一种预编码处理方法、用户设备及基站与流程

本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种预编码处理方法、用户设备及基站。

背景技术：

在无线通信系统中，基站在进行预编码处理时，通常需要用户设备(ue)反馈一个预编码矩阵指示(pmi)，使得基站根据ue反馈的这个pmi从码本中确定出该ue所使用的预编码矩阵。

在多用户传输中，上述ue反馈pmi的方式适用于正交传输系统，即分配给不同ue的pmi是不同的。而对于多个ue使用同一个pmi的非正交传输系统，如非正交多址接入(noma)，每个ue仅反馈一个pmi的方式不利于基站根据每个ue的反馈为两个或两个以上ue选出同一个pmi，往往无法确定出同一个pmi同时满足多个ue的性能最优。因此，ue反馈pmi的有效性降低，从而影响了基站下行调度的准确性，部分ue的频谱利用率也可能降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种预编码处理的方法，旨在提高下行调度的准确性。相应地，系统吞吐量以及用户吞吐量在一定程度上也能得到提高。

具体地，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种预编码处理方法，包括：

第一用户设备ue预先设置预编码参数集合，所述预编码参数集合包括多个备选预编码参数；

所述第一ue接收基站发送的参考信号，根据所述参考信号估计信道状态；

根据所述信道状态从所述预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数，针对所述多个待反馈的预编码参数生成预编码指示；及，

将所述预编码指示反馈给所述基站。

所述预编码参数集合包括g个备选预编码参数，其中，g＞m²，m为所述基站的天线总数。

所述预先设置预编码参数集合包括：

根据计算出第g个备选预编码矩阵pg作为所述备选预编码参数，其中，g＝0,1,...,g-1，m＝0,1,...,m-1，n＝0,1,...,m-1，pg(m,n)表示备选预编码矩阵pg的第m行第n列元素。

所述根据所述信道状态从所述预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数包括：

对于每个备选预编码参数，根据该备选预编码参数和所述信道状态计算容量性能指标；

对所有备选预编码参数的容量性能指标进行降序排列，按照该降序排列选出前l个最大的容量性能指标所对应的l个备选预编码参数作为所述多个待反馈的预编码参数，其中，l为待反馈的预编码参数的总数。

所述容量性能指标为吞吐量、信号干扰噪声比、误帧率中的任意一项。

所述根据所述信道状态从所述预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数包括：

对于每个备选预编码参数，计算该备选预编码参数和所述信道状态之间的偏差；

对所有备选预编码参数的偏差进行升序排列，按照该升序排列选出前l个最小的偏差所对应的l个备选预编码参数作为所述多个待反馈的预编码参数，其中，l为待反馈的预编码参数的总数。

所述根据所述信道状态从所述预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数包括：

根据所有备选预编码参数和所述信道状态计算第一信号干扰噪声比sinr之和；

按照预定排列顺序从所述预编码参数集合选出l个备选预编码参数，根据该l个备选预编码参数和所述信道状态计算第二sinr之和；

当所述第二sinr之和与所述第一sinr之和的比值大于预设阈值时，将所述l个备选预编码参数作为所述多个待反馈的预编码参数。

所述方法进一步包括：

所述基站确定与所述第一ue使用相同空间资源的第二ue；

根据所述第一ue和所述第二ue的预编码指示确定出一个共同的预编码参数作为第一预编码参数；

使用该第一预编码参数对所述第一ue和所述第二ue的数据进行预编码。

所述方法进一步包括：

确定与所述第一ue使用不同空间资源的第三ue；

根据所述第三ue的预编码指示确定出与所述第一预编码参数不同的第二预编码参数；

使用该第二预编码参数对所述第三ue的数据进行预编码。

一种用户设备，包括：

设置模块，用于预先设置预编码参数集合，所述预编码参数集合包括多个备选预编码参数；

接收模块，用于接收基站发送的参考信号；

估计模块，用于根据所述参考信号估计信道状态；

选择模块，用于根据所述信道状态从所述预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数；

生成模块，用于针对所述多个待反馈的预编码参数生成预编码指示；及，

反馈模块，用于将所述预编码指示反馈给所述基站。

所述预编码参数集合包括g个备选预编码参数，其中，g＞m²，m为所述基站侧的天线总数。

所述设置模块用于：根据计算第g个备选预编码矩阵pg作为所述备选预编码参数，其中，g＝0,1,...,g-1，m＝0,1,...,m-1，n＝0,1,...,m-1，pg(m,n)表示备选预编码矩阵pg的第m行第n列元素。

