确定循环延迟分集延迟值的方法、系统、基站及用户设备的制作方法
专利名称：确定循环延迟分集延迟值的方法、系统、基站及用户设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及MIMO-OFDMA (多输入多输出一正交频分多址)系统，具 体地说，是涉及在MIMO-OFDMA系统中应用结合CDD (Cyclic Delay Diversity,循环延迟分集)预编码(precoding)技术进行多用户调度时，预 编码码书中CDD延迟值(组)的确定方法、系统、基站及用户设备。
背景技术：
随着MIMO-OFDMA系统的广泛应用和不断发展，最初，人们通过引入 基于循环延迟分集的预编码技术，从而进一步提高系统的性能。
预编码技术是一种能够提高系统性能的有效的方法。该方法通过在发送 端对信号进行预处理，从而能够减少接收端的复杂度，改善系统性能。尤其 是当系统工作在下行的空分复用多址接入(SDMA)模式时，不同终端之间不 能进行联合检测，从而限制了系统的传输能力(在发送分集模式(TD)和单 用户的空分复用(SDM)模式不需要联合检测)。在预编码技术中，不同的终 端把信道信息实时反馈到基站，基站通过计算得到最优的预编码处理，该预 编码处理可以是线性的，也可以是非线性的。非线性预编码复杂度较高，从 实现的角度，我们只考虑线性预编码系统。在线性预编码系统中，在发送端 对不同的数据流进行线性加权，用数学表示为4xl = ^v^,尸;^1^, + ，其 中Nr为接收天线数量，Nt为发送天线数量，Ns为同时传输的数据流的数量， Y为接收端的信号，H为信道矩阵，P为预编码矩阵，X为Ns不同的数据流， 这些数据流可以是同一用户的数据流，也可以是不同用户的数据流，N为噪 声。为了实现最优的线性预编码，需要用户实时反馈信道系数H，在正交频 分复用和正交频分复用多址(OFDM和0FDMA)系统中，在每个子载波 (subcarrier) /资源块(resource block)上都反馈信道矩阵H，这样需要 很大的上行反馈信道带宽，这在很多实际系统中是不现实的，即使有很多算 法可以减小上行反馈开销。基于码书(codebook)的预编码系统就是在这种 情况下提出来的。如图1所示，在基于码书的预编码的MIM0-0FDM(A)系统中，
在基站端有一个预先设计好的码书，在该码书中包括若干预编码矩阵，每个 矩阵包括若干个预编码向量，这些矩阵和向量是根据不同的信道(例如信道 的统计信息等)、根据不同的优化准则(例如最大化容量、最小化误码率等)
预先设计好的；图1中的数据流(stream)可是是同一用户的不同的数据流， 也可以是不同用户的数据流，预编码模块是对调度到的数据流进行预编码操 作，IFFT模块是对数据进行逆傅立叶变换，CP插入模块是插入循环前缀；在 实际应用的时候，终端无需向基站反馈实时的信道系数，而是将码书中与实 时信道最匹配的矩阵或者向量的索引反馈给基站，并且将该矩阵或者向量对 应的信道质量标识(CQI: channel quality indicator)也一同反馈给基站； 基站在接收到终端的反馈信息后，根据不同用户的信道质量标识和相应的调 度算法进行多用户调度，然后直接利用被调度到的用户反馈的矩阵或者向量 作为发送端的预编码系数，而无需重新计算。由于信道系数的量化需要若干 比特才能达到较高的量化精度(例如10比特)，而且在MIMO系统中，不同的 发送天线与不同的接收天线之间的信道都需要量化(每个载波上的反馈开销 10XNrXNt)，而在基于码书的预编码系统中，仅需要反馈矩阵索引和向量索 引(例如4个矩阵的索引只需要2比特，每个矩阵两个向量的索引只需要1 比特)，因此，基于码书的预编码技术能够极大的减小反馈开销。从性能的角 度看，基于码书的预编码中，预编码系数都是从预先计算好的若干系数中选 择的，因此并不能保证在每个时刻都是最优的，通常情况下，基于码书的预 编码技术的性能比最优的非码书的预编码技术的性能要略差。但是这种性能 上的差距可以通过增加码书中预编码系数的数量来縮小，因为码书中预编码 系数越多，可供用户选择的与信道相匹配的系数出现的概率就越大，基于码 书的预编码的性能就会越好。同时，码书中预编码系统的数量的增加也将导 致反馈开销的相应增加，因此以根据性能和反馈开销等系统需求选择合适的 码书大小。
上面描述的是预编码系统的基本的工作原理。对于预编码系统的码书的 设计有很多现有的方法，这里不详细描述。结合CDD的预编码技术是在原有 的预编码码书的基础上引入了 CDD ，即码书的形式变成 PcDMasedp^麵-diag(e Nc ，…，e"^)xP咖^^。其中Pcdd.—『一 是利用了 CDD技 术的预编码系统的码书；diag()是对角阵，k是子载波索引，di是第i根发送
天线上对应的CDD延迟值，Nc是子载波数量，P^"^是传统的预编码方法 设计出来的码书。P,^^是根据不同的优化准则设计的码书，结合了 CDD 后，可以改变信道在频域的波动特性，从而可以获得更大的多用户分集增益 或者/和频域分集增益。另外，P,^^也可以是单位阵，这样就等效于单纯的 CDD系统了。
但是现有的码书设计方法中并没有如何设计CDD的延迟值(组)的方法， 因此，本方法提供了若干种更新结合CDD的预编码系统种CDD延迟值(组) 的方法、系统、基站及用户设备，以提高系统性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种MIMO-OFDMA系统中确定结合 CDD的预编码系统种CDD延迟值(组)的方法、系统、基站及用户设备， 来实现CDD延迟值(组)的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。 为解决上述技术问题，本发明提供方案如下 可以将用户分为两种工作模式-模式一不同的用户使用相同的CDD延迟值(组)。 模式二每个用户都有属于自己的CDD延迟值(组)。 对于模式一中结合CDD的预编码码书中CDD延迟值(组)的选择，有 三种方法
方法一基站根据系统性能主动改变CDD延迟值(组)，无需终端反馈。 具体步骤包括
A基站周期性的统计小区的性能，例如平均吞吐量，小区边界用户的平
均性能，小区的峰值用户性能，等等，根据不同的需求。
B记录该周期内小区的性能的统计结果以及此时所使用CDD延迟值 (组)。
C如果所关心的小区的性能在逐渐下降，则需要调整所使用的结合CDD 的预编码码书中的CDD延迟值(组)。
调整的方法可以包括优先使用未使用过的CDD延迟值(组)；优先使 用在过去的一段时间内性能较好的CDD延迟值(组)，根据基站的记录信息。
D调整后的CDD延迟值(组)可以根据系统设计需求发送给终端，也
可以不通知终端。
E正常的信令及数据通信。 方法二-
A用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信 道质量的最优CDD延迟值(组)，并反馈至基站
B基站根据接收到的来自各个用户设备的最优CDD延迟值(组)，选择 出全局最优CDD延迟值为系统工作的CDD延迟值(组)
方法三基站利用终端的反馈信息选择合适的结合CDD的预编码码书中 的CDD延迟值(组)。具体流程于模式一中的方法二相同，区别在于终端反 馈的信息和基站利用信息的方法。包括步骤如下-
A终端对信道特性进行估计，并将对信道特性的估计的结果以预先定义 好的信令方式反馈给基站。这里信道特性可以包括直射径(LOS) /没有直 射径(NLOS)，平坦衰落(flat fading) /频率选择性衰落(frequency-selective fading),快衰落(fast fading) /慢衰落(slow fading),等等，信道特性可以 包括以上信息的任意组合。
B基站利用终端反馈的不同用户的信道特性，获得不同信道特性的概率 分布曲线，针对出现概率最大的一种或若干种信道特性，选择相应的CDD延 迟值(组)。
其他过程例如导频传输、数据传输都与模式一中的方法二相同。 对以工作模式二，即每个用户都使用自己的CDD延迟值(组)，同样有 三种方法
方法一基站主动为每个用户调整所实用的结合CDD的预编码技术中码 书中的CDD延迟值(组)，无需终端反馈。具体步骤包括
A基站周期性的统计每个用户的性能，例如平均吞吐量，平均信噪比， 误码性能，等等，根据不同的需求。
B记录该周期内每个用户的性能的统计结果以及此时所使用CDD延迟 值(组)。
C如果所关心的每个用户的性能在逐渐下降，则需要调整所使用的结合 CDD的预编码码书中的CDD延迟值(组)。
调整的方法可以包括优先使用未使用过的CDD延迟值(组)；优先使
用在过去的一段时间内性能较好的CDD延迟值(组)，根据基站的记录信息。 D调整后的CDD延迟值(组)可以根据系统设计需求发送给终端，也
可以不通知终端。
E正常的信令及数据通信。
方法二基站利用终端反馈的关于CDD的信息为每个用户更新CDD延 迟值(组)。具体的方法可以分为两种
方法二丄终端通过周期性/非周期性的检测自己所需要的最优的CDD 延迟值(组)，通过对这些CDD延迟值(组)进行统计，得到在一段时间内 最优的CDD延迟值(组)，将这个最优的CDD延迟值(组)反馈给基站， 基站则将该终端的码书中的CDD延迟值(组)更新为终端反馈的CDD延迟 值(组)。其中终端对CDD延迟值(组)的统计方法于工作模式一中方法二 中的统计方法相同。
方法二,2:终端通过周期性/非周期性的检测自己所需要的最优的CDD延 迟值(组)，并将这次CDD延迟值(组)反馈给基站。基站通过对这些CDD 延迟值(组)进行统计，得到在一段时间内最优的CDD延迟值(组)，并将 该终端的码书中的CDD延迟值(组)更新为终端反馈的CDD延迟值(组)。 其中终端对CDD延迟值(组)的统计方法于工作模式一中方法二中的统计方 法相同。
其他步骤于工作模式一中的方法二中的步骤完全相同，例如导频传输， 信道估计，等等。
方法三基站利用终端反馈的信道特性信息选择合适的结合CDD的预编 码码书中的CDD延迟值(组)。具体流程于模式二中的方法二相同，区别在 于终端反馈的信息和基站利用信息的方法。具体方法可以分为两种
方法三.l:
A终端对信道特性进行估计，并将对信道特性的估计的结果以预先定义 好的信令方式反馈给基站。这里信道特性可以包括直射径(LOS) /没有直 射径(NLOS),平坦衰落(flat fading) /频率选择性衰落(frequency-selective fading),快衰落(fastfading)/慢衰落(slowfading),信道特性可以包括以上信
息的任意组合。
B基站利用终端反馈的信道特性，获得每个终端的不同信道特性的概率 分布曲线，针对出现概率最大的一种或若干种信道特性，为该终端选择相应 的CDD延迟值(组)。
方法三.2:
A终端对信道特性进行估计，这里信道特性可以包括直射径(LOS) / 没有直射径(NLOS)，平坦衰落(flat fading) /频率选择性衰落
(frequency-selective fading),快衰落(fast fading) /慢衰落(slow fading), 信道特性可以包括以上信息的任意组合。终端或则自己在不同信道特性的概 率分布曲线，针对出现概率最大的一种或若干种信道特性，为自己选择相应 的CDD延迟值(组)，并将该信息反馈给基站。
B基站收到终端的反馈信息，为每个终端更新码书中CDD延迟值(组)。 其他过程例如导频传输、数据传输都与模式二中的方法二相同。 本发明所述方法及系统，各个用户设备通过根据信道估计结果，获取在 每个子带上能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值(组)，实现了来自用 户设备的最优CDD延迟值(组)的自适应生产；基站通过将来自各个用户设 备的最优CDD延迟值(组)或最优CDD延迟值(组)及其对应的信道质量， 进行最优CDD延迟值(组)概率分析或最优延迟值(组)对应的信道质量进 行概率分析，得到概率分布最大的全局最优CDD延迟值(组)，实现了结合 CDD的预编码系统中预编码码书中CDD延迟值(组)的自适应更新，从而 最大限度的保障系统性能；本发明所述系统及方法，又通过采用由基站发起 更新CDD延迟值的启动操作或由用户设备自动周期性的发起更新CDD延迟 值的启动操作，使得结合CDD的预编码系统能够根据系统需要更加灵活的实 现预编码码书中CDD延迟值(组)的自适应更新。
本发明所要解决的技术问题、技术方案要点及有益效果，将结合实施例， 参照附图作进一步说明。
图1为预编码系统发送端结构示意图； 图2为实施例1对应的系统工作流程图3为实施例1中发送端系统框图4为实施例1中发送端系统框图5为实施例2对应的系统工作流程图6为实施例2中发送端系统框图7为实施例2中发送端系统框图8为实施例3对应的系统工作流程图9为实施例4对应的系统工作流程图10为实施例5对应的系统工作流程图11为实施例5中发送端系统框图12为实施例6对应的系统工作流程图13为实施例6中发送端系统框图。
具体实施例方式
实施例一
