CN106911369A

CN106911369A - 下行信道重构方法以及装置

Info

Publication number: CN106911369A
Application number: CN201510960916.6A
Authority: CN
Inventors: 杨非; 王智鹰; 阙程晟
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-06-30
Also published as: EP3373465A1; EP3373465A4; WO2017107697A1; US20180302143A1; US10567062B2

Abstract

本申请公开了一种下行信道重构方法以及装置。其中，所述方法包括：基站向终端发送多个不同的加权导频信号，其中，加权导频信号等于导频信号与加权矩阵的乘积；基站接收终端返回的多个不同的最优的码字，其中，最优的码字是根据加权导频信号的信道估计计算得到的；基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。上述方法能够减少量化误差，使得重构后的信道的波束的方向正确指向终端。

Description

下行信道重构方法以及装置

技术领域

本申请涉及通信领域，特别是涉及一种下行信道重构方法以及装置。

背景技术

多入多出(multiple input multiple output，MIMO)技术能够有效提升频谱效率和传输速率，已经被大量应用在现代通信系统中，如多用户无线通信系统等。多用户MIMO下行系统中基站(base station，BS)在同一时频资源上与多个用户进行通信，用户不可避免地受到多用户干扰。为了减少这种干扰，通常选择在基站端进行波束成形，使得信号定向发送或者定向接收。

按照现行协议，基站和终端均存储了一套预编码码本，其中，预编码码本中包含多个用于指示波速的方向的预编码矩阵。由于预编码矩阵比较复杂，为了便于检索和传输，令每个预编码矩阵都对应一个码字。

在通信过程中，基站向用户发送导频信息。用户接收到导频信号之后，根据导频信号进行信道估计，并根据信道估计的结果从终端中存储的预编码码本中选取最优的码字。终端在选取了最优的码字之后，将最优的码字封装到PMI(Precoding Matrix Indicator)消息中，并向基站发送。基站在接收到PMI消息后，解封装PMI消息从而获得最优的码字，并根据最优的码字从基站中存储的预编码码本中查找到对应的预编码矩阵。基站在查找到对应的预编码矩阵后，根据查找到的预编码矩阵进行波束成形。

但是，由于波束的方向的连续、无限的，而预编码矩阵是离散的、有限的，所以，用预编码矩阵来指示波束的方向必然存在量化误差，从而导致波束不能正确地指向终端。例如，如图1所示，在理想状态下，基站110与两个终端120之间的波束的方向应该如图中虚线所示，正确地指向终端120，但是，由于量化误差的存在，基站110与两个终端120之间的波速的方向如图中实线所示，偏离了正确的方向，不能正确地指向终端120。

发明内容

本发明提供了一种下行信道重构方法以及装置，能够减少量化误差，使得重构后的信道的波束的方向正确指向终端。

第一方面，本申请提供一种下行信道重构方法，包括：

基站向终端发送多个不同的加权导频信号，其中，所述加权导频信号等于导频信号与加权矩阵的乘积；

基站接收所述终端返回的多个不同的最优的码字，其中，所述最优的码字是根据所述加权导频信号的信道估计计算得到的；

基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。

结合第一方面，本申请第一方面的第一种可能的实施方式中，基站向终端发送多个不同的加权导频信号之前，包括：

生成导频加权码本，其中，所述导频加权码本包括多个不同的加权矩阵；

将所述多个不同的加权矩阵与所述导频信息进行乘积以得到多个不同的加权导频信号。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请第一方面的第二种可能的实施方式中，所述生成导频加权码本具体为：

生成导频加权码本Q^dist，

其中，为N_T维的单位矩阵，N_T为所述基站的天线端口的数量，s为序号变量，S为导频加权码本Q^dist的数量， i,j,r为自由变量，R为正整数，v_r,s为随机N_T维复向量集合{v_r,0,…,v_r,S-1}中的元素。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请第一方面的第三种可能的实施方式中，所述生成导频加权码本具体为：

生成导频加权码本Q^ang，

其中，为N_T维的单位矩阵，N_T为所述基站的天线端口的数量，s为序号变量，S为导频加权码本Q^ang的数量，

θ_s的取值范围为的取值范围为

结合第一方面，本申请第一方面的第四种可能的实施方式中，基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建，包括：

