一種對矢量進行編碼的方法
2023-04-30 09:42:51
專利名稱：一種對矢量進行編碼的方法
技術領域：
本發明涉及一種對多輸入多輸出MIM0傳輸信號的矢量進行編碼的 方法。
本發明例如涉及例如在UMTS (通用移動電信系統)中實現的MIM0信號。
背景技術：
在頻分雙工FDD模式下工作的通信系統的一個關鍵方面是讓終端 向發射機提供可靠的信道狀態信息CSI,該信息允許根據信道條件在下 行鏈路中進行用戶調度，選擇自適應調製和編碼方案，以及對數據信 號進行預處理。
例如，在任一或兩個傳輸端使用天線陣列的傳輸方案中，該控制 信息是必要的。實際上，為了在發送數據的更高吞吐量和/或更高可靠 性方面利用MIM0增益，發射機應該能夠形成匹配目標用戶的傳播信道 並且可能地最小化來自其它不想要的波束的幹擾的波束。這通過在發 射機側應用預編碼技術來實現，這要求精確獲知來自每對發射天線元 件和接收天線元件的信道傳播係數。
典型地，在FDD系統中該CSI通過由接收終端周期性地反饋的控 制信息而被傳遞給發射機。控制信令通常包含信道測量的矢量的編碼 表示，加上指示接收機要工作處於的信號對噪聲加幹擾比SINR的信道 質量指示符CQI。
對信道矢量進行編碼的一種通用方式是提供矢量的碼本，該碼本 對發射機和終端二者都是已知的，從而使得終端反饋與按照據某種度 量最接近於信道矢量的碼本矢量對應的索引。這基本是矢量量化操作。 在時間和頻率上周期性地執行這個量化索引報告，這意味著每隔給定 時間頻率資源塊就反饋索引。這些反饋報告表明某種級別的相關性， 所述相關性隨信道在時間和頻率上的變化變慢而增加。
發明內容
本發明的目的在於降低控制信令的比特率和/或增加csi報告的
精確度。為此，嘗試利用上述相關性是有意義的。
因此，提供一種用於對用於從發射機到接收機的傳輸的矢量進行
編碼的方法，包括在預定義M維矢量碼本中選擇第一矢量的步驟以及 至少一個精細化步驟，在至少一個精細化步驟中通過從具有相對於先 前步驟減小1的維度的另一矢量碼本中選擇另一矢量而對隨機矢量與 所述第一矢量之間的誤差矢量進行量化，其中所述M維矢量碼本和所 述另一預定義矢量碼本對發射機和接收機二者都是已知的。
根據本發明實施例，通過對具有相對於先前步驟減小1的維度的 預定義矢量碼本進行旋轉獲得具有相對於先前步驟減小1的維度的另 一矢量碼本。
根據本發明的另一實施例，旋轉參數完全由該過程的先前步驟中 所選擇的矢量而確定。
根據本發明的另 一實施例，將每一步驟的量化結果的指示符從發 射機以信令傳送到接收機。
還提供了 一種用於對用於從發射機到接收機的傳輸的矢量進行編 碼的編碼器，其被配置為在預定義M維矢量碼本中選擇第一矢量， 以及執行至少一個精細化步驟，在至少一個精細化步驟中通過從具有 相對於先前步驟減小1的維度的另一矢量碼本中選擇另一矢量而對隨 機矢量與所述第一矢量之間的誤差矢量進行量化，其中所述M維矢量 碼本和所述另一預定義矢量碼本對發射機和接收機二者都是已知的。
本發明可以應用於無線通信系統(尤其是UMTS LTE或其它未來的 蜂窩系統)中控制信令的編碼。
因此，提供了一種無線通信終端包括這種編碼器，用於對隨機 矢量進行編碼；以及發射機，用於將所述隨機矢量發送到接收機；還 提供一種基站，包括這種編碼器，用於對隨機矢量進行編碼；以及 發射機，用於將所述隨機矢量發送到接收機。
現將參照附圖通過示例的方式更詳細地描述本發明，其中圖1至圖3表示本發明的精細化方法的各步驟，其中M-3。
具體實施例方式
在本發明中，我們描述一種以增加的精度通過多個步驟對隨機矢 量進行編碼的方法，在連續報告該矢量的相關實例的情況下，該方法 允許使得該矢量所傳達的信息精細化。
