本发明方法和现有的3D码本在现有最优码本捜索方法下误 码率比较：
[0061] 图中给出了 S种3D码本。第一种为DFT码本的是水平维和垂直维都使用DFT码本， 第二种为Rll协议码本的是水平维和垂直维都使用Rll中的8天线单层传输码本，第=种为 旋转DFT码本的是水平维和垂直维都使用旋转DFT码本。运S种3D码本在使用现有最优码本 捜索方法的性能与使用本发明方法的旋转DFT码本的性能相比较。可W看出，由于DFT码本 的码本数量有限，其误码率最差。Rll协议码本的码本数量和旋转DFT码本的码本数量相同， 但是还是差于旋转DFT码本的误码率。运是因为DFT码本的特性更加适合强相关信道的情 况。综上可知，旋转DFT码本是一种适合大规模MIMO系统的候选码本。同时使用本发明提出 的最优码本捜索方式的旋转DFT码本和使用现有最优码本捜索方式的旋转DFT码本获得了 相近的误码率性能。
[0062] 图6所示实施例表明了本发明方法和现有最优码本捜索方法的捜索复杂度的比 较：
[0063] 图6(a)和(b)中分别给出了水平维天线数为2、4、8、16，G= 16、32，分组数为4时水 平维的码本捜索复杂度比较。本例中将信道矩阵与码本向量比较的次数定义为码本捜索的 复杂度。当G = 32时现有遍历捜索方法的捜索复杂度记为Fi = 256*2(Fi = G体*2，K为一个DFT 码本的列数），本发明码本捜索复杂度记为F2 = (8*4 + 8*4 + 4)*2 = 68*2
，n为分的组数，G/n为每组中DFT矩阵的个数）。可W看出，无论 是G=16还是G = 32,本发明提出的码本捜索方法的复杂度都比现有的最优遍历捜索方法的 复杂度要低很多。
[0064] 实施例
[0065] 基站端配置水平维8天线垂直维8天线的矩形天线阵列，根据天线阵列配置生成旋 转DFT码本集合。运里令G = 32。因为运里为了降低用户端和基站端的存储量，使用水平天线 和垂直天线数目相同的均匀平板天线阵列，则水平维和垂直维的码本集合相同，在基站端 和用户端只要存储一个旋转DFT码本集合即可。因此基站端和用户端预存的码本集合为Qi
。码本向量的生成公式为：
[0067]其中m=0，l,…，7，n = 0，l,…，7，g = 0，l,…，3UNi；h为基站端水平维的天线个数，G 为旋转DFT码本的个数。
[006引本实施例一种用于3D MIMO的旋转DFT码本的选取方法，其步骤是：
[0069] 第一步，将旋转DFT码本集合进行分组。根据旋转DFT码本集合的数量和码本的性 能分析将码本集合分为4组。矩阵0-7为第一组，矩阵8-15为第二组，矩阵16-23为第=组，矩 阵24-31为第四组。
[0070] 第二步，分组选取出组内的水平维最优码本向量，并得到水平维最终最优码本向 量。
[0071] (1)在水平维码本集合Qi分组后的每组第一个矩阵中选出该矩阵中的一个最优 码本向量，分别记其所在列数为1142 43 44;然后每组分别比较本组所有矩阵的第1列。二 il，i2，…，i4表示本组第一个矩阵中最优码本向量所在的列），并得出本组的最优码本向量 jl，J'2, J'3, J'4。
[0072] (2)比较每组得到的最优码本向量jlj2，j3 J4得到最终的一个水平维最优码本向 量Wh,并将该水平维最优码本向量索引（PMIh)反馈给基站端。
[0073] 第=步，分组选取出组内的垂直维最优码本向量，并得到垂直维最终最优码本向 量。
[0074] (1)在垂直维码本集合Q 2分组后的每组第一个DFT矩阵中选出该矩阵中的一个最 优码本向量，分别记其所在列数为。42 43 44;然后每组分别比较本组所有矩阵的第1列。 = il，i2,…，i4表示本组第一个矩阵中最优码本向量所在的列），并得出本组的最优码本向 量 jl J2, J'3, J'4。
