專利名稱：一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3GPP LTE-Advanced (第三代合作伙伴計(jì)劃長(zhǎng)期演進(jìn)高版本)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程領(lǐng)域，特別是涉及一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法。
背景技術(shù)：
采用多天線發(fā)送和多天線接收(MIMO)的無(wú)線傳輸技術(shù)是挖掘利用空間資源、提高頻譜利用率和功率利用率的基本途徑，十余年來(lái)一直是移動(dòng)通信領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)的主流技術(shù)之一。為了滿足 30bit/s/Hz 的頻譜效率需求，3GPP LTE-Advanced (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution，第三代合作伙伴計(jì)劃長(zhǎng)期演進(jìn)高版本)在其下行鏈路支持八個(gè)發(fā)送天線的MIMO傳輸。為了更好地支持在這種天線配置下的單用戶和多用戶閉環(huán)預(yù)編碼，LTE-Advanced定義了一種雙碼本結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)下，預(yù)編碼矩陣W由位于內(nèi)碼本中的矩陣Wl及位于外碼本中的矩陣W2相乘得到，其中，內(nèi)碼本矩陣Wl為基于固定波束簇的分塊對(duì)角矩陣，匹配于長(zhǎng)時(shí)信道信息，外碼本矩陣W2則實(shí)現(xiàn)頻率選擇性的波束選擇和共相位功能，匹配于短時(shí)信道信息。在這種雙碼本結(jié)構(gòu)下，用戶反饋的預(yù)編碼信息應(yīng)當(dāng)包含Wl在內(nèi)碼本中的索引PMIl以及W2在外碼本中的索引PMI2。在閉環(huán)空分復(fù)用模式下，用戶需要搜索碼本以獲得合適的預(yù)編碼矩陣進(jìn)行反饋， 考慮到在八個(gè)發(fā)送天線配置下巨大的信道矩陣維數(shù)以及碼本尺寸，用戶對(duì)雙碼本進(jìn)行聯(lián)合搜索將付出巨大的復(fù)雜度代價(jià)，而用戶的處理能力總是有限的。本發(fā)明利用LTE-Advanced雙碼本的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種低復(fù)雜度的碼本搜索方法，該方法首先在基于固定波束簇的內(nèi)碼本中進(jìn)行搜索，找到與長(zhǎng)時(shí)信道的一個(gè)或兩個(gè)主特征方向相關(guān)性最強(qiáng)的波束簇，將由該波束簇形成的矩陣確定為W1，并反饋其在內(nèi)碼本中的索引PMI1，其次根據(jù)已經(jīng)確定的內(nèi)碼本矩陣Wl以及瞬時(shí)信道信息，在外碼本中搜索使某個(gè)性能指標(biāo)最大化的矩陣W2，并反饋其對(duì)應(yīng)的索引PMI2。本發(fā)明提供的碼本搜索方法可以在保證碼本搜索可靠性的同時(shí)，大大降低搜索的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特點(diǎn)是分開(kāi)搜索內(nèi)外碼本，能夠在保證搜索可靠性的同時(shí)避免聯(lián)合搜索的復(fù)雜度。技術(shù)方案本發(fā)明的面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法中，預(yù)編碼矩陣W 由位于內(nèi)碼本中的矩陣Wl以及位于外碼本中的矩陣W2相乘得到，用戶分別搜索內(nèi)外碼本獲得Wl和W2的索引PMIl和PMI2進(jìn)行反饋，該方法包括如下步驟
a、用戶利用信道估計(jì)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)發(fā)送相關(guān)矩陣，并將該矩陣近似為一個(gè)分塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上各個(gè)分塊矩陣相同；
b、對(duì)上一步計(jì)算得到的分塊矩陣進(jìn)行特征值分解，得到降序排列的特征值及相應(yīng)的特征向量；
C、在構(gòu)成內(nèi)碼本的所有固定波束中找到與最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，并確定包含該波束的兩個(gè)波束簇；
d、在上一步確定的兩個(gè)波束簇中找到與次大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，將由該波束所在的波束簇形成的矩陣確定為W1，并反饋其索引PMIl ；
e、根據(jù)瞬時(shí)信道信息以及上一步確定的內(nèi)碼本矩陣W1，在外碼本中選擇合適的W2，并反饋其對(duì)應(yīng)的索引PMI2。其中
內(nèi)碼本矩陣Wl為分塊對(duì)角矩陣，且每個(gè)分塊矩陣相同，由包含若干個(gè)固定波束的波束簇形成，外碼本矩陣W2則實(shí)現(xiàn)頻率選擇性波束選擇和共相位功能。統(tǒng)計(jì)發(fā)送相關(guān)矩陣時(shí)，在頻域及時(shí)域求平均，頻域范圍為整個(gè)帶寬，時(shí)域范圍可以是數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)子幀。所述特征向量和所述的波束，其相關(guān)性表示為如下形式