对所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

t为发送加权导频信号的时刻，Q_s(t)为t时刻发送的加权导频信号使用的加权矩阵，w(t)为所述终端根据t时刻发送的加权导频信号返回的最优的码字对应的预编码矩阵；

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的数量；

对平均结果Z(t)求奇异值分解以得到主特征向量，并根据主特征向量对下行信道进行重建。

结合第一方面，本申请第一方面的第五种可能的实施方式中，基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建，包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

结合第一方面，本申请第一方面的第六种可能的实施方式中，基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建，包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

结合第一方面，本申请第一方面的第七种可能的实施方式中，包括：

根据所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵构造多个实向量b_t，其中，

k,l为自由变量，e_k＝|a_t,k|²，R(·)表示对复数取实部，I(·)表示对复数取虚部，t为发送加权导频信号的时刻，Q_s(t)为t时刻发送的加权导频信号使用的加权矩阵，w(t)为所述终端根据t时刻发送的加权导频信号返回的最优的码字对应的预编码矩阵；

根据多个实向量b_t组成线性方程(1)，并对线性方程(1)进行求解以得到向量

为γ的量化值，P为所述基站的发送功率，N_o为所述终端测得的下行噪声干扰功率，是预编码码本，L为预编码码本中预编码矩阵w_i的数量，h_i表示所述基站天线端口i到用户的各天线的信道；

根据向量重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

下标为：p(k,l)＝N_T+(2N_T-k)(k-1)+2(l-k-1)+1，k,l为自由变量，N_T为所述基站的天线的数量；

下三角的元素为上三角的元素的共轭。

第二方面，本申请提供一种下行信道重构装置，包括发送模块、计算模块以及重建模块，

所述发送模块用于向终端发送多个不同的加权导频信号，其中，所述加权导频信号等于导频信号与加权矩阵的乘积；

所述计算模块用于接收所述终端返回的多个不同的最优的码字，其中，所述最优的码字是根据所述加权导频信号的信道估计计算得到的；

所述重建模块用于根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。

结合第二方面，本申请第二方面的第一种可能的实施方式中，所述装置还包括生成模块，

所述生成模块用于生成导频加权码本，其中，所述导频加权码本包括多个不同的加权矩阵；

所述计算模块用于将所述多个不同的加权矩阵与所述导频信息进行乘积以得到多个不同的加权导频信号。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本申请第二方面的第二种可能的实施方式中，所述生成模块用于生成导频加权码本Q^dist，

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本申请第二方面的第三种可能的实施方式中，所述生成模块用于生成导频加权码本Q^ang，

θ_s的取值范围为的取值范围为

结合第二方面，本申请第二方面的第四种可能的实施方式中，所述重建模块包括：

计算单元，用于对所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

平均单元，根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的数量；

重建单元，用于对平均结果Z(t)求奇异值分解以得到主特征向量，并根据主特征向量对下行信道进行重建。

结合第二方面，本申请第二方面的第五种可能的实施方式中，所述装置还包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

平均单元，用于根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

结合第二方面，本申请第二方面的第六种可能的实施方式中，所述装置还包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

结合第二方面，本申请第二方面的第七种可能的实施方式中，所述装置包括：

构造单元，用于根据所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵构造多个实向量b_t，其中，

求解单元，用于根据多个实向量b_t组成线性方程(1)，并对线性方程(1)进行求解以得到向量

为γ的量化值，P为所述基站的发送功率，N_o为所述终端测得的下行噪声干扰功率，是预编码码本，L为预编码码本中预编码矩阵w_i的数量，h_i表示所述基站的天线端口i到用户的各天线的信道；

重建单元，用于根据向量重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。

第三方面，本申请提供了一种基站，包括发送器、接收器以及处理器，

所述发送器用于向终端发送多个不同的加权导频信号，其中，所述加权导频信号等于导频信号与加权矩阵的乘积；

所述接收器用于接收所述终端返回的多个不同的最优的码字，其中，所述最优的码字是根据所述加权导频信号的信道估计计算得到的；

所述处理器用于根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，本申请第二方面的第二种可能的实施方式中，

