使用块对角矩阵进行预编码的方法与流程

技术领域

本发明涉及第一节点中的方法和装置以及第二节点中的方法和装置。特别地是，本发明涉及从第一节点通过有效信道到第二节点的多天线传输的自适应。

背景技术：

在无线通信系统中，节点的发射机和/或接收机使用多个天线可极大地增加无线通信系统的容量与覆盖。这种多输入多输出(MIMO)系统利用了通信信道的空间维度，从而通过例如发送若干个承载平行信息的信号(所谓的空间复用)来提高性能。通过使传输自适应于当前的信道状况，可以实现显著的额外增益。自适应的一种形式是在从一个传输时间间隔(TTI)到另一个传输时间间隔之间动态地将同时发送的承载信息的信号的数量调整为信道可支持的数量。这通常被称为传输秩自适应(transmission rank adaptation)。自适应的另一种相关形式是预编码，其中，上述信号的相位与振幅被调整以更好地适合于当前的信道特性。经典的波束成形是预编码的一种特殊情况，其中，在各发射天线上对承载信息的信号的相位进行调整，从而在接收机处使所有发送的信号正相加。

信号形成了向量值信号，并且可以将这种调整考虑成将信号与预编码矩阵相乘。预编码矩阵是基于与信道特性有关的信息而选择的。一般方法是从一个有限的可数的集合(即所谓的码本(codebook))中选择预编码矩阵。这种基于码本的预编码是长期演进LTE标准的组成部分，并且也将在针对宽带码分多址(WCDMA)中的高速下行链路分组接入(HSPDA)的MIMO中得到支持。之后，接收机(例如，用户设备(UE))一般会评估码本中的所有不同的预编码器矩阵，并通知发射机(例如，节点B)哪一个元素是首选的。之后发射机在确定使用哪一个预编码矩阵时将使用被通知的信息。由于需要通知码本索引而且接收机需要选择合适的码本元素，因此将码本大小保持得尽可能的小是非常重要的。另一方面，较大的码本确保可能发现与当前信道状况匹配得更接近的项。

可以将基于码本的预编码看作是信道量化的一种形式。另选地，可以使用不寻求量化而计算预编码矩阵的方法。

预编码器码本设计的基本目标是在将码本大小保持得小的同时仍然实现尽可能高的性能。为了实现想要的性能，对码本中的元素的设计因而变得至关重要。

不同的天线阵列结构会影响应如何设计码本元素。很多现有的解决方案的设计考虑了空间不相干信道衰落，并且其中各信道系数以相同的平均功率衰落。然而，当使用了交叉极化天线阵列时，这种信道模型的准确度不足。结果，对于这种在实践中被认为非常重要的天线结构而言，现有的设计是不合适的。

为了理解为什么针对相同功率信道系数而做出的现有设计对交叉极化天线阵列的设置不是很有效率，考虑一个简单的2x2 MIMO系统，其中发射机与接收机都使用交叉极化阵列，并且这两种正交极化在发送侧与接收侧对准(例如，在链路两侧的一对垂直极化天线与水平极化天线)。由于即使在经历了无线信道并且抵达了接收机之后，垂直极化与水平极化一般也是相当好地分开的，所以MIMO信道矩阵对角线上的负担重，意味着一般而言对角线上的元素的功率比非对角线上的元素的功率大很多。对于这种信道，具有最小尺寸的恰当的码本含有单位向量与单位矩阵(identity matrix)。这确保了当执行一个流的传输(秩1传输)时，可以将所有的发送功率分配给具有强信道的天线，而不将功率浪费在一般来说不能向接收机发送有意义的功率的其它天线上。不将功率浪费在其它天线上的原因是由于交叉极化的设置是与对秩1传输的选择相结合的，这意味着信道矩阵通常将仅有一个功率比零大的多的元素，而且该元素将位于对角线上。

因此应该将所有功率都分配给与上述的非零对角线元素相对应的天线。然而对于针对相等功率信道系数情况的设计而言，情况是不一样的。现有的码本设计并没有考虑处理超过两个天线的情况，而且也没有考虑到针对不同的传输秩的码本的结构。

技术实现要素：

所针对的问题是提供一种在有效信道是有意块对角结构时提高无线电链路的性能的机制。

根据本发明的第一方面，通过在第一节点中使通过有效信道到第二节点的多天线发送自适应的方法来实现所述目的。所述有效信道具有多个输入以及至少一个输出。所述第一节点与所述第二节点包括在无线通信系统中。该方法包括以下步骤：获得至少一个符号流；以及确定具有块对角结构的预编码矩阵。该方法还包括以下步骤：以所确定的预编码矩阵对所述至少一个符号流进行预编码；以及通过所述有效信道向所述第二节点发送所述至少一个预编码的符号流。

