专利名称：基于二叉树的联合编码方法和编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种多天线多载波基站小区中，用户设备基于二叉树对下行信道状态信息进行联合编码并反馈给基站的技术。
背景技术：
多天线(ΜΙΜΟ Multiple In Multiple Out)无线传输技术在发射端和接收端配置多根天线，对无线传输中的空间资源加以利用，获得空间复用增益和空间分集增益。信息论研究表明，MIMO系统的容量随着发射天线数和接收天线数的最小值线性增长。图1示出了 MIMO系统的示意图。图1中，发射端与接收端的多天线构成多天线无线信道，包含空域信息。另外，OFDM(正交频分复用)技术具有较强的抗衰落能力和较高的频率利用率，适合多径环境和衰落环境中的高速数据传输。将MIMO技术与OFDM技术结合起来的MIM0-0FDM技术，已经成为新一代移动通信的核心技术。例如，3GPP(第三代移动通信伙伴计划)组织是移动通信领域内的国际组织，她在 3G蜂窝通信技术的标准化工作中扮演重要角色。3GPP组织从2004年下半年起开始设计 EUTRA (演进的通用移动通信系统及陆基无线电接入)和EUTRAN(演进的通用移动通信系统网及陆基无线电接入网)，该项目也被称为LTE (长期演进)项目。LTE系统的下行链路就是采用MIM0-0FDM技术。2008年4月，3GPP组织在中国深圳会议上，开始探讨4G蜂窝通信系统的标准化工作(目前被称为LTE-A系统)。MIM0-0FDM技术仍然成为LTE-A系统的关键空中接口技术。在LTE-A系统中，载波聚合(CA =Carrier Aggregation)是一项新内容。其概念图如图2所示，即一个基站同时配有多个下行载波和多个上行载波，将多个载波虚拟地整合为一个载波，称为载波聚合。LTE-A系统支持连续载波聚合以及频带内和频带间的非连续载波聚合，最大能聚合带宽可达IOOMHz。为了在LTE-A商用初期能有效利用载波，即保证LTE 用户设备能够接入LTE-A系统，每个载波应能够配置成与LTE系统后向兼容的载波，然而也不排除设计仅被LTE-A系统使用的载波。在LTE-A系统的研究阶段，载波聚合的相关研究重点包括连续载波聚合的频谱利用率提升，上下行非对称的载波聚合场景的控制信道的设计等。其中，控制信道的设计就包含用户设备如何将下行信道状态信息反馈给基站。在下行信道状态信息反馈方面，LTE系统存在两种反馈信道，即上行物理控制信道 (PUCCH =Physical Uplink Control CHanne 1)和上行物理数据共享信道(PUSCH =Physical Uplink Shared CHarme 1)。一般而言，PUCCH用于传输同期性、小载荷、基本的信道状态信息；而PUSCH用于传输突发性、大载荷、扩展的信道状态信息。在PUCCH上，一次完整的信道状态信息由不同的反馈内容组成，不同的反馈内容在不同的子帧内进行传输。在PUSCH上， 一次完整的信道状态信息在一个子帧内传输完毕。在LTE-A系统中，这样的设计原则将被保留。反馈的内容分为三类，第一是信道质量索引(CQI =Charmel Quality Index)，第二是信道预编码矩阵索引(PMI frecoding Matrix Index)，第三是信道秩索引(RI=RankIndex)，以上三种内容均为比特量化反馈。在LTE-A系统中，以上三种内容仍然是反馈的主要内容。其中，对于PMI，目前的共识是，PMI由两个信道预编码矩阵索引#1和#2 (Wl和W2) 共同决定，Wl表征宽带/长时的信道特征，W2表征子带/短时的信道特征。在PUCCH上传输Wl和W2时，没有必要在同一子帧中同时反馈Wl和W2，另外，Wl或W2有可能在反馈中被省略。参见文献3GPP Rl-102579,"ffay forward on Rel. 10 feedback，，(3GPP 标准化提案，编号R1_102579，“第10版本中反馈技术的未来研究”)。信道状态信息反馈所对应的所有频率区域称为S集合(Set S)，在LTE系统中，只存在单载波的情况，S集合被定义等于系统载波带宽。