[发明专利]用于3DMU‑MIMO预编码矩阵构造方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于3D MU-MIMO预编码矩阵构造方法及装置。

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)的多天线通信系统能够支持平行的数据流发送，因此能够大大增加系统的吞吐量，已经成为学术研究和实际系统中备受人们关注的技术。在通常的情况下，多天线传输中的平行数据流首先进行独立的前向纠错码编码，然后将编码后的码字映射到一个或者多个传输层上。当码字映射为多个传输层时，将编码器输出的串行数据进行串并变换为相应的多层即可。在一次传输中，系统支持的所有的传输层数又称为该次传输的秩数。

MIMO技术的实施将依赖于对于信道状态信息(CSI)的利用，为了通过在发送端进行预编码来提高系统传输性能，发送端需要获知信道状态信息(Channel Statement Information，CSI)，而信道状态信息CSI通常由接收端利用参考序列进行信道估计得到，这通常需要接收端信道状态信息CSI并将其反馈给发送端，用于在发送端计算合适的预编码或者波束成形参数。然而，CSI反馈信道的有限性决定了预编码码本的设计是必要的。为了减少反馈量，在关于高秩与低秩的情况提出了一种由两层组成的双码本W＝W₁*W₂的预编码方法，W₁与W₂分别是长期预编码矩阵(即，利用信道状态信息的长期统计计算的预编码矩阵)与短期预编码矩阵(即，利用信道状态信息的短期统计计算的预编码矩阵)。

尽管在现有技术中提出了基于双码本的预编码方案，比如现有的LTE R8系统是基于镜像变换Householder设计的4天线码本与LTE R10系统基于双码本设计的8天线码本，主要针对水平向天线设计，没有考虑垂直向天线的自由度，在空间资源的自由度并没有被充分利用，尤其是在垂直域的空间资源没有被充分利用，因而在多个用户分布于同一建筑物的不同楼层的情况下，这些方案难以支持多用户传输，直接用于AAS基站天线部署时，系统性能将严重下降。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种用于3D MU-MIMO预编码矩阵构造方法及装置，应用于4G LTE、LTE-A及5G IMT-2020移动通信系统eMBB中，利用包括支持垂直方向与水平方向量化的预编码矩阵，可以充分利用有源天线系统垂直方向的自由度，从而提高CSI反馈的精度和系统吞吐量。

本发明提出了一种用于3D MU-MIMO预编码矩阵构造方法，其特征在于，包括：

构造预编码矩阵W为表示宽带或长期信道特性的第一码本矩阵W₁与用于所述第一码本矩阵W₁带宽选择的第二码本矩阵W₃、表示窄带或短期信道特性的第二码本矩阵W₂乘积，即：

W＝W₃*W₁*W₂

所述第一码本矩阵为：

其中，b₁b₂…b_k为离散傅里叶变换DFT向量，p₁-p_2k表示功率权重，θ_1,1-θ_1,2k表示相位权重。

优选地，基站对用户终端天线的下行信道矢量作奇异值分解以确定最优发射的所述第一码本矩阵W₁。

优选地，所述用户终端天线的下行信道矢量由所述用户终端非发射天线对应的下行信道矢量与所述用户终端发射天线对应的下行信道矢量组成。

优选地，当所述3D MU-MIMO系统的发送天线为四天线且仅传输一个码字时，所述信道独立预编码传输为一层传输，或者为一个码字使用两层进行重传传输。

优选地，当所述3D MU-MIMO系统的发送天线为为八天线且仅传输一个码字时，所述信道独立预编码传输为一层传输，或者为两个码字使用四层或八层传输。

优选地，所述第一码本矩阵W₁中的b₁b₂…b_k在[0，2π]相位区间内均匀分布的离散傅里叶变换DFT向量中选取。