способ и система возвращения информации о состоянии канала

Формула изобретения

1. Способ возвращения информации о состоянии канала, предусматривающий следующие стадии:

конфигурирование одинакового пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и стороне приема данных;

выбор стороной приема данных из пространства шифровальной книги кодового слова, соответствующего каналу, и передача порядкового номера, соответствующего кодовому слову, стороне передачи данных; и

извлечение стороной передачи данных согласно порядковому номеру соответствующего кодового слова из локально сконфигурированного пространства шифровальной книги для того, чтобы получить информацию о состоянии канала,

при этом стадия конфигурирования одинакового пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и на стороне приема данных предусматривает:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность М₁ М составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I и J ненулевые целые числа, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число;

составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели

,

или

, .

2. Способ по п.1, где

матрицы M₁ M и матрицы V₁ V являются ортогональными матрицами.

3. Способ по п.1, где

матрицы М₁ M и матрицы V₁ V соответствуют характеристике 8PSK (манипуляция сдвигом фазы), то есть все элементы в представленных выше матрицах являются элементами в наборе символов 8PSK;

любой столбец в любой матрице в матрицах M₁ M извлекают из того же кодового слова или других кодовых слов в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4 (долговременное развитие Ранг 4);

любой столбец в любой матрице в матрицах V₁ V извлекается из того же кодового слова или другого кодового слова в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4.

4. Способ по п.1, где

M_n имеет взаимоотношение вложения , то есть часть столбцов в M_n составляет V _n или часть столбцов в V_n составляет M_n , где M_n - любая матрица среди матриц М₁ M и V_n - любая матрица среди матриц V ₁ V .

5. Способ по п.1, где

M_n вкладывают в кодовое слово в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4 (долговременное развитие Ранг 4), и V_n вкладывают в другое такое же или отличное кодовое слово в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4, где M_n - любая матрица среди матриц М₁ M и V_n - любая матрица среди матриц V ₁ V .

6. Способ по п.1, где стадия составления кодового слова в пространстве шифровальной книги предусматривает:

выполнение одного или более преобразований среди перестановки столбцов, перестановки строк и умножения на постоянный коэффициент на моделях

,

или

,

для того, чтобы получить преобразованные модели из моделей

,

или

, ,

и составление кодового слова с использованием преобразованных моделей

,

или

, .

7. Способ по п.1, где, когда Ранг канала равен 1, стадия конфигурирования одинакового пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и на стороне приема данных предусматривает:

выбор М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М - половина числа передающих антенн; и

составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

8. Способ по п.7, где

М-мерные векторы w₁ w представляют собой любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 (долговременное развитие Ранг 4).

9. Способ по п.8, где

М-мерные векторы w₁ w представляют собой любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 1 (долговременное развитие Ранг 1).

10. Способ по п.8, где пространство шифровальной книги содержит следующие 8 кодовых слов:

, ,

или следующие 8 кодовых слов:

, .

или пространство шифровальной книги содержит следующие 16 кодовых слов:

, , , , ,

или следующие 16 кодовых слов:

, ,

или следующие 16 кодовых слов:

, ,

где - кодовые слова в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 1.

11. Способ по п.8, где, когда передающая сторона имеет +/-45-градусную двойную поляризацию, пространство шифровальной книги предусматривает следующие 24 кодовые слова:

, , , , , , или

следующие 48 кодовых слов:

, , , , , , или

следующие 32 кодовые слова:

, , , , , , , , или

следующие 64 кодовые слова:

, , , , , , , ;

где - кодовые слова в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 1.

12. Система возвращения информации о состоянии канала, содержащая сторону передачи данных и сторону приема данных;

сторона передачи данных сконфигурирована, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне приема данных, получать порядковый номер кодового слова, переданного стороной приема данных, и извлекать согласно порядковому номеру соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги, чтобы получить информацию о состоянии канала;

сторона приема сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне передачи данных, выбирать из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передавать порядковый номер, соответствующий кодовому слову, на сторону передачи данных;

при этом сторона передачи данных сконфигурирована, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне приема данных, следующим образом:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность M₁ M составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием моделей

,

или

, ;

или когда Ранг канала равен 1, выбор М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М является половиной числа передающих антенн, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

13. Система по п.12, где сторона приема данных сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне передачи данных, следующим образом:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность M₁ M составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием моделей

,

или

, ;

или когда Ранг канала равен 1, выбор М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М является половиной числа передающих антенн, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе с многими входами-выходами (MIMO) в области систем связи и, в частности, к способу и системе возвращения информации о состоянии канала (CSI), когда матрица канала имеет низкий ранг.

Уровень техники

В беспроводной связи, если, как передающая сторона, так и принимающая сторона используют множество антенн, большая скорость передачи может быть получена посредством пространственного мультиплексирования. Относительно общего способа пространственного мультиплексирования, улучшенная технология заключается в том, что принимающая сторона возвращает информацию о состоянии канала передающей стороне, и передающая сторона использует некоторые технологии передачи предварительно кодированной информации согласно полученной информации о состоянии канала, тем самым сильно увеличивая эффективность передачи. В способе простого использования производят предварительное кодирование, непосредственно используя характеристические векторные данные канала, которые обычно используются в однопользовательской MIMO. Существуют некоторые другие способы, которые более предпочтительны, но более сложные и используются в основном в многопользовательских MIMO.

