CN103220080A - 用于量化信道状态信息的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于量化信道状态信息的方法与装置。根据本发明的一实施例，其提供从用户终端向基站提供码字索引的方法，该基站配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线。该方法包含：根据所估计的宽带信道矩阵，所述用户终端基于第一预定准则确定秩为r的第一码本中的第一码字；其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，…N_t；将该第一码字的码字索引发送至该基站；对于每个子带，根据所估计的子带信道矩阵，用户终端基于第二预定准则确定秩为r的第二码本中的第二码字，其中第二码字刻画子带信道方向，为第一码字中的一个波束；及将第二码字的码字索引发送至基站。本发明可以较低的PMI反馈开销获得很高的系统性能增益。

Description

用于量化信道状态信息的方法与装置

技术领域

本发明是关于一种用于信道状态信息的方法与装置，尤其是关于一种产生用于量化无线通信系统中信道状态信息的方法与装置。

背景技术

众所周知，信道状态信息(CSI，Channel State Information)量化是频分复用(FDD，Frequency Division Duplex)系统中的一个关键问题，而均匀圆阵列(UCA，uniform circular array)则是一种常见的位于基站、如演进型节点基站(eNB，evolved Node Base)的天线结构，尤其是在用于热点(hotspot)覆盖的小的小区。由于缺乏适用于均匀圆阵列配置的码本，在量化用于均匀圆阵列的信道状态信息时，业内普遍使用原本为线性天线阵列设计的LTE Rel-10码本，而这势必会产生较大的量化误差。因此，业内亟需量化用于均匀圆阵列的信道状态信息的方法与装置。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种量化无线通信系统中信道状态信息的方法与装置，其适用于均匀圆阵列配置，在保证系统性能的同时具有较低的反馈开销。

根据本发明的一实施例，其提供从用户终端向基站提供码字索引的方法，该基站配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线。该方法包含：根据所估计的宽带信道矩阵，所述用户终端基于第一预定准则确定秩为r的第一码本中的第一码字；其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，…N_t；将该第一码字的码字索引发送至该基站；对于每个子带，根据所估计的子带信道矩阵，用户终端基于第二预定准则确定秩为r的第二码本中的第二码字，其中第二码字刻画子带信道方向，为第一码字中的一个波束；及将第二码字的码字索引发送至基站。

相应的，根据本发明的一实施例，其提供一种基站确定码字的方法。该方法包含：接收用户终端提供的秩为r的第一码本的第一码字的索引；接收用户终端提供的秩为r的第二码本的第二码字的索引；根据第一码字的索引，从秩为r的第一码本中确定第一码字；根据第二码字的索引，从秩为r的第二码本中确定第二码字；及基于第一码字与第二码字确定最终的码字。

根据本发明的一实施例，包含该第一码字与第二码字的码字W中的第r列表示为最终确定的码字W中的第r列表示为：

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)，r＝1，2，...，N_t

其中W_tmp为所述秩为r的第一码本与第二码本中所述第一码字与第二码字的乘积，D为哈达玛矩阵。在一实施例中，为实现嵌套特性，哈达玛矩阵的第一列为全1或全-1。在另一实施例中，秩为r的第一码本C₁及其第k个第一码字W₁ ^(k)为：

$C_1=\{W_1^{\left(0\right)},W_1^{\left(1\right)},W_1^{\left(2\right)},\·\·\·,W_1^{(\frac{2(N-M)}{M}+1)}\}$

$W_1^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N}& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N}& \·\·\·& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}\end{array}\right],k=\mathrm{0,1},\·\·\·,\frac{2(N-M)}{M}+1;$

其中波束 $b_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N},b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N},...b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}$ 表示为：

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0),}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},...e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,$

$n=\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N,...(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N,$ R是均匀圆阵列的半径，λ是该基站发射的电磁波的波长；N是用来对该基站发射的电磁波的水平方位角α在整个相位空间上的量化的数目，α∈[0，2π)；β_p是该基站发射的电磁波的仰角β在整个相位空间上进行P个量化时的第p个值，β∈[0，π)，p＝0，1，...P-1。