根据本发明的第二方面，通过一种在第二节点中辅助第一节点以使从所述第一节点通过有效信道到所述第二节点的多天线发送自适应的方法来实现所述目的。所述有效信道具有多个输入以及至少一个输出。所述第一节点与所述第二节点包括在无线通信系统中。该方法包括以下步骤：选择具有块对角结构的预编码矩阵；以及向所述第一节点发送所选择的预编码矩阵。该方法还包括以下步骤：通过所述有效信道接收从所述第一节点发送的至少一个预编码的符号流。所接收的至少一个符号流在所述第一节点中以所述确定的预编码矩阵进行了预编码。

根据本发明的第三方面，通过第一节点中的一种装置来实现所述目的。所述第一节点被设置成使通过有效信道到第二节点的多天线发送自适应。所述有效信道具有多个输入以及至少一个输出。所述第一节点与所述第二节点包括在无线通信系统中。所述第一节点装置包括被设置成获得至少一个符号流的获得单元、以及被设置成确定具有块对角结构的预编码矩阵的确定单元。所述第一节点装置还包括被设置成以所确定的预编码矩阵对所述至少一个符号流进行预编码的预编码单元、以及被设置成通过所述有效信道向所述第二节点发送所述至少一个预编码的符号流的发送单元。

根据本发明的第四方面，通过第二节点中的一种装置来实现所述目标。所述第二节点被设置成通过有效信道从第一节点接收多天线发送。所述有效信道具有多个输入以及至少一个输出。所述第一节点与所述第二节点包括在无线通信系统中。所述第二节点的装置包括被设置成选择具有块对角结构的预编码矩阵的选择单元、以及被设置成向所述第一节点发送所选择的预编码矩阵的发送单元。所述第二节点装置还包括被设置成通过所述有效信道接收从所述第一节点发送的至少一个预编码的符号流的接收单元。所接收的至少一个符号流在所述第一节点中以所述确定的预编码矩阵进行了预编码。

使用具有块对角结构的预编码矩阵来进行预编码的优点在于，当所述有效信道矩阵是块对角时，使用具有块对角结构的预编码矩阵使发送适应于所述块对角有效信道矩阵，这意味着所述无线链路性能的提高。

本发明的优点包括在固定的码本大小的情况下对诸如比特速率和/或覆盖等系统性能的提升，或码本尺寸的减小并因而降低了信令开销与预编码器矩阵选择的复杂程度。当进行预编码器选择时，在预编码器矩阵中零元素的存在甚至还更进一步地有助于降低复杂程度。当面临交叉极化天线的设置时，这种块对角预编码器设计确实提高了性能。

附图说明

参照示出了本发明的示例性实施方式的附图对本发明进行了更加详细的说明，在附图中：

图1是示出了无线通信系统的实施方式的示意性框图。

图2是示出了无线通信系统的实施方式的示意性框图。

图3是示出了第一节点的实施方式的示意性框图。

图4是示出了第一节点中的方法的实施方式的流程图。

图5是示出了第一节点装置的实施方式的示意性框图。

图6是示出了第二节点中的方法的实施方式的流程图。

图7是示出了第二节点装置的实施方式的示意性框图。

具体实施方式

本发明被限定为可在下面所描述的实施方式中加以实现的方法和装置。

图1示出了无线通信系统110中的第一节点100。无线通信系统110可以是蜂窝系统和/或诸如长期演进(LTE)、演进通用陆地无线接入(E-UTRA)、微波存取全球互通(WiMAX)、通用陆地无线电接入(UTRA)、宽带码分多址(WCDMA)、GSM、超移动宽带(UMB)的系统或是使用在不同形式的传输之间进行自适应的技术并且使用多天线的任意其它的无线通信系统。第一节点100被设置成在无线通信系统110中通过有效信道130与第二节点120进行通信。有效信道一般地不仅仅包括物理的多天线无线电信道，其还包括第一节点100与第二节点120中的射频(RF)部件以及基带部件，诸如发射滤波器与接收滤波器、馈送电缆、天线响应以及基带处理中的各种数字滤波器及模拟滤波器。可以使用线性非时变MIMO滤波器来对有效信道的输入输出关系进行建模。对于足够窄带的传输，单个矩阵可以用于对滤波器进行描述。在诸如LTE的正交频分复用(OFDM)系统中，这种信道矩阵描述还适用于对子载波(或多个子载波，只要这些子载波所跨越的带宽小于信道的相干带宽)上的信道进行建模。第一节点100可以是任何类型的基站，例如LTE中的节点B(NodeB)。第二节点120可以是用户设备(UE)，诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机。还可以反过来，即第一节点100可以是诸如移动电话、个人数字助理(PDA)的UE，而第二节点120可以是例如NodeB的任何类型的基站。在图1的示例中，第一节点100是基站，而第二节点120是用户设备。而且，第一节点100与第二节点120可以构成任意的无线装置，二者相互通信且不具有特别的分层次序。

