用于处理通信信号的方法和系统的制作方法

专利名称：用于处理通信信号的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统的信号处理。更具体地说，本发明涉及一种用于速 率压縮预编码矩阵的方法和系统。
背景技术：
移动通信已经改变了人们的通信方式，而移动电话也已经从奢侈品变成 了人们日常生活中必需的部分。今天，移动设备的使用由社会环境支配，而 不受地域和技术的限制。虽然语音通信可满足人们交流的基本要求，且移动 语音通信也已进一步渗入了人们的日常生活，但移动通信发展的下一阶段是 移动互联网。移动互联网将成为日常信息的共同来源，理所当然应实现对这 些数据的简单通用的移动式访问。第三代(Third Generation, 3G)蜂窝网络专门设计来满足移动互联网 的这些未来的需求。随着这些服务的大量出现和使用，对于蜂窝网络运营商 而言，网络容量和服务质量(Quality of Service, QoS)的成本效率优化等 因素将变得比现在更为重要。可以通过精细的网络规划和运营、传输方法的 改进以及接收机技术的提高来实现这些因素。因此，运营商需要新的技术， 以便增大下行吞吐量，从而提供比那些线缆调制解调器和/或DSL服务提供商 更好的QoS容量和速率。为了满足所述需求，由于承诺在无线衰退环境中显著地增加容量，在发 射器和接收器中均使用多个天线的通信系统最近引起了广泛的注意。这些多 天线配置，也被称为为智能天线技术，可用于减轻信号接收时多路径和/或信 号干涉的负面影响。可预见地，为满足上述系统的渐增的容量需求，将越来 越多地使用智能天线技术，同时在蜂窝系统中配置基站设施和移动用户单元。 从当前基于语音的服务到下一代可提供语音、视频和数据通信的无线多媒体服务，这些需求都在逐渐显现出来。多发和/或多收天线的使用被设计为可获得分集增益，并增加自由度， 以抑制在信号接收过程中产生的干扰。分集增益通过增加接收信噪比和稳定 传输来改进系统性能。另一方面，更多的自由度通过提供更坚固的防信号干 涉、和/或允许更高的容量以更高的频率重复使用，来允许多个同时的传输。例如，在集成多天线接收器的通信系统中，M个接收天线可用于使(M-l)个 干扰影响无效。相应地，可利用N个发送天线同时在相同带宽中发送N个信 号，通过接收器中使用的N个天线集，己发送信号接着可被分解为N个独立 信号。使用多个发送和接收天线的系统可称为多入多出(MIMO)系统。多天 线系统，尤其是MIMO系统的一个很吸引人的方面在于，使用这些传输配置可 大大增加系统容量。对于固定总传输能量，MIMO配置提供的容量与增加的信 噪比(SNR)成比例。例如，在多径衰落信道中，SNR每增加3-dB， MIM0配 置可增加大概M个额外比特/周期的系统容量。然而，在无线通信中尤其在无线手持机设备中，由于大小、复杂度和功 耗的增加导致的成本增加，限制了多天线系统的广泛发展。这引起无线系统 设计和应用的问题。因此，多天线系统的某些初始工作可集中在支持单用户 点对点链接的系统上。其它工作工作可能关注于多用户场景。使用多天线的 通信系统可以很大程度改善系统的容量。为了得到非常好的性能增益而使用MIMO技术，然而需要提供信道信息 给发射机以允许，例如，MIMO预编码。在MIMO发射机的MIMO预编码 和其它MIMO技术可以得到好处或者需要了解信道，也就是所谓的信道状态 信息(CSI)。另外，因为多数无线系统工作在频分双工(FDD)模式，上行和下 行连接使用不同的频率。在这些情况下，只能通过在接收机测量信道并将信 息反馈回来，来得到发射机端的信道测量值。然而，随着MIMO系统中发射 和接收天线数量的增加，反馈信道状态信息可能包括传输大量的数据。另外， 可能在一些情况下需要刻意的限制数据速率，以改善通信系统的发射范围。比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊 端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。4发明内容用于速率压縮预编码矩阵的方法和/^系统，结合至少一个附图充分地显 示和/或描述，在权利要求中更加完整的描述。根据本发明的一个方面， 一种用于处理通信信号的方法，包括 将MIMO预编码系统中信道状态信息的变化量化到码本；以及 至少基于所述信道状态信息产生预编码矩阵。作为优选，所述信道状态信息是矩阵V和一个或者多个相关奇异值。 