Принцип слоя определен на передающей стороне, причем каждый слой может передавать различные символы данных в одном и том же частотном и временном ресурсе, и число слоев равно Рангу матрицы канала. Если полная информация о состоянии канала может быть известной точно на передающей стороне, линейное или нелинейное предварительное кодирование может быть выполнено на данных слоя, использующего полученную CSI, так что отношение сигнал-шум данных, полученных пользователем при достижении принимающей стороны, является максимальным, а межслойная интерференция и межпользовательская интерференция являются минимальными.

Если информация о состоянии канала может быть получена безошибочно, может быть достигнуто оптимальное предварительное кодирование. Однако информация о состоянии канала (CSI) главным образом может быть только получена точно и безошибочно на принимающей стороне, и главным образом CSI может быть только получена передающей стороной через принимающую сторону, которая возвращает CSI на передающую сторону. Важный проблемный вопрос заключается в том, как эффективно квантифицировать информацию CSI. В современных широко распространенных стандартах, объем обратной связи, предоставленный системой для CSI, относительно ограничен, и поскольку величина обратной связи по всей возвращаемой информации о состоянии канала является очень большой, все основные способы использования обратной связи основаны на режимах квантования шифровальной книги.

Основной принцип обратной связи квантования информации о состоянии канала, основанный на шифровальной книге, заключается в том, что если предположить, что ограниченная пропускная способность канала обратной связи составляет В бит/с/Гц, то число доступных кодовых слов составляет N = 2В. Характеристическое векторное пространство матрицы канала, после того как подверглось квантованию, составляет пространство шифровальной книги = {F₁, F₂···F _N}. Передающая сторона и принимающая сторона совместно хранят или генерируют в реальном времени пространство шифровальной книги (одинаковое на передающей и принимающей стороне). Каждый раз при реализации Н канала, принимающая сторона выбирает из , согласно определенному правилу, кодовое слово F^C , больше всего соответствующее каналу, и подает порядковый номер i кодового слова обратно на передающую сторону. Передающая сторона обнаруживает предварительно кодированное кодовое слово F ^C согласно порядковому номеру и получает информацию о состоянии канала, которая главным образом является характеристической векторной информацией канала.

Как правило, может быть далее поделен на шифровальные книги, соответствующие множеству Рангов, причем каждый Ранг соответствует множеству кодовых слов для квантификации предварительно кодированной матрицы, составленной из характеристических векторов матрицы канала согласно Рангу. Так как число Рангов канала и число ненулевых характеристических векторов одно и то же, обычно присутствует N столбцов кодовых слов, когда число Рангов равно N. Таким образом, шифровальная книга может быть поделена на множество шифровальных подкниг согласно Рангу, как показано в Таблице 1.

В случае, когда CSI может быть получена полностью и точно, выполнение предварительного кодирования согласно CSI является наилучшим, и из-за ограничения потерь обратной связи, обратная связь квантования информации состояния канала на основании шифровальной книги обычно адоптируется.

Таблица 1
Номера слоев (Ранг)
1	2	······	N
1	2	······	N
Набор векторов кодовых слов столбца 1	Набор матриц кодовых слов столбца 2		Набор матриц кодовых слов столбца N

При этом, когда Ранг>1, все кодовые слова, которые должны быть сохранены, находятся в форме матрицы, например шифровальная книга в протоколе долговременного развития (LTE) строго принимает этот способ квантования обратной связи, основанный на шифровальной книге, как показано в Таблице 2. В дальнейшем вектор может быть рассмотрен как матрица с одним из измерений, равным 1, в целях согласованности.

Шифровальная книга 4Тх нисходящей линии связи LTE представлена в Таблице 2, и значение предварительно кодированной шифровальной книги в LTE фактически такое же, как и у шифровальной книги кантования информации о состоянии канала.

Таблица 2
Индекс шифровальной книги	un	Общее число слоев
			2	3	4
0	u0=[1 -1 -1 -1]T		W0 {14}	W0 {124}	W0 {1234}
1	u1=[1 -j 1 j]T		W1 {12}	W1 {123}	W1 {1234}
2	u2=[1 1 -1 1]T		W3 {12}	W2 {123}	W2 {3214}
3	u3=[1 j 1 -j]T		W3 {12}	W3 {123}	W3 {3214}
4			W4 {14}	W4 {124}	W{1234}
5			W5 {14}	W5 {124}	W5 {1234}
6			W6 {13}	W6 {134}	W6 {1324}
7			W7 {13}	W7 {134}	W7 {1324}

8	u8=[1 -1 1 1]T		W8 {12}	W8 {124}	W8 {1234}
9	u9=[1 -j -1 -j]T		W9 {14}	W9 {134}	W9 {1234}
10	u10=[1 1 1 -1]T		W10 {13}	W10 {123}	W10 {1324}
11	u11=[1 j -1 j]T		W11 {13}	W11 {134}	W11 {1324}
12	u12=[1 -1 -1 1]T		W12 {12}	W12 {123}	W12 {1234}
13	u13=[1 -1 1 -1]T		W13 {13}	W13 {123}	W13 {1324}
14	u14=[1 1 -1 -1]T		W14 {13}	W14 {123}	W14 {3214}
15	u15=[1 1 1 1]T		W15 {12}	W15 {123}	W15 {1234}

Где , I является единичной матрицей, W_k ^(j) представляет j-й столбец векторов матрицы представляет матрицу, составленную из j₁-го, J₂-го, , j_n столбцов матрицы W_k.