本发明所述实施例通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身最优的预 编码码书中的CDD延迟值(组)，并反馈到基站，再由发送端，即基站(BS)， 根据收集的来自各个用户设备的最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)， 选取全局的预编码码书中的CDD延迟值(组)，来实现的预编码码书中的CDD 延迟值(组)的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。这里的全局是 指同一组预编码码书中的CDD延迟值(组)适用于全部的用户。参照图2， 在由基站和若干用户设备构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调 度MMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延 迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个频域子带上分别获取能够获得最优信道 质量的预编码码书中CDD延迟值(组)，并将这些本地最优预编码码书中CDD 延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质 量反馈至基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的本地最优预编码码书CDD延迟值(组)或本地最优预编 码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量，选择全局的预编码码书中 的CDD延迟值(组)。
步骤4:基站根据选取的全局的预编码码书中的CDD延迟值(组)更新 预编码码书中CDD延迟值(组)，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的最优的预编码码书中CDD延迟值(组)下 正常工作；在基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自 动启动更新CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟 值(组)，也无需基站选择全局CDD延迟值(组)。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个子带上分别获取的最优的预编码码书中 CDD延迟值(组)，可以采用如下几种方法
例如，通过遍历搜索，在每个子带上，在延迟值的可能取值范围内逐个 实验所有可能的预编码码书中CDD延迟值，使该用户获得的信道质量(如， 容量、数据速率、误码性能等)最优的预编码码书中CDD延迟值，即为该子 带上最优的CDD延迟值。延迟值的取值范围是0， Nc-l，其中Nc是子 载波总数目，由于是循环移位的操作，因此具有周期性，所以延迟值的取值 范围也可以表示为-Nc/2, Nc/2-l。在多用户系统中，通常被选中作为最优 CDD延迟值的数值比较接近O,也就是绝对值比较小，因此可以减小搜索的 范围，从而减小复杂度。
又例如，还可以通过计算得到使用户获得的信道质量(如，容量、数据 速率等)为最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。我们以容量为例，解释 如何通过计算得到最优的CDD延迟值(组)。
通过容量计算表达式计算得到用户设备在每个子带上获得的容量，如下:
其中，Cm表示第M个子帯上的容量；H表示通过信道估计得到从发送 天线到接收天线的信道响应；di表示第i个发送天线对应的预编码码书中的 CDD延迟值；NT表示发送天线数目；M表示一个子带内子载波的数目；NR
表示接收天线数目；Nc表示舍,子载波数目；在结合了 CDD的预编码码书 中，码书P-diag(el厂,…，e—「)U，其中对角阵是预编码码书中CDD码书的 部分，U是预编码中传统方法设计的码书部分，在不同的工作模式下(例如 单用户分集模式，单用户空间复用模式，多用户空间复用模式)，U的形式不 同。通过优化CM可以得到最优的预编码码书中CDD延迟值(组)，例如拉 格朗日算法。
综上所述，可以通过这两种方法的任何一种，使得用户设备能够在每个 子带上分别获得保证其信道质量为最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)。 然后，用户设备再将这些本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)或本地最 优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量反馈给基站。
在上述实施例中，基站根据收集到的来自各个用户设备的本地最优预编 码码书中CDD延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及 其对应的信道质量，选择全局的预编码码书中CDD延迟值(组)，可以采用 多种方式来度量并选择。下面仅列出两种方法为例-
方法1:利用同一次更新过程中不同反馈周期内用户设备反馈的预编码 码书中的CDD延迟值(组)，根据其概率密度分布情况来进行选择。假设{d(iUE，
isB， ilnterval), iuE=l，'"，NUE， iSB=l，'"，NSB, ilnterval-l，…,NhnervaJ为用在同一次更新过 程中不同反馈周期内用户反馈的预编码码书中CDD延迟值的集合，其中
i用户设备为用户索引，isB为频域子带索引，^te^为时域反馈周期索引， N^为参与反馈的用户的数量，NsB为频域子带的数量，N^^为在一次更新 过程中反馈周期的数量。基于该集合，基站绘制(d(iuE， isB， iInterval)， iUE=l，'"，NUE， iSB=l，"'，NSB， Werva,-l，…，Nmter^的概率密度分布函数，将对应于概率最高的
NT (发送天线数)个CDD延迟值，作为全局的预编码码书中的CDD延迟值
(组)。这样得到的CDD延迟值(组)具有被不同的用户选择为最优CDD
延迟值的最大概率，从而可以提供性能的增益，保障系统性能。
方法2:利用同一次更新过程中不同反馈周期内用户设备的本地最优预
编码码书中的CDD延迟值(组)以及对应的信道质量CQI，根据信道质量概
率密度分布情况来进行选择。采用该方法时，用户设备在向基站反馈最优
CDD延迟值(组)的同时，反馈最优CDD延迟值(组)所对应的信道质量，
如信道容量等。这里，假设(d(iuE， iSB, iInterval)， iUE=l，".，NUE， iSB=l，."，NSB，
ilntervaTl,…，N^rvaJ为用户反馈的本地最优CDD延迟值(组)的集合，{C(iUE, isB，ilnterval)， iuE=l，'",NUE, iSB=V"，NSB, ilnterva「 1,…，Nlnterval }为用户反馈的对应于 {d(iuE, isB， ilnterval)， iuE= 1 ，…，NUE， isB= 1 ，...,NSB, iIntervai= 1,…，NInterval}的CQI。基于
这两个集合，基站首先计算C(di)， c(di戶2]c,(&,u^)，表示与预编码码书
中CDD延迟值为dj相应的CQI之和，然后绘制(C(di))的概率分布函数，再将 对应于C(di)最高的NT (发送天线数)个CDD延迟值，作为全局的预编码码 书中的CDD延迟值(组)。这样得到的全局预编码码书中的CDD延迟值能 够以最大的概率为系统提供较大的CQI，从而可以提供性能的增益，保障系 统性能。
参照图3，本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更新 操作的系统，包括基站(BS)、及多个用户设备(l正)(由于篇幅有限，图 2中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似，不再一一赘述)。
其中，接收端，即每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地 用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收 模块。其中，所述基带解调模块中还包括信道估计子模块。反馈信息生成 模块中还包括包括本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块。
其中，
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计； 所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号，
并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块。
所述反馈信息生成模块中的所述本地最优预编码码书中CDD延迟值获 得子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模块输出的信道响应， 在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如，容量、数据速率等) 为最优的本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)，并将本地最优预编码码 书中CDD延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对
应的信道质量发送至基站。
发送端，即基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换 模块、IFFT模块、CP插入模块、发送天线、结合了CDD的预编码码书模块、 启动更新发送模块、以及预编码码书中CDD延迟值更新模块。所述预编码码 书中CDD延迟值更新模块，还包括反馈信息接收子模块、概率分析子模块。
其中，
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用户进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。 所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同天线支路的
数据符号进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域
变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。 所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于接收用户反馈的用于更新 预编码码书中CDD延迟值的反馈信息，并且根据反馈信息进行概率分析，从 而选择全局的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括两个子模块本地用
于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块和概率分析子模块。 所述反馈信息接收子模块，用于从用户接收反馈信息以更新预编码码书中的 CDD延迟值(组)；所述概率分析子模块，用于利用反馈信息接收子模块接 收到的反馈信息，进行概率分析，从而选择全局的预编码码书中CDD延迟值 (组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收
到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块中的本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块则根据信道估计子模 块输出的信道响应，在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如， 容量、数据速率等)为最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)，并发送最 优的预编码码书中CDD延迟值(组)至基站中的预编码码书中CDD延迟值 更新模块中的本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模 块中，然后，本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块 将接收到的来自各个用户设备的最优预编码码书CDD延迟值(组)或最优预 编码码书CDD延迟值(组)及其对应的信道质量，发送至概率分析子模块中， 由概率分析子模块对各个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值(组)进 行概率分布分析，逸擇概率最高的Nt (发送天线数)个CDD延迟值(组)。 然后，概率分析子模块将选择出的nt (发送天线数)个CDD延迟值(组) 发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值。或者由概 率分析子模块对各个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值对应的信道 质量进行概率分布分析，选择概率最高的信道质量所对应的nt(发送天线数) 个延迟值并发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值 (组)。