所述选择模块用于：对于每个备选预编码参数，根据该备选预编码参数和所述信道状态计算容量性能指标；对所有备选预编码参数的容量性能指标进行降序排列，按照该降序排列选出前l个最大的容量性能指标所对应的l个备选预编码参数作为所述多个待反馈的预编码参数，其中，l为待反馈的预编码参数的总数。

所述选择模块用于：对于每个备选预编码参数，计算该备选预编码参数和所述信道状态之间的偏差；对所有备选预编码参数的偏差进行升序排列，按照该升序排列选出前l个最小的偏差所对应的l个备选预编码参数作为所述多个待反馈的预编码参数，其中，l为待反馈的预编码参数的总数。

所述选择模块用于：根据所有备选预编码参数和所述信道状态计算第一信号干扰噪声比sinr之和；按照预定排列顺序从所述预编码参数集合选出l个备选预编码参数，根据该l个备选预编码参数和所述信道状态计算第二sinr之和；当所述第二sinr之和与所述第一sinr之和的比值大于预设阈值时，将所述l个备选预编码参数作为所述多个待反馈的预编码参数。

一种基站，包括：

设置模块，用于预先设置预编码参数集合，所述预编码参数集合包括多个备选预编码参数；

发送模块，用于向第一用户终端ue发送参考信号，以使所述第一ue根据接收到的参考信号估计信道状态，根据所述信道状态从所述预编码参数集合中 选择多个待反馈的预编码参数，并针对所述多个待反馈的预编码参数生成预编码指示；

接收模块，用于接收所述第一ue反馈的所述预编码指示；

预编码模块，用于根据所述预编码指示和所述预编码参数集合确定对所述第一ue的数据进行预编码的预编码参数。

所述预编码参数集合包括g个备选预编码参数，其中，g＞m²，m为所述基站的天线总数。

所述设置模块用于：根据计算第g个备选预编码矩阵pg作为所述备选预编码参数，其中，g＝0,1,...,g-1，m＝0,1,...,m-1，n＝0,1,...,m-1，pg(m,n)表示备选预编码矩阵pg的第m行第n列元素。

所述预编码模块用于：确定与所述第一ue使用相同空间资源的第二ue；从所述第一ue和所述第二ue的预编码指示中找出一个共同的预编码参数作为第一预编码参数；使用该第一预编码参数对所述第一ue和所述第二ue的数据进行预编码。

所述预编码模块用于：确定与所述第一ue使用不同空间资源的第三ue；从所述第三ue的预编码指示中找出与所述第一预编码参数不同的第二预编码参数；使用该第二预编码参数对所述第三ue的数据进行预编码。

所述基站进一步包括：

控制模块，用于根据下行混合自动重传请求结果统计误包率，并在所述误包率大于预设门限时向所述发送模块发出控制指令；

所述发送模块进一步用于：根据所述控制指令发送下行控制信令通知所述第一ue反馈所述预编码指示。

由上述技术方案可见，本发明实施例提供的移动通信系统中预编码处理的方法、用户设备及基站，ue反馈给基站的预编码指示能够指示出多个待反馈的预编码参数，提高了预编码矩阵反馈的精度。进一步，基站根据每个ue反馈的预 编码指示调度多个用户，能够确定出多种组合的用户配对来实现多用户的正交和/或非正交传输，增加了多用户增益，从而提高系统吞吐量以及用户吞吐量。

