專利名稱：：預(yù)編碼mimo-ofdm系統(tǒng)中降低反饋信息開(kāi)銷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在通信系統(tǒng)接收端降低預(yù)編碼反饋信息量的方法。本發(fā)明還涉及一種在通信系統(tǒng)發(fā)射端降低預(yù)編碼反饋信息量的方法。本發(fā)明還涉及一種接收單元，用于降低預(yù)編碼反饋信息量。本發(fā)明還涉及一種發(fā)射單元，用于降低預(yù)編碼反饋信息量。
背景技術(shù)：
：發(fā)射機(jī)和接收機(jī)均使用多天線的無(wú)線通訊系統(tǒng)通常被稱為多入多出(MIMO)系統(tǒng)。眾所周知，在現(xiàn)有技術(shù)中，如果在發(fā)射機(jī)方使用線性MIMO預(yù)編碼，系統(tǒng)性能將得到極大提高。IEEE802.16-2005標(biāo)準(zhǔn)已執(zhí)行該線性預(yù)編碼，且已建議在3GPPE-UTRA標(biāo)準(zhǔn)中采用該線性預(yù)編碼。結(jié)合MIMO后的正交頻分復(fù)用(OFDM)可4吏MIMO預(yù)編碼擴(kuò)展到頻率選擇性MIMO信道上。在MIMO-OFDM系統(tǒng)中，寬帶信道被轉(zhuǎn)換為與OFDM子載波相應(yīng)的多個(gè)窄帶信道?？杉僭O(shè)每個(gè)窄帶信道都為平坦衰落。而且，相鄰的OFDM子載波組成大小均等的組，得到OFDM子頻段。3GPPE-UTRA中常見(jiàn)的是每25個(gè)相鄰OFDM子載波構(gòu)成一個(gè)OFDM子頻段。這樣，總帶寬可被分成AT個(gè)子頻段。設(shè)置每個(gè)子頻段的寬度以保證子頻段內(nèi)的信道近似為平坦衰落。這表示同一個(gè)的最佳預(yù)編碼矩陣一般可用于同一子頻段的所有子載波。MIMO-OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題由于頻率選擇性調(diào)度，信道質(zhì)量是多個(gè)OFDM子頻段的函數(shù)，因此增加了反饋開(kāi)銷。此外，當(dāng)采用基于碼表(codebook)的線性MIMO預(yù)編碼時(shí)，接收機(jī)需要向碼表指出每個(gè)OFDM子頻段的預(yù)編碼矩陣索引(PMI)。這就意味著信令開(kāi)銷的負(fù)荷明顯增大，必須找到一種降低開(kāi)銷的方法。對(duì)于基于碼表的預(yù)編碼MIMO-OFDM,現(xiàn)有
背景技術(shù)：
都利用相鄰的子載波或子頻段的最佳預(yù)編碼矩陣之間的相關(guān)性，來(lái)降低預(yù)編碼信息的反饋量。在本申請(qǐng)的最后，附有
背景技術(shù)：
的參考文件列表。在參考文件[6](3GPPR1-061441,"FeedbackReductionforRank-lpre-codingforE-UTRAdownlink",TexasInstruments,Shanghai,May2006(3GPPR1-061441,"E-UTRA下行鏈路的第一級(jí)預(yù)編碼反饋降低方法"，德州儀器，上海，2006年5月))和參考文件[7](3GPPR1-061439,"EvaluationofCodebook-basedPrecodingforLTEM1MOSystems",TexasInstruments,Shanghai,May2006(3GPPRl-061439,"LTEMIMO系統(tǒng)中基于碼表的預(yù)編碼評(píng)估"，德州儀器，上海，2006年5月))中，描述了一種分組方法，通過(guò)建立較大的相鄰子載波組，找出在較大組內(nèi)平均都有效的預(yù)編碼矩陣，從而降低了預(yù)編碼信息反饋。例如，在參考文件[6]中推薦每?jī)蓚€(gè)OFDM子頻段使用一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引即可，與每個(gè)OFDM子頻段反饋一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引比起來(lái)，系統(tǒng)性能只不過(guò)略微下降。而采用這種方法，預(yù)編碼矩陣的反饋開(kāi)銷就能減半。在參考文件[3](J.Choi，R.W.HeathJr.,"InterpolationBasedUnitaryPrecodingforSpatialMultiplexingMIMO-OFDMwithLimitedFeedback",IEEEGlobecomConference2004,Dallas,USA,November2004，page214-218(J.Choi和R.W.HeathJr.，"空間復(fù)用MIMO-OFDM中有限反饋的插值一元預(yù)編碼，，，IEEE2004年國(guó)際通訊研討會(huì)文件匯編，達(dá)拉斯，美國(guó)，2004年11月，第214-218頁(yè)))和參考文件[4〗(J.Choi,R.W.HeathJr.,"InterpolationBasedTransmitBeamformingforMIMO-OFDMwithLimitedFeedback",IEEETransactionsonSignalProcessing,Vol.53,No.11,November2005,page4125-4135(J.Choi和R.W.HeathJr.,"MIMO-OFDM中有限反饋的插值發(fā)送波束成型方法，，，IEEE信號(hào)處理學(xué)報(bào)，第53巻第11號(hào)，2005年11月，第4125-4135頁(yè)))中也提出了同樣原理的方法。參考文件的作者提出上報(bào)每L個(gè)OFDM子載波的預(yù)編碼矩陣索引，這里子載波在整個(gè)帶寬中抽樣選出。在發(fā)射機(jī)，通過(guò)插值運(yùn)算，對(duì)中間的預(yù)編碼矩陣索引進(jìn)行重構(gòu)。在參考文件[5](B.Mondahl,R.W.HeathJr./'AlgorithmsforQuantizedPrecodinginMIMO匿OFDMBeamformingSystems",ProceedingsoftheSPIE,Volume5847，pp.80-87，2005(B.Mondahl和R.W.HeathJr.