两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质，包括按照分组策略将每层的一级码本索引和二级码本索引分别分成若干组；在每层随机选择一个二级码本索引，分别计算每组随机选择的一个一级码本索引与所选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与所选择的二级码本索引对应的信道容量，选择每层的最大信道容量对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；同理计算该层最优的二级码本索引；基于容量最大化准则从各层最优的一级/二级码本索引中选择反馈至基站的秩、一级/二级码本索引。本发明专利技术大大降低了采用两级码本时RI和PMI选择的计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质
本专利技术涉及但不限于无线通信
，尤其涉及一种两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质。
技术介绍
长期演进(LongTermEvolution，LTE)和长期演进高版本(LongTermEvolutionAdvanced，LTE-A)系统采用基于预编码码本的闭环空间复用技术来提高系统性能。闭环空间复用技术要求在发送端能够准确地获得信道状态信息(channelstateinformation，CSI)，并依据该信道状态信息选择合适的层数、预编码对发送信号进行预处理。信道状态信息需要通过处于接收端的用户设备(UserEquipment，UE)来向发送端进行反馈，这些信息包括信道矩阵的秩(RankIndicator)、预编码码本索引(PrecodingMatrixIndex，PMI)和信道质量指示(ChannelQualityIndicator，CQI)。UE利用信道估计获得信道系数矩阵H及噪声系数No，按照某种最优准则选出与当前信道最为匹配的RI和PMI，并计算使用该RI和PMI后的信道质量指示CQI，最后将CSI上报基站。常规的RI/PMI选择方法是遍历所有的RI和PMI组合，按照某种最优准则(例如信道容量最大或均方误差最小准则)选出最优的一组{RI、PMI}，因此每层的码本数量决定了计算的复杂度。随着LTE/LTE-A系统版本不断演进，其码本数量也在急剧增加。在LTE版本(Release)8和版本9中，每种RI下最多有16个码本，具体码本参见TS36.211，而在LTE-A的版本10中，引入了八天线端口的两级码本，即每个预编码矩阵由一级码本索引(firstPMI)PMI1和二级码本索引(secondPMI)PMI2两个索引决定，8天线端口1层和2层码本中，PMI1和PMI2的取值范围都是0～15，因此1层和2层的码本个数都为256，3层码本PMI1和PMI2的取值范围分别为0～3和0～15，4层码本PMI1和PMI2的取值范围分别为0～3和0～7，3层和4层的码本总数分别为64和32；在版本12中，又引入了四天线端口的两级码本，新引入的4天线端口1～4层的码本总数分别增加到了{256、256、16、16}，具体码本参见第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)技术规范(TechnicalSpecification，TS)36.213。如果继续采用遍历RI和PMI选择最优RI和PMI的方法，每一层需要计算PMI1×PMI2个预编码矩阵对应的容量，计算量将十分巨大。在公开号为“CN103746730B”，专利技术名称为“LTE-A系统中的两级码本选择方法”的申请中，提出了一种两级码本选择方法，该方法主要是通过压缩两级码本选择使用的信道矩阵的数量获得计算复杂度的降低，选择第一级码本时遍历全部码本采用容量最大化准则，选择子带的第二级码本时采用最大化最小欧式距离准则；在公开号为“CN103546209B”，专利技术名称为“一种LTE-A系统中的八天线码本选择方法”的申请中，提出了一种两级码本分离选择的方法，第一码本选择时通过信道矩阵分块、特征分解等步骤，采用特征值之和最大准则，第二级码本选择时采用常用的最大化信道容量准则、最小均方误差准则或最最小误比特率准则等。从以上分析可知，这两篇专利都采用了简化PMI搜索的方法，但是其主要是针对第一级和第二级码本使用不同的最优准则，并对准则进行简化，但是还是需要遍历PMI，其搜索次数并没有减少。此外，在公开号为“CN103546209B”，专利技术名称为“一种LTE-A系统中的八天线码本选择方法”的申请中，针对层1码本和层2码本将两级码本搜索分离，首先遍历一级码本码字W1的16种码字确定出一级码本索引PMI1，再根据确定出的PMI1遍历二级码本码字W2的16种码字确定二级码本索引PMI2，该专利将PMI搜索次数减少到了PMI1+PMI2次，有一定的降低复杂度效果，但是仍然需要较多次数的搜索，同时也没有针对2层以上的码本给出简化方法，并且该专利对搜索PMI1和PMI2使用了不同的准则，加大了硬件实现复杂度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种两级码本和秩的选择方法及装置、计算机可读存储介质，能够降低两级码本和秩的选择的计算复杂度。为了达到本专利技术目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种两级码本和秩的选择方法，包括：按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；在每一层中随机选择一个二级码本索引，并在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。进一步地，在所述计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量之前，所述方法还包括：根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵；所述选择方法根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，Hk为第k个子载波上的信道系数矩阵，为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵，上标H表示共轭转置：进一步地，所述预先设置的分组策略通过如下方式产生：在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌.┐为向上取整符号；随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为1至M/2之间的自然数；通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。进一步地，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。进一步地，在基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A系统中，所述按照预先设置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级码本和秩的选择方法，其特征在于，包括：按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；在每一层中随机选择一个二级码本索引，并在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。...