在LTE-A系统中，由于存在多载波的情况，S集合可能被定义等于单个载波带宽，或等于多个载波带宽之和。在LTE系统中，定义了 8种下行数据的MIMO传输方式①单天线发射用于单天线基站的信号发射，是MIMO系统的一个特例，该方式只能传输单层数据；②发射分集在MIMO 系统中，利用时间或/和频率的分集效果，发射信号，以提高信号的接收质量，该方式只能传输单层数据；③开环空分复用不需要用户设备反馈PMI的空分复用；④闭环空分复用 需要用户设备反馈PMI的空分复用；⑤多用户ΜΙΜΟ:多个用户同时同频参与MIMO系统的下行通信；⑥闭环单层预编码使用MIMO系统，需要用户设备反馈ΡΜΙ，只传输单层数据；⑦ 波束成形发射使用MIMO系统，波束成形技术，配有专用的参考信号用于用户设备的数据解调，不需要用户设备反馈ΡΜΙ，只传输单层数据；⑧双层波束成形发射用户设备可被配置为反馈PMI及RI，或不反馈PMI及RI。在LTE-A系统中，上述8种传输方式有可能被保留或/和删减或/和增加一种新的传输方式——MIMO动态切换，即基站可以动态地调整用户设备工作的MIMO方式。为了支持上述MIMO传输方式，LTE系统定义了许多信道状态信息反馈模式，每种 MIMO传输方式，对应若干种信道状态信息反馈模式，详细说明如下。在PUCCH上的信道状态信息反馈模式有4种，分别为模式1-0、模式1-1、模式2-0 和模式2-1。这些模式又是4种反馈类型的组合，它们是类型1—频带段(BP =Band Part，是集合S的一个子集，其大小由集合S的大小确定)内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI (子带位置的开销是L比特，第一个码字的CQI的开销是4比特，可能的第二个码字的CQI，采用相对于第一个码字的CQI的差分编码方式，开销是3比特)；类型2——宽带CQI和PMI (第一个码字的CQI的开销是4比特，可能的第二个码字的CQI，采用相对于第一个码字的CQI的差分编码方式，开销是3比特，PMI的开销根据基站的天线配置，为1、2、4比特不等)；类型3——RI (根据基站的天线配置，2天线的RI的开销为1比特，4天线的RI的开销为2比特)；类型4——宽带CQI (开销一律为4比特)。用户设备根据上述类型的不同，相应地反馈不同的信息给基站。模式1-0是类型3与类型4的组合，即类型3与类型4以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的第一个码字的宽带CQI及可能的RI信息。模式1-1是类型3与类型2的组合，即类型3与类型2以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的宽带PMI、各个码字的宽带CQI及可能的RI信肩、ο模式2-0是类型3、类型4与类型1的组合，即类型3、类型4与类型1以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的第一个码字的宽带CQI、可能的 RI信息和BP内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI信息。模式2-1是类型3、类型2与类型1的组合，即类型3、类型2与类型1以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的宽带PMI、各个码字的宽带CQI、 可能的RI信息和BP内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI信息。MIMO传输方式与信道状态信息反馈模式的对应关系如下MIMO传输方式①模式1-0，模式2-0MIMO传输方式②模式1-0，模式2-0MIMO传输方式③模式1-0，模式2-0MIMO传输方式④模式1-1，模式2-1MIMO传输方式⑤模式1-1，模式2-1MIMO传输方式⑥模式1-1，模式2-1MIMO传输方式⑦模式1-0，模式2-0MIMO传输方式⑧模式1-1，模式2_1用户设备反馈PMI/RI ；或模式1-0，模式2-0用户设备不反馈PMI/RI在PUSCH上的信道状态信息反馈模式有5种，分别为模式1-2、模式3-0、模式3-1、 模式2-0和模式2-2。