专利名称：多输入多输出系统及其相关无线通讯方法及接收器的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种无线通讯系统及其相关无线通讯方法，特别是有关于一种可用以降低多输入多输出(multiple-input multiple-out，ΜΙΜΟ)或多输入单输出 (multiple-input single-out, MISO)系统中从传送器传输至接收器时使用一或多个有限码簿的预编码操作的量化影响的无线通讯方法。
背景技术：
在无线通讯的应用上，多输入多输出(MIMO)的技术包含同时在传送器端以及接收器端使用多根天线，以改善通讯效能。多输入多输出技术可透过较高的频谱效能与链结可靠度或多样性，在不增加额外的频宽或传输功率的情形下，有效地增加数据产出量(throughput)以及链结的范围。多输入多输出技术中常用的一种功能为预编码 (precoding)，所谓预编码为一种用于多输入多输出通讯的讯号处理技术，其主要利用传送器端的下行通道品质的相关信息来执行。透过预编码操作，传送器端可使用合适的预编码矩阵(precoding matrices)来转换讯号并且依据链结品质的变化来调适性地进行功率的配置。预编码操作已经证明可大大地提升多输入多输出通讯的频谱效能。预编码操作为一种可提升多输入多输出-正交分频多工(MIM0-0FDM)系统的效能的有效技术。实际应用时，可预先决定好预编码矩阵并且回授(feedback)时仅传送所选取的预编码矩阵的预编码矩阵标号即可。取决于所采用的链结效能量测准则，最佳化预编码矩阵的计算可采用不同的目标函数(objective function)。举例来说，最小平方误差(minimum square error, MSE)以及链结能力(link capacity)量测法则即为两种常用的效能量测方法。对多输入多输出通讯系统的预编码操作而言，下行通道品质的信息必须由接收器端回授至传送器端。一般来说，传送器端的预编码操作可能需要关于通道状态信息 (channel state information，CSI)的知识。为了达到最佳化的效能，完整的下行通道品质信息或由接收器所计算出的最佳化预编码矩阵必须回授至传送器端。然而，此类的讯号处理将会随着使用的天线数的增加(即多输入多输出模式)而导致可观的传输负担 (overhead)。因此，现有的多输入多输出系统中系采用以码簿(codebook)为主的预编码方式以降低回授负担。在以码簿为主的预编码方式中，在传输数据之前，传送器端以及接收器端将同时知道数个选定的预编码矩阵。之后，接收器可先依据量测的链结品质以及目标函数找出可产生最佳效能的最佳化预编码矩阵，再透过回授通道传送此最佳化预编码矩阵的预编码矩阵标号至传送器端即可。举例来说，当预编码矩阵的个数为2n时，则回授讯号的长度可为η位元。以码簿为主的预编码方式可大大地降低回授负担。理论上，为了降低接收器设计的复杂度以及降低回授负担，码簿的尺寸大小应该要尽可能地小。然而，于这类例子中，由于具有小尺寸的码簿的最佳化预编码矩阵的量化误差会增加，因此，采用小尺寸的码簿将使得链结效能降低。此外，透过增加码簿的尺寸可增加多输入多输出系统上的预编码增益。然而，随着码簿的尺寸增加，字码(codeword)选择的复杂度以及记忆体的位元数要求也将同时大量的增加。因此，当设计预编码器的码簿时， 必须在两者之间取得平衡。此外，一些研究也提出关于使用多重有限尺寸码簿的应用方式。 在使用多重有限尺寸码簿的应用方式中，接收器可回授对于每一个所采用的码簿的最佳化预编码矩阵的预编码矩阵标号给传送器。传送器可接着藉由将接收器所指示的预编码矩阵进行矩阵相乘运算来建立(construct)预编码矩阵。然而，这类的多重码簿应用方式牵涉到同时在传送器端以及接收器端设计以及储存新产生的码簿，且仍遭遇到不可避免的量化误差，因为预编码器的选择仍受限于对应的码簿尺寸的乘积。再者，对应于相对较长回授周期的码簿的回授误差结果，可能会严重地降低系统的效能(例如传递误差)。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可用以降低多输入多输出或多输入单输出系统中从传送器传输至接收器时使用至少一有限码簿的预编码操作的量化影响的无线通讯方法，以解决上述的问题。本发明实施例提供一种用于多输入多输出系统的无线通讯方法，包括下列步骤。 首先，于一接收器端得到下行通道状态信息。接着，于接收器端，依据得到的下行通道状态信息选择多个有限码簿中多个预编码矩阵的一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号。