预编码方法、装置及电子设备.pdf

《预编码方法、装置及电子设备.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《预编码方法、装置及电子设备.pdf（23页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010424359.7 (22)申请日 2020.05.19 (71)申请人 北京邮电大学 地址 100876 北京市海淀区西土城路10号 (72)发明人 李立华张平樊家澍 (74)专利代理机构 北京柏杉松知识产权代理事 务所(普通合伙) 11413 代理人 孟维娜项京 (51)Int.Cl. H04B 7/0456(2017.01) (54)发明名称 一种预编码方法、 装置及电子设备 (57)摘要 本发明实施例提供了一种预编码方法、 装置 及电子设备， 包括： 按照Typ。

2、eI型码本方案选择出 当前信道的最优码字， 并且计算最优码字与当前 信道的弦距离， 作为目标弦距离， 其中， 目标弦距 离表示最优码字与当前信道在矢量上的相似度， 以及若目标弦距离不大于预设弦距离， 则按照 TypeII型码本方案更新最优码字， 以及向基站 端发送携带更新后的最优码字的索引的预编码 信息， 以使基站端按照更新后的最优码字的索引 进行预编码， 由于按照TypeI型码本方案确定出 最优码字后， 可以在最优码字与当前信道在矢量 上的相似度和预设弦距离不大于预设弦距离的 情况下， 按照TypeII型码本方案更新最优码字， 实现了动态调整码本方案。 权利要求书2页 说明书17页 附图3页。

3、 CN 111555784 A 2020.08.18 CN 111555784 A 1.一种预编码方法， 其特征在于， 包括： 按照Type I型码本方案选择出当前信道的最优码字； 计算所述最优码字与所述当前信道的弦距离， 作为目标弦距离， 其中， 所述目标弦距离 表示所述最优码字与所述当前信道在矢量上的相似度； 若所述目标弦距离不大于预设弦距离， 则按照Type II型码本方案更新所述最优码字； 向基站端发送携带更新后的最优码字索引的预编码信息， 以使所述基站端按照更新后 的最优码字的索引进行预编码。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括： 若所述目标弦距离大于所述预。

4、设弦距离， 则向基站端发送携带所选择的最优码字的索 引的预编码信息， 以使所述基站端按照所选择的最优码字的索引进行预编码。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述按照Type I型码本方案选择出当 前信道的最优码字， 包括： 获取当期信道的信道状态信息； 基于所获取的信道状态信息， 从预设的码本集中选择出最优码字。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述基于所获取的信道状态信息， 从预设 的码本集中选择出最优码字， 包括： 基于所获取的信道状态信息的水平维信道矩阵， 从预设的码本集的水平维矩阵中选择 出第一最优码字； 基于所获取的信道状态信息的垂直维信道矩阵， 从预。

5、设的码本集的垂直维矩阵中选择 出第二最优码字； 根据所选择的第一最优码字和第二最优码字， 确定出最优码字。 5.根据权利要求1-2或4任一项所述的方法， 其特征在于， 所述按照Type II型码本方案 更新所述最优码字， 包括： 按照最大化信道增益准则， 从所选择的最优码字所在的码本集中选择预设数量个信道 增益大于所述最优码字的码字； 按照所选择的码字对所述最优码字进行更新。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述按照最大化信道增益准则， 从所选择 的最优码字所在的码本集中选择预设数量个信道增益大于所述最优码字的码字， 包括： 按照最大化信道增益准则， 遍历所选择的最优码字所在的码。

6、本集中其他的码字， 得到 信道增益大于所述最优码字的码字； 记录所得到的码字， 并更新所述最优码字； 重复执行所述按照最大化信道增益准则， 遍历所选择的最优码字所在的码本集中其他 的码字， 得到信道增益大于所述最优码字的码字的步骤， 直至所记录的码字的数量达到预 设数量。 7.一种预编码装置， 其特征在于， 包括： 最优码字选择模块， 用于按照Type I型码本方案选择出当前信道的最优码字； 弦距离计算模块， 用于计算所述最优码字与所述当前信道的弦距离， 作为目标弦距离， 其中， 所述目标弦距离表示所述最优码字与所述当前信道在矢量上的相似度； 最优码字更新模块， 用于若所述目标弦距离不大于预设。