在一实施例中，秩为r的第二码本C₂的第i个第二码字W₂ ⁽ⁱ⁾为：

其中

是除第i+1个元素外均为0的M*1基本向量。

此外，本发明还提供用于量化信道状态信息的装置。

根据本发明的一实施例，本发明还提供一用户终端，其向基站提供码字索引，基站配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线。该用户终端包含：第一码字确定装置，根据所估计的宽带信道矩阵，基于第一预定准则确定秩为r的第一码本中的第一码字，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，…N_t；第一码字索引发送装置，将第一码字的码字索引发送至基站；第二码字确定装置，对于每个子带，根据所估计的子带信道矩阵，基于第二预定准则确定秩为r的第二码本中的第二码字，其中第二码字刻画子带信道方向，为第一码字中的一个波束；及第二码字索引发送装置，将第二码字的码字索引发送至基站。

根据本发明的一实施例，本发明还提供一基站，配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线。该基站包含：第一码字索引接收装置，接收秩为r的第一码本的第一码字的索引，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，…；第二码字索引接收装置，接收秩为r的第二码本的第二码字的索引，其中第二码字刻画子带信道方向，为第一码字中的一个波束；第一码字确定装置，根据第一码字的索引，从所述秩为r的第一码本中确定所述第一码字；第二码字确定装置，根据第二码字的索引，从秩为r的第二码本中确定第二码字；以及最终码字确定装置，基于第一码字与第二码字最终确定码字。

相较于现有技术，通过在均匀圆阵列配置中使用该发明的量化信道状态信息的方法与装置，其以简单的量化方式，在不增加预编码矩阵索引的反馈开销的情况下，极大提高系统性能增益。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的用户终端提供码字索引给基站的流程图；

图2是根据本发明一实施例的基站确定码字的流程图；

图3是根据本发明一实施例的用于量化信道状态信息的系统结构方块图。

具体实施方式

为更好的理解本发明的精神，以下结合本发明的部分优选实施例对其作进一步说明。

本发明的用于量化信道状态信息的方法和装置，提供包含两级反馈结构的码本。该码本包含两个预编码矩阵索引(Precoding Matrix Indicator)，分别用于指示系统宽带的信道性能、及子带和/或短期的信道性能。在一实施例中，该量化信道状态信息的方法和装置用于均匀圆阵列配置。与LTERel-10码本相比，其可不增加预编码矩阵索引的反馈开销的情况下，显着提高系统性能。如本领域技术人员所了解的预编码矩阵索引与码字索引为相同概念，在本发明中会交替使用。

根据本发明的一实施例，在下行链路多进多出(MIMO，Multiple InputMultiple Output)系统中，基站，如eNB装配有N_t根天线，且该N_t根天线为均匀圆阵列配置。针对各个秩r，r＝0，1，…，N_t，分别构建对应的码本。各不同秩r的码本分别包含相应的第一码本与第二码本，其中第一码本包含若干第一码字，表示对宽带信道方向估计的一组波束(beam)，如M个相邻的波束；而第二码本包含若干第二码字，其选择第一码字中的一个波束用来刻画子带信道方向。而最终的码本，按照一定的规则基于第一码本和第二码本确定。具有不同秩的第一码本、第二码本、最终确定的码本，及最后码本的确定规则分别存储于基站与用户终端，用于量化信道状态信息。由用户终端提供量化信道状态信息的码字索引给基站，基站基于收到的码字索引确定码字而获得信道状态信息。

如图1所示，在本发明的一实施例中，用户终端提供量化信道状态信息的码字索引给基站。在步骤100中，用户终端根据所估计的宽带信道矩阵，基于一预定准则，如本领域技术人员所了解的容量最大化准则或距离最小化准则等，确定秩为r的第一码本C₁中的第一码字，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，…N_t。

在步骤101中，用户终端将该确定的第一码字的码字索引发送至基站。

而对于每个子带，在步骤102中，用户终端则根据所估计的子带信道矩阵，也基于一预定准则(该预定准则可与确定第一码字的预定准则相同或不同)确定秩为r的第二码本中的第二码字，该第二码字刻画子带信道方向，是第一码字中的一个波束。

