СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ, ТЕРМИНАЛ И СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ КОДОВОЙ КНИГИ Российский патент 2015 года по МПК H03M13/00 H04B7/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие в общем случае относится к технике связи и в частности - к способу, базовой станции и терминалу для генерации кодовой книги, а также к системе беспроводной связи, содержащей базовую станцию и терминал, которые используют сгенерированную кодовую книгу.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Технология с множеством антенн является важным компонентом системы беспроводной связи четвертого поколения. Важным приложением в технологии с множеством антенн является предварительное кодирование нисходящей линии связи с обратной связью. В этом приложении, когда сигналы отправляют клиенту с помощью множества антенн, расположенных в базовой станции, клиент измеряет канал передачи нисходящей линии связи от базовой станции к клиенту, и предлагает базовой станции соответствующую матрицу предварительного кодирования согласно состоянию канала. Это предложение передают к базовой станции через линию обратной связи. Впоследствии, при передаче по нисходящей линии связи, базовая станция может непосредственно применять предложенную матрицу предварительного кодирования для предварительного кодирования сигнала, который будут отправлять клиенту.

В вышеупомянутой процедуре предварительного кодирования нисходящей линии связи с обратной связью важной задачей является то, как передавать обратно матрицу предварительного кодирования, предложенную клиентом. Средством, которое является самым популярным и, возможно, самым практичным, является способ обратной связи на основе кодовой книги. Таким способом обратной связи кодовую книгу, содержащую множество матриц предварительного кодирования, сначала определяют и применяют и в базовой станции, и в клиенте. Таким образом, когда базовой станции предлагают определенную матрицу предварительного кодирования в кодовой книге согласно состоянию в канале, клиент может передавать обратно к базовой станции индекс, соответствующий матрице предварительного кодирования. Например, кодовая книга, содержащая четыре матрицы предварительного кодирования, каждая из которых индексирована соответственно как {00}, {01}, {10} и {11}, известна и в базовой станции, и в клиенте. Если клиент предлагает использовать первую матрицу предварительного кодирования, то биты {00} передают обратно к базовой станции. Способ обратной связи, основанный на индексе матрицы предварительного кодирования, может обеспечивать усовершенствование по отношению и к сокращению служебной информации обратной связи, и к обеспечению высокой пропускной способности нисходящей линии связи.

Конструкция основной кодовой книги основана на обратной передаче матрицы предварительного кодирования для одной антенной решетки. Однако в существующем стандарте LTE-A (усовершенствованном стандарте долгосрочного развития) клиент может принимать сигналы от множества антенных решеток, расположенных в множестве базовых станций, например, при CoMP (скоординированной многоточечной передаче) по нисходящей линии связи, как показано на фиг. 1. В таком случае предложенную матрицу предварительного кодирования необходимо передавать обратно для каждой антенной решетки, и поэтому множество матриц предварительного кодирования необходимо передавать обратно для множества антенных решеток. Кроме того, для предоставления возможности когерентного объединения сигналов от множества антенных решеток в клиенте, сдвиг фазы между матрицами предварительного кодирования также необходимо передавать обратно к базовой станции.

Что касается способа обратной передачи матриц предварительного кодирования по вышеупомянутой нисходящей линии связи в среде CoMP, для упрощения в качестве примера предполагая, что базовая станция 1 и базовая станция 2 участвуют в передаче по нисходящей линии связи, и каждая из базовых станций использует для передачи сигналов антенную решетку, содержащую две антенны (как показано на фиг. 2), далее приведено описание известного в настоящее время способа обратной связи.

Для нисходящей линии связи в среде CoMP, как показано на фиг. 2, способ прямой обратной связи в настоящее время должен использовать кодовую книгу с двумя антеннами, определенную в стандарте LTE версии Rel-8, и для базовой станции 1, и для базовой станции 2, то есть $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ .

Существуют четыре матрицы предварительного кодирования $$\left[\begin{array}{c}1\\ 1\end{array}\right]$$ , $$\left[\begin{array}{c}1\\ -1\end{array}\right]$$ , $$\left[\begin{array}{c}1\\ j\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}1\\ -j\end{array}\right]$$ , которые включают в себя кодовая книга с двумя антеннами. Поэтому, когда клиент выполняет обратную передачу, два бита используются для обратной передачи PMI1 (индекса матрицы предварительного кодирования), предложенной для использования для антенной решетки, расположенной в базовой станции 1, и два бита также используются для обратной передачи PMI2, предложенной для использования для антенной решетки, расположенной в базовой станции 2. Кроме того, один бит дополнительно необходим для обратной передачи к базовой станции сдвига фазы (-1 или 1) между PMI1 и PMI2.

В вышеупомянутом способе обратной связи всего пять битов используются для обратной связи. В некоторых случаях, однако, люди могут ожидать уменьшения служебной информации обратной связи. В таких случаях известны два возможных следующих способа обратной связи.

Первым возможным способом является по существу тот же самый способ, как вышеупомянутый пятибитовый способ обратной связи, и отличием является то, что один бит для обратной передачи сдвига фазы между PMI1 и PMI2 удаляют, то есть сдвиг фазы не передают обратно.

Таким образом всего только четыре бита необходимо для обратной связи. Однако, так как сдвиг фазы не передают обратно, сигналы, передаваемые от антенных решеток базовых станций 1 и 2, не могут быть объединены когерентно в клиенте, что таким образом приводит к сокращению пропускной способности системы.

Другим возможным способом является сокращение количества битов для индекса матрицы предварительного кодирования (например, PMI2) с двух битов до одного бита, и между тем один бит все равно используется для обратной передачи сдвига фазы. В частности, кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, то есть $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , все еще используется для базовой станции 1, в то время как кодовая книга с двумя антеннами, содержащая две матрицы предварительного кодирования $$\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , используется для базовой станции 2. Таким образом, когда клиент осуществляет обратную связь, два бита все равно требуются для обратной передачи PMI1 для антенной решетки, расположенной в базовой станции 1, в то время как только один бит требуется для обратной передачи PMI2 для антенной решетки, расположенной в базовой станции 2. Кроме того, один бит используется для обратной передачи к базовым станциям сдвига фазы между PMI1 и PMI2. Таким образом, служебная информация обратной связи уменьшена до четырех битов. Однако, данный способ приводит к сокращению пространственной детализации кодовой книги PMI2, и что может также вызывать сокращение пропускной способности.

Таким образом, в предшествующем уровне техники возникла задача уменьшения служебной информации обратной связи, сохраняя при этом точность обратной связи для многоэлементной антенной решетки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для решения вышеупомянутых задач настоящее раскрытие обеспечивает способ генерации кодовой книги в системе беспроводной связи, систему беспроводной связи, базовую станцию и беспроводной терминал, которые используют данный способ.

В настоящем раскрытии, чтобы более отчетливо показать зависимость между соответствующими элементами кодовой книги, соответствующие элементы кодовой книги могут быть также представлены их соответствующими фазами, и предоставляют возможность, чтобы амплитуда всех элементов была «1».

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечивают способ генерации кодовой книги в системе беспроводной связи с множеством антенных решеток, содержащий этапы, на которых: обеспечивают основную кодовую книгу, которая содержит множество матриц предварительного кодирования; и назначают сдвиг фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге для формирования кодовой книги со сдвигом фазы.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивают систему беспроводной связи с помощью использования множества кодовых книг для осуществления связи, данная система беспроводной связи включает в себя множество базовых станций и терминал, выполняющий передачу CoMP (скоординированную многоточечную передачу) по нисходящей линии связи, каждая из множества базовых станций сконфигурирована с одной антенной решеткой, и множество антенных решеток сконфигурировано во множестве базовых станций соответственно, которые соответствуют множеству кодовых книг. Базовая станция содержит: блок приема информации обратной связи для приема информации, передаваемой обратно от терминала; блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы; и блок отправителя для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, и для передачи предварительно закодированных данных в терминал через антенную решетку, сконфигурированную в базовой станции. Терминал содержит: блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы; и блок передачи информации обратной связи для передачи обратно индексов, идентифицирующих матрицы предварительного кодирования в основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы, к множеству антенных решеток во множестве базовых станций.

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают базовую станцию, выполняющую передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержащую: блок приема информации обратной связи для приема информации, передаваемой обратно от терминала; блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы; и блок отправителя для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, и для передачи предварительно закодированных данных в терминал через антенную решетку базовой станции.

В вышеупомянутой базовой станции и системе беспроводной связи согласно настоящему раскрытию антенные решетки в каждой из базовых станций, выполняющих передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержат одинаковое количество антенн, и первая антенная решетка, расположенная в первой базовой станции, использует основную кодовую книгу, в то время как другие антенные решетки, расположенные в других базовых станциях, используют кодовую книгу со сдвигом фазы.

В вышеупомянутой базовой станции и системе беспроводной связи согласно настоящему раскрытию каждая из антенных решеток содержит две антенны, и основной кодовой книгой является кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8.

В вышеупомянутой базовой станции и системе беспроводной связи согласно настоящему раскрытию каждая из антенных решеток содержит четыре антенны, и основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8.

В вышеупомянутой базовой станции и системе беспроводной связи согласно настоящему раскрытию первая антенная решетка в первой базовой станции из множества базовых станций, выполняющих передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержит две антенны, в то время как все другие антенные решетки в других базовых станциях содержат четыре антенны. Основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, и кодовая книга со сдвигом фазы используется для других антенных решеток, в то время как кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, используется для первой антенной решетки.

В вышеупомянутой базовой станции и системе беспроводной связи согласно настоящему раскрытию первая антенная решетка в первой базовой станции из множества базовых станций, выполняющих передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержит четыре антенны, в то время как каждая из других антенных решеток в других базовых станциях содержит две антенны. Основной кодовой книгой является кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, причем кодовая книга со сдвигом фазы используется для других антенных решеток, в то время как кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, используется для первой антенной решетки.

В вышеупомянутой базовой станции и системе беспроводной связи согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является основанная на дискретном преобразовании Фурье трехбитовая кодовая книга с четырьмя антеннами:

и кодовой книгой со сдвигом фазы является

В вышеупомянутой базовой станции согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8:

и кодовой книгой со сдвигом фазы является

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают систему беспроводной связи, которая использует кодовую книгу для осуществления связи, данная система беспроводной связи включает в себя базовую станцию и терминал, базовая станция сконфигурирована с двумя антенными решетками. Базовая станция содержит: блок приема информации обратной связи для приема информации, передаваемой обратно от терминала; блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения кодовой книги, полученной с помощью объединения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы, причем две антенные решетки соответствуют основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы соответственно; и блок отправителя для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, и для передачи предварительно закодированных данных в терминал через антенные решетки. Терминал содержит: блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге, или для предварительного сохранения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы; и блок передачи информации обратной связи для обратной передачи индексов, идентифицирующих матрицы предварительного кодирования в основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы к антенной решетке в базовой станции.

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают базовую станцию, которая использует кодовую книгу для осуществления связи, базовая станция сконфигурирована с двумя антенными решетками, данная базовая станция содержит: блок приема информации обратной связи для приема информации, передаваемой обратно от терминала; блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения кодовой книги, полученной с помощью объединения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы, причем две антенные решетки соответствуют основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы соответственно; и блок отправителя для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, и для передачи предварительно закодированных данных в терминал через антенные решетки.

В вышеупомянутой базовой станции согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является основанная на дискретном преобразовании Фурье трехбитовая кодовая книга с четырьмя антеннами:

и кодовой книгой со сдвигом фазы является

В вышеупомянутой базовой станции согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8:

и кодовой книгой со сдвигом фазы является

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают беспроводной терминал, содержащий: блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы; и блок передачи информации обратной связи для обратной передачи по меньшей мере к одной базовой станции индексов, идентифицирующих матрицы предварительного кодирования в основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию антенная решетка в каждой из базовых станций, выполняющих передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержит одинаковое количество антенн, и первая антенная решетка, расположенная в первой базовой станции, использует основную кодовую книгу, в то время как другие антенные решетки, расположенные в других базовых станциях, используют кодовую книгу со сдвигом фазы.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию каждая из антенных решеток содержит две антенны, и основной кодовой книгой является кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию каждая из антенных решеток содержит четыре антенны, и основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию первая антенная решетка в первой базовой станции из множества базовых станций, выполняющих передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержит две антенны, в то время как все другие антенные решетки в других базовых станциях содержат четыре антенны. Основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, и кодовая книга со сдвигом фазы используется для других антенных решеток, в то время как кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, используется для первой антенной решетки.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию первая антенная решетка в первой базовой станции из множества базовых станций, выполняющих передачу CoMP по нисходящей линии связи, содержит четыре антенны, в то время как каждая из других антенных решеток в других базовых станциях содержит две антенны. Основной кодовой книгой является кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, причем кодовая книга со сдвигом фазы используется для других антенных решеток, в то время как кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, используется для первой антенной решетки.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, причем все соответствующие базовые станции на стороне базовых станций сконфигурированы с одной антенной решеткой, и блок передачи информации обратной связи передает обратно индекс, идентифицирующий матрицу предварительного кодирования в кодовой книге с двумя антеннами, определенной в стандарте LTE версии Rel-8, к первой антенной решетке в первой базовой станции на стороне базовых станций, и передает обратно индексы, идентифицирующие матрицы предварительного кодирования в кодовой книге со сдвигом фазы, к другим антенным решеткам в других базовых станциях, отличных от первой базовой станции, на стороне базовых станций.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с двумя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8, причем все соответствующие базовые станции на стороне базовых станций сконфигурированы с одной антенной решеткой, и блок передачи информации обратной связи передает обратно индекс, идентифицирующий матрицу предварительного кодирования в кодовой книге с четырьмя антеннами, определенной в стандарте LTE версии Rel-8, к первой антенной решетке в первой базовой станции на стороне базовых станций, и передает обратно индексы, идентифицирующие матрицы предварительного кодирования в кодовой книге со сдвигом фазы, к другим антенным решеткам в других базовых станциях, отличных от первой базовой станции на стороне базовых станций.