7、弦距离， 则按照Type II型码本 权利要求书 1/2 页 2 CN 111555784 A 2 方案更新所述最优码字； 预编码信息发送模块， 用于向基站端发送携带更新后的最优码字的索引的预编码信 息， 以使所述基站端按照更新后的最优码字的索引进行预编码。 8.根据权利要求7所述的装置， 其特征在于， 所述预编码信息发送模块， 还用于若所述 目标弦距离大于所述预设弦距离， 则向基站端发送携带所选择的最优码字的索引的预编码 信息， 以使所述基站端按照所选择的最优码字的索引进行预编码。 9.根据权利要求7或8所述的装置， 其特征在于， 所述最优码字选择模块， 包括： 信道状态信息获取子模块， 用。

8、于获取当期信道的信道状态信息； 第一码字选择子模块， 用于基于所获取的信道状态信息， 从预设的码本集中选择出最 优码字。 10.一种电子设备， 其特征在于， 包括处理器、 通信接口、 存储器和通信总线， 其中， 处理 器， 通信接口， 存储器通过通信总线完成相互间的通信； 存储器， 用于存放计算机程序； 处理器， 用于执行存储器上所存放的程序时， 实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111555784 A 3 一种预编码方法、 装置及电子设备 技术领域 0001 本发明涉及通信技术领域， 特别是涉及一种预编码方法、 装置及电子设备。 背景技术 0002 近。

9、两年， 工业界和学术界对于5G技术的研究已经进入了如火如荼的阶段， 其中 Massive MIMO(Massive Multiple-In Multiple-Out， 大规模多输入多输出技术)依然是物 理层关键技术之一， 对提升系统容量和频谱效率起到了重要作用。 0003 Massive MIMO系统使用阵列天线进行数据传输， 在不增加信号带宽与功率的前提 下， 可以提升系统容量、 提高频谱效率、 增强稳定性。 但由于基站端庞大的发射天线数量和 用户设备有限的处理能力， 预编码技术成为该系统中主要的干扰抑制技术。 0004 3GPP(3rd Generation Partnership Pro。

10、ject， 第三代合作伙伴计划)于 Release15(发布15)发布了基于5G(5th-Generation， 第五代移动通讯技术)新空口的大规 模MIMO技术的第一个标准化版本的码本设计。 Release 15基于5G新空口的码本方案分为两 种： Type I(类型I)型码本和Type II(类型II)型码本。 0005 其中， Type I型码本是5G新空口Release15提出的两种新型码本之一的常规精度 码本， 主要应用于对精度要求不高的场景上， 因其码本分辨率较低， 主要应用用户抑制层间 干扰， 多用于单用户MIMO场景。 而Type II型码本是5G新空口Release15提出的。

11、两种新型码 本之一的高精度码本， 主要应用于对精度要求较高的场景上， 因其码本分辨率高， 能有效抑 制多用户间干扰， 适用于多用户MIMO场景。 0006 发明人在实现本发明的过程中发现， 现有技术至少存在如下问题： 0007 3GPP发布的基于码本的预编码方案虽然规范了两种应用于不同场景的码本类型， 但是在不断变化的信道条件下， 无法动态调节所选方案类别。 发明内容 0008 本发明实施例的目的在于提供一种预编码方法， 以实现动态调节预编码方案。 具 体技术方案如下： 0009 本发明实施例提供一种预编码方法， 包括： 0010 按照Type I型码本方案选择出当前信道的最优码字； 0011。

12、 计算所述最优码字与所述当前信道的弦距离， 作为目标弦距离， 其中， 所述目标弦 距离表示所述最优码字与所述当前信道在矢量上的相似度； 0012 若所述目标弦距离不大于预设弦距离， 则按照Type II型码本方案更新所述最优 码字； 0013 向基站端发送携带更新后的最优码字的索引的预编码信息， 以使所述基站端按照 更新后的最优码字的索引进行预编码。 0014 进一步的， 所述方法还包括： 0015 若所述目标弦距离大于所述预设弦距离， 则向基站端发送携带所选择的最优码字 说明书 1/17 页 4 CN 111555784 A 4 的索引的预编码信息， 以使所述基站端按照所选择的最优码字的索引。

13、进行预编码。 0016 进一步的， 所述按照Type I型码本方案选择出当前信道的最优码字， 包括： 0017 获取当期信道的信道状态信息； 0018 基于所获取的信道状态信息， 从预设的码本集中选择出最优码字。 0019 进一步的， 所述基于所获取的信道状态信息， 从预设的码本集中选择出最优码字， 包括： 0020 基于所获取的信道状态信息的水平维信道矩阵， 从预设的码本集的水平维矩阵中 选择出第一最优码字； 0021 基于所获取的信道状态信息的垂直维信道矩阵， 从预设的码本集的垂直维矩阵中 选择出第二最优码字； 0022 根据所选择的第一最优码字和第二最优码字， 确定出最优码字。 0023。

