专利名称：一种对矢量进行编码的方法
技术领域：
本发明涉及一种对多输入多输出MIM0传输信号的矢量进行编码的 方法。
本发明例如涉及例如在UMTS (通用移动电信系统)中实现的MIM0信号。
背景技术：
在频分双工FDD模式下工作的通信系统的一个关键方面是让终端 向发射机提供可靠的信道状态信息CSI,该信息允许根据信道条件在下 行链路中进行用户调度，选择自适应调制和编码方案，以及对数据信 号进行预处理。
例如，在任一或两个传输端使用天线阵列的传输方案中，该控制 信息是必要的。实际上，为了在发送数据的更高吞吐量和/或更高可靠 性方面利用MIM0增益，发射机应该能够形成匹配目标用户的传播信道 并且可能地最小化来自其它不想要的波束的干扰的波束。这通过在发 射机侧应用预编码技术来实现，这要求精确获知来自每对发射天线元 件和接收天线元件的信道传播系数。
典型地，在FDD系统中该CSI通过由接收终端周期性地反馈的控 制信息而被传递给发射机。控制信令通常包含信道测量的矢量的编码 表示，加上指示接收机要工作处于的信号对噪声加干扰比SINR的信道 质量指示符CQI。
对信道矢量进行编码的一种通用方式是提供矢量的码本，该码本 对发射机和终端二者都是已知的，从而使得终端反馈与按照据某种度 量最接近于信道矢量的码本矢量对应的索引。这基本是矢量量化操作。 在时间和频率上周期性地执行这个量化索引报告，这意味着每隔给定 时间频率资源块就反馈索引。这些反馈报告表明某种级别的相关性， 所述相关性随信道在时间和频率上的变化变慢而增加。
发明内容
本发明的目的在于降低控制信令的比特率和/或增加csi报告的
精确度。为此，尝试利用上述相关性是有意义的。
因此，提供一种用于对用于从发射机到接收机的传输的矢量进行
编码的方法，包括在预定义M维矢量码本中选择第一矢量的步骤以及 至少一个精细化步骤，在至少一个精细化步骤中通过从具有相对于先 前步骤减小1的维度的另一矢量码本中选择另一矢量而对随机矢量与 所述第一矢量之间的误差矢量进行量化，其中所述M维矢量码本和所 述另一预定义矢量码本对发射机和接收机二者都是已知的。
根据本发明实施例，通过对具有相对于先前步骤减小1的维度的 预定义矢量码本进行旋转获得具有相对于先前步骤减小1的维度的另 一矢量码本。
根据本发明的另一实施例，旋转参数完全由该过程的先前步骤中 所选择的矢量而确定。
根据本发明的另 一实施例，将每一步骤的量化结果的指示符从发 射机以信令传送到接收机。
还提供了 一种用于对用于从发射机到接收机的传输的矢量进行编 码的编码器，其被配置为在预定义M维矢量码本中选择第一矢量， 以及执行至少一个精细化步骤，在至少一个精细化步骤中通过从具有 相对于先前步骤减小1的维度的另一矢量码本中选择另一矢量而对随 机矢量与所述第一矢量之间的误差矢量进行量化，其中所述M维矢量 码本和所述另一预定义矢量码本对发射机和接收机二者都是已知的。
本发明可以应用于无线通信系统(尤其是UMTS LTE或其它未来的 蜂窝系统)中控制信令的编码。
因此，提供了一种无线通信终端包括这种编码器，用于对随机 矢量进行编码；以及发射机，用于将所述随机矢量发送到接收机；还 提供一种基站，包括这种编码器，用于对随机矢量进行编码；以及 发射机，用于将所述随机矢量发送到接收机。
现将参照附图通过示例的方式更详细地描述本发明，其中图1至图3表示本发明的精细化方法的各步骤，其中M-3。
具体实施例方式
在本发明中，我们描述一种以增加的精度通过多个步骤对随机矢 量进行编码的方法，在连续报告该矢量的相关实例的情况下，该方法 允许使得该矢量所传达的信息精细化。