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является основанная на дискретном преобразовании Фурье трехбитовая кодовая книга с четырьмя антеннами:

и кодовой книгой со сдвигом фазы является

В вышеупомянутом беспроводном терминале согласно настоящему раскрытию основной кодовой книгой является кодовая книга с четырьмя антеннами, определенная в стандарте LTE версии Rel-8:

и кодовой книгой со сдвигом фазы является

Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают способ генерации кодовой книги в системе беспроводной связи со множеством антенных решеток, содержащий этапы, на которых: обеспечивают основную кодовую книгу, которая содержит два набора основных векторов, соответствующие основные векторы из каждого набора основных векторов ортогональны друг другу; получают векторы, ортогональные по меньшей мере с одним основным вектором во втором наборе основных векторов; создают вектор, корреляция которого с одним основным вектором из первого набора основных векторов является самой высокой среди полученных векторов, чтобы он был новым основным вектором; генерируют другие новые основные векторы; и заменяют основные векторы новыми основными векторами, соответственно, для формирования новой основной кодовой книги.

Согласно другому дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают способ генерации кодовой книги в системе беспроводной связи, данный способ содержит: этап установки для установки основной кодовой книги, содержащей множество основных векторов, которые сгруппированы во множество наборов, соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу; этап вычисления для вычисления нового основного вектора, соответствующего одному основному вектору в одном наборе из множества наборов основных векторов, так, чтобы новый основной вектор был равен другому основному вектору в других наборах основных векторов, отличных от этого набора основных векторов, и повторяют этап вычисления для получения множества новых основных векторов, соответствующих множеству основных векторов; и этап генерации для генерации новой основной кодовой книги, используя соответствующие новые основные векторы.

В вышеупомянутом способе согласно настоящему раскрытию множество основных векторов в основной кодовой книге - w_m, которые являются векторами DFT, и значения разницы между направлениями основных векторов w_m и w_m+n равны n раз по 11,25° последовательно, причем m и n являются целыми числами в последующих вариантах осуществления и формуле изобретения, хотя они также могут быть вещественными числами.

В вышеупомянутом способе согласно настоящему раскрытию полученные новые основные векторы - w'_m. w'_m также являются векторами DFT, но направления которых отличаются от соответствующих основных векторов w_m. Причем w'_m=w_m+n, например, может быть w'_m=w'_m+1, или w'_m=w'_m+2, или w'_m=w'_m+3 и т.д.

В вышеупомянутом способе согласно настоящему раскрытию формой вектора предварительного кодирования ранга 2 в новой основной кодовой книге является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ w_m& -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ и/или $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ j{w}_m& -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ , причем $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ w_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно, $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ j{w}_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно.

Согласно другому дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают базовую станцию для осуществления связи, используя кодовую книгу, данная базовая станция содержит: блок приема информации обратной связи для приема информации, передаваемой обратно от терминала; блок хранения кодовой книги для хранения основной кодовой книги и/или новой основной кодовой книги, основная кодовая книга содержит множество основных векторов, которые сгруппированы во множество наборов, соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу, новую основную кодовую книгу получают способом: вычисляют новый основной вектор, соответствующий одному основному вектору в одном наборе из множества наборов основных векторов, так, чтобы новый основной вектор был равен другому основному вектору в других наборах основных векторов, отличных от этого набора основных векторов, и повторяют вышеупомянутую операцию для получения множества новых основных векторов, соответствующих множеству основных векторов, и генерируют новую основную кодовую книгу, используя соответствующие новые основные векторы; и блок отправителя для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, используя основную кодовую книгу и/или новую основную кодовую книгу, основываясь на информации, передаваемой обратно от терминала, и для передачи предварительно закодированных данных в терминал через антенную решетку.

В вышеупомянутой базовой станции согласно настоящему раскрытию множество основных векторов в основной кодовой книге - w_m, которые являются векторами DFT, и значения разницы между направлениями основных векторов w_m и w_m+n равны n раз по 11,25° последовательно, где m и n - целые числа в последующих вариантах осуществления и формуле изобретения, хотя они также могут быть вещественными числами.

В вышеупомянутой базовой станции согласно настоящему раскрытию полученные новые основные векторы - w'_m. w'_m также являются векторами DFT, но направления которых отличаются от соответствующих основных векторов w_m. Причем w'_m=w_m+n, например, может быть w'_m=w_m+1, или w'_m=w_m+2, или w'_m=w_m+3, и т.д.

В вышеупомянутой базовой станции согласно настоящему раскрытию формой вектора предварительного кодирования ранга 2 в новой основной кодовой книге является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ w_m& -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ и/или $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ j{w}_m& -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ , причем $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ w_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно, $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ j{w}_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно.

Согласно другому дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивают терминал для осуществления связи с использованием кодовой книги, данный терминал содержит: блок хранения кодовой книги для хранения основной кодовой книги и/или новой основной кодовой книги, основная кодовая книга содержит множество основных векторов, которые сгруппированы во множество наборов, соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу, новую основную кодовую книгу получают способом: вычисляют новый основной вектор, соответствующий одному основному вектору в одном наборе из множества наборов основных векторов, так, чтобы новый основной вектор был равен другому основному вектору в других наборах основных векторов, отличных от этого набора основных векторов, и повторяют вышеупомянутую операцию для получения множества новых основных векторов, соответствующих множеству основных векторов, и генерируют новую основную кодовую книгу, используя соответствующие новые основные векторы; и блок передачи информации обратной связи для обратной передачи к базовой станции индексов, идентифицирующих матрицы предварительного кодирования в основной кодовой книге и/или в новой основной кодовой книге.

В вышеупомянутом терминале согласно настоящему раскрытию множество основных векторов в основной кодовой книге - w_m, которые являются векторами DFT, и значения разницы между направлениями основных векторов w_m и w_m+n равны n раз по 11,25° последовательно, где m и n - целые числа в последующих вариантах осуществления и формуле изобретения, хотя они также могут быть вещественными числами.

В вышеупомянутом терминале согласно настоящему раскрытию полученные новые основные векторы - w'_m. w'_m также являются векторами DFT, но направления которых отличаются от соответствующих основных векторов w_m. Причем w'_m=w_m+n, например, может быть w'_m=w_m+1, или w'_m=w_m+2, или w'_m=w_m+3 и т.д.

В вышеупомянутом терминале согласно настоящему раскрытию формой вектора предварительного кодирования ранга 2 в новой основной кодовой книге является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ w_m& -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ и/или $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ j{w}_m& -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ , причем $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ w_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно, и $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ j{w}_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно.

С помощью применения способа генерации кодовой книги со сдвигом фазы из основной кодовой книги, обеспеченной настоящим раскрытием, и с помощью использования сгенерированной кодовой книги в системе беспроводной связи, базовых станциях и терминалах, сдвиг фазы между антенными решетками можно передавать обратно, не увеличивая размер кодовой книги, и пространственная степень детализации кодовой книги не уменьшается. Поэтому, по сравнению со способами, используемыми в предшествующем уровне техники, настоящее раскрытие может эффективно улучшить точность обратной связи для многоэлементной антенной решетки с той же самой служебной информацией обратной связи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и/или другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более четко выраженными и проще для понимания из подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения в комбинации с прилагаемыми ниже чертежами, на которых:

фиг. 1 показывает примерную систематическую структуру для системы передачи CoMP по нисходящей линии связи;

фиг. 2 показывает схематическую диаграмму для применения способа генерации кодовой книги варианта осуществления настоящего изобретения в среде, в которой две базовых станции принимают участие в совместной передаче по нисходящей линии связи, и каждая из базовых станций использует для выполнения передачи сигнала антенную решетку, содержащую две антенны;

фиг. 3 показывает последовательность операций способа генерации кодовой книги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 показывает схематическую диаграмму для применения способа генерации кодовой книги варианта осуществления настоящего изобретения в среде, в которой две базовых станции принимают участие в совместной передаче по нисходящей линии связи, и каждая из базовых станций использует антенную решетку, содержащую четыре антенны, для выполнения передачи сигнала;

фиг. 5 показывает схематическую диаграмму для применения способа генерации кодовой книги варианта осуществления настоящего изобретения в среде, в которой множество базовых станций принимают участие в совместной передаче по нисходящей линии связи, и каждая из базовых станций использует для выполнения передачи сигнала антенную решетку, содержащую две антенны;

фиг. 6 показывает конфигурацию для восьми антенн с двойной поляризацией;

фиг. 7 показывает структурную схему базовой станции, которая использует кодовую книгу, сгенерированную согласно способу генерации кодовой книги первого варианта осуществления настоящего изобретения, для осуществления связи;

фиг. 8 показывает структурную схему беспроводного терминала, который использует кодовую книгу, сгенерированную согласно способу генерации кодовой книги первого варианта осуществления настоящего изобретения, для осуществления связи;

фиг. 9 показывает примерную систему системы многопользовательской передачи;

фиг. 10 показывает групповую ортогональность основных векторов в основанной на DFT трехбитовой кодовой книге с четырьмя антеннами;

фиг. 11 показывает ортогональность вектора предварительного кодирования, соответствующего PMI0 в четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией согласно шестому варианту осуществления;

фиг. 12 показывает ортогональность вектора предварительного кодирования, соответствующего PMI0 в четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией согласно восьмому варианту осуществления; и

фиг. 13 - последовательность операций способа генерации кодовой книги в системе беспроводной связи с множеством антенных решеток согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Некоторые конкретные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно ниже в комбинации с прилагаемыми чертежами. Если данное подробное описание некоторых вариантов соотнесенного предшествующего уровня техники будет мешать основным вопросам раскрытия, то их подробное описание не будет обеспечено. В соответствующих вариантах осуществления идентичные ссылочные цифры используются для обозначения элементов или блоков, выполняющих одинаковые функции.

<Первый вариант осуществления>

В настоящем варианте осуществления с помощью использования разработанной новой кодовой книги, в которой одновременно передают обратно сдвиг фазы и индексы матриц предварительного кодирования, служебная информация обратной связи уменьшается, и хорошая точность обратной связи для многоэлементных антенных решеток сохраняется.

Сначала представлена конкретная реализация, обеспеченная с помощью настоящего изобретения по отношению к вышеупомянутому пятибитовому способу обратной связи, эффективность которого является наилучшей. Согласно данному конкретному варианту осуществления для среды CoMP по нисходящей линии связи, которая показана на фиг. 2, вышеупомянутая двухбитовая кодовая книга с двумя антеннами Rel-8, то есть $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , используется для любой из базовых станций (например, базовой станции 1), в то время как новая трехбитовая кодовая книга с двумя антеннами со сдвигом фазы, то есть $$\left[\begin{array}{cccccccc}1& 1& 1& 1& -1& -1& -1& -1\\ 1& -1& j& -j& -1& 1& -j& j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , используется для другой базовой станции (например, базовой станции 2). Можно заметить, что трехбитовая кодовая книга с двумя антеннами сформирована из четырех матриц предварительного кодирования в кодовой книге для базовой станции 1 и четырех соответствующих матриц предварительного кодирования, полученных с помощью применения сдвига фазы -1 к четырем матрицам предварительного кодирования. Таким образом, когда клиент выполняет обратную передачу, два бита будут использоваться для передачи обратно индекса для матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования для антенной решетки, расположенной в базовой станции 1, в то время как три бита будут использоваться для передачи обратно для антенной решетки, расположенной в базовой станции 2. Очевидно, что при трехбитовой обратной связи обратно передают не только матрицу предварительного кодирования, предложенную для использования, но также и сдвиг фазы.

Прежде всего заметили, что в двух кодовых книгах антенны LTE Rel-8 существуют высоко коррелированные матрицы предварительного кодирования. Например, корреляция [1 1] и [1 j] является высокой, и корреляция [1 -1] и [1 -j] является высокой. Кроме того, заметили, что корреляция объединенных матриц предварительного кодирования [1 1 1 1] и [1 1 1 j] этих двух базовых станций очень высокая, когда предполагается, что определенной матрицей предварительного кодирования для антенной решетки в базовой станции 1 является [1 1]. Таким образом, если служебную информацию обратной связи необходимо уменьшать, то можно удалять один элемент из [1 1] и [1 j] в трехбитовой кодовой книге. Точно так же корреляция объединенных матриц предварительного кодирования [1 1 -1 -1] и [1 1 -1 -j] этих двух базовых станций также очень высокая, так что один элемент из [-1 -1] и [-1 -j] в трехбитовой кодовой книге можно удалять для уменьшения служебной информации обратной связи. Наконец, выбирают удаление [1 j] и [-1-1] с целью обеспечения пространственной детализации кодовой книги для антенной решетки базовой станции 2. По той же самой причине [1 -j] и [-1 1] в трехбитовой кодовой книге можно дополнительно удалять для уменьшения служебной информации обратной связи.

