一种二维多输入多输出系统的预编码方法技术方案

本发明专利技术提出一种二维MIMO系统的预编码方法，包括：a，基站发送包含水平及垂直信道状态的信息参考符号；b，终端对信息参考符号进行信道估计，获得水平及垂直信道状态信息，构造全部信道状态信息；c，终端根据水平信道状态信息，在水平方向上遍历不同秩的水平预编码码本，找到水平最优矩阵W；d，终端以W为基础，根据全部信道状态信息，在垂直方向上遍历不同秩的垂直预编码码本，依据最优原则找到垂直最优矩阵P；e，终端根据WP计算信干噪比，得到CQI；f，终端反馈W和P的PMI和RI，同时反馈CQI给基站；g，基站基于W和P的PMI和RI得到W和P，然后计算出WP用于预编码操作；基于CQI进行链路自适应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种二维多输入多输出系统的预编码方法。
技术介绍
随着多输入输出技术研究的深入，MIMO系统已经得到广泛的应用，它可以对信道容量、链路可靠性和覆盖范围等带来诸多好处。现有LTE支持的下行多输入多输出的发送模式有发送分集和空间复用。其中空间复用的流程如图1所示，具体为：基站和终端都保存同一个预编码矩阵的集合，称为码本。终端根据小区公共导频估计出水平信道状态信息后，按一定准则从码本中选出一个最优矩阵，记为W。选取的准则可以是最大化互信息量、最大化输出信干噪比等。终端将选出的预编码矩阵在码本中的索引和预编码矩阵的秩通过上行信道反馈到基站，该索引记为PMI(Precoding Matrix Indicator，预编码矩阵索引)，该预编码矩阵的秩称为RI(Rank Indicator，秩指示)。基站由收到的索引值和秩就可以唯一确定该终端应使用的预编码矩阵。终端上报的预编码矩阵可以看作是信道状态信息的量化值。为了帮助基站实现链路自适应，终端需要根据其信道条件上报信道质量指示信息(Channel Quality Indicator，CQI)。对于采用预编码传输的系统，CQI的计算要依据选出的预编码矩阵。终端上报的CQI由信干噪比SINR得到，假设基站到终端的信道状态矩阵为H，CQI与所选择的预编码矩阵有关： SINR = | | HW | | 2 I + N 0 . ]]>终端将计算得到的PMI和CQI通过上行信道传输给基站。基站利用终端上报的PMI进行发射端的预编码处理，利用终端上报的CQI进行链路自适应(包括调制方式和编码速率的选择等)。从上述流程可知，LTE中预编码过程的基础是基站和终端的码本集合。在LTE-Advance的R8版本4端口的空间复用(TM4)，所用预编码码本包含秩为
一层～四层，各自有16个预编码矩阵。在R10中引入了8端口的空间复用，所用预编码码本为双码本的结构。也就是采用长期信道特征和短期信道特征相乘的形式进行预编码，W＝W1W2。预编码矩阵W是两个矩阵W1和W2的乘积。其中矩阵W1从长期预编码码本选出，该码本针对的是宽带和/或长时信道特性；另一矩阵W2从短期预编码码本选出，该码本针对的是频率选择特性和/或短时信道特性。在R12中对4端口的空间复用码本进行增强，Rank1与Rank2的码本延用双码本的结构，预编码矩阵W同样是两个矩阵W1和W2的乘积的形式，而Rank3与Rank4码本仍用原R8的码字集合。在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)LTE65次会议中已经针对全维度多输入多输出技术(Full-Dimension MIMO，简称为FD-MIMO)立项，用于研究支持垂直面与水平面的波束成形。所以，FD-MIMO中不仅需要上述的水平面的预编码码本，同样为了支持垂直面波束倾角调整，还需要增加垂直面预编码码本及进行垂直面预编码的方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种二维多输入多输出系统的预编码方法，该方法包括以下步骤：a，基站发送包含水平信道状态及垂直信道状态的信息参考符号；b，终端对接收到的信息参考符号进行信道估计，获得水平及垂直信道状态信息，构造全部信道状态信息；c，终端根据水平信道状态信息，在水平方向上遍历不同秩的水平预编码码本，找到一个水平最优矩阵W；d，终端以水平最优矩阵为基础，根据全部信道状态信息，在垂直方向上遍历不同秩的垂直预编码码本，依据最优原则找到一个垂直最优矩阵P，使得最优预编码矩阵所对应的系统性能最优；e，终端根据最优预编码矩阵WP计算信干噪比SINR，得到CQI；f，终端反馈水平最优矩阵的PMI和RI以及垂直最优矩阵的PMI和RI，同时反馈CQI给基站；g，基站基于水平最优矩阵的PMI和RI得到水平最优矩阵，基于垂直最优矩阵的PMI和RI得到垂直最优矩阵，然后计算出最优预编码矩阵WP用于进行预编码操作；基于CQI进行链路自适应。