在步骤103中，用户终端将第二码字的码字索引也发送至基站。

相应的，在基站侧，如图2所示，在步骤200基站接收秩为r的第一码本的第一码字的索引。

在步骤201接收秩为r的第二码本的第二码字的索引。

在步骤202并根据第一码字的索引，从秩为r的第一码本中确定该第一码字。

在步骤203根据第二码字的索引，从秩为r的第二码本中确定该第二码字。

为获得最终的信道状态信息，在步骤204基站基于第一码字与第二码字确定最终码字。

根据本发明的一实施例，在量化信道状态信息时，对表示宽带信道方向估计的第一码字的反馈周期要长于或对刻画子带信道方向的第二码字的反馈周期。换言之，将第一码字的码字索引发送至基站的周期长于或等于将第二码字的码字索引发送至基站的周期。基站在没有收到新的第一码字的索引情况下，会使用前一次的第一码字与新确定的第二码字来确定最终的码字。在第一码字的索引与第二码字的索引不包含其对应的码本的秩信息时，用户终端还需发送该秩信息给基站。

此外，在确定第一码字的索引与第二码字的索引时，用户终端可使用不同的确定方式，如同时确定第一码字的索引、第二码字的索引；或先确定第一码字的索引，再确定第二码字的索引。

相应的，上述实施例中的各步骤并不以书写的顺序而限定其实际的操作顺序，不应以此限定本发明的技术方案。

以下进一步阐述根据本发明的一实施例，如何对信道状态信息进行量化，即产生用于量化信道状态信息的具有上述两级反馈结构的码本。

根据本发明的一实施例，在下行链路多进多出(MIMO，Multiple InputMultiple Output)系统中，基站装配有N_t根天线，且该N_t根天线为均匀圆阵列配置，其中第n根天线的方位角为θ_n。由于各天线在同一圆周上均匀分配，θ_n可表示为：

${\mathrm{\θ}}_n=\frac{2\mathrm{\π}}{N_t}n,n=\mathrm{0,1},\·\·\·N_t-1$

将该基站发射的电磁波的发射角(AoD，Angle of Departure)表示为(α，β)，其中α与β分别为该基站发射的电磁波的水平方位角和仰角。则基站至用户终端之间的信道矩阵的主要特征向量具有如下形式：

$v={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin \mathrm{\β}\cos (\mathrm{\α}-{\mathrm{\θ}}_0)},e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin \mathrm{\β}\cos (\mathrm{\α}-{\mathrm{\θ}}_1)},\·\·\·,e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin \mathrm{\β}\cos (\mathrm{\α}-{\mathrm{\θ}}_{N_{t-1}})}]}^T---\left(1\right)$

其中α∈[0，2π)，β∈[0，π)，R是均匀圆阵列的半径，λ是基站发射的电磁波的波长。

在本实施例中，基于该信道矩阵构建本发明的具有两级反馈结构的码本。针对各个秩r r＝0，1，...，N_t，构建对应的码本，各不同秩r的码本，包含相应的第一码本C₁与第二码本C₂。其中第一码本C₁包含若干第一码字W₁，表示对宽带信道方向估计的一组波束(beam)，如M个相邻的波束；而第二码本C₂包含若干第二码字W₂，其选择第一码字W₁中的一个波束用来刻画子带信道方向。

可以将α与β在整个相位空间上分别均匀量化为N和P个值(在其它实施例中也可不进行均匀量化)，即：

$\mathrm{\α}=\frac{2\mathrm{\πn}}{N},n=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1;$

${\mathrm{\β}}_p=\frac{\mathrm{\πp}}{P},p=\mathrm{0,1},...,P-1;$

在β_p(对β在整个相位空间上进行P个量化时的第p个值)确定时，则第一码本C₁中的第一码字W₁中的波束表示为

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0),}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},...e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T---\left(2\right)$

通常出于简化考虑，仰角β设为

因此等式(2)变为：

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0)},e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},\·\·\·,e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,n=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1---\left(3\right)$