附图说明

图1为本发明一个实施例中预编码处理方法的流程示意图；

图2为本发明另一个实施例中预编码处理方法的流程示意图；

图3为本发明一个实施例中预编码处理方法的应用场景图；

图4为本发明一个实施例中预编码处理方法的信令交互图；

图5为本发明一个实施例中用户终端的结构示意图；

图6为本发明一个实施例中基站的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明一个实施例中预编码处理方法的流程示意图，该方法应用于第一ue，包括以下步骤。

步骤101，预先设置预编码参数集合，该预编码参数集合包括多个备选预编码参数。

在本步骤中，预编码参数集合包括g个备选预编码参数，其中，g＞m²，m为基站的天线总数。预编码参数集合可以为一个码本，备选预编码参数可以由预编码矩阵来表示。

例如，第g个备选预编码矩阵pg(g＝0,1,...,g-1)的第m行第n列元素pg(m,n)可以由下式来表示：

其中，m＝0,1,...,m-1，n＝0,1,...,m-1。例如，当m＝2，g＝5时，预编码参 数集合中包括5个预编码矩阵，即：

其中，g的取值决定了预编码参数集合中备选预编码参数的个数。第一ue通过设置g的具体数值可以控制预编码参数集合的大小。g越大，预编码参数集合中可选择的预编码矩阵个数越多。

步骤102，接收基站发送的参考信号，根据参考信号估计信道状态。

第一ue根据接收到的参考信号(rs)可以估计出信道状态信息(csi)。例如，在长期演进(lte)系统中，第一ue接收基站发送的csi-rs信号，从中估计中csi，用一矩阵h来表示。

步骤103，根据信道状态从预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数，针对多个待反馈的预编码参数生成预编码指示。

本步骤中，第一ue根据自身的信道状态从预先设置的预编码参数集合中选出l个待反馈的预编码参数，即根据csi矩阵从g个预编码矩阵中选择出l个预编码矩阵，可以依据以下两种方式：

方式一，基于性能指标的选择

具体而言，对于每个备选预编码矩阵pg，根据该备选预编码矩阵和第一ue的csi矩阵h计算容量性能指标。然后，将所有的容量性能指标进行降序排列，按照该降序排列选出前l个最大的容量性能指标所对应的l个备选预编码矩阵作为多个待反馈的预编码参数。

其中，计算容量性能指标的具体方法可以参考lte系统中的计算方式，在此不再赘述。

方式二，基于量化的选择

具体而言，对于每个备选预编码矩阵pg，计算该备选预编码矩阵和第一 ue的csi矩阵h之间的偏差。对所有备选预编码矩阵的偏差进行升序排列，按照该升序排列选出前l个最小的偏差所对应的l个备选预编码矩阵作为多个待反馈的预编码参数。

在具体实现时，计算每个备选预编码矩阵和csi矩阵之间的偏差之前，对该csi矩阵h进行奇异值分解，如下式所示：

h＝u∑v^*(3)

得到右奇异矩阵v，其中，u为左奇异矩阵，∑为对角线矩阵，()^*表示取共轭转置运算。然后，计算每个备选预编码矩阵pg和该右奇异矩阵v之间的偏差。例如，pg和v都是m×m维，各包括m²个元素，那么计算两个矩阵对应元素之间的差值，对得到的m²个差值求和即为上述偏差。

此外，l的取值可以由第一ue预先设定为一固定值，例如，l＝3；或者，由第一ue通过容量占比的方法来确定；或者，由基站发送下行控制信令来将l的取值告知第一ue。

在一实施例中，当采用容量占比的方法来确定l时，具体包括以下步骤：

步骤1031，根据所有备选预编码矩阵pg和csi矩阵h计算第一sinr之和，即将根据g个备选预编码矩阵pg和csi矩阵h计算出g个sinr数值，并求和得到第一sinr之和。

步骤1032，按照预定排列顺序从码本中选出l个备选预编码矩阵，根据该l个备选预编码矩阵和csi矩阵h计算第二sinr之和，即将根据l个备选预编码矩阵pg和csi矩阵h计算出l个sinr数值，并求和得到第二sinr之和。