可以通过其最一般的形式如下描述本发明如果待编码的矢量具 有维度M，则在维度M、 M-1、下至维度2的矢量空间中，提供有利于 矢量量化的一定数量的矢量码本，码本的数量取决于对于给定应用所 考虑的精细化步骤的最大数量。
编码处理的第一步骤是利用M维码本进行的普通矢量量化操作。 我们称之为精细化步骤0。
在接下来的编码操作中，可以首先执行测试过程，在该测试过程 中，利用M维码本对相对于先前步骤可能已经改变的矢量进行再次量 化。如果量化导致与先前步骤不同的矢量索引，则将这个新的矢量当 作矢量的新表示。然而，如果来自码本M的量化矢量索引与先前操作 相同，则访问另一精细化步骤。由码本M产生的量化误差自身通过使 用码本M-1进行量化。我们称之为精细化步骤l。这是有可能的，因为 量化误差矢量位于与具有维度M-l的量化矢量正交的矢量空间中。在 该方法的可能实现方式中，可以跳过上述测试过程，并且可以强制终 端按照常规模式在步骤0之后总是报告精细化步骤1的结果。在此情 况下，如果由于来自M维码本的矢量索引已经改变而导致精细化不可 能，则终端可以将该事实以信令传送到发射机。
在接下来的编码操作中，同样首先可以执行测试过程，在该测试 过程中，同样利用码本M和M-l对矢量进行量化。如果这些操作中的 任一操作返回与先前步骤不同的索引，则由该新的索引给出矢量的新 表示。否则，如果两个操作都返回相同的索引，或者如果跳过该测试 过程，则该方法继续另一精细化步骤，在所述精细化步骤中，利用码 本M-2对与精细化步骤1关联的误差矢量进行量化。这是精细化步骤2。
如果为其它精细化步骤提供了码本，则可以通过对矢量表示进一 步精细化来继续该迭代过程。当该过程产生具有所提供的最小码本维 度的量化索引时，使用这个相同的码本继续，只要来自较大码本维度
6的量化索引相对于先前步骤不变。
在每一步骤，可以将具有相关维度的预定义码本旋转，以确保它 与前面步骤中选择的矢量是正交的。有利的是，可以将所述旋转设计
为使得其根据前面步骤中所选择的矢量而唯一确定；这样具有的优点 是，发射机和接收机二者可以完全获知所使用的旋转，而无需附加的 信令。
本发明基于在编码处理的连续步骤使用维度减小的不同码本。这 些码本的每一个可以对每个维度进行优化，并且码本彼此独立。此外，
随着维度减小，在保持平均失真相同的同时，可以减小码本大小。
本发明的技术可以用于例如在通信系统中对将要从终端报告给基 站的信道状态信息csi进行编码。在csi信令的情况下，在不同步骤 执行的量化操作的输出可以用在时间上连续的信令事件、或频率上连 续的相邻资源块、或信道的连续相邻空间路径。根据本发明的技术， 在csi的一个实例与下一实例之间存在相关性的任何情况下，使用维 度减小的量化码本的每一连续反馈消息向基站提供信道状态信息的更 精细化的版本。
如果如上所迷在每一步骤执行测试过程，则在该技术中精细化步 骤的数量将自动地取决于待编码的矢量的连续实例之间的相关性程 度。可选地，精细化步骤的数量可以根据待编码的矢量的连续实例之 间的测量的或预测的相关性进行设置，或者可以被预先确定。
下面，我们描述本发明的可能实现方式。为了简单起见，我们考
虑实值M维矢量a，其中M-3，我们示出使用3维码本(精细化步骤0) 和使用2维码本的精细化步骤1执行的量化操作。量化度量在该示例 中是弦距。
在图1中描绘了精细化步骤0。仅绘制距a具有最小弦距的码本矢 量l连同量化误差矢量e。 a的近似表示方式在精细化步骤0中简单地 由l给出。
在图2中所描绘的精细化步骤1中，使用之前所提供的2维码本 对来自步骤0的量化误差矢量e自身进行量化。e的量化表示由e给出， 而矢量a的精细4匕表示现在变为^coscp+e。