可以通過其最一般的形式如下描述本發明如果待編碼的矢量具 有維度M，則在維度M、 M-1、下至維度2的矢量空間中，提供有利於 矢量量化的一定數量的矢量碼本，碼本的數量取決於對於給定應用所 考慮的精細化步驟的最大數量。
編碼處理的第一步驟是利用M維碼本進行的普通矢量量化操作。 我們稱之為精細化步驟0。
在接下來的編碼操作中，可以首先執行測試過程，在該測試過程 中，利用M維碼本對相對於先前步驟可能已經改變的矢量進行再次量 化。如果量化導致與先前步驟不同的矢量索引，則將這個新的矢量當 作矢量的新表示。然而，如果來自碼本M的量化矢量索引與先前操作 相同，則訪問另一精細化步驟。由碼本M產生的量化誤差自身通過使 用碼本M-1進行量化。我們稱之為精細化步驟l。這是有可能的，因為 量化誤差矢量位於與具有維度M-l的量化矢量正交的矢量空間中。在 該方法的可能實現方式中，可以跳過上述測試過程，並且可以強制終 端按照常規模式在步驟0之後總是報告精細化步驟1的結果。在此情 況下，如果由於來自M維碼本的矢量索引已經改變而導致精細化不可 能，則終端可以將該事實以信令傳送到發射機。
在接下來的編碼操作中，同樣首先可以執行測試過程，在該測試 過程中，同樣利用碼本M和M-l對矢量進行量化。如果這些操作中的 任一操作返回與先前步驟不同的索引，則由該新的索引給出矢量的新 表示。否則，如果兩個操作都返回相同的索引，或者如果跳過該測試 過程，則該方法繼續另一精細化步驟，在所述精細化步驟中，利用碼 本M-2對與精細化步驟1關聯的誤差矢量進行量化。這是精細化步驟2。
如果為其它精細化步驟提供了碼本，則可以通過對矢量表示進一 步精細化來繼續該迭代過程。當該過程產生具有所提供的最小碼本維 度的量化索引時，使用這個相同的碼本繼續，只要來自較大碼本維度
6的量化索引相對於先前步驟不變。
在每一步驟，可以將具有相關維度的預定義碼本旋轉，以確保它 與前面步驟中選擇的矢量是正交的。有利的是，可以將所述旋轉設計
為使得其根據前面步驟中所選擇的矢量而唯一確定；這樣具有的優點 是，發射機和接收機二者可以完全獲知所使用的旋轉，而無需附加的 信令。
本發明基於在編碼處理的連續步驟使用維度減小的不同碼本。這 些碼本的每一個可以對每個維度進行優化，並且碼本彼此獨立。此外，
隨著維度減小，在保持平均失真相同的同時，可以減小碼本大小。
本發明的技術可以用於例如在通信系統中對將要從終端報告給基 站的信道狀態信息csi進行編碼。在csi信令的情況下，在不同步驟 執行的量化操作的輸出可以用在時間上連續的信令事件、或頻率上連 續的相鄰資源塊、或信道的連續相鄰空間路徑。根據本發明的技術， 在csi的一個實例與下一實例之間存在相關性的任何情況下，使用維 度減小的量化碼本的每一連續反饋消息向基站提供信道狀態信息的更 精細化的版本。
如果如上所迷在每一步驟執行測試過程，則在該技術中精細化步 驟的數量將自動地取決於待編碼的矢量的連續實例之間的相關性程 度。可選地，精細化步驟的數量可以根據待編碼的矢量的連續實例之 間的測量的或預測的相關性進行設置，或者可以被預先確定。
下面，我們描述本發明的可能實現方式。為了簡單起見，我們考
慮實值M維矢量a，其中M-3，我們示出使用3維碼本(精細化步驟0) 和使用2維碼本的精細化步驟1執行的量化操作。量化度量在該示例 中是弦距。
在圖1中描繪了精細化步驟0。僅繪製距a具有最小弦距的碼本矢 量l連同量化誤差矢量e。 a的近似表示方式在精細化步驟0中簡單地 由l給出。
在圖2中所描繪的精細化步驟1中，使用之前所提供的2維碼本 對來自步驟0的量化誤差矢量e自身進行量化。e的量化表示由e給出， 而矢量a的精細4匕表示現在變為^coscp+e。
