[发明专利]终端、基站、发送方法及预编码矩阵的确定方法

说明书

本发明实施例提供了一种生成用于三维MIMO系统的预编码矩阵的方法和装置以及发射机。根据本发明一个实施例的生成用于三维多输入多输出(MIMO)系统的预编码矩阵的方法，包括：获得关于发射机和接收机之间的三维信道的水平分量信息的目标水平信息预编码矩阵；获得关于发射机和接收机之间的三维信道的垂直分量信息的目标垂直信息预编码矩阵；获得关于发射机和接收机之间的三维信道的目标联合预编码矩阵；以及通过目标水平信息预编码矩阵、目标垂直信息预编码矩阵和目标联合预编码矩阵计算三维MIMO系统的预编码矩阵。

本申请为以下专利申请的分案申请：申请日为2013年7月5日，申请号为201310282766.9，发明名称为《生成用于三维MIMO系统的预编码矩阵的方法和装置以及发射机》。

技术领域

本发明涉及生成预编码矩阵的方法和装置以及发射机，更具体地，本发明涉及一种生成用于三维多输入多输出(MIMO)系统的预编码矩阵的方法、以及相应的装置、以及生成用于三维多输入多输出(MIMO)系统的预编码矩阵的发射机。

背景技术

在长期演进(LTE)通信系统、LTE-Advanced通信系统以及5G、新无线接入技术(NR：New Radio)中，在无线基站以及移动台中可使用多输入多输出(MIMO)天线系统。在MIMO系统中，在信号收/发机中设置多根天线，以通过分集或复用提高系统性能。

为了进一步改善MIMO系统的频谱利用率，提出了能够控制信号传播的方位角(即，水平方向角)和俯仰角(即，垂直方向角)的三维空间(以下简称为“三维”)MIMO系统。然而，与传统的仅控制方位角的二维MIMO系统相比，由于增加了天线在垂直轴上的分布三维MIMO系统的天线数量大，信道维数高。这导致三维MIMO系统的预编码矩阵搜索和生成的计算复杂，并且码本需要占用较大的存储空间。

例如，对于三维MIMO系统中的传输信道(以下简称为“三维信道”)，可使用通过旋转码本结构，按照以下公式(1)来获得用于该信道的预编码矩阵或信道量化矩阵(后面以预编码矩阵为例)C：

C＝W₁W₂ ……(1)

其中，W₁为三维信道的统计的空间相关矩阵，W₂为反映三维信道的瞬时和/或窄带信息的基本码字，并且可通过旋转W₁来获得换为适合该三维信道的W₂。

在对于三维MIMO的频分双工(FDD)系统使用旋转码本结构的情况下，需要预先存储包含多个针对三维信道的候选空间相关矩阵的空间相关矩阵码本，以及包含多个候选基本码字的基本码本。当接收机选择预编码矩阵时，在预先存储的空间相关矩阵码本和基本码本中进行检索，以获得与三维信道的信道响应匹配的三维信道空间相关矩阵W₁和基本码字W₂。

假设三维MIMO系统包括8×8的天线阵列，则每个三维信道空间相关矩阵的尺寸为64×64。也就是说，在无线基站以及移动台中都需要较大的存储空间来对码本进行存储，并且生成旋转预编码矩阵C时的计算复杂度非常高。

为了降低复杂度，提出了对于三维信道的水平方向和垂直方向分别确定水平信息预编码矩阵和垂直信息预编码矩阵，并生成三维信道的预编码矩阵 C，如以下公式(2)所示，

其中，W_h为三维信道在水平方向上的水平信息预编码矩阵，W_v为三维信道在垂直方向上的垂直信息预编码矩阵,为W_v的转置矩阵。

此外，可在每一方向上均可使用以上结合公式(1)描述的旋转码本结构，从而通过以下公式(3)获得W_h，并且通过以下公式(4)获得W_v。