专利名称：：多天线分层预编码的方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种MIMO系统中多天线分层预编码的方法及装置。
背景技术：
：为了提高系统容量，下一代的无线宽带移动通信系统将会采用MIMO(MuWInputMultiOutput,多输入多输出)技术，即在基站端放置多个天线，在移动台也放置多个天线，基站和移动台之间形成MIMO通信链路。在MIMO系统的发送端，传输数据流经过空时编码形成P个数据子流，这P个数据子流由P个天线发射出去。对于已经分为v层的传输数据流，将其转换成P个数据子流的分层预编码过程如下1)一种是无CDD(CyclicDelayDiversity,循环延迟分集)预编码<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式1公式1表示把V层的数据流映射到P个端口(P个天线)上发送出去。其中x(z')为v层传输数据流，少(/)为P个数据子流；『(O是一个户xv矩阵。2)—种是大CDD预编码<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式2公式2表示把v层的数据流映射到P端口(P个天线)上发送出去。其中x(/)为v层传输数据流，乂/)为P个数据子流；『(z')是一个尸xv矩阵；Z)(0和C/为已知矩阵，且D(z')C/为一个vxv矩阵。上面两种方式都涉及到码本的计算选取过程。以4天线为例，码本『(O通过如下公式计算得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>、式3其中，w为码本号且"e[o，15];/为4x4的单位矩阵；w"为已知的4xl矩阵，可以根据码本号从表l中查询得到；^H为^的共轭转置。通过公式3计算得到的『为4x4矩阵，而码本『(O是一个户xv(这里p取4)的矩阵，因此针对不同的层数v，其码本的选取参见表l。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以码本号为3，层数v为2为例，首先找到码本号3对应的《3,代入公式3中进行计算，得到一个4x4矩阵『3，然后根据v的取值为2，在表1中查询得到此时的码本为『3阿/々，即选取矩阵『3中的第1列和第2列组成一个4x2矩阵，然后将该4x2矩阵中每个元素除以V^，此时得到矩阵即为码本号为3、v为2时的码本矩阵『(z')。然后将码本『O')代入到公式1或者公式2中，从而将v层的传输数据流转换成P个数据子流，并通过P个天线发送出去。在实现上述多天线分层预编码的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题码本『(z')的计算选取过程相当复杂，其中至少需要一次查表、一次矩阵的共轭转置运算、两次矩阵相乘、一次矩阵和常数相除(^H"n的结果为常数)、一次矩阵相减、一次列变换等一系列操作，使得多天线分层预编码的过程在DSP(DigitalSignalProcessing,数字信号处理)实现中相当耗费指令，造成处理延迟；在FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)实现中也非常耗费硬件资源。
发明内容本发明的实施例提供一种多天线分层预编码的方法及装置，用以降低分层预编码过程实现的复杂度，缩短处理延迟或者节省硬件资源。为达到上述目的，本发明的实施例釆用如下技术方案一种多天线分层预编码的方法，包括根据数据流的码本号和层数以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本；结合所述码本对所述数据流进行预编码。一种多天线分层预编码的装置，包括确定单元，用于根据数据流的码本号和层数以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本；编码单元，用于结合所述码本对所述数据流进行预编码。本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法及装置，将码本相关数据保存起来，这样在进行分层预编码时只需查找到码本相关lt据，然后通过简单运算就能荻取到数据流预编码时所需要的码本；相对于现有技术，本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法及装置，在进行分层预编码时避免了繁瑣的码本计算过程，减小了分层预编码实现的复杂度，而且可以缩短编码过程在DSP实现中的处理延迟以及节省在FPGA实现中的硬件资源。图1为本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法流程图；图2为本发明实施例一的方法流程图；图3为本发明实施例二的方法流程图4为本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置示意图；图5为本发明实施例三的装置示意图；图6为本发明实施例四的装置示意图。具体实施例方式为了降低MIMO系统中分层预编码过程实现的复杂度，缩短处理延迟或者节省硬件资源，本发明的实施例提供了一种多天线分层预编码的方法及装置。下面以4天线的MIMO系统为例，并结合附图对本发明实施例提供的多天线分层预编码方法及装置进行详细描述。