權(quán)利要求
1.一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特征在于該方法中，預(yù)編碼矩陣 W由位于內(nèi)碼本中的矩陣Wl以及位于外碼本中的矩陣W2相乘得到，用戶分別搜索內(nèi)外碼本獲得Wl和W2的索引PMIl和PMI2進(jìn)行反饋，該方法包括如下步驟a、用戶利用信道估計(jì)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)發(fā)送相關(guān)矩陣，并將該矩陣近似為一個(gè)分塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上各個(gè)分塊矩陣相同；b、對(duì)上一步計(jì)算得到的分塊矩陣進(jìn)行特征值分解，得到降序排列的特征值及相應(yīng)的特征向量；C、在構(gòu)成內(nèi)碼本的所有固定波束中找到與最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，并確定包含該波束的兩個(gè)波束簇；d、在上一步確定的兩個(gè)波束簇中找到與次大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，將由該波束所在的波束簇形成的矩陣確定為W1，并反饋其索引PMIl ；e、根據(jù)瞬時(shí)信道信息以及上一步確定的內(nèi)碼本矩陣W1，在外碼本中選擇合適的W2，并反饋其對(duì)應(yīng)的索引PMI2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特征在于，內(nèi)碼本矩陣Wl為分塊對(duì)角矩陣，且每個(gè)分塊矩陣相同，由包含若干個(gè)固定波束的波束簇形成，外碼本矩陣W2則實(shí)現(xiàn)頻率選擇性波束選擇和共相位功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特征在于，統(tǒng)計(jì)發(fā)送相關(guān)矩陣時(shí)，在頻域及時(shí)域求平均，頻域范圍為整個(gè)帶寬，時(shí)域范圍可以是數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)子幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特征在于所述特征向量和所述的波束，其相關(guān)性表示為如下形式
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特征在于所述次大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，若該波束仍位于兩個(gè)波束簇中，則可以考慮如下兩種解決方法其一，繼續(xù)利用余下的特征向量依次進(jìn)行搜索，直至可以確定唯一的一個(gè)波束簇為止；其二，不再繼續(xù)搜索，從兩個(gè)波束簇中任選其一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法，其特征在于所述的索引PMIl為寬帶反饋，即用戶在整個(gè)帶寬只反饋一個(gè)PMI1，而根據(jù)實(shí)際帶寬及信道環(huán)境，PMI2可以為頻率選擇性的反饋，即將整個(gè)帶寬劃分為多個(gè)子帶，每個(gè)子帶反饋一個(gè) PMI2。
全文摘要
一種面向雙碼本結(jié)構(gòu)的低復(fù)雜度碼本搜索方法按以下步驟進(jìn)行1)、用戶利用信道估計(jì)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)發(fā)送相關(guān)矩陣，并將該矩陣近似為一個(gè)分塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上各個(gè)分塊矩陣相同；2)、對(duì)上一步計(jì)算得到的分塊矩陣進(jìn)行特征值分解，得到降序排列的特征值及其相應(yīng)的特征向量；3)、在構(gòu)成內(nèi)碼本的所有固定波束中找到與最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，并確定包含該波束的兩個(gè)波束簇；4)、在上一步確定的兩個(gè)波束簇中找到與次大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量相關(guān)性最強(qiáng)的波束，將由該波束所在的波束簇形成的矩陣確定為W1，并反饋其索引PMI1；5)、根據(jù)瞬時(shí)信道信息以及上一步確定的內(nèi)碼本矩陣W1，在外碼本中選擇合適的W2，并反饋其對(duì)應(yīng)的索引PMI2。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102291201SQ20111023547
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者李瀟, 王玨, 胡敏霞, 金石, 高西奇 申請(qǐng)人:東南大學(xué)