，"MIMO-OFDM波束形成系統(tǒng)中的量化預(yù)編碼算法"，SPIE會(huì)議文件匯編，第5847巻，第80-87頁(yè)，2005年))中，提出了另一種方法，根據(jù)這種方法，在時(shí)域內(nèi)而不是頻域內(nèi)量化信道信息(預(yù)編碼矩陣信息)，這種轉(zhuǎn)換對(duì)信道信息進(jìn)行了去相關(guān)。這一方法的本質(zhì)在于，在量化之前去相關(guān)化預(yù)編碼矩陣信息。這一方法的效果與參考文件[4]提供的分組方法類似?，F(xiàn)有的用于降低預(yù)編碼矩陣索引反饋信令量的方法都有一個(gè)共同的缺陷，那就是它們經(jīng)常反饋對(duì)系統(tǒng)發(fā)射端無(wú)用的信息。現(xiàn)有的用于降低預(yù)編碼矩陣索引反饋開(kāi)銷的解決方案都沒(méi)有考慮到在發(fā)射端有些信息比較重要，而另一些信息則沒(méi)那么重要。因此，需要找出一種方法，能夠智能地選擇出應(yīng)該反饋的信息，以便進(jìn)一步降低預(yù)編碼矩陣索引反饋信令開(kāi)銷量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于通信系統(tǒng)接收端和發(fā)射端的方法，以降低預(yù)編碼反饋信息量，本發(fā)明還提供用于上述改進(jìn)系統(tǒng)中的一種接收單元和一種發(fā)射單元。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明目的是提供一種方法、一種接收單元和一種發(fā)射單元，用于降低矩陣索引反饋信令量，其降低效果超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中的各種方法。本發(fā)明的目的進(jìn)一步在于提供一種方法、一種接收單元和一種發(fā)射單元，用于將矩陣索引反饋信令限制在對(duì)系統(tǒng)有用的信息范圍內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了具有權(quán)利要求1至22所述特征的方法，用于降低預(yù)編碼反饋信息量。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了具有權(quán)利要求23至26所述特征的接收單元和發(fā)射單元，用于降低預(yù)編碼反饋信息量。通過(guò)使用本發(fā)明提供的方法、接收單元和發(fā)射單元，在接收機(jī)可以有效判斷出哪些信息對(duì)發(fā)射機(jī)有用，并反饋這些信息。通過(guò)使用本發(fā)明提供的方法、接收單元和發(fā)射單元，可以不再將通信資源浪費(fèi)在質(zhì)量較差的子頻段信令信息上。因此，本發(fā)明提供的方法、接收單元和發(fā)射單元限制反饋信息只包括會(huì)被調(diào)度、用于傳輸?shù)淖宇l段信息。反饋信息量因此減少。本發(fā)明提供了一種解決方案，在系統(tǒng)吞吐量和降低反饋信息量之間找到了很好的平衡點(diǎn)。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以執(zhí)行秩自適應(yīng)，即可選擇一定數(shù)量的數(shù)據(jù)流及子集和預(yù)編碼碼表索引向量。這有利于最大化連接的吞吐量。在本發(fā)明實(shí)施例中，預(yù)編碼碼表索引向量中的元素?cái)?shù)量可以設(shè)置為一個(gè)低值，如設(shè)為1。這會(huì)有效的降低反饋信令量。在預(yù)編碼矩陣的性能與OFDM子頻段高度相關(guān)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例也是有利的。在本發(fā)明實(shí)施例中，也可以為補(bǔ)子集反饋一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引，這里包括沒(méi)有被本方法選中的子頻段?？蛇x地，用于補(bǔ)子集的預(yù)編碼矩陣可以是固定的。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是，如果調(diào)度程序決定從所述補(bǔ)子集中調(diào)度一子頻段用于傳輸，需要反饋的信息量將非常少。在本發(fā)明實(shí)施例中，使用位圖來(lái)識(shí)別被選的子集。位像是一種可進(jìn)一步降低傳送的反饋量的有效壓縮方法。以下將結(jié)合附圖中的優(yōu)選實(shí)施例圖示，詳細(xì)描述本發(fā)明提供的用于降低矩陣索引反饋信令量的方法、接收單元和發(fā)射單元，以及所述方法、接收單元和發(fā)射單元的優(yōu)點(diǎn)。圖1顯示了從所有可用子頻段Q中選擇出的子集"，并用位圖B識(shí)別w。圖2顯示了從所有可用子頻段中Q選擇出的子集w,且在(a)和(b)中對(duì)子集w卩吏用分組方法。圖3顯示了OFDM子頻段頻鐠中預(yù)編碼矩陣和子頻段的SNR曲線圖示例。圖4顯示了OFDM子頻段頻i普中預(yù)編碼矩陣和子頻段的另一SNR曲線圖示例。具體實(shí)施方式在具有^個(gè)發(fā)射天線和個(gè)接收天線的平坦衰落、非預(yù)編碼MIMO系統(tǒng)中，其輸入-輸出關(guān)系可描述如下y=Hx+n(i)在公式(i)中，x是已發(fā)送符號(hào)的w一i向量，y，"分別是已接收符號(hào)和噪音的xl向量，H是信道系數(shù)的A^x&矩陣。已發(fā)送符號(hào)在MIMO信道H上進(jìn)行Wr次空間復(fù)用，也就是說(shuō)，&個(gè)數(shù)據(jù)流被平行發(fā)送，其頻語(yǔ)效率在理-論上可以達(dá)到^r倍。線性預(yù)編碼表示在公式(l)中引入了A^x^預(yù)編碼矩陣W，用于對(duì)向量x中的符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。列數(shù)JV,可以設(shè)置為小于行數(shù)A^，這時(shí)x則修改為iVsxl。這樣，K個(gè)數(shù)據(jù)流平行發(fā)送，稱作壽失自適應(yīng)(rankadaptation)，這表示在信道上空間復(fù)用的符號(hào)較少。雖然空間復(fù)用的符號(hào)較少，但是符號(hào)的誤碼率降低了，所以秩自適應(yīng)是有用的。預(yù)編碼MIMO的輸入-輸出關(guān)系描述如下y=HWx+n.(2)在公式(2)中，要選擇最佳的預(yù)編碼器矩陣W,就需要了解信道H和接收機(jī)噪音的統(tǒng)計(jì)量。