第一节点100使用多天线系统，即，使用多个天线来进行其对第二节点120的发送。第二节点120也可以使用多天线系统来接收第一节点的发送。因此，这是一个MIMO系统，该系统包括了只有一个接收天线的特殊情况。图2示出了一些实施方式，其中第一节点100与第二节点120各自使用包括了四个天线的多天线系统。参照图2，第一节点100获得由一系列信息比特表示的承载信息的信号140，该信息将通过有效信道130传送到第二节点120。图2示意性地示出了第一节点100作为发送节点(Tx)、第二节点120作为接收节点(Rx)的情况，第一节点100与第二节点120可使用多天线系统150，形成了MIMO链路。在该示例中，第一节点100包括四个发射天线160(1、2、3、4)，例如具有四个发射天线的基站，而第二节点120包括四个接收天线170(1、2、3、4)，例如，具有四个接收天线的用户设备。

在图2的示例中，第一节点100包括编码单元162、后预编码单元163以及四个无线发射机单元164。编码单元162被设置成接收将要发送的承载信息的信号140。编码单元162可以进一步被设置成可将信息比特解复用为一个或多个信息比特序列、使用一些信道码(例如，turbo码、LDPC码、卷积码)对这些信息比特序列进行编码、对编码的位进行调制以产生符号、将符号映射到一系列的信息承载符号向量以及对信息承载符号向量进行预编码并且最终向可能的后预编码单元163转发结果。后预编码单元可以仅对预编码信号进行转发(在最简单的情况下)，或者它可以以一些方式对预编码信号进行处理，例如在利用无线发射机单元164，使用相应的发射天线160(1、2、3、4)向第二节点120发送预编码信号之前，在基带中进行数字滤波。应该理解的是，对于技术人员而言，发射机的基本功能是公知的，因此不做详细说明。本示例中的发射机可支持诸如SDMA、SDMA预编码、MIMO、MIMO预编码、和/或MIMO-SDMA等技术。

在图2的示例中，第二节点120包括预处理单元171、解码解调单元172以及四个无线电接收机单元174。第二节点被设置成利用接收天线170(1、2、3、4)、预处理单元171以及无线接收机单元174从第一节点100接收预编码信号。预处理单元171可执行各种处理步骤，不依赖于将哪个预编码器矩阵用于发送，例如，预处理单元171可以在基带中进行滤波或者简单地向解码解调单元172转发未加改变的信号。在后一种情况中，可以另选地考虑预处理单元171不存在。解码解调单元172可被设置成从预处理单元171接收编码的信号。解码解调单元172可进一步被设置成将编码的信号解调为数据比特。应该理解的是，对于技术人员而言，发射机的基本功能是公知的，因此这里不做详细说明。

还应该注意的是，第二节点120中的接收机与第一节点100中的发射机都可以改变工作模式，分别地作为发射机和接收机。

预编码

如已经指出的那样，可进一步将第一节点100中的编码单元162细分为两部分，相当于编码与调制单元300以及预编码单元310(例如，预编码器)。图3示出了编码与调制单元300以及预编码单元310的例子。编码与调制单元以信息比特作为输入并且产生一系列的信息承载符号向量，即，作为输出的向量值承载信息信号。可以将信息承载符号向量视为平行的一个或多个符号流，因而其中各向量s的各元素属于特定的符号流。一般地将不同的符号流称为层，在任一给定的时刻，存在着与传输秩r对应的r个不同的这种层。因此，将要通过有效信道130发送到第二节点120的信号包括至少一个符号流(或层)。随后，将特定的r×1个信息承载符号向量s中的r个符号乘以一个N_T×r预编码器矩阵其中N_T表示有效信道的输入的数量(例如，发射天线的数量、天线端口的数量等)。因此，所述的预编码操作向后处理单元163转发所获得的输出，因而可以将后处理单元163看做是有效信道的一部分。第一节点100确定具有块对角结构的预编码矩阵(将在下面进一步说明)。这可以通过选择预编码矩阵来匹配有效信道的特性(即，与N_R×N_TMIMO有效信道矩阵H相匹配)来进行。预编码器矩阵可取决于有效信道H的值。s中的r个信息承载符号一般地是复值。对秩自适应的支持使得可以将同时发送的符号流的数量r设置成适合当前信道特性。信号在预编码之后，通过有效信道H发送并由具有N_R个元素的天线阵列接收到。接收机或许利用预处理单元171对这些信号进行处理。后处理单元163或预处理单元171一般地都不引入空间域中的处理，空间域的处理取决于由物理信道引入的快速衰落所确定的瞬时信道状况。将信号集合在N_R×1的向量y中并设想这些信号在与有效信道的相干带宽相比足够窄的带宽上，给出了以下模型