作为优选，所述方法进一步包括使用奇异值分解(SVD)产生所述矩阵V。 作为优选，所述的方法进一步包括使用几何均值分解(GMD)分解产生所 述矩阵V。作为优选，所述的方法进一步包括基于所述一个或者多个相关奇异值选 择所述矩阵V的一列或者多列。作为优选，所述方法进一步包括合并所述已选择的一列或者多列以产生 所述预编码矩阵。作为优选，所述码本包括一个或者多个酉矩阵。作为优选，所述方法进一步包括在所述MIMO预编码系统中由接收机发 射码本的对应元素的索引到发射机，其中信道状态信息变化量化到所述码本。作为优选， 一种包括所述MIMO预编码系统的通信系统，包括一个或多 个发射天线以及一个或多个接收天线。作为优选，所述方法进一步包括使用所述预编码矩阵，线性变换所述 MIMO预编码系统发射机的矩阵。根据本发明的一个方面， 一种用于处理通信信号的系统，包括在MIMO预编码系统中的一个或者多个电路，所述一个或者多个电路用于将信道状态信息的变化量化到码本；以及 至少基于所述信道状态信息产生预编码矩阵。作为优选，所述信道状态信息是矩阵V和一个或者多个相关奇异值。作为优选，所述一个或者多个电路使用奇异值分解(SVD)产生所述矩阵V。作为优选，所述一个或者多个电路使用几何均值分解(GMD)产生所述矩 阵V。作为优选，所述一个或者多个电路基于所述一个或者多个相关奇异值选 择所述矩阵V的一列或多列。作为优选，所述一个或者多个电路合并所述己选择的一列或者多列以产 生所述预编码矩阵。作为优选，所述码本包括一个或者多个酉矩阵。作为优选，所述一个或者多个电路在所述MIMO预编码系统中由接收机 发射码本的对应元素的索引到发射机，其中信道状态信息变化量化到所述码 本。作为优选，包括所述MIMO预编码系统的通信系统，包括一个或多个发 射天线以及一个或多个接收天线。作为优选，所述一个或者多个电路使用所述预编码矩阵，线性变换所述 MIMO预编码系统发射机的矩阵。本发明的这些与其他的优点、方面以及新特性，以及其具体的实施例， 可以从下文的描述和图中得到更加完全的理解。


图1A是结合本发明实施例在基站和移动计算终端之间的蜂窝多径通信 的示意图。图1B是依据本发明实施例的MIMO通信系统的示意图。 图2是依据本发明实施例的MIMO预编码收发器链模型的框图。 图3是依据本发明实施例的具有有限比率信道状态信息反馈的MIMO预 编码系统的框图。图4是依据本发明实施例的MIMO预编码处理的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例涉及用于速率压縮预编码矩阵的方法和系统。所述用于速率压縮预编码矩阵的方法和系统的一些方面包括将MIMO预编码系统中的信道状态信息的变化量化到码本，并至少基于所述信道状态信息产生预编码矩阵。所述信道状态信息可以是矩阵v和一个或者多个相关奇异值。所述矩阵V可以使用奇异值分解(SVD)或者几何均值分解(GMD)产生。可以基于 所述一个或者多个相关奇异值选择矩阵V的一列或多列，所述选择的列可以 合并以产生预编码矩阵。所述码本包括一个或多个酉矩阵。在该MIMO预编 码系统中由接收机发射码本的对应元素的索引到发射机，其中信道状态信息 变化量化到所述码本。包括所述MIMO预编码系统的通信系统包括一个或者 多个发射天线和一个或者多个接收天线。使用所述预编码矩阵，线性变换所 述MIMO预编码系统发射机的矩阵。图1A示出了结合本发明实施例在基站和移动计算终端之间的蜂窝多径 通信。参考图1A，给出了房子120、移动终端122、工厂124、基站126、汽 车128、以及通信路径130、 132、和134。基站126和移动终端122包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于产生 和处理MIMO通信信号。在基站126和移动终端122之间的无线通信可以通 过无线信道进行。所述无线信道包括多个通信路径，例如，通信路径130、 132、禾Q 134。所述无线信道可以随着移动终端122和/或汽车128移动而动 态变化。在一些情况下，移动终端122位于基站126的视距内(LOS， line-of-sight)。在其它情况下，移动终端122与基站126之间可能不是直接视 距，射频信号在通信实体之间的反射通信路径之间传播，如图所示的典型通 信路径130、 132、和134。所述射频信号可由人造结构如房子120、工厂124、 或者汽车128、或者自然存在的障碍如山反射。