所述处理器还用于生成导频加权码本，其中，所述导频加权码本包括多个不同的加权矩阵；

所述处理器还用于将所述多个不同的加权矩阵与所述导频信息进行乘积以得到多个不同的加权导频信号。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，本申请第三方面的第二种可能的实施方式中，所述处理器还用于生成导频加权码本Q^dist，

结合第三方面的第一种可能的实施方式，本申请第二方面的第三种可能的实施方式中，所述处理器还用于生成导频加权码本Q^ang，

θ_s的取值范围为的取值范围为

结合第三方面，本申请第三方面的第四种可能的实施方式中，所述处理器还用于对所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

所述处理器还根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的数量；

所述处理器还用于对平均结果Z(t)求奇异值分解以得到主特征向量，并根据主特征向量对下行信道进行重建。

结合第三方面，本申请第三方面的第五种可能的实施方式中，所述处理器还用于对所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

所述处理器还用于根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

结合第三方面，本申请第三方面的第六种可能的实施方式中，所述处理器还用于对所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

结合第三方面，本申请第三方面的第七种可能的实施方式中，所述处理器还用于根据所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵构造多个实向量b_t，其中，

所述处理器还用于根据多个实向量b_t组成线性方程(1)，并对线性方程(1)进行求解以得到向量

所述处理器还用于根据向量重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。

本发明的方案，基站向终端多次发送不同的加权导频信号，终端接收到多个不同加权导频信号后，根据多个不同的加权导频信号进行信道估计，并根据信道估计的结果返回多个最优的码字，在根据多个最优的码字进行重建，由于在多个最优码字的平均作用下，量化误差将会被减少，从而使得重构后的信道的波束的方向正确指向终端。

附图说明

图1是现有技术中基站向终端发送波束时的方向误差图；

图2是本发明提供的一种下行信道重构方法的流程图；

图3是本发明提供的一种下行信道重构装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

参阅图2，图2是本发明提供的一种下行信道重构方法的流程图。本实施方式的下行信道重构方法包括：

210：基站生成导频加权码本。

基站生成导频加权码本的方式包括以下两种：

(1)生成导频加权码本Q^dist，

其中，为N_T维的单位矩阵，N_T为基站的天线端口的数量，s为序号变量，S为导频加权码本Q^dist的数量， i,j,r为自由变量，R为正整数，v_r,s为随机N_T维复向量集合{v_r,0,…,v_r,S-1}中的元素。

具体地，由计算机随机产生R组包含S个N_T维复向量的集合。其中，第r次生成的一组随机N_T维复向量记为：{v_r,0,…,v_r,S-1}，并将它们作范数归一化，得到第r组Householder基向量μ_r：

