用于确定预编码矩阵的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于确定预编码矩阵的装置和方法。提供了一种用于从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵的装置。所述装置包括协方差矩阵值提供器、实部确定器和预编码矩阵确定器。预编码矩阵确定器适合于从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵，其中预编码矩阵确定器被配置成基于一个或多个实协方差值中的至少一个来确定目标预编码矩阵。

【技术实现步骤摘要】
用于确定预编码矩阵的装置和方法
本专利技术涉及一种用于确定预编码矩阵的装置和方法，并且特别地，涉及用于一种从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵的装置和方法，所述预编码矩阵候选适合于应用在数据流上，其中数据流将由发射器发送。
技术介绍
长期演进(LTE)(见3GPP.演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理层概述。3GPP技术规范36.201版本8，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2009年12月)是第三代合作伙伴计划(3GPP)的标志，其目的在于成为下一代移动网络技术。在LTE中，存在不同的传输模式(TM)，其可以被分成开环和闭环传输，参见例如3GPP.演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理层规范，3GPP技术规范36.213版本8，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2009年12月，演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理层规范，3GPP技术规范36.213版本9，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2010年3月，和3GPP.演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理层规范，3GPP技术规范36.213版本10，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2010年12月。为了提供可靠通信，用户设备(UE)必须估计其信道。如名称“闭环”所表示，UE向eNodeB提供被称为信道状态信息(CSI)的信息。CSI与信道的瞬时状态有关，参见，例如3GPP.演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理通道和调制，3GPP技术规范36.211版本8，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2009年12月，3GPP.演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理信道和调制，3GPP技术规范36.211版本9，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2010年3月，和3GPP.演进通用陆地无线接入(e-utra)；物理信道和调制，3GPP技术规范36.211版本10，第三代合作伙伴计划，索菲亚安替城，2010年12月。可以被反馈的一个参数是预编码矩阵索引(PMI)。预编码向量是一种特殊的预编码矩阵，其中预编码向量是仅仅包含单个列的预编码矩阵。预编码矩阵/预编码向量被存储在码本中并且为eNodeB和UE两者所知，因此仅仅反馈索引就已足够，以便节省传输带宽。在下文中，参考了预编码向量，然而该概念、解释和教导还适合于预编码矩阵。如已表明的，UE可以选择预编码向量。取决于发射天线的数量，存在多个预编码向量。这些预编码向量中的哪一个能最大化信号能量是先验未知的。依据现有技术，首先，为所有预编码向量单独地确定信号能量，然后，比较预编码向量的信号能量，以便反馈最适当的预编码向量索引(或者分别地反馈预编码矩阵索引)。此类确定过程和比较是耗能且耗时的。可以断定宝贵的时间和能量被浪费，这两者在每个UE处都是有限的资源。在下文中，将使用部署了矩阵向量微积分用于描述系统结构和信号处理的复基带符号。向量与矩阵可以由加粗的小写字符或者大写字符来表示。矩阵Ik是k维的单位矩阵。此外，(·)*和(·)H分别表示共轭和厄密共轭运算。标量值的大小用|·|表示，其中欧几里德范数||·||2将被用于向量。欧几里德范数的下标在下文中将被省略。在下文中，考虑LTE版本8、9或者10系统中在eNodeB处使用NT个发射天线、在UE处使用NR个接收天线的闭环传输。系统模型由如下公式定义：r＝Hpd+n(1)并且描述了使用信道使用预编码向量的符号的传输。UE接收其中是零均值循环对称复高斯噪声向量。依据现有技术，UE报告可用预编码向量集合中产生最大信号能量||Hpi||2的预编码向量的索引i。为了获得用于M个子载波的最佳PMI，依据现有技术，必须计算下列式子：其中是预编码向量的数量，且其中NT是在eNodeB处发射天线的数量。依据现有技术，通过分析所有可能的预编码向量并且搜索适当的索引来执行穷举搜索。对于NT＝2发射天线和NT＝4发射天线的情况，分别地存在4个和16个不同的预编码向量。