之后，将对于每一有限码簿所选定的该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数由接收器传送至一传送器。于传送器端，依据所有有限码簿所对应的预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数产生至少一第一预编码矩阵以及一第二预编码矩阵，并且至少依据第一预编码矩阵以及第二预编码矩阵产生一最终预编码矩阵(final precoding matrix)。最后，利用最终预编码矩阵，对传送器以及接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响利用。本发明实施例另提供一种多输入多输出系统，至少包括一接收器以及一传送器。 接收器用于得到一无线通道的下行通道状态信息，依据所得到的下行通道状态信息选择多个有限码簿中多个预编码矩阵的一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号，并且传送对于每一有限码簿所选定的预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数。传送器耦接至接收器，用以接收所有有限码簿所对应的预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数，依据所有有限码簿所对应的预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数产生至少一第一预编码矩阵以及一第二预编码矩阵、至少依据第一预编码矩阵以及第二预编码矩阵产生一最终预编码矩阵，并且利用最终预编码矩阵，对传送器以及接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响。本发明实施例更提供一种多输入多输出系统之接收器，其系透过一无线通道耦接至一传送器且至少包括一解码器。其中，解码器用以得到关于无线通道的下行通道状态信息，依据所得到的下行通道状态信息选择多个有限码簿中多个预编码矩阵的一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号，并且透过无线通道传送对于每一有限码簿所选定的预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数至传送器，致使传送器于接收到所有有限码簿所对应之该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数时，依据所有有限码簿所对应的该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数产生至少一第一预编码矩阵以及一第二预编码矩阵、至少依据第一预编码矩阵以及第二预编码矩阵产生一最终预编码矩阵，并且利用最终预编码矩阵，对传送器以及接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响。本发明上述方法可以透过程序码方式存在。当程序码被机器载入且执行时，机器变成用以实行本发明的装置。为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1显示依据本发明实施例的无线通讯系统的示意图。图2显示一依据本发明实施例的用于多输入多输出系统的无线通讯方法的流程图，用以降低多输入多输出系统或多输入单输出系统中从传送器传输至接收器时使用一有限码簿的预编码操作的量化影响。图3显示另一依据本发明的示范实施例，用以说明如何依据有限码簿内的一组预编码矩阵标号来决定一或多个纯量系数以及如何该组预编码矩阵标号以及所决定的一或多个纯量系数产生一提炼的预编码矩阵。图4显示一依据本发明实施例的用于多输入多输出系统的无线通讯方法的流程图，用以降低多输入多输出系统或多输入单输出系统中从传送器传输至接收器时使用至少两个有限码簿的预编码操作的量化影响。主要元件符号说明10 无线通讯系统；100 接收器；110 储存装置；120 处理单元；130 解码器；140、150 天线；200 传送器；210 储存装置；220 处理单元；230 多输入多输出编码器；240 预编码器；250、260 天线；S202-S210 步骤；F^ F2 预编码矩阵；Fopt 最佳化预编码矩阵；a0 系数；F’ 提炼的预编码矩阵；S402-S412 步骤。