其中，e通常被建模为由一些随机过程的实现而获得的噪声向量，并且其中，有效信道的输出因此与预处理单元171的输出相对应(后者可能是透明的)。明显地，该模型还适应于OFDM系统(例如，LTE、WiMax等)，其中，通常可以在子载波的基础上应用该模型。

有效信道矩阵H

再次参照图2，第一节点100包括多天线系统，其中至少一个天线在特定的极化方向上发送无线电波并且至少一个其它天线在正交极化方向上发射能量。这种双极化天线或交叉极化天线的设置可以因而包含一组共面极化天线与另一组相对前一组天线正交极化的共面极化天线。“共面极化(Co-polarization)”意味着天线以相同的极化进行发送。在理想的视线的状况下，假定在接收侧的理想的天线响应以及相同的双极化天线设置，则交叉极化的天线设置形成了块对角有效信道矩阵(下面将进一步阐释)。在图2的示例中，前两个发射天线160(1、2)是水平地极化的，而剩余的两个天线160(3、4)是垂直地极化的。可以将发射阵列中的共面极化天线以足够远的距离分隔开来，以致衰落是大致不相干的。如上所述，可以使用有效信道矩阵对有效信道进行建模。不失一般性，通过对发射与接收天线元素进行恰当的重新排序，4×4的有效信道矩阵H趋向于具有依据如下矩阵的块对角结构：

利用这种块对角有效信道矩阵，在第一节点100中的天线160(1和2)上发送的信号不到达接收天线170(3和4)，并且相应地，从发射天线160(3和4)发送的信号不到达接收天线170(1和2)。如图2所示，对于水平极化的前两个发射天线160(1和2)而言，这意味着复值信道系数h₁₁代表了涉及发射天线160(1)与接收天线170(1)之间的物理信道的有效信道，复值信道系数h₁₂代表了涉及发射天线160(2)与接收天线170(1)之间的物理信道的有效信道，复值信道系数h₂₁代表了涉及发射天线160(1)与接收天线170(2)之间的物理信道的有效信道，复值信道系数h₂₂代表了涉及发射天线160(2)与接收天线170(2)之间的物理信道的有效信道。

如图2所示，对于垂直极化的剩余两个天线160(3)和(4)而言，这还意味着，复值信道系数h₃₃代表了涉及发射天线160(3)与接收天线170(3)之间的物理信道的有效信道，复值信道系数h₃₄代表了涉及发射天线160(4)与接收天线170(3)之间的物理信道的有效信道，复值信道系数h₄₃代表了涉及发射天线160(3)与接收天线170(4)之间的物理信道的有效信道，复值信道系数h₄₄代表了涉及发射天线160(4)与接收天线170(4)之间的物理信道的有效信道。

块对角有效信道矩阵的大体意思是其具有如下结构：

其中，可以将该矩阵细分为具有可变化的大小的非对角块(k＝7、2、...、K≠l＝1、2、...、K)以及对角块(k＝1、2、...、K)。如果通过恰当的行置换与列置换可以对矩阵进行重新安排以具有上面那样的形式，使得非对角块中的信道系数的平均功率(足够长的时间周期的平均值，使得快速衰落被平均掉)明显低于对角块中信道系数的平均功率，则可以将该有效信道限定成是块对角的。例如如果在第一节点100中使用了交叉极化的天线设置并且在第二节点120中使用了相似的交叉极化的天线设置，这种明显较低的功率将会出现。取决于传播情况，块对角的信道系数与非块对角的信道系数之间的平均功率的差异通常是大约6dB或实质上更高。即使在第二节点120中使用的天线设置并不是交叉极化的，功率差异仍然是显著的。如果天线设置被安排为，在不使用对物理信道的瞬时空间特性(即，由快速衰落所引入的特性)进行追踪的后预编码单元163和预处理单元171中的任何处理的情况下可以获得如上所限定的块对角的有效信道，则可以将该有效信道称为有意的块对角。之前在本文针对4×4的情况给出了这种有意的块对角的有效信道出现时的一个示例，其中在第一节点中将两个水平极化天线与两个垂直极化天线用于发送，而类似地在第二节点中将两个水平极化天线与两个垂直极化天线用于相对应的接收，并且其中后预编码单元163与预处理单元171都是透明的。

具有块对角结构的预编码矩阵

第一节点100对确定具有块对角结构的预编码矩阵。所确定的预编码矩阵将被用于对将要发送到第二节点120的至少一个符号流(即，一层或更多层)进行预编码。通过选择预编码矩阵以与被建模为有效信道矩阵H的有效信道的特性相匹配，可以进行该确定。使用具有块对角结构的预编码矩阵来进行预编码的优点是，当有效信道矩阵是块对角有效信道矩阵时，使用具有块对角结构的预编码矩阵可使发送适应于块对角的有效信道矩阵。在一些情况下，当有效信道矩阵不是块对角有效信道矩阵时，使用具有块对角结构的预编码矩阵仍然有效，然而使用其它的预编码器结构其性能可能会更好。在任何情况下，对于后面的这些情况来说，发送将会适应于非块对角的有效信道矩阵。

