传输预编码矩阵的方法、用户设备和基站的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种传输预编码矩阵的方法、用户设备和基站。该方法包括：在第一码本集合中确定第一预编码矩阵，该第一码本集合为第二码本集合的子集，该第二码本集合包括的预编码矩阵由第一码本索引和第二码本索引指示；确定用于指示该第一预编码矩阵的第一预编码矩阵指示PMI的值和第二PMI的值；向基站发送PMI，该PMI包括用于指示该第一预编码矩阵的该第一PMI的值和该第二PMI的值，以便于该基站根据该PMI确定该预编码矩阵。本发明实施例的传输预编码矩阵的方法、用户设备和基站，能够在不改变反馈模式和反馈比特的情况下，指示更多的适用于均匀线阵天线的预编码矩阵，并能够保证不影响应用于双极化天线的性能，从而能够提高系统性能，并增强用户体验。
【专利说明】传输预编码矩阵的方法、用户设备和基站
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及通信领域中传输预编码矩阵的方法、用户设备和 基站。
【背景技术】
[0002] 多入多出（MultipleInputMultipleOutput,简称为"MIM0")无线系统通过发射 波束赋形（BeamForming，简称为"BF"）/预编码以及接收合并，能够得到分集和阵列增益。 利用BF或预编码的典型系统接收的信号矢量通常可以由下列等式（1)表示：
[0003] y=HVs+n(1)
[0004] 其中，y表示接收的信号矢量，H表示信道矩阵，V表示预编码矩阵，s表示发射的 符号矢量，n表示测量噪声。
[0005] 最优的预编码通常需要发射机完全已知信道状态信息（ChannelState Information，简称为"CSI")。常用的方法是用户设备（UserEquipment，简称为"UE"）对 瞬时CSI进行量化，并反馈给演进基站（evolvedNodeB，简称为"eNB")。在现有的长期 演进（LongTermEvolution，简称为"LTE"）系统的第八版本（R8)中，UE反馈的CSI信 息可以包括秩指示（RankIndicator,简称为"RI"）、预编码矩阵指示（PrecodingMatrix Indicator，简称为"PMI"）和信道质量指不（ChannelQualityIndicator，简称为"CQI"） 信息等，其中RI和PMI分别指示使用的层数和预编码矩阵。LTER8的码本主要为单用户 MM0(SingleUserMM0,简称为"SU-MM0"）所设计，其中的预编码矩阵或者码字需要满 足8移相键控（8PhaseShiftKeying，简称为"8PSK"）约束，从而限制了空间量化的精度， 这使得对于多用户MM0(MultipleUserMM0,简称为"MU-MM0")等空间量化精度敏感的 传输方式而言，性能将受到严重限制。
[0006] 为了达到更高的系统要求，第三代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnership Project，简称为"3GPP")LTE系统需要进一步增强MU-MM0的性能，同时该系统还引入了协 作多点传输（CoordinatedMulti-Point，简称为"CoMP")技术。目前CoMP技术以单小区反 馈作为基础，因而上述两种技术都对反馈性能提出了更高的要求。由于反馈信道容量受限， 码本集合大小也因此受限，这对于码本的设计提出了更高的要求。
[0007] 3GPPLTER8系统采用单一的码本，预编码矩阵通过RI和PMI进行指示。对于4 天线而言，RI和PMI与码本中的每个码字的对应关系如下表1所示：
[0008] 表 1
[0009]
【权利要求】
1. 一种传输预编码矩阵的方法，其特征在于，包括： 在第一码本集合中确定第一预编码矩阵，所述第一码本集合为第二码本集合的子集， 所述第二码本集合包括的预编码矩阵由第一码本索引和第二码本索引指示； 确定用于指示所述第一预编码矩阵的第一预编码矩阵指示PMI的值和第二PMI的值； 向基站发送PMI，所述PMI包括用于指示所述第一预编码矩阵的所述第一PMI的值和所 述第二PMI的值，以便于所述基站根据所述PMI确定所述预编码矩阵； 其中，所述第一PMI的值与所述第一码本索引的值具有第一对应关系，所述第二PMI的 值与所述第二码本索引的值具有第二对应关系，并且所述第一PMI相应的所述第一码本索 引的取值范围与所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一PMI相应的所述第一码本索引的 取值范围与所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系，包括： 所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围由所述第一PMI相应的所述第一码 本索引的取值和/或取值范围唯一确定。