具体实施方式
图1显示依据本发明实施例的无线通讯系统的示意图。具体来说，无线通讯系统 10可为一多输入多输出(MIMO)系统，并且其包括至少一传送器200以及一接收器100。接收器100无线地连接至传送器200，以取得无线的服务。一般来说，传送器200可为一网路站台/基地台、一使用者装置(UE)或一行动站台，而接收器100可为一使用者装置、一行动站台或一网路站台/基地台。举例来说，接收器100可为一行动站台，传送器200可为此行动站台的服务基地台。对下行传输而言，讯号将由传送器200传送至接收器100。于传送器端，传送器200(例如一基地台)可至少包括一储存装置210、一处理单元220、一多输入多输出编码器230、一预编码器(Precoder)MO以及多组天线250以及沈0，其中多输入多输出编码器230可对多输入多输出讯号进行编码，预编码器240则可对编码后的讯号执行预编码操作。于接收端，接收器100可至少包括一储存装置110、一处理单元120、一多输入多输出解码器130以及多组天线140以及150，其中多输入多输出解码器130可对多输入多输出讯号进行解码。须注意的是，对预编码操作而言，关于下行通道品质的信息(例如通道状态信息 (channel state information，CSI))必须以有限量化的回授方式从接收器100回授回传送器200，其中这些量化点可称为预编码字码(precoding codewords)或预编码矩阵且预编码字码或预编码矩阵的组合形成一预编码码簿。预编码码簿可由传送器200预先定义于储存装置210中或由传送器200所设定。举例来说，预编码码簿可藉由接收器100或传送器 200透过系统信息进行广播而得到，但本发明不限于此。接收器100的储存装置110也可储存具有与预先定义于储存装置210中的预编码码簿相同的一组预编码字码或预编码矩阵。接收器100可随后透过数据讯号或控制讯号传递方式传送一组的预编码矩阵或一组的预编码矩阵标号(indices of precoding matrices)以及一或多个纯量系数 (scalar coefficients)至传送器 200。于一些实施例中，预编码码簿可为特定传送器所使用或特定接收器所使用。于一实施例中，传送器200及/或接收器100可进一步被设定于一特定的传输模式，用以应用于本发明之预编码操作。传送器200可接收接收器100所送出的该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数，并且依据所接收到的该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号以及纯量系数，产生将与一数据讯号结合的一提炼的预编码矩阵(refined precoding matrix), 之后，再将所产生的预编码矩阵应用于数据传输上，例如可用以对欲传输的数据讯号进行预编码。举例来说，于一实施例中，传送器200可先依据所接收到的该组预编码矩阵标号从一有限码簿中得到一组对应的预编码矩阵集合，再对所得到的预编码矩阵集合以及前述一或多个纯量系数应用一特定的数学方法(例如藉由利用前述一或多个纯量系数来对于所得到的预编码矩阵进行内插运算)，以产生前述预编码矩阵。于一些实施例中，传送器200 也可依据通道条件、传输功率或其他与接收器100有关的信息来产生此预编码矩阵。图2显示一依据本发明实施例的用于多输入多输出系统的无线通讯方法的流程图，用以降低多输入多输出系统中从传送器传输至接收器时使用一有限码簿的预编码操作的量化影响。请同时参照图1与图2。依据本发明实施例的无线通讯方法可以应用于图1 的具有多输入多输出的无线通讯系统上。于此实施例中，接收器100无线地耦接于传送器200，其中传送器200透过一无线通道初始化一预编码操作。首先，如步骤S202，接收器100透过解码器130得到无线通道的下行通道状态信息(channel state information, CSI)。在得到无线通道的下行通道状态信息之后，如步骤S204，接收器100透过解码器 130，依据所得到的无线通道的下行通道状态信息，选择有限码簿中的一组预编码矩阵标号并决定一或多个纯量系数。须注意的是，接收器100可同时选择有限码簿中的数个预编码矩阵标号。举例来说，接收器100可选择有限码簿的所有预编码矩阵中的两个预编码矩阵标号，其分别表示最佳矩阵以及次佳矩阵所对应的预编码矩阵标号。在选取该组预编码矩阵标号并决定出一或多个纯量系数之后，如步骤S206，接收器100透过解码器130，将所选取的该组预编码矩阵标号以及所决定的纯量系数传送至传送器200。