对于图2中实施例所述方法，我们还可以采用如图4所示的系统来实现， 该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD延迟值更新操作的 系统。可见，图4中实施例所述系统与图3中实施例所述系统的区别在于 图4中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生 成模块产生并发送启动信号的是定时模块。其中不同用户的定时模块可以是 同步的，也可以是异步的。此时，基站中无需设置启动更新信号发送模块。 这里，对于用户设备如何获取本地最优的预编码码书中的CDD延迟值，以及 基站如何选择全局的预编码码书中CDD延迟值与图3所述系统类似，并且该 系统的其他工作流程也同图3所述系统，因此，这里不再赘述。
实施例二
本发明通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身信道特征信息，再由 发送端，即基站(BS)，根据收集的来自各个用户设备的信道特征信息，合 理的选取全局预编码码书中CDD延迟值，来实现预编码码书中CDD延迟值 的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。参照图5，在由基站和若干 用户设备构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调度 MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延 迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，并将这些信道特征信息反馈至 基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择全局的预编码码书中的CDD 延迟值(组)。
步骤4:基站根据选取的全局的预编码码书中的CDD延迟值更新预编码 码书中CDD延迟值，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的预编码码书中CDD延迟值下正常工作；在 基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自动启动更新 CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟值，也无需 基站选择全局CDD延迟值。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，信道特征信息可以包括
直射径(LOS)与非直射径(NLOS)。直射径是由于发送端和接收端中 间无障碍物，能够进行直线传输，从而使信道响应中具有相对保持恒定的分 量。非直射径就是在发送端和接收端之间存在障碍物，因此没有直线传输的
快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)。快衰落是指信道响应在时域变 化迅速，是由用户快速移动引起的。慢衰落是指信道响应在时域变化较慢，相邻时间的信道响应之间相关性较强，是由用户的低速移动引起的。
平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)。平坦衰落指信道的频域响应比较平坦，即在信道时域响应的多径数 量较少。频率选择性衰落值信道的频域响应随频率变化剧烈，即信道响应在 时域存在较多的多径。
综上所述，无论何种信道特征信息，都可以通过简单的编码发送到基站。 基站根据收集到的来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择全局的预 编码码书中CDD延迟值。首先，与不同的信道特征相对应的合适的预编码码 书中CDD延迟值是不同的。
对于直射径(LOS)与非直射径(NLOS)而言，直射径的信道适合使用 较大的预编码码书中的CDD延迟值;非直射径适合使用较小的预编码码书中 的CDD延迟值。
对于快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)而言，快衰落的信道 适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值；慢衰落适合使用较小的预编码 码书中的CDD延迟值。
对于平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)而言，平坦衰落的信道适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值; 频率选择性衰落适合使用较小的预编码码书中的CDD延迟值。
步骤3所述在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收 集来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择全局的预编码码书中的 CDD延迟值(组)，这里，选择预编码码书中CDD延迟值的方法可以采用如 下方法
方法1:基站根据用户反馈的信道特征信息，分析不同的信道特征信息
的概率分布，针对概率较大的信道特征信息，根据上面所述的三条关系来选
择预编码码书中的CDD延迟值。
方法2:基站根据用户反馈的信道特征信息，首先判断每个用户的信道
适合何种预编码码书中的CDD延迟值(较大的CDD延迟值，或者较小的CDD 延迟值)，然后分析较大和较小的CDD延迟值的概率分布，选择概率较大的 CDD延迟值作为全局的预编码码书中的CDD延迟值。
参照图6，本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更新 操作的系统，包括基站(BS)、及多个用户设备(UE)(由于篇幅有限，图 6中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似，不再一一赘述)。
其中，接收端，即每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地 用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收
模块。其中，所述基带解调模块中还包括信道估计子模块。所述反馈信息
生成模块还包括信道特性判断子模块。
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计； 所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号，
并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块。
所述信道特性判断子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模
块输出的信道响应，判断该用户的信道特征，并将该用户的信道特征发送至基站。
发送端，即基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换 模块、IFFT模块、CP插入模块、发送天线、结合了 CDD的预编码码书模块、 启动更新发送模块、以及预编码码书中CDD延迟值更新模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。
所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若千码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。 所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于接收用户反馈的用于更新 预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息，并且根据反馈信息进行概率分 析，从而选择全局的预编码码书中的CDD延迟值(组)。该模块还包括两个 子模块信道特性接收子模块和概率分析子模块。所述信道特性接收子模块， 用于从用户设备接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；所 述概率分析子模块，用于利用信道特性接收子模块接收到的反馈信息，进行 概率分析，从而选择全局的预编码码书中CDD延迟值(组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收 到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块中的信道特性判断子模块则根据信道估计子模块输出的信道响应，判断该 用户的信道特征信息，并发送至基站中的预编码码书中CDD延迟值更新模块 中的信道特征接收子模块中，然后，信道特征接收子模块将接收到的来自各 个用户设备的信道特征信息，发送至概率分析子模块中，由概率分析子模块 对各个用户设备的信道特征信息进行概率分布分析，选择与概率最高的信道 特征相匹配的Nt (发送天线数)个CDD延迟值。然后，概率分析子模块将 选择出的NT (发送天线数)个CDD延迟值发送到结合了 CDD的预编码码书 模块，更新码书中CDD延迟值。或者由概率分析子模块对各个用户设备的信 道特征所匹配的CDD延迟值进行概率分布分析，选择概率最高的NT (发送 天线数)个延迟值并发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD 延迟值。
对于图6中实施例所述方法，我们还可以采用如图7所示的系统来实现， 该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD延迟值更新操作的 系统。可见，图7中实施例所述系统与图6中实施例所述系统的区别在于 图7中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生 成模块产生并发送启动信号的是定时模块。其中不同用户的定时模块可以是 同步的，也可以是异步的。此时，基站中无需设置启动更新信号发送模块。
这里，对于用户设备如何获取本地最优的预编码码书中的CDD延迟值，以及 基站如何选择全局的预编码码书中CDD延迟值与图7所述系统类似，并且该 系统的其他工作流程也同图3所述系统，因此，这里不再赘述。
实施例三
本发明通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身最优的预编码码书中 的CDD延迟值，再由发送端，即基站(BS)，根据收集的来自各个用户设备 的最优的预编码码书中的CDD延迟值，为每个用户选取最优的预编码码书中 的CDD延迟值，来实现的预编码码书中的CDD延迟值的自适应更新，并且 每个用户独立的进行预编码码书中CDD延迟值的更新，从而最大限度的保障 系统性能。参照图8，在由基站和若干用户设备构成的应用了结合CDD的预 编码技术的多用户调度MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括 如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延 迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个频域子带上分别获取能够获得最优信道 质量的预编码码书中CDD延迟值(组)，并将这些本地最优预编码码书中CDD 延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质 量反馈至基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)或本地最优预 编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量，为每个用户选择最优的 预编码码书中的CDD延迟值(组)；
步骤4:基站根据选取的预编码码书中的CDD延迟值(组)更新预编码 码书中CDD延迟值(组)，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的最优的预编码码书中CDD延迟值(组)下 正常工作；在基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自