14、 进一步的， 所述按照Type II型码本方案更新所述最优码字， 包括： 0024 按照最大化信道增益准则， 从所选择的最优码字所在的码本集中选择预设数量个 信道增益大于所述最优码字的码字； 0025 按照所选择的码字对所述最优码字进行更新。 0026 进一步的， 所述按照最大化信道增益准则， 从所选择的最优码字所在的码本集中 选择预设数量个信道增益大于所述最优码字的码字， 包括： 0027 按照最大化信道增益准则， 遍历所选择的最优码字所在的码本集中其他的码字， 得到信道增益大于所述最优码字的码字； 0028 记录所得到的码字， 并更新所述最优码字； 0029 重复执行所述按照最大化信道增益。

15、准则， 遍历所选择的最优码字所在的码本集中 其他的码字， 得到信道增益大于所述最优码字的码字的步骤， 直至所记录的码字的数量达 到预设数量。 0030 本发明实施例还提供一种预编码装置， 所述装置包括： 0031 最优码字选择模块， 用于按照Type I型码本方案选择出当前信道的最优码字； 0032 弦距离计算模块， 用于计算所述最优码字与所述当前信道的弦距离， 作为目标弦 距离， 其中， 所述目标弦距离表示所述最优码字与所述当前信道在矢量上的相似度； 0033 最优码字更新模块， 用于若所述目标弦距离不大于预设弦距离， 则按照Type II型 码本方案更新所述最优码字； 0034 预编码信息。

16、发送模块， 用于向基站端发送携带更新后的最优码字的索引的预编码 信息， 以使所述基站端按照更新后的最优码字的索引进行预编码。 0035 进一步的， 所述预编码信息发送模块， 还用于若所述目标弦距离大于所述预设弦 距离， 则向基站端发送携带所选择的最优码字的索引的预编码信息， 以使所述基站端按照 所选择的最优码字的索引进行预编码。 0036 进一步的， 所述最优码字选择模块， 包括： 0037 信道状态信息获取子模块， 用于获取当期信道的信道状态信息 0038 第一码字选择子模块， 用于基于所获取的信道状态信息， 从预设的码本集中选择 出最优码字。 0039 进一步的， 所述第一码字选择子模块，。

17、 具体用于基于所获取的信道状态信息的水 说明书 2/17 页 5 CN 111555784 A 5 平维信道矩阵， 从预设的码本集的水平维矩阵中选择出第一最优码字， 并且基于所获取的 信道状态信息的垂直维信道矩阵， 从预设的码本集的垂直维矩阵中选择出第二最优码字， 以及根据所选择的第一最优码字和第二最优码字， 确定出最优码字。 0040 进一步的， 所述最优码字更新模块， 包括： 0041 第二码字选择子模块， 用于按照最大化信道增益准则， 从所选择的最优码字所在 的码本集中选择预设数量个信道增益大于所述最优码字的码字； 0042 码字更新子模块， 用于按照所选择的码字对所述最优码字进行更新。。

18、 0043 进一步的， 所述第二码字选择子模块， 具体用于按照最大化信道增益准则， 遍历所 选择的最优码字所在的码本集中其他的码字， 得到信道增益大于所述最优码字的码字， 并 且记录所得到的码字， 并更新所述最优码字， 以及重复执行所述按照最大化信道增益准则， 遍历所选择的最优码字所在的码本集中其他的码字， 得到信道增益大于所述最优码字的码 字的步骤， 直至所记录的码字的数量达到预设数量。 0044 本发明实施例还提供一种电子设备， 包括处理器、 通信接口、 存储器和通信总线， 其中， 处理器， 通信接口， 存储器通过通信总线完成相互间的通信； 0045 存储器， 用于存放计算机程序； 004。

19、6 处理器， 用于执行存储器上所存放的程序时， 实现上述任一预编码方法的步骤。 0047 本发明实施还提供了一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质内存储 有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一预编码方法的步骤。 0048 本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品， 当其在计算机上运行 时， 使得计算机执行上述任一预编码方法。 0049 本发明实施例提供的一种预编码方法、 装置及电子设备， 方案中， 按照Type I型码 本方案选择出当前信道的最优码字， 并且计算最优码字与当前信道的弦距离， 作为目标弦 距离， 其中， 目标弦距离表示最优码字与当前信道在矢量上。