模式1-2的含义是反馈集合S中各个子带的PMI、集合S上的各个码字的宽带CQI 及可能的RI信息。模式3-0的含义是反馈集合S中各个子带的第一个码字的CQI、集合S上的第一个码字的宽带CQI及可能的RI信息。其中，子带CQI采用相对于宽带CQI的差分编码方式， 以减少反馈开销。模式3-1的含义是反馈集合S中各个子带的各个码字的CQI、集合S上的各个码字的宽带CQI、集合S上的宽带PMI及可能的RI信息。其中，子带CQI采用相对于宽带CQI 的差分编码方式，以减少反馈开销。模式2-0的含义是反馈集合S中优选出的M个子带的位置、所述M个子带上的第一个码字的宽带CQI、集合S上的第一个码字的宽带CQI及可能的RI信息。模式2-2的含义是反馈集合S中优选出的M个子带的位置、所述M个子带上的宽带PMI、所述M个子带上的各个码字的宽带CQI、集合S上的宽带PMI、集合S上的各个码字的宽带CQI及可能的RI信息。MIMO传输方式与信道状态信息反馈模式的对应关系如下MIMO传输方式①模式2-0，模式3-0MIMO传输方式②模式2-0，模式3-0MIMO传输方式③模式2-0，模式3-0MIMO传输方式④模式1-2，模式2-2，模式3-1MIMO传输方式⑤模式3-1MIMO传输方式⑥模式1-2，模式2-2，模式3-1
MIMO传输方式⑦模式2-0，模式3-0MIMO传输方式⑧模式1-2，模式2_2，模式3_1用户设备反馈PMI/RI ；或模式2-0，模式3-0用户设备不反馈PMI/RI针对LTE-A系统的信道状态信息的反馈，目前的参考资料比较少，主要是因为标准化的进程还没有讨论到该部分。仅有的一些资料主要针对反馈的大体思想作出阐述，主要有1)信道状态信息反馈的基本设计原则周期性反馈最多可以支持5个下行载波， 且采用与第8版技术相似的设计原则，映射到1个上行载波进行反馈。另外，需要考虑如何减少反馈开销以及如何扩大反馈信道的载荷。该基本设计原则中没有提出任何具体实现方案，故该领域仍然是一项技术空白。参见文献3GPP RANI,"Final Report of 3GPP TSG RAN WGl#58bis vl. 0. 0” (3GPP RANl 报告，"3GPP TSG RAN WGl#58bis 会议的最终报告，，)；2)Wl (预编码矩阵索引#1)和W2(预编码矩阵索引#2)设计方案Wl采用块对角化的形式，对角块为DFT矩阵或其子矩阵；W2为具有加权合并效果的矢量选择矩阵。 参见文献3GPP，Rl-105011，“Way Forward on 8Tx Codebook for Rel. 10 DL ΜΙΜΟ”， ALCATEL-LUCENT, et. al. (3GPP 文档，编号R1_105011，“版本 10 系统中下行 ΜΙΜΟ 的 8 天线码本的下一步趋势”，阿尔卡特朗讯公司等)。3)Wl和W2在PUCCH上的传输原则当Wl和W2分开在不同子帧上传输时，Wl与 RI在一个子帧中共同传输，且联合编码(Wl和RI的总反馈开销小于等于5比特)；当Wl和 W2在同一子帧上传输时，对码本进行降采样，使Wl和W2的总反馈开销小于等于4比特。参见文献:3GPP, Rl-104234,"ffay Forward on CSI Feedback for Rel. 10 DL ΜΙΜ0", Texas Instruments, et. al. (3GPP文档，编号:R1_104234，“版本10系统中下行ΜΙΜΟ反馈的下一步趋势”，德州仪器公司等)。在德州仪器公司提出的方法3)中，如何对Wl与RI进行联合编码，如何对Wl和W2 的码本进行降采样，以及在不同MIMO传输方式下，如何处理和反馈RI，W1和W2是一项需要解决的技术课题。德州仪器公司只提出联合编码的比特数不超过5比特，以及降采样之后 Wl和W2的总反馈开销不多于4比特，而没有给出具体设计方案.