Наконец, вышеупомянутую трехбитовую кодовую книгу со сдвигом фазы можно упрощать, как двухбитовую кодовую книгу $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -j& j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ . Таким образом, когда клиент выполняет обратную передачу, только два бита необходимо передавать обратно и для базовой станции 1, и для базовой станции 2 соответственно, так что служебная информация обратной связи уменьшается. С другой стороны, так как двухбитовая кодовая книга для базовой станции 2 содержит сдвиг фазы, этот сдвиг фазы отображают в обратной связи от клиента к базовой станции, так что сигналы, передаваемые от базовой станции 1 и базовой станции 2, можно объединять когерентно в клиенте.

Следует отметить, что [1 j], [-1 -1], [1 -j] и [-1 1] удаляют из трехбитовой кодовой книги для уменьшения служебной информации обратной связи в вышеупомянутой процедуре. Однако, это только один примерный выбор для удаления. Например, для объединенных матриц предварительного кодирования [1 1 1 1] и [1 1 1 j], имеющих высокую корреляцию, [1 j] выбирают для удаления среди [1 1] и [1 j] в трехбитовой кодовой книге в вышеупомянутом примере, но фактически можно выбирать для удаления [1 1]. Точно так же для объединенных матриц предварительного кодирования [1 1 -1 -1] и [1 1 -1 -j], имеющих высокую корреляцию, [-1 -j] можно также удалять среди [-1 -1] и [-1 -j] в трехбитовой кодовой книге. С помощью таких различных выборов для удаления различные упрощенные двухбитовые кодовые книги можно окончательно получать из трехбитовой кодовой книги. Например, двухбитовую кодовую книгу $$\left[\begin{array}{cccc}-1& -1& 1& 1\\ -1& 1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ получают с помощью удаления [1 1], [-1 -j], [1 -1] и [-1 j] из трехбитовой кодовой книги. Данная двухбитовая кодовая книга может заменить вышеупомянутую упрощенную кодовую книгу $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -j& j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ в качестве кодовой книги для антенной решетки в базовой станции 2.

Выше описана конкретная процедура выведения, в которой упрощенную двухбитовую кодовую книгу с двумя антеннами получают из трехбитовой кодовой книги с двумя антеннами, на основе которой настоящее раскрытие обобщает общий способ генерации двухбитовой кодовой книги с двумя антеннами со сдвигом фазы в качестве цели. Согласно данному способу кодовую книгу со сдвигом фазы для антенной решетки в базовой станции 2 можно получать непосредственно из основной кодовой книги $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -j& j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ для антенной решетки в базовой станции 1.

Фиг. 3 показывает способ генерации кодовой книги со сдвигом фазы из основной кодовой книги согласно настоящему варианту осуществления. Как показано на фиг. 3, на этапе S301 в основной кодовой книге определяют пары матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию; и затем на этапе S302 для каждой пары матриц предварительного кодирования сдвиг фазы -1 назначают двум матрицам предварительного кодирования. Таким образом может быть получена кодовая книга со сдвигом фазы, в которой одновременно можно передавать обратно сдвиг фазы и матрицу предварительного кодирования. Нужно отметить, что значения и определение высокой корреляции, которые описаны выше, хорошо известны специалистам, и они больше не будут подробно показаны. Согласно данному способу для вышеупомянутой нисходящей линии связи в среде CoMP, которая показана на фиг. 2, пары матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию, то есть [1 1] и [1 j], а также [1 -1] и [1 -], сначала определяют в основной кодовой книге $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ для антенной решетки в базовой станции 1. Затем для пары матриц предварительного кодирования [1 1] и [1 j] в ней сдвиг фазы -1 применяют, например, к [1 j] для получения [-1 -j]; также для пары матриц предварительного кодирования [1 -1] и [1 -j] в ней сдвиг фазы -1 применяют, например, к [1 -j] для получения [-1 j]. Таким образом из основной кодовой книги получают новую кодовую книгу $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -j& j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , которая является упрощенной двухбитовой кодовой книгой с двумя антеннами, полученной с помощью удаления [1 j], [-1 -1], [1 -j] и [-1 1] из трехбитовой кодовой книги, как описано выше.

Это просто понять, что когда сдвиг фазы -1 назначают двум матрицам предварительного кодирования в паре матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию согласно этапу S302, сдвиг фазы -1 можно применять к любой из матриц предварительного кодирования. Например, на вышеупомянутой примерной иллюстрации для пары матриц предварительного кодирования [1 1] и [1 j], сдвиг фазы -1 применяют к [1 j], и фактически сдвиг фазы -1 можно применять также к [1 1], и таким образом получают [-1 -1]. Кроме того, для пары матриц предварительного кодирования [1-1] и [1-j] сдвиг фазы -1 можно также применять, например, к [1-1], для получения [-1 1]. Таким образом новую кодовую книгу $$\left[\begin{array}{cccc}-1& -1& 1& 1\\ -1& 1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , которая является упрощенной двухбитовой кодовой книгой с двумя антеннами, полученной с помощью удаления [1 1], [-1 -j], [1 -1] и [-1 j] из трехбитовой кодовой книги, как описано выше, получают из основной кодовой книги.

Заслуживает внимания, что хотя для каждой пары матриц предварительного кодирования сдвиг фазы -1 назначают двум матрицам предварительного кодирования на этапе S302 вышеупомянутого способа согласно настоящему варианту осуществления, назначение сдвига фазы -1 является только одним самым простым способом назначения сдвига фазы. Фактически, сдвиги фазы можно назначать двум матрицам предварительного кодирования, которые включает в себя пара матриц предварительного кодирования, согласно тому, является высокой или низкой корреляция двух матриц предварительного кодирования. Например, одним предпочтительным обобщением является для каждой пары матриц предварительного кодирования назначать сдвиги фазы двум матрицам предварительного кодирования, которые она включает в себя, согласно тому, является высокой или низкой корреляция двух матриц предварительного кодирования, так что чем выше корреляция двух матриц предварительного кодирования в паре матриц предварительного кодирования, тем больше назначенный сдвиг фазы.

<Второй вариант осуществления>

В первом варианте осуществления, рассматривая случай, в котором базовая станция 1 и базовая станция 2 принимают участие в совместной передаче по нисходящей линии связи с каждой из базовых станций, используя для выполнения передачи сигнала антенную решетку, содержащую две антенны, в качестве примера описан способ генерации кодовой книги согласно одному примеру настоящего изобретения. Кроме того, настоящее раскрытие можно применять к среде CoMP по нисходящей линии связи, в которой антенная решетка каждой базовой станции содержит другое количество антенн. Например, в настоящем варианте осуществления способ генерации кодовой книги согласно другому примеру настоящего изобретения объясняют, рассматривая случай, в котором в качестве примера базовая станция 1 и базовая станция 2 принимают участие в совместной передаче по нисходящей линии связи, причем каждая из базовых станций использует для выполнения передачи сигнала антенную решетку, содержащую четыре антенны (как показано на фиг. 4).

В среде CoMP по нисходящей линии связи, которая показана на фиг. 4, обе из базовой станции 1 и базовой станции 2 используют четыре передающие антенны для выполнения передачи сигнала клиенту. Поэтому кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами используется для одной из базовых станций (например, базовой станции 1), а для другой базовой станции (например, базовой станции 2) используется кодовая книга с четырьмя антеннами со сдвигом фазы, которая сгенерирована согласно способу генерации кодовой книги первого варианта осуществления настоящего изобретения, используя кодовую книгу Rel-8 с четырьмя антеннами в качестве основной кодовой книги.

Специалистам известна кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами, которая содержит 16 матриц предварительного кодирования. Согласно способу генерации кодовой книги первого варианта осуществления настоящего изобретения 16 матриц предварительного кодирования в кодовой книге сгруппированы в 8 пар матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию. Впоследствии сдвиги фазы назначают двум матрицам предварительного кодирования каждой из пар матриц предварительного кодирования, таким образом получают кодовую книгу со сдвигом фазы. Примеры кодовой книги Rel-8 с четырьмя антеннами и кодовой книги со сдвигом фазы, которая сгенерирована из кодовой книги Rel-8 с четырьмя антеннами, показаны следующим образом (в последующем, чтобы показать зависимости между соответствующими элементами в кодовой книге более отчетливо, соответствующие элементы представлены их соответствующими фазами, и амплитуда всех элементов равна 1).

Кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами является следующей:

Генерируя 8 пар матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию, из 16 матриц предварительного кодирования в кодовой книге способом объединения в пары {1, 5} {2, 6} {3, 7} {4, 8} {9, 13} {10, 14} {11, 15} {12, 16} (соответствующие числа представляют порядковые номера для матриц предварительного кодирования в кодовой книге) и назначая сдвиг фазы 180° (то есть сдвиг фазы -1) каждой паре матриц предварительного кодирования, кодовую книгу со сдвигом фазы генерируют следующим образом:

Нужно объяснить, что приведенная выше кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами является только возможной формой, и кодовая книга может также быть сформирована из других матриц предварительного кодирования, как известно специалистам.

С другой стороны, вышеупомянутый способ группирования 16 матриц предварительного кодирования в 8 пар матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию, не является исключительным, и другие способы создания пар можно использовать согласно значениям корреляции между соответствующими матрицами. Кроме того, хотя сдвиг фазы 180° назначают двум матрицам предварительного кодирования в каждой паре матриц предварительного кодирования в вышеупомянутом примере, в более общем случае сдвиг фазы можно назначать согласно корреляции между двумя матрицами предварительного кодирования пары матриц предварительного кодирования, как упомянуто в первом варианте осуществления, так что, например, чем выше корреляция между двумя матрицами предварительного кодирования пары матриц предварительного кодирования, тем больше назначенный сдвиг фазы.

<Третий вариант осуществления>

В вышеупомянутых двух вариантах осуществления, рассматривая случаи, в которых только две базовые станции выполняют совместные передачи по нисходящей линии связи, в качестве примера описаны способы генерации кодовой книги согласно некоторым примерам настоящего изобретения. Настоящее раскрытие может также применяться к ситуациям, когда множество базовых станций принимают участие в передаче CoMP по нисходящей линии связи. В последующем описание способа генерации кодовой книги согласно одному примеру настоящего изобретения выполнено, рассматривая случай, который показан на фиг. 5 в качестве примера, в котором множество базовых станций принимают участие в совместной передаче по нисходящей линии связи с каждой из базовых станций, используя для выполнения передачи сигнала антенную решетку, содержащую две антенны.

В настоящем варианте осуществления по отношению к среде CoMP по нисходящей линии связи, которая показана на фиг. 5, двухбитовая кодовая книга Rel-8 с двумя антеннами, то есть $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& j& -j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , используется для любой из базовых станций (например, базовой станции 1), а кодовая книга со сдвигом фазы, которая сгенерирована согласно способу генерации кодовой книги из первого варианта осуществления настоящего изобретения, например, $$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -j& j\end{array}\right]/\sqrt{2}$$ , используется для каждой из других базовых станций. Специалистам должно быть понятно, что применяя кодовую книгу со сдвигом фазы, которая сгенерирована согласно способу генерации кодовой книги первого варианта осуществления, к каждой из базовых станций, кроме базовой станции 1, сдвиги фазы между антенными решетками в каждой из других базовых станций и антенной решеткой в базовой станции 1 можно передавать обратно.

Легко понять, что хотя данное описание выполнено, рассматривая случай, в котором антенная решетка в каждой из базовых станций содержит две антенны, в качестве примера в настоящем варианте осуществления данное раскрытие можно также применять к среде CoMP по нисходящей линии связи, где антенная решетка в каждой из базовых станций содержит другое количество антенн (например, четыре антенны).

<Четвертый вариант осуществления>

В вышеупомянутых вариантах осуществления, рассматривая случаи, в которых антенная решетка в каждой из базовых станций, которые выполняют совместные передачи по нисходящей линии связи, содержит одинаковое количество антенн, в качестве примера описаны способы генерации кодовой книги согласно некоторым примерам настоящего изобретения. Настоящее раскрытие можно также применять к ситуациям, в которых антенная решетка в каждой из базовых станций содержит различное количество антенн, как будет описано в настоящем варианте осуществления.

Для удобства описания предполагается, что определенная базовая станция (например, базовая станция 1) из множества базовых станций, как показано на фиг. 5, использует антенную решетку, содержащую четыре антенны для передачи сигнала, и каждая из других базовых станций все еще использует для передачи сигнала антенные решетки, содержащие две антенны. В таком примерном случае согласно настоящему варианту осуществления кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами используется для базовой станции 1, в то время как кодовая книга с двумя антеннами со сдвигом фазы, которая сгенерирована согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, используя кодовую книгу Rel-8 с двумя антеннами в качестве основной кодовой книги, используется для каждой из других базовых станций. Кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами и кодовая книга с двумя антеннами описаны в вышеизложенных вариантах осуществления, и их не являющееся необходимым подробное описание не будет приведено.

