[发明专利]一种基于码本轮转的有限反馈量化方法

说明书

本发明公开了无线通信技术领域的一种基于码本轮转的有限反馈量化方法，旨在解决现有技术中大规模MIMO系统中反馈比特数较大而造成的反馈开销过大的问题。所述方法包括如下步骤：获取用户端选取的上一时刻最佳码字；以上一时刻最佳码字为基准，选取其左侧和右侧各d个码字，组成当前时刻虚拟码本；用户端选取当前时刻虚拟码本中的最佳码字，将其反馈给基站端。

技术领域

本发明涉及一种基于码本轮转的有限反馈量化方法，属于无线通信技术领 域。

背景技术

在MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多发射天线和多接收天线)系统 中，可以通过空间复用来传输更多数据。为了充分利用给定的MIMO信道，基 站端必须生成适当的波束形成器。需要CSI(Channel State Information，信道状 态信息)来构建适当的波束形成器。CSI到基站端的反馈是MIMO系统的重要 组成部分，因为它对预编码至关重要。然而，难以向基站端提供完美的CSI，并 且用户端通常使用低速率反馈链路来将量化的CSI发送到基站端。因此，基站 端和用户端应该同时具备量化所需信道状态信息的码本。这种系统被称为有限 反馈MIMO系统。

随着天线的数量增加，反馈信息量也随之增加。因此，在大规模MIMO系 统下的反馈方案成为当前研究的热点问题。通过对码本方案的设计改善系统的 性能在天线数增加时将反馈开销限制在一定范围内。

Jihoon Sung和Wonjin Sung针对大规模MIMO系统中随天线数增加的反馈 开销问题，提出了一种信道训练与波束赋形相结合的方案。该方案是基于LTE (Long TermEvolution，长期演进)系统中的码本组合与CSI的迭代反馈进行 的，即对每个LTE中的小尺寸码本的PMI(Payload Missing Indication，净荷 丢失指示)进行反馈，基站端累计每次的PMI信息从而形成一个大尺度的波 束矢量，从而降低系统的反馈开销。

Li Jingyu和Su Xin基于克罗内克理论提出了一种新的双码本设计方法。该 方法针对基站采用均匀矩形阵列的情况，码本由两种码本组成，分别是由反映 长周期信道特性的码本和反映短期信道特性的码本。其中，反映短周期特性的 码本与Release 10中引入的基于DFT双码本中的短周期码本一致，而表示长周 期信道特性的码本则有所不同，它是由反映水平方向长周期信道特性的码本与 反映垂直方向长周期信道特性的码本，通过Kronecker乘积产生的。该方法在不 增加系统复杂度与反馈开销的情况下，取得了较好的系统性能，为后续码本的 设计提供了理论依据。

综上所述，相比于传统的反馈技术而言，有限反馈技术可以在获得信道状 态信息的同时大大减小占用的系统带宽，然而若要将有限反馈技术应用于多用 户Massive MIMO系统中仍有若干关键问题需要研究。由于系统带宽的限制，减 小反馈开销成为要解决的首要问题。

大规模MIMO通信系统的CSI信息量因天线数和用户数目的增加较大，而 实际无线通信系统的反馈信道容量是有限的，因此，如何实现在有限的反馈信 道容量下尽量减少反馈比特数，从而减少系统开销是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于码本轮转的有 限反馈量化方法，包括如下步骤：

获取用户端选取的上一时刻最佳码字；

以上一时刻最佳码字为基准，选取其左侧和右侧各d个码字，组成当前时 刻虚拟码本；

用户端选取当前时刻虚拟码本中的最佳码字，将其反馈给基站端。

进一步地，获取用户端选取的上一时刻最佳码字，包括：

提取用户端上一时刻进行有限反馈量化初始化时产生的方向向量，构成码 本集合，所述方向向量作为码字；

比较当前时刻信道向量与码本集合中方向向量之间的内积；