如图l所示，本发明实施例提供的多天线分层预编码方法，包括以下步骤11、根据数据流自身携带的码本号n和层数v以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本『(z〕。所述码本相关数据可以是码表矩阵的集合，所述码表矩阵为4x4矩阵；所述码本相关数据也可以是码本的集合，所述码本为4xv矩阵，其中ve[l,4]。12、结合所述码本对所述数据流进行预编码。本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法，将码本相关数据保存起来，在进行分层预编码时只需查找到码本相关数据，然后通过简单运算就能获取到数据流预编码时所需要的码本；这样，本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法在进行分层预编码时避免了繁瑣的码本计算过程，减小了分层预编码实现的复杂度，而且可以缩短编码过程在DSP实现中的处理延迟以及节省在FPGA实现中的硬件资源。实施例一预先在MIMO系统的发送端内部保存与数据流分层预编码的码本相关的数据——码表矩阵集合，然后在进行分层预编码时只需查找与数据流对应的码表矩阵而无需再次计算预编码过程中所需要的码表矩阵。如图2所示，本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法，包括以下步骤21、根据数据流的码本号w在预先保存的码表矩阵集合中查找到该数据流对应的码表矩阵。其中，所述预先保存的码表矩阵集合是通过公式3计算得到的4x4矩阵『的集合；对于4天线MIMO系统，可能出现的数据流码表矩阵的集合如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>在上述码表矩阵集合中共有16个4x4矩阵，每一个码本号"(0《w《15)对应其中一个4x4矩阵『，比如码本号为7的数椐流，其对应的码表矩阵就是上述码表矩阵集合中的『7。将上述16个矩阵作为常数直接保存到DSP空间中或者FPGA的存储空间中，当然也可以是保存到其他的预编码时候能够方便读取的存储空间中。22、根据数据流的层数v与码本的对应关系(见表l),从所查找到的码表矩阵中选出与所述层^:对应的列向量组成新的矩阵，用所述新的矩阵除以所述层数的算术平方根得到码本。例如，数据流的码本号为7，层数为4，则通过表l可以知道，该数据流对应的码本为『,24}/2，即选取码表矩阵『7中的第1歹'J、第3列、第2列和第4列，将其组成一个新的矩阵，并用该新的矩阵除以2得到的即为所述数据流对应的》马本。23、结合所述码本对所述数据流进行预编码。将得到的码本代入到公式1或者公式2中，即可通过运算得到编码后的映射到4个天线的数据流。此外，为了运算方便，可以将步骤21中计算得到的码表矩阵全部乘以2，并将其作为新的码表矩阵，在后续的预编码过程中均用该新的码表矩阵进行运算；这样，在进行步骤23时，需要将所述结合码本对数据流进行预编码后得到的数据全部乘以1/2，才是最终映射到4个天线的数据流。本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法，将与数据流相关的码表矩阵保存起来，在进行分层预编码时只需查找到数据流码本号对应的码表矩阵，然后通过简单运算就能获取到数据流预编码时所需要的码本；这样，本发明实算过程，减小了分层预编码实现的复杂度，而且可以缩短编码过程在DSP实现中的处理延迟以及节省在FPGA实现中的硬件资源。实施例二预先在MIMO系统的发送端内部保存与数据流分层预编码的码本相关的数据——码本集合，然后在进行分层预编码时只需查找与凄t据流对应的码本而无需再次计算预编码过程中所需要的码本。如图3所示，本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法，包括以下步骤31、根据数据流的码本号"和层数v在预先保存的码本集合中查找到所述数据流对应的码本。其中，所述预先保存的码本集合是通过以下过程得到的i)通过公式3计算所有可能出现的数据流码表矩阵『(0《w《15)，共得到16个4x4矩阵(与实施例一中的16个码表矩阵『相同，此处不再详述)；ii)根据数据流的层数v与码本的对应关系(见表1),从所述码表矩阵K中选出与所述层数对应的列向量组成新的矩阵，用所述新的矩阵除以所述层数的算术平方根得到码本并进行保存。例如，凄t据流的码本号为7，层数为4，则通过表1可以知道，该数据流对应的码本为『7<1324}/2，即选取码表矩阵『7中的第1列、第3列、第2列和第4列，将其组成一个新的矩阵，并用该新的矩阵除以2得到的即为所述数据流对应的码本。将上述码本作为常数直接保存到DSP空间中或者FPGA的存储空间中，当然也可以是保存到其他的预编码时候能够方便读取的存储空间中。此时，预先保存的码本集合中共有16x4个矩阵，对应于不同的数据流层数v,其码本的大小分别为4xv(l《v《4)。只要知道了数据流的码本号w和层数v，就可以在预先保存的码本集合中查找到所述数据流对应的码本。32、结合查找到的码本对所述数据流进行预编码。将查找到的码本代入到公式1或者公式2中，即可通过运算得到编码后的映射到4个天线的数据流。