优选的，水平预编码码本为双码本，W＝W1W2，矩阵W1从水平长期预编码码本中选出，矩阵W2从水平短期预编码码本中选出；垂直预编码码本为单码本； W P = ( W 1 ⊗ P ) W 2 . ]]>优选的，水平预编码码本为单码本；垂直预编码码本为双码本，P＝P1P2，矩阵P1从垂直长期预编码码本中选出，矩阵P2从垂直短期预编码码本中选出； W P = ( W ⊗ P 1 ) P 2 . ]]>优选的，水平预编码码本为双码本，W＝W1W2，矩阵W1从水平长期预编码码本中选出，矩阵W2从水平短期预编码码本中选出；垂直预编码码本为双码本，P＝P1P2，矩阵P1从垂直长期预编码码本中选出，矩阵P2从垂直短期预编码码本中选出； W P = ( W 1 ⊗ P 1 ) ( W 2 ⊗ P 2 ) . ]]>优选的，垂直预编码码本只包含秩为1的码本，可以有以下两种优选方式：(1)：垂直预编码码本为单码本并且为过采样DFT向量的形式，其中：第k个垂直预编码矩阵P(k)表示为： P ( k ) = 1 e j 2 π · 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维多输入多输出系统的预编码方法，该方法包括以下步骤：a，基站发送包含水平信道状态及垂直信道状态的信息参考符号；b，终端对接收到的信息参考符号进行信道估计，获得水平及垂直信道状态信息，构造全部信道状态信息；c，终端根据水平信道状态信息，在水平方向上遍历不同秩的水平预编码码本，找到一个水平最优矩阵W；d，终端以水平最优矩阵为基础，根据全部信道状态信息，在垂直方向上遍历不同秩的垂直预编码码本，依据最优原则找到一个垂直最优矩阵P，使得最优预编码矩阵所对应的系统性能最优；e，终端根据最优预编码矩阵WP计算信干噪比SINR，得到CQI；f，终端反馈水平最优矩阵的PMI和RI以及垂直最优矩阵的PMI和RI，同时反馈CQI给基站；g，基站基于水平最优矩阵的PMI和RI得到水平最优矩阵，基于垂直最优矩阵的PMI和RI得到垂直最优矩阵，然后计算出最优预编码矩阵WP用于进行预编码操作；基于CQI进行链路自适应。

【技术特征摘要】
1.一种二维多输入多输出系统的预编码方法，该方法包括以下步骤：a，基站发送包含水平信道状态及垂直信道状态的信息参考符号；b，终端对接收到的信息参考符号进行信道估计，获得水平及垂直信道状态信息，构造全部信道状态信息；c，终端根据水平信道状态信息，在水平方向上遍历不同秩的水平预编码码本，找到一个水平最优矩阵W；d，终端以水平最优矩阵为基础，根据全部信道状态信息，在垂直方向上遍历不同秩的垂直预编码码本，依据最优原则找到一个垂直最优矩阵P，使得最优预编码矩阵所对应的系统性能最优；e，终端根据最优预编码矩阵WP计算信干噪比SINR，得到CQI；f，终端反馈水平最优矩阵的PMI和RI以及垂直最优矩阵的PMI和RI，同时反馈CQI给基站；g，基站基于水平最优矩阵的PMI和RI得到水平最优矩阵，基于垂直最优矩阵的PMI和RI得到垂直最优矩阵，然后计算出最优预编码矩阵WP用于进行预编码操作；基于CQI进行链路自适应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水平预编码码本为双码本，W＝W1W2，矩阵W1从水平长期预编码码本中选出，矩阵W2从水平短期预编码码本中选出；垂直预编码码本为单码本； W P = ( W 1 ⊗ P ) W 2 . ]]>3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水平预编码码本为单码本；垂直预编码码本为双码本，P＝P1P2，矩阵P1从垂直长期预编码码本中选出，矩阵P2从垂直短期预编码码本中选出； W P = ( W ⊗ P 1 ) P 2 . ]]>4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水平预编码码本为双码本，W＝W1W2，矩阵W1从水平长期预编码码本中选出，矩阵W2从水平短期预编码码本中选出；垂直预编码码本为双码本，P＝P1P2，矩阵P1从垂直长期预编码码本中选出，矩阵P2从垂直短期预编码码本中选出； W P = ( W 1 ⊗ P 1 ) ( W 2 ⊗ P 2 ) . ]]>5.根据权利要求1述的方法，其特征在于：垂直预编码码本只包含秩为1的码本。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：垂直预编码码本为单码本并且为过采样DFT向量的形式，其中：第k个垂直预编码矩阵P(k)表示为： P ( k ) = 1 e j 2 π · k Q e j 2 π · 2 k Q . . . e j ...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欢，孙鹏，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11