20、的相似度， 以及若目标弦距离不 大于预设弦距离， 则按照Type II型码本方案更新最优码字， 以及向基站端发送携带更新后 的最优码字的索引的预编码信息， 以使基站端按照更新后的最优码字的索引进行预编码， 由于按照Type I型码本方案确定出最优码字后， 可以在最优码字与当前信道在矢量上的相 似度和预设弦距离不大于预设弦距离的情况下， 按照Type II型码本方案更新最优码字， 实 现了动态调整码本方案。 0050 当然， 实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优 点。 附图说明 0051 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描。

21、述中所需要使用的附图作简单地介绍。 0052 图1为本发明一个实施例提供的预编码方法的流程图； 0053 图2为本发明一个实施例提供的最优码字确定方法的流程图； 0054 图3为本发明另一个实施例提供的最优码字确定方法的流程图； 0055 图4为本发明一个实施例提供的预编码装置的结构示意图； 0056 图5为本发明一个实施例提供的最优码字选择装置的结构示意图； 说明书 3/17 页 6 CN 111555784 A 6 0057 图6为本发明一个实施例提供的码字更新装置的结构示意图； 0058 图7为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。 具体实施方式 0059 为了给出动态调整码本方案的实。

22、现方案， 本发明实施例提供了一种预编码方法、 装置及电子设备， 以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明。 并且在不冲突的情况 下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 0060 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述。 0061 在本发明的一个实施例中， 提供一种预编码方法， 如图1所示， 该方法包括以下步 骤： 0062 S101： 按照Type I型码本方案选择出当前信道的最优码字。 0063 S102： 计算最优码字与当前信道的弦距离， 作为目标弦距离， 其中， 目标弦距离表 示最优码字与当前信道在矢量上的相似度。 0064 。

23、S103： 若目标弦距离不大于预设弦距离， 则按照Type II型码本方案更新最优码 字。 0065 S104： 向基站端发送携带更新后的最优码字的索引的预编码信息， 以使基站端按 照更新后的最优码字的索引进行预编码。 0066 本发明实施例提供的上述预编码方法中， 由于可以按照Type I型码本方案确定出 最优码字后， 可以在最优码字与当前信道在矢量上的相似度和预设弦距离不大于预设弦距 离的情况下， 按照Type II型码本方案更新最优码字， 实现了动态调整码本方案。 0067 为了更清楚的阐述本发明实施例， 首先对Type I型码本方案和Type II型码本方 案进行简单介绍： 0068 。

24、Type I型码本方案： 0069 Type I型码本是5G新空口Release15提出的两种新型码本之一的常规精度码本， 主要应用于对精度要求不高的场景上， 因其码本分辨率较低， 主要应用用户抑制层间干扰， 多用于单用户MIMO场景。 Type I型码本延续了LTE(Long Term Evolution， 长期演进)的双 级码本方案， 即预编码矩阵分解为两个矩阵的乘积： YY1*Y2。 0070 其中， Y1为宽带信息， 具体为由DFT(Discrete Fourier Transform， 离散傅里叶变 换)向量组成的波束集合， Y2是子带信息。 0071 Type I型码本是基于DFT。

25、波束构建的码本集， 首先构建空域波束集合， 再根据信道 信息选出L个波束(L为1-4)， 当L为4时， 则需对该子带信息再次进行选择。 Type I型码本支 持最大8层、 32端口的传输， 将天线划分成N1O1N2O2个波束， 并由上报的PMI(Point of Maximum Intensity， 最大强度点)来指示唯一的预编码矩阵， 其中， PMI由i1、 i2组成， i1包含 i1， 1、 i1， 2、 i1， 3， 分别表示水平维度的宽带信息指示、 垂直维度的宽带信息指示和高层特殊性 指示； i2用来表示子带信息指示。 0072 (1)空域波束集合的构建 0073 空域波束集合是由两维。

26、DFT波束进行克罗内克积相乘后得到的波束集合。 第一维 正交基由N1个1N1的DFT波束向量构成， 再乘上旋转因子R(q1)进行O1倍过采样来细化波束 说明书 4/17 页 7 CN 111555784 A 7 粒度， 其中N1为水平维度上的天线端口数， O1为过采样率。 0074 第二维正交基由N2个1N2的DFT波束向量构成， 再乘上旋转因子R(q2)进行O2倍过 采样来细化波束粒度， 其中N2为水平维度上的天线端口数， O2为过采样率。 若N21， 那么空 域波束集合则为一维DFT波束集合。 0075 (2)波束选择 0076 用户设备通过探测信道状态信息从空域波束集合中选出L个波束组，。