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一PMI相应的所述第一码本索引的 取值范围与所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系，包括： 所述第一PMI相应的所述第一码本索引的取值范围包括元素互不相同的至少两个第 一取值集合，所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围包括元素互不相同的至少 两个第二取值集合，所述至少两个第一取值集合与所述至少两个第二取值集合具有一一对 应关系。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少两个第一取值集合中的每个第 一取值集合包括至少两个取值，所述至少两个第二取值集合中的每个第二取值集合包括至 少两个取值。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二PMI相应的所述第二码本索引的 取值范围包括的取值的数量大于2N，其中N为承载所述第二PMI的值的比特数。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一码本集合包括八个离散傅里叶 变换DFT向量；或 所述第一码本集合包括的DFT向量的数量为所述第一码本集合包括的预编码矩阵的 数量的一半。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一PMI、所述第二 PMI、与所述第一PMI相应的所述第一码本索引以及与所述第二PMI相应的所述第二码本索 引的取值由表Al确定： 表Al
其中，Ipm表示所述第一PMI;IPMI2表示所述第二PMI山表示所述第一码本索引；i2表 示所述第二码本索引i2。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二码本集合包括的预编码矩阵W由 表A2确定： 表A2
其中，^；，Vm=[leJ2W32]T，A=e^/2,m和η为非负整数。 \_rrt _
9. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一码本集合包括的预 编码矩阵为应用于四天线的预编码矩阵；或所述第一码本集合包括的预编码矩阵为应用于 四天线且秩为1的预编码矩阵。
10. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述向基站发送ΡΜΙ，包 括： 在一个上行信道上向所述基站发送所述PMI。
11. 一种传输预编码矩阵的方法，其特征在于，包括： 在第一码本集合中确定第一预编码矩阵，所述第一码本集合为应用于四天线的第二 码本集合的子集，所述第二码本集合包括的预编码矩阵由第一码本索引和第二码本索引指 示； 确定用于指示所述第一预编码矩阵的联合编码值，其中，所述联合编码值与所述第一 预编码矩阵的秩具有第一对应关系，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的第一码本索 引的值具有第二对应关系，并且承载所述联合编码值的比特数为4个或5个； 向基站发送包括所述联合编码值的预编码矩阵指示PMI，以便于所述基站根据所述PMI确定所述第一预编码矩阵。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数为4个 时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和所述第一码本索引的值的对应关系由下 列表B1、表B2或表B3确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第1码本索引。
13. 根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数 为5个时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和第一码本索引的值的对应关系由 下列表M或表B5确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第一码本索引。
14. 一种传输预编码矩阵的方法，其特征在于，包括： 接收用户设备发送的预编码矩阵指示PMI，所述PMI包括用于指示第一码本集合中的 第一预编码矩阵的第一PMI的值和第二PMI的值； 根据所述第一PMI的值和所述第二PMI的值，确定第一码本索引的值和第二码本索引 的值，所述第一码本索引和第二码本索引用于指示第二码本集合中的预编码矩阵，所述第 一码本集合为所述第二码本集合的子集； 根据所述第一码本索引的值和所述第二码本索引的值，在所述第二码本集合中确定所 述第一预编码矩阵； 其中，所述第一PMI的值与所述第一码本索引的值具有第一对应关系，所述第二PMI的 值与所述第二码本索引的值具有第二对应关系，并且所述第一PMI相应的所述第一码本索 引的取值范围与所述第二PMI的值相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一PMI相应的所述第一码本索引 的取值范围与所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系，包括： 所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围由所述第一PMI相应的所述第一码 本索引的取值和/或取值范围唯一确定。