当传送器200接收到接收器100所传送的所选取的该组预编码矩阵标号以及所决定的纯量系数之后，如步骤 S208，传送器200至少依据该组预编码矩阵标号以及所决定的一或多个纯量系数，产生将与一数据讯号结合的一预编码矩阵。在预编码矩阵产生之后，如步骤S210，传送器200将所产生的预编码矩阵应用于接收器100与传送器200之间欲传送的数据讯号上，例如对数据讯号进行预编码，以进行后续的数据传输。其中，一或多个纯量系数可依据该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号而决定。 于一实施例中，该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号可形成一子空间，而前述一或多个纯量系数可利用计算一最佳化矩阵(optimal matrix)于该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号所横跨(span)的子空间上的一投影而决定。其中，预编码矩阵间的一距离，例如矩阵间的chordal距离、pro jection2-norm距离或Fubini-Study距离等，可用来获得此投影。于一些实施例中，前述一或多个纯量系数可藉由直接执行一数值搜寻(numerical search)来找出可使得预编码矩阵以及最佳化矩阵间的矩阵距离为最小的系数而决定。由于前述提炼的预编码矩阵为新产生的预期能够降低量化误差的预编码矩阵，因此，此预编码矩阵所造成的量化影响将比有限码簿中任何单一预编码矩阵所造成的量化影响更小。须提醒的是，该组预编码矩阵中的预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号中的预编码矩阵标号的个数至少为一个。前述一或多个纯量系数可被表示在数据讯号或控制讯号格式中一个固定大小的栏位中。于一些实施例中，数据讯号或控制讯号格式中的至少一个栏位可用以指出该组预编码矩阵中的预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号中的预编码矩阵标号的个数。类似地，于一些实施例中，数据讯号或控制讯号格式中的至少一个栏位可用以指出纯量系数中的系数个数。于一些实施例中，该组预编码矩阵中的预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号中的预编码矩阵标号的个数以及纯量系数中的系数个数可被事先定义好。以下列举一些实施例，用以辅助说明依据本发明的用以降低多输入多输出系统中从传送器传输至接收器时使用一有限码簿的预编码操作的量化影响的无线通讯方法细节， 但本发明并不限于此。图3显示一依据本发明的示范实施例，用以说明如何依据有限码簿内的一组预编码矩阵标号来决定一或多个纯量系数以及如何依据该组预编码矩阵标号以及所决定的一或多个纯量系数产生一预编码矩阵。请参照图3，于此实施例中，假设有两个预编码矩阵标号以及一个纯量系数提供至传送器200以产生一预编码矩阵。于图3中，可经由一特定的通道分析以及效能准则来决定出一给定码簿中的最佳预编码矩阵以及次佳预编码矩阵且分别以F1以及F2-表示。此外，前述的特定的通道分析以及效能准则所对应的最佳化预编码矩阵系以F。pt表示。举例来说，最佳化预编码矩阵F。pt可藉由计算给定码簿中所有预编码矩阵的最小平方误差(minimum square error,MSE)或链结能力量测法则来决定。因此，系数可以下列方程序来决定a0 = argminad (Fopt, BF1+(1-a) F2)...................(2)其中d()用以计算两个矩阵间的距离且a为一个介于0与1之间的参数，可将a 分别代入不同的值来用以判断预编码矩阵F” F2-以及最佳化预编码矩阵F。pt之间的距离是否为最小。依据选择的效能准则以及码簿设计规则，可采用各种不同定义的矩阵距离，例如chordal距离、projection 2_norm距离或Fubini-Study距离等等。于一实施例中，纯量系数可依据该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号而决定。于一实施例中，该组预编码矩阵F1I2-或其预编码矩阵标号可形成一子空间，而纯量系数可利用计算最佳化矩阵 Fopt于其所横跨的子空间上的一投影而决定。其中，预编码矩阵间的一距离，例如矩阵间的 chordal距离、pro jection 2_norm距离或Fubini-Study距离等，可用来获得此投影。