码本

在一些实施方式中，第一节点100包括码本180。在一些实施方式中，第二节点120包括码本190。第一节点100可通过从第一节点100中所包括的码本中选择具有块对角结构的预编码矩阵来进行该确定，或者从第二节点120接收推荐的第二节点120中所包括的码本中的具有块对角结构的预编码矩阵。码本180、190包括预编码矩阵，其中各预编码矩阵都与不同的多路发送模式或空间处理形式(例如，信道相关预编码、MIMO预编码、SDMA、具有预编码的SDMA、MIMO-SDMA等)相对应。这些信息可以预先定义，除了预编码器矩阵/向量以外，码本180、190还包括很多其它的参数，诸如传输秩、调制选择、发送块大小、功率和/或信道化码等。在一些实施方式中，码本包括其中传输秩是按照预编码器矩阵的大小而隐含地给出的预编码器。码本180、190适用于块对角的有效信道矩阵，其中码本180、190包括具有块对角结构的一个或更多个预编码矩阵。例如在其中第一节点100与第二节点120都配置有交叉极化天线的天线设置中，尤其是如果天线的极化是如上所述的垂直与水平朝向的，会出现这种块对角信道矩阵。码本180、190还可能包括具有非块对角结构的预编码矩阵。然而，根据本方法，第一节点100或第二节点可自由地从码本中选择具有块对角结构的预编码矩阵。在一些实施方式中，码本是这样设计的，即，不将预编码矩阵(又被称为码本元素)浪费在为零的信道系数(在实践中，这些信道系数将是非零的或与块对角的信道系数相比相对较小)的量化上，而且针对一些传输秩，不在那些接近零的元素上浪费发送功率。

第一节点100与第二节点120均可先验地获知码本180与码本190。第一节点100中的发射机例如可以将其码本180通知给第二节点120中的接收机。合适的码本结构在某种意义上也将是块对角的。在表1中给出了这种块对角的码本C的一个例子。

表1：具有预编码器矩阵的码本C的示例，其中预编码器矩阵具有块对角结构

从表1可看出，存在着针对四个可能的传输秩(秩Tx)r中的每一个的独立的预编码器矩阵。在表1中，v_l可例如属于显示在秩一的行下的向量的组，并且可看到，v_l含有适于波束成形的四个向量(组中的最后四个向量)。

表1涉及适合于块对角的有效MIMO信道的码本结构，例如当在第一节点100与第二节点120中与例如单用户MIMO(SU-MIMO)类型的发送结合使用了两个在空间上分开的交叉极化天线对(大的对间距离，如果距离小的话，可以实现进一步的优化)时，可能出现该码本结构。显然，多用户MIMO(MU-MIMO)也是可能的，这是由于为了本文的目的可以将MU-MIMO中的若干单个链路整体视为单个MIMO链路。为了说明的简洁，在表中有意地省去了对矩阵的缩放(矩阵的缩放对于无论选择了哪个预编码矩阵都要保持总的发送功率不变来说是需要的)。

因此，从作为示例的码本C中给出的矩阵中选择了将要用于发送的预编码器矩阵应该注意的是，在作为结构的重要部分的码本中配置零是重要的。通常可以将块对角的预编码器矩阵写成这样：

其中，可以看到，仅在对角(在块域中)上的可改变大小的M_k×L_k块(k＝1、2、...，K)可含有非零元素。如果可置换预编码器矩阵的列与行以实现以上形式，则认为该预编码器矩阵是块对角的。表1中的秩三的情况示出了一个例子，其中前六个预编码器矩阵具有以下结构：

并且为了支持秩自适应(在该情况下，规定了预编码器矩阵中的三列)，块的大小发生变化。还需注意的是，块可具有1×1的尺寸。因此，可以认为秩4的单位矩阵具有块对角结构。

考虑到非零元素的准确值，一种可能性是不依赖于两种极化地设计和/或选择预编码器，但联合的设计选择可能是有优势的(正如向量量化好于标量量化，或试图联合地解决多个相关联的问题的算法有潜力比单独地解决不同的问题执行得更好)。应该注意的是，有意的块对角的有效信道的块对角结构覆盖预编码器矩阵的相似的块对角结构，即在以下方面相似，预编码器矩阵的每个块中的行的数量M_k等于有意的块对角有效信道的相对应的块中的列的数量而列的数量L_k可与上面针对秩三而例示的不同。应该注意的是，在不同传输秩之间，码本中的预编码器元素不同。