动启动更新CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟 值(组)，也无需基站选择CDD延迟值(组)。在正常工作的过程中，对于被 调度的用户的数据，基站使用与该用户相对应的预编码码书中的CDD延迟值 (组)对数据进行与处理。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个子带上分别获取的最优的预编码码书中 CDD延迟值，可以采用如下几种方法
例如，通过遍历搜索，在每个子带上，在延迟值的可能取值范围内逐个 实验所有可能的预编码码书中CDD延迟值，使该用户获得的信道质量(如， 容量、数据速率、误码性能等)最优的预编码码书中CDD延迟值，即为该子 带上最优的CDD延迟值。延迟值的取值范围是0， Nc-l，其中Nc是子 载波总数目，由于是循环移位的操作，因此具有周期性，所以延迟值的取值 范围也可以表示为-Nc/2，Nc/2-l。在多用户系统中，通常被选中作为最优 CDD延迟值的数值比较接近0，也就是绝对值比较小，因此可以减小搜索的 范围，从而减小复杂度。
又例如，还可以通过计算得到使用户获得的信道质量(如，容量、数据
速率等)为最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。我们以容量为例，解释
如何通过计算得到最优的CDD延迟值(组)。
通过容量计算表达式计算得到用户设备在每个子带上获得的容量，如下: <^(^...,^) = /(仏"《，...，^) 0)
其中，Cm表示第M个子帯上的容量；H表示通过信道估计得到从发送 天线到接收天线的信道响应；di表示第i个发送天线对应的预编码码书中的 CDD延迟值；NT表示,送天线数目；在结合了CDD的预编码码书中，码书 P=diag(e "，…，e"^)u，其中对角阵是预编码码书中CDD码书的部分，U 是预编码中传统方法设计的码书部分，在不同的工作模式下(例如单用户分 集模式，单用户空间复用模式，多用户空间复用模式)，U的形式不同。通过 优化CM可以得到最优的预编码码书中CDD延迟值(组)，例如拉格朗曰算 法。
综上所述，可以通过这两种方法的任何一种，使得用户设备能够在每个
子带上分别获得保证其信道质量为最优的预编码码书中的CDD延迟值。然 后，用户设备再将这些本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)或本地最优 预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量反馈给基站。
在上述实施例中，基站根据收集到的来自各个用户设备的本地最优预编 码码书中CDD延迟值(组)或本地最优CDD延迟值(组)及其对应的信道 质量，为每个用户选择最优的预编码码书中CDD延迟值(组)，可以采用多 种方式来度量并选择。下面仅列出两种方法为例
方法1:利用同一次更新过程中不同反馈周期内每个用户设备反馈的最 优的预编码码书中的CDD延迟值，对每个用户反馈的CDD延迟值进行概率
密度分析。假设(diuE(isB，imterva,), iSB=l/",NSB， ilnterva产l,…,NmtervaJ为用在同一次
更新过程中不同反馈周期内用户iuE反馈的预编码码书中CDD延迟值的集合，
其中iuE为用户索引，isB为频域子带索引，imtervd为时域反馈周期索引，NSB 为频域子带的数量，NInterval为在一次更新过程中反馈周期的数量。基于该集 合，基站绘制(diuE(isB，iMe^), iSB=l，'",NSB, iInterval=l，"％NInterval}的概率密度分布
函数，将对应于概率最高的NT (发送天线数)个CDD延迟值(组)，作为用 户iUE最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)。这样得到的CDD延迟值(组) 具有被用户iuE选择为最优CDD延迟值(组)的最大概率，从而可以提供性 能的增益，保障系统性能。
方法2:利用同一次更新过程中不同反馈周期内用户设备的本地最优预 编码码书中的CDD延迟值(组)以及对应的信道质量CQI，根据信道质量概 率密度分布情况来进行选择。采用该方法时，用户设备在向基站反馈最优 CDD延迟值(组)的同时，反馈最优CDD延迟值(组)所对应的信道质量，
如信道容量等。这里，假设(diuE(isB山欣^)， isB-l，…,NsB， ilnterva尸l，…，N!他rvai)
为用户iuE反馈的本地最优CDD延迟值的集合，{CiUE(iSB，iInterval)， iSB=l，'",NSB，
ilnterval-l，…,Ninterval)为用户iUE反馈的对应于(diuE(isB,ilnterval), isB=l/",NSB， imterva尸l，…，Nw^的CQI。基于这两个集合，基站首先计算C(di)， C(di)=
X c舰(/幼，/加謂/)， 表示与预编码码书中CDD延迟值为di相应的CQI之和，然 后绘制(C(dO)的概率分布函数，再将对应于C(dO最高的NT (发送天线数)个
CDD延迟值，作为用户iuE最优的预编码码书中的CDD延迟值。这样得到的 用户iUE最优的预编码码书中的CDD延迟值能够以最大的概率使用户iUE为系 统提供较大的CQI，从而可以提供性能的增益，保障系统性能。
对于每个用户，使用上述两种方法之一，可以获得针对每个用户的最优 的预编码码书中的CDD延迟值。
本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更新操作的系 统，可以采用图3相同的结构，包括基站(BS)、及多个用户设备(UE)(由 于篇幅有限，图3中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似， 不再一一赘述)。
其中，接收端结构与实施例一中相应的部分完全相同，艮P-
每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地用于更新预编码码
书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收模块。其中，所述
基带解调模块中还包括信道估计子模块。反馈信息生成模块中还包括包
括本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块。
其中，
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计；
所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号， 并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块。
所述反馈信息生成模块中的所述本地最优预编码码书中CDD延迟值获 得子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模块输出的信道响应， 在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如，容量、数据速率等) 为最优的本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)，并将本地最优预编码码 书中CDD延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对 应的信道质量发送至基站。
发送端，即基站，与实施例一中相应的模块基本结构相同，包括调度 模块、解复接模块、预编码模块、串并转换模块、IFFT模块、CP插入模块、 发送天线、结合了CDD的预编码码书模块、启动更新发送模块、以及预编码 码书中CDD延迟值更新模块。所述预编码码书中CDD延迟值更新模块，还 包括反馈信息接收子模块、概率分析子模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用户进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。 所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同天线支路的 数据符号进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从
码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。
这里，所述预编码码书中CDD延迟值更新模块与实施例一中相应的模块
不同。区别在于
所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于接收用户反馈的用于更新 预编码码书中CDD延迟值的反馈信息，并且根据反馈信息进行概率分析，从 而为每个用户选择最优的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括两个子模 块:本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块和概率分 析子模块。前者用于从用户接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值
(组)；后者利用接收到的反馈信息，对每个用户的反馈信息进行概率分析， 从而为每个用户选择最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收 到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块中的本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块则根据信道估计子模 块输出的信道响应，在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如， 容量、数据速率等)为最优的最优预编码码书中的CDD延迟值(组)，并发送最优预编码码书CDD延迟值(组)或最优预编码码书CDD延迟值(组) 及其对应的信道质量至基站中的预编码码书中CDD延迟值更新模块中的本 地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块中，然后，本地 用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块将接收到的来自 各个用户设备的最优预编码码书CDD延迟值(组)或最优预编码码书CDD 延迟值(组)及其对应的信道质量，发送至概率分析子模块中，由概率分析 子模块对每个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值(组)独立进行概率 分布分析，为每个用户选择选择概率最高的NT (发送天线数)个CDD延迟 值。然后，概率分析子模块将为每个用户选择出的NT (发送天线数)个CDD 延迟值发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值(组)。 或者由概率分析子模块对各个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值对 应的信道质量独立进行概率分布分析，为每个用户选择概率最高的信道质量 所对应的NT (发送天线数)个延迟值并发送到结合了 CDD的预编码码书模 块，更新码书中CDD延迟值(组)。在正常工作的过程中，对于被调度的用 户的数据，基站使用与该用户相对应的预编码码书中的CDD延迟值(组)对
数据进行与处理。
对于实施例三所述方法，我们还可以采用如图4所示的系统来实现，这 里，图4中所述预编码码书中CDD延迟值更新模块与实施例一中相应模块不 同，而是用于接收用户反馈的用于更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反 馈信息，并且根据反馈信息进行概率分析，从而为每个用户选择最优的预编 码码书中的CDD延迟值(组)。该模块包括两个子模块本地用于更新预编 码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块和概率分析子模块。前者用于从 用户接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；后者利用接收 到的反馈信息，对每个用户的反馈信息进行概率分析，从而为每个用户选择 最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。
对于图2中实施例三所述方法，我们还可以采用如图4所示的系统来实 现，该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD延迟值更新操作 的系统。可见，图4中实施例所述系统与图3中实施例所述系统的区别在于: 图4中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生