之后，藉由将Fp F2-或其预编码矩阵标号以及算出的纯量系数如传送至传送器 200，传送器200可产生一预编码矩阵F’ = B0F^(I-B0)F2来对接收器100与传送器200之间欲传送的数据讯号进行预编码，此预编码矩阵F’所造成的量化影响将比有限码簿中最佳预编码矩阵F1所造成的量化影响更小。综上所述，依据本发明的多输入多输出系统及其相关用于多输入多输出系统的无线通讯方法，可允许接收器同时回授一有限码簿中的多个预编码矩阵标号连同一些与对应的预编码矩阵的几何结构相关的辅助信息至传送器，使得传送器端可据此产生预期可降低量化误差的一预编码矩阵，因此，可有效降低预编码操作所产生的量化影响。此外，依据本发明的用于多输入多输出系统的无线通讯方法，可大大地增加产生预编码矩阵的自由度， 因此即使采用小尺寸的码簿也能有效地降低其量化影响。于一些实施例中，为了进一步增强效能，接收器可藉由直接执行一数值搜寻来找出可使得建立出的预编码矩阵以及最佳化矩阵F。pt间的矩阵距离为最小的预编码矩阵的最佳组合。于一实施例中，本发明更进一步提供一种可用以降低多输入多输出或多输入单输出系统中从传送器传输至接收器时使用多个有限码簿的预编码操作的量化影响的无线通讯方法，以支援多重码簿的应用方式。请参照图4。图4显示一依据本发明实施例的用于多输入多输出系统的无线通讯方法的流程图，用以降低多输入多输出系统中从传送器传输至接收器时使用至少两个有限码簿的预编码操作的量化影响。依据本发明实施例的无线通讯方法可以应用于第1图的具有多输入多输出的无线通讯系统10上。类似地，于此实施例中，接收器100系无线地耦接于传送器 200，其中传送器200透过一无线通道初始化一预编码操作，并且采用一个第一码簿以及一个第二码簿。其中，第一码簿包括数个第一预编码矩阵，而第二码簿包括数个第二预编码矩阵。首先，如步骤S402，接收器100透过解码器130得到关于无线通道的下行通道状态信息(CSI)。在得到关于无线通道的下行通道状态信息之后，如步骤S404，接收器100透过解码器130，依据所得到的无线通道的下行通道状态信息，分别从第一码簿以及第二码簿中选择一组预编码矩阵标号并决定一或多个纯量系数。须注意的是，接收器100可同时选择每个码簿中的数个预编码矩阵标号。举例来说，接收器100可选择第一码簿的所有第一预编码矩阵中的两个预编码矩阵标号，其分别表示第一预编码矩阵中所对应的最佳矩阵以及次佳矩阵所对应的预编码矩阵标号，以及选择第二码簿的所有第二预编码矩阵中的两个预编码矩阵标号，其分别表示第二预编码矩阵中所对应的最佳矩阵以及次佳矩阵所对应的预编码矩阵标号。其中，一或多个纯量系数可依据每个码簿所对应的该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号而决定。于一实施例中，该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号可形成一子空间，而前述一或多个纯量系数可利用计算相应码簿的一最佳化预编码矩阵于其该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号所横跨的子空间上的一投影而决定。其中，预编码矩阵间的一距离，例如矩阵间的弦距离(chordal distance)、projection2_norm距离或Fubini-Study距离等，可用来获得此投影。于一些实施例中，前述一或多个纯量系数可藉由直接执行一数值搜寻，找出可使得预编码矩阵以及最佳化矩阵间的矩阵距离为最小的系数。于一实施例中，前述一或多个纯量系数系可被选取来使得至少一最终预编码矩阵 (final precoding matrix)等于对每一有限码簿的预编码矩阵使用一矩阵运算的结果，例如以矩阵乘积所计算出的预编码矩阵。举例来说，前述一或多个纯量系数可为纯量系数、纯量向量或纯量矩阵集合等，但本发明并不限于此。在分别选取第一码簿以及第二码簿所对应的该组预编码矩阵标号并决定出一或多个纯量系数之后，如步骤S406，接收器100透过解码器130，同时将第一码簿中所选取的该组第一预编码矩阵标号以及第二码簿中所选取的该组第二预编码矩阵标号以及所决定的纯量系数传送至传送器200。当传送器200接收到接收器100所传送的每一第一码簿以及第二码簿所选取的该组预编码矩阵标号以及所决定的纯量系数之后，如步骤S408，传送器200至少依据该组第一预编码矩阵标号以及所决定的一或多个纯量系数产生一第一预编码矩阵，同时至少依据该组第二预编码矩阵标号以及所决定的一或多个纯量系数产生一第二预编码矩阵，并且接着如步骤S410，再依据所产生的第一预编码矩阵以及第二预编码矩阵产生将与一数据讯号结合的一最终预编码矩阵。