一種預編碼矩陣的選擇方法和裝置製造方法
2023-05-14 07:31:01
一種預編碼矩陣的選擇方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種預編碼矩陣的選擇方法和裝置，用戶設備生成並緩存預編碼矩陣；在時頻域位置上對信道狀態指示參考信號（CSI-RS）做信道估計，獲得每個CSI-RS的信道估計值；根據每個CSI-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站；本發明同時還公開了一種預編碼矩陣的選擇裝置，通過本發明的方案，能夠在波束成型模式下，在有多發射天線埠時，不受小區專用參考信號（Cell-RS）埠限制的影響，實現預編碼矩陣的選擇，極大的提高跟蹤信道變化的自適應能力，提高系統的容量，並且向前兼容LTE的信道容量選擇方法。
【專利說明】一種預編碼矩陣的選擇方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動通信的多收多發(MIMO)技術，尤其涉及一種預編碼矩陣的選擇方法和裝置。
【背景技術】
[0002]MIMO技術是3G、4G乃至未來寬帶無線通信的關鍵技術。MIMO技術可分為兩大類:開環(open loop)ΜΙΜ0技術和閉環(closed loop)ΜΙΜ0技術。在開環MIMO技術中,傳輸機沒有傳輸信道的信息。而在閉環MIMO技術中,傳輸機根據傳輸信道的特性選擇合適的傳輸方式。閉環MIMO技術可以大幅提高系統容量，但是需要得到傳輸信道的信息。
[0003]一種傳輸機獲取傳輸信道信息的方式是通過反饋，即:接收機測量傳輸信道的特性並將其反饋給傳輸機。這種通過反饋的閉環MMO模式在長期演進(LTE)、全球微波互聯接入(WiMAX, Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)等 3G、4G 寬帶無線通信領域得到了廣泛應用。在LTE協議中，當UE工作在空間復用的閉環MMO模式時，用戶設備(UE)需要從一組事先規定好的預編碼矩陣中選擇出一個最優(使系統的吞吐量最大)的預編碼矩陣反饋給基站。在目前的已實現的LTE系統中，是利用小區專用參考信號來進行預編碼矩陣選擇，而在LTE-Advance系統中，引入了專用的信道狀態指示參考信號進行預編碼矩陣選擇。
[0004]在目前的LTE系統中，是利用小區專用參考信號(Cell-RS，CellReferenceSingle)的信道估計值來計算每個預編碼矩陣的信道容量。但在LTE-Advance系統中，為了提高系統的容量，將發射天線數增加到了 8個，最大可以支持8層的傳輸，在波束成型(beamforming)模式下，F1DSCH可以在8個天線埠上同時傳輸,而Cell-RS最多只在4個埠進行傳輸，因此採用Cell-RS進行信道容量計算並不能得到真實的信道狀態信息。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種預編碼矩陣的選擇方法，能夠在波束成型模式下，在有多發射天線埠時，不受Cell-RS埠限制的影響，實現預編碼矩陣的選擇。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]本發明提供的一種預編碼矩陣的選擇方法，該方法包括:
[0008]UE生成並緩存預編碼矩陣；在時頻域位置上對信道狀態指示參考信號(CS1-RS)做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值；根據每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站。
[0009]上述方案中，所述在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值，為:對各發射埠進行接收序列的解擾，得到各發射埠的兩個正交頻分復用(OFDM)符號上的每個CS1-RS解擾結果，之後對兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果求平均，得到單個OFDM符號上各CS1-RS的信道估計值。[0010]上述方案中，該方法還包括:將信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
[0011]上述方案中，該方法還包括:在規定的碼本子集範圍內選擇信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本，將所述碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
[0012]本發明提供的一種預編碼矩陣的選擇裝置，該裝置包括:預編碼矩陣模塊、信道估計模塊、選擇模塊，其中，
[0013]預編碼矩陣模塊，用於生成並緩存預編碼矩陣；
[0014]信道估計模塊，用於在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值；
[0015]選擇模塊，用於根據每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站。