Точно так же предполагается, что определенная базовая станция (например, базовая станция 1) из множества базовых станций, как показано на фиг. 5, все еще использует для передачи сигнала антенную решетку, содержащую две антенны, и каждая из других базовых станций использует для передачи сигнала антенную решетку, содержащую четыре антенны. В таком примерном случае согласно настоящему варианту осуществления кодовая книга Rel-8 с двумя антеннами используются для базовой станции 1, в то время как кодовая книга с четырьмя антеннами со сдвигом фазы, которая сгенерирована согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, используя кодовую книгу Rel-8 с четырьмя антеннами в качестве основной кодовой книги, используется для каждой из других базовых станций.

<Пятый вариант осуществления>

Вышеупомянутые варианты осуществления описывают способы генерации кодовой книги в среде CoMP согласно одному аспекту настоящего изобретения. Фактически, данное раскрытие может также применяться в антеннах с двойной поляризацией.

Фиг. 6 показывает конфигурацию для восьми антенн с двойной поляризацией. Как показано на фиг. 6, антенны 1, 2, 3 и 4 имеют одинаковую характеристику поляризации, то есть положительную поляризацию 45 градусов; антенны 5, 6, 7 и 8 имеют одинаковую характеристику поляризации, то есть отрицательную поляризацию 45 градусов; и пары антенн 1 и 5, 2 и 6, 3 и 7, 4 и 8 находятся, соответственно, в той же самом физическом местоположении. Так как расстояние между антеннами с двойной поляризацией в общем случае равно половине длины волны, антенны 1, 2, 3 и 4 имеют корреляцию, и антенны 5, 6, 7 и 8 имеют корреляцию. Между тем антенная решетка 1, содержащая антенны 1, 2, 3 и 4, и антенная решетка 2, содержащая антенны 5, 6, 7 и 8, независимы друг от друга.

Можно заметить по рассмотренному выше описанию, что для антенн с двойной поляризацией, эти антенны можно эквивалентно рассматривать на физической модели в качестве двух антенных решеток. Поэтому способы генерации кодовой книги согласно вышеупомянутым вариантам осуществления настоящего изобретения можно применять к антеннам с двойной поляризацией. Точнее говоря, для антенн с двойной поляризацией основную кодовую книгу можно применять к первой антенной решетке, содержащей антенны с первой одинаковой характеристикой поляризации (например, положительной поляризацией 45 градусов). Затем кодовую книгу со сдвигом фазы генерируют, применяя способ генерации кодовой книги первого варианта осуществления настоящего изобретения. Кодовая книга со сдвигом фазы используется для второй антенной решетки, содержащей антенны со второй одинаковой характеристикой поляризации (например, отрицательной поляризацией 45 градусов). Наконец, основную кодовую книгу для первой антенной решетки и сгенерированную кодовую книгу для второй антенной решетки объединяют в одну кодовую книгу по направлению столбцов в качестве кодовой книги для антенн с двойной поляризацией.

Нужно объяснить, что обратная передача индекса матрицы предварительного кодирования в случае антенн с двойной поляризацией отличается от обратной передачи в случае CoMP. Как описано выше, в среде CoMP определенные биты требуются для обратной передачи индекса матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования антенной решеткой в каждой из базовых станций. Например, в первом варианте осуществления, когда клиент выполняет обратную передачу к базовым станциям, два бита будут использоваться для обратной передачи индекса матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования антенной решеткой в базовой станции 1, между тем другие два бита будут использоваться для обратной передачи индекса матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования антенной решеткой в базовой станции 2. Однако в случае антенн с двойной поляризацией индексы матрицы предварительного кодирования для первой антенной решетки и второй антенной решетки имеют высокую корреляцию, поэтому индекс матрицы предварительного кодирования для второй антенной решетки всегда такой же, как индекс матрицы предварительного кодирования для первой антенной решетки. То есть в этом случае необходимо передавать обратно только индекс матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования первой антенной решеткой, и нет никакой необходимости использовать избыточные биты для передачи обратно индекса матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования второй антенной решеткой.

В последующем, рассматривая случай, в котором основанная на DFT (дискретном преобразовании Фурье) трехбитовая кодовая книга с четырьмя антеннами используется в качестве основной кодовой книги для первой антенной решетки, в качестве примера описано применение способа генерации кодовой книги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в среде с восьмью антеннами с двойной поляризацией.

Основанная на DFT трехбитовая кодовая книга с четырьмя антеннами известна специалистам, и ее возможной формой, представленной фазами, является

Согласно способу генерации кодовой книги в первом варианте осуществления настоящего изобретения 8 матриц предварительного кодирования в вышеупомянутой кодовой книге сгруппированы в 4 пары матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию, и сдвиг фазы 180° назначен каждой из пары матриц предварительного кодирования, таким образом генерируя приведенную ниже кодовую книгу со сдвигом фазы для второй антенной решетки:

после упрощения она

Таким образом с помощью объединения двух вышеупомянутых кодовых книг по направлению столбцов может быть получена трехбитовая кодовая книга для восьми антенн с двойной поляризацией, которая показана ниже.

<Шестой вариант осуществления>

В пятом варианте осуществления и основной кодовой книгой, и сгенерированной кодовой книгой со сдвигом фазы являются трехбитовые кодовые книги без добавления специальных битов для обратной передачи сдвига фазы, с помощью этого получают хорошую точность обратной связи без увеличения служебной информации обратной связи. Однако в некоторых случаях люди могут ожидать получения большей точности обратной связи и могут считать приемлемым увеличение служебной информации обратной связи. В таком случае вышеупомянутая основанная на DFT трехбитовая кодовая книга с четырьмя антеннами может быть расширена до четырехбитовой кодовой книги, в которой один добавленный бит используется для обратной передачи сдвига фазы. Пример будет описан в настоящем варианте осуществления.

В настоящем варианте осуществления четырехбитовую кодовую книгу, полученную с помощью расширения вышеупомянутой основанной на DFT трехбитовой кодовой книги с четырьмя антеннами, то есть с помощью объединения двух основанных на DFT трехбитовых кодовых книг с четырьмя антеннами по направлению строк, используется для первой антенной решетки:

8 пар матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию, сгенерированы из 16 матриц предварительного кодирования в кодовой книге способом объединения в пары {1, 2} {3, 4} {5, 6} {7, 8} {9, 10} {11, 12} {13, 14} {15, 16} (соответствующие числа представляют порядковые номера матриц предварительного кодирования в кодовой книге), и для каждой из пары матриц предварительного кодирования сдвиг фазы назначают содержащимся в ней двум матрицам предварительного кодирования, согласно тому, является высокой или низкой корреляция двух матриц предварительного кодирования. В частности, в настоящем варианте осуществления для каждой из пар матриц {1, 2} {3, 4} {5, 6} {7, 8} сдвиг фазы 0 назначают одной матрице предварительного кодирования, и сдвиг фазы 90° назначают другой матрице предварительного кодирования; для каждой из пар матриц {9, 10} {11, 12} {13, 14} {15, 16} сдвиг фазы 180° назначают одной матрице предварительного кодирования, и сдвиг фазы -90° назначают другой матрице предварительного кодирования, назначение сдвига фазы показано следующим образом:

Таким образом кодовую книгу со сдвигом фазы получают для второй антенной решетки:

Вышеупомянутые матрицы предварительного кодирования эквивалентны следующим:

Также, как в пятом варианте осуществления, объединяя две вышеупомянутые кодовые книги по направлению столбцов, может быть получена указанная ниже четырехбитовая кодовая книга для восьми антенн с двойной поляризацией.

Поскольку не только сдвиг фазы 180°, но также и сдвиги фазы 90° и -90° можно передавать обратно, используя четырехбитовую кодовую книгу, точность обратной связи дополнительно улучшается.

<Седьмой вариант осуществления>

В настоящем варианте осуществления четырехбитовую кодовую книгу применяют к восьми антеннам с двойной поляризации, как показано на фиг. 6, в которой кодовую книгу Rel-8 с четырьмя антеннами применяют для первой антенной решетки, и кодовую книгу со сдвигом фазы, которая сгенерирована согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, используя кодовую книгу Rel-8 с четырьмя антеннами в качестве основной кодовой книги, используют для второй антенной решетки. Кодовая книга Rel-8 с четырьмя антеннами и кодовая книга со сдвигом фазы, сгенерированная из кодовой книги Rel-8 с четырьмя антеннами, описаны во втором варианте осуществления настоящего изобретения, и их не являющееся необходимым подробное описание не будет приведено.

Как в пятом и шестом вариантах осуществления, объединяя кодовую книгу Rel-8 с четырьмя антеннами и сгенерированную кодовую книгу со сдвигом фазы по направлению столбцов, может быть получена четырехбитовая кодовая книга для восьми антенн с двойной поляризацией.

Описание способов генерации кодовой книги со сдвигом фазы выполнено с помощью множества вариантов осуществления, которые указаны выше. В последующем будут описаны система беспроводной связи, базовая станция и терминал, которые используют сгенерированную кодовую книгу со сдвигом фазы для осуществления связи.

Как описано выше, множество кодовых книг, которые упомянуты выше, можно применять в нисходящей линии связи в среде CoMP, как показано на фиг. 1. В системе беспроводной связи, включающей в себя множество базовых станций и терминалов, как показано на фиг. 1, каждая из множества базовых станций сконфигурирована с одной антенной решеткой, и множество антенных решеток, сконфигурированных в множестве базовых станциях, соответственно соответствуют множеству кодовых книг. Фиг. 7 и фиг. 8 показывают структурные схемы базовых станций и терминалов соответственно.

Как показано на фиг. 7, любая базовая станция 700 из множества базовых станций включает в себя: блок 701 приема информации обратной связи, который принимает информацию, передаваемую обратно от терминалов; блок 702 хранения кодовой книги, который формирует кодовую книгу со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или предварительно сохраняет основную кодовую книгу и кодовую книгу со сдвигом фазы, сформированную с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге; и блок 703 отправителя, который выбирает соответствующую матрицу предварительного кодирования из основной кодовой книги или кодовой книги со сдвигом фазы согласно информации, передаваемой обратно от терминала, использует выбранную матрицу предварительного кодирования для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, и отправляет предварительно закодированные данные в терминал через антенную решетку, сконфигурированную в базовой станции. Блок 702 хранения кодовой книги может дополнительно включать в себя: блок 7021 определения корреляции, который определяет в основной кодовой книге пары матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию; и блок 7022 назначения сдвига фазы, который назначает сдвиг фазы двум матрицам предварительного кодирования, которые включает в себя пара матриц предварительного кодирования, согласно корреляции между двумя матрицами предварительного кодирования, так что чем выше корреляция между двумя матрицами предварительного кодирования, тем больше назначенный сдвиг фазы.

Нужно объяснить, что хотя в данной работе описано, что соответствующую матрицу предварительного кодирования выбирают из основной кодовой книги или кодовой книги со сдвигом фазы согласно информации, передаваемой обратно от терминала к базовой станции, если фактическая передача сигнала по нисходящей линии связи выполняется в соответствии с предложением терминала. В частности, блок 703 отправителя может учитывать не только информацию обратной связи, но также и другие факторы, известные специалистам, такие как информация обратной связи от других терминалов, качество низкоприоритетных соединений между базовыми станциями, степень совместного использования информации планирования между базовыми станциями и т.п., для выбора надлежащей матрицы предварительного кодирования из кодовой книги. Поэтому блок 703 отправителя не ограничен выбором предложенной матрицы предварительного кодирования из основной кодовой книги или кодовой книги со сдвигом фазы, вместо этого он может выбирать другие надлежащие матрицы предварительного кодирования для передачи сигнала по нисходящей линии связи согласно другим факторам, которые известны специалистам.

Как показано на фиг. 8, терминал 800 включает в себя: блок 801 хранения кодовой книги, который формирует кодовую книгу со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или предварительно сохраняет основную кодовую книгу и кодовую книгу со сдвигом фазы, сформированную с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге; и блок 802 передачи информации обратной связи, который передает обратно индексы для идентификации матрицы предварительного кодирования в основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы к соответствующим антенным решеткам базовых станций. Блок 801 хранения кодовой книги может дополнительно включать в себя: блок 8011 определения корреляции, который определяет пары матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию в основной кодовой книге; и блок 8012 назначения сдвига фазы, который назначает сдвиг фазы двум матрицам предварительного кодирования, которые включают в себя пару матриц предварительного кодирования, согласно корреляции между двумя матрицами предварительного кодирования, так что чем выше корреляция между двумя матрицами предварительного кодирования, тем больше назначенный сдвиг фазы.

Просто понять, что в системе беспроводной связи, включающей в себя вышеупомянутые базовые станции и терминалы, описанные в отношении фиг. 7 и фиг. 8, надлежащие кодовые книги можно применять для соответствующих базовых станций согласно способам, описанным во втором, третьем и четвертом вариантах осуществления, которые приведены выше. Соответственно, терминал передает обратно индексы для идентификации матриц предварительного кодирования согласно кодовым книгам, используемым соответствующими базовыми станциями.