这样的系统指的是非视距 (NLOS)通信系统。通信系统可能同时包括LOS和NLOS信号分量。如果存在LOS信号分 量，所述LOS信号分量比NLOS信号分量强的多。在一些通信系统中，NLOS 信号分量可以产生干扰并降低接收机性能。这指的是多径干扰。例如，通信路径130、 132、以及134达到移动终端122具有不同的延迟。通信路径130、 132、以及134还可以具有不同的衰减。例如，在下行链路中，在移动终端 122接收到的信号可以是不同衰减通信路径130， 132，和/或134的信号的求 和，这些不同通信路径可能是不同步的而且动态变化的。这样的信道称为衰 弱多径信道。衰弱多径信道可以引入干扰，但是也可以为所述无线信道引入 分集和自由度。在基站和/或移动终端具有多天线的通信系统，例如MIMO 系统，特别适合利用无线信道的特性并可以由衰弱多径信道得到很大的性能 增益，相对于在基站126和移动终端122具有单天线的通信系统(特别是 NLOS通信系统)，所述多天线的通信系统可以得到很大的性能提高。图1B示出了依据本发明实施例的MIMO通信系统的示意图。参考图1B， 示出了 MIMO发射机102和MIMO接收机104，以及天线106、 108、 110、 112、 114、 116。图中还示出了无线信道，所述信道包括通信路径hn、 h12、h22、 h之i 、 !l2 NTX、 hi NTX、 hNRX 1 、 l^NRX 2、 hNRX NTX， 其中h^可以表示从发射机天线n到接收机天线m的信道系数。可能有Nxx个发射机天线和Nrx个接 收机天线。图中还给出了发射符号&、 x2、 xwTO和接收符号yl、 y2、 yNRX。MIMO发射机102包括有合适的逻辑，电路和/或代码，用于产生发射符 号Xi ie{l，2，...NTX}，所述符号通过如图1B示出的发射天线106、 108、 IIO发 射。MIMO接收机104包括有合适的逻辑，电路和/或代码，用于处理通过如 图IB所示的接收天线112、 114、 116接收的接收符号yi i e {1，2,...Nrx}。在MIMO 系统中发射的和接收的信号之间的输入输出关系可以表示为如下所示y=Hx+n其中)Kyi,y2,…yNRx]t是具有Nrx个元素的列矢量，5表示矢量转置，H=[~]:fe{l,2,.J^};_/e{l，2"J^}表示NRxXNxx维的信道矩阵，x = ^，》"》^dr是具有Nxx个元素的列矢量，n是具有NRx个元素的噪声采样列矢量。信道 矩阵H在使用奇异值分解(SVD)的情况下可以写成H=U2VH，其中"表示哈 密顿转置(hermitian transpose), U是NrxXNtx的酉矩降，2是N^XNix 的对角矩阵，而V是NnXN^的酉矩阵。也可以使用对角化或者变换所述 矩阵H的其它矩阵分解，而不是SVD分解。如果MIMO接收机104内执行的接收机算法是例如排序连续干扰抵消(OSIC)，则可以转换矩阵H到下/上三 角矩阵的其它矩阵分解也是可以的。这样的分解包括几何均值分解(GMD)， 其中H=QRPH，其中R可以是H的奇异值的几何均值位于对角元素上的上 三角矩阵，Q和P可以是酉矩阵。图2示出了依据本发明实施例的MIMO预编码收发器链模型的框图。参 考图2，示出了 MIMO预编码系统200，包括MIMO发射机202、 MIMO基 带等效信道203、 MIMO接收机204和加法模块208。 MIMO发射机202包 括发射机(TX)基带处理模块210和发射预编码模块214。 MIMO基带等效信 道203包括无线信道206、 TX射频(RF)处理模块212和接收机(RX) RF处理 模块218。 MIMO接收机204包括预编码解码模块216和RX基带处理模块 220。图中还示出了符号矢量s、预编码矢量x、噪声矢量n、接收矢量y和 信道解码矢量y'。MIMO发射机202包括基带处理模块210，其包括有合适的逻辑、电路 和/或代码，用于产生MIMO基带发射信号。所述MIMO基带发射信号可以 传输到发射预编码模块214。基带信号在发射预编码模块214内经过适当地 编码以在无线信道206中发射，发射预编码模块214包括有合适的逻辑、电 路和/或代码以用于使得其执行这些功能。TXRF处理模块212包括有合适的 逻辑，电路和域代码，用于使得传输到TX RF处理模块212的信号被调制 到射频(RF)以在无线信道206中发射。