由于接收機(jī)很容易得到這些信息，所以這一選擇過(guò)程最好由接收機(jī)執(zhí)行。然后接收機(jī)將選中的預(yù)編碼器w發(fā)給發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)按照接收機(jī)的選擇進(jìn)行預(yù)編碼。為了降低接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的信令負(fù)荷，通常假設(shè)該預(yù)編碼矩陣W屬于一個(gè)固定的預(yù)編碼矩陣集合，這里該固定的預(yù)編碼矩陣集合稱為碼表。如果碼表中有N個(gè)元素，則只需要^-「^^(^"比特來(lái)表示碼表中的一個(gè)元素，因此接收機(jī)只需要將預(yù)編碼矩陣索引(PMI)發(fā)給發(fā)射機(jī)即可。結(jié)合MIMO后的OFDM使MIMO預(yù)編碼擴(kuò)展到頻率選則性MIMO信道上。在MIMO-OFDM系統(tǒng)中，寬帶信道被轉(zhuǎn)換為與OFDM子載波相應(yīng)的多個(gè)窄帶信道?？杉僭O(shè)每個(gè)窄帶信道為平坦衰落。使用OFDM后，公式(l)和(2)就可以用在所有所述窄帶信道上。而且，相鄰OFDM子載波組成大小均等的組，得到OFDM子頻段。3GPPE-UTRA中常見(jiàn)的是每25個(gè)相鄰OFDM子載波構(gòu)成一個(gè)OFDM子頻段。這樣，總帶寬可被分成《個(gè)子頻段。設(shè)置每個(gè)子頻段的寬度以保證子頻段內(nèi)的信道近似為平坦衰落。這表示公式(2)中的最佳預(yù)編碼矩陣W—般可用于同一個(gè)子頻段的所有子載波。因此，PMI反饋中最小必要單元為一個(gè)子頻段，而且每個(gè)子頻段只需要反饋一個(gè)PMI。在OFDM系統(tǒng)中執(zhí)行頻率選4奪性調(diào)度。在例如E-UTRAN和IEEE802.16等系統(tǒng)中，由于信道質(zhì)量，如信干比，在整個(gè)傳輸帶寬上變化，故可采用頻率選擇性調(diào)度以及多用戶調(diào)度。為了實(shí)現(xiàn)頻率選擇性調(diào)度，接收機(jī)在反饋信道上指示，全部K個(gè)OFDM子頻段中哪Q個(gè)子頻段更適合于接收數(shù)據(jù)，并給出這Q個(gè)頻段的信道質(zhì)量指示符。在所有《個(gè)OFDM子頻段中，接收機(jī)自然會(huì)選擇信干比最高的Q個(gè)子頻段。這一點(diǎn)如現(xiàn)有技術(shù)的參考文件[l]"3GPPRl-061246"UnifieduplinkCQIsignallingbyefficientlabeling",Huawei，Shanghai,May2006，，("通過(guò)有效標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一上行鏈路CQI信令，，，華為，上海，2006)所示。現(xiàn)有技術(shù)參考文件[2]"PCT/CN/2006/0004,"Methodforsub-bandindicatorsignalling",Huawei，Patentapplication,March2006"(PCT/CN/2006/0004，《子頻段指示符信令方法》，華為，專利申請(qǐng)，2006年3月)進(jìn)一步給出了一種有效的方法，用于表示由K個(gè)可用子頻段中Q個(gè)子頻段構(gòu)成的子集。本發(fā)明采用的方法結(jié)合了物理層預(yù)編碼的行為和調(diào)度層的動(dòng)作。因此，本發(fā)明釆用的是跨層方法。本發(fā)明的發(fā)明人觀察到，由于用戶之間的竟?fàn)?，信道質(zhì)量差的OFDM子頻段上的用戶不會(huì)被調(diào)度。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，各個(gè)信道質(zhì)量高的OFDM子頻段擁有相關(guān)的預(yù)編碼矩陣索引。這就意味著在一個(gè)高質(zhì)量子頻段上表現(xiàn)良好的預(yù)編碼矩陣，很可能在另一個(gè)高質(zhì)量子頻段上也會(huì)表現(xiàn)良好。發(fā)明人認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)可以用來(lái)減少使用的預(yù)編碼矩陣的數(shù)量。因此，沒(méi)有必要反饋所有OFDM子頻段的預(yù)編碼矩陣信息，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)不需要使用這一信息，除非所有的子頻段都被調(diào)度給用戶使用，而在這種情況下，就根本沒(méi)有頻率調(diào)度增益可言。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)參考文件[3]、[4]、[5]、[6]和[7]都不同，本發(fā)明無(wú)意描述整個(gè)帶寬上所有的預(yù)編碼矩陣索引，而是只描述信道質(zhì)量高、較有可能執(zhí)行傳輸任務(wù)的OFDM子頻段的預(yù)編碼矩陣索引。通過(guò)參考文件[l]所提供的標(biāo)簽技術(shù)，可以有效地表示出接收機(jī)希望調(diào)度的頻段，優(yōu)選地，預(yù)編碼矩陣指示符信息傳輸(signalling)與信道質(zhì)量信息的信息傳輸一致。OFDM帶寬可被分為頻率帶寬相等的子頻段，其中《個(gè)子頻度可以用于調(diào)度。這K個(gè)子頻段的集合用Q表示。接收機(jī)決定為一個(gè)較小的子集w生成一預(yù)編碼矩陣索引報(bào)告，這里子集w包含Q中所有K個(gè)子頻段中的K'個(gè)子頻段。通過(guò)位圖B,可以生成一個(gè)唯一定義集合"的標(biāo)簽。如圖l所示，整個(gè)帶寬被分為^=12個(gè)子頻段，其中《'=4個(gè)子頻段被選出，通過(guò)位圖掩模B貼上標(biāo)簽。這里還可以采用一種有效的位圖壓縮方法，詳情參見(jiàn)參考文件[l]和[2]?，F(xiàn)在可以為OFDM子頻段的子集w生成預(yù)編碼矩陣索引報(bào)告。如圖2所示，采用《'-4個(gè)子頻段的子集w,對(duì)預(yù)編碼信息進(jìn)行有效地壓縮。還可以采用如(a)所示的分組方法或如(b)所示的整個(gè)子集w單個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的方法來(lái)進(jìn)一步壓縮"中的預(yù)編碼矩陣信息。