专利名称：产生用于多极化的多入多出系统的码书的码书产生方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的各方面涉及多入多出(MMO)系统，更具体地，涉及一种在MMO系统中使用的预编码矩阵的码书和产生在这样的MIMO系统中使用的码书的方法。
背景技术：
目前，用于在无线通信环境中提供各种多媒体服务的无线通信技术正在扩展。在无线通信系统中提供高质量多媒体服务需要高速数据传输。因此，已经进行了各种研究以支持在这样的无线通信系统中的高速数据传输。一种最近的实现高速数据传输的想法涉及在发送器和接收器两者使用多天线，被称为多入多出(MIMO)系统。MMO技术通过在发送 器和接收器两者使用多天线使具有有限的频率资源的信道容量和数据传输率显著增加。在这样的MMO系统中，当实际是分散条件时使用多个天线，理论上，MMO系统提供与天线的数量成比例的信道容量。这样的MMO技术可作为下一代移动通信系统(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)、超级3G(或3G长期演进“LTE”)、3GPP2和即将到来的4G系统)的重要组成部分，具体地，用于从单个基站到多个用户设备的下行链路。然而，当采用MMO技术时，安装天线的物理空间和面积可能是有限的。使用MMO技术的通信系统很大程度上受到天线之间的间距的影响。特别地，随着天线之间的间距变得更小，可产生更高的无线信道之间的相关性。具体地，当天线具有相同极化时，可产生更高的无线信道之间的相关性。无线信道之间产生的相关性降低了数据通信的可靠性，并且还降低了数据传输率。因此，需要使用天线的极化方向的各种方法以降低安装多天线的面积并且还增加系统容量。当在MIMO系统中使用多极天线时，可降低无线信道之间的相关性。在MMO系统中，需要被称为预编码的编码操作以经由无线信道有效发送数据，从而最大化系统性能和容量。预编码表示多层波束赋形，其中，根据数据预编码规则(即，适当的相位(和增益)加权)从每个天线发射传输信号(数据)，从而最大化接收器输入的信号功率并最小化多径衰退影响。可根据预编码矩阵(即，一组波束赋形向量)表示权重，并从码书中的一组预编码矩阵选择权重。目前，存在设计用于单极化MIMO方案的具体情况的各种类型的码书，在单极化MMO方案中天线的极化是单极化。然而，还没有提供与多极化MMO方案的情况相关联的有效码书，在多极化MIMO方案中，天线的极化是多极化。设计用于单极化MIMO方案的现有码书对于多极化MIMO方案不能是最优的。因此，需要一种即使天线的极化是多极化也能产生用于MMO系统的具有低复杂度和优秀性能的码书的方法和设备。
发明内容
技术问题本发明的各方面提供一种产生用于多极化多入多出(MIMO)系统的码书的方法和设备，即使天线的极化是多极化所述方法和设备也能够使用单极化预编码矩阵产生预编码矩阵，从而获得容易产生的优秀的预编码矩阵。将在以下的描述中部分地阐述本发明的另外方面和/或优点，部分地，通过描述将是明显的，或可通过本发明的实践而得知。本发明的各方面还提供一种在多极化MMO系统中产生码书的方法和设备，所述方法和设备能够根据传输阶(transmission rank)重构预编码矩阵。本发明的各方面还提供一种在多极化MMO系统中产生码书的方法和设备，当发射天线的极化方向旋转时所述方法和设备能够产生旋转的矩阵，能够灵活地配合极化方向的改变。技术方案 根据本发明的一方面，提供一种产生在多极化MMO中使用的码书的方法，所述方法包括:将单极化预编码矩阵分配到以块对角结构排列的多个块中的每个对角块，在所述块对角结构中，对角块的数量与发射天线的极化方向的数量相应；将零矩阵分配给块对角结构内除了对角块之外的每个其余的块。根据本发明的另一方面，码书产生方法还可包括:通过对分配给对角块的单极化预编码矩阵和分配给块对角结构内的其余的块的零矩阵进行组合来产生用于多极化MMO的预编码矩阵。根据本发明的另一方面，码书产生方法还可包括:通过根据与将要发送的数据流相应的传输阶从预编码矩阵中选择至少一个列向量来重构预编码矩阵。根据本发明的另一方面，码书产生方法还可包括:当发射天线的极化方向旋转时使用预编码矩阵和与极化方向的旋转角度相应的旋转的矩阵产生旋转的预编码矩阵。根据本发明的另一方面，码书产生方法还可包括:使用对角矩阵调整包括在重排的矩阵中的每个元的相位。根据本发明的另一方面，提供一种产生用于多极化MIMO的码书的设备，所述设备包括:单极化预编码矩阵分配单元，将单极化预编码矩阵分配给排列在块对角结构中的多个块中的每个对角块，在所述块对角结构中，对角块的数量与发射天线的极化方向的数量相应；零矩阵分配单元，将零矩阵分配给块对角结构内除了对角块之外的每个其余的块。除了以上描述的示例实施例和方面，通过参照附图和以下描述的教导，另外的方面和实施例将是清楚的。