16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一PMI相应的所述第一码本索引 的取值范围与所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系，包括： 所述第一PMI相应的所述第一码本索引的取值范围包括元素互不相同的至少两个第 一取值集合，所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围包括元素互不相同的至少 两个第二取值集合，所述至少两个第一取值集合与所述至少两个第二取值集合具有一一对 应关系。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述至少两个第一取值集合中的每个 第一取值集合包括至少两个取值，所述至少两个第二取值集合中的每个第二取值集合包括 至少两个取值。
18. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二PMI相应的所述第二码本索引 的取值范围包括的取值的数量大于2N，其中N为承载所述第二PMI的值的比特数。
19. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一码本集合包括八个离散傅里 叶变换DFT向量；或 所述第一码本集合包括的DFT向量的数量为所述第一码本集合包括的预编码矩阵的 数量的一半。
20. 根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一PMI、所述第二 PMI、与所述第一PMI相应的所述第一码本索引以及与所述第二PMI相应的所述第二码本索 引的取值由表Al确定： 表Al
其中，Ipm表示所述第一PMI;Ipmi2表示所述第二PMI山表示所述第一码本索引;i2表 示所述第二码本索引i2。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二码本集合包括的预编码矩阵W 由表A2确定： 表A2
其中，O去广，Vm=[le一/32]T，％K2, !!!和!!为非负整数。
22. 根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一码本集合包括 的预编码矩阵为应用于四天线的预编码矩阵；或所述第一码本集合包括的预编码矩阵为应 用于四天线且秩为1的预编码矩阵。
23. 根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述接收用户设备发送 的预编码矩阵指示PMI，包括： 在一个上行信道上接收所述用户设备发送的所述PMI。
24. -种传输预编码矩阵的方法，其特征在于，包括： 接收用户设备发送的预编码矩阵指示PMI，所述PMI包括用于指示第一码本集合中的 第一预编码矩阵的联合编码值； 根据所述联合编码值，确定所述第一预编码矩阵的秩和所述第一预编码矩阵的第一码 本索引的值，其中，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩具有第一对应关系，所述联 合编码值与所述第一预编码矩阵的第一码本索引的值具有第二对应关系，并且承载所述联 合编码值的比特数为4个或5个； 根据所述第一预编码矩阵的秩和所述第一预编码矩阵的第一码本索引的值，在应用于 四天线的第二码本集合中确定所述第一预编码矩阵，所述第一码本集合为所述第二码本集 合的子集。
25. 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数为4个 时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和所述第一码本索引的值的对应关系由下 列表B1、表B2或表B3确定： 表Bl
其中，IM/Pm表示·联合编码值；RI表杂编码S阵的秩山表示第二码本索引。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数 为5个时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和第一码本索引的值的对应关系由 下列表M或表B5确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第一码本索引。