根據(jù)本發(fā)明，可以使用一個(gè)最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇K'個(gè)子頻段的子集w:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>其中n為向量，包含與向量w中的子頻段相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引，這里w中的元素選自Q,且"構(gòu)成了可用頻率子頻段的全集。此外，A、是傳輸?shù)闹?，即傳輸?shù)據(jù)流的數(shù)目。,為標(biāo)量度量函數(shù)，用于將多個(gè)數(shù)據(jù)流和多個(gè)子頻段度量值映射到單一的實(shí)數(shù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，找出《'個(gè)最佳頻段，使公式(3)中的度量函數(shù),最大的，這里每個(gè)頻段都使用其最佳的預(yù)編碼矩陣索引，且/T為給定值。在本實(shí)施例中，n包含尸個(gè)元素，這里p值可大至所選子頻段的數(shù)目k'。在本實(shí)施例中，可以為w中的每個(gè)AT'個(gè)子頻段都選^奪一個(gè)不同的預(yù)編碼矩陣索引。可找到多至p=r個(gè)預(yù)編碼矩陣索引，以及向量"中的一組r個(gè)子頻段以滿足本實(shí)施例中的公式(3)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，為了進(jìn)一步降低反饋信息量，選擇一個(gè)向量n,使得向量n中包含的預(yù)編碼矩陣索引數(shù)目少于相應(yīng)子頻段向量w中的元素?cái)?shù)目。例如，將向量w中的子頻段分組，為每組子頻段上報(bào)一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引。雖然此處是在選出的子頻段w中分組，而不是對(duì)所有子頻段Q分組，但這一分組方法類似于
背景技術(shù)：
參考文件[6]中的方法。在這個(gè)實(shí)施例中，n包含p個(gè)元素，這里p的數(shù)目小于所選的子頻段數(shù)目/r?？烧业蕉嘀潦?lt;《'個(gè)預(yù)編碼矩陣索引，以及向量w中的一組r個(gè)子頻段以滿足本實(shí)施例中的公式(3)。參見(jiàn)圖2中的例(a),這里尸=2。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，預(yù)編碼矩陣索引的向量n中只含有一個(gè)元素。在這一實(shí)施例中，n包含尸二i個(gè)元素。因此，在這一實(shí)施例中，可找到一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引，以及向量"中的一組/:'個(gè)子頻段以滿足本實(shí)施例中的公式(3)。參見(jiàn)圖2中的例(b)。圖3為OFDM子頻段頻譜中預(yù)編碼矩陣和子頻段的信噪比(SNR)曲線圖示例。以下將使用圖3中的曲線圖說(shuō)明如何根據(jù)本發(fā)明選擇預(yù)編碼矩陣索引和子頻段的組合。在根據(jù)圖3所示的本發(fā)明第一個(gè)例子中，設(shè)置n中的元素?cái)?shù)量/^1，要選擇的子頻段數(shù)量《'=4。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，遍歷所有可能的矩陣索引和子頻段組合，在這一實(shí)施例中，具體要找出一個(gè)能在四個(gè)子頻段上得到最佳性能的矩陣，以及找出四個(gè)該矩陣將要應(yīng)用的子頻段。在這里，矩陣3和子頻段4、5、6和12被選中。在根據(jù)圖3所示的本發(fā)明第二個(gè)例子中，設(shè)置為尸=2、尺'=4。這一實(shí)施例中選出的矩陣和子頻段與實(shí)施例1不同，選中的是矩陣1子頻段7，而不再包括子頻段12。這是因?yàn)楸緦?shí)施例中需要選出兩個(gè)矩陣，而矩陣1在子頻段7中的信噪比高于矩陣3在子頻段12中的信噪比。
背景技術(shù)：
：中降低預(yù)編碼矩陣索引信令量的現(xiàn)有方法包括為子頻段的一固定子集，如每?jī)蓚€(gè)子頻段發(fā)送預(yù)編碼矩陣索引。這樣做問(wèn)題在于一些質(zhì)量較差、不會(huì)被調(diào)度程序調(diào)度的子頻段占用了大量預(yù)編碼矩陣索引信令。因此，現(xiàn)有技術(shù)中提供的方法并不理想。圖3所示的一個(gè)例子中，用現(xiàn)有技術(shù)中的方法，以每?jī)蓚€(gè)子頻段使用一子頻段的固定子集，包括子頻段1、3、5、7、9和11。按照現(xiàn)有技術(shù)中的方法，然后就是為上述每個(gè)子頻段選擇最可能的預(yù)編碼矩陣，并為每個(gè)子頻段選出的預(yù)編碼矩陣發(fā)送預(yù)編碼矩陣索引信令。如圖3所示，子頻段1、3和11無(wú)論用哪一個(gè)矩陣，信噪比都很差，這幾個(gè)子頻段一般不會(huì)被用于傳輸調(diào)度。在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，發(fā)送這些子頻段的相關(guān)信令浪費(fèi)了通訊資源。根據(jù)本發(fā)明，一旦根據(jù)公式(3)選擇出預(yù)編碼矩陣索引和一組個(gè)子頻段，就可以選擇出子頻段和在子頻段上使用的預(yù)編碼矩陣索引的最佳組合。這里給定可用的預(yù)編碼矩陣索引數(shù)目和《'的值，就可以根據(jù)公式(3)找出預(yù)編碼矩陣索引和一組《'個(gè)子頻段。這是因?yàn)楣?3)遍歷所有可用的子頻段和預(yù)編碼矩陣索引組合，選出使函數(shù)y最大的組合。函數(shù)/給出傳輸質(zhì)量的測(cè)量值。因此，公式(3)選出的是能帶來(lái)最高傳輸質(zhì)量的組合。同樣，公式(3)選擇的也是調(diào)度程序最有可能調(diào)度的組合。以下將進(jìn)一步說(shuō)明函數(shù)/。圖4是OFDM子頻^:頻譜中預(yù)編碼矩陣和子頻段的信噪比(SNR)曲線圖的另一示例。如圖4所示，某些時(shí)候，一些預(yù)編碼矩陣優(yōu)于其它預(yù)編碼矩陣。