可以很容易地将这种块对角的预编码器结构一般化为任意数量的如上所述的发射天线和接收天线，并且这种块对角的预编码器结构适用于有意的块对角的有效信道矩阵，当可以将发射机侧的天线分组为共面极化的组与交叉极化的组(例如，水平极化与垂直极化)并且在接收机侧进行同样地分组时，可以出现这种结构。正如可以对天线或层进行重新排序而不失一般性一样，不应该将预编码器矩阵的行和列的置换视为不同的结构。任何系统，只要其有效信道矩阵可以写成块对角形式，就可以从这种码本结构中受益。码本也可以包含额外的不是块对角的预编码器元素。这对于使预编码器与一时不是块对角的有效信道的实现相匹配来说是有益的。

现在，将参照图4中示出的流程图对根据一些实施方式的在第一节点100中使通过有效信道向第二节点120进行的多天线发送自适应的方法的步骤进行说明。有效信道具有多个输入以及至少一个输出，例如与第一节点100中的多个发射天线以及第二节点120中的至少一个接收天线相对应。从上述的数据模型中已经明显的，有效信道H不仅包括物理信道而且还包括第一节点100中的发射机中的预编码操作之后的任意附加的处理的作用(例如，发送滤波器)。同样地，有效信道也包括第二节点120中的接收机的部分(例如，接收滤波器)。在一些实施方式中，使发送适应于块对角的有效信道。该方法可应用于通过任何有效信道矩阵实现对发送的适应。在其中使用了有意的块对角有效信道矩阵的实施方式中，使发送适应于有意的块对角有效信道矩阵。这是非常具有优势的，这是由于1)没有将发送能量浪费在对于第二节点中的接收机来说没有用处的有意的块对角有效信道的输入上，2)发送是这样进行的，即，不将应该由有意的块对角的有效信道分隔开来的符号流/层混合起来。

在一些实施方式中，第一节点100包括多天线系统，该多天线系统具有用于与第二节点120进行无线通信的交叉极化天线的天线设置，其中第二节点120同样使用交叉极化的天线设置以接收从第一节点100发送的信号。

交叉极化的天线设置形成了有意的块对角的有效信道矩阵。何时会出现这种情况一个具体的例子是当在第一节点100中使用的两种正交极化方向与在第二节点120中的两种极化方向相匹配时，例如，在第一节点以及第二节点中使用了两个水平与垂直极化天线对时，会出现这种情况。

除了物理信道以外，有效信道可包括预编码操作的后续的处理阶段以及在第二节点120中的可能的处理阶段(例如，发送和接收滤波器)。在一些实施方式中，有效信道的输出的数量至少是两个。该方法包括以下步骤：

401.第一节点获得至少一个符号流。该符号流是打算通过有效信道发送到第二节点120的。在一些实施方式中，有效信道包括两个以上的输入。这种情况下，就选择符号流的数量以与有效信道的特性相匹配而言，这个步骤涉及进行传输秩自适应。

402.这个步骤是可选的。在一些实施方式中，第一节点100从第二节点120接收信道信息。一般来说，信道信息是在统计上与有效信道相关的量。信道信息的例子包括信道估计、量化的信道估计、预编码器推荐等。特别地，所接收的信道信息可以是第二节点120推荐第一节点100使用的预编码矩阵。在一些实施方式中，信道信息包括信道估计，第一节点100可以使用该信道估计以确定用于发送的合适的预编码器。

403.在这个步骤中，第一节点100确定具有块对角结构的预编码矩阵。

在一些实施方式中，通过确定可使预计吞吐量或相关指标最大的预编码器矩阵(例如，从码本中选择这个意义上的最佳的预编码器矩阵)而基于发送步骤中预计的吞吐量最大而执行这个步骤。这还适合于提高系统的实际吞吐量/性能。

在另外一些实施方式中，这个步骤是基于第二节点120在从第一节点100接收发送时可看到的信噪比最大而执行的。这种提高信噪比的方式还适合于提高系统的总体性能并且可以最终地用于提高吞吐量。

在一些实施方式中，第一节点包括码本。在这种情况下，通过从码本中选择预编码矩阵可以执行这个步骤。

码本可包括多个单独的预编码矩阵，针对从例如表1中可看到的各个可能的传输秩中的对应的传输秩。在一些实施方式中，对于各传输秩，码本180中的大部分预编码器矩阵是块对角的。

也可以将这个确定预编码矩阵的步骤的执行建立在对在反向链路中所执行的测量(即，在第一节点100中对所接收的源自第二节点120的发送的信号的测量)的确定，和/或利用信道的互反性(channel reciprocity property)的基础上。信道互反性意味着信道或信道的特定属性在前向(从第一节点100到第二节点120)链路与反向(从第二节点120到第一节点100)链路中相似。对反向链路的测量可包括信道估计。