RX RF处理模块218包括有合适的逻 辑，电路和/或代码，用于执行射频前端功能，以接收在无线信道206中发射 的信号。RXRF处理模块218包括有合适的逻辑，电路和/或代码，用于将其 输入信号解调成基带信号。加法模块208表示在MIMO接收机中将噪声加到 接收到的信号内。MIMO接收机204包括预编码解码模块216，它线性解码 接收到的信号并传输所述信号到RX基带处理模块220。 RX基带处理模块 220包括有合适的逻辑，电路和/或代码，用于对该基带信号应用进一步的信 号处理。MIMO发射机202包括基带处理模块210，其包括有合适的逻辑，电路 和/或代码，用于产生MIMO基带发射信号。所述MIMO基带发射信号，被传输到发射预编码模块214，可以是符号矢量s。符号矢量s可以是N^Xl 维的矢量。发射预编码模块214对符号矢量s执行线性变换，使得x=Ws，其中W的维数为Nw乘以S的长度，且X-[X,，X2，…Xntx]T。预编码矢量x的每一个元素在Ntx可用天线中的不同天线上发射。发射的预编码矢量x通过MIMO基带等效信道203。由Nrx个接收机天 线接收到的信号y是发射信号x通过MIMO基带等效信道203变换(由矩阵 H表示)，并加上噪声分量(表示为噪声矢量n)而得到的。如加法模块208 所示，接收矢量y表示为y-Hx+n-HWs+n。接收矢量y被传输到预编码解 码模块216，其中可以对接收矢量y执行线性解码操作B以得到解码矢量 y'-B^-BHHWs+B1111，其中B是适当维数的复数矩阵。解码矢量y'接着被传 输到RX基带处理模块220，在此对预编码解码模块216的输出执行进一步 信号处理。如果应用于发射预编码矢量x的MIMO基带等效信道203的传输函数H 在MIMO发射机202和MIMO接收机204端都已知，则所述信道可以被对 角化，例如，设置W-V和B-U，其中H-U2VH是奇异值分解。在这些情 况下，信道解码矢量y'为如下关系式所示y ， = uHU S VHVs+UHn= 2 s+UHn因为S是对角矩阵，y'中的符号矢量S的元素之间没有干扰存在，因此所述 无线通信系统看起来像具有高达lSbc个并行单天线的无线通信系统那样，对 于s的每一个元素，信道矩阵H的秩可以小于等于Nn。图3示出了依据本发明实施例的具有有限比率信道状态信息反馈的 MIMO预编码系统的框图。参考图3，示出的MIMO预编码系统300包括部 分MIMO发射机302、部分MIMO接收机304、无线信道306、加法模块308、 和反馈信道320。部分MIMO发射机302包括发射预编码模块314。部分 MIMO接收机304包括预编码解码模块316、信道估计模块322、信道量化 模块310、信道分解模块312、以及码本处理模块318。图3还示出了符号矢 量s、预编码矢量x、噪声矢量n、接收矢量y、以及解码矢量y'。10发射预编码模块314、无线信道306、加法模块308、以及预编码解码模 块316与图2中所示的发射预编码模块214、 MIMO基带等效信道203、加 法模块208和预编码解码模块216基本相同。信道估计模块322包括有合适 的逻辑，电路和/或代码，用于估计无线信道206的传输函数。信道估计值可 传送给信道分解模块312,信道分解模块312包括有合适的逻辑，电路和/或 代码，用于分解信道。在这方面，被分解的信道连接到信道量化模块310。 信道量化模块310包括有合适的逻辑，电路和/或代码，用于将所述信道部分 量化到码本上。码本处理模块318包括有合适的逻辑，电路和/或代码，用于 产生码本。反馈信道320表示为从部分MIMO接收机304传输信道状态信息 到部分MIMO发射机302的信道。在很多无线系统中，信道状态信息，也就是关于信道传输矩阵H的消息， 对于发射机和接收机可能是不可利用的。然而，为了利用如图2所示的预编 码系统，可能希望在发射机端知道至少部分信道信息。在如图2所公开的本 发明的实施例中，MIMO发射机302需要有用于在MIMO发射机202的发射 预编码模块214内进行预编码的酉矩阵V。在频分复用(FDD)系统中，用于从基站到移动终端的下行通信的通信频 带与用于上行通信的频带是不一样的。由于频带的不同，上行链路的信道测 量一般对于下行链路是没有用的，反之亦然。在这些情况下，仅在接收机端 执行所述测量，而信道状态信息(CSI)可以通过反馈的方式传输回发射机。对 于这个原因，CSI可以通过反馈信道320从部分MIMO接收机304反馈回到 部分MIMO发射机302的发射预编码模块314。