预编码矩阵选择方法及装置、计算机可读存储介质与流程

本技术涉及通信，尤其涉及一种预编码矩阵选择方法及装置、计算机可读存储介质。

背景技术：

1、大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,massivemimo)是第五代移动通信技术(5th generation mobile networks or 5th generationwireless systems,5g)关键技术之一，在大规模mimo系统中，通过部署大规模天线阵列，可显著提升系统的频谱和能量效率，在不增加系统带宽的情况下，提升信道容量。随着天线规模的增大，天线配置也更加灵活，获取准确的信道状态信息(channel state information,csi)对于充分发挥大规模mimo系统性能至关重要。

2、为了满足不同场景需求，新无线(new radio，nr)mimo系统定义了两种码本类型，一类是常规精度的类型1(type i)码本，用于链路的保持及su mimo传输，另一类是高精度的类型2(type ii)码本，用于提升mu mimo的性能，其中，type i码本分为单天线阵面码本和多天线阵面码本。nr的码本设计采用两级码本结构w＝w1w2，w1描述信道的长期宽带特性，w2描述信道的短期子带特性，矩阵w1基于块对角线结构，每个对角块表示一个极化方向的波束组，w2用于对w1中的波束进行选择和相位调整。可以认为w1描述的是宽带波束方向，w1计算的准确性直接影响整个通信系统性能。

3、但是，随着天线端口的增加和天线阵列配置的灵活性，第三代合作伙伴计划(3rdgeneration partnership project,3gpp)针对不同的场景，设计了多套复杂码本，码本中的每个预编码矩阵指示(precoding matrix indicator,pmi)由一个或多个码本索引共同决定，导致w1的计算复杂度非常高。

技术实现思路

1、本技术能够以较低的计算复杂度实现对预编码矩阵的选择，从而实现波束选择。

2、为了达到上述目的，本技术提供了以下技术方案：

3、第一方面，提供了一种预编码矩阵选择方法，预编码矩阵选择方法包括：获取宽带信道相关矩阵以及码本参数信息，所述码本参数信息包括天线阵列配置；根据所述宽带信道相关矩阵和天线阵列配置，分别计算多个维度对应的空间相关矩阵，所述多个维度包括同一极化方向上的水平维度，同一极化方向上的垂直维度以及交叉极化维度；根据所述码本参数信息以及所述多个维度对应的空间相关矩阵计算所述多个维度上的最优码本索引，所述最优码本索引指示波束集合中信道容量最大的波束对应的索引；根据所述同一极化方向上的水平维度和垂直维度上的最优码本索引确定同一极化方向上的多个第一二维候选波束，并至少基于所述第一二维候选波束以及交叉极化维度上的最优码本索引计算最优预编码矩阵。

4、可选的，所述根据所述多个维度上的最优码本索引确定同一极化方向上的多个第一二维候选波束包括：以所述同一极化方向上的水平维度和垂直维度上的最优码本索引指示的初始二维波束为中心，在所述初始二维波束周围确定所述多个第一二维候选波束。

5、可选的，所述至少基于所述第一二维候选波束以及交叉极化维度上的最优码本索引计算预编码矩阵包括：层数为1时，基于所述多个第一二维候选波束以及预配置映射关系确定第一级候选预编码矩阵；根据所述第一级候选预编码矩阵以及交叉极化维度上的最优码本索引计算候选预编码矩阵，所述最优预编码矩阵选自所述候选预编码矩阵。

6、可选的，所述至少基于所述第一二维候选波束以及交叉极化维度上的最优码本索引计算预编码矩阵包括：层数大于1时，基于所述多个第一二维候选波束以及预配置映射关系确定第一级候选预编码矩阵；根据所述宽带信道相关矩阵和所述第一级候选预编码矩阵计算等效信道矩阵的互信息；选取互信息最大的多个等效信道矩阵对应的第二二维候选波束；根据所述第二二维候选波束以及预配置映射关系确定优选第一级候选预编码矩阵；根据所述优选第一级候选预编码矩阵以及交叉极化维度上的最优码本索引计算候选预编码矩阵，所述最优预编码矩阵选自所述候选预编码矩阵。