С развитием технологий связи стандарт продвинутого долговременного развития (LTE-Advance) имеет более высокие требования эффективности использования спектра, так что число антенн также увеличивается до 8. Для этого требуется спроектировать шифровальную книгу 8Тх для исполнения обратной связи квантования информации о состоянии сигнала. Основная форма применения 8 антенн - это антенны с двойной поляризацией, так что необходимо проектирование шифровальной книги для каналов с двойной поляризацией, и обратная связь квантования информации о состоянии канала выполняется с использованием этой шифровальной книги.

Когда CSI может быть получен полностью и точно, эффективность предварительного кодирования является наилучшей. Из-за ограничения потерь обратной связи (пропускная способность канала используется для обратной связи) может использоваться только обратная связь CSI на основании шифровальной книги и предварительное кодирование символов передаваемых данных. В практической системе MIMO проектирование шифровальной книги очень важно, и одной из важных целей проектирования шифровальной книги является обеспечение минимальной ошибки квантования, и шифровальная книга легко реализуема, потери приемлемы и величина памяти мала.

Кроме того, с учетом некоторых специфичных случаев применения, проектирование шифровальной книги должно также иметь следующие характеристики.

1. Постоянная характеристика модели: считается, что во время проектирования шифровальной книги вектор-строка каждого предварительно кодированного кодового слова в шифровальной книге имеет постоянную характеристику модели, так что мощность, распределенная на каждую антенну после предварительного кодирования, является равной, таким образом избегают увеличения коэффициента отношения пиковой мощности к средней мощности (PAPR), и усиление мощности между различными усилителями (РА) мощности является сбалансированным. Поэтому основным требованием к постоянной характеристике модели является то, что каждая строка предварительно кодированной матрицы имеет такое же значение модели, и когда Ранг=1, постоянная характеристика модели требует того, что значения моделей различных элементов являются равными.

2. Ортогональная характеристика: после применения разложения по сингулярным числам матрицы (SVD) к матрице канала, каждый полученный правильный характеристический вектор должен быть ортогональным. Шифровальная книга проектирована таким образом, чтобы совпадать с правильным направлением характеристического вектора матрицы канала, так что спроектированное кодовое слово также должно соответствовать этой характеристике. В предварительно кодированном кодовом слове, где Ранг>1, каждый столбец векторов должен быть ортогональным. Ортогональная характеристика является важным принципом, и не имеет значения, как спроектирована шифровальная книга, характеристика должна подходить для обеспечения точности квантования шифровальной книги.

3. Характеристика 8PSK: принимая во внимание сложность достижения обработки предварительного кодирования на передающей и принимающей сторонах, существует необходимость определить, что значение каждого элемента должно быть выбрано из точек, соответствующих восьмеричной фазовой модуляции (PSK), которая называется характеристикой 8PSK. Шифровальная книга определена, чтобы содержать характеристику 8PSK, то есть перед применением процесса нормализации к шифровальной книге, значение каждого элемента должно быть выбрано из набора символов

8PSK.

Шифровальная книга LTE 4Тх может лучше соответствовать этим правилам.

Существующая шифровальная книга, используемая для обратной связи квантования информации о состоянии канала, главным образом рассматривает канал, применяемый униполярной антенной передающей стороны, при этом каналы отличаются в значимости в этой конфигурации антенн, и используются кодовые слова, подходящие для высокорелевантного канала, и характеристики независимого канала.

Одним из направлений данного проектирования шифровальной книги является то, что полностью независимый иррелевантный канал рассматривается для некоторых кодовых слов, то есть каждый элемент в канале (канал между каждой парой передающих и принимающих антенн представлен как элемент канала в матрице канала) является независимо иррелевантным (независимый с идентичным распределением), в случае чего метод для проектирования кодового слова иррелевантного канала в шифровальной книге, где Ранг является , представляет следующее:

нахождение множества матриц столбцов (вырождение в вектор при =1), так что эти множественные матрицы (то есть подпространства) равномерно распределены в общем пространстве, где основным средством является использование способа грассманового линейного сжатия или сжатия подпространства для нахождения множественных матриц кодовых слов, равномерно распределенных в общем пространстве.

Другим направлением является рассмотрение окружения антенной решетки с одинарной поляризацией с меньшей площадью антенны. Каналы являются высокорелевантными, и в этот момент каналы не являются независимо иррелевантными, характеристический вектор представляет фиксированную модель, например, когда присутствует 8 антенн, характеристический вектор сильнорелевантного канала антенны с одинарной поляризацией составляет [1 e^j e^j2 e^j3 ···e^j7 ], где показывает различные значения фазы. Такая модель имеет такую же модель с вектор-столбцом матрицы дискретного преобразования Фурье (DFT), поэтому столбцы матрицы DFT выбраны как кодовые слова релевантного канала.

Существующее устройство обратной связи и представление проектирования шифровальной книги применены к различным широко распространенным стандартам, например 3GPP и LTE принимают такое устройство и способ.