这里，预定排列顺序可以按照遍历的方式从g个备选预编码矩阵中选择l个备选预编码矩阵。

步骤1033，当第二sinr之和与第一sinr之和的比值大于预设阈值时，将l个备选预编码矩阵作为多个待反馈的预编码参数。例如，该预设阈值为 60％。

这里步骤1032和1033为循环操作，对于每l个备选预编码矩阵，计算第二sinr之和与第一sinr之和的比值，当该比值大于预设阈值时，循环结束。

步骤104，将预编码指示反馈给基站。

在预编码指示中携带有l个备选预编码矩阵在备选预编码集合中各自的索引。第一ue是否将该预编码指示反馈给基站，可以通过高层信令(例如，无线资源控制rrc信令)半静态配置，或者由基站通过下行控制信令动态配置。

当通过接收到的信令获知需要反馈时，第一ue可以在物理上行控制信道(pucch)或者物理上行共享信道(pusch)上将上述预编码指示反馈给基站。

本实施例中，第一ue根据信道状态从预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数，针对多个待反馈的预编码参数生成预编码指示，并反馈给基站，相比于现有技术中只反馈一个pmi的方式，提高了ue反馈预编码矩阵的精度，使得基站能够在调度多用户时提供多种组合的用户配对，增加多用户增益，从而提高系统吞吐量以及用户吞吐量。

此外，在现有技术中，如lte系统，2天线情况下的预编码矩阵码本包括4个码本向量，即4个备选预编码矩阵；4天线情况下的预编码矩阵码本包括16个码本向量，即16个备选预编码矩阵。而本实施例中，预编码参数集合包括g个备选预编码参数，g＞m²，可见，备选预编码矩阵的数量有所增加，使得ue可以更精确地根据csi选择匹配的预编码矩阵，从而可以提高预编码增益。

图2为本发明另一个实施例中预编码处理方法的流程示意图，该方法应用于基站，包括以下步骤：

步骤201，预先设置预编码参数集合，该预编码参数集合包括多个备选 预编码参数。

此步骤的设置方法和步骤101相同，在此不再赘述。

步骤202，向第一ue发送参考信号，以使第一ue根据接收到的参考信号估计信道状态，根据信道状态从预编码参数集合中选择多个待反馈的预编码参数，并针对多个待反馈的预编码参数生成预编码指示。

步骤203，接收第一ue反馈的预编码指示。

步骤204，根据预编码指示和预编码参数集合确定对第一ue的数据进行预编码的预编码参数。

基站接收到每个ue反馈的预编码指示，该预编码指示携带有该ue选出的l个预编码矩阵各自的索引。基站根据每个ue的预编码指示进行调度，确定出第一ue的多天线传输模式和所使用的预编码参数。其中，多天线传输模式包括以下四种类型：

(1)单用户-多输入多输出(su-mimo)传输

基站在某一资源块上仅调度一个ue。如图3所示，第一ue为ue1，基站和ue1各有两根天线，基站使用这两根天线与ue1进行su-mimo传输。此时，基站根据ue1反馈的预编码指示获知l个预编码矩阵，从中选择出一个最佳的预编码矩阵对第一ue的数据进行预编码，并将预编码后的数据发送给第一ue。

由于基站可以根据上行参考信号获得ue的csi，这里，选择出一个最佳的预编码矩阵也可以按照在步骤103中所述的基于性能指标或者基于量化的方法进行选择。

(2)noma传输

基站确定出与第一ue使用相同空间资源的第二ue，从第一ue和第二ue的预编码指示中找出一个共同的预编码参数作为第一预编码参数，并使用该第一预编码参数对第一ue和第二ue的数据进行预编码。其中，第二ue可以包括一个或多个ue。

在如图3所示的实施例中，第一ue为ue1，第二ue为ue2，基站确定在 相同空间资源上同时调度ue1和ue2，但分配给ue1和ue2的功率不同，即所谓的noma传输。但就基站和ue1的传输来看，仍属于su-mimo传输。同样地，基站和ue2之间也是属于su-mimo传输。