发射预编码模块314、无线 信道306、以及加法模块308与图2所示的对应的模块214、 203、以及208 基本相同。在部分MIMO接收机304，接收信号y可以用来在信道估计模块222中 估计信道传输函数H，用A表示。例如，所述估计可以进一步分解成对角矩 阵或者三角矩阵形式，这取决于特定接收机实施例，如图2所解释。例如， 信道分解模块312可以执行SVD分解fi = ￡li:々H。矩阵H和ft可以是秩满 足BWA^的矩阵。在多个天线的情况下，矩阵U,S，和V的维数增加得很快。在这些情况下，可能希望量化矩阵々成NTxXNRx的矩阵Vk以及来自 于之前定义的有限酉矩阵集Cd—Q^的酉旋转矩阵(^，其中Vk^Vk-L(^可以 由上一个Vk，也就是Vw产生。所述酉矩阵集Cd指的是码本。矩阵々的改 变速率相对于信道的更新速率要慢。在这些情况下，发射对之前量化矩阵Vk-i 的更新而不是新的矩阵Vk是非常经济的，而且可以利用信道记忆。通过从码 本Q中找到可以产生Vk的矩阵Q^ ，其中Vk在某种意义上非常接近矩阵々， 那么就足够发射矩阵Q2的索引q到发射预编码模块314。这可以由信道量化 模块310的反馈信道320实现。部分MIMO发射机302需要知道码本Cd。 所述码本Cd比信道传输函数H变化慢的多，足够从码本处理模块318通过 反馈信道320在发射预编码模块314中周期地更新所述码本Cd。所述码本 Cd可以选择为静态的或者自适应的。而且，所述码本Cd还可以从码本集中 自适应或者非自适应地选择，这些码本集包括自适应和/或静态设计的码本。 在这些情况下，部分MIMO接收机304可以在任何时间点及时告知所使用的 码本给部分MIMO发射机302。矩阵々可以用如下描述的关系式量化成Vk:<formula>formula see original document page 12</formula>a ■ {I)其中A呵aij]和A的维数都是NXN。因此，矩阵(^可以选作码本中的Qq ，它可以最大化以上定义的函数/(i)HF)t-i&)。函数f(.)可以平均输入矩阵对角 元素的平方绝对值。通过最大化f(.)，在某种意义上，可以选择矩阵Vk，使 得乘积W^最大程度相似于单位矩阵。在一些近似条件下，以上f(.)的表达 式可以最大化所述预编码MIMO系统的瞬时容量。在本发明的另一个实施例 中，所述函数f(.)可以与方程(l)不同。因此，信道H可以在信道估计模块322 中估计，在信道分解模块312中分解。在信道量化模块310中，矩阵例如々可以量化成矩阵Vk-Vk-i.(^，索引q可以通过反馈信道320反馈回部分MIMO发射机302。比索引q变化的频 率慢的多，来自码本处理模块318的码本Cd可以通过反馈信道320发射到部 分MIMO发射机302。所述码本Cd还可以选择为时间上保持不变的。而且， 所述码本Cd还可以从码本集中自适应或者非自适应地选择，这些码本包括自 适应和/或静态设计的码本。为了反馈索引q，当码本C的基数ICi小于或等于 2M， M个比特就足够。参考如图2所描述的，MIMO预编码系统300可以发射/^A^并行数据 流。例如，在4X4MIMO系统中，可以同时使用4个并行数据流。然而， 每一个数据流需要特定的发射功率，以使得MIMO接收机的接收具有足够大 的信噪比(SNR)，从而满足所期望的性能。在一些情况下，可以使用其它性 能测量代替SNR。在部分MIMO发射机302处获得所需要的数据率和/或其 它性能测量需要的发射功率随着部分MIMO发射机302和部分MIMO发射 机304之间的距离的增加而增加。在一些情况下，在部分MIMO发射机302 的可用发射功率可能被限制。在这些情况下，可以通过分布现有功率到更少 的并行数据流上，而增加发射范围。在这点上，现有功率集中于更少的数据 流，其中这些数据流的范围可以增加。然而，剩余的数据流可以不使用功率， 因为，例如，没有足够的发射功率，MIMO系统300的整体数据率从而减少 了。因此，在数据率和发射范围的折中是可能的。如图2所述，信道矩阵可以被分解，例如，使用奇异值分解(SVD):6 = ￡jf:;H。对角矩阵包括矩阵ft的奇异值。MIMO预编码系统300中的数据流的容量和SNR与包含在i的奇异值的绝对值有关，也就是，具有最大的容量的最有效的数据流是与最大奇异值相关的那些。与t中每个奇异值相关的 可以是t)和々的列矢量。