本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造方法及裝置。
背景技術：
多輸入多輸出(multiple-inputmultiple-output，mimo)的多天線通信系統能夠支持平行的數據流發送，因此能夠大大增加系統的吞吐量，已經成為學術研究和實際系統中備受人們關注的技術。在通常的情況下，多天線傳輸中的平行數據流首先進行獨立的前向糾錯碼編碼，然后將編碼后的碼字映射到一個或者多個傳輸層上。當碼字映射為多個傳輸層時，將編碼器輸出的串行數據進行串并變換為相應的多層即可。在一次傳輸中，系統支持的所有的傳輸層數又稱為該次傳輸的秩數。
mimo技術的實施將依賴于對于信道狀態信息(csi)的利用，為了通過在發送端進行預編碼來提高系統傳輸性能，發送端需要獲知信道狀態信息(channelstatementinformation，csi)，而信道狀態信息csi通常由接收端利用參考序列進行信道估計得到，這通常需要接收端信道狀態信息csi并將其反饋給發送端，用于在發送端計算合適的預編碼或者波束成形參數。然而，csi反饋信道的有限性決定了預編碼碼本的設計是必要的。為了減少反饋量，在關于高秩與低秩的情況提出了一種由兩層組成的雙碼本w＝w1*w2的預編碼方法，w1與w2分別是長期預編碼矩陣(即，利用信道狀態信息的長期統計計算的預編碼矩陣)與短期預編碼矩陣(即，利用信道狀態信息的短期統計計算的預編碼矩陣)。
盡管在現有技術中提出了基于雙碼本的預編碼方案，比如現有的lter8系統是基于鏡像變換householder設計的4天線碼本與lter10系統基于雙碼本設計的8天線碼本，主要針對水平向天線設計，沒有考慮垂直向天線的自由度，在空間資源的自由度并沒有被充分利用，尤其是在垂直域的空間資源沒有被充分利用，因而在多個用戶分布于同一建筑物的不同樓層的情況下，這些方案難以支持多用戶傳輸，直接用于aas基站天線部署時，系統性能將嚴重下降。
技術實現要素：
本發明針對現有技術的不足，提出一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造方法及裝置，應用于4glte、lte-a及5gimt-2020移動通信系統embb中，利用包括支持垂直方向與水平方向量化的預編碼矩陣，可以充分利用有源天線系統垂直方向的自由度，從而提高csi反饋的精度和系統吞吐量。
第一方面，本發明提出了一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造方法，包括：
向接收設備發送參考信號；
接收所述接收設備發送的預編碼矩陣指示pmi；
根據所述pmi確定所述接收設備基于參考信號構造所述預編碼矩陣w；
所述預編碼矩陣w為表示寬帶或長期信道特性的第一碼本矩陣w1與表示窄帶或短期信道特性的第二碼本矩陣w2的乘積，所述第一碼本矩陣為：
其中，rcla,h、rcla,v、rula,h、rula,v是對角矩陣，矩陣dcla,h、dcla,v、dula,h、dula,v的各列為離散傅里葉變換dft向量。
優選地，所述w2用于選擇矩陣w1中的列向量或線性加權組合矩陣w1中的列向量從而構成矩陣w。
優選地，當所述3dmu-mimo系統的發送天線為四天線且僅傳輸一個碼字時，所述信道獨立預編碼傳輸為一層傳輸，或者為一個碼字使用兩層進行重傳傳輸。
優選地，當所述3dmu-mimo系統的發送天線為為八天線且僅傳輸一個碼字時，所述信道獨立預編碼傳輸為一層傳輸，或者為兩個碼字使用四層或八層傳輸。
優選地，所述第一碼本矩陣w1中的矩陣rcla,h、rcla,v、rula,h、rula,v的各列在[0，2π]相位區間內均勻分布的離散傅里葉變換dft向量中選取。
優選地，所述第一碼本矩陣w1中的矩陣rcla,h、rcla,v、rula,h、rula,v的各列所組成的波束組子集之間是相鄰重疊的。
優選地，當所述預編碼矩陣w集合中的矩陣多于一個時，對不同的子載波輪流按照正序使用所述預編碼矩陣w集合中的矩陣對數據進行預編碼。
優選地，所述預編碼矩陣w對于至少一個等級指數ri，所述第二碼本矩陣w2的每個碼字在第二碼本矩陣w2的所有其他碼字上由每層至少兩個波束選擇向量區分。
優選地，所述預編碼矩陣w碼本中各個碼字根據對應的基本波束方向圖的分布情況，對碼本進行垂直與水平方向平均分組。
第二方面，本發明提出了一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造裝置，包括：
發送器，用于向接收設備發送參考信號；
接收器，用于接收所述接收設備發送的預編碼矩陣指示pmi；
確定器，用于根據所述pmi確定所述接收設備基于參考信號構造所述預編碼矩陣w。
本發明的有益效果：本發明的一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造方法及裝置，利用包括支持垂直方向與水平方向量化的預編碼矩陣，可以充分利用有源天線系統垂直方向的自由度，解決了4glte、lte-a及5gimt-2020移動通信系統embb中的csi反饋的精度與系統吞吐量的問題。