Настоящее раскрытие можно также применять к восьми антеннам с двойной поляризации, как показано на фиг. 6. В системе беспроводной связи, которая включает в себя базовые станции и терминалы, сконфигурированные с антеннами с двойной поляризацией, базовые станции имеют структуру, аналогичную той, которая показана на фиг. 7. В частности, базовая станция сконфигурирована с двумя антенными решетками, сформированными как антенны с двойной поляризацией, и включает в себя: блок приема информации обратной связи для приема информации, передаваемой обратно от терминалов; блок хранения кодовой книги для формирования кодовой книги со сдвигом фазы с помощью назначения сдвигов фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге или для предварительного сохранения кодовой книги, полученной с помощью объединения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы, сгенерированной из основной кодовой книги, в которой две антенные решетки в антеннах с двойной поляризацией соответствуют основной кодовой книге и кодовой книге со сдвигом фазы соответственно; и блок отправителя для выбора соответствующей матрицы предварительного кодирования из кодовой книги, полученной с помощью объединения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы согласно информации, передаваемой обратно от терминала, используя выбранную матрицу предварительного кодирования для предварительного кодирования данных, которые будут передавать, и для передачи предварительно закодированных данных на терминал через антенные решетки. Блок хранения кодовой книги может дополнительно включать в себя: блок определения корреляции для определения в основной кодовой книге пар матриц предварительного кодирования, имеющих высокую корреляцию; и блок назначения сдвига фазы для назначения сдвига фазы двум матрицам предварительного кодирования согласно корреляции между двумя матрицами предварительного кодирования, так что чем выше корреляция между двумя матрицами предварительного кодирования, тем больше назначенный сдвиг фазы.

Кроме того, хотя в данной работе описано, что блок отправителя выбирает соответствующую матрицу предварительного кодирования из кодовой книги, полученной с помощью объединения основной кодовой книги и кодовой книги со сдвигом фазы согласно информации, передаваемой обратно от терминала, это не является ограничением, вместо этого надлежащую матрицу предварительного кодирования можно выбирать согласно другим факторам, известным специалистам.

В вышеупомянутой системе беспроводной связи, включающей в себя базовые станции и терминалы, сконфигурированные с антеннами с двойной поляризацией, структура терминалов является такой же, как структура, показанная на фиг. 8, поэтому ее не являющееся необходимым подробное описание не будет приведено. Нужно объяснить, что, как упомянуто в пятом варианте осуществления, индексы матрицы предварительного кодирования для двух антенных решеток в антеннах с двойной поляризацией в значительной степени коррелированы, поэтому индекс матрицы предварительного кодирования для второй антенной решетки всегда такой же, как индекс матрицы предварительного кодирования для первой антенной решетки. В таком случае блок передачи информации обратной связи терминала может передавать обратно только индекс для матрицы предварительного кодирования, предложенной для использования первой антенной решеткой, или только индекс для матрицы предварительного кодирования, предложенный для использования второй антенной решеткой.

Просто понять, что в системе беспроводной связи, включающей в себя базовые станции и терминалы, сконфигурированные с антеннами с двойной поляризацией, надлежащие кодовые книги можно применять для антенных решеток в базовых станциях согласно способам, описанным в пятом, шестом и седьмом вариантах осуществления, которые приведены выше. Соответственно, терминал может передавать обратно индексы для идентификации матрицы предварительного кодирования согласно кодовым книгам, используемым антенными решетками в базовых станциях.

<Восьмой вариант осуществления>

Конструкции кодовой книги согласно вышеизложенным вариантам осуществления эффективно улучшают точность обратной связи для многоэлементной антенной решетки, таким образом обеспечивая хорошую пропускную способность для отдельного пользователя. В настоящем варианте осуществления дополнительное описание будет приведено, как улучшить пропускную способность в случае многопользовательской передачи, при условии, что эффективность для отдельного пользователя не будет уменьшена.

Фиг. 9 показывает примерную систематическую архитектуру системы многопользовательской передачи.

Фиг. 9 - случай, в котором базовая станция обслуживает множество клиентов одновременно. Нужно объяснить, что базовая станция на фиг. 9 описана, как имеющая форму восьми антенн с двойной поляризацией, это является только примером, и базовая станция системы многопользовательской передачи может иметь любую другую форму, известную из предшествующего уровня техники. Когда в клиентах используются другие способы передачи информации, порядок работы системы многопользовательской передачи также отличается. Порядок работы системы многопользовательской передачи в двух случаях представлен ниже.

Прежде всего, когда клиенты используют способ передачи информации PMI, порядок работы системы обычно является следующим. Сначала клиенты передают свои собственные PMI к базовой станции (клиенты предполагают, что базовая станция использует однопользовательскую передачу). Затем базовая станция обнаруживает PMI множества клиентов, и передают данные двух клиентов на том же самом ресурсном блоке, если PMI, которые передают эти два клиента, ортогональны друг другу, иначе базовая станция не будет выполнять многопользовательскую передачу данных. Наконец, клиенты принимают данные от базовой станции и демодулируют принятые данные, не зная, существует или нет совместно запланированные UE.

Затем, в дополнение к вышеупомянутому способу передачи информации PMI, существующий стандарт может также использовать способ передачи информации PMI+BCI (PMI наилучшего дополнения). Порядок работы системы в таком случае является следующим. Сначала, в дополнение к собственным PMI клиентов (клиенты предполагают, что базовая станция использует однопользовательскую передачу), клиенты дополнительно передают PMI, наиболее ожидаемые для использования совместно запланированными UE в случае использования многопользовательской передачи, то есть BCI (в принципе, BCI должен использовать ту же самую кодовую книгу, как PMI), к базовой станции. Затем базовая станция обнаруживает PMI и BCI множества клиентов и передает данные двух клиентов на том же самом ресурсном блоке, если BCI, который передает один клиент, будет тем же самым, как PMI, который передает другой клиент, иначе базовая станция не будет выполнять многопользовательскую передачу данных. Наконец, клиенты принимают данные от базовой станции и демодулируют принятые данные, не зная, существуют или нет совместно запланированные UE.

Можно заметить, по порядку работы системы многопользовательской передачи в вышеупомянутых двух случаях, что возможность многопользовательской передачи в значительной степени зависит от ортогональности между PMI (или BCI), передаваемыми множеством клиентов. В общем случае можно выполнять многопользовательскую передачу для множества пользователей только в случае, когда PMI (или BCI), передаваемые множеством клиентов, ортогональны друг другу. Поэтому для улучшения эффективности многопользовательской передачи, ортогональность между векторами предварительного кодирования (соответствующими матрицам предварительного кодирования, как упомянуто в вышеупомянутых вариантах осуществления), которые включает в себя кодовая книга, нужно в достаточной степени учитывать, когда создают кодовую книгу.

В последующем ортогональность между векторами предварительного кодирования в кодовой книге, в частности, анализируют, используя восемь антенн с двойной поляризацией пятого варианта осуществления и шестого варианта осуществления в качестве примера.

Сначала для удобства анализа ортогональности матрицы предварительного кодирования в основанной на DFT трехбитовой кодовой книге с четырьмя антеннами, представленной фазами в вышеупомянутом пятом варианте осуществления

представляют слева направо соответственно как основные векторы v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, то есть:

v0=[0 0 0 0]^Т

v1=[0 45 90 135]^T

v2= [0 90 180 270]^Т

v3=[0 135 -90 45]^T

v4=[0 180 0 180]^T

v5=[0 -135 90 -45]^Т

v6=[0 -90 -180 -270]^Т

v7=[0 -45 -90 -135]^Т

Фиг. 10 показывает групповую ортогональность основных векторов в основанной на DFT трехбитовой кодовой книге с четырьмя антеннами. Как показано на фиг. 10, соответствующие основные векторы, как описано выше, сгруппированы ортогонально, то есть основные векторы v0, v2, v4, v6 составляют ортогональный базис и основные векторы v1, v3, v5, v7 составляют другой ортогональный базис. Нужно отметить, что взаимозависимость соответствия между соответствующими основными векторами v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 и вектором, показанным на фиг. 10, известна специалистам, и она не будет подробно описана.

Согласно вышеупомянутому шестому варианту осуществления с помощью объединения вышеупомянутой основанной на DFT трехбитовой кодовой книги с четырьмя антеннами по направлению строк в четырехбитовую кодовую книгу, и объединяя полученную четырехбитовую кодовую книгу и кодовую книгу со сдвигом фазы, сгенерированную из полученной четырехбитовой кодовой книги, по направлению столбцов, получают четырехбитовую кодовую книгу для восьми антенн с двойной поляризацией, которая указана ниже:

В данном случае каждый столбец в четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией упоминается как вектор предварительного кодирования (матрица предварительного кодирования). Согласно вышеупомянутым определениям для соответствующих основных векторов v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 каждый вектор предварительного кодирования может быть представлен вышеупомянутыми основными векторами. Основные векторы в основной кодовой книге могут также упоминаться как векторы предварительного кодирования. Зависимости между индексами для матрицы предварительного кодирования и векторами предварительного кодирования, представленными вышеупомянутыми основными векторами, показаны в приведенной ниже таблице 1.

Таблица 1 Индексы матриц предварительного кодирования Векторы предварительного кодирования Индексы матриц предварительного кодирования Векторы предварительного кодирования PMI0 $${\left[\begin{array}{cc}v0& v0\end{array}\right]}^T$$ PMI8 $${\left[\begin{array}{cc}v0& -v0\end{array}\right]}^T$$ PMI1 $${\left[\begin{array}{cc}v1& jv1\end{array}\right]}^T$$ PMI9 $${\left[\begin{array}{cc}v1& -jv1\end{array}\right]}^T$$ PMI2 $${\left[\begin{array}{cc}v2& v2\end{array}\right]}^T$$ PMI10 $${\left[\begin{array}{cc}v2& -v2\end{array}\right]}^T$$ PMI3 $${\left[\begin{array}{cc}v3& jv3\end{array}\right]}^T$$ PMI11 $${\left[\begin{array}{cc}v3& -jv3\end{array}\right]}^T$$ PMI4 $${\left[\begin{array}{cc}v4& v4\end{array}\right]}^T$$ PMI12 $${\left[\begin{array}{cc}v4& -v4\end{array}\right]}^T$$ PMI5 $${\left[\begin{array}{cc}v5& jv5\end{array}\right]}^T$$ PMI13 $${\left[\begin{array}{cc}v5& -jv5\end{array}\right]}^T$$ PMI6 $${\left[\begin{array}{cc}v6& v6\end{array}\right]}^T$$ PMI14 $${\left[\begin{array}{cc}v6& -v6\end{array}\right]}^T$$ PMI7 $${\left[\begin{array}{cc}v7& jv7\end{array}\right]}^T$$ PMI15 $${\left[\begin{array}{cc}v7& -jv7\end{array}\right]}^T$$

Индексы матриц предварительного кодирования PMI0, PMI1..., PMI5 соответствуют каждому столбцу слева направо в вышеупомянутой четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией, соответственно, то есть всем векторам предварительного кодирования слева направо. Коэффициенты 1, j, -1, -j соответствуют назначению сдвига фазы 0°, 90°, 180°, -90° соответственно. Принимая во внимание ортогональность между векторами предварительного кодирования в вышеупомянутой четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией, используют вектор предварительного кодирования, соответствующий PMI0 в таблице 1, в качестве примера для анализа ортогональности.

Фиг. 11 показывает ортогональность вектора предварительного кодирования, соответствующего PMI0 в четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией согласно шестому варианту осуществления.

Можно заметить на фиг. 11, что вектор предварительного кодирования, соответствующий PMI0, ортогонален с векторами предварительного кодирования, соответствующими семи PMI, в общей сложности PMI2, PMI4, PMI6, PMI8, PMI10, PMI12 и PMI14 соответственно. Это происходит потому, что, как описано выше, основные векторы v0, v2, v4, v6 составляют набор ортогональных базисов по отношению друг к другу, векторы предварительного кодирования, основанные на основных векторах v0, v2, v4, v6, ортогональны друг другу. По той же самой причине восемь векторов предварительного кодирования, основанных на основных векторах v1, v3, v5, v7, то есть векторы предварительного кодирования, соответствующие PMI1, PMI3, PMI5, PMI7, PMI9, PMI11, PMI13, PMI15 соответственно, ортогональны друг другу. Поэтому в случае, когда используется исходная кодовая книга, пользователь, использующий основной вектор «v0 (PMI0, PMI8)», может выполнять многопользовательскую передачу только пользователям, имеющим основной вектор «v2, v4 или v6 (PMI2, PMI4, PMI6, PMI10, PMI12, PMI14)».

Кроме того, можно заметить на фиг. 10, что угловая разница между v0 и v2, v4, v6 равна 90°, 180°, -90° соответственно, в то время как угловая разница между v0 и v1, v7 равна 45°, -45° соответственно. Это подразумевает, что конструкция кодовой книги ограничивает планировщика базовой станции, то есть она вынуждает планировщика выполнять многопользовательскую передачу по отношению только к множеству пользователей с угловой разницей, кратной 90°, но не для множества пользователей с угловой разницей 45°.

Поэтому для улучшения эффективности многопользовательской передачи, ортогональность между векторами предварительного кодирования в кодовой книге необходимо дополнительно улучшать, когда конструируют кодовую книгу.

Однако нужно отметить, что в развитие существующей стандартизации, эффективность однопользовательской передачи имеет в общем случае более высокий приоритет, чем эффективность многопользовательской передачи. Следовательно, конструкцию кодовой книги по отношению к множеству пользователей необходимо создавать при условии, что эффективность однопользовательской передачи не ухудшается. Кроме того, эффективность однопользовательской передачи главным образом зависит от двух аспектов: (1) направленности основных векторов (восьми векторов, распределенных равномерно в пространстве); и (2) точности обратной связи для сдвига фазы (два бита). Поэтому усовершенствование кодовой книги для множества пользователей необходимо выполнять при условии, что на два вышеупомянутых аспекта не оказывается влияние.

