在支持多天线的无线通信系统中使用码本的信号传输方法和装置的制造方法_5

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][等式 17]
[0217]
t
[0218]在等式17中,可以从接收器独立地反馈部分预编译矩阵%或八f,xiU。发射器可 _W2」 以通过使用每个反馈信息配置等式16或17的预编译器实现。当使用等式16或17的格式 时,W-直以(2X1)矢量的形式配置,并且可以被配置为等式18的码本。
[0219] 「等式 181
[0220]
[0221] 在等式18中,N是预编译矩阵的总数,并且i可以用作矢量索引。为了最小化反 馈开销并且获得合适性能,i可以被设置为2、4、或8中的任一个。另外可以由用于 4个Tx天线的码本或用于2个Tx天线的码本构成。与上述说明相关联,可以使用表4或5 的码本(即,用于在3GPPLTE版本8/9中限定的2或4个Tx天线的码本),并且码本还可 以以旋转DFT格式配置。
[0222] 另外,矩阵W可以被配置为(2X2)矩阵。2X2W矩阵的示例在以下等式19中示 出。
[0223][等式19]
[0224]
[0225] 在等式19中,如果码本仏m的最大秩被设置为R,则码本设计的范围可以扩展到 2R的秩。例如,如果表4的码本被用作,最大秩根据等式17可以扩展至4(R= 4)。 另一方面,最大秩可以扩展至8 (2R= 8),如可以从等式18看出。从而,可以构建能够在包 括8个Tx天线的系统中执行8X8传输的预编译器。在该情况下,W可以被配置为等式20 的码本。
[0226][等式 20]
[0227]
[0228] 等式17和等式18中所示的预编译器配置方法可以根据各个秩被不同地应用。例 如,将等式17的方案应用至秩4或更少(R< 4),并且将等式18的方案应用至秩5或更高 (R彡5)。可替换地,等式17的方案可以仅应用至秩1(R= 1),并且等式18的方案可以应 用至剩余的秩(秩2或更多(R多2))。与等式17和等式18相关联,W和P可以被反馈以 具有以下表7中所示的特性。
[0229][表7]
[0230]
[0231] 可以使用等式17和等式18构建码本。然而,在根据情况不使用两种的组合的情 况下构建预编译器是不可能的。为了解决上述问题,预编译器可以如以下等式21中所示构 建。
[0232][等式 21]
[0233]
[0234]用于示例性情况(R=Nt)的预编译器使用从等式21获得的匕,心,配置。在此,情 况(R=Nt)指示秩值与Tx天线的数量相同,并且所配置的预编译器的列子集可以用于较 低秩。当构建上述预编译器时,满足嵌套特性,以使得可以简化CQI计算。在等式21中,在 R=Nt的情况下,是预编译器。例如,预编译器的第0列和第2列构成的 子集可以用作R= 2的预编译器,并且可以由表示。在此,,可以由旋转DFT矩阵或其他类型的码本构成。
[0235] 另一方面,为了增加开环环境下的分集增益,基于上述预编译器可以通过根据特 定资源利用另一个预编译器代替预编译器最大化波束分集增益。例如,如果使用等式17的 预编译器,则根据特定资源应用预编译器的方案可以由以下等式22表示。
[0236] 「等式221
[0237]
[0238] 在等式22中,k是特定资源区域。用于特定资源区域k的预编译矩阵通过等式22 中所示的模运算确定。在等式22中,n。是用于矩阵W的码本的大小,并且m。是用于矩阵P 的码本的大小。n。和m。中的每个可以对应于每个子集。
[0239] 当应用如等式22中所示的两个矩阵的循环时,分集增益可以被最大化并且可能 增加复杂性。从而,可以将长期循环应用至特定矩阵,并且可以将短期循环应用至剩余矩 阵。
[0240] 例如,可以根据PRB索引将模运算应用至矩阵W,并且可以根据子帧索引将模运算 应用至矩阵P。可替换地,可以根据子帧索引将模运算应用至矩阵W,并且可以根据PRB索 引将模运算应用至矩阵P。
[0241] 在另一个示例中,可以根据PRB索引将模运算应用至矩阵W,并且可以根据子带索 引将模运算应用至矩阵P。可替换地,可以根据子帧索引将模运算应用至矩阵W,并且可以 根据PRB索引将模运算应用至矩阵P。
[0242] 另外,可以将基于模运算的预编译器循环仅应用至两个矩阵中的一个,并且另一 个矩阵可以是固定的。
[0243] 当使用两个矩阵构建预编译器时,码本结构可以通过如等式9至等式12中所示的 内积表示,或者码本结构还可以通过如等式13中所示的Kroneker乘积表示。
[0244] 用于8个Tx天线的码本结构的详细信息