這時(shí)，預(yù)編碼矩陣索引向量n只包含一個(gè)元素，即尸=1時(shí)的實(shí)施例在應(yīng)用中尤其有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@個(gè)預(yù)編碼矩陣幾乎在整個(gè)帶寬上都是最佳預(yù)編碼矩陣。當(dāng)尸=1時(shí)，本發(fā)明的方法可以簡(jiǎn)化為僅選擇子頻段。子頻段和預(yù)編碼矩陣的選擇還可以進(jìn)一步擴(kuò)展到秩自適應(yīng)技術(shù)，這里秩為數(shù)據(jù)流的數(shù)目A^，可通過(guò)以下公式求出{n,0，iVs}=argmax/(A,6,T^)n'^(4)但利用公式(4)時(shí)，可以找出預(yù)編碼矩陣索引、向量"中的一組/T個(gè)子頻段和數(shù)據(jù)流的數(shù)目^以滿足公式(4)。和公式(3)—樣，n中包含元素的數(shù)量P取不同值時(shí)均可滿足。使用公式(4)時(shí)，由接收端做出秩自適應(yīng)決策。這有利于提高最大化連接的概率。利用公式(3)時(shí)，由基站收發(fā)信機(jī)(BTS)/節(jié)點(diǎn)B(NodeB)設(shè)置&。上述公式(3)和公式(4)中的度量函數(shù)/是向量"中子頻段、相應(yīng)長(zhǎng)度r和n中一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的函數(shù)。這一函數(shù)可用不同方法實(shí)現(xiàn)。方法之一就是對(duì)每一數(shù)據(jù)流都使用參考文件[8](3GPPR1-031304，"System-levdevaluationofOFDM—initialevaluation"Ericsson,Nov.17-21,2003(3GPPR1-031304,《系統(tǒng)級(jí)的OFDM估計(jì)——初步估計(jì)》，愛(ài)立信，2003年11月17-21日))中的有效冪SIR映射(EESM)，假設(shè)子頻段的某一集合"和用于"中所有子頻段的PMI向量或單一PMI,然后用以下公式表示/:/(n,w,iVs)=min(五E5M,(n，w，7VJ，…，五五5M^(n，w,#5》(5)^是數(shù)據(jù)流的數(shù)目，￡￡&1^^1，"，7^)是數(shù)據(jù)流s的EESM，其中設(shè)有^個(gè)數(shù)據(jù)流、并使用與向量n中索引相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣和子頻段w。EESM也是信道矩陣H.和干擾協(xié)方差矩陣的函數(shù)，此處省略以簡(jiǎn)化表達(dá)。另一方法是將EESM映射到每個(gè)數(shù)據(jù)流的交互(mutual)信息上，假設(shè)子頻段的某一集合"和用于w中所有子頻段的PMI向量或單一PMI，然后累加每個(gè)數(shù)據(jù)流每個(gè)子頻段的總吞吐量或交互信息量，得到度量函數(shù)/的標(biāo)量輸出值如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(6)另一種方法是將/看作在給定塊差錯(cuò)率(BLER)的情況下，對(duì)總吞吐量的反映<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(7)這里函數(shù)用于將EESM的值映射到相應(yīng)的最大碼塊長(zhǎng)度(信息位的數(shù)量)，在最大碼塊長(zhǎng)度下，BLER的值小于規(guī)定的理想值。因此，公式(7)給出了每一個(gè)數(shù)據(jù)流的碼塊長(zhǎng)度之和，該碼塊長(zhǎng)度之和和預(yù)期吞吐量成正比。公式(5)、(6)和(7)中提出的方法都假設(shè)有多個(gè)碼字，其中每個(gè)數(shù)據(jù)流傳輸一個(gè)單獨(dú)編碼的信息塊。另一種方法則是使用一個(gè)(較大)的碼字，將這一碼字插入并映射到所有的數(shù)據(jù)流上，這時(shí)整個(gè)碼字生成一個(gè)EESM值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(8)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以通過(guò)多種方法來(lái)計(jì)算度量函數(shù)/。傳輸質(zhì)量有多種不同的定義，因此也有多種不同方法用來(lái)估計(jì)傳輸質(zhì)量。公式(5)和(8)得到的是SNR值，公式(6)得到的是容量值，公式(7)得到的是實(shí)際吞吐量。這些都是傳輸質(zhì)量的不同度量值，但是在通訊領(lǐng)域中，傳輸質(zhì)量還有很多其它的度量值。因此上述公式(5)至公式(8)可以看作多種信道質(zhì)量估計(jì)方法中的四種，但是公式(5)至公式(8)不能用于限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，除了子集w的一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼矩陣索引外，接收機(jī)還可以為子頻段的補(bǔ)集^反饋一預(yù)編碼矩陣索引，這里『U"=Q。如果調(diào)度程序決定使用子集『中的子頻段發(fā)送信息，則可以使用子頻段補(bǔ)集的預(yù)編碼矩陣索引?？蛇x地，『中子頻革殳的預(yù)編碼矩陣可以是固定的。因此這些子頻—險(xiǎn)的預(yù)編碼矩陣指示不需要信令。具體來(lái)說(shuō)，在這種情況下，固定的預(yù)編碼矩陣可以是單位矩陣，或者，如果該固定的預(yù)編碼矩陣的行和列不等，則其可以是單位矩陣中的列。在上述實(shí)施例中，還可以用任意壓縮方法壓縮子集"中的預(yù)編碼矩陣索引信息，例如使用平均運(yùn)轉(zhuǎn)周期編碼(RLC)，或其它本領(lǐng)域現(xiàn)有的壓縮方法。"中的子頻段可以進(jìn)一步分為多個(gè)子-子頻段，每個(gè)子-子頻段都具有唯一的預(yù)編碼矩陣索引。這種方法需要使用標(biāo)簽來(lái)指明劃分"為子-子頻段的方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射端為BTS/NodeB,接收端為移動(dòng)臺(tái)/用戶設(shè)備(UE)。在這一實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)/UE將預(yù)編碼向量n、子集"以及數(shù)據(jù)流可能的數(shù)目^發(fā)送給BTS/NodeB。