对计算机随机生成的R组随机N_T维复向量都作范数归一化，从而得到R组Householder基向量。

从R组Householder基向量中，选择最小弦距离最大的一组。其中，弦距离d(a,b)定义为：

a,b为复向量，||A||_F为矩阵A的Frobenius范数。

所以，R组Householder基向量中最小弦距离最大的一组记为：

用最小弦距离最大的一组中的各个元素作为基向量，构造Householder矩阵形式的导频加权码本，其中，Householder矩阵定义为：

其中，是N_T维单位阵，N_T为基站的天线端口的数量，u是任意N_T维复向量，||u||是u的欧氏范数。

所以，Householder矩阵形式的导频加权码本为Q^dist：

(2)生成导频加权码本Q^ang，

其中，是N_T维单位阵，N_T为基站的天线端口的数量，s为序号变量，S为导频加权码本Q^ang的数量，基向量

θ_s的取值范围为的取值范围为

例如，当基站的天线端口的数量N_T为1时，基向量为：

其中，相位偏置为

当基站的天线端口的数量N_T为4时，基向量为：

其中，相位偏置为保证S₁×S₂＝S，即两个相位偏置的数目是导频加权码本大小的整数因子。总索引与两个分索引之间的关系是：s＝(s₁-1)S₂+s₂。

当基站的天线端口的数量N_T为8时，基向量为：

220：将多个不同的加权矩阵与导频信息进行乘积以得到多个不同的加权导频信号。

为了方便陈述，下面将导频加权码本Q^dist以及导频加权码本Q^ang均记作：

其中，i,j为自由变量，为Q_s中的元素，N_T为基站的的天线端口的数量。

在现有的LTE协议中，基站的天线端口的导频信号是在正交的信道资源上发送的，如此终端才能够可分别估计基站的各天线端口到终端的信道，避免各天线端口的导频信号相互干扰。假设无导频加权时天线端口l在导频资源R_l(l＝0,1,…,N_T-1)上应发送的导频信号为x_l(其它天线端口在该导频资源上不发送导频)。本发明实际上使得基站的各天线端口l在各导频资源上都要发送信号，天线端口i(i＝0,1，…，N_T-1)在导频资源R_l上发送的经过Q_s加权后的加权导频信号为：

230：基站向终端发送多个不同的加权导频信号。

基站向终端发送多个不同的加权导频信号。终端在接收到多个加权导频信号后，根据加权导频信号进行信道估计，并根据信道估计的结果选取多个不同的最优的码字。

记基站到终端的信道矩阵为h_i表示基站的天线端口i到终端的各天线的信道向量。当采用此种导频发送方式时，用户在导频资源R_l上收到的多天线信号为(不考虑噪声及干扰)：

即用户在导频资源R_l上检测到的下行等效信道向量为：

其中，真实信道右乘的是加权矩阵Q_s的第l列。由于终端并不知道基站对导频作了加权发送，因此终端认为在导频资源R_l上检测到的即是从基站的天线端口l到终端的信道。将所有导频资源上的信道估计结果合并起来，即得到在用户看来的整个下行信道：

240：基站接收终端返回的多个不同的最优的码字。

250：基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。

基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建时，可以分成两种重构方法，

第一种重建方法是重构部分信道状态信息，其中，部分信道状态信息指信道相关矩阵的主特征向量。这种重构方法包括但不限于：(a)直接平均算法；(b)有限冲激响应(Finite Impluse Response，FIR)滤波器算法；(c)Alpha滤波算法。

(a)直接平均算法。本算法适用于信道变化足够缓慢的场景。

对终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

t为发送加权导频信号的时刻，Q_s(t)为t时刻发送的加权导频信号使用的加权矩阵，w(t)为终端根据t时刻发送的加权导频信号返回的最优的码字对应的预编码矩阵。

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的数量。

(b)FIR滤波器算法。本算法适用于信道随时间的变化不可忽略的场景。

y_t＝Q_s(t)w(t)

t为发送加权导频信号的时刻，Q_s(t)为t时刻发送的加权导频信号使用的加权矩阵，w(t)为所述终端根据t时刻发送的加权导频信号返回的最优的码字对应的预编码矩阵。

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

(c)Alpha滤波算法。本算法适用于信道随时间的变化不可忽略的场景。

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

第二种重建方法是重构完整信道状态信息的技术。其中，完整信道状态信息指信道相关矩阵的主特征向量。

具体地，(1)计算每次导频加权使用的导频加权矩阵Q_s(t)与终端返回的最优的码字对应的矩阵w(t)相乘：

(2)从N_T维复向量A_t构造下面的维实向量：

其中，k,l为自由变量，e_k＝|a_t,k|²，R(·)表示对复数取实部，I(·)表示对复数取虚部。

(3)根据多个实向量b_t组成线性方程(1)，并对线性方程(1)进行求解以得到向量

为γ的量化值，P为基站的发送功率，N_o为终端测得的下行噪声干扰功率，是预编码码本，L为预编码码本中预编码矩阵w_i的数量，h_i表示基站天线端口i到用户的各天线的信道。

为解出向量需对矩阵B＝[b_t … b_t-N+1]^T以及向量的情况分类讨论：

a)若且B满秩，则x＝B^-1c；

b)若且B行满秩，则x＝B^H(BB^H)^-1c；

c)若且B行不满秩，则假设B的秩为r，则需先对增广矩阵[B y]作初等行变换为上三角阵，将变换结果中B的上r行构成新矩阵B_up，c的上r行部分构成新向量c_up，然后计算：x＝B_up ^H(B_upB_up ^H)^-1c_up。