由于前述最终预编码矩阵为新产生的预期能够降低量化误差的预编码矩阵，因此，此最终预编码矩阵所造成的量化影响将比每一个有限码簿中任何单一预编码矩阵所造成的量化影响更小。在最终预编码矩阵产生之后，如步骤S412，传送器200将所产生的最终预编码矩阵应用于接收器100与传送器200之间欲传送的数据讯号上，例如对数据讯号进行预编码，以进行后续的数据传输。于一些实施例中，第一预编码矩阵以及第二预编码矩阵可利用一矩阵运算，例如矩阵乘积来结合在一起来得到至少一最终预编码矩阵，用以对至少一数据讯号进行预编码以进行后续的数据传输。举例来说，前述的矩阵乘积可包括克罗内克(Kronecker)矩阵乘积、弗比尼斯(Frobenius)内积或对应于矩阵乘积运算的线性转换结果等等，但不限于此。于一些实施例中，该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号可从一或多个预编码码簿中取得。须提醒的是，该组预编码矩阵中的预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号中的预编码矩阵标号的个数至少为一个。前述一或多个纯量系数可被表示在数据讯号或控制讯号格式中一个固定大小的栏位中。于一些实施例中，数据讯号或控制讯号格式中的至少一个栏位可用以指出该组预编码矩阵中的预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号中的预编码矩阵标号的个数。类似地，于一些实施例中，数据讯号或控制讯号格式中的至少一个栏位可用以指出纯量系数的个数。于一些实施例中，该组预编码矩阵中的预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号中的预编码矩阵标号的个数以及纯量系数的个数可被事先定义好。于一些实施例中，每一个预编码码簿可在一个特定时间周期中透过数据讯号或控制讯号方式进行传送，并且不同的预编码码簿所对应的用以传送前述数据讯号或控制讯号的时间周期也可能会不相同。于一些实施例中，该组至少一预编码矩阵或该组至少一预编码矩阵标号可藉由直接执行一数值搜寻来找出，使得一个既定的效能标准条件最佳化。前述一或多个纯量系数可被选取来使得提炼的预编码矩阵系等于从一个相同码簿或不同码簿中所取出的预编码矩阵的矩阵乘积。于一实施例中，前述至少一提炼的预编码矩阵可利用该组至少一预编码矩阵或该组至少一预编码矩阵标号以及前述一或多个纯量系数，藉由执行线性运算来加以建立，例如利用公式1 :w = a*Cl+b*C2，其中W表示所欲求的提炼的预编码矩阵，Cl与C2分别表示从相同有限码簿中取出的预编码矩阵，a与b则表示前述一或多个纯量系数或其差值(derivation)。举例来说，a与b可具有b = l~a的关系，也就是说，前述的公式1将变为W = a*Cl+(l-a)*C2。于一实施例中，可对每一个预编码码簿建立至少一提炼的预编码矩阵，例如利用公式2-1 第一预编码矩阵Wl = a*Cl+b*C2 以及公式2-2 第二预编码矩阵W2 = c*Fl+d*F2，其中，Fl以及F2分别表示从与Cl以及C2 的有限码簿不相同的一有限码簿中取出的预编码矩阵，c与d则表示前述一或多个纯量系数或其差值(derivation)。于另一实施例中，前述一或多个纯量系数可被选取来使得提炼的预编码矩阵系等于从不同码簿中所取出的预编码矩阵的矩阵乘积。例如利用公式3 =W = a*Cl+b*C2 = C3 · F1，其中，C3表示从与Cl以及C2相同的有限码簿中取出的一预编码矩阵，Fl则表示从与Cl以及C2不同的一有限码簿中取出的一预编码矩阵。举例来说，在公式3 :W = a*Cl+b*C2 = C3 -Fl的式子中可使得C3与Cl相同(C3 = Cl，亦即C3与Cl为相同预编码矩阵)或C3与C2(C3 =以)相同。类似地，提醒的是，前述的矩阵乘积可包括例如Kronecker 矩阵乘积、Frobenius内积或对应于矩阵乘积运算的线性转换结果等等，但不限于此。于一实施例中，从所提供的有限码簿的不同有限码簿中取出以执行前述矩阵乘积运算的预编码矩阵可至少包括一对角矩阵(diagonal matrix)或一单位矩阵(identity matrix)。举例来说，在公式3 =W = a*Cl+b*C2 = C3 · Fl的式子中，Fl可为一个对角矩阵或一单位矩阵。