27. -种用户设备，其特征在于，包括： 第一确定模块，用于在第一码本集合中确定第一预编码矩阵，所述第一码本集合为第 二码本集合的子集，所述第二码本集合包括的预编码矩阵由第一码本索引和第二码本索引 指示； 第二确定模块，用于确定用于指示所述第一确定模块确定的所述第一预编码矩阵的第 一预编码矩阵指示PMI的值和第二PMI的值； 发送模块，用于向基站发送PMI，所述PMI包括所述第二确定模块确定的用于指示所述 第一预编码矩阵的所述第一PMI的值和所述第二PMI的值，以便于所述基站根据所述PMI 确定所述预编码矩阵； 其中，所述第一PMI的值与所述第一码本索引的值具有第一对应关系，所述第二PMI的 值与所述第二码本索引的值具有第二对应关系，并且所述第一PMI相应的所述第一码本索 引的取值范围与所述第二PMI相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系。
28. 根据权利要求27所述的用户设备，其特征在于，所述第二PMI相应的所述第二码 本索引的取值范围由所述第一PMI相应的所述第一码本索引的取值和/或取值范围唯一确 定。
29. 根据权利要求27所述的用户设备，其特征在于，所述第一PMI相应的所述第一码本 索引的取值范围包括元素互不相同的至少两个第一取值集合，所述第二PMI相应的所述第 二码本索引的取值范围包括元素互不相同的至少两个第二取值集合，所述至少两个第一取 值集合与所述至少两个第二取值集合具有一一对应关系。
30. 根据权利要求29所述的用户设备，其特征在于，所述至少两个第一取值集合中的 每个第一取值集合包括至少两个取值，所述至少两个第二取值集合中的每个第二取值集合 包括至少两个取值。
31. 根据权利要求27所述的用户设备，其特征在于，所述第二PMI相应的所述第二码本 索引的取值范围包括的取值的数量大于2N，其中N为承载所述第二PMI的值的比特数。
32. 根据权利要求27所述的用户设备，其特征在于，所述第一码本集合包括八个离散 傅里叶变换DFT向量；或 所述第一码本集合包括的DFT向量的数量为所述第一码本集合包括的预编码矩阵的 数量的一半。
33. 根据权利要求27至32中任一项所述的用户设备，其特征在于，所述第一PMI、所述 第二PMI、与所述第一PMI相应的所述第一码本索引以及与所述第二PMI相应的所述第二码 本索引的取值由表Al确定： 表Al
其中，Ipm表示所述第一PMI;IPMI2表示所述第二PMI山表示所述第一码本索引；i2表 示所述第二码本索引i2。
34.根据权利要求33所述的用户设备，其特征在于，所述第二码本集合包括的预编码 矩阵W由表A2确定： 表A2
其中，Vm，Vm=[lej2W32]T1=f/2,m和η为非负整数。
35. 根据权利要求27至32中任一项所述的用户设备，其特征在于，所述第一码本集合 包括的预编码矩阵为应用于四天线的预编码矩阵；或所述第一码本集合包括的预编码矩阵 为应用于四天线且秩为1的预编码矩阵。
36. 根据权利要求27至32中任一项所述的用户设备，其特征在于，所述发送模块具体 用于：在一个上行信道上向所述基站发送所述ΡΜΙ。
37. -种用户设备，其特征在于，包括： 第一确定模块，用于在第一码本集合中确定第一预编码矩阵，所述第一码本集合为应 用于四天线的第二码本集合的子集，所述第二码本集合包括的预编码矩阵由第一码本索引 和第二码本索引指示； 第二确定模块，用于确定用于指示所述第一确定模块确定的所述第一预编码矩阵的联 合编码值，其中，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩具有第一对应关系，所述联合 编码值与所述第一预编码矩阵的第一码本索引的值具有第二对应关系，并且承载所述联合 编码值的比特数为4个或5个； 发送模块，用于向基站发送预编码矩阵指示PMI，所述PMI包括所述第二确定模块确定 的所述联合编码值，以便于所述基站根据所述PMI确定所述第一预编码矩阵。
38. 根据权利要求37所述的用户设备，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数 为4个时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和所述第一码本索引的值的对应关 系由下列表Β1、表Β2或表Β3确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第1码本索引。
39. 根据权利要求37或38所述的用户设备，其特征在于，在承载所述联合编码值的比 特数为5个时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和第一码本索引的值的对应关 系由下列表M或表B5确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第一码本索引。