27、 生成码本W1。 0077 其中， 波束选择的方法在协议中只使用了遍历搜索， 如下式所示： 0078 0079 其中， B为相同极化方向的波束组， 不同极化方向使用的波束组相同。 当L1时， 块 矩阵B为向量b0， W2只用于对另一个极化方向的相位调整， 即： 0080 0081 其中， 表示两个极化方向之间的相位差， 根据天线端口数和参数设置决定。 b0选 自先前构造的码本集W， 可表示为： 0082 0083 其中， uq1,n1表示第一维正交基， vq2,n2表示第二维正交基， Q1表示第一正交基在水平 维度上的过采样率， N1表示第一正交基在水平维度上的天线端口数， Q2表示第二正交基。

28、在水 平维度上的过采样率， N2表示第二正交基在水平维度上的天线端口数。 0084 当L4时， 块矩阵B可表示为Bb0b1b2b3， 根据天线阵列的类型有其不同的选择方 法。 用户根据当前信道状态信息， 生成W2， 如公式所示： 0085 0086 其中， P表示b0b1b2b3向量的极化方向， P表示在极化方向上的相位差 0087 进一步的， b0b1b2b3取自先前构造的码本集： 0088 0089 Type II型码本方案： 0090 应用于对精度要求较高的场景上， 因其码本分辨率高， 能有效抑制多用户间干扰， 适用于多用户MIMO场景。 Type II型码本因其高精度在特定场景上有很高。

29、的应用率， 但因其 反馈开销高、 搜索复杂度高， 因此如何降低搜索复杂度、 降低反馈开销成为Type II码本的 说明书 5/17 页 8 CN 111555784 A 8 进一步方案设计目的。 Type II型码本基于波束组合原理进行方案设计， 5G NR在LTE的基础 上， 扩展了用于正交合并的波束个数L， 对于不同极化方向进行了不同的波束合并， 使码本 精度大大提高。 在Release16中， Type II型码本只支持并行数据流数量为1或者2的传输情 况。 0091 Type II型码本与Type I型码本一样都是由基于DFT波束构建的码本集， 区别在于 Type II型码本是利用波束。

30、组合的原理进行方案设计， 即从空域波束集合中挑选出相应的 波束正交基作为宽带波束组， 再通过幅度系数加权和线性合并获得最终的码字， 这样弥补 了Type I型码本数量不多造成的匹配精度低的问题， 多应用于多用户MIMO场景下的高精度 场景。 但同时Type II型码本因为码本数量的大大增加导致搜索最优码本的复杂度也大大 增加， 提高了对终端的设计要求， 限制了基于码本的预编码技术的应用与发展。 因此， 设计 基于Type II型码本低复杂度的搜索方法具有重要的研究意义。 0092 与Type I型码本相同， Type II型码本首先构建空域波束集合， 再根据信道信息选 出L个波束正交基(L为1。

31、-4)组成宽带波束组， 就是从O1O2个波束正交基中选择出L个正交向 量作为波束组合， 不同层与不同极化方向使用同一组正交基。 再根据PMI索引的系数进行相 位系数调整和线性合并。 Type II型码本因其反馈量大， 目前协议支持最大2层、 32端口的传 输。 0093 本领域技术人员可以看出， 上述5G NR中的基于码本的预编码方案虽然规范了两 种应用于不同场景的码本类型， 但是在不断变化的信道条件下， 无法动态调节所选方案类 别。 0094 因此， 本发明实施例提供了一种预编码方法， 用于动态调节所选方案类别。 0095 在一个实施例中， 本发明实施例可以应用于规模MIMO多用户下行信道预。

32、编码系 统， 基站端配置为均匀矩形天线阵列， 有NtNthNtv根发射天线， 其中水平维度有Nth根发 射天线， 垂直维度有Ntv根发射天线； 用户端配置为单天线接收装置， 共有K个用户， 其接收信 号yCK1可表示为： 0096 yHWx+n 0097 其中， xCK1为发送信号， nCK1是满足均值为0， 方差为1的高斯白噪声， C表示 复数域， CK1表示K1的复数域。为预编码矩阵，表示NtK的复数域， 为信道矩阵，表示KNt的复数域， 其表达式如下： 0098 0099其中， h1-hK分别表示用户1-用户K的信道系数， h1 ,1 ,1、和 分别表示用户1在水平维度为1， 垂直维度为。