В настоящем варианте осуществления новую кодовую книгу генерируют с помощью разработки набора новых основных векторов v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7, которые удовлетворяют следующим свойствам для замены v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 соответственно, в векторах предварительного кодирования, соответствующих PMI0-PMI7, сохраняя неизменяемыми векторы предварительного кодирования, соответствующие PMI8 - PMI15:

(1) направленность главных лепестков v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 является такой же, как направленность v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 соответственно;

(2) v'0, v'2, v'4, v'6 составляют набор ортогональных базисов в четырех измерениях, и v'1, v'3, v'5, v'7 составляют другой набор ортогональных базисов в четырех измерениях;

(3) v'0, v'2, v'4, v'6 ортогональны по меньшей мере с одним из v1, v3, v5, v7 соответственно, и v'1, v'3, v'5, v'7 ортогональны по меньшей мере с одним из v1, v2, v4, v6, соответственно.

Новая кодовая книга, сгенерированная таким образом, может улучшать эффективность многопользовательской передачи. Далее вектор предварительного кодирования, соответствующий PMI0, все еще рассматривают в качестве примера, и необходимо анализировать ортогональность после вышеупомянутого усовершенствования.

Фиг. 12 показывает ортогональность вектора предварительного кодирования, соответствующего PMI0 в четырехбитовой кодовой книге для восьми антенн с двойной поляризацией согласно настоящему варианту осуществления.

Можно заметить на фиг. 12, что улучшенный вектор предварительного кодирования [v'0 v'0] ^T, соответствующий PMI0, ортогонален с векторами предварительного кодирования, соответствующими PMI9 и PMI15, в дополнение к векторам предварительного кодирования, соответствующим семи PMI PMI2, PMI4, PMI6, PMI8, PMI10, PMI12, PMI14 соответственно. Таким образом планировщику базовой станции предоставляют возможность выполнять многопользовательскую передачу не только множеству пользователям с угловой разницей, кратной 90°, но также и множеству пользователей с угловой разницей 45°.

Нужно объяснить, что данный пример, приведенный с помощью фиг. 12, является случаем, когда v'0 ортогонален с v1 и v7, что является только примером. Ортогональность вектора предварительного кодирования, соответствующего PMI0, может быть улучшена, пока v'0 ортогонален с любым из v1, v3, v5, v7. Чем больше векторов v1, v3, v5, v7, с которыми v'0 ортогонален, тем более значительно может быть улучшена ортогональность вектора предварительного кодирования, соответствующего PMI0, то есть может быть более значительно улучшена эффективность многопользовательской передачи.

Вышеупомянутая новая кодовая книга не только улучшает эффективность многопользовательской передачи, но также и не уменьшает эффективность однопользовательской передачи. Это происходит потому, что направленность вновь созданных основных векторов v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 делают такой, чтобы она была совместима с направленностью v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 соответственно, то есть они все еще являются восемью векторами, распределенными равномерно в пространстве, которые соответствуют свойству (1). Также сдвиг фазы, назначаемый в шестом варианте осуществления, не изменяется, то есть точность сдвига фазы все еще равна двум битам. Соответственно, два вышеупомянутых аспекта, которые определяют эффективность однопользовательской передачи, оба выполняются. Таким образом, новая кодовая книга, полученная в настоящем варианте осуществления, может улучшать эффективность многопользовательской передачи, при условии, что эффективность однопользовательской передачи не уменьшается.

Более конкретно, в качестве примера, настоящее раскрытие обеспечивает способ, с помощью которого вышеупомянутые новые основные векторы v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 можно эффективно получать следующим образом.

На первом этапе генерируют v'0, то есть вектор, который может сделать максимальной корреляцию с v0, находят среди векторов, ортогональных по меньшей мере с одним из v1, v3, v5, v7, и его используют в качестве v'0.

Может быть известно из приведенного выше описания, что существует два набора основных векторов (матриц предварительного кодирования), например, основные векторы v0, v2, v4, v6 и основные векторы v1, v3, v5, v7, которые включает в себя основная кодовая книга, и соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу. Согласно настоящему раскрытию следует определить (вычислить) векторы, которые ортогональны по меньшей мере с одним основным вектором в наборе основных векторов v1, v3, v5, v7 (рассматриваемых в качестве второго набора основных векторов), и вектор, корреляция которого с одним основным вектором (например, v0) из другого набора основных векторов v0, v2, v4, v6 (рассматриваемых в качестве первого набора основных векторов) является самой высокой среди полученных векторов, делают новым основным вектором, например, v'0.

Согласно настоящему варианту осуществления получение векторов, которые ортогональны по меньшей мере одной матрице предварительного кодирования из второго набора основных векторов, может быть реализовано с помощью вычисления линейной комбинации по меньшей мере двух основных векторов из второго набора основных векторов, например, с помощью вычисления линейной комбинации v3 и v5.

На втором этапе другие новые основные векторы v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7, кроме v'0, генерируют один за другим с помощью той же самой операции, как на первом этапе. Например, если необходимо сгенерировать v'1, то необходимо определить вектор, который может сделать максимальной корреляцию с v1 среди векторов, ортогональных по меньшей мере с одним из v2, v3, v6, v8, и использовать его в качестве v'1. По отношению к другим новым основным векторам v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 используют ту же самую операцию.

Дополнительно, после того, как любой из v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 сгенерирован, другие новые основные векторы могут быть сгенерированы с помощью следующего способа. Например, после того, как v'0 сгенерирован, другие новые основные векторы v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 могут быть получены с помощью приведенного ниже уравнения, например:

v'1 может быть получен через v'1=diag (v1)*v'0, то есть

Точно так же v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 могут быть получены соответственно через следующие уравнения:

То есть другие основные векторы v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, отличные от основного вектора v0, дополнительно умножают на сгенерированный новый основной вектор v'0, соответственно, так что генерируют другие новые основные векторы v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7.

Впоследствии исходные основные векторы v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, соответственно, заменяют новым основным вектором v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7, таким образом формируют новую основную кодовую книгу.

Согласно настоящему варианту осуществления основную кодовую книгу [v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7] и новую кодовую книгу [v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7] объединяют по направлению строк для формирования расширенной кодовой книги, и предварительно определенным основным векторам в расширенной кодовой книге назначают сдвиги фазы так, чтобы была сгенерирована кодовая книга со сдвигом фазы. Дополнительно, расширенную кодовую книгу и сгенерированную кодовую книгу со сдвигами фазы объединяют по направлению столбцов в одну кодовую книгу в качестве кодовой книги для восьми антенн с двойной поляризацией.

Для дополнительного удобства понимания далее показывают конструкцию для v'0 на первом этапе. В данном случае предполагают, что v0=[1 1 1 1]^T, и необходимо определить вектор, который может сделать максимальной корреляцию с [1 1 1 1]^T, среди векторов, ортогональных с v1 и v7, и использовать его в качестве v'0. Согласно настоящему варианту осуществления векторы, ортогональные с v1 и v7, могут быть линейными комбинациями v3 и v5. Выполняя поиск числового значения, может быть получено следующее уравнение:

<Девятый вариант осуществления>

Конструкция кодовой книги в восьмом варианте осуществления приводит к тому, что планировщик базовой станции может выполнять многопользовательскую передачу для множества пользователей с угловой разницей, не только кратной 90°, но также и 45°, поэтому это улучшает эффективность многопользовательской передачи при условии, что эффективность однопользовательской передачи не ухудшается.

Таким же способом, как в описанном выше восьмом варианте осуществления, можно выполнять расширение на случай, когда ранг матрицы предварительного кодирования равен 2, как описано в девятом варианте осуществления.

Случай передачи ранга 2 имеет аналогичную природу с передачей MU-MIMO, то есть сигналы более чем на одном уровне отправляют из базовой станции с помощью многопользовательской передачи, описанной в восьмом варианте осуществления. Их отличие состоит в том, что в многопользовательской передаче сигналы на двух уровнях отправляют двум пользователям соответственно, в то время как сигналы на этих двух уровнях отправляют тому же самому пользователю в случае передачи ранга 2. Аналогично с восьмым вариантом осуществления направления излучения сигналов на этих двух уровнях - v0 и v'0 соответственно.

Основной формой матрицы предварительного кодирования ранга 2 для восьми антенн с двойной поляризацией является $$\left[\begin{array}{cc}{v}_0& v_0\\ v_0& -v_0\end{array}\right]$$ , то есть вектором матрицы предварительного кодирования, используемым сигналами на первом уровне, является $$\left[\begin{array}{c}{v}_0\\ v_0\end{array}\right]$$ , и вектором матрицы предварительного кодирования, используемым сигналами на втором уровне, является $$\left[\begin{array}{c}{v}_0\\ -v_0\end{array}\right]$$ . Причем v₀ является вектором DFT с длиной 4, и он соответствует углу θ. Основная форма представляет, что направления передачи сигналов на первом уровне и на втором уровне идентичны, то есть v0=v'0, и они имеют полностью противоположные сдвиги фазы. Противоположные сдвиги фазы главным образом используются для обеспечения ортогональности между векторами предварительного кодирования этих двух уровней, что является основной особенностью матрицы предварительного кодирования ранга 2.

Известно, что в реальных условиях эксплуатации наилучшие направления сигналов на первом уровне и на втором уровне не обязательно должны быть одинаковыми, а могут отличаться. Поэтому, если кодовая книга включает в себя определенные матрицы предварительного кодирования, соответствующие случаю, когда направления сигналов на первом уровне и на втором уровне отличаются, пропускная способность системы может быть улучшена.

В восьмом варианте осуществления первый этап является следующим:

(1) направления главных лепестков v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 являются такими же, как направления главных лепестков v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 соответственно;

v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 в восьмом варианте осуществления представляют векторы предварительного кодирования, используемые для второго пользователя при передаче MU-MIMO, и они представляют векторы предварительного кодирования, используемые сигналами на втором уровне для случая ранга 2. В основной форме ранга 2 направления сигналов на втором уровне уже являются такими же, как направления сигналов на первом уровне. Усовершенствование настоящего варианта осуществления является таким, что ожидают, что направления сигналов на втором уровне и на первом уровне будут различны, поэтому первый этап девятого варианта осуществления должен быть следующим:

(1) направления главных лепестков v'0, v'1, v'2, v'3, v'4, v'5, v'6, v'7 отличаются от направлений главных лепестков v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 соответственно;

Второй этап девятого варианта осуществления является таким же, как второй этап восьмого варианта осуществления:

(2) v'0, v'2, v'4, v'6 составляют набор ортогональных базисов в четырех измерениях, и v'1, v'3, v'5, v'7 составляют другой набор ортогональных базисов в четырех измерениях;

Третий этап девятого варианта осуществления является таким же, как третий этап восьмого варианта осуществления:

(3) v'0, v'2, v'4, v'6 ортогональны по меньшей мере с одним из v1, v3, v5, v7 соответственно, и v'1, v'3, v'5, v'7 ортогональны по меньшей мере с одним из v0, v2, v4, v6, соответственно.

Одной специальной формой третьего этапа является то, что v'0, v'2, v'4, v'6 ортогональны с тремя из v1, v3, v5, v7 соответственно. Например, v'0 ортогонален с v3, v5, v7, так что v'0=v1, точно так же v'2=v3, v'4=v5 и v'6=v7. Кроме того, v'1, v'3, v'5, v'7 ортогональны с тремя из v0, v2, v4, v6 соответственно так, чтобы можно было получить, что v'1=v2, v'3=v4, v'5=v6 и v'7=v0. Для удобства чтения обобщают зависимость между v' и v следующим образом:

v '0=v1

v'1=v2

v'2=v3

v'3=v4

v'4=v5

v'5=v6

v'6=v7

v'7=v0

Таким образом можно вывести матрицу предварительного кодирования ранга 2 в соответствии с принципом восьмого варианта осуществления. Предполагается, что основные матрицы предварительного кодирования имеют следующие формы:

В таком случае согласно настоящему раскрытию другой набор матриц предварительного кодирования, как показано в последующих PMI8-PMI15, может быть сконструирован, основываясь на соответствующих матрицах предварительного кодирования, соответствующих PMI0 - PMI7, как описано выше.

В вышеупомянутых восьми матрицах предварительного кодирования различие направлений между сигналами на первом уровне и сигналами на втором уровне равно 45°, где v0~v7 определяют, как в восьмом варианте осуществления.

В некоторых случаях для передачи ранга одна угловая разница 45° между основными матрицами предварительного кодирования является слишком большой, и более мелкие значения угловой разницы являются предпочтительными. Например, предпочтительны значения разницы направлений, равные 22,5° или даже 11,25°. В последующем вышеупомянутый способ расширяют на разницу направлений, равную 11,25°.