在一些实施方式中，第一节点100在可选的步骤402中从第二节点120接收了信道信息。在这些实施方式中，这个确定预编码矩阵的步骤是基于从第二节点120接收的信道信息来执行的。

404.第一节点100以所确定的预编码矩阵对至少一个符号流进行预编码。

405.之后，第一节点100通过有效信道向第二节点120发送至少一个预编码的符号流。在一些实施方式中，在第一节点100中发送预编码的至少一个符号流是使用具有交叉极化的天线设置的多天线系统来进行的，而在第二节点120中接收经预编码的至少一个符号流是通过使用多天线系统来执行的，该多天线系统产生了有意的块对角有效信道矩阵。

为了执行以上方法的步骤，第一节点100包括图5中示出的装置500。如上所述，第一节点100与第二节点120包括在无线通信系统110中。

第一节点100被设置成使通过有效信道到第二节点120的传输自适应。有效信道具有多个输入和至少一个输出。在一些实施方式中，有效信道的输出的数量至少是两个。

第一节点装置500包括获得单元510，该获得单元510被配置成获得至少一个符号流。在一些实施方式中，有效信道包括两个以上的输入。在该情况下，获得单元510被进一步配置成执行传输秩自适应，即选择符号流的数量以与有效信道的特性相匹配。

第一节点装置500包括确定单元520，该确定单元520被配置成确定具有块对角结构的预编码矩阵。

在一些实施方式中，确定单元520被进一步配置成基于发送的预计吞吐量最大来确定预编码矩阵。

在一些实施方式中，确定单元520被进一步配置成基于第二节点120在从第一节点100接收发送时经受的信噪比取最大来确定预编码矩阵。

确定单元520可被进一步配置成基于执行发送时第二节点120接收到的信噪比取最大来确定预编码矩阵。

在一些实施方式中，确定单元520可进一步被配置成从码本180中选择预编码矩阵。在一些实施方式中，码本包括针对各个可能的传输秩中的对应的传输秩的单独的预编码矩阵。在一些实施方式中，对于每个传输秩，码本180中的大部分的预编码器矩阵是块对角的。

在一些实施方式中，确定单元520被进一步配置成将该确定建立在反向链路上的测量和/或对信道互反性的利用的基础上。在反向链路上的测量可包括信道估计。

第一节点装置500进一步包括预编码单元300，该预编码单元300被配置成利用确定的预编码矩阵对至少一个符号流进行预编码。

第一节点装置500还包括发送单元540，该发送单元540被配置成通过有效信道向第二节点120发送预编码的至少一个符号流。

第一节点装置500可包括接收单元550，该接收单元550被配置成从第二节点120接收信道信息。

确定单元520可被进一步配置成基于从第二节点120接收的信道信息来确定预编码矩阵。

所接收的信道信息可以是推荐的预编码矩阵。在一些实施方式中，信道信息包括信道估计。

在一些实施方式中，发送的至少一个经预编码的符号流适应于块对角有效信道。

在一些实施方式中，在第一节点100中对预编码的至少一个符号流进行的发送被设置成使用包括在第一节点100中的具有交叉极化的天线设置的多天线系统来进行，并且其中，在第二节点120中对预编码的至少一个符号流进行接收被设置成通过使用包括在第二节点120中的多天线系统来执行，这两个多天线系统形成了有意的块对角有效信道。

现在，将参照图6中示出的流程图对根据一些实施方式的使无线通信系统110中通过有效信道到第二节点120的多天线发送自适应的第二节点120中的方法的步骤进行说明。有效信道具有多个输入以及至少一个输出。在一些实施方式中，使发送适应于块对角有效信道。

在一些实施方式中，第二节点120包括多天线系统，该多天线系统具有用于与第一节点100进行无线通信的交叉极化天线的天线设置，其中第一节点100同样使用交叉极化的天线设置以发送第二节点120所接收的信号。交叉极化的天线设置形成了有意的块对角的有效信道。何时会出现这种情况的一个具体的例子是当在第一节点100中使用的两种正交极化方向与在第二节点120中的两种极化方向相匹配，例如，在第一节点以及第二节点中使用了两个水平与垂直极化天线对时，会出现这种情况。该方法包括以下步骤：

601.第二节点120选择具有块对角结构的预编码矩阵。

在一些实施方式中，这个步骤是基于对接收来自第一节点100的至少一个预编码的符号流的发送的步骤中的预计吞吐量最大而执行的。

这个步骤也可以基于第二节点120在下一个步骤603从第一节点100接收至少一个预编码的符号流时要接收的信噪比最大而执行的。

在一些实施方式中，可以通过对基于可行的一组编码器矩阵的与性能相关的准则函数进行优化来执行这个步骤。为了提高实际性能，将选择由与性能相关的准则函数所测量的给出最高性能的预编码器矩阵。