Однако существующее проектирование шифровальной книги для обратной связи квантификации информации о состоянии канала главным образом имеет отношение к релевантным и иррелевантным статусам канала антенны с одинарной поляризацией. Когда имеется 8 антенн, антенны с двойной поляризацией имеют более широкие перспективы применения в практическом применении, обусловленные пространством антенны, особенно когда число антенн больше или равно 4, так что антенны с двойной поляризацией постепенно стали основным применением. Тем не менее, некоторые характеристики, представленные антеннами с двойной поляризацией, обычно являются очень сложными, например релевантный канал с двойной поляризацией только представляет высокую значимость в том же направлении поляризации, но не имеет высокой значимости между поляризованными направлениями, хотя иррелевантный канал с двойной поляризацией показывает независимый характер в том же направлении поляризации, но взаимоотношение, показанное между поляризованными направлениями, не является независимыми. Поэтому в известном уровне техники способ проектирования шифровальной книги релевантных каналов и иррелевантных каналов в случае антенны с одинарной поляризацией не может четко соответствовать характеристикам канала в канале антенн с двойной поляризацией, и его выполнение в канале с двойной поляризацией является очень плохим.

В настоящее время все существующие технологии проектирования шифровальной книги рассматривают антенны с одинарной поляризацией, и отсутствует хороший способ возвращения информации о состоянии канала каналов с двойной поляризацией.

Краткое изложение изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает способ и систему возвращения информации о состоянии канала для решения проблемы, заключающейся в том, что отсутствует способ возвращения информации о состоянии каналов с двойной поляризацией.

Для того чтобы решить вышеописанную техническую проблему, настоящее изобретение обеспечивает способ возвращения информации о состоянии канала, предусматривающий следующие стадии:

конфигурирование такого же пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и стороне приема данных;

выбор стороной приема данных из пространства шифровальной книги кодового слова, соответствующего каналу, и передача порядкового номера, соответствующего кодовому слову, стороне передачи данных; и

извлечение стороной передачи данных, согласно порядковому номеру, соответствующего кодового слова из локально сконфигурированного пространства шифровальной книги для того, чтобы получить информацию о состоянии канала.

Стадия конфигурирования одинакового пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и на стороне приема данных предусматривает:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность М₁ M составляех 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I и J ненулевые целые числа, I=J, когда r - четное число и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число;

составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели

, или , .

О обозначает нулевую матрицу.

Матрицы M₁ M и матрицы V₁ V являются ортогональными матрицами.

Матрицы М₁ M и матрицы V₁ V соответствуют характеристике 8PSK, то есть все элементы в представленных выше матрицах являются элементами в наборе символов 8PSK;

любой столбец в любой матрице в матрицах М₁ M извлекают из того же кодового слова или других кодовых слов в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4;

любой столбец в любой матрице в матрицах V ₁ V извлекают из того же кодового слова или других кодовых слов в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4.

Так как предварительно кодированная шифровальная книга LTE Ранга 4 имеет 4 строки, М₁ M и V₁ V все являются матрицами из четырех строк.

M_n имеет взаимоотношение вложения с V_n, то есть часть столбцов в M_n составляет V_n или часть столбцов в V_n составляет M_n, где M_n - любая матрица среди матриц М₁ M , и V_n - любая матрица среди матриц V ₁ V .

M_n вкладывают в кодовое слово в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4, и V_n вкладывают в другое такое же или отличное кодовое слово в предварительно кодированной шифровальной книге LTE

Ранга 4, где M_n - любая матрица среди матриц М₁ M и V_n - любая матрица среди матриц V ₁ V .

Стадия составления кодового слова в пространстве шифровальной книги предусматривает:

выполнение одного или более преобразований среди перестановки столбцов, перестановки строк и умножения на постоянный коэффициент на моделях

,

или

,

для того, чтобы получить преобразованные модели из моделей

,

или

, ,

и составление кодового слова с использованием преобразованных моделей

,

или

, .

Когда Ранг канала равен 1, стадия конфигурирования одинакового пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и на стороне приема данных предусматривает:

выбор М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М - половина числа передающих антенн; и

составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

М-мерные векторы представляют собой любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4.

М-мерные векторы w₁ w представляют собой любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 1.

Чтобы решить вышеуказанную техническую проблему, настоящее изобретение далее обеспечивает систему возвращения информации о состоянии канала, содержащую сторону передачи данных и сторону приема данных;

сторона передачи данных сконфигурирована, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне приема данных, получать порядковый номер кодового слова, переданного стороной приема данных, и извлекать согласно порядковому номеру соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги, чтобы получить информацию о состоянии канала;

сторона приема сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне передачи данных, выбирать из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передавать порядковый номер, соответствующий кодовому слову, на сторону передачи данных.