成模块产生并发送启动信号的是定时模块。此时，基站中无需设置启动更新 信号发送模块。这里，对于用户设备如何获取本地最优的预编码码书中的
CDD延迟值(组)，以及基站如何选择的预编码码书中CDD延迟值(组)与 图3所述系统类似，并且该系统的其他工作流程也同图3所述系统，因此， 这里不再赘述。
实施例四
本发明通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身信道特征信息，再由 发送端，即基站(BS)，根据收集的来自各个用户设备的信道特征信息，合理 的为每个用户选取预编码码书中CDD延迟值，来实现预编码码书中CDD延 迟值的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。参照图5，在由基站和 若干用户设备构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调度 MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延
迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，并将这些信道特征信息反馈至 基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的信道特征信息，为每个用户合理的选择的预编码码书中
的CDD延迟值(组)；
步骤4:基站为每个用户根据选取的预编码码书中的CDD延迟值更新相 应预编码码书中CDD延迟值，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的预编码码书中CDD延迟值下正常工作；在 基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自动启动更新 CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟值，也无需 基站为每个用户选择CDD延迟值。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信
道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，信道特征信息可以包括
直射径(LOS)与非直射径(NLOS)，直射径是由于发送端和接收端中 间无障碍物，能够进行直线传输，从而使信道响应中具有相对保持恒定的分 量。非直射径就是在发送端和接收端之间存在障碍物，因此没有直线传输的 分量。
快衰落(fastfading)和慢衰落(slowfading),快衰落是指信道响应在时 域变化迅速，是由用户快速移动引起的。慢衰落是指信道响应在时域变化较 慢，相邻时间的信道响应之间相关性较强，是由用户的低速移动引起的。
平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)。平坦衰落指信道的频域响应比较平坦，即在信道时域响应的多径数 量较少。频率选择性衰落值信道的频域响应随频率变化剧烈，即信道响应在 时域存在较多的多径，
综上所述，无论何种信道特征信息，都可以通过简单的编码发送到基站。 基站根据收集到的来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择的预编码 码书中CDD延迟值，例如
对于直射径(LOS)与非直射径(NLOS)而言，直射径的信道适合使用 较大的预编码码书中的CDD延迟值；非直射径适合使用较小的预编码码书中 的CDD延迟值。
对于快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)而言，快衰落的信道 适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值;慢衰落适合使用较小的预编码 码书中的CDD延迟值。
对于平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)而言，平坦衰落的信道适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值; 频率选择性衰落适合使用较小的预编码码书中的CDD延迟值。
步骤中所述在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收 集来自各个用户设备的信道特征信息，为每个用户合理的选择的预编码码书 中的CDD延迟值(组)，这里，为每个用户合理的选择预编码码书中CDD
延迟值的方法，可以采用如下方法
方法1:基站根据用户反馈的信道特征信息，为每个用户分析不同的信
道特征信息的概率分布，针对概率较大的信道特征信息，根据上面所述的三
条关系为每个用户来选择预编码码书中的CDD延迟值。
方法2:基站根据用户反馈的信道特征信息，首先判断每个用户的信道
适合何种预编码码书中的CDD延迟值(较大的CDD延迟值，或者较小的CDD 延迟值)，然后独立分析每个用户较大和较小的CDD延迟值的概率分布，选 择概率较大的CDD延迟值作为该用户的预编码码书中的CDD延迟值。
参照图6，本发明实施例四所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更 新操作的系统，包括基站(BS)、及多个用户设备(UE)(由于篇幅有限， 图6中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似，不再一一赘述)。
其中，接收端结构与实施例二中相应的部分完全相同，艮P-
每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地用于更新预编码码 书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收模块。其中，所述 基带解调模块中还包括信道估计子模块。所述反馈信息生成模块还包括信 道特性判断子模块。
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计； 所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号，
并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息生成模块。 所述信道特性判断子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模
块输出的信道响应，判断该用户的信道特征，并将该用户的信道特征发送至基站。
对于，发送端，即基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串 并转换模块、IFFT模块、CP插入模块、发送天线、结合了CDD的预编码码 书模块、启动更新发送模块、以及预编码码书中CDD延迟值更新模块。这里， 预编码码书中CDD延迟值更新模块与实施例二中相应的模块不同。其他模块 基本相同，具体如下
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。
所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了 CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。 对于所述预编码码书中CDD延迟值更新模块则于接收用户反馈的用于
更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息，并且根据反馈信息进行概 率分析，从而为每个用户选择的预编码码书中的CDD延迟值(组)。该模块
包括两个子模块信道特性接收子模块和概率分析子模块。前者用于从用户 接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；后者利用接收到的 反馈信息，进行概率分析，从而为每个用户选择最优的预编码码书中CDD延
迟值(组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收
到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块则根据信道估计子模块输出的信道响应，判断该用户的信道特征信息，并 发送至基站中的预编码码书中CDD延迟值更新模块中的信道特征接收子模 块中，然后，信道特征接收子模块将接收到的来自各个用户设备的信道特征 信息，发送至概率分析子模块中，由概率分析子模块对各个用户设备的信道 特征信息进行概率分布独立进行分析，为每个用户选择与概率最高的信道特 征相匹配的Nt (发送天线数)个CDD延迟值(组)。然后，概率分析子模块 将逸禅出的Nt (发送天线数)个CDD延迟值(组)发送到结合了 CDD的预 编码码书模块，更新码书中CDD延迟值(组)。或者由概率分析子模块对各
个用户设备的信道特征所匹配的CDD延迟值(组)独立进行概率分布分析， 为每个用户选择概率最高的NT (发送天线数)个延迟值并发送到结合了 CDD 的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值(组)。
本实施例四，对于图6中所述系统，我们还可以采用如图7所示的系统 来实现，这里，图7中所述预编码码书中CDD延迟值更新模块也不同于实施 例二中相应的模块，即，所述预编码码书中CDD延迟值更新模块则于接收 用户反馈的用于更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息，并且根据 反馈信息进行概率分析，从而为每个用户选择的预编码码书中的CDD延迟值 (组)。该模块包括两个子模块信道特性接收子模块和概率分析子模块。前 者用于从用户接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；后者 利用接收到的反馈信息，进行概率分析，从而为每个用户选择最优的预编码 码书中CDD延迟值(组)。
本实施例四中，该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD 延迟值更新操作的系统。可见，图7中实施例所述系统与图6中实施例所述 系统的区别在于图7中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延 迟值的反馈信息生成模块产生并发送启动信号的是定时模块。此时，基站中 无需设置启动更新信号发送模块。这里，对于用户设备如何获取本地最优的 预编码码书中的CDD延迟值(组)，以及基站如何选择最优的预编码码书中 CDD延迟值(组)与图7所述系统类似，并且该系统的其他工作流程也同图 3所述系统，因此，这里不再赘述。
实施例五
本发明通过发送端，即基站(BS)，根据在若干的周期内统计到的小区 的性能，判断是否需更新预编码码书中的CDD延迟值(组)，如果不需要， 则保持预编码码书中CDD延迟值(组)不变；如果需要，则改变预编码码书 中CDD延迟值(组)，实现预编码码书中的CDD延迟值(组)的自适应更 新，从而最大限度的保障系统性能。参照图9，在由基站构成的应用了结合 CDD的预编码技术的多用户调度MMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述 方法包括如下步骤
步骤l:基站周期性或者非周期性的统计小区性能；
步骤2:在每个统计周期内，基站记录与上一步骤中所统计的性能相对 应的CDD延迟值(组)；
步骤3:基站根据记录的前面若干周期的性能，判断小区性能是否下降； 如果否，则转到步骤5;如果是，转到步骤4;
步骤4:调整基站所使用的CDD延迟值(组)；
步骤5:保持CDD延迟值(组)不变。
在上述过程中，步骤1中所述基站统计小区的性能，其中性能可以包括 任何系统关注的性能，例如小区平均吞吐量、平均误码性能、平均时延性能、 小区边界用户吞吐量，等等。
在步骤5中，根据步骤4的判断，需要调整小区预编码码书中CDD延迟
值，可以使用下面的方法
方法一从预编码码书中CDD延迟值的可选择范围内，任意选择CDD 延迟值。这里所述预编码码书中CDD延迟值的可选择范围是指通常CDD 延迟值的范围为0， Nc-l，其中Nc是子载波数；由于CDD循环移位的周 期性，CDD延迟值的范围可以表示为-Nc/2,Nc/2-l；但是在多用户环境下， 通常CDD延迟值的绝对值较小，因此CDD延迟值的范围可以较小，例如-n， m，其中0<=n<=Nc， 0<=m<=Nc-l。
方法二针对过去若干统计周期的记录结果，首先从预编码码书中CDD 延迟值(组)的可选择范围内排除在过去若干统计周期内性能较差的CDD延 迟值(组)，然后从剩余的可选择范围内，任意选择CDD延迟值(组)。
参照图10，本发明实施例五所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值 更新操作的系统，包括发送端，即基站(BS)。