此时，基站根据ue1反馈的预编码指示获知对应于ue1的一组预编码矩阵，根据ue2反馈的预编码指示获知对应于ue2的另一组预编码矩阵，这两组预编码矩阵各包含l个预编码矩阵。然后基站从这两组预编码矩阵中选择出同一个预编码矩阵作为noma传输所使用的预编码矩阵，对ue1和ue2的数据进行预编码，并将预编码后的数据分别发送给ue1和ue2。

这里，选择出同一个预编码矩阵可以根据第一ue和第二ue的容量性能指标之和最大，或者满足第一ue的容量性能指标最优、第二ue的容量性能指标次优，或者满足第一ue的性能指标次优、第二ue的性能指标最优的原则。其中，容量性能指标可以为吞吐量、sinr、fer中的任意一项。

(3)多用户-多输入多输出(mu-mimo)传输

确定与第一ue使用不同空间资源的第三ue；从第三ue的预编码指示中找出与第一预编码参数不同的第二预编码参数；使用该第二预编码参数对第三ue的数据进行预编码。其中，第三ue可以包括一个或多个ue。

在如图3所示的实施例中，第三ue为ue3，基站确定在两个不同的空间资源上分别调度ue1和ue3。此时，基站分别根据ue1反馈的预编码指示和ue3反馈的预编码指示，确定两个不同的预编码矩阵，分别用于对ue1和ue3的数据进行预编码，并将预编码后的数据分别发送给ue1和ue3。

(4)noma+mu-mimo传输

基站确定出与第一ue使用相同空间资源的第二ue以及与第一ue使用不同空间资源的第三ue，从第一ue和第二ue的预编码指示中找出一个共同的预编码参数作为第一预编码参数，从第三ue的预编码指示中找出与第一预编码参数不同的第二预编码参数，并使用该第一预编码参数对第一ue和第二ue的数据进行预编码，使用该第二预编码参数对第三ue的数据进 行预编码。

如上所述，在图3中，基站同时调度ue1、ue2和ue3，其中ue1和ue2之间按照noma方式传输，ue1、ue2和ue3之间按照mu-mimo方式传输。由于每个ue都反馈了多个预编码矩阵，使得基站能够在这种复合方式的传输中，既能满足noma使用相同的一个预编码矩阵，同时还能确定出配对的mu-mimoue使用的其他预编码矩阵，从而提升了多用户复用增益，增加系统吞吐量和用户吞吐量。

图4为本发明一个实施例中预编码处理方法的信令图。参见图4，包括如下步骤：

步骤400，基站和第一ue分别预先设置预编码参数集合。

基站和第一ue按照相同的方法进行设置，如步骤101所述的方法，其中，该预编码参数集合包括多个备选预编码参数。

步骤401，基站发送下行控制信令，通知第一ue反馈指示多个预编码矩阵的预编码指示。

例如，基站在物理下行控制信道pdcch中配置指示位。当ue收到后，根据该指示位获知是否需要反馈上述预编码指示。该配置可以为动态配置，ue在接收到该指示位后才进行多个预编码矩阵的选择。例如，基站可以根据下行混合自动重传请求(harq)的结果统计误块率(bler)，并在该bler大于预设门限时在pdcch中配置指示位。

