一種碼本反饋方法及裝置與流程
2023-05-11 12:45:31 5
本發明涉及無線通信領域中預編碼技術，尤其涉及一種碼本反饋方法及裝置。
背景技術：
三維多輸入多輸出(3D MIMO，Three Dimension Multiuple-Input Multiple-Output)系統與傳統的2D MIMO系統相比，3D MIMO系統是在傳統2D MIMO系統的基礎上，在豎直方向上增加了一維可供利用的維度，能為發送信號帶來垂直方向上的自由度，可以減少用戶間的幹擾，提升系統容量，改善小區邊緣用戶的信號質量等。因此，3D MIMO系統及其相關技術是近年來通信行業所密切關注和研究的方向之一。
目前，2D MIMO系統的預編碼技術已經相對成熟，然而，3D MIMO系統中的3D預編碼碼本還很不完善。在現有標準中，關於3D MIMO系統的8埠碼本中，進行秩3傳輸時，第一層對應碼字1，而後兩層均對應於碼字2。如果同一個碼字的多層數據之間所經歷的信道質量指示(CQI，Channel Quality Indicator)相差較大，那麼在實際傳輸時由於同一個碼字的多層之間採用相同的調製編碼策略(MCS，Modulationand Coding Scheme)方式，則在傳輸時會造成性能損失。以現有版本(Rel-10)的8埠碼本為例，當第二級碼本的預編碼矩陣索引i2＝0、1、4、5、8、9、12、13時，碼字2對應的兩層所選擇的波束方向並不相同，而是兩個正交的波束方向。當系統選取到這些碼本的時候，很有可能出現一個碼字所對應的多層之間CQI不一致的情況，當系統利用平均CQI進行MCS方式選擇的時候，選擇出的MCS方式與實際信道CQI並不完全匹配，造成系統吞吐量損失。同理，現有標準中的秩4傳輸碼本也存在相同的 問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明期望提供一種碼本反饋方法及裝置，能解決現有標準中可能出現的一個碼字所對應的多層之間CQI不一致的問題，提升系統性能。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
本發明提供了一種碼本反饋方法，所述方法包括：
通信系統中當終端被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報時，終端選擇上報預編碼矩陣索引；並反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號；其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束。
上述方案中，優選地，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
上述方案中，優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，相位因子m＝0、1、2、3；n＝0、1。
上述方案中，優選地，相位因子和m＝0、1；n＝0、1。
本發明提供了一種碼本反饋方法，所述方法包括：
基站向終端發送配置信息，所述配置信息用於指示終端上報預編碼矩陣指示或秩指示，以由終端在預編碼矩陣指示或秩指示上報時反饋上報預編碼矩陣索引，並反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號；其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束；
所述基站根據所述兩個序號確定預編碼向量，並基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼。
上述方案中，優選地，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
上述方案中，優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，相位因子m＝0、1、2、3；n＝0、1。
上述方案中，優選地，相位因子和m＝0、1；n＝0、1。
本發明提供了一種碼本反饋裝置，所述裝置包括：
選擇單元，用於當終端被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報時，選擇預編碼矩陣索引；其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束；
發送單元，用於向基站反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號，以由所述基站根據所述碼本序號確定預編碼向量，並基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼。
上述方案中，優選地，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
上述方案中，優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
本發明提供了一種碼本反饋裝置，所述裝置包括：
配置單元，用於向終端發送配置信息，所述配置信息用於指示終端上報預編碼矩陣指示或秩指示，以由終端在預編碼矩陣指示或秩指示上報時反饋上報預編碼矩陣索引，並反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號；其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束；
接收單元，用於接收終端反饋的兩個序號；
確定單元，用於所述兩個序號確定預編碼向量，並基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼。
上述方案中，優選地，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
上述方案中，優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，其中，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子。
上述方案中，優選地，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由終端確定。
上述方案中，優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1、2、3；n＝0、1。
上述方案中，優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1；n＝0、1。