通过下面结合附图对示例实施例的详细描述，将更好地理解本发明，以下所有形成本发明的公开的一部分。虽然以下描写和图示的公开集中于公开本发明的示例实施例，但是应理解，其同样仅是一种图示和示例的方式，而本发明不限于此。本发明的精神和范围仅由权利要求的项限定。下面表示附图的简要描述，其中:图1-图3示出根据本发明示例实施例的MIMO系统中的多极化发送/接收天线；图4是示出根据本发明示例实施例的在多极化MMO系统中使用的产生预编码矩阵的码书的方法的流程图；图5不出根据本发明不例实施例的在多极化MIMO系统中使用的预编码矩阵；图6示出根据本发明示例实施例的在多极化MMO系统中离散傅立叶变换(DFT)预编码矩阵被分配给对角块的预编码矩阵；以及图7是示出根据本发明示例实施例的用于产生在多极化MMO系统中使用的预编码矩阵的码书的码书产生设备的框图。
具体实施例方式现在将详细参照本发明的现有实施例，本发明的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。以下通过参照附图描述实施例来解释本发明。在详细描述本发明的实施例之前，在此提供设计用于包括离散傅立叶变换(DFT)码书和旋转的DFT码书的单极化MMO的现有码书的示例，以帮助理解用于多极化MMO的具体情况的新码书的构造。例如，在单极化MIMO系统中提供DFT预编码矩阵的DFT码书可表示如下:[等式I]T. 预编码矩阵集合，
权利要求
1.'~*种终端，包括: 码书存储单元，被配置用于存储与包括以下矩阵的码书相关的信息:
2.如权利要求1所述的终端，其中，选择器基于终端和基站之间形成的无线信道的状态来从与码书相关的信息中选择目标矩阵。
3.如权利要求1所述的终端，其中，选择器基于可实现的数据传输率从码书选择目标矩阵。
4.如权利要求1所述的终端，其中，码书还包括矩阵:
5.如权利要求1所述的终端，其中，选择器从码书选择目标矩阵，并从选择的目标矩阵中包括的列向量中选择至少一个列向量； 信息反馈单元将与选择的目标矩阵相关的信息以及与选择的所述至少一个列向量相关的信息反馈回基站。
6.如权利要求5所述的终端，其中，信息反馈单元将选择的目标矩阵的索引信息和选择的所述至少一个列向量的索引信息反馈回基站。
7.一种操作终端的方法，所述方法包括:接收从基站发送的导频信号；存储与包括以下矩阵的码书相关的信息:
8.—种基站，包括:码书存储单元，存储与包括以下矩阵的码书相关的信息:
9.如权利要求8所述的基站，其中:信息接收器接收与由多个终端分别选择的矩阵相关的信息，矩阵选择器，基于与由所述多个终端选择的矩阵相关的信息选择预编码矩阵。
10.如权利要求8所述的基站，其中，码书还包括以下的矩阵:
11.一种操作基站的方法，所述方法包括:存储与包括以下矩阵的码书相关的信息:
12.如权利要求7所述的方法，其中，码书还包括矩阵:
13.如权利要求7所述的方法，其中，基于终端和基站之间形成的无线信道的状态从码书选择目标矩阵。
14.如权利要求7所述的方法，还包括: 从包括在选择的目标矩阵中的列向量中选择至少一个列向量； 将与选择的所述至少一个列向量相关的信息反馈回基站。
15.如权利要求14所述的方法，其中: 与选择的目标矩阵相关的信息是索引信息； 与选择的所述至少一个列向量相关的信息是索引信息。
16.如权利要求11所述的方法，其中，码书还包括矩阵:
17.如权利要求11所述的方法，还包括: 接收与从码书选择的矩阵相关的信息，其中，每个选择的矩阵是由多个终端中的不同的每个终端选择的； 基于与矩阵相关的信息选择预编码矩阵。
全文摘要
提供一种产生用于多入多出(MIMO)系统的码书的方法。码书产生方法包括将单极化预编码矩阵分配给以块对角格式排列的多个块中的对角块，在所述块对角格式中对角块的数量与发射天线的极化方向的数量相应；将零矩阵分配给除了对角块之外的其余的块。
文档编号H04B7/06GK103227672SQ20131010463
公开日2013年7月31日 申请日期2008年2月5日 优先权日2007年2月6日
发明者布鲁诺·克勒克斯, 周永行, 郑求喆 申请人:三星电子株式会社