(4)重构信道相关矩阵中的各元素与求出的向量x的各元素的关系为：

其中，对角线上的元素

上三角的元素

下标为：p(k,l)＝N_T+(2N_T-k)(k-1)+2(l-k-1)+1，k,l为自由变量，N_T为基站的天线的数量；

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。

假设终端的真实下行信道矩阵为H，其中，H是N_R×N_T维复矩阵，N_R是终端的接收天线数，N_T是基站的发送天线数。终端反馈Rank＝1的CQI/PMI，则反馈的码字对应的矩阵为：

其中，是预编码码本，L为预编码码本中预编码矩阵w_i的数量，每个码字对应的矩阵是一个N_T维复向量(列向量)。信道的奇异值分解为：H＝U∑V^H，其中，∑是由H的奇异值组成的对角阵且对角元素按降序排列，V的各列是H的特征向量，其第一列v₁是主特征向量。所以，反馈的码字对应的矩阵可以表示为：

其中，正数α表示真实信道主特征向量与码字对应的矩阵之间的相关性，θ是旋转相位，e是与真值v₁正交的量化误差向量。

该码字对应的矩阵对应的信噪比为：

其中，P是基站的发送功率，N_o是终端测得的下行噪声干扰功率，w预编码矩阵中的矩阵。终端反馈的CQI是将γ按照一个给定的SNR量化表映射到的索引值，其中，量化表是终端和基站事先定好的。记γ的量化后SNR为

对原来的导频符号作加权发送，假设采用的加权矩阵为Q_s，则终端“看到”的等效下行信道变为由于所设计的Q_s一定为酉矩阵，因此等效信道的SVD为：其中，的各列为等效信道的特征向量，其第一列为等效信道的主特征向量。码字对应的矩阵与等效信道主特征向量之间的关系为：

理论上，如果各次加权采用的矩阵Q₀,…,Q_s-1相互独立，则可以使得被变换到独立的方向上，因此每次量化的误差也是独立的。在这一原理下，对各次反馈的PMI码字逆变换后求相关矩阵的平均：

其中，

由于e_s与正交，互相关项Z_ve为0，误差累积项Z_ee随着导频加权次数S的增大而趋于0。

本发明还提供了一种下行信道重构装置，包括发送模块、计算模块以及重建模块，

可选地，所述装置还包括生成模块，

可选地，所述生成模块用于生成导频加权码本Q^dist，

可选地，所述生成模块用于生成导频加权码本Q^ang，

θ_s的取值范围为的取值范围为

可选地，所述重建模块包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

r为自由变量，S为中间变量的数量；

可选地，所述装置还包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

可选地，所述装置还包括：

y_t＝Q_s(t)w(t)

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

可选地，所述装置包括：

重建单元，用于根据向量重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。

本发明提供的下行信道重构装置与图1所示的下行信道重构方法一一对应，具体请参阅图1以及相关描述，此处不再一一展开。

参阅图3，图3是本发明提供的一种基站的实施例。本实施例的基站300包括：包括接收器301、处理器302、发送器303和存储器304。

接收器301以及发送器303可以是单独设置的，也可以合并设置。例如，当接收器301以及发送器303合并设置时。接收器301以及发送器303包括RF电路，RF电路可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将终端的上行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器302处理；另外，将涉及下行的数据发送给终端。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、耦合器、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、双工器等。此外，RF电路还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobilecommunication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)、WCDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access,宽带码分多址)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、电子邮件、SMS(Short Messaging Service，短消息服务)等。

存储器304可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器302提供指令和数据。存储器304的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。

存储器304存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集:

操作指令：包括各种操作指令，用于实现各种操作。

操作系统：包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。

在本发明实施例中，处理器302通过调用存储器304存储的操作指令(该操作指令可存储在操作系统中)，执行如下操作：

处理器302指令发送器303向终端发送多个不同的加权导频信号，其中，所述加权导频信号等于导频信号与加权矩阵的乘积；

处理器302指令接收器301接收所述终端返回的多个不同的最优的码字，其中，所述最优的码字是根据所述加权导频信号的信道估计计算得到的；

处理器302根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。

处理器302控制基站300的操作，处理器302还可以称为CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)。存储器304可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器302提供指令和数据。存储器304的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。具体的应用中，终端300的各个组件通过总线系统305耦合在一起，其中总线系统305除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统305。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器302中，或者由处理器302实现。处理器302可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器302中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器302可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器304，处理器302读取存储器304中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可选地，处理器302还用于生成导频加权码本，其中，所述导频加权码本包括多个不同的加权矩阵；将所述多个不同的加权矩阵与所述导频信息进行乘积以得到多个不同的加权导频信号。