40. -种基站，其特征在于，包括： 接收模块，用于接收用户设备发送的预编码矩阵指示PMI，所述PMI包括用于指示第一 码本集合中的第一预编码矩阵的第一PMI的值和第二PMI的值； 第一确定模块，用于根据所述接收模块接收的所述第一PMI的值和所述第二PMI的值， 确定第一码本索引的值和第二码本索引的值，所述第一码本索引和第二码本索引用于指示 第二码本集合中的预编码矩阵，所述第一码本集合为所述第二码本集合的子集； 第二确定模块，用于根据所述第一确定模块确定的所述第一码本索引的值和所述第二 码本索引的值，在所述第二码本集合中确定所述第一预编码矩阵； 其中，所述第一PMI的值与所述第一码本索引的值具有第一对应关系，所述第二PMI的 值与所述第二码本索引的值具有第二对应关系，并且所述第一PMI相应的所述第一码本索 引的取值范围与所述第二PMI的值相应的所述第二码本索引的取值范围具有关联关系。
41. 根据权利要求40所述的基站，其特征在于，所述第二PMI相应的所述第二码本索引 的取值范围由所述第一PMI相应的所述第一码本索引的取值和/或取值范围唯一确定。
42. 根据权利要求40所述的基站，其特征在于，所述第一PMI相应的所述第一码本索引 的取值范围包括元素互不相同的至少两个第一取值集合，所述第二PMI相应的所述第二码 本索引的取值范围包括元素互不相同的至少两个第二取值集合，所述至少两个第一取值集 合与所述至少两个第二取值集合具有一一对应关系。
43. 根据权利要求42所述的基站，其特征在于，所述至少两个第一取值集合中的每个 第一取值集合包括至少两个取值，所述至少两个第二取值集合中的每个第二取值集合包括 至少两个取值。
44. 根据权利要求40所述的基站，其特征在于，所述第二PMI相应的所述第二码本索引 的取值范围包括的取值的数量大于2N，其中N为承载所述第二PMI的值的比特数。
45. 根据权利要求40所述的基站，其特征在于，所述第一码本集合包括八个离散傅里 叶变换DFT向量；或 所述第一码本集合包括的DFT向量的数量为所述第一码本集合包括的预编码矩阵的 数量的一半。
46. 根据权利要求40至45中任一项所述的基站，其特征在于，所述第一PMI、所述第二 PMI、与所述第一PMI相应的所述第一码本索引以及与所述第二PMI相应的所述第二码本索 引的取值由表Al确定： 表Al
其中，Ipm表示所述第一PMI;IPMI2表示所述第二PMI山表示所述第一码本索引；i2表 示所述第二码本索引i2。
47. 根据权利要求46所述的基站，其特征在于，所述第二码本集合包括的预编码矩阵W 由表A2确定： 表A2
其中，V,>, ，vm=[leJ2W32]T，代：己一，m和η为非负整数。
48. 根据权利要求40至45中任一项所述的基站，其特征在于，所述第一码本集合包括 的预编码矩阵为应用于四天线的预编码矩阵；或所述第一码本集合包括的预编码矩阵为应 用于四天线且秩为1的预编码矩阵。
49. 根据权利要求40至45中任一项所述的基站，其特征在于，所述接收模块具体用于： 在一个上行信道上接收所述用户设备发送的所述PMI。
50. -种基站，其特征在于，包括： 接收模块，用于接收用户设备发送的预编码矩阵指示PMI，所述PMI包括用于指示第一 码本集合中的第一预编码矩阵的联合编码值； 第一确定模块，用于根据所述接收模块接收的所述联合编码值，确定所述第一预编码 矩阵的秩和所述第一预编码矩阵的第一码本索引的值，其中，所述联合编码值与所述第一 预编码矩阵的秩具有第一对应关系，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的第一码本索 引的值具有第二对应关系，并且承载所述联合编码值的比特数为4个或5个； 第二确定模块，用于根据所述第一确定模块确定的所述第一预编码矩阵的秩和所述第 一预编码矩阵的第一码本索引的值，在应用于四天线的第二码本集合中确定所述第一预编 码矩阵，所述第一码本集合为所述第二码本集合的子集。
51. 根据权利要求50所述的基站，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数为4个 时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和所述第一码本索引的值的对应关系由下 列表B1、表B2或表B3确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第一码本索引。
52.根据权利要求51或52所述的基站，其特征在于，在承载所述联合编码值的比特数 为5个时，所述联合编码值与所述第一预编码矩阵的秩和第一码本索引的值的对应关系由 下列表M或表B5确定：
其中，IM/Pm表示联合编码值；RI表示编码矩阵的秩山表示第一码本索引。
【文档编号】H04B7/04GK104321983SQ201380001909
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】吴强, 张雷鸣, 周永行, 刘江华 申请人:华为技术有限公司