通过使用列矢量的形式写矩阵0和々，也就是U-[U1,U2,…,Untx]和V4v1,V2,…,Vntx]，可以使用 台"'表示奇异值分解，其中巧是忠中的第i个奇异值。另外，不失一般性，可以假设所述奇异值按序排列，因此円》^2》…2"MX。如上所述，有效使用的数据流是那些与大的奇异值的相关的数据流。在MIMO预编码系统300中可以通过构 建矩阵VV实现，该矩阵包括与大的奇异值相关的Vk的某些列。例如，对于 1^7Vr义个使用的数据流，可以得到预编码矩阵^1(=|^1,￥2,...^]。相应地， 数据列矢量s包括L个元素。在这些情况下，部分MIMO发射机302可以与 发射预编码模块314通信，以决定需要Vk的多少列来构建预编码矩阵V'k 。 发射数据流的数量等于在Vk'中使用的列的数量。丄S7V汉列的预编码矩阵 V'k的使用指的就是秩减小(reduced-rank) MIMO预编码。发射预编码模块314可以执行，例如线性变换x-V'kS 。在接收机316的预编码模块316可以实现线性变换ybfjHy 。码本Cd可能包括复数酉矩阵《QcJ。希望的码本可能是包括简单可调整动 态范围的码本。这可解释旋转矩阵《QcJ，意味著集Cd的绝对角度范围是可修 改和配置的，以及粒度(granularity)，也就是，相邻的矩阵Qq之间的步长。 所述动态范围的可修改可以允许所述码本可以适用于很大范围的不同信道条 件。特别地，码本Cd可以适应无线信道矩阵H的变化速率。图4示出了依据本发明实施例的MIMO预编码处理的流程图。参考图4， 给出了步骤402到416。MIMO预编码处理开始与步骤402。在步骤404，可以获取MIMO发射 机和MIMO接收机之间的发射信道的信道估计。这个步骤可以对应于获取如 图3所示的MIMO预编码系统300中无线信道306的传输函数A。在步骤 406，接着使用例如奇异值分解和/或几何均值分解的方式，分解矩阵A形式 的信道传输函数。这个操作，例如，可以在如图3中的信道分解模块312中 执行。在步骤408，信道的变化被量化到码本以得到(^。在步骤410，元素 Q^eG的索引q通过如图3所示的反馈信道320由部分MIMO接收机304 反馈到部分MIMO发射机。在MIMO发射机处，例如部分MIMO发射机302，例如可以基于由接收机通过反馈接收到的信息，在步骤412可以确定数据流 的数量i^A^。基于数据流的数量L，在步骤414可以由Vk构建预编码矩阵 V'k。在步骤416，预编码矩阵V'k可以应用于合适维的数据符号矢量s。在本 发明的另一个实施例中，所使用的数据流的数量L可以不那么频繁的确定。 例如，如图4所示，在步骤412中所即将被使用的数据流的数量L毎Nl循 环确定和/或更新一次，以及例如在连续更新的值之间保持恒定。根据本发明的实施例， 一种用于速率压縮预编码矩阵的方法和系统，包 括将MIMO预编码系统300中的信道状态信息的变化量化到码本，并至少 基于所述信道状态信息产生预编码矩阵，如图3和图4所示。所述信道状态 信息可以是矩阵V和一个或者多个相关奇异值。所述矩阵V可以使用信道分 解模块312中的奇异值分解(SVD)或者几何均值分解(GMD)产生。可以基于 相关的奇异值，在部分MIMO发射机302处选择矩阵V的一列或多列，所 述选择的列可以合并，以在发射预编码模块314中产生预编码矩阵。所述码 本包括一个或多个酉矩阵。在该MIMO预编码系统300中，通过反馈信道 320将码本的元素索引由部分MIMO接收机304发射到部分MIMO发射机 302，其中信道状态信息变化量化到所述码本。包括所述MIMO预编码系统 300的通信系统包括一个或者多个发射天线和一个或者多个接收天线。使用 所述预编码矩阵，在MIMO预编码系统300的部分MIMO发射机302中线 性变换发射预编码模块314发射机的矩阵。在本发明的一个实施例中，可提供一种机器可读存储。其内存储的计算 机程序包括至少一个代码段，所示至少一个代码段由机器执行而使得所述机 器执行上述步骤，以用于速率压縮预编码矩阵。本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在 至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系 统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其 它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计 算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机系统，使其按所述方法运行。 