Сторона передачи данных сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне приема данных, следующим образом:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность M₁ M составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием моделей

,

или

, ;

или когда Ранг канала равен 1, выбор М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М является половиной числа передающих антенн, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

Сторона приема данных сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне передачи данных следующим образом:

выбор матриц М₁ М и матриц V₁ V , где размерность М₁ М составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием моделей

,

или

, ;

или когда Ранг канала равен 1, выбор М-мерных векторов w₁ w , где число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М является половиной числа передающих антенн, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

В способе и системе возвращения информации о состоянии канала, предусмотренных данным изобретением, одинаковое пространство шифровальной книги конфигурируется на стороне передачи данных и на стороне приема данных, сторона приема данных выбирает из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передает порядковый номер, соответствующий кодовому слову, на сторону передачи данных, и сторона передачи данных извлекает, согласно порядковому номеру, соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги для того, чтобы получить информацию канала, и во время конфигурирования пространства шифровальной книги выбираются матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность M₁ M составляет 4×I, размерность V₁ V , составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I и J - ненулевые целые числа, I=J, когда r - четное число при этом I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и кодовое слово в пространстве шифровальной книги составлено с использованием моделей

,

или

, ,

таким образом составление пространства шифровальной книги универсально для кратных Рангов, что решает проблему отсутствия способа возвращения информации о состоянии канала каналов с двойной поляризацией. Кроме того, для канала с Рангом, равным 1, выбраны М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М - половина числа передающих антенн, и кодовое слово в пространстве шифровальной книги составлено с использованием модели и/или , где n=1, 2, , , что делает конструирование и генерирование пространства шифровальной книги более гибким.

Краткое описание графических материалов

Фиг.1 является блок-схемой способа возвращения информации о состоянии канала, предусмотренного в примере настоящего изобретения.

Фиг.2 является блок-схемой способа для выполнения стадии 101 на фиг.1.

Фиг.3 является блок-схемой способа для выполнения стадии 101 на фиг.1, когда Ранг равен 1.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения

Чтобы решить проблему отсутствия способа возвращения информации о состоянии канала каналов с двойной поляризацией, настоящее изобретение обеспечивает примерный способ возвращения информации о состоянии канала. Способ будет подробно описан ниже со ссылкой на конкретные примеры.

Пример настоящего изобретения далее будет описан со ссылкой на графические материалы.

Первый пример настоящего изобретения обеспечивает способ обратной связи информации о состоянии канала, где одинаковое пространство шифровальной книги конфигурируется на стороне передачи данных и на стороне приема данных, и пространство шифровальной книги является универсальным пространством шифровальной книги, которое применимо в случае кратных Рангов. Конкретная последовательность первого примера настоящего изобретения является аналогичной показанному на фиг.1 и предусматривает следующие стадии.

На стадии 101 одинаковое пространство шифровальной книги конфигурируют на стороне передачи данных и на стороне приема данных;

на этой стадии, одинаковое пространство шифровальной книги конфигурируют на стороне передачи данных и на стороне приема данных, и принцип конфигурирования является одинаковым. Стадия, конкретно показаная на фиг.2, предусматривает следующую стадию.

На стадии 201 выбирают матриц M₁ M и матриц V₁ V .

При этом размерность M₁ M составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, то, что должно быть составлено, является шифровальной книгой с Рангом, равным 1, где I+J=r, I и J ненулевые целые числа, I=J, когда r - четное число, при этом I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число. может быть определено согласно требованиям системы. Рассматривая это, может быть необходимо составить шифровальную книгу, которая применима в различных местах применения, вышеприведенные кодовых слов также могут быть использованы как часть шифровальной книги, используемой в определенном месте применения, и согласно вероятности возникновения места применения, соответствующее число других кодовых слов также добавлено на основании вышеприведенных кодовых слов.

Кроме того, матрицы М ₁ M и V₁ V являются ортогональными матрицами.

Кроме того, матрицы М₁ M и V₁ V соответствуют характеристике 8PSK, то есть все элементы вышеприведенных матриц являются элементами в наборе символов 8PSK.

Кроме того, любой столбец в матрицах М ₁ M извлечен из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4. Более того, каждый столбец в M_n может быть из того же кодового слова Ранга 4 предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, или из различных кодовых слов Ранга 4 предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, и M_n - любая матрица среди М ₁ M . Любой столбец в матрицах V₁ V извлечен из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, и каждый столбец в V_n может быть из того же кодового слова или различных кодовых слов в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4.

Так как предварительно кодированная шифровальная книга LTE Ранга 4 имеет четыре строки, М₁ M и V₁ V являются матрицами из четырех строк.

Кроме того, M_n может быть равным V_n или иметь взаимоотношение вложения с V_n, то есть часть M_n может составлять V_n или часть V _n может составлять M_n.

В дополнение, M_n может быть вложено в кодовое слово в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4, и V_n может быть вложено в другое такое же или другое кодовое слово.

На стадии 102 кодовые слова составляют с использованием моделей. Используемые модели в деталях аналогичны следующему:

,

или

, .

Кодовые слова, составленные вышеупомянутыми моделями, могут составлять пространство шифровальной книги.

Следует отметить, что преобразованные модели, полученные выполнением эквивалентных способов, таких как перестановка столбцов и перестановка строк на основании кодовых слов, составленных с использованием вышеупомянутых моделей, также попадают в объем защиты примера настоящего изобретения, и целью получения преобразованных моделей является только адаптация к различным порядковым номерам антенн. В дополнение, умножение вышеупомянутых столбцов в вышеупомянутых моделях на постоянный коэффициент также попадает в объем защиты примера настоящего изобретения, целью которого является только управление энергией.