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术下行信道状态信息的联合编码技术不充分和缺乏操作性的问题，提供一种新颖的基于二叉树对下行信道状态信息进行联合编码的方法。根据本发明的第一方案，提出了一种基于二叉树的联合编码方法，包括判断RI 是否大于2 ；如果RI ( 2，则采用编码二叉树的第一半支来表示RI = 1和RI = 2时RI与 Wl的级联编码；如果RI > 2，则采用编码二叉树的第二半支来表示RI > 2时的其余单独编码和/或级联编码；以及输出上述编码步骤的处理结果。优选地，所述编码二叉树的第二半支全部或一部分用于表示RI > 2时RI的单独编码。更优选地，所述编码二叉树的第二半支的第一半支全部用于表示RI = 3和RI = 4时RI的单独编码。
优选地，所述编码二叉树的第二半支全部或一部分用于表示RI = 3和RI = 4时 RI与Wl的级联编码。更优选地，所述编码二叉树的第二半支的第一半支全部用于表示RI = 3和RI = 4时RI与Wl的级联编码。更优选地，所述编码二叉树的第二半支的第二半支全部或一部分用于表示RI > 4 时RI的单独编码和/或RI与Wl的级联编码。优选地，所述编码二叉树的第二半支全部用于表示RI = 3和RI = 4时RI的单独编码。优选地，在对RI与Wl进行级联编码之前，对Wl和/或W2的码本进行降采样。更优选地，当RI = 1时，只对Wl和W2的码本之一进行降采样，而不对Wl的码本进行降采样。更优选地，以第一降采样率，对Wl的码本进行降采样，以第二降采样率，对W2的码本进行降采样。更优选地，第一降采样率等于第二降采样率；或者第一降采样率大于第二降采样率；或者第一降采样率小于第二降采样率。优选地，在码本内的码字所表征的物理量相同或相近时，均勻地对码本进行降采样。更优选地，取出与等间隔序号对应的码字，作为降采样码本。优选地，在码本内的码字依据形式与取值进行分类时，只对形式或取值进行降采样，而保留所有可能的取值或形式。优选地，在码本内的码字依据形式与取值进行分类时，以第三降采样率，对形式进行降采样，而以第四降采样率，对取值进行降采样。更优选地，第三降采样率等于第四降采样率；或者第三降采样率大于第四降采样率；或者第三降采样率小于第四降采样率。优选地，对于MIMO开环空分复用，RI被限制为RI < 5。优选地，对于MIMO开环空分复用，对RI和Wl进行联合编码。优选地，对于MIMO开环空分复用，对RI进行单独编码。优选地，对于MIMO闭环单层预编码，对Wl进行单独编码。优选地，对于MIMO双层波束成形发射，RI被限制为RI < 3。优选地，对于MIMO开环空分复用，仅反馈RI和Wl的联合编码，而无需反馈W2。优选地，对于MIMO开环空分复用，仅反馈RI的单独编码，而无需反馈Wl和W2。优选地，按照固定的规则/图样、或者随机地在W2的码本中选择W2。优选地，按照固定的规则/图样、或者随机地在Wl的码本中选择W1。优选地，不同时域资源点和/或不同频域资源点上的Wl和/或W2相同或不相同。根据本发明的第二方案，提出了一种基于二叉树的编码器，包括RI判断单元，用于判断RI是否大于2 ；和编码单元，用于根据RI判断单元的判断结果，采用编码二叉树的第一半支来表示RI = 1和RI = 2时RI与Wl的级联编码，或者采用编码二叉树的第二半支来表示RI > 2时的其余单独编码和/或级联编码，并输出编码处理结果。本发明可以应用于等长编码或非等长编码。本发明具有易于实现，信令开销较小等优点，可适用于LTE-A/4G蜂窝通信系统以及未来的5G蜂窝通信系统中。
通过下面结合
本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中图1为MIMO系统的示意图；图2为载波聚合的示意图；图3为多小区蜂窝通信系统的示意图；图4为本发明所应用的信道状态信息反馈方法的流程图；图5为根据本发明的基于二叉树的联合编码方法的流程图；图6为根据本发明的基于二叉树的编码器的示意方框图；图7为本发明的RI与Wl的联合编码实施例1的示意图；图8为本发明的RI与Wl的联合编码实施例2的示意图；图9为本发明的RI与Wl的联合编码实施例3的示意图；图10为本发明的RI与Wl的联合编码实施例4的示意图；图11为本发明的RI与Wl的联合编码实施例5的示意图；图12为本发明的RI与Wl的联合编码实施例6的示意图；图13为本发明的RI与Wl的联合编码实施例7的示意图；图14为本发明的RI与Wl的联合编码实施例8的示意图；图15为本发明的RI与Wl的联合编码实施例9的示意图；图16为本发明的RI与Wl的联合编码实施例10的示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。为了清楚详细地阐述本发明的实现步骤，下面给出一些本发明的具体实施例，适用于LTE-A蜂窝通信系统。需要说明的是，本发明不限于实施例中所描述的应用，而是可适用于其他通信系统，比如今后的5G蜂窝通信系统。图3示出了一个多小区蜂窝通信系统的示意图。蜂窝系统把服务覆盖区域分割为相接的无线覆盖区域，即小区。在图3中，小区被示意地描绘为正六边形，整个服务区域由小区100 104拼接而成。与小区100 104分别相关的是基站200 204。基站200 204的每个至少包含一个发射机、一个接收机，这是在本领域所公知的。