此外，为了运算方^f更，可以将步骤21中计算得到的码表矩阵全部乘以2,并将其作为新的码表矩阵，在后续的预编码过程中均用该新的码表矩阵进行运算；这样，在进行步骤23时，需要将所述结合码本对数据流进行预编码后得到的数据全部乘以1/2,才是最终映射到4个天线的数据流。本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法，将与数据流相关的码本保存起来，在进行分层预编码时只需根据数据流码本号及层数进行一次查找就能得到所述数据流进行分层预编码时所需要的码本；这样，本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法在进行分层预编码时避免了繁瑣的码本计算过程，减小了分层预编码实现的复杂度，而且可以缩短编码过程在DSP实现中的处理延迟以及节省在FPGA实现中的硬件资源。对应于上述多天线分层预编码的方法，本发明实施例还提供了一种多天线分层预编码的装置，如图4所示，包括确定单元41和编码单元42;其中，确定单元414艮据lt据流的码本号和层数以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本，然后编码单元42结合所述码本对所述数据流进行预编码。本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置，将码本相关数据保存起来，在进行分层预编码时只需查找到码本相关数据，然后通过简单运算就能获取到数据流预编码时所需要的码本；这样，本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法在进行分层预编码时避免了繁瑣的码本计算过程，减小了分层预编码实实现中的硬件资源。实施例三如果预先在MIMO系统的发送端内部保存的码本相关数据为码表矩阵集合，则本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置，如图5所示，包括确定单元51、编码单元52及计算单元53;其中，确定单元51根据数据流的码本号"和层数v以及预先保存的码表矩阵集合确定所述数据流对应的码本，然后编码单元52结合所述码本对所述数据流进行预编码。进一步地，确定单元51包括存储模块511、查找模块512、选择模块513以及除法模块514;其中，存储模块511中存储有码表矩阵集合，查找模块512根据数据流的码本号"在存储模块511所存储的码表矩阵集合中查找该码本号对应的码表矩阵『,之后选择模块513才艮据数据流的层数v与码本的对应关系，从所查找到的码表矩阵『"中选出与所述层数对应的列向量组成新的矩阵，并通过除法才莫块514将所述新的矩阵除以层数v的算术平方根，得到码本。在存储模块511中存储的码表矩阵，都是由计算单元53根据公式3计算得到的。此外，为了运算方便，本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置还包括第一乘法单元54和第二乘法单元55;第一乘法单元54将计算单元53计算出的码表矩阵全部乘以2，并将其作为新的码表矩阵；第二乘法单元55将所述编码单元52结合码本对数据流进行预编码后得到的数据全部乘以1/2。本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置，将与数据流相关的码表矩阵保存起来，在进行分层预编码时只需查找到lt悟流码本号对应的码表矩阵，然后通过简单运算就能获取到数据流预编码时所需要的码本；这样，本发明实算过程，减小了分层预编码实现的复杂度，而且可以缩短编码过程在DSP实现中的处理延迟以及节省在FPGA实现中的石更件资源。实施例四如果预先在MIMO系统的发送端内部保存的码本相关数据为码本集合，则本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置，如图6所示，包括确定单元61、编码单元62及计算单元63、选择单元64、除法单元65;其中，确定单元61根据数据流的码本号w和层数v以及预先保存的码本集合确定所述数据流对应的码本，然后编码单元62结合所述码本对所述数据流进行预编码。进一步地，确定单元61包括存储模块611和查找模块612;其中，存储模块611中存储有码本集合，查找模块612则根据数据流的码本号w和层数v在存储模块611所存储的码本集合中查找所述数据流对应的码本。在存储模块611中存储的码本，是通过计算单元63、选择单元64以及除法单元65得到的；其中，计算单元63根据公式3计算出4x4码表矩阵^，然后选择单元64根据数据流的层数v与码本的对应关系从所述码表矩阵『。中选出与层数v对应的列向量组成新的矩阵，之后除法单元65将所述新的矩阵除以层数v的算术平方根得到码本，并将所述码本传送给存储模块611。此外，为了运算方^f更，本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置还包括第一乘法单元66和第二乘法单元67;第一乘法单元66将计算单元63计算出的码表矩阵全部乘以2，并将其作为新的码表矩阵；第二乘法单元67将所述编码单元62结合码本对数据流进行预编码后得到的数据全部乘以1/2。本发明实施例提供的多天线分层预编码的装置，将与数据流相关的码本保存起来，在进行分层预编码时只需根据数据流码本号及层数进行一次查找就能得到所述数据流进行分层预编码时所需要的码本；这样，本发明实施例提供的小了分层预编码实现的复杂度，而且可以缩短编码过程在DSP实现中的处理延迟以及节省在FPGA实现中的硬件资源。