[0075] (2)依比较每组得到的最优码本向量jlj2，j3 J4得到最终的一个垂直维最优码本 向量Wv,并将该垂直维最优码本向量索引（PM^)反馈给基站端。
[0076] 第四步，得到最终的3D MIMO码本向量：
[0077] 基站端根据用户反馈的水平维最优码本向量索引（PMIh)和垂直维最优码本向量 索引（PM^)找出水平维最优码本向量和垂直维最优码本向量，并将水平维最优码本向量和 垂直维的最优码本向量进行点乘得到最终的预编码向量W。
【主权项】
1. 一种用于3D Μπω的旋转DFT码本的选取方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步，采用已有公知方法离线生成用于3D ΜΙΜΟ的旋转DFT码本后，用户端将预存的 水平维旋转DFT码本集合和垂直维旋转DFT码本集合分别进行如下分组： 1) 计算水平维所有生成的码本集合的第一个矩阵中的第1，2，…，Nh/2列与所有DFT矩阵 中的码本向量的距离，并根据系统对用户端搜索复杂度和系统性能的要求进行分组;分组 过程中按矩阵的顺序分组，不打乱矩阵的排列顺序； 其中Nh是基站端天线阵列水平维天线个数； 2) 计算垂直维所有生成的码本集合的第一个矩阵中的第1，2，-_，队/2列与所有0?1'矩阵 中的码本向量的距离，并根据系统对用户端搜索复杂度和系统性能的要求进行分组;分组 过程中按矩阵的顺序分组，不打乱矩阵的排列顺序； 其中Nv是基站端天线阵列垂直维天线个数； 第二步，分组选取出组内的水平维最优码本向量，并得到水平维最终最优码本向量： 1) 在水平维DFT码本集合〇:分组后的每组第一个矩阵中选出该矩阵中的一个最优码本 向量，分别记其所在列数为ii，i2，···，i n;然后每组分别比较本组所有矩阵的第i列，并得出 本组的最优码本向量jl，j2，…，jn;所述i = ii，i2，…，in表示本组第一个矩阵中最优码本向 量所在的列； 2) 比较每组得到的最优码本向量么，」2,…，jn，得到最终的一个水平维最优码本向量Wh， 并将该水平维最优码本向量索引（PMIh)反馈给基站端； 第三步，分组选取出组内的垂直维最优码本向量，并得到垂直维最终最优码本向量： 1) 在垂直维DFT码本集合〇2分组后的每组第一个矩阵中选出该矩阵中的一个最优码本 向量，分别记所在列数为然后每组分别比较本组所有矩阵的第i列，并得出本 组的最优码本向量jl，j2，…，jn ;所述i = il，i2，…，in表示本组第一个矩阵中最优码本向量 所在的列； 2) 比较每组得到的最优码本向量么^^…^^得到最终的一个垂直维最优码本向量^， 并将该垂直维最优码本向量索引（ΡΜΙν)反馈给基站端； 第四步，得到最终的3D ΜΠΚ)码本向量： 基站端根据用户反馈的水平维最优码本向量索引（PMIh)和垂直维最优码本向量索引 (ΡΜΙν)找出水平维最优码本向量和垂直维最优码本向量，并将水平维最优码本向量和垂直 维的最优码本向量进行点乘得到最终的预编码向量w。
【专利摘要】本发明公开了一种用于3D MIMO的旋转DFT码本的选取方法，包括以下步骤：采用已有公知方法离线生成用于3D MIMO的旋转DFT码本后，用户端将预存的水平维旋转DFT码本集合和垂直维旋转DFT码本集合分别进行分组→分组选出组内的水平维最优码本向量，并得到水平维最终最优码本向量→分组选出组内的垂直维最优码本向量，并得到垂直维最终最优码本向量→得到最终的3D MIMO码本向量。本方法在保证了一定的系统可靠性的情况下，大大降低了用户端的选取的复杂程度，降低了用户端的设计难度，同时保证了系统性能的可靠性。
【IPC分类】H04B7/04
【公开号】CN105703814
【申请号】CN201610173248
【发明人】刘剑飞, 陶颖, 曾祥烨, 卢嘉, 王蒙军
【申请人】河北工业大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月24日