)谋忍貋?lái)表示所述相位差后， 分配剩余的比特來(lái)表示所述第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，將多個(gè)預(yù)編碼矩陣定義為構(gòu)成一個(gè)碼本，其中所述第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣、第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣、第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣分別為多個(gè)預(yù)編碼矩陣，并分別構(gòu)成第一長(zhǎng)時(shí)碼本、第一瞬時(shí)碼本、第二長(zhǎng)時(shí)碼本和第二瞬時(shí)碼本。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，從預(yù)先確定的多個(gè)碼本中選擇第一長(zhǎng)時(shí)碼本和第二長(zhǎng)時(shí)碼本。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣、第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣、以及相位差分別使用不同的碼本。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，根據(jù)下列方式確定各個(gè)瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣最大化各個(gè)預(yù)編碼矩陣之間的最小弦距，同時(shí)使各個(gè)預(yù)編碼矩陣與其對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的弦距小于預(yù)設(shè)值。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣和相位差或者第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣和相位差使用聯(lián)合碼本。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣使用聯(lián)合碼本。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，利用如下算式計(jì)算所述距離^w(F,,F2) = -^||F,F,w-F2Ff II,其中F1和F2分別表示第一預(yù)編碼矩陣和第二預(yù)編碼矩陣，(·)Η表示共軛轉(zhuǎn)置，I I ·| |F表示弗羅貝尼烏斯范數(shù)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，利用如下算式計(jì)算所述距離
15.如權(quán)利要求1所述的方法，每個(gè)天線陣列包括天線的數(shù)目是二、四、八中的任何一個(gè)。
16.用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣索引的設(shè)備，所述雙極化天線布置在基站端，具有第一天線陣列和第二天線陣列，所述設(shè)備配置在終端上，所述終端向所述基站端反饋第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣的索引，第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣的索引，以及第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣的相位差，所述設(shè)備包括計(jì)算裝置，計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的距離； 判斷裝置，判斷所述距離是否大于預(yù)定閾值；以及處理裝置，在所述距離大于所述預(yù)定閾值的情況下，分配較少的比特來(lái)表示所述相位差。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，所述第一預(yù)編碼矩陣包括第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣，所述第二預(yù)編碼矩陣包括第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣， 其中所述計(jì)算裝置計(jì)算第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣與第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的距離作為所述距離。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，以較長(zhǎng)的周期反饋第一長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引和第二長(zhǎng)時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引，以較短的周期反饋第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引、第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引、以及所述相位差。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，使用固定數(shù)目的比特來(lái)表示第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引以及所述相位差。
20.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，在根據(jù)所述距離分配適當(dāng)?shù)谋忍貋?lái)表示所述相位差后，分配剩余的比特來(lái)表示所述第一瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引和第二瞬時(shí)預(yù)編碼矩陣的索引。
全文摘要
提供了用于反饋雙極化天線的預(yù)編碼矩陣索引的方法，所述雙極化天線布置在基站端，具有第一天線陣列和第二天線陣列，從終端向所述基站端反饋第一天線陣列的第一預(yù)編碼矩陣的索引，第二天線陣列的第二預(yù)編碼矩陣的索引，以及第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣的相位差，所述方法包括計(jì)算第一預(yù)編碼矩陣與第二預(yù)編碼矩陣之間的距離；判斷所述距離是否大于預(yù)定閾值；以及如果所述距離大于所述預(yù)定閾值，則分配較少的比特來(lái)表示所述相位差。根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備能有效提升系統(tǒng)的反饋精度，從而改善系統(tǒng)的誤碼率和吞吐量。
文檔編號(hào)H04L1/06GK102195755SQ20101012395
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者今村大地, 徐 明, 星野正幸, 童輝 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社