于一些实施例中，前述第一预编码矩阵Wl以及第二预编码矩阵W2可利用一矩阵运算，例如Kronecker矩阵乘积、Frobenius内积或对应于矩阵乘积运算的线性转换结果等等矩阵乘积来结合在一起来得到最终预编码矩阵Wfinal，例如利用公式4 =Wfinal = Wl · W2, 其中符号·表示预编码矩阵Wl以及W2的矩阵乘积运算。于另一些实施例中，前述第一预编码矩阵Wl以及第二预编码矩阵W2可利用前述矩阵运算另一公式，例如公式5 =Wfinal = e*Wl+f*W2 = Wl *W2，来结合在一起来得到最终预编码矩阵Wfinal，其中e与f表示前述一或多个纯量系数或其差值(derivation)。因此，藉由本发明的多输入多输出系统及其相关用于多输入多输出系统的无线通讯方法，可允许接收器同时回授多个有限码簿中的多个预编码矩阵标号连同一些与对应的预编码矩阵的几何结构相关的辅助信息至传送器，使得传送器端可依据对于每个所采用的码簿所对应的至少一提炼的预编码矩阵来产生预期可降低量化误差的一最终预编码矩阵， 因此，可有效降低预编码操作所产生的量化影响并且即便采用小尺寸的码簿，也可大大地增加产生预编码矩阵的自由度。本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序码的型态存在。程序码可以包含于实体媒体，如软碟、光碟片、硬碟、或是任何其他机器可读取(如电脑可读取)储存媒体， 亦或不限于外在形式的电脑程序产品，其中，当程序码被机器，如电脑载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序码也可透过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序码被机器，如电脑接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种用于多输入多输出系统的无线通讯方法，包括下列步骤于一接收器端得到下行通道状态信息；于该接收器端，依据所得到的该下行通道状态信息选择多个有限码簿中多个预编码矩阵的一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号；将对于每一该等有限码簿所选定的该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数由该接收器传送至一传送器；于该传送器端，依据所有该等有限码簿所对应的该组预编码矩阵标号以及该一或多个纯量系数产生至少一第一预编码矩阵以及一第二预编码矩阵；于该传送器端，至少依据该第一预编码矩阵以及该第二预编码矩阵产生一最终预编码矩阵；以及利用该最终预编码矩阵，对该传送器以及该接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响。
2.如权利要求1所述的无线通讯方法，其中该产生该最终预编码矩阵的步骤更包括对该第一预编码矩阵以及该第二预编码矩阵执行一特定矩阵运算，以产生该最终预编码矩阵。
3.如权利要求2所述的无线通讯方法，其中该一或多个纯量系数系被选取以致使该最终预编码矩阵等于对每一该等有限码簿的该等预编码矩阵使用一矩阵运算所计算出的该预编码矩阵。
4.如权利要求1所述的无线通讯方法，其中该第一预编码矩阵或该第二预编码矩阵系利用下列公式而决定W = a*Cl+b*C2，其中，W表示该第一或第二预编码矩阵，Cl与C2表示从一相同有限码簿中取出的该组预编码矩阵，以及a与b表示该等纯量系数或该等纯量系数的差值。
5.如权利要求4所述的无线通讯方法，其中该一或多个纯量系数系被选取以致使该第一预编码矩阵或该第二预编码矩阵等于从该等有限码簿中的不同有限码簿所取出的预编码矩阵的一矩阵乘积，并且利用下列公式而决定W = a*Cl+b*C2 = C3 · F1，其中，C3表示从与Cl以及C2相同的有限码簿中取出的一预编码矩阵，以及Fl表示从与Cl以及C2的有限码簿不同的一有限码簿中取出的一预编码矩阵。
6.如权利要求5所述的无线通讯方法，其中C3与Cl相同或C3与C2相同。
7.如权利要求5所述的无线通讯方法，其中从该等有限码簿的不同有限码簿中取出以执行该矩阵乘积运算的所述预编码矩阵至少包括一对角矩阵或一单位矩阵。
8.如权利要求4所述的无线通讯方法，其中该第一预编码矩阵Wl以及该第二预编码矩阵W2对应产生给第一有限码簿以及第二有限码簿使用，并且其利用下列公式而决定Wl = a*Cl+b*C2 以及 W2 = c*Fl+d*F2，其中，Fl以及F2表示从与Cl以及C2的有限码簿不同的一有限码簿中取出的预编码矩阵，以及c与d表示该等纯量系数或该等纯量系数的差值。