技术实现思路
提供了一种用于从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵的装置。预编码矩阵候选适合于应用在数据流上，其中数据流将由发射器发送。该装置包括协方差矩阵值提供器、实部确定器和预编码矩阵确定器。协方差矩阵值提供器适合于提供一个或多个复协方差矩阵值，其中一个或多个复协方差矩阵值是复数，其中一个或多个复协方差矩阵值中的每一个都是信道协方差矩阵的非对角线系数，或者是信道协方差矩阵的两个或更多非对角线系数的组合。实部确定器被配置成确定一个或多个复协方差矩阵值中的至少一个的实部，或者确定一个或多个复协方差矩阵值中的至少一个和预编码矩阵候选的至少一个分量的组合的实部，以获得一个或多个实协方差值，其中一个或多个实协方差值是实数。预编码矩阵确定器适合于从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵，其中预编码矩阵确定器被配置成基于一个或多个实协方差值中的至少一个来确定目标预编码矩阵。提供了一种算法，其提供了与现有技术相同的结果，但是显著地降低了运算步骤数。与现有技术相反，不必分析所有可能的预编码向量。在现代的现场可编程门阵列(FPGA)或者数字信号处理器(DSP)中，计算所有组合是实时可行的，但是每个运算步骤都使用在移动设备中是有限资源的能量。如果UE以闭环工作，可能频繁地计算预编码向量的索引，因此应用复杂度与现有技术相比小于三分之一或者四分之一的算法导致相当大地节约了在UE处的功率消耗。此外，显著地降低了所需的计算时间。根据发射天线的数量，基于预编码的空间复用传输的LTE规范包括分别地用于2个和4个发射天线配置的总数为4个预编码向量和16个预编码向量。最佳预编码向量的合适的选择需要了解发射器处当前的信道状态。在LTE预编码下行链路闭环传输中，移动终端或者用户设备(UE)将测量信道特性并确定预编码矩阵索引(PMI)、信道质量指示符(CQI)和/或秩索引(RI)。在该上下文中，预编码矩阵的称呼是通用的表示。在下文中，这些解释指代预编码向量或者预编码矩阵的一列，例如预编码矩阵的第一列，其也导致视为预编码向量。然而，预编码矩阵具有多于一列的其他实施例考虑预编码矩阵的所有列，例如以与例如用于预编码向量(其列)所解释的同样方式来处理预编码矩阵的其他列。最适当的PMI将被发送给基站(eNodeB)，其将帮助eNodeB选择预编码向量以改善总体系统性能。因为信道状态可以随着时间而快速改变，对于系统来说，在这样的闭环系统中避免过度的延迟是重要的。通过限制码本选择的数量实现了信令开销和相关联反馈延迟的减少。然而减少选择数量还可以限制可能的调整数量，因而降低预编码的有效性。另一方面，这些预编码向量中的哪个会最优化性能是先验未知的，因此首先必须单独地评估所有预编码向量，并且必须将所有结果彼此比较以便反馈最适当的PMI。这种现有技术的过程导致浪费了宝贵的能量，这导致每个UE上的有限资源。依据实施例，提供了一种新开发的算法，其提供与现有技术方法相同的结果，但是显著地降低运算步骤的数量(计算量)。取代执行对所有预编码向量的穷举搜索，这种算法采用·预编码向量的数学特性(预编码向量的第一元素一直恒定，并且其他元素改变，但是它们被限制在不同值的有限集合中)，·MIMO信道协方差矩阵(厄密共轭)的结构，和·信道矩阵和预编码向量之间的对准。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵的装置，所述预编码矩阵候选适合于应用在数据流上，其中所述数据流将由发射器发送，并且其中所述装置包括：协方差矩阵值提供器，用于提供一个或多个复协方差矩阵值，其中所述一个或多个复协方差矩阵值是复数，其中所述一个或多个复协方差矩阵值中的每一个都是信道协方差矩阵的非对角线系数，或者是所述信道协方差矩阵的两个或更多非对角线系数的组合，实部确定器，被配置成确定所述一个或多个复协方差矩阵值中的至少一个的实部，或者确定所述一个或多个复协方差矩阵值中的至少一个和所述预编码矩阵候选的至少一个分量的组合的实部，以获得一个或多个实协方差值，其中所述一个或多个实协方差值是实数，和预编码矩阵确定器，用于从所述多个预编码矩阵候选中确定所述目标预编码矩阵，其中所述预编码矩阵确定器被配置成基于所述一个或多个实协方差值中的至少一个来确定所述目标预编码矩阵。