33、1的天线、 水平维度为Nth， 垂直维度为 1的天线、 水平维度为1， 垂直维度为Ntv的天线、 水平维度为Nth， 垂直维度为Ntv的天线上的信 说明书 6/17 页 9 CN 111555784 A 9 道系数。 h2,1,1、分别表示用户2在水平维度为1， 垂直维度为1 的天线、 水平维度为Nth， 垂直维度为1的天线、 水平维度为1， 垂直维度为Ntv的天线、 水平维 度为Nth， 垂直维度为Ntv的天线上的信道系数。 hK,1,1、分别 表示用户K在水平维度为1， 垂直维度为1的天线、 水平维度为Nth， 垂直维度为1的天线、 水平 维度为1， 垂直维度为Ntv的天线、 水平维度为N。

34、th， 垂直维度为Ntv的天线上的信道系数。 0100 根据协议3GPP TR 38.901， 面向5G的毫米波信道模型采用分簇模型， 每个散射体 聚集成M个散射簇， 每个散射簇对应一个径， 每个径中又包含有K个子径， 含有不同的发射 角、 到达角和相位， 信道系数函数如公式所示： 0101 0102其中，表示第n条主径上第m个子径的功率， u表示接收端天线根数， s表示发 射端天线根数， t表示时间间隙， Ftx,s, 表示基站天线垂直方向增益，表示基站天线水 平方向增益， Frx,u, 表示接收端天线垂直方向增益，表示接收端天线水平方向增益， n,m,ZOA表示第n条主径上第m个子径的离开。

35、角，表示第n条主径上第m个子径的到达 角， n,m,ZOD表示第n条主径上第m个子径的离开天顶角，表示第n条主径上第m个子 径的到达天顶角，和分别表示第n条主径上第m个子径的在 、 和四个不同极化方向上的相位，0表示载波频率的波长，表示以第一个天线为参考标 准时， 接收端天线阵列之间的天线参考距离，表示以第一个天线为参考标准时， 发送端 天线阵列之间的天线参考距离， 表示多普勒频移因子，表示在球坐标系下由每个子 径确定的单位矢量， n,m表示交叉极化功率比的线性值， 表示载波频率的波长， 表示相对 距离， T表示信号周期。 0103 在包含N条主径M条子径的信道中， 发射天线s到接收天线u的信。

36、道时域表达式可表 达为： 0104 0105 其中， N表示信道中主径的数量， u表示接收端天线根数， s表示发射端天线根数， t 说明书 7/17 页 10 CN 111555784 A 10 表示时间间隙， Hu,s,n(t)表示第n条主径的信道中， 发射天线到接收天线的信道时域。 0106 在一个实施例中， 为了实现动态的动态调节所选方案类别， 下面简单介绍下本发 明实施例所使用的码本的构造： 0107 空域波束集合是由两个一维DFT波束进行克罗内克相乘后得到的波束集合。 第一 维正交基由N1个1N1的DFT波束向量构成， 再乘上旋转因子R(q1)进行O1倍过采样来细化波 束粒度， 其中。

37、N1为水平维度上的天线端口数， O1为过采样率。 第二维正交基如上所示， 由N2个 1N2的DFT波束向量构成， 再乘上旋转因子R(q2)进行O2倍过采样来细化波束粒度， 其中N2 为垂直维度上的天线端口数， O2为过采样率。 若N21， 那么空域波束集合则为一维DFT波束 集合。 其中， 水平维波束结合构造公式可表示为： 0108 0109 其中， uq1,n1R(q1)*un1， 可表示为： 0110 0111 0112 垂直维波束结合构造公式可表示为： 0113 0114 其中， vq2,n2R(q2)*vn2， 可表示为： 0115 0116 0117 两维波束集合再进行克罗内克相乘，。

38、 如以下公式所示： 0118 0119 在本发明实施例提供的如图1所示的预编码方案中的基础上， 在步骤S103之后， 还 说明书 8/17 页 11 CN 111555784 A 11 可以包括： 0120 若目标弦距离大于预设弦距离， 则向基站端发送携带所选择的最优码字的索引的 预编码信息， 以使基站端按照所选择的最优码字的索引进行预编码。 0121 在一个实施例中， 基站端和用户端均采取同一个码本集， 构造过程如上文所示。 在 进行动态选择之前， 首先要把码本集W分为O1O2组， 每组中有N1N2个码字， 组内每个码字两两 之间相互正交， 证明过程如下： 0122 在任意一组内(假设q11。