在计算机系统中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。15本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本 发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本 发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是可以采用任何程序语言、代 码或符号编写的一组指令的任何表达式,该指令组使系统具有信息处理能力， 以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能a) 转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白， 在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。 另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发 明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本 发明权利要求范围内的全部实施方式。
权利要求
1、一种用于处理通信信号的方法，其特征在于，包括将多入多出预编码系统中的信道状态信息的变化量化到码本上；以及至少基于所述信道状态信息产生预编码矩阵。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道状态信息是矩阵 V或一个或多个相关奇异值。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括使用奇异值分解产生 所述矩阵V。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括使用几何均值分解分 解产生所述矩阵V。
5、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括基于所述一个或者多 个奇异值以选择所述矩阵V的一列或者多列。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包括合并所述选择的一列 或者多列以产生所述预编码矩阵。
7、 一种用于处理通信信号的系统，其特征在于，包括 多入多出预编码系统中的一个或者多个电路，所述电路用于 将信道状态信息的变化量化到码本；以及 至少基于所述信道状态信息产生预编码矩阵。
8、 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信道状态信息是矩阵 V或一个或者多个相关奇异值。
9、 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述一个或者多个电路使 用奇异值分解产生所述矩阵V。
10、 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述一个或者多个电路 使用几何均值分解产生所述矩阵V。
全文摘要
本发明公开了一种用于处理通信信号的方法和系统，更具体说，公开了一种用于速率压缩预编码矩阵的德耳塔(delta)量化器的方法和系统。所述方法包括将MIMO预编码系统中的信道状态信息的变化量化到码本，并至少基于所述信道状态信息产生预编码矩阵。所述信道状态信息可以是矩阵V和一个或者多个相关奇异值。矩阵V可以使用奇异值分解(SVD)或者几何均值分解(GMD)产生。可以基于所述一个或者多个相关奇异值选择矩阵V的一列或多列，所述选择的列可以合并以产生预编码矩阵。所述码本包括一个或多个酉矩阵。码本中对应元素的索引由接收机发射到发射机，其中信道状态信息被量化到所述码本上。
文档编号H04L1/06GK101262456SQ20081007403
公开日2008年9月10日 申请日期2008年2月1日 优先权日2007年2月12日
发明者尤里·兰道, 文科·厄斯戈, 军 郑, 马克·肯特 申请人:美国博通公司