圖3示出兩步量化過程的完整展示。可以表明，在對於兩個碼本 的最小弦距的十分緩和的條件下，在精細化步驟1之後的誤差矢量y
7的幅度總是小於步驟0中誤差矢量e的幅度,
權利要求
1、一種用於對用於從發送機到接收機的傳輸的矢量進行編碼的方法，所述方法包括在預定義M維矢量碼本中選擇第一矢量的步驟以及至少一個精細化步驟，在至少一個精細化步驟中通過從具有相對於先前步驟減小1的維度的另一矢量碼本中選擇另一矢量而對隨機矢量與所述第一矢量之間的誤差矢量進行量化，其中所述M維矢量碼本和所述另一預定義矢量碼本對所述發射機和接收機二者都是已知的。
2、 權利要求l的方法，其中，通過對具有相對於先前步驟減小1 的維度的預定義矢量碼本進行旋轉而獲得具有相對於先前步驟減小1 的維度的另一矢量碼本。
3、 權利要求2的方法，其中，旋轉參數完全由該過程的先前步驟 中所選擇的矢量而確定。
4、 權利要求l的方法，其中，將每一步驟的量化結果的指示符從 發射機以信令傳送到接收機。
5、 權利要求4的方法，其中，在每一精細化步驟，首先使用每一 個先前步驟中的碼本執行量化，並且如果所有量化的結果都與先前步 驟相同，則執行精細化步驟，並且以信令傳送所述精細化步驟的結果， 而如果至少一個量化的結果與先前步驟不同，則以信號傳送使用其結 果與先前步驟不同的最小維度的碼本量化的結果。
6、 權利要求4的方法，其中，在每一精細化步驟，首先使用先前 步驟的碼本執行量化，並且如果量化結果與先前步驟相同，則執行精 細化步驟，並且以信令傳送所述精細化步驟的結果，而如果量化結果 與先前步驟不同，則以信令傳送指示不可能精細化的指示符。
7、 根據權利要求4的方法，其中，根據預定義順序在連續時間間 隔上執行每一精細化步驟。
8、 根據權利要求l的方法，其中，所述矢量表示無線電信道的狀態息ci
9、 根據權利要求8的方法，其中，在不同時間、頻率或空間方面 中的至少一個對所述無線電信道執行每一步驟。
10、 一種用於對用於從發射機到接收機的傳輸的矢量進行編碼的 編碼器，其被配置為在預定義M維矢量碼本中選擇第一矢量，以及執行至少一個精細化步驟，在至少一個精細化步驟中，通過從具有相 對於先前步驟減小1的維度的另一矢量碼本中選擇另一矢量而對隨機 矢量與所述第一矢量之間的誤差矢量進行量化，其中，所述M維矢量 碼本和所述另一預定義矢量碼本對於所述發射機和接收機二者都是已 知的。
11、 一種無線通信終端，包括如權利要求IO所述的編碼器，用 於對隨機矢量進行編碼；以及發射機，用於將所述隨機矢量發送到接 收機。
12、 一種基站，包括如權利要求IO所示的編碼器，用於對隨機 矢量進行編碼；以及發射機，用於將所述隨機矢量發送到接收機。
全文摘要
本發明涉及一種用於對用於從發射機到接收機的傳輸的矢量進行編碼的方法，所述方法包括在預定義M維矢量碼本中選擇第一矢量的步驟以及至少一個精細化步驟，在精細化步驟中，通過從具有相對於先前步驟減小1的維度的另一矢量碼本中選擇另一矢量而對隨機矢量與所述第一矢量之間的誤差矢量進行量化，其中所述M維矢量碼本和所述另一預定義矢量碼本對於發射機和接收機二者都是已知的。
文檔編號H04B7/04GK101689903SQ200880021246
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月16日 優先權日2007年6月21日
發明者F·託薩託, S·塞西亞 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司