需要指出的是，所述基站，其基本范畴是小区内的服务节点，它可以是具有资源调度功能的独立基站，也可以是从属于独立基站的发射节点，还可以是中继节点(通常是为了进一步扩大小区覆盖范围而设置)等。在图3中，基站200 204被示意地描绘为位于小区100 104的某一区域，并被配备全向天线。但是，在蜂窝通信系统的小区布局中，基站200 204也可以配备定向天线，有方向地覆盖小区100 104的部分区域，该部分区域通常被称为扇区。因此，图3的多小区蜂窝通信系统的图示仅是为了示意目的，并不意味着本发明在蜂窝系统的实施中需要上述限制性的特定条件。在图3中，基站200 204通过X2接口 300 304彼此相连。在LTE系统中，将基站、无线网络控制单元和核心网的三层节点网络结构简化成两层节点结构。其中，无线网络控制单元的功能被划分到基站，基站与基站通过名为“X2”的有线接口进行协调和通信。在图3中，基站200 204之间存在彼此相连的空中接口 “Al接口” 310 314。在未来通信系统中，可能会引入中继节点的概念，中继节点间通过无线接口相连；而基站也可以看作一种特殊的中继节点，因此，今后，基站之间可以存在名为“Al”的无线接口进行协调和通信。在图3中，还示出了一个基站200 204的上层实体220 (可以是网关，也可以是移动管理实体等其他网络实体)通过Sl接口 320 324与基站200 204相连。在LTE 系统中，上层实体与基站之间通过名为“Si”的有线接口进行协调和通信。在图3中，小区100 104内分布着若干个用户设备400 430。用户设备400 430中的每一个均包含发射机、接收机、以及移动终端控制单元，这是在本技术领域所公知的。用户设备400 430通过为各自服务的服务基站(基站200 204中的某一个)接入蜂窝通信系统。应该被理解的是，虽然图3中只示意性地画出16个用户设备，但实际情况中的用户设备的数目是相当巨大的。从这个意义上讲，图3对于用户设备的描绘也仅是示意目的。用户设备400 430通过为各自服务的基站200 204接入蜂窝通信网，直接为某用户设备提供通信服务的基站被称为该用户设备的服务基站，其他基站被称为该用户设备的非服务基站，非服务基站可以作为服务基站的合作基站，一起为用户设备提供通信服务。在说明本实施例时，考察用户设备416，配备2根接收天线，其服务基站是基站 202，非服务基站是基站200和204。需要指出的是，本实施例中，重点考察用户设备416，这并不意味着本发明只适用于1个用户设备。实际上，本发明完全适用于多用户设备的情况， 比如，在图3中，用户设备408、410、430等，都可以使用本发明的方法。另外，根据3GPP 组织的文档TR36.213 V9. 1.0, "Physical layer procedures"(物理层过程)，带宽为20MHz的下行LTE系统，除去控制信令区域，其在频域上共有频谱资源块约96个，每个频谱资源块由12个子载波(sub-carrier)和14个OFDM 符号(symbol)组成。根据定义，这些频谱资源块按频率由低到高排序，每连续的8个频谱资源块被称为一个子带(SiAband)，于是，大约共计有12个子带。需要指出的是，此处对子带的定义，只是遵循标准化协议，为了方便说明本发明的实施而做的举例，本发明的应用不受这些定义的限制，完全适用于其他定义的情况。应当认为，本领域的技术人员可以通过阅读本发明的实施例，理解一般子带定义的情况下，都可以采用本发明所提出的方案。图4为本发明所应用的信道状态信息反馈方法的流程图。如图7所示，根据本发明的信道状态信息反馈方法包括以下步骤步骤S400，接收基站所配置的下行传输方式、反馈模式和反馈资源；步骤S410，根据所述下行传输方式和所述反馈模式，对RI和Wl进行相应的编码处理；以及步骤S420，利用所述反馈资源，向基站反馈经联合编码处理后的下行信道的信道状态信息。图5为根据本发明的基于二叉树的联合编码方法的流程图。如图5所示，根据本发明的基于二叉树的联合编码方法包括以下步骤步骤S500， 判断RI是否大于2 ；如果RI彡2(步骤S500中的“否”)，则在步骤S510，采用编码二叉树的第一半支来表示RI = 1和RI = 2时RI与Wl的级联编码；如果RI > 2 (步骤S500中的“是”)，则在步骤S520，采用编码二叉树的第二半支来表示RI > 2时的其余单独编码和 /或级联编码；步骤S530，输出步骤S510或S520的处理结果。图6为根据本发明的基于二叉树的编码器的示意方框图。如图6所示，根据本发明的基于二叉树的编码器600包括RI判断单元610，用于判断RI是否大于2 ；和编码单元620，用于根据RI判断单元的判断结果，采用编码二叉树的第一半支来表示RI = 1和RI = 2时RI与Wl的级联编码，或者采用编码二叉树的第二半支来表示RI > 2时的其余单独编码和/或级联编码，并输出编码处理结果。在以下的内容中，针对本发明的基于二叉树的联合编码方法和编码器，根据了 10 个具体应用实例，以便于本领域普通技术人员更好地理解本发明。例1 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的所有终节点，表示RI > 2时RI单独编码的情况，可存在若干空置终节点保留他用。本实施例的示意图如图7所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx， 状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支(状态1000，状态1001，状态1010，状态1011，状态1100，状态1101，状态1110， 状态1111)，表示RI > 2时RI单独编码的情况，其中，状态1110和状态1111是空置终节点保留。