Основной вектор в случае разницы, равной 11,25°, может быть записан как:

w1=[0 11,25 22,5 33,75]

w2=[0 22,5 45 67,5]

w3=[0 33,75 67,5 101,25]

w4=[0 45 90 135]

w5=[0 56,25 112,5 168,75]

w6=[0 67,5 135 202,5]

w7=[0 78,75 157,5 236,25]

w8=[0 90 180 270]

w9=[0 101,25 202,5 303,75]

w10=[0 112,5 225 337,5]

w11=[0 123,75 247,5 11,25]

w12=[0 135 270 45]

w13=[0 146,25 292,5 78,75]

w14=[0 157,5 315 112,5]

w15=[0 168,75 337,5 146,25]

w16=[0 180 0 180]

w17=[0 191,25 22,5 213,75]

w18=[0 202,5 45 247,5]

w19=[0 213,75 67,5 281,25]

w20=[0 225 90 315]

w21=[0 236,25 112,5 348,75]

w22=[0 247,5 135 22,5]

w23=[0 258,75 157,5 56,25]

w24=[0 270 180 90]

w25=[0 281,25 202,5 123,75]

w26=[0 292,5 225 157,5]

w27=[0 303,75 247,5 191,25]

w28=[0 315 270 225]

w29=[0 326,25 292,5 258,75]

w30=[0 337,5 315 292,5]

w31=[0 348,75 337,5 326,25]

Чтобы подчеркнуть, что новые основные векторы имеют лучшую степень пространственной детализации, для представления этих основных векторов вместо «v» используют «w».

Вышеупомянутые 32 основных вектора включают в себя восемь наборов ортогональных базисов, в которых первый набор ортогональных базисов [w0 w8 w16 w24], второй набор ортогональных базисов [w1 w9 w17 w25], третий набор ортогональных базисов [w2 w10 w18 w26], четвертый набор ортогональных базисов [w3 w11 w18 w27] и так далее, таким образом могут быть получены все восемь наборов ортогональных базисов.

Как описано в вышеупомянутом способе, формой матрицы предварительного кодирования ранга 2, которая будет сконструирована, является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_0& w{\text{'}}_0\\ w_0& -w{\text{'}}_0\end{array}\right]$$ . Согласно вышеупомянутым этапам первым этапом получения матрицы предварительного кодирования ранга 2 является то, что направление w'0 отличается от w0, вторым этапом - то, что [w'0, w'8, w'16, w'24] является одним набором ортогональных базисов, а третьим этапом - то, что w'0 ортогонален с тремя из w1~w31.

Одним из примеров третьего этапа является то, что w'0 ортогонален с w9, w17, w25. В этом случае w'0=w1, и также может быть получено w'1=w2, w'30=w31 и w'31=w0. В этом случае разница направлений между сигналами на первом уровне и сигналами на втором уровне равна 11,25°.

Другим примером третьего этапа является то, что w'0 ортогонален с w10, w18, w26. В этом случае w'0=w2, и так же может быть получено w'1=w3, w'29=w31, w'30=w0 и w'31=w1. В этом случае разница направлений между сигналами на первом уровне и сигналами на втором уровне равна 22,5°.

Третьим примером третьего этапа является то, что w'0 ортогонален с w11, w19, w27. В этом случае w'0=w3, и также может быть получено w'1=w4, w'28=w31, w'29=w0, w'30=w1 и w'31=w2. В этом случае разница направлений между сигналами на первом уровне и сигналами на втором уровне равна 33,75°.

Фактическая кодовая книга может быть комбинацией трех примеров третьего этапа, которые описаны выше, то есть разница направлений между сигналами на двух уровнях для некоторой матрицы предварительного кодирования ранга 2 равна 11,25°, разница направлений для другой некоторой матрицы предварительного кодирования ранга 2 равна 22,5°, и разница направлений для дополнительной некоторой матрицы предварительного кодирования ранга 2 равна 33,75°, и так далее.

В итоге может быть получено, что способ генерации кодовой книги в системе беспроводной связи согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя: этап установки для установки основной кодовой книги, включающей в себя множество основных векторов, сгруппированных в множество наборов, в каждом из которых соответствующие основные векторы ортогональны друг другу; этап вычисления для вычисления нового основного вектора, соответствующего одному основному вектору в одном наборе из множества наборов основных векторов так, чтобы новый основной вектор был идентичен другому основному вектору в других наборах основных векторов, отличных от этого одного набора основных векторов, и повторяют этот этап вычисления для получения множества новых основных векторов, соответствующих множеству основных векторов; и этап генерации для генерации новой кодовой книги, используя соответствующие новые основные векторы, как описано выше.

В вышеупомянутом способе множество основных векторов в основной кодовой книге - w_m, которые являются векторами DFT, и значения разницы между направлениями основных векторов w_m и w_m+n равны n раз по 11,25° последовательно, где m и n - целые числа, и они также могут быть вещественными числами.

В вышеупомянутом способе полученные новые основные векторы - w'_m. w'_m также являются векторами DFT, но направления которых отличаются от соответствующих основных векторов w_m. Причем w'_m=w_m+n, например, может быть w'_m=w_m+1, или w'_m=w_m+2, или w'_m=w_m+3 и т.д.

В вышеупомянутом способе формой вектора предварительного кодирования ранга 2 в новой основной кодовой книге является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ w_m& -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ и/или $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ j{w}_m& -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ , причем $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ w_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно, и $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ j{w}_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно.

С помощью вышеупомянутого варианта осуществления настоящего изобретения вышеупомянутые матрицы предварительного кодирования можно хорошо настраивать для реализации предварительного кодирования с высокой эффективностью, даже если направления сигналов на двух уровнях, излучаемых от базовой станции на мобильный терминал, различны.

В базовой станции 700 и терминале 800, которые показаны на фиг. 7 и фиг. 8, можно также применять способ генерации новой кодовой книги, вновь сконструировав основные векторы для улучшения ортогональности между векторами предварительного кодирования в кодовой книге в восьмом и девятом вариантах осуществления. Например, блоки 702 и 801 хранения кодовой книги в базовой станции 700 и терминале 800 могут вновь конструировать основные векторы.

Например, в базовой станции 700 согласно восьмому варианту осуществления основная кодовая книга включает в себя два набора основных векторов, и соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу. Блок 702 хранения кодовой книги из базовой станции 700 получает векторы, которые ортогональны по меньшей мере одному основному вектору из второго набора основных векторов, среди полученных векторов вычисляет вектор, корреляция которого с одним основным вектором из первого набора основных векторов является самой высокой, в качестве нового основного вектора, точно так же генерирует другие новые основные векторы и заменяет соответствующие исходные основные векторы соответствующими новыми основными векторами для формирования новой основной кодовой книги.

Согласно настоящему варианту осуществления блок 702 хранения кодовой книги из базовой станции 700 генерирует другие новые основные векторы из других основных векторов, за исключением одного основного вектора в первом наборе основных векторов, повторяя операцию генерации нового основного вектора или умножая другие основные векторы, за исключением одного основного вектора в первом наборе основных векторов, на новый основной вектор, соответственно.

Согласно настоящему варианту осуществления блок 702 хранения кодовой книги из базовой станции 700 вычисляет линейные комбинации по меньшей мере двух основных векторов во втором наборе основных векторов в качестве векторов, ортогональных по меньшей мере с одним основным вектором из второго набора основных векторов.

Согласно настоящему варианту осуществления блок 702 хранения кодовой книги из базовой станции 700 объединяет исходную основную кодовую книгу и новую основную кодовую книгу по направлению строк для формирования расширенной кодовой книги. Базовая станция 700 дополнительно назначает сдвиги фазы основным векторам в расширенной кодовой книге с помощью блока 7022 назначения сдвига фазы для формирования кодовой книги со сдвигом фазы.

В случае, когда множество антенных решеток используют для восьми антенн с двойной поляризации (каждая из антенных решеток включает в себя четыре антенны, имеющие одинаковую характеристику поляризации восьми антенн с двойной поляризацией), блок 702 хранения кодовой книги объединяет расширенную кодовую книгу и сгенерированную кодовую книгу со сдвигом фазы по направлению столбцов в одну кодовую книгу в качестве кодовой книги для восьми антенн с двойной поляризацией.

Например, в базовой станции 700 согласно девятому варианту осуществления блок 701 приема информации обратной связи принимает информацию, передаваемую обратно от терминала; блок 702 хранения кодовой книги хранит основную кодовую книгу и/или новую основную кодовую книгу, основная кодовая книга содержит множество основных векторов, которые сгруппированы во множество наборов, соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу, новую основную кодовую книгу получают способом: вычисляют новый основной вектор, соответствующий одному основному вектору в одном наборе из множества наборов основных векторов, так, чтобы новый основной вектор был равен другому основному вектору в других наборах основных векторов, отличных от этого набора основных векторов, и повторяют вышеупомянутую операцию для получения множества новых основных векторов, соответствующих множеству основных векторов, и генерируют новую основную кодовую книгу, используя соответствующие новые основные векторы; и блок 703 отправителя предварительно кодирует данные, которые будут передавать, используя основную кодовую книгу и/или новую основную кодовую книгу, основываясь на информации, передаваемой обратно от терминала, и передает предварительно закодированные данные на терминал через антенную решетку.

Согласно настоящему варианту осуществления множество основных векторов в основной кодовой книге - w_m, которые являются DFT векторами, и значения разницы между направлениями основных векторов w_m и w_m+n равны n раз по 11,25° последовательно, где m и n - целые числа, и они также могут быть вещественными числами.

Согласно настоящему варианту осуществления полученные новые основные векторы - w'_m. w'_m также являются DFT векторами, но их направления отличаются от соответствующих основных векторов w_m. Причем w'_m=w_m+n, например, может быть w'_m=w_m+1, или w'_m=w_m+2, или w'_m=w_m+3 и т.д.

Согласно настоящему варианту осуществления формой вектора предварительного кодирования ранга 2 в новой основной кодовой книге является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ w_m& -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ и/или $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ j{w}_m& -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ , причем $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ w_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно, и $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ j{w}_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно.

Например, в терминале 800 согласно восьмому варианту осуществления основная кодовая книга включает в себя два набора основных векторов, и соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу. Блок 801 хранения кодовой книги из терминала 800 получает векторы, которые ортогональны по меньшей мере с одним основным вектором из второго набора основных векторов, среди полученных векторов вычисляет вектор, корреляция которого с одним основным вектором из первого набора основных векторов является самой высокой, в качестве нового основного вектора, генерирует другие новые основные векторы и заменяет соответствующие исходные основные векторы соответствующими новыми основными векторами для формирования новой основной кодовой книги.

Согласно настоящему варианту осуществления блок 801 хранения кодовой книги из терминала 800 генерирует другие новые основные векторы из других основных векторов, за исключением одного основного вектора в первом наборе основных векторов, повторяя операцию генерации нового основного вектора или умножая другие основные векторы, за исключением одного основного вектора в первом наборе основных векторов, на новый основной вектор, соответственно.

Согласно настоящему варианту осуществления блок 801 хранения кодовой книги из терминала 800 вычисляет линейные комбинации по меньшей мере двух основных векторов во втором наборе основных векторов в качестве векторов, ортогональных по меньшей мере с одним основным вектором из второго набора основных векторов.

Согласно настоящему варианту осуществления блок 801 хранения кодовой книги из терминала 800 объединяет исходную основную кодовую книгу и новую основную кодовую книгу по направлению строк для формирования расширенной кодовой книги. Терминал 800 дополнительно назначает сдвиги фазы основным векторам в расширенной кодовой книге с помощью блока 8012 назначения сдвига фазы для формирования кодовой книги со сдвигом фазы.

В случае, когда множество антенных решеток используют для восьми антенн с двойной поляризацией (каждая из антенных решеток включает в себя четыре антенны, имеющие одинаковую характеристику поляризации восьми антенн с двойной поляризацией), блок 801 хранения кодовой книги объединяет расширенную кодовую книгу и сгенерированную кодовую книгу со сдвигом фазы по направлению столбцов в одну кодовую книгу в качестве кодовой книги для восьми антенн с двойной поляризацией.

Например, в терминале 800 согласно девятому варианту осуществления блок 801 хранения кодовой книги хранит основную кодовую книгу и/или новую основную кодовую книгу, основная кодовая книга содержит множество основных векторов, которые сгруппированы во множество наборов, соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу, новую основную кодовую книгу получают способом: вычисляют новый основной вектор, соответствующий одному основному вектору в одном наборе из множества наборов основных векторов, так, чтобы новый основной вектор был равен другому основному вектору в других наборах основных векторов, отличных от этого набора основных векторов, и повторяет вышеупомянутую операцию для получения множества новых основных векторов, соответствующих множеству основных векторов, и генерируют новую основную кодовую книгу, используя соответствующие новые основные векторы; и блок 802 передачи информации обратной связи передает обратно к базовой станции идентификаторы индексов матрицы предварительного кодирования в основной кодовой книге и/или в новой основной кодовой книге.

Согласно настоящему варианту осуществления множество основных векторов в основной кодовой книге - w_m, которые являются векторами DFT, и значения разницы между направлениями основных векторов w_m и w_m+n равны n раз по 11,25° последовательно, где m и n - целые числа, и они также могут быть вещественными числами.

Согласно настоящему варианту осуществления полученные новые основные векторы - w'_m. w'_m также являются векторами DFT, но их направления отличаются от соответствующих основных векторов w_m. Причем w'_m=w_m+n, например, может быть w'_m=w_m+1, или w'_m=w_m+2, или w'_m=w_m+3 и т.д.