基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换模块、IFFT 模块、CP插入模块、发送天线、结合了 CDD的预编码码书模块、以及预编 码码书中CDD延迟值更新模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。
所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于根据对小区性能的统计结 果更新全局的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括三个子模块小区性
能统计模块，统计结果存储模块，CDD更新模块。小区性能统计模块在每个
统计周期内对系统所关注的性能进行统计，并将统计结果以及相对应的预编
码码书中的CDD延迟值(组)存储到统计结果存储模块；然后CDD更新模 块利用统计结果存储模块存储的结果进行更新。
实施例六
本发明通过发送端，即基站(BS)，根据在若干的周期内统计到的每个 用户的性能，判断是否需更新每个用户预编码码书中的CDD延迟值(组)， 如果不需要，则保持该用户预编码码书中CDD延迟值(组)不变；如果需要， 则改变该用户预编码码书中CDD延迟值(组)，实现每个用户独立的进行预 编码码书中的CDD延迟值(组)的自适应更新，从而最大限度的保障系统性 能。参照图11，在由基站构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调 度MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤 步骤1:基站周期性或者非周期性的统计每个用户的性能性能； 步骤2:在每个统计周期内，基站记录与上一步骤中所统计的性能相对 应的每个用户的CDD延迟值(组)；
步骤3:基站根据记录的前面若干周期的性能，判断该用户性能是否下 降；如果否，则转到步骤5;如果是，转到步骤4;
步骤4:调整基站所使用的该用户对应的CDD延迟值(组)； 步骤5:保持CDD延迟值(组)不变。
在上述过程中，步骤1中所述基站统计小区的性能，其中性能可以包括 任何系统关注的性能，例如用户平均吞吐量、平均误码性能、平均时延性能， 等等。
在步骤5中，根据步骤4的判断，需要调整每个用户预编码码书中CDD 延迟值，可以使用下面的方法
方法一从预编码码书中CDD延迟值的可选择范围内，任意选择CDD 延迟值。这里所述预编码码书中CDD延迟值的可选择范围是指通常CDD 延迟值的范围为0， Nc-l，其中Nc是子载波数；由于CDD循环移位的周 期性，CDD延迟值的范围可以表示为-Nc/2，Nc/2-l；但是在多用户环境下， 通常CDD延迟值的绝对值较小，因此CDD延迟值的范围可以较小，例如-n， m，其中(K-iK-Nc， 0<=m<=Nc-l。
方法二针对该用户过去若干统计周期的记录结果，首先从预编码码书
中CDD延迟值的可选择范围内排除该用户在过去若干统计周期内性能较差 的CDD延迟值，然后从剩余的可选择范围内，任意选择CDD延迟值。
参照图12，本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更 新操作的系统，包括基站(BS)。
发送端结构与实施例5中完全相同，除了预编码码书中CDD延迟值更新 模块。
艮卩包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换模块、IFFT 模块、CP插入模块、发送天线、结合了 CDD的预编码码书模块、以及预编 码码书中CDD延迟值更新模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。 所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。
所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。
所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述预编码码书中CDD延迟值更新模块:用于根据对小区性能的统计结 果更新全局的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括三个子模块用户性 能统计模块，统计结果存储模块，CDD更新模块。用户性能统计模块在每个
统计周期内对每个用户所关注的性能进行统计，并将统计结果以及该用户相
对应的预编码码书中的CDD延迟值存储到统计结果存储模块；然后CDD更 新模块利用统计结果存储模块存储的结果为每个用户进行更新。
本发明所述的确定循环延迟分集延迟值的方法、系统、基站及用户设备， 并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合 本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行 修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的 情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图 示示例。
权利要求
1.一种确定循环延迟分集延迟值的方法，用于包括基站及若干用户设备的多维CDD(循环延迟分集)系统，其特征在于包括如下步骤(A)、用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，并反馈至基站；(B)、基站根据接收到的来自各个用户设备的最优CDD延迟值，选择出全局最优CDD延迟值为系统工作的CDD延迟值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(A)之前进一 步包括如下步骤-基站向用户设备发送启动信号，启动CDD延迟值更新过程，或者由用户 设备周期性的自动启动CDD延迟值的更新过程。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(A)中进一步包 括如下步骤-用户设备利用基站发送的导频信息进行信道估计；用户设备根据信道估计的结果，在每个子带上分别获取能够获得最大容 量或最大数据速率的最优CDD延迟值；用户设备将获得的最优CDD延迟值发送至基站。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述用户设备在每个子带 上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，是在每个子带上，在 预设的CDD延迟值取值范围内逐个遍历测试所有可能的CDD延迟值，来得 到能使该用户获得最优信道质量的最优CDD延迟值。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述用户设备在每个子带 上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，是通过计算得到用户 设备在每个子带上能够获得最优信道质量所对应的最优CDD延迟值。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(B)进一步包括 如下步骤基站接收到来自各个用户设备的最优CDD延迟值，并对其进行概率分布 分析；基站选择概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟值，其中， L为多维CDD系统的维数。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(A)进一步包括 用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，将最优CDD延迟值及其对应的信道质量反馈至基 站；所述步骤(B)进一步包括如下步骤基站接收到来自各个用户设备的最优CDD延迟值及其对应的信道质量， 对所述收到的最优CDD延迟值所对应的信道质量进行概率分布分析；基站选择信道质量概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟值， 其中，L为多维CDD系统的维数。
8. —种确定循环延迟分集延迟值的系统，包括基站及多个用户设备； 基站包括L个循环延迟子模块；每个循环延迟子模块包括NT个循环延迟单 元，每个循环延迟单元对应于一根发送天线；每个用户设备包括具有信道估 计子模块的基带解调模块；其中，L表示多维CDD系统的维数，NT表示发 送天线的数目，其特征在于，用户设备还包括本地最优延迟值生成模块，用于根据信道估计子模块 输出的信道响应，在每个子带上分别获取能够使用户得到的信道质量为最优 的本地最优CDD延迟值，并将本地最优CDD延迟值发送至基站；基站还包括全局最优延迟值选择模块，用于根据各个用户设备发送来 的最优CDD延迟值，选择概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延 迟值，并分别发送至L个循环延迟子模块中。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述全局最优延迟值选择 模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值， 并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值进行概 率分布分析，选择概率最高的L个延迟值，并分别发送至L个循环延迟子模 块中。
10. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述用户设备中的本地 最优延迟值生成模块，进一步用于根据信道估计子模块输出的信道响应，在每个子带上分别获取能够使用户得到的信道质量为最优的本地最优CDD延 迟值，并将本地最优CDD延迟值及其对应的信道质量发送至基站；基站中的全局最优延迟值选择模块，进一步用于根据各个用户设备发送 来的最优CDD延迟值及其对应的信道质量，选择信道质量概率最大的L个 CDD延迟值为全局最优CDD延迟值，并分别发送至L个循环延迟子模块中。
11. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于所述全局最优延迟值选 择模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值及 其对应的信道质量，并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值对应的 信道质量进行概率分布分析，选择概率最高的信道质量所对应的L个延迟值， 并分别发送至L个循环延迟子模块中。
12. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述用户设备进一步包括定时模块，用于周期性的产生并发送CDD延迟值启动更新信号至本地最优延迟值生成模块。
13. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述基站进一步包括启动更新信号发送模块，用于向各个用户设备发 送更新CDD延迟值的启动信号；所述用户设备进一步包括启动更新信号接收模块，用于接收来自基站 的CDD延迟值更新启动信号，并启动本地最优延迟值生成模块。
14. 一种基站，包括L个循环延迟子模块；每个循环延迟子模块包括NT 个循环延迟单元，每个循环延迟单元对应于一根发送天线；其中，L表示多 维CDD系统的维数，NT表示发送天线的数目，其特征在于还包括全局最 优延迟值选择模块，用于根据各个用户设备发送来的最优CDD延迟值，选择 概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟值，并分别发送至L个循 环延迟子模块中。
15. 根据权利要求14所述的基站，其特征在于，所述全局最优延迟值选择模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值， 并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值进行概 率分布分析，选择概率最高的L个延迟值，并分别发送至L个循环延迟子模 块中。
16. 根据权利要求14所述的基站，其特征在于所述全局最优延迟值选 择模块，进一步用于根据各个用户设备发送来的最优CDD延迟值及其对应的 信道质量，选择信道质量概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟 值，并分别发送至L个循环延迟子模块中。
17. 根据权利要求16所述的基站，其特征在于所述全局最优延迟值选 择模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值及 其对应的信道质量，并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值对应的 信道质量进行概率分布分析，选择概率最高的信道质量所对应的L个延迟值， 并分别发送至L个循环延迟子模块中。
