[發明專利]生成用于三維MIMO系統的預編碼矩陣的方法和裝置以及發射機

在審

• 申請號: 201310282766.9
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN104283631A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 宋揚;云翔;陳嵐;柿島佑一;袁方;楊晨陽
• 申請（專利權）人: 株式會社NTT都科摩
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 趙碧洋

技術領域

本發明涉及生成預編碼矩陣的方法和裝置以及發射機，更具體地，本發明涉及一種生成用于三維多輸入多輸出（MIMO）系統的預編碼矩陣的方法、以及相應的裝置、以及生成用于三維多輸入多輸出（MIMO）系統的預編碼矩陣的發射機。

背景技術

在長期演進（LTE）通信系統以及LTE-Advanced通信系統中，在無線基站以及移動臺中可使用多輸入多輸出（MIMO）天線系統。在MIMO系統中，在信號收/發機中設置多根天線，以通過分集或復用提高系統性能。

為了進一步改善MIMO系統的頻譜利用率，提出了能夠控制信號傳播的方位角（即，水平方向角）和俯仰角（即，垂直方向角）的三維空間（以下簡稱為“三維”）MIMO系統。然而，與傳統的僅控制方位角的二維MIMO系統相比，由于增加了天線在垂直軸上的分布三維MIMO系統的天線數量大，信道維數高。這導致三維MIMO系統的預編碼矩陣搜索和生成的計算復雜，并且碼本需要占用較大的存儲空間。

例如，對于三維MIMO系統中的傳輸信道（以下簡稱為“三維信道”），可使用通過旋轉碼本結構，按照以下公式(1)來獲得用于該信道的預編碼矩陣或信道量化矩陣（后面以預編碼矩陣為例）C：

C=W₁W₂??????……(1)

其中，W₁為三維信道的統計的空間相關矩陣，W₂為反映三維信道的瞬時和/或窄帶信息的基本碼字，并且可通過旋轉W₁來獲得換為適合該三維信道的W₂。

在對于三維MIMO的頻分雙工（FDD）系統使用旋轉碼本結構的情況下，需要預先存儲包含多個針對三維信道的候選空間相關矩陣的空間相關矩陣碼本，以及包含多個候選基本碼字的基本碼本。當接收機選擇預編碼矩陣時，在預先存儲的空間相關矩陣碼本和基本碼本中進行檢索，以獲得與三維信道的信道響應匹配的三維信道空間相關矩陣W₁和基本碼字W₂。

假設三維MIMO系統包括8×8的天線陣列，則每個三維信道空間相關矩陣的尺寸為64×64。也就是說，在無線基站以及移動臺中都需要較大的存儲空間來對碼本進行存儲，并且生成旋轉預編碼矩陣C時的計算復雜度非常高。

為了降低復雜度，提出了對于三維信道的水平方向和垂直方向分別確定水平信息預編碼矩陣和垂直信息預編碼矩陣，并生成三維信道的預編碼矩陣C，如以下公式(2)所示，

C=WhWvT······(2)]]>

其中，W_h為三維信道在水平方向上的水平信息預編碼矩陣，W_v為三維信道在垂直方向上的垂直信息預編碼矩陣,為W_v的轉置矩陣。

此外，可在每一方向上均可使用以上結合公式(1)描述的旋轉碼本結構，從而通過以下公式(3)獲得W_h，并且通過以下公式(4)獲得W_v。

W_h=W_h,1W_h,2????……(3)

W_v=W_v,1W_v,2????……(4)

其中，W_h,1為三維信道在水平方向上的空間相關矩陣，通過W_h,1的旋轉變換來獲得適合該三維信道在水平方向上的水平基本碼字W_h,2。類似地，W_v,1為三維信道在垂直方向上的空間相關矩陣，并且通過W_v,1的旋轉變換來獲得適合該三維信道在垂直方向上的垂直基本碼字W_v,2。