附圖說明
用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制。
圖1是本發明3dmu-mimo預編碼矩陣構造裝置一實施例結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明，這是本發明的較佳實施例。
在發送器處設置具有垂直與水平極化的交叉極化陣列趨于導致良好分離的發送通道，這對于多流mimo發送具有吸引力。因為分塊對角結構預編碼矩陣的使用與分塊對角信道矩陣的分塊對角結構匹配，所以利用分塊對角結構的預編碼是合適的。從這點看，一般使用的+/-45度交叉極化陣列因為發送來自垂直極化和水平極化兩者上的兩個不同極化混合，則信道矩陣很可能不再如使用了水平和垂直極化那樣是分塊對角的了，這潛在地增加了流間干擾，并由此損害mimo性能，因而被認為不具有吸引力。由此，對于+/-45度交叉極化情況來說，分塊對角預編碼矩陣結構不是最佳的，但其設置在現有部署中是非常普通的。
在這情況下，預編碼矩陣乘積結構是有益的，因為它涉及將預編碼矩陣分解成兩個矩陣的乘積，導致具有成為分塊對角的趨勢的新生成信道。因為有效地獲取分塊對角虛擬信道，所以現在可以使用乘積結構中的分塊對角預編碼矩陣w1來匹配其特征。
本發明提出了一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造方法，包括：
構造預編碼矩陣w為表示寬帶或長期信道特性的第一碼本矩陣w1與表示窄帶或短期信道特性的第二碼本矩陣w2的乘積w＝w1*w2。
對于位于同一建筑的不同樓層的用戶終端ue，傳統的兩維mimo有時不能在空間上將它們區分，從而導致它們往往不能夠同時用同一時頻資源調度，即不能夠采用mu-mimo。
當3dmu-mimo系統的發送天線為四天線且僅傳輸一個碼字時，信道獨立預編碼傳輸為一層傳輸，或者為一個碼字使用兩層進行重傳傳輸；當3dmu-mimo系統的發送天線為為八天線且僅傳輸一個碼字時，信道獨立預編碼傳輸為一層或二層傳輸，或者為兩個碼字使用四層或八層傳輸。
當預編碼矩陣w集合中的矩陣多于一個時，對不同的子載波輪流按照正序使用預編碼矩陣w集合中的矩陣對數據進行預編碼。
基于共相與選擇w2的設計遵循用于r10版本8tx碼本設計的結構，共相允許在兩個極化組之間進行相位調節并根據兩個塊對角矩陣生成dft向量。由于w2表示窄帶或短期信道特性的碼本矩陣，反饋周期比較短，因而過分地依賴于w2進行共相調節，不利于反饋開銷。
預編碼矩陣w對于至少一個等級指數ri，第二碼本矩陣w2的每個碼字在第二碼本矩陣w2的所有其他碼字上由每層至少兩個波束選擇向量區分。其中，預編碼矩陣w碼本中各個碼字根據對應的基本波束方向圖的分布情況，對碼本進行垂直與水平方向平均分組。
本實施例，在發送器處的水平方向有對雙極化天線，在垂直方向有對雙極化天線，它們共同構成雙極化均勻平面天線陣列，在空間上可以區分不同的ue。那么，第一碼本矩陣為：
其中，rcla,h、rcla,v、rula,h、rula,v是對角矩陣，矩陣dcla,h、dcla,v、dula,h、dula,v的各列為離散傅里葉變換dft向量，很好地與天線陣列響應的向量形式相匹配。
另外，w2用于選擇矩陣w1中的列向量或線性加權組合矩陣w1中的列向量從而構成矩陣w。
本實施例，w1表示寬帶或長期信道特性的碼本矩陣，w2表示窄帶或短期信道特性的碼本矩陣。w2可以用于選擇矩陣w1中的列向量從而構成矩陣w，或者用于線性加權組合矩陣w1中的列向量從而構成矩陣w。波束組的選擇操作允許波束角在相同子帶內的資源塊(rb)上的細化或調整，從而使頻率選擇性預編碼增益最大，而相位調節的功能主要由來w1承擔，有效地解決了短期碼本反饋開銷較高的問題。
在實現中，為保證每個波束向量組內邊緣波束的選擇精確性，相鄰波束向量直接通常有一定的交疊。波束角的重疊對于減少“邊緣效應”可以是有利的，即當使用子帶預編碼或csi反饋時，確保公用w1矩陣能更好被選擇用于相同預編碼子帶內的不同資源塊(rb)。
第一碼本矩陣w1中的矩陣rcla,h、rcla,v、rula,h、rula,v的各列在[0，2π]相位區間內均勻分布的離散傅里葉變換dft向量中選取。并且，第一碼本矩陣w1中的矩陣rcla,h、rcla,v、rula,h、rula,v的各列所組成的波束組子集之間是相鄰重疊的。
如圖1所示，本發明的一實施例提出了一種3dmu-mimo預編碼矩陣構造裝置及其相應的工作原理，具體如下：
首先，發送設備的發送器向接收設備發送參考信號；
然后，發送設備的接收器接收接收設備發送的預編碼矩陣指示pmi；
最后，發送設備的確定器根據pmi確定接收設備基于參考信號構造第一碼本矩陣w1、第二碼本矩陣w2，并將第一碼本矩陣w1與第二碼本矩陣w2相乘，乘積即為構造的預編碼矩陣w。
最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。