【技术特征摘要】
1.一种两级码本和秩的选择方法，其特征在于，包括：按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组；在每一层中随机选择一个二级码本索引，并在每一层的每组一级码本索引中随机选择一个一级码本索引，分别计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引并计算其所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引作为该层最优的一级码本索引；在每一层中的每组二级码本索引中随机选择一个二级码本索引，分别计算每组选择的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值对应的二级码本索引并计算其所在组的二级码本索引与该层最优的一级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的二级码本索引作为该层最优的二级码本索引；比较各层选出的最优的一级码本索引与最优的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择最大信道容量值所对应的层数、一级码本索引、二级码本索引作为反馈给基站的信道矩阵的秩、一级码本索引和二级码本索引。2.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，在所述计算每组选择的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量之前，所述方法还包括：根据导频信号估计每个子载波上的信道系数矩阵和噪声方差矩阵；所述选择方法根据如下公式计算所述信道容量，其中，C为信道容量，W为预编码矩阵，Hk为第k个子载波上的信道系数矩阵，为第k个子载波上的噪声方差矩阵，k为自然数，I为单位矩阵，上标H表示共轭转置：3.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，所述预先设置的分组策略通过如下方式产生：在每一层中，随机选择一个二级码本索引，计算所有的一级码本索引与选择的二级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的一级码本索引分成两组至┌N/a┐组，N为该层的一级码本的总数，a为1至N/2之间的自然数，┌.┐为向上取整符号；随机选择一个一级码本索引，计算所有的二级码本索引与选择的一级码本索引组成的预编码矩阵之间的互相关系数，并根据所述互相关系数将每层的二级码本索引分成两组至┌M/b┐组，M为该层的二级码本的总数，b为1至M/2之间的自然数；通过仿真平台仿真不同分组情况下的系统流量和误块率，选择系统流量大于预先设置的流量阈值、误块率小于预先设置的误块率阈值且分组的组数与每个分组内元素个数之和最少的分组作为该层的分组策略。4.根据权利要求1所述的选择方法，其特征在于，所述两级码本为八天线端口的两级码本或四天线端口的两级码本。5.根据权利要求3所述的选择方法，其特征在于，在基站侧8个发送天线端口及用户设备侧4个接收天线端口的LTE-A系统中，所述按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，具体包括：将第一层的一级码本索引分成6组，第一层第i组的一级码本索引为[3i-33i-23i-1]，其中i为1到5之间的自然数，第一层第6组的一级码本索引为15；将第一层的二级码本索引分成4组，第一层第j组的二级码本索引为[j-1j+3j+7j+11]，其中j为1到4之间的自然数；将第二层的一级码本索引分成6组，第二层第i组的一级码本索引为[3i-33i-23i-1]，第二层第6组的一级码本索引为15；将第二层的二级码本索引分成2组，第二层第m组的二级码本索引为[m-1m+1m+3m+5m+7m+9m+11m+13]，其中m为1到2之间的自然数；将第三层的一级码本索引分成4组，第三层第x组的一级码本索引为[x-1]，其中x为1到4之间的自然数；将第三层的二级码本索引分成4组，第三层第j组的二级码本索引为[j-1j+3j+7j+11]；将第四层的一级码本索引分成4组，第四层第x组的一级码本索引为[x-1]；将第四层的二级码本索引分成2组，第四层第y组的二级码本索引为[y-1y+1y+3y+5]，其中y为1到2之间的自然数。6.一种两级码本和秩的选择方法，其特征在于，包括：按照预先设置的分组策略分别对每一层的一级码本索引和每一层的二级码本索引进行分组，并在每组选择一个码本索引作为该组的代表索引；在每一层中随机选择一个二级码本索引，并分别计算该层的一级码本索引中的各个代表索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层中的最大信道容量值所对应的一级码本索引中的代表索引并计算每一层所选择的代表索引所在组的一级码本索引与该层选择的二级码本索引组成的预编码矩阵对应的信道容量，选择每一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞青，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44