多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本反饋方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本反饋方法和裝置，其中，該多級碼本的生成方法包括：基于基站天線的多維度特征，確定關(guān)于基站天線所對應(yīng)的多個維度；根據(jù)多個維度，生成多級碼本；其中，多個維度包括以下至少之一：極化維度Npolar、水平維度NH、垂直維度NV；并且，極化維度Npolar中的維度編號nPolar等于1,2,......NPolar，水平維度NH中的維度編號nH等于1,2,......NH，垂直維度NV中的維度編號nV等于1,2,......NV。本發(fā)明根據(jù)天線結(jié)構(gòu)的多維度特征，設(shè)計(jì)多級碼本，從而完整的利用了空間維度，有益于MIMO和MU-MIMO性能的提升。
【專利說明】多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本反饋方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，涉及一種多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本反饋方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，MU-MIMO(多用戶多輸入輸出)技術(shù)可以有效提供系統(tǒng)容量；ΜΜ0 (多輸入輸出)也從2D擴(kuò)展到了三維(3D，3Dimensions)，每個天線變?yōu)橛蒒hX Nv個天線振子組成；而3D MIMO系統(tǒng)則更是可以通過基帶處理直接控制每個天線振子；并且預(yù)編碼/波束賦型技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了對NhXNv個天線振子對應(yīng)的信號進(jìn)行加權(quán)處理。因此，為了避免隨著天線振子數(shù)量的增加，而導(dǎo)致天線體積增加，通常會采用多極化的方式(包括單極化，雙極化，三極化)進(jìn)行組陣。
[0003]然而，采用多級化的方式進(jìn)行組陣后，3D天線的水平列數(shù)則由Nh變?yōu)榱?Νη/Νμ?列，從而使得天線變小的同時，天線波束變寬了。所以，為了解決該問題，有必要研發(fā)出一種與多級化后的3D天線相適應(yīng)的碼本以及反饋設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種多級碼本的生成方法和裝置、以及碼本反饋方法和裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種多級碼本的生成方法。
[0006]該多級碼本的生成方法包括:
[0007]基于基站天線的多維度特征，確定關(guān)于基站天線所對應(yīng)的多個維度；
[0008]根據(jù)多個維度，生成多級碼本；
[0009]其中，多個維度包括以下至少之一:
[0010]極化維 度Nptjlar、水平維度ΝΗ、垂直維度Nv ；
[0011]其中，極化維度Nptjlm中的維度編號等于1，2，......，水平維度Nh中的
維度編號nH等于1，2，......Nh，垂直維度Nv中的維度編號nv等于1，2，......Nv。
[0012]其中，在根據(jù)多個維度，生成多級碼本時，可對多個維度進(jìn)行編碼配置，生成與該多個維度對應(yīng)的碼本集；并根據(jù)生成的多個碼本集,生成多級碼本。
[0013]其中，上述多個碼本集可以包括以下至少之一:極化碼本集Wm'水平碼本集WH、垂直碼本集Wv。
[0014]相應(yīng)的，在根據(jù)生成的多個碼本集，生成多級碼本時，可通過以下公式生成多級碼本:W = WV ? WH ? ，其中，W為多級碼本。
[0015]在上述技術(shù)方案中，極化碼本集<°&用于控制不同數(shù)據(jù)流之間的正交性；并且，極化碼本集Wp°w通過以下公式描述:
[0016]二；[0017]其中，mMar為極化碼本編號，并且，mPolar等于1，2，……Mpolar0
[0018]此外，上述極化碼本集WP°w中的碼本個數(shù)MP°W可取決于極化維度Nptjlm和傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)υ，并且，第mP()la:r個碼本 為U υ的矩陣。
[0019]例如，若極化維度Nptjlm等于I，且傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)υ等于I，則極化碼本集f中的碼本個數(shù)Mp°w等于1，極化碼本集Wp°w等于{[I]};或若極化維度Nptjla,等于2，且傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)υ等于1，則極化碼本集Wp°w中的碼本個數(shù)Mp°w等于4，極化碼本集Wp°w等于
【權(quán)利要求】
1.一種多級碼本的生成方法，其特征在于，包括: 基于基站天線的多維度特征，確定關(guān)于所述基站天線所對應(yīng)的多個維度； 根據(jù)所述多個維度，生成多級碼本； 其中，所述多個維度包括以下至少之一: 極化維度Nptjlm、水平維度NH、垂直維度Nv ； 其中，所述極化維度Nptjlm中的維度編號等于1，2，......Npolar,所述水平維度Nh中的維度編號nH等于1，2，......NH，所述垂直維度Nv中的維度編號nv等于1，2，......Nv。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生成方法，其特征在于，根據(jù)所述多個維度，生成多級碼本包括: 對所述多個維度進(jìn)行編碼配置，生成與所述多個維度對應(yīng)的碼本集； 根據(jù)生成的所述多個碼本集，生成所述多級碼本。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生成方法，其特征在于，所述多個碼本集包括以下至少之一: 極化碼本集Wp°la\水平碼本集WH、垂直碼本集Ψ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生成方法，其特征在于，在根據(jù)生成的所述多個碼本集，生成所述多級碼本時，通過以下公式生成所述多級碼本:

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生成方法，其特征在于，所述極化碼本集Wp°lm用于控制不同數(shù)據(jù)流之間的正交性；并且，所述極化碼本集Wp°lm通過以下公式描述:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生成方法，其特征在于，所述極化碼本集Wp°lm中的碼本個數(shù)Mpolar取決于極化維度Nptjlm和傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)u，并且，第個碼本f為X u的矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生成方法，其特征在于，若所述極化維度Nptjlm等于1，且所述傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)u等于1，則所述極化碼本集Wp°lm中的碼本個數(shù)Mp°lm等于1，所述極化碼本集Wpolar等于{[I]};或 若所述極化維度Nptjlm等于2，且所述傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)u等于1，則所述極化碼本集Wp°lm中的碼本個數(shù)Mpolar等于4，所述極化碼本集Wpolar等于
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生成方法，其特征在于，所述水平碼本集Wh用于控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；并且，所述水平碼本集Wh通過以下公式描述:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生成方法，其特征在于，所述水平碼本集Wh包括水平掃描碼本集WH’Sc;an和水平波束形狀碼本集WH’Patten，并且，水平碼本集Wh與所述水平掃描碼本集WH'Scan以及所述水平波束形狀碼本集WH’Pattem之間的關(guān)系通過以下公式描述:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生成方法，其特征在于，所述水平掃描碼本集WWSNhXMh維的矩陣，并且，所述水平掃描碼本集WH，Sc;an通過以下公式生成:

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生成方法，其特征在于，所述水平波束形狀碼本集WH，PattOTn為NhXMh維的矩陣，并且，所述水平波束形狀碼本集WH’Patten通過以下公式生成:
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生成方法，其特征在于，所述垂直碼本集Wv用于控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，并且，所述垂直碼本集Wv通過以下公式描述:
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的生成方法，其特征在于，所述垂直碼本集Wv包括垂直掃描碼本集Wv’s-和垂直波束形狀碼本集wv’patten，并且，所述垂直碼本集Wv與所述垂直掃描碼本集wv’S_以及所述垂直波束形狀碼本集Wv’P—之間的關(guān)系通過以下公式描述:
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生成方法，其特征在于，所述垂直掃描碼本集Wv，Sc;anSNvXMh的矩陣，并且，所述垂直掃描碼本集Wv，Sc;an通過以下公式生成:
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的生成方法，其特征在于，所述垂直波束形狀碼本集Wv，PattOTn為NvXMv維的矩陣，并且，所述垂直波束形狀碼本集Wv，Patten通過以下公式生成:
16.根據(jù)權(quán)利要求11或15所述的 生成方法，其特征在于，通過波束形狀的遺傳算法獲取所述波束形狀碼本。
17.一種多級碼本的生成裝置，其特征在于，包括: 維度確定模塊，用于基于基站天線的多維度特征，確定關(guān)于所述基站天線所對應(yīng)的多個維度； 碼本生成模塊，用于根據(jù)所述多個維度，生成多級碼本； 其中，所述多個維度包括以下至少之一: 極化維度Nptjlm、水平維度NH、垂直維度Nv ； 其中，所述極化維度Nptjlm中的維度編號等于1，2，......Npolar,所述水平維度Nh中的維度編號nH等于1，2，......NH，所述垂直維度Nv中的維度編號nv等于1，2，......Nv。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的生成裝置，其特征在于，所述碼本生成模塊進(jìn)一步包括: 編碼配置子模塊，用于對所述多個維度進(jìn)行編碼配置，生成與所述多個維度對應(yīng)的碼本集； 碼本生成子模塊，用于根據(jù)生成的所述多個碼本集，生成所述多級碼本。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生成裝置，其特征在于，所述多個碼本集包括以下至少之 極化碼本集wp°la\水平碼本集WH、垂直碼本集Ψ。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的生成裝置，其特征在于，所述碼本生成子模塊在根據(jù)生成的所述多個碼本集，生成所述多級碼本時，通過以下公式生成所述多級碼本:
W = Wv0W"0WPolar.5 其中，W為所述多級碼本。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的生成裝置，其特征在于，所述極化碼本集Wp°lm用于控制不同數(shù)據(jù)流之間的正交性；并且，所述極化碼本集Wp°w通過以下公式描述:
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的生成裝置，其特征在于，所述極化碼本集Wp°lm中的碼本個數(shù)Mpt5lalr取決于極化維度Nptjlm和傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)u，并且，第個碼本w?為ΝΡ_X υ的矩陣。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的生成裝置，其特征在于，若所述極化維度Nptjlm等于1，且所述傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)u等于1，則所述極化碼本集Wp°lm中的碼本個數(shù)Mp°lm等于1，所述極化碼本集Wpolar等于{[I]};或 若所述極化維度Nptjlm等于2，且所述傳輸數(shù)據(jù)層數(shù)u等于1，則所述極化碼本集Wp°lm中的碼本個數(shù)Mpoiar等于4，所述極化碼本集Wpoiar等于
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的生成裝置，其特征在于，所述水平碼本集Wh用于控制不同用戶之間在水平方向空間的正交性；并且，所述水平碼本集Wh通過以下公式描述: 其中，mH為水平碼本編號，并且，mH等于1,2，...Mh。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的生成裝置，其特征在于，所述水平碼本集Wh包括水平掃描碼本集WH’Sc;an和水平波束形狀碼本集WH’Patten，并且，水平碼本集Wh與所述水平掃描碼本集WH'Scan以及所述水平波束形狀碼本集WH’Pattem之間的關(guān)系通過以下公式描述:

26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的生成裝置，其特征在于，所述水平掃描碼本集WH’SeanSNHXMH維的矩陣，并且，所述水平掃描碼本集WH，Sc;an通過以下公式生成:
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的生成裝置，其特征在于，所述水平波束形狀碼本集WH，PattOTn為NhXMh維的矩陣，并且，所述水平波束形狀碼本集WH’Patten通過以下公式生成:

28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的生成裝置，其特征在于，所述垂直碼本集Wv用于控制不同用戶之間在垂直方向空間的正交性，并且，所述垂直碼本集Wv通過以下公式描述:
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的生成裝置，其特征在于，所述垂直碼本集Wv包括垂直掃描碼本集wv’s-和垂直波束形狀碼本集Wv’Patten，并且，所述垂直碼本集Wv與所述垂直掃描碼本集ffV’s_以及所述垂直波束形狀碼本集Wv’p—之間的關(guān)系通過以下公式描述:
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的生成裝置，其特征在于，所述垂直掃描碼本集Wv，Sc;an為NvXMh的矩陣，并且，所述垂直掃描碼本集Wv，Sc;an通過以下公式生成:
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的生成裝置，其特征在于，所述垂直波束形狀碼本集Wv，PattOTn為NvXMv維的矩陣，并且，所述垂直波束形狀碼本集Wv，Patten通過以下公式生成:
32.根據(jù)權(quán)利要求27或31所述的生成裝置，其特征在于，通過波束形狀的遺傳算法獲取所述波束形狀碼本。
33.一種碼本反饋方法，其特征在于，包括: 基于基站天線的多個維度，對接收的信道進(jìn)行分組，確定所述多個維度對應(yīng)的信道組； 根據(jù)所述信道組，確定與每個信道組對應(yīng)的碼本編號； 反饋所述碼本編號； 其中，所述多個維度包括以下至少之一: 極化維度Nptjlm、水平維度NH、垂直維度Nv ；其中，所述極化維度Nptjlm中的維度編號等于1，2，......Npolar,所述水平維度Nh中的維度編號nH等于1，2，......NH，所述垂直維度Nv中的維度編號nv等于1，2，......Nv。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的碼本反饋方法，其特征在于，基于基站天線的多個維度，對接收的信道進(jìn)行分組包括: 根據(jù)所述極化維度Nptjlm對同極化天線振子進(jìn)行分組，形成Nptjlm個相同極化的極化子陣組； 根據(jù)所述水平維度Nh對所述極化子陣組進(jìn)行分組；形成Nh列水平子陣組； 根據(jù)所述垂直維度Nv對所述水平子陣組進(jìn)行分組；形成Nv行垂直子陣組。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的碼本反饋方法，其特征在于，根據(jù)所述信道組，確定與每個信道組對應(yīng)的碼本編號包括: 通過以下公式獲取第Hlrolm個極化子陣組中的第ηΗ列水平子陣組內(nèi)的所有垂直子陣組的信道:
H (nPolar, nH, nv)，wherenv=l, 2，…，Nv ； 根據(jù)所述所有垂直子陣組的信道，確定第nH列的垂直子陣的NvX I維的等效信道矢量
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的碼本反饋方法，其特征在于，根據(jù)所述信道組，確定與每個信道組對應(yīng)的碼本編號包括: 通過以下公式獲取第np()lm個極化子陣組中的所有信道:
H (nPolar, nH, nv)，wherenv=l, 2，…，Nv, nH=l, 2，…，Nh ； 根據(jù)所述最優(yōu)垂直碼本V，確定所述信道中水平子陣組的第NhX I維的等效信道
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的碼本反饋方法，其特征在于，根據(jù)所述信道組，確定與每個信道組對應(yīng)的碼本編號包括: 通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有信道:
H (iipoiar) %)，whereiiy—I, 2，…，Nv, nH—I, 2，…，Nh,=Polar I，2， ，Np0Iar ； 根據(jù)所述最優(yōu)水平碼本，確定所述極化子陣組的NptjlmX I維的等效信道矢量
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的碼本反饋方法，其特征在于，在所述預(yù)先配置的垂直預(yù)編碼選取原則為最大信道干噪比選取原則的情況下，通過以下公式確定所述垂直碼本編號和所述最優(yōu)垂直碼本W(wǎng),，ν:
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的碼本反饋方法，其特征在于，在所述預(yù)先配置的水平預(yù)編碼選取原則為最大信道干噪比選取原則的情況下，通過以下公式確定所述水平碼本編號 和所述最優(yōu)水平碼本w<w:
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的碼本反饋方法，其特征在于，在所述預(yù)先配置的極化預(yù)編碼選取原則為最大信道容量選取原則的情況下，通過以下步驟確定所述極化碼本編號MPMIpolar.根據(jù)所述?τ’ρ。1'通過以下公式確定與所述Heti’p°lair對應(yīng)的等效矩陣ir’p°lalr:

41.一種碼本反饋裝置，其特征在于，包括: 信道分組模塊，用于基于基站天線的多個維度，對接收的信道進(jìn)行分組，確定所述多個維度對應(yīng)的信道組； 碼本確定模塊；用于根據(jù)所述信道組，確定與每個信道組對應(yīng)的碼本編號； 碼本反饋模塊；用于反饋所述碼本編號； 其中，所述多個維度包括以下至少之一: 極化維度Nptjlm、水平維度NH、垂直維度Nv ；其中，所述極化維度Nptjlm中的維度編號等于1，2，......Npolar,所述水平維度Nh中的維度編號nH等于1，2，......NH，所述垂直維度Nv中的維度編號nv等于1，2，......Nv。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的碼本反饋裝置，其特征在于，所述信道分組模塊進(jìn)一步包括: 極化分組子模塊，用于根據(jù)所述極化維度Nptjlm對同極化天線振子進(jìn)行分組，形成Nptjlm個相同極化的極化子陣組； 水平分組子模塊，用于根據(jù)所述水平維度Nh對所述極化子陣組進(jìn)行分組；形成Nh列水平子陣組； 垂直分組子模塊，用于根據(jù)所述垂直維度Nv對所述水平子陣組進(jìn)行分組；形成Nv行垂直子陣組。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的碼本反饋裝置，其特征在于，所述碼本確定模塊進(jìn)一步包括: 第一獲取模塊，用于通過以下公式獲取第IVlm個極化子陣組中的第nH列水平子陣組內(nèi)的所有垂直子陣組的信道:

44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的碼本反饋裝置，其特征在于，所述碼本確定模塊進(jìn)一步包括: 第二獲取模塊，用于通過以下公式獲取第np()lm個極化子陣組中的所有信道:
H (nPolar, nH, nv)，wherenv=l, 2，…，Nv, nH=l, 2，…，Nh ； 并且，還用于根據(jù)所述最優(yōu)垂直碼本％?，ν，確定所述信道中水平子陣組的第NhX I維

的等效信道矢量
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的碼本反饋裝置，其特征在于，所述碼本確定模塊進(jìn)一步包括: 第三獲取模塊，用于通過以下公式獲取所有極化子陣組中的所有信道:
H (iipoiar) %)，whereiiy—I, 2，…，Nv, nH—I, 2，…，Nh, =Polar I，2， ，Np0Iar ； 并且，還用于根據(jù)所述最優(yōu)水平碼本，確定所述極化子陣組的NptjlmX I維的等效信道矢量 HΤ’Ρ。1'其中，H—
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的碼本反饋裝置，其特征在于，在所述預(yù)先配置的垂直預(yù)編碼選取原則為最大信道干噪比選取原則的情況下，所述第一確定模塊通過以下公式確定所述垂直碼本編號和所述最優(yōu)垂直碼本w ；
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的碼本反饋裝置，其特征在于，在所述預(yù)先配置的水平預(yù)編碼選取原則為最大信道干噪比選取原則的情況下，所述第二確定模塊通過以下公式確定所述水平碼本編號和所述最優(yōu)水平碼本? ；
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的碼本反饋裝置，其特征在于，在所述預(yù)先配置的極化預(yù)編碼選取原則為最大信道容量選取原則的情況下，所述第三確定模塊通過以下步驟確定所述
【文檔編號】H04L1/06GK103929280SQ201410127690
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】李傳軍, 蘇昕 申請人:電信科學(xué)技術(shù)研究院