BTS/NodeB將收到的這些信息作為參考，但不需要嚴(yán)格遵守這些信息。在這一實(shí)施例中，可以由BTS/NodeB設(shè)置K'的值，也可以由移動(dòng)臺(tái)/UE設(shè)置iT的值。在另一實(shí)施例中，發(fā)射端為移動(dòng)臺(tái)/UE，接收機(jī)端為BTS/NodeB，其中BTS/NodeB將包含預(yù)編碼向量n、子集《以及數(shù)據(jù)流可能的數(shù)目^的調(diào)度許可發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)/UE。這時(shí)移動(dòng)臺(tái)/用戶設(shè)備必須嚴(yán)格遵守收到的信息。在另一實(shí)施例中，在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)里設(shè)定n中的元素?cái)?shù)量尸，p值可以;f艮據(jù)數(shù)據(jù)類型而定，如根據(jù)系統(tǒng)帶寬、通訊統(tǒng)計(jì)量等等。本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于一種接收單元和/或一種發(fā)射單元中，如運(yùn)行軟件的移動(dòng)臺(tái)/UE或BTS/NodeB中。優(yōu)選地，可以使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或其它同等處理器來(lái)執(zhí)行本方法中各步驟。在表l中，比較了本發(fā)明需要的反饋量、完全反饋時(shí)的反饋量和現(xiàn)有技術(shù)中使用每Z個(gè)OFDM子頻段一組的分組方法時(shí)的反饋量。表1的后兩行為本發(fā)明所需的反饋量。表l:反饋預(yù)編碼矩陣索引所需的信令開(kāi)銷對(duì)比表。(^為指示碼表元素所需的位數(shù)量)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>日t,民卩尸=1日t，選擇子頻段(圖2所示例[b])為比較使用全反饋時(shí)的系統(tǒng)性能和使用頻段選擇和單一預(yù)編碼矩陣索引反饋(圖2所示例[b])時(shí)的系統(tǒng)性能，還進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果如表2所示。利用單一預(yù)編碼矩陣索引反饋時(shí)，吞吐量雖略微下降了幾個(gè)百分點(diǎn)，但反饋量卻減少了大約三分之一，這表明本發(fā)明的預(yù)編碼矩索引壓縮方法是非常有效的。表2:仿真試-瞼。MIMO配置尺吞吐量反饋負(fù)荷全反饋本發(fā)明反饋量全反饋本發(fā)明反饋量4x21232.14Mb/s2.10Mb/s36位11位2x21263.39Mb/s3.33Mb/s36位13位表2所示為全反饋和本發(fā)明的吞吐量和反饋負(fù)荷的比較。仿真環(huán)境為一個(gè)帶寬為5MHz帶寬的OFDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)信號(hào)為TU(典型城域)信道，且僅包含一個(gè)單用戶，碼表包含8個(gè)元素。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改本發(fā)明所提供的用于降低預(yù)編碼反饋信息量的方法、接收單元和發(fā)射單元。改、變更和/或增補(bǔ)?？梢岳斫?，凡是本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的應(yīng)用、修改、變更和/或增補(bǔ)都屬于本發(fā)明保護(hù)內(nèi)容。參考文件[1]3GPPRl-061246"UnifieduplinkCQIsignalingbyefficientlabeling",Huawei，Shanghai,May2006.[2]PCT/CN/2006/0004，"Methodforsub-bandindicatorsignaling",Huawei:Patentapplication,March2006.[3]J.Choi,R.W.HeathJr./'InterpolationBasedUnitaryPrecodingforSpatialMultiplexingMIMO-OFDMwithLimitedFeedback",IEEEGlobecomConference2004,Dallas,USA,November2004,page214-218.[4]J.Choi,R.W.HeathJr""InterpolationBasedTransmitBeamformingforMIMO-OFDMwithLimitedFeedback",IEEETransactionsonSignalProcessing,Vol.53，No.11,November2005，page4125-4135.[5]B.Mondahl，R.W.HeathJr.'"AlgorithmsforQuantizedPrecodinginMIMOOFDMBeamformingSystems",ProceedingsoftheSPIE,Volume5847，pp.80-87(2005).[6]3GPPRl-061441,"FeedbackReductionforRank-1pre誦codingforE畫(huà)UTRAdownlink",TexasInstruments,Shanghai,May2006.[7]3GPPRl-061439,"EvaluationofCodebook陽(yáng)basedPrecodingforLTEMIMOSystems",TexasInstruments,Shanghai,May2006.[8]3GPPRl-031303,"System-levelevaluationofOFDM—initialevaluation"Ericsson,Nov.17-21，2003.