[发明专利]一种码本存储及使用该码本的信息收发方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种码本存储及使用该码本的信息收发方法及装置。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)系统使用多个发射、接收天线，利用信号的空、时、频域联合处理获得速率、分集与阵列增益。MIMO系统中，如果发射机能够以某种方式获知信道信息，就可以根据信道特性对发送信号进行优化，以提高接收质量并降低对接收机复杂度的要求。在实际系统中一般采用量化信道信息的反馈方式，以降低反馈开销与反馈时延。信道信息的量化可以针对信道矩阵及其统计量，也可以是接收机推荐使用的预处理参数。信道信息经过量化之后，被映射到有限个元素构成的集合中，这一集合称为码本。

在基于码本的闭环MIMO系统中，接收端接收发送端发来的信号并且利用FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)将其转化为频域信号。这些信号又经过MIMO检测模块来后被区分为区分若干层的信号。经过解层映射以后，信号进一步被解调、解交织和解码。接收到的导频信号被输入信道估计模块器以实现信道估计。接收端利用估计的信道信息从码本中选择码字以优化性能。其优化准则可以是FER(Frame Error Rate，误帧率)、BER(Bit Error Rate，误比特率)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信干噪比)、互信息、瞬时吞吐量、或其他合适的准则。接收端产生所选码字的索引以便用于后续的发送机发送。接收端产生CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)以告知发送机信道质量。接收端还用于确定Rank(秩)数和相应的数据层数，以用于后续的数据传输。以上获得的所有参数，码字标号、CQI和Rank数都反馈给发送端。发送端将待发送的多个数据流，应用选好的MCS(ModulationCoding Scheme，调制编码方案)进行相应的数据流处理。根据码字选择信息，在码本中选择码字。每个数据流将被映射到若干层以实现所需要的传输速率。然后，基于所选择的预编码码字，对层映射后的数据进行预编码。最后，每个预编码后的数据流经过OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)调制，经过多根发射天线发射出去。

在基于码本的闭环MIMO系统中，码本是影响系统性能的关键。在Rel-8(Release 8，版本8)LTE(Long Term Evolution，长期演进)的传输模式4、5、6中，都采用了PMI(Precode Matrix Index，预编码矩阵索引)反馈机制，即UE(User Equipment，用户设备)根据公共导频测量信道，并向基站eNB上报其推荐使用的码字的标号信息。公共导频端口为4时，采用基于Householder变换(Householder Transformation，豪斯霍尔德变换)的码本，对于闭环空间复用模式即传输模式4的每种Rank，都存在着16个可选的预编码矩阵。

Rel-8LTE 4天线码本的主要特性包括：1)Rank 1码本在考虑非相关信道和相关信道折中的条件下通过搜索获得；2)其他Rank的码本保持与Rankl码本的嵌套关系；3)码本元素均采用8PSK(Phase Shift Keying，相移键控)元素，以降低计算复杂度；4)具备恒模和酉特性；5)可以利用Householder变换的特性降低码字选择的复杂度。

在采用MIMO技术的无线通信系统中，例如Rel-10(Release 10，版本10)LTE-A(Long Term Evolution-Advanced，长期演进高级)系统中，可能会沿用PMI反馈的机制，但是由于发射天线数的增加，例如可能为8根，Rank与发射天线端口数目的配置组合数远多于Rel-8LTE下的情况。一方面，针对很多Rank与发射天线端口数目配置组合的码本尚未定义。另一方面，相比Rel-8LTE系统，针对双极化多天线系统设计码本的必要性变得更加突出，其原因在于，天线数目不断增加，而基站尺寸是有限的，不可避免地需要缩小天线间距或/和采用极化天线。基于以上考虑，针对双极化多天线系统的线性码本及其设计方法是未来无线通信系统研究和标准化中必不可缺的技术点。此外，鉴于Rel-8LTE 4天线码本的良好性能和优越特性，在码本设计过程中研究者都尽可能地考虑保留Rel-8LTE码本的特性。