39、， q21)， 其构造如下： 0123 0124 m1O1n1+1， n11,N1 0125 m2O2n2+1， n21,N2 0126 其中， U1,1表示第一正交基在水平维度上的过采样率为1、 且第二正交基在水平维 度上的过采样率也为1的O1O2组。表示在U1,1中用于指示在第一正交基在水平维度上 的采样天线端口数为m1， 且第二正交基在水平维度上的采样天线端口数为m2的码字。 0127首先， 任取两个码字和计算两个向量的内积为0， 则表示每个码字两两 之间相互正交。 0128 其次， 用户端根据当前的信道状态信息在码本集中进行搜索， 从而选出最优的码 字， 这与3GPP协议中规定的Typ。

40、e I型码本的码本搜索方法近似， 但是原搜索方法为遍历搜 索， 当天线端口多时， 搜索复杂度较大。 因此， 本发明基于Type I型码本， 提出一种低复杂度 的码本搜索算法。 0129 通过该算法得到最优码字并记录下所在的组别索引： 0130 0131其中， Hk表示信道状态信息，表示指示第一正交基和第二正交基在水平维度上 的采样率之积为m， 且第一正交基和第二正交基在水平维度上的天线端口数之积为n的码 字。 0132 然后计算最优码字与当前信道之间的弦距离， 弦距离可以衡量两个矢量之间的相 似度， 计算公式如下： 0133 0134 其中X和Y表示维度相同的矢量， |F表示计算F的标识范数。。

41、 当M1时， 上式可以 看作一个格拉斯曼装箱问题， 此时求解F范数的问题可以变成对绝对值的求解， 因此上式可 以化简为： 0135 0136 在本问题中， 最优码字与当前信道之间的弦距离计算公式可表达为： 说明书 9/17 页 12 CN 111555784 A 12 0137 0138其中，表示当前信道矩阵H中的信道状态信息。 0139 根据系统对当前的传输质量进行要求， 从而设置判断阈值d0， 若当前最优码字与 信道之间的弦距离dkd0， 则将wopt设为最优码字进行反馈； 若当前最优码字与信道之间的 弦距离dkd0， 则认为当前最优码字无法满足系统要求， 需要基于线性组合原理， 从码本集。

42、中 挑选出相应的L个波束正交基作为宽带波束组， 再通过幅度系数加权和线性合并获得最终 的码字。 这与3GPP协议中规定的Type II型码本的码本搜索方法近似， 但原搜索算法随着天 线端口的增多， 计算复杂度成倍增加， 因此， 本发明基于Type II类型码本， 提出一种低复杂 度的码本搜索算法， 通过该算法选出一组线性组合， 再通过PMI进行反馈。 0140 最后， 用户端根据上述策略将相关信息索引组合成PMI反馈给基站端， 基站端根据 PMI中的信息进行码字选择或者线性组合， 接着进行预编码， 进行后续的数据传输。 0141 在本发明的一个实施例中， 提供一种最优码字选择方法， 如图2所示。

43、， 该方法包括 以下步骤： 0142 S201： 获取当期信道的信道状态信息。 0143 S202： 基于所获取的信道状态信息， 从预设的码本集中选择出最优码字。 0144 本步骤中， 可以基于所获取的信道状态信息的水平维信道矩阵， 从预设的码本集 的水平维矩阵中选择出第一最优码字， 并且基于所获取的信道状态信息的垂直维信道矩 阵， 从预设的码本集的垂直维矩阵中选择出第二最优码字， 以及根据所选择的第一最优码 字和第二最优码字， 确定出最优码字。 0145 本发明实施例提供的上述最优码字选择方法中， 由于可以利用信道的特性将信道 进行分解， 从而用较少的复杂度进行最优码字的选取。 0146 在。

44、本发明实施例提供的如图2所示的最优码字选择方法中， 模型的信道参数来自 于3GPP项目组中对实际信道的测量， 在实际的仿真建模中， 将上式代入到本发明所以系统 模型中， 经过化简可得： 0147 0148其中，表示用户k在路径n上的相位， N表示路径数， a(uk,n)和b(vk,n)分别表示路 径n在垂直和水平方向的响应， 具体公式如下： 0149 0150 0151 其中uk,n和vk,n分别表示用户k的第n条路径在天线阵列垂直维度和水平维度阵元 上的相位差， 具体公式如下： 0152 说明书 10/17 页 13 CN 111555784 A 13 0153 0154 其中， dv表示在。