權(quán)利要求1、一種在多載波多入多出MIMO系統(tǒng)中用于降低預(yù)編碼反饋信息量的方法，所述系統(tǒng)在接收端使用多個(gè)子載波在Ns個(gè)數(shù)據(jù)流上承載信息，所述多個(gè)子載波組成一個(gè)含有K個(gè)可用子頻段的集合Ω(n1，…，nK)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步在發(fā)射端，按照接收端反饋的碼表索引從預(yù)編碼碼表中選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)拇褂玫念A(yù)編碼矩陣；其特征在于，所述方法包括根據(jù)子頻段和矩陣組成的每個(gè)組合的傳輸質(zhì)量，選擇有限數(shù)量的P個(gè)碼表索引，包含于向量∏中；同時(shí)選擇有限數(shù)量的K′個(gè)子頻段，包含于所述集合Ω的子集ω(m1，…，mK′)中，其中K′的值滿足K′＜K，P的值滿足P≤K′；將用于識(shí)別所述子集ω的信息和所述向量∏發(fā)送給發(fā)射端。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇碼表索引和所述子集"待使用的相應(yīng)子頻段，使傳輸質(zhì)量函數(shù)最大化。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述子集"(m,，…，mr)和所述向量n中的P個(gè)碼表索引滿足其中n為包含p個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的向量，所述預(yù)編碼矩陣索引與子頻段子集"中的子頻段或子頻段組對(duì)應(yīng)；/為標(biāo)量傳輸質(zhì)量函數(shù)，考慮在多個(gè)數(shù)據(jù)流和多個(gè)子頻段上的傳輸質(zhì)量測(cè)量值；尺'為給定值，用于定義與發(fā)送的碼表索引相應(yīng)的子頻段數(shù)目，/T<^;乂為數(shù)據(jù)流的lt目。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)于一傳輸質(zhì)量函數(shù)，同時(shí)選擇碼表索引、所述子集"待使用的子頻段和數(shù)據(jù)流數(shù)目。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中同時(shí)選擇所述碼表索引、所述子集"待使用的子頻段和數(shù)據(jù)流數(shù)目乂使所述傳輸質(zhì)量函數(shù)最大化。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述子集"(mi，…，,)、所述向量n中的P個(gè)碼表索引和所述數(shù)據(jù)流數(shù)目滿足其中n為包含尸個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的向量，所述預(yù)編碼矩陣索引與子頻段子集"中的子頻段或子頻段組對(duì)應(yīng)；y為一個(gè)標(biāo)量傳輸質(zhì)量函數(shù)，考慮在多個(gè)數(shù)據(jù)流和多個(gè)子頻段上的傳輸質(zhì)量測(cè)量值；《'為給定值，用于定義與發(fā)送的碼表索引相應(yīng)的子頻段數(shù)目，乂為數(shù)據(jù)流的數(shù)目。7、根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的方法，其中所述函數(shù)y定義為/(n,w,)=min(促&W,(n，《，tVs),…，戰(zhàn)SM^(n,w，tVs))其中n為包含p個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的向量，所述預(yù)編碼矩陣索引與子頻段子集"中的子頻段或子頻段組對(duì)應(yīng)；^為數(shù)據(jù)流的數(shù)目；EESM為有效冪SIR映射函數(shù)。8、根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的方法，其中所述函數(shù),定義為a、/(n,w，ws)=2i。g2(i+(n,c;，ws》其中n為包含尸個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的向量，所述預(yù)編碼矩陣索引與子頻段子集《中的子頻段或子頻段組對(duì)應(yīng)；K為數(shù)據(jù)流的數(shù)目；EESM為有效冪SIR映射函數(shù)。9、根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的方法，其中所述函數(shù)y定義為/(n,w,ws)=￡g脂(欣&^(n，ws》其中n為包含p個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的向量，所述預(yù)編碼矩陣索引與子頻段子集w中的子頻段或子頻段組對(duì)應(yīng)；iv,為數(shù)據(jù)流的^:目；EESM為有效冪SIR映射函數(shù)；g見(jiàn)^W為將EESM值映射到相應(yīng)的最大碼塊長(zhǎng)度(信息位的數(shù)量)的函數(shù)，所述最大碼塊長(zhǎng)度使得BLER的值小于規(guī)定的理想值。10、根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的方法，其中所述函數(shù)/定義為/(n，化Ag=ws(n,w，Vs)，其中n為包含p個(gè)預(yù)編碼矩陣索引的向量，所述預(yù)編碼矩陣索引與子頻段子集"中的子頻段或子頻段組對(duì)應(yīng)；乂為數(shù)據(jù)流的凄t目；EESM為有效冪SIR映射函數(shù)。11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)射端為基站收發(fā)信機(jī)BTS/節(jié)點(diǎn)BNodeB,所述接收端為移動(dòng)臺(tái)/用戶設(shè)備UE。12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述發(fā)送的碼表索引所對(duì)應(yīng)的子頻段的數(shù)目iT由BTS/NodeB設(shè)置。13、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述發(fā)送碼表索引所針對(duì)的子頻段的數(shù)量《'由移動(dòng)臺(tái)/UE設(shè)置。14、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)射端為移動(dòng)臺(tái)/UE,所述接收端為是BTS/NodeB。