9.如权利要求8所述的无线通讯方法，其中该最终预编码矩阵Wfinal是利用下列公式而决定Wfinal = Wl · W2，，其中符号·表示该等预编码矩阵Wl以及W2的该矩阵乘积运算，并且该矩阵乘积系为克罗内克Kronecker矩阵乘积、弗比尼斯Frobenius内积或该矩阵乘积运算的线性转换结果的其中至少一者。
10.如权利要求1所述的无线通讯方法，其中该一或多个纯量系数是依据该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号而决定。
11.如权利要求10所述的无线通讯方法，其中该一或多个纯量系数是利用计算一最佳化预编码矩阵于该组预编码矩阵或该组预编码矩阵标号所横跨的一子空间上的一投影而决定，且其中该投影以该等预编码矩阵间的一距离来表示。
12.如权利要求11所述的无线通讯方法，其中该一或多个纯量系数藉由直接执行一数值搜寻，以致使该组预编码矩阵之间的该矩阵距离为最小而决定。
13.如权利要求1所述的无线通讯方法，其中该码簿是由该传送器预先定义或由该传送器所设定，该等纯量系数的个数系为预先定义，以及该组预编码矩阵的个数或该组预编码矩阵标号的个数系为预先定义。
14.一种多输入多输出系统，包括一接收器，用于得到一无线通道的下行通道状态信息，依据所得到的该下行通道状态信息选择多个有限码簿中多个预编码矩阵的一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号，并且传送对于每一该等有限码簿所选定的该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数；以及一传送器，耦接至该接收器，用以接收所有该等有限码簿所对应的该组预编码矩阵标号以及该一或多个纯量系数，依据所有该等有限码簿所对应的该组预编码矩阵标号以及该一或多个纯量系数产生至少一第一预编码矩阵以及一第二预编码矩阵、至少依据该第一预编码矩阵以及该第二预编码矩阵产生一最终预编码矩阵，并且利用该最终预编码矩阵，对该传送器以及该接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响。
15.如权利要求14所述的多输入多输出系统，其中该传送器藉由对该第一预编码矩阵以及该第二预编码矩阵执行一特定矩阵运算，以产生该最终预编码矩阵。
16.如权利要求14所述的多输入多输出系统，其中该传送器为一网路/基地台或使用者装置，而该接收器为一使用者装置或网路/基地台。
17.一种多输入多输出系统之接收器，其系透过一无线通道耦接至一传送器，包括一解码器，用以得到关于该无线通道的下行通道状态信息，依据所得到的该下行通道状态信息选择多个有限码簿中多个预编码矩阵之一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号，并且透过该无线通道传送对于每一该等有限码簿所选定的该组预编码矩阵标号以及一或多个纯量系数至该传送器，致使该传送器于接收到所有该等有限码簿所对应的该组预编码矩阵标号以及该一或多个纯量系数时，依据所有该等有限码簿所对应的该组预编码矩阵标号以及该一或多个纯量系数产生至少一第一预编码矩阵以及一第二预编码矩阵、至少依据该第一预编码矩阵以及该第二预编码矩阵产生一最终预编码矩阵，并且利用该最终预编码矩阵，对该传送器以及该接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响。
全文摘要
一种可降低多输入多输出系统中使用一码簿的预编码操作的量化影响的无线通讯方法。首先，于接收器端，得到下行通道状态信息并据此选择多个码簿中多个预编码矩阵标号的一组预编码矩阵标号。接着，接收器将对于每一码簿所选定的该组预编码矩阵标号及一或多个纯量系数传送至一传送器。之后，于传送器端，依据所有码簿所对应的预编码矩阵标号及一或多个纯量系数，产生至少一第一预编码矩阵及一第二预编码矩阵，并且至少依据第一预编码矩阵及第二预编码矩阵，产生一最终预编码矩阵。其中，最终预编码矩阵系用于传送器及接收器之间进行数据传输。
文档编号H04L1/06GK102299732SQ20111017052
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者任宇智, 叶丙成, 吴之尧, 孟令三, 蓝邦尝 申请人:宏达国际电子股份有限公司