[0245] 基于可应用至包括最多8个Tx天线的系统的预编译器结构,以下将描述用于通过 其预编译可应用至MM0系统的详细信息(预编译器大小、因数分量等)的本发明的实施 例。另外,以下将描述能够支持各种天线配置的示例性预编译结构。
[0246]码本结构
[0247] 用于8个Tx天线的码本可以通过两个基本矩阵的组合配置。与上述说明相关 联,可以使用两种组合方法。两种组合方法之一通过内积实现,并且其他组合方法通过 Kroneker乘积实现。
[0248] 首先,通过两个基本矩阵的内积表示的码本如以下等式23中所示。
[0249][等式 23]
[0250]
[0251] 如果用于8个Tx天线的码本以内积的形式表示,则用于共极化天线组的第一基本 矩阵可以通过等式24中所示的对角矩阵表示。
[0252] 「等式 241
[0253]
[0254] 另外,如果第二基本矩阵被用于调节极子之间的相对相位,则第二基本矩阵可以 由单位矩阵表示。另外,对于用于8个Tx天线的码本的高秩,第二基本矩阵可以如等式25 中所示表示。在等式25中,第二基本矩阵的第一行的系数'1'和第二基本矩阵的第二行的 系数(a)之间的关系被用于调节上述相对相位。
[0255][等式 25]
[0256]
[0257] 从而,可以使用第一基本矩阵和第二基本矩阵的内积由以下等式26表示用于8个 Tx天线的码本。
[0258][等式洲]
[0259]
[0260] 由等式26中所示的内积表示的码本可以使用以下等式27中所示的Kroneker乘 积表示。
[0261][等式 27]
[0262]
[0263]基于DFT的码本
[0264] (nXn)DFT矩阵可以如以下等式28中所示限定。
[0265][等式如
[0266]DFT_N:
[0267] 例如,当生成用于8个Tx天线MIM0传输的码本时,最简单的
[0268] 码本可以由以下等式29表示。
[0269][等式 291
[0270] DFT_8:
[0271] 在等式29中所示的DFT_8码本中,8个列可以被限定为具有不同响应的预编译权 重。
[0272] 当构建空间信道时,在ULA环境下的Tx天线的响应可以由以下等式30表示。
[0273][等式30] 「02741
[0275] 在等式30中,d是天线之间的间隔或距离,并且A是中间频率的波长。相位0是 平面波和天线阵列之间的角度,并且可以由DoA(波达方向)或AoA(波达角度)表示。在 高相关性(或高度相关的)信道中,基于由等式29获得的码本的Tx天线响应可以通过与 等式30相关的内积获得。对于上述原因,等式30的矢量根据天线阵列还可以称为用于传 输(Tx)方向或接收(Rx)方向的导向矢量。
[0276] 图24示出等式29中所示的DFT_8码本的天线响应。在图24中,垂直轴表示天线 频率响应的幅度,并且水平轴表示由弧度值表示的0的值。在图24中示出每个都具有最大 频率响应的8个抛物线部分。每个抛物线部分都可以指示由DFT_8码本的列矢量构建的天 线响应。DFT_8码本的第一列矢量在0 =0° (Orad)处具有最大天线响应,第二列矢量在 0 = 14° (约0? 24rad)处具有最大天线响应,第三列矢量在0 = 30° (约0? 52rad)处具 有最大天线响应,第四列矢量在0 =49° (约0.85rad)处具有最大天线响应,第五列矢量 在0 =90° (约1.57rad)处具有最大天线响应,第六列矢量在0 =-49° (约-0.85rad) 处具有最大天线响应,第七列矢量在9 =_30° (约-0.52rad)处具有最大天线响应,并 且第八列矢量在0 =_14° (约0.24rad)处具有最大天线响应。根据本发明,为了便于 说明和更好地理解本发明,天线响应可以称为波束。即,DFT_8可以生成为0°、14°、30°、 49°、90°、-49°、-30°、或-14° 的波束。
[0277] 为了形成更密集的波束,DFT矩阵可以被配置成具有小参考相位。例如,根据需要, 可以使用等式31中所示的过采样DFT矩阵。
[0278][等式31]
[0279] DF1
[0280] 在等式31中,N是Tx天线的数量,a是过采样系数,k是天线索引,并且n是码本 索引。基于等式31的码本可以使用N个Tx天线形成具有不同相位的(Nxa)波束。例如, 假设当构建用于8个Tx天线的DFT码本时应用两次过采样,则可以使用以下等式32。
[0281][等式 32]
[0282]
[0283] 用于8个Tx天线的16个矢量可以使用上述等式32构建,并且可以如图25中所 示表示相关联的天线响应。
[0284] 等式31和等式32中所示的码本适用于ULA天线配置。