Если проанализировано из характеристик матрицы канала, когда кодовые слова составляются с использованием вышеупомянутых моделей, и передающая сторона имеет двойную вертикальную и горизонтальную поляризацию, для матрицы канала Н существует H^HH, что представлено в форме 2М×2М блочной диагональной матрицы, и 2M×r матрица, составленная двумя формирующими характеристическими векторами блочной диагональной матрицы, имеет типичную блочную структуру, так что шифровальная книга характеристических векторов матрицы Н квантификации канала должна иметь форму, сходную с формой характеристических векторов Н^НН.

Во время +/-45-градусной двойной поляризации передающей стороны, для матрицы Н канала, H^HH представлено в форме 2М×2М блочной диагональной матрицы . 2М×r матрица, составленная двумя формирующими характеристическими векторами блочной диагональной матрицы, имеет типичную блочную структуру, так что шифровальная книга характеристических векторов матрицы Н квантификации канала должна иметь форму, сходную с формой характеристических векторов H^HH.

Когда Ранг равен 2, конкретный процесс составления пространства шифровальной книги, использующий способ, показанный на Фиг.2, в деталях является следующим.

Выбраны М-мерных векторов w₁ w и М-мерных векторов v₁ v , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге. Как правило, число передающих антенн является четным числом, и если число передающих антенн стороны передачи данных составляет 2М, должна быть составлена шифровальная книга для 2М антенн. Выбранные векторы w₁ w и v₁ v должны быть М-мерными векторами. w₁ w являются любыми векторами, извлеченными из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, и v ₁ v являются любым вектором, извлеченным из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в Таблице 2. Затем составляют кодовые слова с использованием следующих моделей:

, .

Так если проанализировано из характеристик матрицы канала, передающая сторона имеет двойную вертикальную и горизонтальную поляризацию, для матрицы канала Н, Н^Н Н представлено в форме 2М×2М блочной диагональной матрицы , 2М×2 матрица, составленная двумя формирующими характеристическими векторами блочной диагональной матрицы, является блочной диагональной матрицей, шифровальная книга характеристических векторов матрицы Н квантификации канала должна иметь форму, сходную с формой характеристических векторов H^HH.

Альтернативно используют следующие модели

,

Так если проанализировано из характеристик матрицы канала, во время +/-45-градусной двойной поляризации передающей стороны, для матрицы Н канала H^HH представлено в форме 2М×2М блочной диагональной матрицы , 2М×r матрица, составленная двумя формирующими характеристическими векторами блочной диагональной матрицы, является блочной диагональной матрицей, шифровальная книга характеристических векторов матрицы Н квантификации канала должна иметь форму, сходную с формой характеристических векторов H^HH.

Когда Ранг равен 3, конкретный процесс составления пространства шифровальной книги с использованием способа, показанного на фиг.2, в деталях является следующим.

Выбирают М-мерных векторов w₁ w_· , М-мерных векторов v₁ v и M-мерных векторов z₁ z , где w₁ w , - любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, v ₁ v - любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, и z₁ z - векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, и более того, z ₁ является ортогональным по отношению по меньшей мере к одному из v_i и w_i. Например, w_i извлечен из кодового слова W_n предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, v_i извлечен из кодового слова W_m (m может быть равно или не равно n) предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, и z_i извлечен из столбца из W_m не равного v_i , и так как W_m - ортогональная матрица, z_i является ортогональным v_i; или z_i извлечен из столбца из W_n, не равного w_i, и так как W_n - ортогональная матрица, z_i является ортогональным w_i. Тогда кодовые слова составлены с использованием следующих моделей:

, ,

или с использованием следующих моделей:

, ,

или с использованием преобразованных моделей, полученных выполнением эквивалентных преобразований перестановки столбцов и перестановки строк.

Когда Ранг равен 4, конкретный процесс составления пространства шифровальной книги с использованием способа, показанного на фиг.2, в деталях является следующим.

Выбраны М-мерных векторов w₁ w и М-мерных векторов v₁ v и М-мерных векторов z₁ z и М-мерных векторов х₁ х , где w₁ w - любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, v₁ v - любые векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, и z₁ z - векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, и более того, z _i - ортогональный по отношению по меньшей мере к одному из v_i и w_i ; x₁ x - векторы, извлеченные из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2, и более того, x _i ортогонален одному из v_i и w_i. Например, w_i извлечен из кодового слова W_n предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, v_i извлечен из кодового слова W_m предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, и z_i извлечен из столбца из W_m не равного v_i , и так как W_m - ортогональная матрица, z_i ортогонален v_i, и x_i извлечен из столбца из W_n, не равного w_i, и так как W_n - ортогональная матрица, x_i ортогонален w_i ; или z_i извлечен из столбца из W_n, не равного w_i, и так как W_n - ортогональная матрица, z_i ортогонален w_i, и x_i извлечен из столбца из W_m, не равного v_i , и так как W_m - ортогональная матрица, x_i ортогонален v_i. Тогда кодовые слова составлены с использованием следующих моделей:

, ,

или с использованием следующих моделей:

, ,

или с использованием преобразованных моделей, полученных выполнением эквивалентных преобразований перестановки столбцов и перестановки строк.