可选地，处理器302还用于生成导频加权码本Q^dist，

可选地，处理器302还用于生成导频加权码本Q^ang，

θ_s的取值范围为的取值范围为

可选地，所述处理器302还用于对所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵进行计算以得到多个中间变量Y_t，其中，

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的数量；

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

可选地，所述处理器302还用于根据所述终端返回的多个不同的最优的码字对应的矩阵构造多个实向量b_t，其中，

根据向量重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims

1.一种下行信道重构方法，其特征在于，包括：

基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站向终端发送多个不同的加权导频信号之前，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成导频加权码本具体为：

生成导频加权码本Q^dist，

Q^{d i s t} = {Q_{s}^{d i s t} | Q_{s}^{d i s t} = I_{N_{T}} - 2 \frac{u_{s}^{d i s t} {(u_{s}^{d i s t})}^{H}}{u_{s}^{2 d i s t}}, s = 0, ..., S - 1},

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成导频加权码本具体为：

生成导频加权码本Q^ang，

Q^{a n g} = {Q_{s}^{a n g} | Q_{s}^{a n g} = I_{N_{T}} - 2 \frac{u_{s}^{a n g} {(u_{s}^{a n g})}^{H}}{u_{s}^{2 a n g}}, s = 0, ..., S - 1}

θ_s的取值范围为的取值范围为

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建，包括：

Y_{t} = y_{t} y_{t}^{H}

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

Z (t) = \frac{1}{S} Σ_{r = 0}^{S - 1} Y (t - r)

r为自由变量，S为中间变量的数量；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建，包括：

Y_{t} = y_{t} y_{t}^{H}

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

Z (t) = \frac{1}{S} Σ_{r = 0}^{S - 1} a (r) Y (t - r)

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

Σ_{r = 0}^{S - 1} a (r) = 1;

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据多个不同的最优的码字对下行信道进行重建，包括：

Y_{t} = y_{t} y_{t}^{H}

y_t＝Q_s(t)w(t)

根据多个中间变量进行加权以得到平均结果Z(t)，其中，

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

b_{t} = {[e_{1}, ..., e_{N_{T}}, f_{1, 2}, g_{1, 2}, ..., f_{1, N_{T}}, g_{1, N_{T}}, f_{2, 3}, g_{2, 3}, ..., f_{2, N_{T}}, g_{2, N_{T}}, ..., f_{N_{T} - 1, N_{T}}, g_{N_{T} - 1, N_{T}}]}^{T}

k,l为自由变量，e_k＝|a_t,k|²，

f_{k, l} = 2 R (a_{t, k}^{*} a_{t, l}), g_{k, l} = - 2 I (a_{t, k}^{*} a_{t, l}),

R(i)表示对复数取实部，I(i)表示对复数取虚部，t为发送加权导频信号的时刻，Q_s(t)为t时刻发送的加权导频信号使用的加权矩阵，w(t)为所述终端根据t时刻发送的加权导频信号返回的最优的码字对应的预编码矩阵；

X = {[\begin{matrix} x_{1} & ... & x_{N_{T}^{2}} \end{matrix}]}^{T},

{[\begin{matrix} b_{t} & ... & b_{t - T + 1} \end{matrix}]}^{T} [\begin{matrix} x_{1} \\ \cdot \\ \cdot \\ \cdot \\ x_{N_{T}^{2}} \end{matrix}] = [\begin{matrix} {\hat{γ}}_{t} \\ \cdot \\ \cdot \\ \cdot \\ {\hat{γ}}_{t - T + 1} \end{matrix}] - - - (1)