【技术特征摘要】
2012.05.10 US 13/468,1691.一种用于从多个预编码矩阵候选中确定目标预编码矩阵的装置，所述预编码矩阵候选适合于应用在数据流上，其中所述数据流将由发射器发送，并且其中所述装置包括：协方差矩阵值提供器，用于提供一个或多个复协方差矩阵值，其中所述一个或多个复协方差矩阵值是复数，其中所述一个或多个复协方差矩阵值中的每一个都是信道协方差矩阵的非对角线系数，或者是所述信道协方差矩阵的两个或更多非对角线系数的组合，实部确定器，被配置成确定所述一个或多个复协方差矩阵值中的至少一个的实部，或者确定所述一个或多个复协方差矩阵值中的至少一个和所述预编码矩阵候选的至少一个分量的组合的实部，以获得一个或多个实协方差值，其中所述一个或多个实协方差值是实数，和预编码矩阵确定器，用于从所述多个预编码矩阵候选中确定所述目标预编码矩阵，其中所述预编码矩阵确定器被配置成基于所述一个或多个实协方差值中的至少一个来确定所述目标预编码矩阵。2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置成从多个预编码向量候选中确定目标预编码向量作为所述目标预编码矩阵，其中所述多个预编码向量候选是所述多个预编码矩阵候选，其中所述预编码向量候选中的每一个是具有一个或多个行和恰好一列的矩阵，或者具有恰好一行和一个或多个列的矩阵，并且其中所述预编码矩阵确定器适合于从所述多个预编码向量候选中确定所述目标预编码向量作为所述目标预编码矩阵。3.如权利要求1所述的装置，其中所述预编码矩阵确定器适合于通过比较所述一个或多个实协方差值之一的第一绝对值和所述一个或多个复协方差矩阵值之一的虚数的第二绝对值，而从所述多个预编码矩阵候选中确定所述目标预编码矩阵。4.如权利要求1所述的装置，其中所述信道协方差矩阵是具有至少2行和至少2列的多输入多输出信道协方差矩阵，并且其中所述协方差矩阵值提供器适合于提供所述一个或多个复协方差矩阵值，以使得所述一个或多个复协方差矩阵值中的每一个都是所述多输入多输出信道协方差矩阵的非对角线系数，或者是所述多输入多输出信道协方差矩阵的两个或更多非对角线系数的组合。5.如权利要求1所述的装置，其中所述协方差矩阵值提供器被配置成在没有确定所述信道协方差矩阵的任何主对角线系数的情况下，提供所述一个或多个复协方差矩阵值。6.如权利要求2所述的装置，其中所述协方差矩阵值提供器被配置成提供所述信道协方差矩阵的一个或多个非对角线系数，其中所述信道协方差矩阵的所述一个或多个非对角线系数中的每一个都是一组一个或多个矩阵积的乘积系数或者是该组一个或多个矩阵积的乘积系数的和，其中该组一个或多个矩阵积的每个乘积都是信道矩阵和所述信道矩阵的共轭转置矩阵的乘积，其中所述信道矩阵的每个系数表示发射器的发射天线和接收器的接收天线之间的信道。7.如权利要求2所述的装置，其中所述信道协方差矩阵由以下公式定义∶其中M表示一组子载波的子载波数量，其中j表示该组子载波中的子载波，其中Hj表示一组信道矩阵中的信道矩阵，并且其中HjH表示所述信道矩阵的共轭转置矩阵。8.如权利要求2所述的装置，其中所述信道协方差矩阵具有恰好2行和恰好2列，其中所述信道协方差矩阵由如下公式定义：其中表示所述信道协方差矩阵，其中表示一组信道矩阵中的信道矩阵，其中表示所述信道矩阵的共轭转置矩阵，其中r11表示第一主对角线协方差系数，r12表示第一非对角线协方差系数，r21表示第二非对角线协方差系数，和r22表示所述信道协方差矩阵的第二主对角线协方差系数，其中h11、h21、h12和h22表示所述信道矩阵的系数，其中h11*表示所述系数h11的共轭值，其中h21*表示所述系数h21的共轭值，其中h12*表示所述系数h12的共轭值，其中h22*表示所述系数h22的共轭值，并且其中所述协方差矩阵值提供器被配置成确定所述第一非对角线协方差系数r12或者第二非对角线协方差系数r21以确定所述目标预编码向量。9.如权利要求8所述的装置，其中所述协方差矩阵值提供器被配置成提供所述系数r12或者所述系数r21作为所述信道协方差矩阵的恰好一个非对角线系数，其中第一非对角线协方差系数r12被定义为其中第二非对角线协方差系数r21被定义为其中所述实部确定器适合于确定所述第一非对角线协方差系数r12的实部或者所述第二非对角线协方差系数r21的实部。10.如权利要求8所述的装置，其中所述预编码矩阵确定器另外被配置成确定所述第一非对角线协方差系数r12或者第二非对角线协方差系数r21的虚部，以获得虚协方差值，并且其中所述预编码矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·巴迪克，T·肖兰德，R·巴尔拉杰，P·容，G·布鲁克，白梓健，S·伊维尔斯基，
申请(专利权)人：英特尔移动通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：