专利名称：一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法
技术领域：
本发明涉及3GPP LTE-Advanced (第三代合作伙伴计划长期演进高版本)标准化进程领域，特别是涉及一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法。
背景技术：
采用多天线发送和多天线接收(MIMO)的无线传输技术是挖掘利用空间资源、提高频谱利用率和功率利用率的基本途径，十余年来一直是移动通信领域研究开发的主流技术之一。为了满足 30bit/s/Hz 的频谱效率需求，3GPP LTE-Advanced (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution，第三代合作伙伴计划长期演进高版本)在其下行链路支持八个发送天线的MIMO传输。为了更好地支持在这种天线配置下的单用户和多用户闭环预编码，LTE-Advanced定义了一种双码本结构，在此结构下，预编码矩阵W由位于内码本中的矩阵Wl及位于外码本中的矩阵W2相乘得到，其中，内码本矩阵Wl为基于固定波束簇的分块对角矩阵，匹配于长时信道信息，外码本矩阵W2则实现频率选择性的波束选择和共相位功能，匹配于短时信道信息。在这种双码本结构下，用户反馈的预编码信息应当包含Wl在内码本中的索引PMIl以及W2在外码本中的索引PMI2。在闭环空分复用模式下，用户需要搜索码本以获得合适的预编码矩阵进行反馈， 考虑到在八个发送天线配置下巨大的信道矩阵维数以及码本尺寸，用户对双码本进行联合搜索将付出巨大的复杂度代价，而用户的处理能力总是有限的。本发明利用LTE-Advanced双码本的结构特点，提出了一种低复杂度的码本搜索方法，该方法首先在基于固定波束簇的内码本中进行搜索，找到与长时信道的一个或两个主特征方向相关性最强的波束簇，将由该波束簇形成的矩阵确定为W1，并反馈其在内码本中的索引PMI1，其次根据已经确定的内码本矩阵Wl以及瞬时信道信息，在外码本中搜索使某个性能指标最大化的矩阵W2，并反馈其对应的索引PMI2。本发明提供的码本搜索方法可以在保证码本搜索可靠性的同时，大大降低搜索的复杂度。
发明内容
技术问题本发明提供一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特点是分开搜索内外码本，能够在保证搜索可靠性的同时避免联合搜索的复杂度。技术方案本发明的面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法中，预编码矩阵W 由位于内码本中的矩阵Wl以及位于外码本中的矩阵W2相乘得到，用户分别搜索内外码本获得Wl和W2的索引PMIl和PMI2进行反馈，该方法包括如下步骤
a、用户利用信道估计的结果统计发送相关矩阵，并将该矩阵近似为一个分块对角矩阵，对角线上各个分块矩阵相同；
b、对上一步计算得到的分块矩阵进行特征值分解，得到降序排列的特征值及相应的特征向量；
C、在构成内码本的所有固定波束中找到与最大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，并确定包含该波束的两个波束簇；
d、在上一步确定的两个波束簇中找到与次大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，将由该波束所在的波束簇形成的矩阵确定为W1，并反馈其索引PMIl ；
e、根据瞬时信道信息以及上一步确定的内码本矩阵W1，在外码本中选择合适的W2，并反馈其对应的索引PMI2。其中
内码本矩阵Wl为分块对角矩阵，且每个分块矩阵相同，由包含若干个固定波束的波束簇形成，外码本矩阵W2则实现频率选择性波束选择和共相位功能。统计发送相关矩阵时，在频域及时域求平均，频域范围为整个带宽，时域范围可以是数个或数十个子帧。所述特征向量和所述的波束，其相关性表示为如下形式
权利要求
1.一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特征在于该方法中，预编码矩阵 W由位于内码本中的矩阵Wl以及位于外码本中的矩阵W2相乘得到，用户分别搜索内外码本获得Wl和W2的索引PMIl和PMI2进行反馈，该方法包括如下步骤a、用户利用信道估计的结果统计发送相关矩阵，并将该矩阵近似为一个分块对角矩阵，对角线上各个分块矩阵相同；b、对上一步计算得到的分块矩阵进行特征值分解，得到降序排列的特征值及相应的特征向量；C、在构成内码本的所有固定波束中找到与最大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，并确定包含该波束的两个波束簇；d、在上一步确定的两个波束簇中找到与次大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，将由该波束所在的波束簇形成的矩阵确定为W1，并反馈其索引PMIl ；e、根据瞬时信道信息以及上一步确定的内码本矩阵W1，在外码本中选择合适的W2，并反馈其对应的索引PMI2。
2.根据权利要求1所述的一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特征在于，内码本矩阵Wl为分块对角矩阵，且每个分块矩阵相同，由包含若干个固定波束的波束簇形成，外码本矩阵W2则实现频率选择性波束选择和共相位功能。
3.根据权利要求1所述的一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特征在于，统计发送相关矩阵时，在频域及时域求平均，频域范围为整个带宽，时域范围可以是数个或数十个子帧。
4.根据权利要求1所述的一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特征在于所述特征向量和所述的波束，其相关性表示为如下形式
5.根据权利要求1所述的一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特征在于所述次大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，若该波束仍位于两个波束簇中，则可以考虑如下两种解决方法其一，继续利用余下的特征向量依次进行搜索，直至可以确定唯一的一个波束簇为止；其二，不再继续搜索，从两个波束簇中任选其一。
6.根据权利要求1所述的一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法，其特征在于所述的索引PMIl为宽带反馈，即用户在整个带宽只反馈一个PMI1，而根据实际带宽及信道环境，PMI2可以为频率选择性的反馈，即将整个带宽划分为多个子带，每个子带反馈一个 PMI2。
全文摘要
一种面向双码本结构的低复杂度码本搜索方法按以下步骤进行1)、用户利用信道估计的结果统计发送相关矩阵，并将该矩阵近似为一个分块对角矩阵，对角线上各个分块矩阵相同；2)、对上一步计算得到的分块矩阵进行特征值分解，得到降序排列的特征值及其相应的特征向量；3)、在构成内码本的所有固定波束中找到与最大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，并确定包含该波束的两个波束簇；4)、在上一步确定的两个波束簇中找到与次大特征值对应的特征向量相关性最强的波束，将由该波束所在的波束簇形成的矩阵确定为W1，并反馈其索引PMI1；5)、根据瞬时信道信息以及上一步确定的内码本矩阵W1，在外码本中选择合适的W2，并反馈其对应的索引PMI2。
文档编号H04L1/00GK102291201SQ20111023547
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者李潇, 王珏, 胡敏霞, 金石, 高西奇 申请人:东南大学