为γ的量化值，P为所述基站的发送功率，N_o为所述终端测得的下行噪声干扰功率，W＝{w₀，…，w_L-1}是预编码码本，L为预编码码本中预编码矩阵w_i的数量，h_i表示所述基站天线端口i到用户的各天线的信道；

根据向量

X = {[\begin{matrix} x_{1} & ... & x_{N_{T}^{2}} \end{matrix}]}^{T}

重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

{\hat{r}}_{k, l} = x_{p (k, l)} + j \cdot x_{p (k, l) + 1}, k = 1, ..., N_{T} - 1; k < l;

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。

9.一种下行信道重构装置，其特征在于，包括发送模块、计算模块以及重建模块，

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括生成模块，

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述生成模块用于生成导频加权码本Q^dist，

Q^{d i s t} = {Q_{s}^{d i s t} | Q_{s}^{d i s t} = I_{N_{T}} - 2 \frac{u_{s}^{d i s t} {(u_{s}^{d i s t})}^{H}}{u_{s}^{2 d i s t}}, s = 0, ..., S - 1},

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述生成模块用于生成导频加权码本Q^ang，

Q^{a n g} = {Q_{s}^{a n g} | Q_{s}^{a n g} = I_{N_{T}} - 2 \frac{u_{s}^{a n g} {(u_{s}^{a n g})}^{H}}{u_{s}^{2 a n g}}, s = 0, ..., S - 1}

θ_s的取值范围为的取值范围为

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述重建模块包括：

Y_{t} = y_{t} y_{t}^{H}

y_t＝Q_s(t)w(t)

Z (t) = \frac{1}{S} Σ_{r = 0}^{S - 1} Y (t - r)

r为自由变量，S为中间变量的数量；

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

Y_{t} = y_{t} y_{t}^{H}

y_t＝Q_s(t)w(t)

Z (t) = \frac{1}{S} Σ_{r = 0}^{S - 1} a (r) Y (t - r)

r为自由变量，S为中间变量的个数，0<a₀<a₁<…<a_S-1<1，且

Σ_{r = 0}^{S - 1} a (r) = 1;

15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

Y_{t} = y_{t} y_{t}^{H}

y_t＝Q_s(t)w(t)

Z(t)＝αZ(t-1)+(1-α)Y_t，0<α<1；

16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

b_{t} = {[e_{1}, ..., e_{N_{T}}, f_{1, 2}, g_{1, 2}, ..., f_{1, N_{T}}, g_{1, N_{T}}, f_{2, 3}, g_{2, 3}, ..., f_{2, N_{T}}, g_{2, N_{T}}, ..., f_{N_{T} - 1, N_{T}}, g_{N_{T} - 1, N_{T}}]}^{T}

k,l为自由变量，e_k＝|a_t,k|²，

f_{k, l} = 2 R (a_{t, k}^{*} a_{t, l}), g_{k, l} = - 2 I (a_{t, k}^{*} a_{t, l}),

X = {[\begin{matrix} x_{1} & ... & x_{N_{T}^{2}} \end{matrix}]}^{T},

{[\begin{matrix} b_{t} & ... & b_{t - T + 1} \end{matrix}]}^{T} [\begin{matrix} x_{1} \\ \cdot \\ \cdot \\ \cdot \\ x_{N_{T}^{2}} \end{matrix}] = [\begin{matrix} {\hat{γ}}_{t} \\ \cdot \\ \cdot \\ \cdot \\ {\hat{γ}}_{t - T + 1} \end{matrix}] - - - (1)

为γ的量化值，P为所述基站的发送功率，N_o为所述终端测得的下行噪声干扰功率，W＝{w₀，…，w_L-1}是预编码码本，L为预编码码本中预编码矩阵w_i的数量，h_i表示所述基站的天线端口i到用户的各天线的信道；

重建单元，用于根据向量

X = {[\begin{matrix} x_{1} & ... & x_{N_{T}^{2}} \end{matrix}]}^{T}

重建下行信道

其中，对角线上的元素

上三角的元素

{\hat{r}}_{k, l} = x_{p (k, l)} + j \cdot x_{p (k, l) + 1}, k = 1, ..., N_{T} - 1; k < l;

下三角的元素为上三角的元素关于对角线的共轭对称。