当第一码字W₁包含M个相邻波束时，则第一码本C₁中的第k个第一码字W₁表示为：

$W_1^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N}& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N}& \·\·\·& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}\end{array}\right],k=\mathrm{0,1},\·\·\·,\frac{2(N-M)}{M}+1---\left(4\right)$

本实施例中k代表第一码字W₁的索引，并依需要经编码后进行存储和传输。

第一码字W₁的第一码本C₁是

$C_1=\{W_1^{\left(0\right)},W_1^{\left(1\right)},W_1^{\left(2\right)},\·\·\·,W_1^{(\frac{2(N-M)}{M}+1)}\}---\left(5\right)$

在本实施例中设定秩为1至N_t的第一码本C₁都相同。在其它实施列中，针对不同的秩可通过设定不同的N和M值获得不同的第一码本。

第二码字W₂是选择具有相应秩的第一码字W₁中的一波束，即等式(4)中的一列。因此，秩为1的第二码本C₂中的第i个第二码字W₂是

$W_2^{\left(i\right)}=\frac{1}{\sqrt{N_i}}\left[{\tilde{e}}_i\right],i=\mathrm{0,1},\·\·\·,M-1---\left(6\right)$

其中

是除第i+1个元素外均为0的M*1基本向量。相应的，该秩为1的第二码本C₂表示为：

C₂＝{W₂ ⁽⁰⁾，W₂ ⁽¹⁾，…，W₂ ^(M-1))}    (7)

对于具有更高秩r的第二码本C₂，则其第i个第二码字W₂ ⁽ⁱ⁾表示为：

本实施例中i代表第二码字W₂的索引，并依需要经编码后进行存储和传输。

最后的码字W是基于第一码字W₁与第二码字W₂确定的。如为构建归一化的码本，使用哈达玛(Hadamard)矩阵进行线性变换并定义W_tmp＝W₁W₂，则最后的码字W的第r列表示为：

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)， r＝1，2，...，N_t  (9)

其中D是哈达玛矩阵，例如：

$D=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ 1& 1& -1& 1& -1& -1& -1& 1\\ 1& -1& -1& -1& 1& 1& -1& 1\\ 1& -1& 1& -1& -1& -1& 1& 1\\ 1& 1& 1& -1& -1& 1& -1& -1\\ 1& 1& -1& -1& 1& -1& 1& -1\\ 1& -1& -1& 1& -1& 1& 1& -1\\ 1& -1& 1& 1& 1& -1& -1& -1\end{array}\right]$

以秩为1的最终码本为例，其码字W是W₁与W₂相乘，即

W＝W₁W₂   (10)

此外，为使最终的码本具有嵌套特性，可选用第一列为全1或全-1的哈达玛矩阵。

具有不同秩的第一码本、第二码本、最终确定的码本，及最后码本的确定规则分别存储于基站与用户终端，用于量化信道状态信息。

本发明使用两级码本量化信道状态信息，其可以有效的平衡系统性能和预编码矩阵索引的反馈开销。具体的，其第一码字所需的比特数为

第二码字所需的比特数为log₂(M)，M是第一码字中的波束数；总共需要的比特数为

假定系统的带宽被划分为B个子带，在每个子带上反馈码字，则对于一级反馈结构的码本而言，其码本开销最小为Blog₂(N)比特，其中N是一级反馈结构的码本中的码本大小。显然，在N相同的情况下，本发明使用两级码本量化信道状态信息的方法较一级码本节省码字的反馈开销，同时在性能表现上，本发明也不逊色。

示例性的，对于具有0.5波长的天线间距的8根天线的均匀圆阵列配置而言，即R＝0.25/sin(π/8)。假设N＝64，M＝8，则第一码本C₁的大小为4比特，而第二码本C₂的大小为3比特。以下详细列出了第一码本C₁与第二码本C₂设计：

4比特的第一码本C₁及其第一码字W₁：

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{64}-{\mathrm{\θ}}_0)},e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{64}-{\mathrm{\θ}}_1)},\·\·\·,e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{64}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,n=\mathrm{0,1},\·\·\·,63$