Когда Ранг равен 5, конкретный процесс составления пространства шифровальной книги с использованием способа, показанный на фиг.2, в деталях является следующим.

Выбраны матриц M₁ M и матриц v₁ v , где размерность M₁ M составляет 4×3, размерность V₁ V составляет 4×2, и то, что должно быть составлено, является шифровальной книгой с Рангом, равным 5 (3+2=5); M ₁ M все извлечены из кодовых слов предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга3, и V₁ V все извлечены из кодовых слов предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга2. M_n и V_n могут быть из кодового слова предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга3 и кодового слова предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга2 с одинаковым индексом, или из различных индексов, и n - целое число от 1 до (включая 1 и ); если они из одинаковых индексов, M_n может быть равно V_n или имеет взаимоотношения вложения с V_n, то есть часть M_n может составлять V _n или часть V_n может составлять M_n ; или M_n может быть вложено в кодовое слово в предварительно кодированной шифровальной книге LTE Ранга 4, и V_n может быть вложено в другое такое же или отличное кодовое слово, то есть они из различных индексов. Тогда кодовые слова составлены с использованием следующих моделей:

,

или с использованием следующих моделей:

,

Когда Ранг равен 5, конкретный процесс составления пространства шифровальной книги с использованием способа, показанного на фиг.2, в деталях является следующим.

Выбраны матриц M₁ M и матриц, где размерность M₁ M составляет 4×2, размерность V₁ V составляет 4×3, и то, что должно быть составлено, является шифровальной книгой с Рангом 5 (2+3=5); любой столбец из M₁ M извлечен из кодовых слов предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 1, и любой столбец из V₁ V извлечен из кодовых слов предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 1. Каждый столбец из M_n может быть из различных кодовых слов предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, соответствующей различным индексам (n - целое число от 1 до (включая 1 и )), например, из первого столбца из W₁₂, и первого столбца из W₁₃; каждый столбец из V_n может быть из различных кодовых слов предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4, соответствующей различным индексам, например, из первого столбца из W₈, первого столбца из W ₁₀ и первого столбца из W₁₁. Тогда кодовые слова составлены с использованием следующих моделей:

,

или с использованием следующих моделей:

, .

В дополнение, в случае когда Ранг равен 1, также есть способ составления пространства шифровальной книги, процесс которого является аналогичным представленному на фиг.3, предусматривающий следующие стадии.

Стадия 301, выбраны М-мерных векторов w_·1 w .

На этой стадии, - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге. Как правило, число передающих антенн является четным числом. Когда число передающих антенн стороны передачи данных равно 2М, должно быть составлено пространство шифровальной книги с 2М антенн. Выбранные векторы w_·1 ···w должны быть М-мерными векторами.

Способ составления w₁ w существует для извлечения любого вектора из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 4 в таблице 2.

Любые векторы также могут быть извлечены из предварительно кодированной шифровальной книги LTE Ранга 1 в таблице 2 как w₁ w .

Стадия 302, кодовые слова составлены с использованием следующих моделей.

и/или , где n=1, 2 .

Модели, использованные на этой стадии, определены на основе основных возникающих мест Ранга 1. Когда антенны передающей стороны имеют вертикальную и горизонтальную двойную поляризацию, в то время как прием имеет одинарную поляризацию, принимающая сторона обычно не получает сигналов антенны М в конкретном направлении поляризации, так что характеристические векторы являются наличием М 0 элементов.

Кодовые слова генерированы согласно вышеупомянутым моделям, и пространство шифровальной книги может быть составлено кодовыми словами.

Пространство шифровальной книги, составленное на этой стадии, включает следующие 8 кодовых слов:

, ,

или следующие 8 кодовых слов:

, .

Альтернативно, пространство шифровальной книги, составленное на этой стадии, включает следующие 16 кодовых слов:

, , , , ,

или следующие 16 кодовых слов:

, ,

или следующие 16 кодовых слов:

,

Где - кодовые слова LTE Ранга 1 в Таблице 2.

В дополнение, когда Ранг равен 1, существует также случай, адаптированный для +/-45-градусной двойной поляризации передающей стороны, в момент которого пространство шифровальной книги может включать следующие 24 кодовые слова:

, , , , , ,

или следующие 48 кодовых слов:

, , , , ,

,

или следующие 32 кодовые слова:

, , , , , , , ,

или следующие 64 кодовые слова:

, , , , , , , .

В случае, где значение Ранга равно 6, 7 и 8, принцип осуществления такой же, как и вышеупомянутого варианта осуществления, и они все могут быть осуществлены согласно способу, показанному на фиг.2, и таким образом не будут описаны в настоящем документе поодиночке.

Стадия 102, сторона приема данных выбирает из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передает порядковый номер, соответствующий кодовому слову на сторону передачи данных.

Стадия 103, сторона передачи данных извлекает согласно порядковому номеру соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги, чтобы получить информацию о состоянии канала.