18. 根据权利要求14所述的基站，其特征在于还进一步包括启动更新 信号发送模块，用于向各个用户设备发送更新CDD延迟值的启动信号。
19. 一种用户设备，包括具有信道估计子模块的基带解调模块，其特 征在于还包括本地最优延迟值生成模块，用于根据信道估计子模块输出的 信道响应，在每个子带上获取能够使用户得到的信道质量为最优的本地最优 CDD延迟值，并将本地最优CDD延迟值发送至基站。
20. 根据权利要求19所述的用户设备，其特征在于还进一步包括定时 模块，用于周期性的产生并发送CDD延迟值启动更新信号至本地最优延迟值 生成模块。
21. 根据权利要求19所述的用户设备，其特征在于还进一步包括启动 更新信号接收模块，用于接收来自基站的CDD延迟值更新启动信号，并启动 本地最优延迟值生成模块。
全文摘要
本发明公开了确定循环延迟分集延迟值的方法、系统、基站及用户设备。包括步骤(A)、用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD(循环延迟分集)延迟值，并反馈至基站；(B)、基站根据接收到的来自各个用户设备的最优CDD延迟值，选择出全局最优CDD延迟值为系统工作的CDD延迟值。按照本发明所述方法、系统、基站及用户设备，可以实现CDD延迟值的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。
文档编号H04L1/06GK101174925SQ20071000557
公开日2008年5月7日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年10月31日
发明者佘小明, 刘竞秀, 岚 陈 申请人:株式会社Ntt都科摩
技术领域：
本发明涉及MIMO-OFDMA (多输入多输出一正交频分多址)系统，具 体地说，是涉及在MIMO-OFDMA系统中应用结合CDD (Cyclic Delay Diversity,循环延迟分集)预编码(precoding)技术进行多用户调度时，预 编码码书中CDD延迟值(组)的确定方法、系统、基站及用户设备。
背景技术：
随着MIMO-OFDMA系统的广泛应用和不断发展，最初，人们通过引入 基于循环延迟分集的预编码技术，从而进一步提高系统的性能。
预编码技术是一种能够提高系统性能的有效的方法。该方法通过在发送 端对信号进行预处理，从而能够减少接收端的复杂度，改善系统性能。尤其 是当系统工作在下行的空分复用多址接入(SDMA)模式时，不同终端之间不 能进行联合检测，从而限制了系统的传输能力(在发送分集模式(TD)和单 用户的空分复用(SDM)模式不需要联合检测)。在预编码技术中，不同的终 端把信道信息实时反馈到基站，基站通过计算得到最优的预编码处理，该预 编码处理可以是线性的，也可以是非线性的。非线性预编码复杂度较高，从 实现的角度，我们只考虑线性预编码系统。在线性预编码系统中，在发送端 对不同的数据流进行线性加权，用数学表示为4xl = ^v^,尸;^1^, + ，其 中Nr为接收天线数量，Nt为发送天线数量，Ns为同时传输的数据流的数量， Y为接收端的信号，H为信道矩阵，P为预编码矩阵，X为Ns不同的数据流， 这些数据流可以是同一用户的数据流，也可以是不同用户的数据流，N为噪 声。为了实现最优的线性预编码，需要用户实时反馈信道系数H，在正交频 分复用和正交频分复用多址(OFDM和0FDMA)系统中，在每个子载波 (subcarrier) /资源块(resource block)上都反馈信道矩阵H，这样需要 很大的上行反馈信道带宽，这在很多实际系统中是不现实的，即使有很多算 法可以减小上行反馈开销。基于码书(codebook)的预编码系统就是在这种 情况下提出来的。如图1所示，在基于码书的预编码的MIM0-0FDM(A)系统中，
在基站端有一个预先设计好的码书，在该码书中包括若干预编码矩阵，每个 矩阵包括若干个预编码向量，这些矩阵和向量是根据不同的信道(例如信道 的统计信息等)、根据不同的优化准则(例如最大化容量、最小化误码率等)
预先设计好的；图1中的数据流(stream)可是是同一用户的不同的数据流， 也可以是不同用户的数据流，预编码模块是对调度到的数据流进行预编码操 作，IFFT模块是对数据进行逆傅立叶变换，CP插入模块是插入循环前缀；在 实际应用的时候，终端无需向基站反馈实时的信道系数，而是将码书中与实 时信道最匹配的矩阵或者向量的索引反馈给基站，并且将该矩阵或者向量对 应的信道质量标识(CQI: channel quality indicator)也一同反馈给基站； 基站在接收到终端的反馈信息后，根据不同用户的信道质量标识和相应的调 度算法进行多用户调度，然后直接利用被调度到的用户反馈的矩阵或者向量 作为发送端的预编码系数，而无需重新计算。由于信道系数的量化需要若干 比特才能达到较高的量化精度(例如10比特)，而且在MIMO系统中，不同的 发送天线与不同的接收天线之间的信道都需要量化(每个载波上的反馈开销 10XNrXNt)，而在基于码书的预编码系统中，仅需要反馈矩阵索引和向量索 引(例如4个矩阵的索引只需要2比特，每个矩阵两个向量的索引只需要1 比特)，因此，基于码书的预编码技术能够极大的减小反馈开销。从性能的角 度看，基于码书的预编码中，预编码系数都是从预先计算好的若干系数中选 择的，因此并不能保证在每个时刻都是最优的，通常情况下，基于码书的预 编码技术的性能比最优的非码书的预编码技术的性能要略差。但是这种性能 上的差距可以通过增加码书中预编码系数的数量来縮小，因为码书中预编码 系数越多，可供用户选择的与信道相匹配的系数出现的概率就越大，基于码 书的预编码的性能就会越好。同时，码书中预编码系统的数量的增加也将导 致反馈开销的相应增加，因此以根据性能和反馈开销等系统需求选择合适的 码书大小。
上面描述的是预编码系统的基本的工作原理。对于预编码系统的码书的 设计有很多现有的方法，这里不详细描述。结合CDD的预编码技术是在原有 的预编码码书的基础上引入了 CDD ，即码书的形式变成 PcDMasedp^麵-diag(e Nc ，…，e"^)xP咖^^。其中Pcdd.—『一 是利用了 CDD技 术的预编码系统的码书；diag()是对角阵，k是子载波索引，di是第i根发送
天线上对应的CDD延迟值，Nc是子载波数量，P^"^是传统的预编码方法 设计出来的码书。P,^^是根据不同的优化准则设计的码书，结合了 CDD 后，可以改变信道在频域的波动特性，从而可以获得更大的多用户分集增益 或者/和频域分集增益。另外，P,^^也可以是单位阵，这样就等效于单纯的 CDD系统了。
但是现有的码书设计方法中并没有如何设计CDD的延迟值(组)的方法， 因此，本方法提供了若干种更新结合CDD的预编码系统种CDD延迟值(组) 的方法、系统、基站及用户设备，以提高系统性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种MIMO-OFDMA系统中确定结合 CDD的预编码系统种CDD延迟值(组)的方法、系统、基站及用户设备， 来实现CDD延迟值(组)的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。 为解决上述技术问题，本发明提供方案如下 可以将用户分为两种工作模式-模式一不同的用户使用相同的CDD延迟值(组)。 模式二每个用户都有属于自己的CDD延迟值(组)。 对于模式一中结合CDD的预编码码书中CDD延迟值(组)的选择，有 三种方法
方法一基站根据系统性能主动改变CDD延迟值(组)，无需终端反馈。 具体步骤包括
A基站周期性的统计小区的性能，例如平均吞吐量，小区边界用户的平
均性能，小区的峰值用户性能，等等，根据不同的需求。
B记录该周期内小区的性能的统计结果以及此时所使用CDD延迟值 (组)。
C如果所关心的小区的性能在逐渐下降，则需要调整所使用的结合CDD 的预编码码书中的CDD延迟值(组)。
调整的方法可以包括优先使用未使用过的CDD延迟值(组)；优先使 用在过去的一段时间内性能较好的CDD延迟值(组)，根据基站的记录信息。
D调整后的CDD延迟值(组)可以根据系统设计需求发送给终端，也
可以不通知终端。
E正常的信令及数据通信。 方法二-
A用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信 道质量的最优CDD延迟值(组)，并反馈至基站
B基站根据接收到的来自各个用户设备的最优CDD延迟值(组)，选择 出全局最优CDD延迟值为系统工作的CDD延迟值(组)
方法三基站利用终端的反馈信息选择合适的结合CDD的预编码码书中 的CDD延迟值(组)。具体流程于模式一中的方法二相同，区别在于终端反 馈的信息和基站利用信息的方法。包括步骤如下-
A终端对信道特性进行估计，并将对信道特性的估计的结果以预先定义 好的信令方式反馈给基站。这里信道特性可以包括直射径(LOS) /没有直 射径(NLOS)，平坦衰落(flat fading) /频率选择性衰落(frequency-selective fading),快衰落(fast fading) /慢衰落(slow fading),等等，信道特性可以 包括以上信息的任意组合。
B基站利用终端反馈的不同用户的信道特性，获得不同信道特性的概率 分布曲线，针对出现概率最大的一种或若干种信道特性，选择相应的CDD延 迟值(组)。
其他过程例如导频传输、数据传输都与模式一中的方法二相同。 对以工作模式二，即每个用户都使用自己的CDD延迟值(组)，同样有 三种方法
方法一基站主动为每个用户调整所实用的结合CDD的预编码技术中码 书中的CDD延迟值(组)，无需终端反馈。具体步骤包括
A基站周期性的统计每个用户的性能，例如平均吞吐量，平均信噪比， 误码性能，等等，根据不同的需求。
B记录该周期内每个用户的性能的统计结果以及此时所使用CDD延迟 值(组)。
C如果所关心的每个用户的性能在逐渐下降，则需要调整所使用的结合 CDD的预编码码书中的CDD延迟值(组)。
调整的方法可以包括优先使用未使用过的CDD延迟值(组)；优先使
用在过去的一段时间内性能较好的CDD延迟值(组)，根据基站的记录信息。 D调整后的CDD延迟值(组)可以根据系统设计需求发送给终端，也
可以不通知终端。
E正常的信令及数据通信。
方法二基站利用终端反馈的关于CDD的信息为每个用户更新CDD延 迟值(组)。具体的方法可以分为两种
方法二丄终端通过周期性/非周期性的检测自己所需要的最优的CDD 延迟值(组)，通过对这些CDD延迟值(组)进行统计，得到在一段时间内 最优的CDD延迟值(组)，将这个最优的CDD延迟值(组)反馈给基站， 基站则将该终端的码书中的CDD延迟值(组)更新为终端反馈的CDD延迟 值(组)。其中终端对CDD延迟值(组)的统计方法于工作模式一中方法二 中的统计方法相同。
方法二,2:终端通过周期性/非周期性的检测自己所需要的最优的CDD延 迟值(组)，并将这次CDD延迟值(组)反馈给基站。基站通过对这些CDD 延迟值(组)进行统计，得到在一段时间内最优的CDD延迟值(组)，并将 该终端的码书中的CDD延迟值(组)更新为终端反馈的CDD延迟值(组)。 其中终端对CDD延迟值(组)的统计方法于工作模式一中方法二中的统计方 法相同。
其他步骤于工作模式一中的方法二中的步骤完全相同，例如导频传输， 信道估计，等等。
方法三基站利用终端反馈的信道特性信息选择合适的结合CDD的预编 码码书中的CDD延迟值(组)。具体流程于模式二中的方法二相同，区别在 于终端反馈的信息和基站利用信息的方法。具体方法可以分为两种
方法三.l:
A终端对信道特性进行估计，并将对信道特性的估计的结果以预先定义 好的信令方式反馈给基站。这里信道特性可以包括直射径(LOS) /没有直 射径(NLOS),平坦衰落(flat fading) /频率选择性衰落(frequency-selective fading),快衰落(fastfading)/慢衰落(slowfading),信道特性可以包括以上信
息的任意组合。
B基站利用终端反馈的信道特性，获得每个终端的不同信道特性的概率 分布曲线，针对出现概率最大的一种或若干种信道特性，为该终端选择相应 的CDD延迟值(组)。
方法三.2:
A终端对信道特性进行估计，这里信道特性可以包括直射径(LOS) / 没有直射径(NLOS)，平坦衰落(flat fading) /频率选择性衰落
(frequency-selective fading),快衰落(fast fading) /慢衰落(slow fading), 信道特性可以包括以上信息的任意组合。终端或则自己在不同信道特性的概 率分布曲线，针对出现概率最大的一种或若干种信道特性，为自己选择相应 的CDD延迟值(组)，并将该信息反馈给基站。