W₁ ^(k)∈{[b_4kmod64  b_(4k+1)mod64 …  b_(4k+7)mod64]：k＝0，1，…，15}

C₁＝{W₁ ⁽⁰⁾，W₁ ⁽¹⁾，W₁ ⁽²⁾，…，W₁ ⁽¹⁵⁾}

3比特的第二码本C₂的第二码字W₂：

基于W₁和W₂的最后码本是

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)， r＝1，2，...，N_t  N_t＝8

其中W_tmp＝W₁W₂

$D=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ 1& 1& -1& 1& -1& -1& -1& 1\\ 1& -1& -1& -1& 1& 1& -1& 1\\ 1& -1& 1& -1& -1& -1& 1& 1\\ 1& 1& 1& -1& -1& 1& -1& -1\\ 1& 1& -1& -1& 1& -1& 1& -1\\ 1& -1& -1& 1& -1& 1& 1& -1\\ 1& -1& 1& 1& 1& -1& -1& -1\end{array}\right]$

本发明还提供用于量化信道状态信息的装置，其使用具有两级反锁结构的码本。

图3示例了根据本发明一实施例的量化信道状态信息的装置的系统框图，在该系统中，用户终端30向基站40提供码字索引，该基站40配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线。用户终端30包含：第一码字确定装置300，其根据所估计的宽带信道矩阵，基于第一预定准则确定秩为r的第一码本中的第一码字，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，…；第一码字索引发送装置301，其将第一码字的码字索引发送至基站；第二码字确定装置302，其对于每个子带，根据所估计的子带信道矩阵，基于第二预定准则确定秩为r的第二码本中的第二码字，其中第二码字刻画子带信道方向，其为第一码字中的一个波束；及第二码字索引发送装置303，将第二码字的码字索引发送至基站。

相应的，基站40包含：第一码字索引接收装置400，其接收用户终端30提供的秩为r的第一码本的第一码字的索引；第二码字索引接收装置401，接收用户终端30提供的秩为r的第二码本的第二码字的索引；第一码字确定装置402，其根据第一码字的索引，从秩为r的第一码本中确定第一码字；第二码字确定装置403，根据第二码字的索引，从秩为r的第二码本中确定第二码字；以及最终码字确定装置404，基于第一码字与第二码字最终确定码字。

以下通过在系统层性能上仿真，进一步凸显本发明的优点。该仿真在具有19个六边形的小区下行链路的FFD系统中，分别使用了一用于均匀圆阵列的一级码本、LTE Rel-10码本、与本发明的具有两级反馈结构的码本。表1给出了具体的仿真参数与建模设定。基于表1的仿真参数与建模设定，表2、3、4分别给出了在将带宽划分给B个，B＝10时，各用于量化信道状态信息的不同码本所表现的系统性能和反馈开销。很显然，根据本发明的具有两级反馈结构的码本，相较于LTE Rel-10码本可以有显著的系统性能提升，而与一级码本相比可以很低的反馈开销获得相似的系统性能。

表1 仿真参数与建模设定

表2 用于SU-MIMO的PMI反馈开销(B＝10)

表3 均匀圆阵列配置的8根天线的SU-MIMO性能

表4 均匀圆阵列配置的8根天线的SU/MU-MIMO性能

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求书所涵盖。

Claims (19)

1.一种方法，其从用户终端向基站提供码字索引，所述基站配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线，包含：

根据所估计的宽带信道矩阵，所述用户终端基于第一预定准则确定秩为r的第一码本中的第一码字，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，...N_t；

将所述第一码字的码字索引发送至所述基站；

对于每个子带，根据所估计的子带信道矩阵，所述用户终端基于第二预定准则确定秩为r的第二码本中的第二码字，其中所述第二码字刻画子带信道方向，为所述第一码字中的一个波束；以及

将所述第二码字的码字索引发送至所述基站。

2.如权利要求1所述的方法，其中包含该第一码字与第二码字的码字W中的第r列表示为：

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)，r＝1，2，...，N_t

其中W_tmp为所述秩为r的第一码本与第二码本中所述第一码字与第二码字的乘积，D为哈达玛矩阵。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述秩为r的第一码本C₁及其第k个第一码字W₁ ^(k)为：

