[发明专利]一种多输入多输出系统预编码的码本设计及反馈方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域内多输入多输出(MIMO，Multi-Input Multi-Output)系统编码方法，尤其涉及MIMO系统中预编码(Precoding)的码本设计方法。 

背景技术

预编码技术是通过接收方反馈的信道信息，对发送的数据用预编码矩阵进行处理，使各个数据流在空间信道传输过程中等效为相互独立的信道进行传输，但前提是发射方能够获得信道信息。实际的设计中，频分双工(FDD，Frequency Division Duplex)系统中或时分双工(TDD，Time Division Duplex)系统中信道互异性失效情况下，信道信息通常需要通过反馈获得，而信道信息反馈开销是系统设计中必须考虑的一个问题。因此现有技术都是通过码本的方式进行处理，经通过对信道可能的情况进行量化，并用当前信道的分解量去匹配一个最为接近的码本，并反馈该码本的序号，但实际上，如果要使码本遍历所有最基本的信道可能性，仍需要很大的反馈开销。例如假设每根天线的信道参数仅仅量化为4种取值，如果各个信道独立，且流之间独立，假设发射天线个数为m，使用的数据流数目为k，则将会有(4)^m*k个码本。尽管这种量化已经很粗糙，但是所需开销仍然是很大的。 

对信道反馈开销的限制和对信道反馈信息精确度的要求形成了一对矛盾。因此，如何在限制开销的情况下，提高反馈码本的精度是当前研究的一个难题。现有的码本设计方法，在限制开销的情况下，很难保证反馈码本的精确度。码本分层的思想是通过设计几个不同层次上的码本，并通过不同层次上的码本组合来达到提高反馈精度的效果，在同样反馈开销的情况下，使得码本对信道的量化获得更高的精度。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多输入多输出系统预编码的码本设计及反馈方法，能够在不增加系统反馈开销的情况下提高反馈码本的精确度，且能与现有的码本设计方法相兼容。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多输入多输出系统预编码的码本设计及反馈方法，涉及多输入多输出系统的信号发射方和信号接收方，该方法步骤为： 

(a)设计向上兼容的分层码本，根据码本的反馈开销要求对码本进行分层量化处理，亦即将码本按层分组，每一层包括多个组，每一组包括多个码本，且下一层码本的第一个元素为上一层码本量化情况下的取值； 

(b)信号接收方计算反馈码本的索引，并选择码本反馈方式反馈码本的索引。 

进一步地，步骤(a)设反馈开销为n个bit，且码本的分层数目为k，按层分组即依层次地分组：第一层将(2ⁿ)^k个码本分为2ⁿ个组，每组包括(2ⁿ)^k-1个码本；第二层继续将每组(2ⁿ)^k-1个码本分为2ⁿ个组，......，直至第k层的每组中的码本个数为1个。 

进一步地，步骤(a)对于对等分层码本的设计，下一层的码本与上一层具有相等的地位，不同层表示码本的不同分量；对于非对等分层码本的设计，下一层码本是对上一层量化误差的进一步量化。 

进一步地，步骤(b)码本反馈方式包括以下的一种或多种： 

(1)交叉方式的码本反馈，适用于对等分层码本的反馈，亦即将多层码本依时隙交错地轮询反馈，即当前时隙反馈第一层码本，则依次在下一时隙反馈下一层码本；不同层的码本具有相等的可靠性要求； 

(2)按照不同可靠性要求对码本反馈，适用于非对等分层码本的反馈，亦即将可靠性要求最高的层的码本通过控制信道反馈，对其它可靠性要求较低的层的码本通过数据信道反馈； 

(3)结合部分反馈和相关运算方式的码本反馈，亦即收发双方结合不同层码本之间的关系，将反馈层的码本和本地存储的非反馈层的码本通过函数运算获得最终的预编码加权值码本。 

进一步地，码本反馈方式(3)包括以下方式的一种或两种： 

(3A)每次仅反馈其中的一层码本，用于对本地保存的码本进行修正，而第一层码本用于对本地码本进行初始化；