在本例中，采用了非等长编码(码长为5比特或4比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为5比特)，此时，右半支的最后1比特可以用于表示其他信肩、ο例2 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)，表示RI = 3和RI = 4时RI单独编码的情况；半支(b)的剩余半支化2)，表示RI > 4时RI单独编码的情况。本实施例的示意图如图8所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与 Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支的左半支(状态100，状态101)， 表示RI = 3和RI = 4时RI单独编码的情况；右半支的右半支(状态1100，状态1101，状态1110，状态1111)，表示RI > 4时RI单独编码的情况。在本例中，采用了非等长编码(码长为5比特、3比特或4比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为5比特)，此时，右半支的左半支的最后2比特和右半支的右半支的最后1比特可以用于表示其他信息。例3 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况；半支(b)的剩余半支化2)，表示RI > 4时RI单独编码的情况，可存在若干空置终节点保留他用。本实施例的示意图如图9所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态 Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支的左半支(状态ΙΟΟχχ，状态IOlxx)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；右半支的右半支表示RI > 4时RI单独编码的情况，其中， 状态11100、状态11101、状态11110和状态11111是空置终节点保留他用。例4 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况；半支(b)的剩余半支化2)，表示RI > 4时RI单独编码和/或RI与Wl级联编码的情况，可存在若干空置终节点保留他用。本实施例的示意图如图10所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用4比特编码；右半支的左半支(状态ΙΟΟχχ，状态ΙΟΙχχ)，表示RI = 3和RI =4时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；右半支的右半支表示RI > 4时 RI单独编码或与Wl级联编码的情况。其中，右半支的右半支的左半支(状态ΙΙΟΟχχ，状态 llOlxx)，表示RI = 5和RI = 6时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码； 右半支的右半支的右半支中，状态lllOxx表示RI = 7时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；状态111100表示RI = 8时RI单独编码的情况，其他状态111101、状态111110和状态111111是空置终节点保留他用。在本例中，采用了非等长编码(码长为6比特或5比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为6比特)，此时，冗余的状态可以用于表示其他信息。例5 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况；半支(b)的剩余半支化2)，表示RI > 4时RI单独编码的情况。本实施例的示意图如图11所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支的左半支(状态ΙΟΟχχ， 状态IOlxx)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；右半支的右半支(状态1100，状态1101，状态1110，状态1111)，表示RI >4时RI单独编码的情况。在本例中，采用了非等长编码(码长为5比特或4比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为5比特)，此时，右半支的右半支的最后1比特可以用于表示其他信息。例6 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况；半支(b)的剩余半支0^2)，表示RI >4时RI单独编码和/或RI与Wl级联编码的情况。