45、天线阵列垂直维度的弦距离， dh表示在天线阵列水平维度的弦距 离。 表示用户k的第n条路径与天线阵列的夹角。 0155此时得到的第k个用户的信道矩阵为其中，表示Nthc Ntv的复数域， 随后进行维度变化， 使之成为其中，表示1Nt的复数域， 因此变化后的信道矩阵可表示为： 0156 0157其中，表示用户K在垂直维度的信道矩阵， 表示用户K在水平维度的信道矩 阵。 0158 最终的信道矩阵公式如下： 0159 0160 可以看出， 通过转换后的信道矩阵与面向5G NR预编码码本都可以化解为水平维 和垂直维进行克罗内克积相乘的形式。 当面对精度要求不高的应用场景时， 用户端往往基 于线性选择对。

46、所构造的码本集进行穷举搜索， 选出最优的码字， 通过PMI进行反馈， 基站端 根据返回的码本索引进行码本选择。 这样的搜索方式随着码本集中码字数量的增多， 劣势 也慢慢显现， 为了减少遍历造成的复杂度， 本发明考虑码本集的结构， 提出一种基于Type I 类型码本的低复杂度预编码搜索算法。 0161 对于上文中所构造的码本集， 可以看成水平维空域波束集合垂直维空域波束集的 克罗内克积相乘。 而对于每一个用户来说， 都是独立在码本集中选择最合适的码字， 假设用 户端已知当前信道状态信息， 基于水平维信道矩阵， 从码本集的水平维矩阵中选择最优码 字， 依据准则如下： 0162 0163 q10,1。

47、,.,O1-1 0164 n10,1,.,N1-1 0165其中，表示在水平维码本矩阵中索引为q1和n1的码字。 根据获得的确 定出水平维码本矩阵中相应的索引q1和n1， 紧接着固定水平维码本矩阵用户端基于 垂直维信道矩阵， 从码本集的垂直维矩阵中选择最优码字， 依据准则如下： 0166 0167 q20,1,.,O2-1 说明书 11/17 页 14 CN 111555784 A 14 0168 n20,1,.,N2-1 0169其中，表示在垂直维码本矩阵中索引为q2和n2的码字。 根据获得的确 定出水平维码本矩阵中相应的索引q2和n2， 最终选择的码字为用户端 将q1、 n1、 q2、 n。

48、2打包成PMI反馈给基站端， 基站端通过索引选择出码字， 最终获得相应的预 编码向量。 0170 可以看到， 通过以上方法， 基站端便能得到所需的预编码码本索引， 同时搜索复杂 度大大减小。 0171 示例性的， 在一个实施例中， 基站天线数为8， 采取均匀阵列天线， 水平维天线数N1 4， 垂直维天线数N22， 水平维过采样波束数O14， 垂直维过采样波束数O24， 下行信道 矩阵用户数K4. 0172 输出： 0173预编码矩阵及PMI信息(包含q1、 n1、 q2、 n2) 0174 步骤1： 选择用户k(k1,K) 0175 步骤2： 在水平维码本集中选择出最优码字及所对应的索引 01。

49、76 0177 步骤3： 在垂直维码本集中选择出最优码字及所对应的索引 0178 0179 步骤4： 计算用户k的最优预编码码字 0180 0181 步骤5： 记录用户k最优预编码码字的相应索引 0182 Ckq1k,q2k,n1k,n2k 0183 其中， q1k、 n1k表示用户k在水平维码本矩阵中相应的索引， q2k、 n2表示用户k在垂 直维码本矩阵中相应的索引。 0184 步骤6： 重复步骤2-5， 直至所有用户均完成选择 0185 步骤7： 计算PMI， 从用户端反馈给基站端 0186 PMIC1,CK 0187 其中， C1至CK表示用户1至用户K最优预编码码字的相应索引。 01。

50、88 步骤8： 基站端进行码字选择 0189 WW1 W2WkT 0190 其中， W1至WK表示基站端选择的对应用户1至用户k所在用户端的最优码字。 0191 在本发明的另一个实施例中， 还提供一种最优码字选择方法， 如图3所示， 该方法 包括以下步骤： 说明书 12/17 页 15 CN 111555784 A 15 0192 S301： 按照最大化信道增益准则， 从所选择的最优码字所在的码本集中选择预设 数量个信道增益大于最优码字的码字。 0193 本步骤中， 可以按照最大化信道增益准则， 遍历所选择的最优码字所在的码本集 中其他的码字， 得到信道增益大于最优码字的码字， 并且记录所得到。