本發明所提供的碼本反饋方法及裝置，所選用的預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束，並通過相位保證正交；不同碼字使用正交的波束；如此，能解決現有標準中可能出現的一個碼字所對應的多層之間CQI不一致的問題，保證每碼字的多層之間始終選擇相同波束方向，保證了層間CQI平衡，從而提升系統性能。
附圖說明
圖1為本發明提供的一種碼本反饋方法的實現流程圖；
圖2為本發明提供的另一種碼本反饋方法的實現流程圖；
圖3為本發明提供的一種碼本反饋裝置的組成結構示意圖；
圖4為本發明提供的另一種碼本反饋裝置的組成結構示意圖。
具體實施方式
為了能夠更加詳盡地了解本發明的特點與技術內容，下面結合附圖對本發明的實現進行詳細闡述，所附附圖僅供參考說明之用，並非用來限定本發明。
實施例一
圖1為本發明提供的一種碼本反饋方法的實現流程圖，如圖1所示，所述方法主要包括以下步驟：
步驟101：通信系統中當終端被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報時，終端選擇上報預編碼矩陣索引。
其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束。
所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1、2、3；n＝0、1。
如此，第一層所選擇的波束(第一列)與後面兩個層的波束(第二、三列)正交，而後兩層之間依靠相位保證正交。在這種結構下，後兩層所對應的碼字2始終可以選擇到相同的波束進行傳輸，從而儘可能保證同一個碼字下多層之間CQI基本一致。
優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1；n＝0、1。
如此，碼字1對應的兩層(前兩列)所選擇的波束相同，依靠相位保證正交性，碼字2對應的兩層(後兩列)所選擇的波束相同，依靠相位保證正交性，但是碼字1和碼字2的所選擇的波束是相互正交的。由此可以看出，同一個碼字所對應的層間始終可以選擇到相同的波束進行傳輸，從而儘可能地保證了同一個碼字下多層之間CQI基本一致。
需要說明的是，本實施例重點關注於W2如何選取，對W1並不做強制限定。
步驟102：向基站反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號。
本實施例中所述碼本反饋方法，能解決現有標準中可能出現的一個碼字所對應的多層之間CQI不一致的問題，保證每碼字的多層之間始終選擇相同波束方向，保證了層間CQI平衡，從而提升系統性能。
本實施例中所述碼本反饋方法，針對3D-MIMO天線架構，在雙級碼本結構下，設計了秩三和秩四碼本的波束結構，即確定波束選擇方法，從而使得每個碼字所對應的多層之間CQI儘量保證一致。在3D-MIMO技術中，由於垂直和水平維均可進行波束賦形，在選擇相互正交的波束方向時，既可以按照2D-MIMO中的方式只選擇水平維上正交的波束，也可以在垂直維上選擇正交波束，因此3D-MIMO的碼本設計比2D-MIMO的設計更加靈活。
實施例二
圖2為本發明提供的另一種碼本反饋方法的實現流程圖，如圖2所示，所述方法主要包括以下步驟：
步驟201：基站向終端發送配置信息，其中，所述配置信息用於指示終端上報預編碼矩陣指示或秩指示，以由終端在預編碼矩陣指示或秩指示上報時反饋上報預編碼矩陣索引，並反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號。
其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束。
所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；所述秩的數值由被配置預編碼 矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
優選地，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1、2、3；n＝0、1。
如此，第一層所選擇的波束(第一列)與後面兩個層的波束(第二、三列)正交，而後兩層之間依靠相位保證正交。在這種結構下，後兩層所對應的碼字2始終可以選擇到相同的波束進行傳輸，從而儘可能保證同一個碼字下多層之間CQI基本一致。
優選地，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1；n＝0、1。
如此，碼字1對應的兩層(前兩列)所選擇的波束相同，依靠相位保證正交性，碼字2對應的兩層(後兩列)所選擇的波束相同，依靠相位保證正交性，但是碼字1和碼字2的所選擇的波束是相互正交的。由此可以看出，同一個碼字所對應的層間始終可以選擇到相同的波束進行傳輸，從而儘可能地保證了同一個碼字下多層之間CQI基本一致。
需要說明的是，本實施例重點關注於W2如何選取，對W1並不做強制限定。
步驟202：所述基站根據終端反饋的所述兩個序號確定預編碼向量，並基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼。
當所述終端選用秩為3的第二級碼本時，當所述基站也選用秩為3的第二 級碼本；當所述終端選用秩為4的第二級碼本時，當所述基站也選用秩為4的第二級碼本。
這裡，具體如何基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼，可參考現有技術，在此不再贅述。
本實施例中所述碼本反饋方法，針對3D-MIMO天線架構，在雙級碼本結構下，設計了秩三和秩四碼本的波束結構，即確定波束選擇方法，從而使得每個碼字所對應的多層之間CQI儘量保證一致。在3D-MIMO技術中，由於垂直和水平維均可進行波束賦形，在選擇相互正交的波束方向時，既可以按照2D-MIMO中的方式只選擇水平維上正交的波束，也可以在垂直維上選擇正交波束，因此3D-MIMO的碼本設計比2D-MIMO的設計更加靈活。
實施例三
圖3為本發明提供的一種碼本反饋裝置的組成結構示意圖，如圖3所示，所述裝置包括：選擇單元31和發送單元32；其中，
所述選擇單元31，用於當終端被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報時，選擇預編碼矩陣索引；其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束；