本实施例的示意图如图12所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxxx，状态 Olxxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用4比特编码； 右半支的左半支(状态ΙΟΟχχ，状态IOlxx)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；右半支的右半支表示RI > 4时RI单独编码或与Wl级联编码的情况。其中，右半支的右半支的左半支(状态1100以，状态1101^)，表示1 1 = 5 和RI = 6时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；右半支的右半支的右半支中，状态11 IOxx表示RI = 7时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；状态1111表示RI = 8时RI单独编码的情况。在本例中，采用了非等长编码(码长为6比特、5比特或4比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为6比特)，此时，冗余的状态可以用于表示其他信
肩、ο例7 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)的所有终节点，表示RI = 3和RI = 4时 RI单独编码的情况；半支(b)的剩余半支(b2)保留他用。本实施例的示意图如图13所示。 编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支的左半支(状态100，状态101)，表示RI = 3和肌=4时肌单独编码的情况；右半支的右半支(状态110，状态111)，保留他用。
在本例中，采用了非等长编码(码长为5比特或3比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为5比特)，此时，右半支的最后2比特可以用于表示其他信肩、ο例8 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)，表示RI = 3和RI = 4时RI单独编码的情况。本实施例的示意图如图14所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支(状态10，状态11)，表示RI =3和RI = 4时RI单独编码的情况。在本例中，采用了非等长编码(码长为5比特或2比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为5比特)，此时，右半支的最后3比特可以用于表示其他信肩、ο例9 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)的左半支或右半支(bl)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况；半支(b)的剩余半支0^2)，保留他用。本实施例的示意图如图15所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支的左半支(状态ΙΟΟχχ，状态ΙΟΙχχ)，表示RI = 3和RI = 4时与W1的级联编码的情况，其中，假设Wl用2比特编码；右半支的右半支(状态11000、状态11001、状态11010、状态11011、状态11100、状态11101、状态11110和状态 11111)，保留他用。例10 编码二叉树的左半支或右半支(a)，表示RI = 1和RI = 2时与Wl的级联编码的情况；剩余半支(b)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况。本实施例的示意图如图16所示。编码二叉树的左半支(状态OOxxx，状态Olxxx)，表示RI = 1和 RI = 2时与Wl的级联编码的情况，其中，假设Wl用3比特编码；右半支(状态ΙΟχχ，状态 Ilxx)，表示RI = 3和RI = 4时与Wl的级联编码的情况，，其中，假设Wl用2比特编码。在本例中，采用了非等长编码(码长为5比特或4比特)。但本发明并不局限于此，也可以采用等长编码(码长为5比特)，此时，右半支的最后1比特可以用于表示其他信肩、ο需要指出的是，例1至例10中所涉及的状态码字，Wl的编码比特等数值，仅仅是便于说明本发明内容而做的举例。应当认为，本领域的技术人员可以通过阅读上述实施例， 获得其他数值条件下的RI与Wl的联合编码方法。此外，为了满足RI和Wl联合编码的需要，可以在对RI和Wl进行联合编码之前， 对Wl和W2的码本进行降采样。为了举例的目的，在以下的描述中，采用ALCATEL-LUCENT公司等提出的方法2) 中对Wl与W2的码本设计进行本发明的说明，需要指出的是，本发明的应用并不局限于 ALCATEL-LUCENT公司等提出的方法2)中的码本设计方案，也可以应用于其他码本设计方法。ALCATEL-LUCENT公司等提出的方法2)的码本设计方法如下RI = 1时，Wl的码本中含有16个码字，为W1GC1=Iff1(K1)J/2), -,W1asIW2的码本中含有16个码字，分为4个码字形式每个码字形式又分别有4种取值，为
权利要求
1.一种基于二叉树的联合编码方法，包括 判断RI是否大于2 ；如果RI < 2，则采用编码二叉树的第一半支来表示RI = 1和RI = 2时RI与Wl的级联编码；如果RI > 2，则采用编码二叉树的第二半支来表示RI > 2时的其余单独编码和/或级联编码；以及输出上述编码步骤的处理结果。