Пример настоящего изобретения обеспечивает способ возвращения информации о состоянии канала, где одинаковое пространство шифровальной книги сконфигурировано на стороне передачи данных и стороне приема данных, причем сторона приема данных выбирает из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передает порядковый номер, соответствующий кодовому слову, на сторону передачи данных, и сторона передачи данных извлекает согласно порядковому номеру соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги, чтобы получить информацию о канале, и во время конфигурирования пространства шифровальной книги выбраны матриц M₁ М и матриц V₁ V , где размерность M₁ M составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I и J - ненулевые целые числа, I=J, когда r - четное число пока I=J+1 или I=J-1, где r - нечетное число, и кодовое слово в пространстве шифровальной книги составлено с использованием моделей

,

или

, ,

таким образом, составление пространства шифровальной книги универсально для различных Рангов, что решает проблему отсутствия способа возвращения информации о состоянии канала канала с двойной поляризацией, и в то же время адаптировано к случаям с разностными значениями Рангов. Кодовые слова в LTE Ранге 4 используются как основа кодовых слов в пространстве шифровальной книги, и совместимость системы является очень хорошей. Кроме того, для канала с Рангом, равным 1, выбраны М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М - половина числа передающих антенн, и кодовое слово в пространстве шифровальной книги составлено с использованием модели и/или , где n=1, 2, , , что делает составление и генерацию пространства шифровальной книги более гибким.

Пример настоящего изобретения далее предусматривает систему возвращения информации о состоянии канала, содержащую сторону передачи данных и сторону приема данных; причем

сторона передачи данных сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне приема данных, получать порядковый номер кодового слова, переданного стороной приема данных, и извлекать согласно порядковому номеру соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги так, чтобы получить информацию о состоянии канала;

сторона приема сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне передачи данных, выбирать из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передавать порядковый номер, соответствующий кодовому слову, на сторону передачи данных.

Кроме того, сторона передачи данных сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне приема данных следующим образом:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность М₁ М составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием моделей

,

или

, ;

или когда Ранг канала равен 1, выбор М-мерных векторов, где число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М является половиной числа передающих антенн, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели и/или , где n=1, 2, , .

Кроме того, сторона приема данных сконфигурирована так, чтобы конфигурировать такое же пространство шифровальной книги, как и на стороне передачи данных, следующим образом:

выбор матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность М₁ М составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I=J, когда r - четное число, и I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием моделей

,

или

, ;

или когда Ранг канала равен 1, выбор М-мерных векторов w₁ w , где число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М является половиной числа передающих антенн, и составление кодового слова в пространстве шифровальной книги с использованием модели

и/или , где n=1, 2, , .

Вышеупомянутая система возвращения информации о состоянии канала может быть комбинирована со способом возвращения информации о состоянии канала, обеспеченным в примере настоящего изобретения. Одинаковое пространство шифровальной книги конфигурируется на стороне передачи данных и на стороне приема данных, причем сторона приема данных выбирает из пространства шифровальной книги кодовое слово, соответствующее каналу, и передает порядковый номер, соответствующий кодовому слову, на сторону передачи данных, и сторона передачи данных извлекает согласно порядковому номеру соответствующее кодовое слово из локально конфигурированного пространства шифровальной книги для того, чтобы получить информацию канала, и во время конфигурирования пространства шифровальной книги выбирают матриц M₁ M и матриц V₁ V , где размерность М₁ М составляет 4×I, размерность V₁ V составляет 4×J, I+J=r, r - Ранг канала, I и J - ненулевые целые числа, I=J, когда r - четное число пока I=J+1 или I=J-1, когда r - нечетное число, и кодовое слово в пространстве шифровальной книги составлено с использованием моделей

,

или

, ,

таким образом, составление пространства шифровальной книги универсально для нескольких Рангов, что решает проблему отсутствия способа возвращения информации о состоянии канала каналов с двойной поляризацией.

Кроме того, для канала с Рангом, равным 1, выбраны М-мерных векторов w₁ w , где - число части или всех кодовых слов, которые должны быть генерированы в шифровальной книге, и М - половина числа передающих антенн, и кодовое слово в пространстве шифровальной книги составлено с использованием модели и/или , где n=1, 2, , , что делает конструирование и генерирование пространства шифровальной книги более гибким.

Специалисту в соответствующей области техники очевидно, что все или часть стадий вышеупомянутых способов могут быть завершены посредством программного управления соответствующим аппаратным обеспечением, и программы могут храниться в машиночитаемом носителе данных. Программа при реализации содержит одну из стадий примера способа или их сочетания.

В дополнение, каждый функциональный блок в каждом примере настоящего изобретения может быть осуществлен в виде аппаратного обеспечения или осуществлен в виде программного функционального модуля. При осуществлении в виде программного функционального модуля и продаже или использовании в качестве независимого продукта интегрированный модуль может также храниться в машиночитаемом носителе данных.

Вышеупомянутый носитель данных может быть постоянно запоминающим устройством, магнитным диском или оптическим диском и др.

Вышеупомянутые варианты осуществления являются лишь конкретными вариантами осуществления данного изобретения, но настоящее изобретение не ограничено ими. Любое отклонение или замещение, которое может быть легко понято специалистом с обычными знаниями в уровне техники в раскрытом техническом объеме данного изобретения, должно попадать в объем защиты данного изобретения. Поэтому объем защиты данного изобретения должен быть определен формулой изобретения.

Промышленная применимость

Способ и система возвращения информации канала, обеспеченные данным изобретением, решают проблему отсутствия способа возвращения информации канала для каналов с двойной поляризацией.