步骤402，基站向第一ue发送参考信号。

步骤403，第一ue根据接收到的参考信号估计信道状态，根据信道状态从预编码参数集合中选择多个待反馈的预编码参数，并针对多个待反馈的预编码参数生成预编码指示。

步骤404，第一ue向基站反馈预编码指示。

步骤405，基站根据预编码指示和预编码参数集合确定对第一ue的数据进行预编码的预编码参数，并根据确定的预编码参数对第一ue的数据进行预编码。

步骤406，基站向第一ue发送预编码后的数据。

图5为本发明一个实施例中用户终端500的结构示意图，包括：

设置模块510，用于预先设置预编码参数集合，预编码参数集合包括多个备选预编码参数；

接收模块520，用于接收基站发送的参考信号；

估计模块530，用于根据接收模块520接收的参考信号估计信道状态；

选择模块540，用于根据估计模块530估计到的信道状态从设置模块510设置的预编码参数集合中选出多个待反馈的预编码参数；

生成模块550，用于针对选择模块540选出的多个待反馈的预编码参数生成预编码指示；及，

反馈模块560，用于将生成模块550生成的预编码指示反馈给基站。

在一实施例中，预编码参数集合包括g个备选预编码参数，其中，g＞m²，m为基站侧的天线总数。

在一实施例中，设置模块510用于：根据计算第g个备选预编码矩阵pg作为备选预编码参数，其中，g＝0,1,...,g-1，m＝0,1,...,m-1，n＝0,1,...,m-1，pg(m,n)表示备选预编码矩阵pg的第m行第n列元素。

在一实施例中，选择模块540用于：对于每个备选预编码参数，根据该备选预编码参数和信道状态计算容量性能指标；对所有备选预编码参数的容量性能指标进行降序排列，按照该降序排列选出前l个最大的容量性能指标所对应的l个备选预编码参数作为多个待反馈的预编码参数，其中，l为待反馈的预编码参数的总数。

在一实施例中，选择模块540用于：对于每个备选预编码参数，计算该备选预编码参数和信道状态之间的偏差；对所有备选预编码参数的偏差进行升序排列，按照该升序排列选出前l个最小的偏差所对应的l个备选预编码参数作为 多个待反馈的预编码参数，其中，l为待反馈的预编码参数的总数。

在一实施例中，选择模块540用于：根据所有备选预编码参数和信道状态计算第一信号干扰噪声比sinr之和；按照预定排列顺序从预编码参数集合选出l个备选预编码参数，根据该l个备选预编码参数和信道状态计算第二sinr之和；当第二sinr之和与第一sinr之和的比值大于预设阈值时，将l个备选预编码参数作为多个待反馈的预编码参数。

图6为本发明一个实施例中基站600的结构示意图，包括：

设置模块610，用于预先设置预编码参数集合，预编码参数集合包括多个备选预编码参数；

发送模块620，用于向第一用户终端ue发送参考信号，以使第一ue根据接收到的参考信号估计信道状态，根据信道状态从预编码参数集合中选择多个待反馈的预编码参数，并针对多个待反馈的预编码参数生成预编码指示；

接收模块630，用于接收第一ue反馈的预编码指示；

预编码模块640，用于根据接收模块630接收的预编码指示和设置模块610设置的预编码参数集合确定对第一ue的数据进行预编码的预编码参数。

在一实施例中，预编码参数集合包括g个备选预编码参数，其中，g＞m²，m为基站的天线总数。

在一实施例中，设置模块610用于：根据计算第g个备选预编码矩阵pg作为备选预编码参数，其中，g＝0,1,...,g-1，m＝0,1,...,m-1，n＝0,1,...,m-1，pg(m,n)表示备选预编码矩阵pg的第m行第n列元素。

在一实施例中，预编码模块640用于：确定与第一ue使用相同空间资源的第二ue；从第一ue和第二ue的预编码指示中找出一个共同的预编码参数作为第一预编码参数；使用该第一预编码参数对第一ue和第二ue的数据进行预编码。

在一实施例中，预编码模块640用于：确定与第一ue使用不同空间资源的第三ue；从第三ue的预编码指示中找出与第一预编码参数不同的第二预编码参数；使用该第二预编码参数对第三ue的数据进行预编码。

在一实施例中，基站600进一步包括：

控制模块650，用于根据下行混合自动重传请求结果统计误包率，并在误包率大于预设门限时向发送模块发出控制指令；

发送模块620进一步用于：根据控制模块650发出的控制指令发送下行控制信令通知第一ue反馈预编码指示。

根据本发明实施例提供的预编码处理的方法，ue将多个待反馈的预编码参数通过预编码指示发送给基站，提高了预编码反馈的精度，使得基站能够在调度多用户时提供多种组合的用户配对，增加多用户增益，从而提高系统吞吐量以及用户吞吐量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。