[0016]上述方案中，所述信道估計模塊，具體用於對各發射埠進行接收序列的解擾，得到各發射埠的兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果，之後對兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果求平均，得到單個OFDM符號上各CS1-RS的信道估計值。
[0017]上述方案中，所述選擇模塊，還用於將信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
[0018]上述方案中，所述選擇模塊，還用於在規定的碼本子集範圍內選擇信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本，將所述碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
[0019]本發明提供了一種預編碼矩陣的選擇方法和裝置，UE生成並緩存預編碼矩陣；在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值；根據每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站；如此，能夠在波束成型模式下，在有多發射天線埠時，不受Cell-RS埠限制的影響，實現預編碼矩陣的選擇；另外，CS1-RS最大可以支持256個碼本的選擇，極大的提高了跟蹤信道變化的自適應能力，提高系統的容量，並且向前兼容了 LTE的信道容量選擇方法，可以復用原LTE模塊中的信道容量計算模塊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明提供的預編碼矩陣的選擇方法流程示意圖；
[0021]圖2為本發明實施例中埠 15和埠 16的CS1-RS位置示意圖；
[0022]圖3為本發明實施例中埠 15和埠 16間的收發信道示意圖；
[0023]圖4為本發明提供的預編碼矩陣的選擇裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]在LTE-Advance中，增加了信道狀態指示參考信號(CS1-RS，ChannleStateInformation Reference Signal),在 LTE-Advance 協議中規定了 8 個 CS1-RS 發送埠，即埠 15?埠 22，每兩個埠使用相同的時域和頻域資源(即時域和頻域位置都相同)，時頻域資源相同的兩個埠 CS1-RS採用碼分復用的方式(埠 15和埠 16相同，埠 17和埠 18相同，埠 19和埠 20相同，埠 21和埠 22相同)傳輸。本發明利用CS1-RS的特性，通過估計CS1-RS的子載波處的信道估計值來計算信道的容量，從而進行預編碼矩陣反饋。
[0025]本發明的基本思想是:UE生成並緩存預編碼矩陣；在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值；根據每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站。
[0026]下面通過附圖及具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0027]本發明實現一種預編碼矩陣的選擇方法，如圖1所示，該方法包括以下幾個步驟:
[0028]步驟101:UE生成並緩存預編碼矩陣；
[0029]步驟102:在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值；
[0030]具體的，對各發射埠進行接收序列的解擾，得到各發射埠的兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果，之後對兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果求平均，得到單個OFDM符號上各CS1-RS的信道估計值；這裡，所述CS1-RS使用相同的時域和頻域資源。
[0031]下面以8發2收為例，取埠 15和埠 16說明CS1-RS的信道估計過程:
[0032]圖2中的a、b、C、d、e、f表示CS1-RS在不同載波位置處的發送端數據，I」表示OFDM符號位置，取值為O或I,如圖2所不，每一列表不一個OFDM符號，I個子幀中在2個OFDM符號上有CS1-RS ；
[0033]信道模型可以為:￥=!1謂杜+%=!1』 *X+N0,其中，H』 =H*W，Y表示接收天線的接收序列，H表示信道估計值，X表示發送端的發送序列，W表示預編碼矩陣，N0表示噪聲；
[0034]如圖3所示，XtlJ1分別表示埠 15和埠 16的發送序列，YtlJ1表示兩個接收天線的接收序列，Ηωω表示發送埠 tx到接收埠 rx的信道估計值，這裡，以埠 15為發送埠 0，埠 16為發送埠 I，如Hcitl表示發送埠 O到接收埠 O的信道估計值，Htll表示發送埠 I到接收埠 O的信道估計值。如當發射天線總數Ntx = 8,接收天線總數Nm=2,層數v=l時，H[rx][tx]為2x8的矩陣，W為8x1的矩陣，H』為2x1的矩陣，接收信號Y為2x1的矩陣，接收序列Ytl和Y1為:
[0035]Y0=X0H00+X1H01
[0036]Y1=XciH1JX1H11
[0037]當埠 15的發送序列X。為(a，d)，埠 16的發送序列X1為(a，_d)時，對接收序列進行解擾，得到:
[0038]埠15:
[0039]Y0a/a=H00+H01
[0040]Y0d/d=H00-H01
[0041]埠16:
[0042]Yla/a=H10+Hn
[0043]Yld/-d=-H10+Hn
[0044]這裡能夠看出，接收序列進行解擾後的結果k/a、YM/d、Yla/a、Yld/_d並不是要求的CS1-RS的信道估計值H，還要對I，，=0和I 」=1兩個OFDM符號位置的CS1-RS解擾結果求平均，得到單個OFDM符號 上CS1-RS的信道估計值。
[0045]下面以表示一個OFDM符號上的CS1-RS解擾結果，其中，I」表示OFDM符號位置，取值為O或I ;rx表示接收埠，tx表示發送埠，則:[0046]接收序列Ytl的解擾為:
[0047]接收序列Y0點除埠 15在1」=0位置的發送序列，得到HH_ ；
[0048]接收序列Y0點除埠 16在I」= = O位置的發送序列，得到HHtltll ；
[0049]接收序列Y0點除埠 15在I」= = I位置的發送序列，得到HHiqq ；
[0050]接收序列Y0點除埠 16在1」=1位置的發送序列，得到HHltll ；
[0051]接收序列Y1的解擾為:
[0052]接收序列Y1點除埠 15在I」= = O位置的發送序列，得到HH_ ；
[0053]接收序列Y1點除埠 16在1」=0位置的發送序列，得到HHtlll ；
[0054]接收序列Y1點除埠 15在I」= = I位置的發送序列，得到HHlltl ；
[0055]接收序列Y1點除埠 16在1」=1位置的發送序列，得到HH111 ；
[0056]單個OFDM符號上CS1-RS的信道估計值分別為:
[0057]H00=(HH000+HH100)/2
[0058]H01=(HH001+HH101)/2
[0059]H10=(HH010+HH110)/2
[0060]Hn=(HH011+HHm)/2
[0061]同理，可以分別求得HQ2、H03> H12, H13> H04, H05, H14, H15, H06, H07, H16, H17。
[0062]步驟103:根據所述每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站；
[0063]本步驟中，所述信道容量最大的預編碼矩陣對應的容量值為:
[0064]
【權利要求】
1.一種預編碼矩陣的選擇方法，其特徵在於，該方法包括: 用戶設備(UE)生成並緩存預編碼矩陣；在時頻域位置上對信道狀態指示參考信號(CS1-RS)做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值；根據每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站。
2.根據權利要求1所述的選擇方法，其特徵在於，所述在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值，為:對各發射埠進行接收序列的解擾，得到各發射埠的兩個正交頻分復用(OFDM)符號上的每個CS1-RS解擾結果，之後對兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果求平均，得到單個OFDM符號上各CS1-RS的信道估計值。
3.根據權利要求2所述的選擇方法，其特徵在於，該方法還包括:將信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
4.根據權利要求2所述的選擇方法，其特徵在於，該方法還包括:在規定的碼本子集範圍內選擇信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本，將所述碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
5.一種預編碼矩陣的選擇裝置，其特徵在於，該裝置包括:預編碼矩陣模塊、信道估計模塊、選擇模塊，其中， 預編碼矩陣模塊，用於生成並緩存預編碼矩陣； 信道估計模塊，用於在時頻域位置上對CS1-RS做信道估計，獲得每個CS1-RS的信道估計值； 選擇模塊，用於根據每個CS1-RS的信道估計值獲得每個預編碼矩陣對應的信道容量，並選擇信道容量最大的預編碼矩陣的索引號反饋給基站。
6.根據權利要求5所述的選擇裝置，其特徵在於，所述信道估計模塊，具體用於對各發射埠進行接收序列的解擾，得到各發射埠的兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果，之後對兩個OFDM符號上的每個CS1-RS解擾結果求平均，得到單個OFDM符號上各CS1-RS的信道估計值。
7.根據權利要求5所述的選擇裝置，其特徵在於，所述選擇模塊，還用於將信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
8.根據權利要求5所述的選擇裝置，其特徵在於，所述選擇模塊，還用於在規定的碼本子集範圍內選擇信道容量最大的預編碼矩陣對應的碼本，將所述碼本的索引號作為預編碼值反饋給基站。
【文檔編號】H04L1/16GK103905161SQ201210575873
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月26日 優先權日:2012年12月26日
【發明者】胡豔輝 申請人:中興通訊股份有限公司