7、可选的，所述根据所述宽带信道相关矩阵和所述第一级候选预编码矩阵计算等效信道矩阵的互信息包括：在第一系数为0时，根据所述宽带信道相关矩阵以及所述第一级候选预编码矩阵计算所述等效信道矩阵的互信息，所述等效信道矩阵的互信息的数量为第一数量，所述第一系数用于确定第2个层、第3个层或第4个层对应的波束索引；所述选取互信息最大的多个等效信道矩阵对应的第二二维候选波束包括：选取第二数量个互信息最大的多个等效信道矩阵对应的第二二维候选波束，所述第二数量小于所述第一数量。

8、可选的，所述根据所述第二二维候选波束以及预配置映射关系确定优选第一级候选预编码矩阵包括：在所述第一系数大于0时，根据所述第二二维候选波束以及预配置映射关系确定优选第一级候选预编码矩阵。

9、可选的，预编码矩阵选择方法还包括：根据所述候选预编码矩阵计算对应等效信道矩阵互信息；选取等效信道矩阵互信息最大的候选预编码矩阵为所述最优预编码矩阵。

10、第二方面，本技术还公开一种预编码矩阵选择装置，预编码矩阵选择装置包括：获取模块，用于获取宽带信道相关矩阵以及码本参数信息，所述码本参数信息包括天线阵列配置；空间相关矩阵计算模块，用于根据所述宽带信道相关矩阵和天线阵列配置，分别计算多个维度对应的空间相关矩阵，所述多个维度包括同一极化方向上的水平维度，同一极化方向上的垂直维度以及交叉极化维度；最优码本索引确定模块，用于根据所述码本参数信息以及所述多个维度对应的空间相关矩阵计算所述多个维度上的最优码本索引，所述最优码本索引指示波束集合中信道容量最大的波束对应的索引；预编码矩阵计算模块，用于根据所述同一极化方向上的水平维度和垂直维度上的最优码本索引确定同一极化方向上的多个第一二维候选波束，并至少基于所述第一二维候选波束以及交叉极化维度上的最优码本索引计算最优预编码矩阵。

11、第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行以执行第一方面提供的方法。

12、第四方面，提供了一种预编码矩阵选择装置，包括存储器和处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序以执行第一方面提供的任意一种方法。

13、第五方面，提供了一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行以执行第一方面提供的一种方法。

14、第六方面，本技术实施例还提供一种芯片(或者说数据传输装置)，该芯片上存储有计算机程序，在计算机程序被芯片执行时，实现上述方法的步骤。

15、第七方面，本技术实施例还提供一种系统芯片，应用于终端中，所述芯片系统包括至少一个处理器和接口电路，所述接口电路和所述至少一个处理器通过线路互联，所述至少一个处理器用于执行指令，以执行第一方面提供的任意一种方法。

16、与现有技术相比，本技术技术方案具有以下有益效果：

17、本技术技术方案中，获取宽带信道相关矩阵以及码本参数信息，码本参数信息包括天线阵列配置；根据宽带信道相关矩阵和天线阵列配置，分别计算多个维度对应的空间相关矩阵；根据码本参数信息以及多个维度对应的空间相关矩阵计算多个维度上的最优码本索引；根据同一极化方向上的水平维度和垂直维度上的最优码本索引确定同一极化方向上的多个第一二维候选波束，并至少基于第一二维候选波束以及交叉极化维度上的最优码本索引计算最优预编码矩阵。本技术技术方案通过充分利用不同维度空间相关信息，通过多个维度遍历码本找到最优预编码矩阵，能够将对空域波束集合中所有过采样波束的搜索降为对第一二维候选波束的搜索，大大减小了波束搜索范围。此外，根据交叉极化维度上的最优码本索引还可以进一步降低第一二维侯选波束对应的预编码矩阵搜索范围，显著地减小计算量，从而实现以较低的计算复杂度实现对预编码矩阵的选择，从而实现波束选择。

18、进一步地，本技术技术方案根据宽带信道相关矩阵和第一级候选预编码矩阵计算等效信道矩阵的互信息；选取互信息最大的多个等效信道矩阵对应的第二二维候选波束；根据第二二维候选波束以及预配置映射关系确定优选第一级候选预编码矩阵；根据优选第一级候选预编码矩阵以及交叉极化维度上的最优码本索引计算候选预编码矩阵，最优预编码矩阵选自候选预编码矩阵。本技术技术方案通过更新第一二维候选波束得到第二二维候选波束，进一步缩小了预编码矩阵的搜索范围，从而降低选择预编码矩阵的整体计算复杂度。