[0285] 另一方面,作为用于有效地支持双极化天线配置的码本结构,根据需要,可以优选 使用等式22、等式23至等式27中所示的块-对角-形状的码本结构。在使用块-对角-形 状的矩阵的情况下,布置在对角位置的元素可以由支持4个Tx天线的码本构成。另外,支 持2个Tx天线的码本可以用于组合两个共极化天线。在该情况下,作为用于4个Tx天线 的码本和用于2个Tx天线的码本,可以使用DFT-形状的码本。可替换地,在3GPPLTE版 本8/9中限定的码本可以如表4和表5中所示使用。特别地,当使用DFT-形状的码本时, 可以使用以下等式33中所示的码本。
[0286][等式如
[0287]
[0288]
[0289] 在等式33中,DFT_2可以生成(2x2)矩阵,并且DFT_4可以生成(4x4)矩阵,如以 下等式34中所示。
[0290][等式 34]
[0293] 在等式34中,W2可以由具有两个矢量的矩阵构成,并且^可以由具有四个矢量的 矩阵构成。当使用等式34中所示的^和^构建等式17中所示的8个Tx天线码本作为基 本码本时,可以获得以下等式35。
[0294][等式 35]
[0295]
[0296] 等式35中所示的码本用作用于8个Tx天线的码本,并且可以由包括8个矢量的 矩阵构成。用于由上述码本的8个Tx天线构成的ULA天线配置的天线响应可以如图26所 不表不。
[0297] 参考图26,通过DFT_4和DFT_2的组合获得的码本仅具有四个天线响应,反之其具 有8个元素,因为由两个码本构成的码本元素相互之间的相位为90度。能够由两个基本矩 阵的任一个矩阵元素表示的最小相位值可以被确定为能够由码本表示的天线响应的最小 间隔。DFT_4可以表示90°的相位,并且DFT_2可以扩展至180°的相位。从而,假设使用 具有用于4个Tx天线码本的更密间隔的DFT_8,能够被表示的频率响应的间隔增加。可以 如以下等式36所示生成具有根据等式31的已经两次过采样的4个Tx天线码本。
[0298] [等式部]
[0299] DFT_8
[0300] 在等式36中,DFT_8可以生成(4X8)矩阵,如以下等式37中所示。
[0301] [等式 37]
[0302]
[0303] 每个都由4个元素构成的8个矢量由等式37表示。等式37中所示的矩阵还可以 具有相移的对角矩阵组合,如以下等式38中所示。
[0304] [等式 38]
[0306] 已经过采样两次的4个Tx天线码本(S卩,等式36的DFT_8)被用作单个基本矩阵 ,并且被配置成使用DFT_2的2个Tx天线码本(S卩,等式33的DFT_2)被用作另一个 基本矩阵(W2)。使用等式17生成的8个Tx天线码本可以由以下等式39表示。
[0307] [等式 39]
[0310] 可以如图27中所示表示用于由等式39获得的8个Tx天线码本的天线响应。
[0311] 图27中所示的天线响应与图24中所示的天线响应(示出等式29的8个Tx天线 码本的天线响应)相同。通过等式39获得的8个Tx天线码本由16个矢量构成,并且通过 等式29获得的其他8个Tx天线码本由8个矢量获得。等式39的码本中的8个矢量可以 与等式29的码本中的8个矢量完全相同,或者等式39的码本的所有元素(即,8个矢量) 的符号被反转(即,' + '被反转为,并且被反转为' + '),使得等式39的码本的反转 结果对应于等式29的码本。从而,根据需要,等式39的码本的天线响应可以与等式29的 码本的天线响应相同。另外,8个附加矢量在等式39中示出,并且由8个附加矢量形成的波 束具有两个小尺寸的天线响应。
[0312] 在以下等式40至等式53中所示的基本码本可以根据过采样因素限定。
[0313] [等式 40]


[0355] 等式40至等式53示出当过采样被应用至基本码本时生成的码本格式。等式40 至等式53可以以矩阵格式表示。另外,根据需要,等式40至等式53还可以与相位对角矩 阵组合。
[0356] 由过采样后的基本矩阵的组合生成的码本可以由高分辨率码本构成。上述码本可 以由形成更密波束的码本构成。与以上说明相关联,虽然反馈开销减少,但波束分辨率未大 幅劣化。从基本矩阵或通过两个基本矩阵(即,应用用于基本矩阵或码本索引的子采样) 的组合形成的码本排除一些索引,使得对除了一些索引之外的剩余索引执行反馈,并且可 以根据反馈结果确定预编译器。
[0357] 假设从两个基本矩阵中的特定矩阵选择预编译器,则从其他基本矩阵中选择预编 译器可以取决于
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