$C_1=\{W_1^{\left(0\right)},W_1^{\left(1\right)},W_1^{\left(2\right)},\·\·\·,W_1^{(\frac{2(N-M)}{M}+1)}\}$

$W_1^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N}& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N}& \·\·\·& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}\end{array}\right],k=\mathrm{0,1},\·\·\·,\frac{2(N-M)}{M}+1;$

其中所述波束 $b_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N},b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N},...b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}$ 表示为

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0),}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},...e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,$

$n=\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N,...(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N,$ R是均匀圆阵列的半径，λ是该基站发射的电磁波的波长；N是用来对该基站发射的电磁波的水平方位角α在整个相位空间上的量化的数目，α∈[0，2π)；M是所述第一码字中的波束的数量；β_p是该基站发射的电磁波的仰角β在整个相位空间上进行P个量化时的第p个值，β∈[0，π)，p＝0，1，...P-1。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述秩为r的第二码本C₂的第i个第二码字W₂ ⁽ⁱ⁾为：

其中是除第i+1个元素外均为0的M*1基本向量。

5.如权利要求1所述的方法，其中将所述第一码字的码字索引发送至所述基站的周期长于或等于将所述第二码字的码字索引发送至所述基站的周期。

6.如权利要求2所述的方法，其中所述哈达玛矩阵的第一列为全1或全-1。

7.一种基站确定码字的方法，所述码字具有两级反馈结构，且所述基站配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线，包含：

接收秩为r的第一码本的第一码字的索引，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，...N_t；

接收秩为r的第二码本的第二码字的索引，其中所述第二码字刻画子带信道方向，为所述第一码字中的一个波束；

根据所述第一码字的索引，从所述秩为r的第一码本中确定所述第一码字；

根据所述第二码字的索引，从所述秩为r的第二码本中确定所述第二码字；以及

基于所述第一码字与第二码字最终确定所述码字。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述最终确定的码字W中的第r列表示为：

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)，r＝1，2，...，N_t

其中W_tmp为所述秩为r的第一码本与第二码本中所述第一码字与第二码字的乘积，D为哈达玛矩阵。

9.如权利要求7或8所述的方法，其中所述秩为r的第一码本C₁及其第k个第一码字W₁ ^(k)为

$C_1=\{W_1^{\left(0\right)},W_1^{\left(1\right)},W_1^{\left(2\right)},\·\·\·,W_1^{(\frac{2(N-M)}{M}+1)}\}$

$W_1^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N}& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N}& \·\·\·& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}\end{array}\right],k=\mathrm{0,1},\·\·\·,\frac{2(N-M)}{M}+1;$

其中所述波束 $b_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N},b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N},...b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}$ 表示为

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0),}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},...e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,$

$n=\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N,...(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N,$ R是均匀圆阵列的半径，λ是该基站发射的电磁波的波长；N是用来对该基站发射的电磁波的水平方位角α在整个相位空间上的量化的数目，α∈[0，2π)；β_p是该基站发射的电磁波的仰角β在整个相位空间上进行P个量化时的第p个值，β∈[0，π)，p＝0，1，...P-1。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述秩为r的第二码本C₂的第i个第二码字W₂ ⁽ⁱ⁾为：

其中

是除第i+1个元素外均为0的M*1基本向量。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述哈达玛矩阵的第一列为全1或全-1。

12.一种用户终端，其向基站提供码字索引，所述基站配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线，所述用户终端包含：

第一码字确定装置，根据所估计的宽带信道矩阵，基于第一预定准则确定秩为r的第一码本中的第一码字，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，...N_t；

第一码字索引发送装置，将所述第一码字的码字索引发送至所述基站；

第二码字确定装置，对于每个子带，根据所估计的子带信道矩阵，基于第二预定准则确定秩为r的第二码本中的第二码字，其中所述第二码字刻画子带信道方向，为所述第一码字中的一个波束；以及