15、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碼表索引集n中的碼表索引的數(shù)目尸為1，尸=1。16、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碼表索引的數(shù)目P為一預(yù)設(shè)值，優(yōu)選地由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)給定。17、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中除了向發(fā)射端發(fā)送所述子集"的P個(gè)預(yù)編碼矩陣索引外，還向發(fā)射端發(fā)送余集^的一預(yù)編碼矩陣索引，其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>,Q為所有可用子頻段的集合。18、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述補(bǔ)集^的預(yù)編碼矩陣索引固定，其中『U=Q，Q為所有可用子頻段的集合。19、根據(jù)權(quán)利要求18所迷的方法，其中所述固定的預(yù)編碼矩陣為單位矩陣。20、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述固定的預(yù)編碼矩陣包括單位矩陣中選出的列。21、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用于識(shí)別所述子集的所述信息包含于位像中。22、一種在多載波多入多出(MIMO)系統(tǒng)中用于降低預(yù)編碼反饋信息量的方法，所述系統(tǒng)在發(fā)射端使用多個(gè)子載波在i^個(gè)數(shù)據(jù)流上承載信息，所述多個(gè)子載波組成一個(gè)含有^個(gè)可用子頻段的集合Q所述系統(tǒng)進(jìn)一步在發(fā)射端，按照接收端反饋的碼表索引從預(yù)編碼碼表中選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)拇褂玫念A(yù)編碼矩陣；其特征在于，所述方法包含接收用于識(shí)別有限數(shù)量的個(gè)子頻段的信息和包含有限數(shù)量的P個(gè)碼表索引的向量n,所述r個(gè)子頻段屬于所述集合Q的子集w(附,，...,,)，所述尸個(gè)碼表索引是用于所述子集w(^,…,,)中的所述尺'個(gè)子頻段，所述信息和所述向量由接收端根據(jù)子頻段和矩陣組成的每個(gè)組合所提供的傳輸質(zhì)量選擇并反饋；使用所述P個(gè)碼表索引，在所述K'個(gè)子頻段上發(fā)射信息。23、一種在多載波多入多出(MIMO)系統(tǒng)中用于降低預(yù)編碼反饋信息量的接收單元，所述系統(tǒng)設(shè)置為使用多個(gè)子載波在7V,個(gè)數(shù)據(jù)流上承載信息，所述多個(gè)子載波組成一個(gè)含有K個(gè)可用子頻段的集合Q(",，…,)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為在發(fā)射單元按照接收單元反饋的碼表索引，從預(yù)編碼碼表中選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)拇褂玫念A(yù)編碼矩陣；其特征在于，所述接收單元包括一裝置，用于根據(jù)子頻段和矩陣組成的每個(gè)組合所提供的傳輸質(zhì)量，選擇有限數(shù)量的P個(gè)碼表索引，包含于向量n中；同時(shí)選擇有限數(shù)量的iT個(gè)子頻段，包含于所述集合Q的子集w為(mt,…,/7V)中，其中r的值滿足K、〖，P的^直滿足尸^iT;一裝置，用于將用于識(shí)別所述子集"的信息和所述向量n發(fā)送給所述發(fā)射單元。24、根據(jù)權(quán)利要求23所述的接收單元，其中所述接收單元為移動(dòng)臺(tái)/用戶設(shè)備UE。25、根據(jù)權(quán)利要求23所述的接收單元，所述接收單元為基站收發(fā)信機(jī)BTS/節(jié)點(diǎn)BNodeB。26、一種在多載波多入多出(MIMO)系統(tǒng)中用于降低預(yù)編碼反饋信息量的發(fā)射單元，所述系統(tǒng)設(shè)置為使用多個(gè)子載波在在K個(gè)數(shù)據(jù)流上承載信息，所述多個(gè)子載波組成一個(gè)含有K個(gè)可用子頻段的集合Q(，…,)，所述發(fā)射單元設(shè)置為按照系統(tǒng)接收端反饋的碼表索引，從預(yù)編碼碼表選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)拇褂玫念A(yù)編碼矩陣；其特征在于，所述發(fā)射單元包括一裝置，用于接收由接收端反饋的信息和包含有限數(shù)量的P個(gè)碼表索引的向量n，所述信息用于識(shí)別所述集合Q的子集"—,…，,)中的有限數(shù)量的r個(gè)子頻段，所述有限數(shù)量的尸個(gè)碼表索引用于所述子集"(m,，…，,)中的所述K'個(gè)子頻段，其中《'的值滿足《'<《，P的值滿足/^〖'，所述信息和所并反饋；一裝置，使用所述P個(gè)碼表索引，在所述iT個(gè)子頻段上發(fā)射信息。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種在使用預(yù)編碼的多載波多入多出(MIMO)系統(tǒng)中降低預(yù)編碼反饋信息量的改進(jìn)方法。所述方法在接收端根據(jù)子頻段和矩陣組成的每個(gè)組合的傳輸質(zhì)量，選擇有限數(shù)量的P個(gè)碼表索引，包含于向量Π中；同時(shí)選擇有限數(shù)量的K′個(gè)子頻段，包含于所述集合Ω的子集ω(m₁，…，m_K′)中，其中K′的值滿足K′＜K，P的值滿足P≤K′；將用于識(shí)別所述子集ω的信息和所述向量Π發(fā)送給發(fā)射端。文檔編號(hào)H04B7/04GK101273548SQ200680024209公開(kāi)日2008年9月24日申請(qǐng)日期2006年6月20日優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日發(fā)明者雅普·范·德·比克,馬蒂爾斯·溫斯特姆申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司