所述發送單元32，用於向基站反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號，以由所述基站根據所述碼本序號確定預編碼向量，並基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼；
其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束，並通過相位保證正交；不同碼字使用正交的波束。
其中，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；所述秩的數值由被配置預編碼矩陣指示或秩指示上報的終端上報。
這裡，具體如何選取秩的數值，可參照現有的選取方法，在此不再贅述。
具體的，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1、2、3；n＝0、1。
具體的，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1；n＝0、1。
上述碼本反饋裝置可設置於終端中。
本領域技術人員應當理解，本實施例的碼本反饋裝置中各模塊的功能，可參照前述碼本反饋方法的相關描述而理解，本實施例的碼本反饋裝置中各單元，可通過實現本實施例所述的功能的模擬電路而實現，也可以通過執行本實施例所述的功能的軟體在智能終端上的運行而實現。
實際應用中，所述選取單元31、發送單元32，均可由所述碼本反饋裝置或所述碼本反饋裝置所屬設備中的中央處理器(CPU，Central Processing Unit)、微處理器(MPU，Micro Processor Unit)、數位訊號處理器(DSP，Digital Signal Processor)或現場可編程門陣列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等實 現。
本發明所提供的碼本反饋裝置，能解決現有標準中可能出現的一個碼字所對應的多層之間CQI不一致的問題，保證每碼字的多層之間始終選擇相同波束方向，保證了層間CQI平衡，從而提升系統性能。
實施例四
圖4為本發明提供的另一種碼本反饋裝置的組成結構示意圖，如圖4所示，所述裝置包括：配置單元41、接收單元42和確定單元43；其中，
所述配置單元41，用於向終端發送配置信息，所述配置信息用於指示終端上報預編碼矩陣指示或秩指示，以由終端在預編碼矩陣指示或秩指示上報時反饋上報預編碼矩陣索引，並反饋預編碼矩陣索引對應於預先給定的碼本中的兩個序號；其中，所述預先給定的碼本的基本結構採用兩級碼本形式，第一個序號對應第一級碼本，第二個序號對應第二級碼本，且在第二級碼本，每個碼字對應的各層之間使用相同的波束；
所述接收單元42，用於接收終端反饋的兩個序號；
所述確定單元43，用於根據所述兩個序號確定預編碼向量，並基於所述預編碼向量對待傳輸的數據進行預編碼。
優選地，所述預先給定的碼本的表示形式為：W＝W1W2,其中，W1為第一級碼本，W2為第二級碼本；
X1和X2分別表示水平維和垂直維的碼本；
所述W2根據秩的數值選取不同的表示形式；其中，所述秩的數值由終端確定。
具體的，當秩為3時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1、2、3；n＝0、1。
具體的，當秩為4時，第二級碼本W2的表示形式為：
其中，ei和ej為兩個正交波束，ei表示從中選出的第i列，ej表示從選出的第j列；和為相位因子，m＝0、1；n＝0、1。
上述碼本反饋裝置可設置於基站等網絡設備中。
本領域技術人員應當理解，本實施例的碼本反饋裝置中各模塊的功能，可參照前述碼本反饋方法的相關描述而理解，本實施例的碼本反饋裝置中各單元，可通過實現本實施例所述的功能的模擬電路而實現，也可以通過執行本實施例所述的功能的軟體在智能終端上的運行而實現。
實際應用中，所述配置單元41、接收單元42和確定單元43，均可由所述碼本反饋裝置或所述碼本反饋裝置所屬設備中的CPU、MPU、DSP或現場可編程門陣列FPGA等實現。
本發明所提供的碼本反饋裝置，能解決現有標準中可能出現的一個碼字所對應的多層之間CQI不一致的問題，保證每碼字的多層之間始終選擇相同波束方向，保證了層間CQI平衡，從而提升系統性能。
在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的方法、設備和系統，可以通過其它的方式實現。以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，如：多個單元或組件可以結合，或可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另外，所顯示或討論的各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過一些接口，設備或單元的間接耦合或通信 連接，可以是電性的、機械的或其它形式的。
上述作為分離部件說明的單元可以是、或也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是、或也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，也可以分布到多個網絡單元上；可以根據實際的需要選擇其中的部分或全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各實施例中的各功能單元可以全部集成在一個處理單元中，也可以是各單元分別單獨作為一個單元，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中；上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用硬體加軟體功能單元的形式實現。
本領域普通技術人員可以理解：實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：移動存儲設備、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
或者，本發明實施例上述集成的單元如果以軟體功能模塊的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明實施例的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機、伺服器、或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分。而前述的存儲介質包括：移動存儲設備、ROM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。