第二码字索引发送装置，将所述第二码字的码字索引发送至所述基站。

13.如权利要求12所述的用户终端，其中包含该第一码字与第二码字的码字W中的第r列表示为：

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)， r＝1，2，...，N_t

其中W_tmp为所述秩为r的第一码本与第二码本中所述第一码字与第二码字的乘积，D为哈达玛矩阵。

14.如权利要求12或13所述的用户终端，其中所述秩为r的第一码本C₁及其第k个第一码字W₁ ^(k)为：

$C_1=\{W_1^{\left(0\right)},W_1^{\left(1\right)},W_1^{\left(2\right)},\·\·\·,W_1^{(\frac{2(N-M)}{M}+1)}\};$

$W_1^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N}& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N}& \·\·\·& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}\end{array}\right],k=\mathrm{0,1},\·\·\·,\frac{2(N-M)}{M}+1;$

其中所述波束 $b_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N},b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N},...b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}$ 表示为

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0),}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},...e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,$

$n=\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N,...(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N,$ R是均匀圆阵列的半径，λ是该基站发射的电磁波的波长；N是用来对该基站发射的电磁波的水平方位角α在整个相位空间上的量化的数目，α∈[0，2π)；M是所述第一码字中的波束的数量；β_p是该基站发射的电磁波的仰角β在整个相位空间上进行P个量化时的第p个值，β∈[0，π)，p＝0，1，...P-1。

15.如权利要求14所述的用户终端，其中所述秩为r的第二码本C₂的第i个第二码字W₂ ⁽ⁱ⁾为：

其中

是除第i+1个元素外均为0的M*1基本向量。

16.一种基站，配置有N_t根均匀圆阵列配置的天线，其包含：

第一码字索引接收装置，接收秩为r的第一码本的第一码字的索引，其中该第一码字是对宽带信道方向估计的一组波束，r＝1，2，...N_t；

第二码字索引接收装置，接收秩为r的第二码本的第二码字的索引，其中所述第二码字刻画子带信道方向，为所述第一码字中的一个波束；

第一码字确定装置，根据所述第一码字的索引，从所述秩为r的第一码本中确定所述第一码字；

第二码字确定装置，根据所述第二码字的索引，从所述秩为r的第二码本中确定所述第二码字；以及

最终码字确定装置，基于所述第一码字与第二码字最终确定码字。

17.如权利要求16所述的基站，其中所述最终确定的码字W中的第r列表示为：

W(：，r)＝diag(D(：，r))*W_tmp(：，r)， r＝1，2，...，N_t

其中W_tmp为所述秩为r的第一码本与第二码本中所述第一码字与第二码字的乘积，D为哈达玛矩阵。

18.如权利要求16或17所述的基站，其中所述秩为r的第一码本C₁及其第k个第一码字W₁ ^(k)为：

$C_1=\{W_1^{\left(0\right)},W_1^{\left(1\right)},W_1^{\left(2\right)},\·\·\·,W_1^{(\frac{2(N-M)}{M}+1)}\};$

$W_1^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N}& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N}& \·\·\·& b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}\end{array}\right],$ $k=\mathrm{0,1},\·\·\·,\frac{2(N-M)}{M}+1;$

其中所述波束 $b_{\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N},b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+1)\mathrm{mod}N},...b_{(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N}$ 表示为

$b_n={[e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_0),}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_1)},...e^{-j\frac{2\mathrm{\πR}}{\mathrm{\λ}}\sin {\mathrm{\β}}_p\cos (\frac{2\mathrm{\πn}}{N}-{\mathrm{\θ}}_{N_t-1})}]}^T,$

$n=\frac{\mathrm{Mk}}{2}\mathrm{mod}N,...(\frac{\mathrm{Mk}}{2}+M-1)\mathrm{mod}N,$ R是均匀圆阵列的半径，λ是该基站发射的电磁波的波长；N是用来对该基站发射的电磁波的水平方位角α在整个相位空间上的量化的数目，α∈[0，2π)；β_p是该基站发射的电磁波的仰角β在整个相位空间上进行P个量化时的第p个值，β∈[0，π)，p＝0，1，...P-1。

19.如权利要求18所述的基站，其中所述秩为r的第二码本C2的第i个第二码字W₂ ⁽ⁱ⁾为：

其中是除第i+1个元素外均为0的M*1基本向量。

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