在本发明提供的多天线分层预编码的方法及装置的实施例中，均是以4天线的情况为例。随着MIMO技术的发展，以后还会出现8天线、甚至更多天线的情况，其进行分层预编码的方法和装置均与本发明实施例提供的方法和装置相同，只不过是预先保存的码本相关数据的大小有所改变，所以均应包含在本发明的保护范围之内。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括ROM、RAM、》兹*莱或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。权利要求1、一种多天线分层预编码的方法，其特征在于，包括根据数据流的码本号和层数以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本；结合所述码本对所述数据流进行预编码。2、根据权利要求1所述的多天线分层预编码的方法，其特征在于，如果所述预先保存的码本相关数据为码表矩阵集合，则所述确定所述数据流对应的码本的步骤，具体为根据数据流的码本号在预先保存的码表矩阵集合中查找到该数据流对应的码表矩阵；根据数据流的层数与码本的对应关系，从所查找到的码表矩阵中选出与所述层数对应的列向量组成新的矩阵，用所述新的矩阵除以所述层数的算术平方根得到码本。3、根据权利要求2所述的多天线分层预编码的方法，其特征在于，所述预先保存的码表矩阵集合是通过以下过程得到的通过公式『=/-2"《/《"计算得到所述码表矩阵，并将所述码表矩阵进行保存；其中，w为所述码本号，/为单位矩阵，^为已知的列矩阵。4、根据权利要求1所述的多天线分层预编码的方法，其特征在于，如果所述预先保存的码本相关数据为码本集合，则所述确定所述数据流对应的码本的步骤，具体为根据数据流的码本号和层数在预先保存的码本集合中查找到所述数据流对应的码本。5、根据权利要求4所述的多天线分层预编码的方法，其特征在于，所述预先保存的码本集合是通过以下过程得到的通过公式^=/-2"《/>计算得到码表矩阵；其中，w为所述码本号，/为单位矩阵，w"为已知的列矩阵；根据数据流的层数与码本的对应关系，从所述码表矩阵中选出与所述层数对应的列向量组成新的矩阵，用所述新的矩阵除以所述层数的算术平方根得到码本，并将所述码本进行保存。6、根据权利要求3或5所述的多天线分层预编码的方法，其特征在于，还包括将计算得到的码表矩阵全部乘以2作为新的码表矩阵；将所述结合码本对数据流进行预编码后得到的数据全部乘以1/2。7、一种多天线分层预编码的装置，其特征在于，包括确定单元，用于根据数据流的码本号和层数以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本；编码单元，用于结合所述码本对所述数据流进行预编码。8、根据权利要求7所述的多天线分层预编码的装置，其特征在于，如果所述预先保存的码本相关lt据为码表矩阵集合，则所述确定单元包括存储模块，用于存储所述码表矩阵集合；查找模块，用于根据数据流的码本号在所述存储的码表矩阵集合中查找该码本号对应的码表矩阵；选择模块，用于根据数据流的层数与码本的对应关系，从所查找到的码表矩阵中选出与所述层凌t对应的列向量组成新的矩阵；除法模块，用于将所述新的矩阵除以所述层数的算术平方根，得到码本。9、根据权利要求8所述的多天线分层预编码的装置，其特征在于，该装置还包括计算单元，用于根据公式=2w"wf计算所述码表矩阵，并将所述码表矩阵传送到所述存储模块；其中，w为所述码本号，/为单位矩阵，M为已知的列矩阵。10、根据权利要求7所述的多天线分层预编码的装置，其特征在于，如杲所述预先保存的码本相关数据为码本集合，则所述确定单元包括存储模块，用于存储所述码本集合；查找模块，用于根据数据流的码本号和层数在所述存储的码本集合中查找所述凄t据流对应的码本。11、根据权利要求IO所述的多天线分层预编码的装置，其特征在于，该装置还包括计算单元，用于根据公式『=/-2"《/">计算得到码表矩卩车；其中，w为所述码本号，/为单位矩阵，w"为已知的列矩阵；选择单元，用于根据数据流的层数与码本的对应关系，从所述码表矩阵中选出与所述层lt对应的列向量组成新的矩阵；除法单元，用于将所述新的矩阵除以所述层数的算术平方根得到码本，并将所述码本传送给所述存储模块。12、根据权利要求9或11所述的多天线分层预编码的装置，其特征在于，该装置还包括第一乘法单元，用于将计算单元得到的码表矩阵全部乘以2作为新的码表矩阵；第二乘法单元，用于将所述结合码本对数据流进行预编码后得到的数据全部乘以1/2。全文摘要本发明实施例公开了一种多天线分层预编码的方法及装置，涉及移动通信领域，用以降低分层预编码过程实现的复杂度、缩短处理延迟或者节省硬件资源。本发明实施例提供的多天线分层预编码的方法，包括根据数据流的码本号和层数以及预先保存的码本相关数据确定所述数据流对应的码本；结合所述码本对所述数据流进行预编码。本发明适用于MIMO系统中发送端分层数据流的预编码过程。文档编号H04B7/04GK101414864SQ20081018454公开日2009年4月22日申请日期2008年12月8日优先权日2008年12月8日发明者炳许申请人:华为技术有限公司