2.根据权利要求1所述的联合编码方法，其特征在于所述编码二叉树的第二半支全部或一部分用于表示RI > 2时RI的单独编码。
3.根据权利要求2所述的联合编码方法，其特征在于所述编码二叉树的第二半支的第一半支全部用于表示RI = 3和RI = 4时RI的单独编码。
4.根据权利要求1所述的联合编码方法，其特征在于所述编码二叉树的第二半支全部或一部分用于表示RI = 3和RI = 4时RI与Wl的级联编码。
5.根据权利要求4所述的联合编码方法，其特征在于所述编码二叉树的第二半支的第一半支全部用于表示RI = 3和RI = 4时RI与Wl的级联编码。
6.根据权利要求3或5所述的联合编码方法，其特征在于所述编码二叉树的第二半支的第二半支全部或一部分用于表示RI > 4时RI的单独编码和/或RI与Wl的级联编码。
7.根据权利要求1或2所述的联合编码方法，其特征在于所述编码二叉树的第二半支全部用于表示RI = 3和RI = 4时RI的单独编码。
8.根据权利要求1 7之一所述的联合编码方法，还包括在对RI与Wl进行级联编码之前，对Wl和/或W2的码本进行降采样。
9.根据权利要求8所述的联合编码方法，其特征在于以第一降采样率，对Wl的码本进行降采样，以第二降采样率，对W2的码本进行降采样。
10.根据权利要求9所述的联合编码方法，其特征在于第一降采样率等于第二降采样率；或者第一降采样率大于第二降采样率；或者第一降采样率小于第二降采样率。
11.根据权利要求8 10之一所述的联合编码方法，其特征在于在码本内的码字所表征的物理量相同或相近时，均勻地对码本进行降采样。
12.根据权利要求11所述的联合编码方法，其特征在于取出与等间隔序号对应的码字，作为降采样码本。
13.根据权利要求8 10之一所述的联合编码方法，其特征在于在码本内的码字依据形式与取值进行分类时，只对形式或取值进行降采样，而保留所有可能的取值或形式。
14.根据权利要求8 10之一所述的联合编码方法，其特征在于在码本内的码字依据形式与取值进行分类时，以第三降采样率，对形式进行降采样，而以第四降采样率，对取值进行降采样。
15.根据权利要求14所述的联合编码方法，其特征在于第三降采样率等于第四降采样率；或者第三降采样率大于第四降采样率；或者第三降采样率小于第四降采样率。
16.根据权利要求8所述的联合编码方法，其特征在于当RI = 1时，只对Wl和W2的码本之一进行降采样，而不对Wl的码本进行降采样。
17.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO开环空分复用，RI被限制为RI < 5。
18.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO开环空分复用，对RI和Wl进行联合编码。
19.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO开环空分复用，对RI进行单独编码。
20.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO闭环单层预编码，对Wl进行单独编码。
21.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO双层波束成形发射，RI被限制为RI < 3。
22.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO开环空分复用，仅反馈RI和Wl的联合编码，而无需反馈W2。
23.根据权利要求1 16之一所述的联合编码方法，其特征在于对于MIMO开环空分复用，仅反馈RI的单独编码，而无需反馈Wl和W2。
24.根据权利要求22或23所述的联合编码方法，其特征在于按照固定的规则/图样、或者随机地在W2的码本中选择W2。
25.根据权利要求23所述的联合编码方法，其特征在于按照固定的规则/图样、或者随机地在Wl的码本中选择W1。
26.根据权利要求22 25之一所述的联合编码方法，其特征在于不同时域资源点和/或不同频域资源点上的Wl和/或W2相同或不相同。
27.一种基于二叉树的编码器，包括RI判断单元，用于判断RI是否大于2 ；和编码单元，用于根据RI判断单元的判断结果，采用编码二叉树的第一半支来表示RI = 1和RI = 2时RI与Wl的级联编码，或者采用编码二叉树的第二半支来表示RI > 2时的其余单独编码和/或级联编码，并输出编码处理结果。
全文摘要
本发明针对双码本预编码框架的信道状态信息反馈中提出了一种预编码矩阵索引#1(W1)和秩索引(RI)的联合编码方法和编码器。在本发明中，首先，判断RI是否大于2；如果RI≤2，则采用编码二叉树的第一半支来表示RI＝1和RI＝2时RI与W1的级联编码；如果RI＞2，则采用编码二叉树的第二半支来表示RI＞2时的其余单独编码和/或级联编码；然后，输出上述编码步骤的处理结果。本发明可以应用于等长编码或非等长编码。本发明具有易于实现，信令开销较小等优点，可适用于LTE-A/4G蜂窝通信系统以及未来的5G蜂窝通信系统中。
文档编号H04L1/00GK102387107SQ201010268688
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者丁铭, 刘仁茂, 张应余, 杨曾, 梁永明 申请人:夏普株式会社