在一些实施方式中，通过从码本中选择预编码矩阵执行这个步骤。可以按照与上述的第一节点100中的方法相同的方式来执行。

在一些实施方式中，码本包括针对各个可能的传输秩中的对应的传输秩的单独的预编码矩阵。同样可以按照与上述的第一节点100中的方法相同的方式来执行。

在一些实施方式中，对于每个传输秩，码本180中的大部分的预编码器矩阵是块对角的。

602.在这个步骤中，第二节点120向第一节点100发送所选择的预编码矩阵。

603.之后第二节点120接收通过有效信道从第一节点100发送的至少一个预编码符号流。接收的至少一个符号流是以在第一节点100中所确定的预编码矩阵来预编码的。

如上所述，可以使用具有交叉极化天线设置的多天线系统来执行在第一节点100中对预编码的至少一个符号流的发送，而通过使用多天线系统可以执行在第二节点120中对预编码的至少一个符号流的接收，这些多天线系统产生了有意的块对角有效信道矩阵。

为了执行以上的方法的步骤，第二节点120包括图7中示出的装置700。如上所述，第二节点120被设置成通过有效信道从第一节点100接收多天线发送。有效信道具有多个输入以及至少一个输出。第一节点100与第二节点120包括在无线通信系统110中。

第二节点装置700包括选择单元710，该选择单元710被配置成选择具有块对角结构的预编码矩阵。

选择单元710可被进一步配置成将对预编码矩阵的选择建立在从第一节点100接收的发送的预定吞吐量最大的基础上。

在一些实施方式中，选择单元710可被进一步配置成将对预编码矩阵的选择建立在第二节点120从第一节点100接收至少一个预编码的符号流时将接收到的信噪比最大的基础上。

选择单元710可进一步配置成从码本190选择预编码矩阵。在一些实施方式中，码本包括针对各个可能的传输秩中的对应的传输秩的单独的预编码矩阵。码本190可包括针对各个可能的传输秩中的对应的传输秩的单独的预编码矩阵。在一些实施方式中，对于每个传输秩，码本180中的大部分的预编码器基站都是块对角的。

在一些实施方式中，选择单元710被进一步设置成优化基于可行的一组预编码器矩阵的与性能相关的准则函数。

第二节点装置700还包括发送单元720，该发送单元720被设置成向第一节点100发送选择的预编码矩阵。

第二节点装置700还包括接收单元730，该接收单元730被设置成通过有效信道接收从第一节点100发送的至少一个预编码的符号流。接收到的至少一个符号流是在第一节点100中以所确定的预编码矩阵预编码的。

在一些实施方式中，使所发送的至少一个预编码的符号流适应于块对角有效信道矩阵。

在一些实施方式中，在第一节点100中对预编码的至少一个符号流进行的发送被设置成使用包含在第一节点100中的具有交叉极化天线设置的多天线系统来执行，其中在第二节点120中对预编码的至少一个符号流进行的接收被设置成通过使用包含在第二节点120中的多天线系统来执行，这些多天线系统形成了有意的块对角有效信道矩阵。

通过以下方式可以对本方法的一些实施方式进行说明。一种方法包括在具有N×N个天线的MIMO发射机中对与波束成形矩阵相对应的至少一个码本元素进行确定。天线被分组为交叉极化的天线组。该方法包括选择具有块对角结构的预编码矩阵的步骤。

可以更一般地把对多天线系统进行预编码描述为将向量值承载信息信号乘以预编码器矩阵，在本文中，向量值承载信息信号被称为符号流或符号流们(symbols streams)。可以将后者另选地称为层或多层。

可以通过一个或更多个处理器(诸如图5中示出的第一节点装置500中的处理器560或图7中示出的第二节点装置700中的处理器740)与执行本解决方案的功能的计算机程序代码一起来实现使从第一节点100通过有效信道到第二节点120发送自适应的机制。还可以将上面所提到的程序代码作为计算机程序产品来提供，例如，以承载了数据程序代码的数据载体的形式来提供，当程序代码被载入第一节点100或第二节点120中时，程序代码执行本解决方案。这种数据载体的一种形式是CD ROM盘。然而，诸如存储棒的其它数据载体也是可行的。此外，还可以将计算机程序代码作为纯粹的程序代码在服务器上加以提供，并且可远程地将计算机程序代码下载到第一节点100或第二节点120。

当使用术语“包含”或“包括”时，应该将该术语理解为非限制性的，即，意味着“至少含有”。

本发明不受到上面所述的优选实施方式的限制。可以使用各种替代、变型以及等同的方式。因此，本发明的范围不受到以上实施方式的限制，而是由所附的权利要求来限定。