Согласно настоящему варианту осуществления формой вектора предварительного кодирования ранга 2 в новой основной кодовой книге является $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ w_m& -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ и/или $$\left[\begin{array}{cc}{w}_m& w{\text{'}}_m\\ j{w}_m& -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ , причем $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ w_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -w{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно, и $$\left[\begin{array}{c}{w}_m\\ j{w}_m\end{array}\right]$$ и $$\left[\begin{array}{c}w{\text{'}}_m\\ -jw{\text{'}}_m\end{array}\right]$$ используются для предварительного кодирования сигналов на различных уровнях, передаваемых от базовой станции, соответственно.

Фиг. 13 - последовательность операций, показывающая способ генерации кодовой книги в системе радио связи с множеством антенных решеток согласно настоящему варианту осуществления.

Как показано на фиг. 13, на этапе S1310 обеспечивают основную кодовую книгу, включающую в себя два набора основных векторов, в которой соответствующие основные векторы в каждом наборе основных векторов ортогональны друг другу. На этапе S1320 получают векторы, ортогональные по меньшей мере одному основному вектору из второго набора основных векторов. На этапе S1330 вектор, корреляция которого с одним основным вектором из первого набора основных векторов является самой высокой среди полученных векторов, назначают новым основным вектором. На этапе S1340 генерируют другие основные векторы. На этапе S1350 соответствующие исходные основные векторы заменяют соответствующими новыми основными векторами для формирования новой основной кодовой книги.

Согласно настоящему варианту осуществления этап генерации других новых основных векторов вышеупомянутого способа генерации кодовой книги может включать в себя этап, на котором: повторяют операцию генерации нового основного вектора по отношению к другим основным векторам, отличным от одного основного вектора в первом наборе основных векторов, или умножают другие основные векторы, отличные от одного основного вектора в первом наборе основных векторов, на новый основной вектор, соответственно.

Согласно настоящему варианту осуществления этап получения векторов, ортогональных по меньшей мере с одним основным вектором из второго набора основных векторов вышеупомянутого способа генерации кодовой книги, может дополнительно включать в себя этап, на котором: вычисляют линейные комбинации по меньшей мере двух основных векторов из второго набора основных векторов.

Согласно настоящему варианту осуществления вышеупомянутый способ генерации кодовой книги может дополнительно включать в себя этап объединения основной кодовой книги и новой основной кодовой книги по направлению строк для формирования расширенной кодовой книги и назначения сдвигов фазы основным векторам в расширенной кодовой книге для генерации кодовой книги со сдвигом фазы.

Согласно настоящему варианту осуществления в вышеупомянутом способе генерации кодовой книги множество антенных решеток могут быть восьмью антеннами с двойной поляризации, и каждая из антенных решеток включает в себя четыре антенны, имеющие одинаковую характеристику поляризации восьми антенн с двойной поляризацией. Способ может дополнительно включать в себя этап объединения расширенной кодовой книги и сгенерированной кодовой книги со сдвигом фазы по направлению столбцов в одну кодовую книгу в качестве кодовой книги для восьми антенн с двойной поляризацией.

Описание восьмого варианта осуществления настоящего изобретения выполнено, как указано выше. С помощью технической схемы настоящего варианта осуществления эффективность многопользовательской передачи может быть улучшена, не уменьшая эффективность однопользовательской передачи.

Соответствующие варианты осуществления настоящего приложения, которые описаны выше, являются только примерным описанием, и их конкретные структуры и операции не ограничивают объема настоящего изобретения. Специалисты могут по иному объединять различные части и операции в соответствующих вариантах осуществления для создания новых вариантов осуществления, которые также согласуются с концепцией настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения можно воплощать с помощью аппаратных средств, программного обеспечения или аппаратно-программного обеспечения или в некоторой степени объединяя их друг другу, и способ реализации не ограничивает объем настоящего изобретения.

Взаимозависимости соединений между соответствующими функциональными элементами (блоками) в вариантах осуществления настоящего изобретения не ограничивают объем настоящего изобретения, в котором один или большее количество функциональных элементов могут включать в себя или соединяться с любыми другими функциональными элементами.

Хотя некоторые варианты осуществления настоящего изобретения показаны и описаны в комбинации с прилагаемыми чертежами, специалисты в данной области техники поймут, что могут быть сделаны изменения и модификации этих вариантов осуществления, которые все равно находятся в пределах формулы изобретения и ее эквивалентов, не отступая от объема и формы раскрытия.

Изобретение относится к системе беспроводной связи, содержащей базовую станцию и терминал, которые используют сгенерированную кодовую книгу. Технический результат - повышение точности обратной связи для многоэлементной антенной решетки. Для этого устройство и способ генерации кодовой книги в системе беспроводной связи с множеством антенных решеток используют данную кодовую книгу для осуществления связи. Способ содержит этапы, на которых: обеспечивают основную кодовую книгу, которая содержит множество матриц предварительного кодирования; и назначают сдвиги фазы определенным матрицам предварительного кодирования в основной кодовой книге для формирования кодовой книги со сдвигом фазы. Служебная информация обратной связи от клиента на сторону базовых станций уменьшается, и хорошая точность обратной связи для многоэлементной антенной решетки сохраняется. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 ил.

1. Устройство терминала, содержащее:
секцию хранения кодовой книги, сконфигурированную с возможностью хранения расширенной кодовой книги, которая сформирована посредством объединения первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги по направлению столбцов, причем первая основная кодовая книга включает в себя N групп основных матриц предварительного кодирования, причем каждая группа состоит из четырех матриц предварительного кодирования, которые ортогональны друг другу, причем N является натуральным числом, которое равно или больше 2, и причем вторая основная кодовая книга сформирована посредством применения сдвига фазы к каждой из упомянутых N групп, причем сдвиг фазы, примененный к одной группе, отличается от сдвига фазы, примененного к другим группам; и
секцию обратной связи, сконфигурированную с возможностью передавать по обратной связи индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI) для идентификации матрицы предварительного кодирования среди 4N матриц предварительного кодирования, включенных в расширенную кодовую книгу, на базовую станцию.

2. Устройство терминала по п.1, в котором
каждая из первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги включает в себя 4N основных матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с четырьмя строками и одним столбцом; и
расширенная кодовая книга включает в себя 4N матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с восемью строками и одним столбцом.

3. Устройство терминала по п.1 или 2, в котором
разница в градусах между основными матрицами w_m и w_m+1 предварительного кодирования равна n раз по 2/32 градусов, где w_m и w_m+1 включены в первую основную кодовую книгу, а m и n являются целыми числами.

4. Устройство терминала по п.1 или 2, в котором
в случае, когда данные передаются с использованием двух уровней из устройства базовой станции,
основные матрицы предварительного кодирования, включенные в первую основную кодовую книгу, включают в себя векторы w_m основных матриц предварительного кодирования для одного уровня и векторы w'_m основных матриц предварительного кодирования для другого уровня, где m является целым числом; и
разница в градусах между w_m и w'_m выбирается из 2/32 градусов, 4/32 градусов и 6/32 градусов.

5. Устройство терминала по одному из пп.1-4, причем
устройство базовой станции содержит множество антенных решеток; и
секция обратной связи передает по обратной связи PMI для каждой из упомянутого множества антенных решеток.

6. Способ передачи, содержащий этапы, на которых:
сохраняют расширенную кодовую книгу, которая сформирована посредством объединения первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги по направлению столбцов, причем первая основная кодовая книга включает в себя N групп основных матриц предварительного кодирования, причем каждая группа состоит из четырех матриц предварительного кодирования, которые ортогональны друг другу, причем N является натуральным числом, которое равно или больше 2, и причем вторая основная кодовая книга сформирована посредством применения сдвига фазы к каждой из упомянутых N групп, причем сдвиг фазы, примененный к одной группе, отличается от сдвига фазы, примененного к другим группам; и
передают по обратной связи индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI) для идентификации матрицы предварительного кодирования среди 4N матриц предварительного кодирования, включенных в расширенную кодовую книгу, на базовую станцию.

7. Способ передачи по п.6, в котором
каждая из первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги включает в себя 4N основных матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с четырьмя строками и одним столбцом; и
расширенная кодовая книга включает в себя 4N матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с восемью строками и одним столбцом.

8. Способ передачи по п.6 или 7, в котором
разница в градусах между основными матрицами w_m и w_m+1 предварительного кодирования равна n раз по 2/32 градусов, где w_m и w_m+1 включены в первую основную кодовую книгу, а m и n являются целыми числами.

9. Способ передачи по п.6 или 7, в котором
в случае, когда данные передают с использованием двух уровней из устройства базовой станции,
основные матрицы предварительного кодирования, включенные в первую основную кодовую книгу, включают в себя векторы w_m основных матриц предварительного кодирования для одного уровня и векторы w'_m основных матриц предварительного кодирования для другого уровня, где m является целым числом; и
разница в градусах между w_m и w'_m выбирается из 2/32 градусов, 4/32 градусов, 6/32 градусов.

10. Способ передачи по пп.6-9, в котором
устройство базовой станции содержит множество антенных решеток; и
обратную связь выполняют посредством передачи по обратной связи PMI для каждой из упомянутого множества антенных решеток.

11. Устройство базовой станции, содержащее:
секцию хранения кодовой книги, сконфигурированную с возможностью хранения расширенной кодовой книги, которая сформирована посредством объединения первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги по направлению столбцов, причем первая основная кодовая книга включает в себя N групп основных матриц предварительного кодирования, причем каждая группа состоит из четырех матриц предварительного кодирования, которые ортогональны друг другу, причем N является натуральным числом, которое равно или больше 2, и причем вторая основная кодовая книга сформирована посредством применения сдвига фазы к каждой из упомянутых N групп, причем сдвиг фазы, примененный к одной группе, отличается от сдвига фазы, примененного к другим группам;
секцию приема, сконфигурированную с возможностью приема информации, включающей в себя индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI) для идентификации матрицы предварительного кодирования среди 4N матриц предварительного кодирования, включенных в расширенную кодовую книгу, от устройства терминала; и
секцию передачи, сконфигурированную с возможностью предварительного кодирования данных с использованием матрицы предварительного кодирования, соответствующей PMI, включенному в принятую информацию, и передачи предварительно кодированных данных на устройство терминала.

12. Устройство базовой станции по п.11, в котором
каждая из первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги включает в себя 4N основных матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с четырьмя строками и одним столбцом; и
расширенная кодовая книга включает в себя 4N матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с восемью строками и одним столбцом.

13. Устройство базовой станции по п.11 или 12, в котором
разница в градусах между основными матрицами w_m и w_m+1 предварительного кодирования равна n раз по 2/32 градусов, где w_m и w_m+1 включены в первую основную кодовую книгу, а m и n являются целыми числами.

14. Устройство базовой станции по п.11 или 12, в котором
секция передачи передает данные с использованием двух уровней;
основные матрицы предварительного кодирования, включенные в первую основную кодовую книгу, включают в себя векторы w_m основных матриц предварительного кодирования для одного уровня и векторы w'_m основных матриц предварительного кодирования для другого уровня, где m является целым числом; и
разница в градусах между w_m и w'_m выбирается из 2/32 градусов, 4/32 градусов и 6/32 градусов.

15. Устройство базовой станции по пп.11-14, в котором
секция передачи содержит множество антенных решеток; и
принятые данные включают в себя PMI для каждой из упомянутого множества антенных решеток.

16. Способ передачи, содержащий этапы, на которых:
сохраняют расширенную кодовую книгу, которая сформирована посредством объединения первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги по направлению столбцов, причем первая основная кодовая книга включает в себя N групп основных матриц предварительного кодирования, причем каждая группа состоит из четырех матриц предварительного кодирования, которые ортогональны друг другу, причем N является натуральным числом, которое равно или больше 2, и причем вторая основная кодовая книга сформирована посредством применения сдвига фазы к каждой из упомянутых N групп, причем сдвиг фазы, примененный к одной группе, отличается от сдвига фазы, примененного к другим группам;
принимают информацию, включающую в себя индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI) для идентификации матрицы предварительного кодирования среди 4N матриц предварительного кодирования, включенных в расширенную кодовую книгу, от устройства терминала; и
предварительно кодируют данные с использованием матрицы предварительного кодирования, соответствующей PMI, включенному в принятую информацию, и передают предварительно кодированные данные на устройство терминала.

17. Способ передачи по п.16, в котором
каждая из первой основной кодовой книги и второй основной кодовой книги включает в себя 4N основных матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с 4 строками; и
расширенная кодовая книга включает в себя 4N матриц предварительного кодирования, которые являются матрицами с 8 строками.

18. Способ передачи по п.16 или 17, в котором
разница в градусах между основными матрицами w_m и w_m+1 предварительного кодирования равна n раз по 2/32 градусов, где w_m и w_m+1 включены в первую основную кодовую книгу, а m и n являются целыми числами.

19. Способ передачи по п.16 или 17, в котором
передачу данных выполняют с использованием двух уровней;
основные матрицы предварительного кодирования, включенные в первую основную кодовую книгу, включают в себя векторы w_m основных матриц предварительного кодирования для одного уровня и векторы w'_m основных матриц предварительного кодирования для другого уровня, где m является целым числом; и
разница в градусах между w_m и w'_m выбирается из 2/32 градусов, 4/32 градусов и 6/32 градусов.

20. Способ передачи по одному из пп.16-19, в котором
передачу данных выполняют с использованием множества антенных решеток; и
принятые данные включают в себя PMI для каждой из упомянутого множества антенных решеток.