图3示出两步量化过程的完整展示。可以表明，在对于两个码本 的最小弦距的十分緩和的条件下，在精细化步骤1之后的误差矢量y
7的幅度总是小于步骤0中误差矢量e的幅度,
权利要求
1、一种用于对用于从发送机到接收机的传输的矢量进行编码的方法，所述方法包括在预定义M维矢量码本中选择第一矢量的步骤以及至少一个精细化步骤，在至少一个精细化步骤中通过从具有相对于先前步骤减小1的维度的另一矢量码本中选择另一矢量而对随机矢量与所述第一矢量之间的误差矢量进行量化，其中所述M维矢量码本和所述另一预定义矢量码本对所述发射机和接收机二者都是已知的。
2、 权利要求l的方法，其中，通过对具有相对于先前步骤减小1 的维度的预定义矢量码本进行旋转而获得具有相对于先前步骤减小1 的维度的另一矢量码本。
3、 权利要求2的方法，其中，旋转参数完全由该过程的先前步骤 中所选择的矢量而确定。
4、 权利要求l的方法，其中，将每一步骤的量化结果的指示符从 发射机以信令传送到接收机。
5、 权利要求4的方法，其中，在每一精细化步骤，首先使用每一 个先前步骤中的码本执行量化，并且如果所有量化的结果都与先前步 骤相同，则执行精细化步骤，并且以信令传送所述精细化步骤的结果， 而如果至少一个量化的结果与先前步骤不同，则以信号传送使用其结 果与先前步骤不同的最小维度的码本量化的结果。
6、 权利要求4的方法，其中，在每一精细化步骤，首先使用先前 步骤的码本执行量化，并且如果量化结果与先前步骤相同，则执行精 细化步骤，并且以信令传送所述精细化步骤的结果，而如果量化结果 与先前步骤不同，则以信令传送指示不可能精细化的指示符。
7、 根据权利要求4的方法，其中，根据预定义顺序在连续时间间 隔上执行每一精细化步骤。
8、 根据权利要求l的方法，其中，所述矢量表示无线电信道的状态息ci
9、 根据权利要求8的方法，其中，在不同时间、频率或空间方面 中的至少一个对所述无线电信道执行每一步骤。
10、 一种用于对用于从发射机到接收机的传输的矢量进行编码的 编码器，其被配置为在预定义M维矢量码本中选择第一矢量，以及执行至少一个精细化步骤，在至少一个精细化步骤中，通过从具有相 对于先前步骤减小1的维度的另一矢量码本中选择另一矢量而对随机 矢量与所述第一矢量之间的误差矢量进行量化，其中，所述M维矢量 码本和所述另一预定义矢量码本对于所述发射机和接收机二者都是已 知的。
11、 一种无线通信终端，包括如权利要求IO所述的编码器，用 于对随机矢量进行编码；以及发射机，用于将所述随机矢量发送到接 收机。
12、 一种基站，包括如权利要求IO所示的编码器，用于对随机 矢量进行编码；以及发射机，用于将所述随机矢量发送到接收机。
全文摘要
本发明涉及一种用于对用于从发射机到接收机的传输的矢量进行编码的方法，所述方法包括在预定义M维矢量码本中选择第一矢量的步骤以及至少一个精细化步骤，在精细化步骤中，通过从具有相对于先前步骤减小1的维度的另一矢量码本中选择另一矢量而对随机矢量与所述第一矢量之间的误差矢量进行量化，其中所述M维矢量码本和所述另一预定义矢量码本对于发射机和接收机二者都是已知的。
文档编号H04B7/04GK101689903SQ200880021246
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月16日 优先权日2007年6月21日
发明者F·托萨托, S·塞西亚 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司