B基站收到终端的反馈信息，为每个终端更新码书中CDD延迟值(组)。 其他过程例如导频传输、数据传输都与模式二中的方法二相同。 本发明所述方法及系统，各个用户设备通过根据信道估计结果，获取在 每个子带上能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值(组)，实现了来自用 户设备的最优CDD延迟值(组)的自适应生产；基站通过将来自各个用户设 备的最优CDD延迟值(组)或最优CDD延迟值(组)及其对应的信道质量， 进行最优CDD延迟值(组)概率分析或最优延迟值(组)对应的信道质量进 行概率分析，得到概率分布最大的全局最优CDD延迟值(组)，实现了结合 CDD的预编码系统中预编码码书中CDD延迟值(组)的自适应更新，从而 最大限度的保障系统性能；本发明所述系统及方法，又通过采用由基站发起 更新CDD延迟值的启动操作或由用户设备自动周期性的发起更新CDD延迟 值的启动操作，使得结合CDD的预编码系统能够根据系统需要更加灵活的实 现预编码码书中CDD延迟值(组)的自适应更新。
本发明所要解决的技术问题、技术方案要点及有益效果，将结合实施例， 参照附图作进一步说明。
图1为预编码系统发送端结构示意图； 图2为实施例1对应的系统工作流程图3为实施例1中发送端系统框图4为实施例1中发送端系统框图5为实施例2对应的系统工作流程图6为实施例2中发送端系统框图7为实施例2中发送端系统框图8为实施例3对应的系统工作流程图9为实施例4对应的系统工作流程图10为实施例5对应的系统工作流程图11为实施例5中发送端系统框图12为实施例6对应的系统工作流程图13为实施例6中发送端系统框图。
具体实施例方式
实施例一
本发明所述实施例通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身最优的预 编码码书中的CDD延迟值(组)，并反馈到基站，再由发送端，即基站(BS)， 根据收集的来自各个用户设备的最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)， 选取全局的预编码码书中的CDD延迟值(组)，来实现的预编码码书中的CDD 延迟值(组)的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。这里的全局是 指同一组预编码码书中的CDD延迟值(组)适用于全部的用户。参照图2， 在由基站和若干用户设备构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调 度MMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延 迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个频域子带上分别获取能够获得最优信道 质量的预编码码书中CDD延迟值(组)，并将这些本地最优预编码码书中CDD 延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质 量反馈至基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的本地最优预编码码书CDD延迟值(组)或本地最优预编 码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量，选择全局的预编码码书中 的CDD延迟值(组)。
步骤4:基站根据选取的全局的预编码码书中的CDD延迟值(组)更新 预编码码书中CDD延迟值(组)，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的最优的预编码码书中CDD延迟值(组)下 正常工作；在基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自 动启动更新CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟 值(组)，也无需基站选择全局CDD延迟值(组)。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个子带上分别获取的最优的预编码码书中 CDD延迟值(组)，可以采用如下几种方法
例如，通过遍历搜索，在每个子带上，在延迟值的可能取值范围内逐个 实验所有可能的预编码码书中CDD延迟值，使该用户获得的信道质量(如， 容量、数据速率、误码性能等)最优的预编码码书中CDD延迟值，即为该子 带上最优的CDD延迟值。延迟值的取值范围是0， Nc-l，其中Nc是子 载波总数目，由于是循环移位的操作，因此具有周期性，所以延迟值的取值 范围也可以表示为-Nc/2, Nc/2-l。在多用户系统中，通常被选中作为最优 CDD延迟值的数值比较接近O,也就是绝对值比较小，因此可以减小搜索的 范围，从而减小复杂度。
又例如，还可以通过计算得到使用户获得的信道质量(如，容量、数据 速率等)为最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。我们以容量为例，解释 如何通过计算得到最优的CDD延迟值(组)。
通过容量计算表达式计算得到用户设备在每个子带上获得的容量，如下:
其中，Cm表示第M个子帯上的容量；H表示通过信道估计得到从发送 天线到接收天线的信道响应；di表示第i个发送天线对应的预编码码书中的 CDD延迟值；NT表示发送天线数目；M表示一个子带内子载波的数目；NR
表示接收天线数目；Nc表示舍,子载波数目；在结合了 CDD的预编码码书 中，码书P-diag(el厂,…，e—「)U，其中对角阵是预编码码书中CDD码书的 部分，U是预编码中传统方法设计的码书部分，在不同的工作模式下(例如 单用户分集模式，单用户空间复用模式，多用户空间复用模式)，U的形式不 同。通过优化CM可以得到最优的预编码码书中CDD延迟值(组)，例如拉 格朗日算法。
综上所述，可以通过这两种方法的任何一种，使得用户设备能够在每个 子带上分别获得保证其信道质量为最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)。 然后，用户设备再将这些本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)或本地最 优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量反馈给基站。
在上述实施例中，基站根据收集到的来自各个用户设备的本地最优预编 码码书中CDD延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及 其对应的信道质量，选择全局的预编码码书中CDD延迟值(组)，可以采用 多种方式来度量并选择。下面仅列出两种方法为例-
方法1:利用同一次更新过程中不同反馈周期内用户设备反馈的预编码 码书中的CDD延迟值(组)，根据其概率密度分布情况来进行选择。假设{d(iUE，
isB， ilnterval), iuE=l，'"，NUE， iSB=l，'"，NSB, ilnterval-l，…,NhnervaJ为用在同一次更新过 程中不同反馈周期内用户反馈的预编码码书中CDD延迟值的集合，其中
i用户设备为用户索引，isB为频域子带索引，^te^为时域反馈周期索引， N^为参与反馈的用户的数量，NsB为频域子带的数量，N^^为在一次更新 过程中反馈周期的数量。基于该集合，基站绘制(d(iuE， isB， iInterval)， iUE=l，'"，NUE， iSB=l，"'，NSB， Werva,-l，…，Nmter^的概率密度分布函数，将对应于概率最高的
NT (发送天线数)个CDD延迟值，作为全局的预编码码书中的CDD延迟值
(组)。这样得到的CDD延迟值(组)具有被不同的用户选择为最优CDD
延迟值的最大概率，从而可以提供性能的增益，保障系统性能。
方法2:利用同一次更新过程中不同反馈周期内用户设备的本地最优预
编码码书中的CDD延迟值(组)以及对应的信道质量CQI，根据信道质量概
率密度分布情况来进行选择。采用该方法时，用户设备在向基站反馈最优
CDD延迟值(组)的同时，反馈最优CDD延迟值(组)所对应的信道质量，
如信道容量等。这里，假设(d(iuE， iSB, iInterval)， iUE=l，".，NUE， iSB=l，."，NSB，
ilntervaTl,…，N^rvaJ为用户反馈的本地最优CDD延迟值(组)的集合，{C(iUE, isB，ilnterval)， iuE=l，'",NUE, iSB=V"，NSB, ilnterva「 1,…，Nlnterval }为用户反馈的对应于 {d(iuE, isB， ilnterval)， iuE= 1 ，…，NUE， isB= 1 ，...,NSB, iIntervai= 1,…，NInterval}的CQI。基于
这两个集合，基站首先计算C(di)， c(di戶2]c,(&,u^)，表示与预编码码书
中CDD延迟值为dj相应的CQI之和，然后绘制(C(di))的概率分布函数，再将 对应于C(di)最高的NT (发送天线数)个CDD延迟值，作为全局的预编码码 书中的CDD延迟值(组)。这样得到的全局预编码码书中的CDD延迟值能 够以最大的概率为系统提供较大的CQI，从而可以提供性能的增益，保障系 统性能。
参照图3，本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更新 操作的系统，包括基站(BS)、及多个用户设备(l正)(由于篇幅有限，图 2中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似，不再一一赘述)。
其中，接收端，即每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地 用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收 模块。其中，所述基带解调模块中还包括信道估计子模块。反馈信息生成 模块中还包括包括本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块。
其中，
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计； 所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号，
并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块。
所述反馈信息生成模块中的所述本地最优预编码码书中CDD延迟值获 得子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模块输出的信道响应， 在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如，容量、数据速率等) 为最优的本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)，并将本地最优预编码码 书中CDD延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对
应的信道质量发送至基站。
发送端，即基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换 模块、IFFT模块、CP插入模块、发送天线、结合了CDD的预编码码书模块、 启动更新发送模块、以及预编码码书中CDD延迟值更新模块。所述预编码码 书中CDD延迟值更新模块，还包括反馈信息接收子模块、概率分析子模块。
其中，
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用户进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。 所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同天线支路的
数据符号进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域
变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。 所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于接收用户反馈的用于更新 预编码码书中CDD延迟值的反馈信息，并且根据反馈信息进行概率分析，从 而选择全局的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括两个子模块本地用
于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块和概率分析子模块。 所述反馈信息接收子模块，用于从用户接收反馈信息以更新预编码码书中的 CDD延迟值(组)；所述概率分析子模块，用于利用反馈信息接收子模块接 收到的反馈信息，进行概率分析，从而选择全局的预编码码书中CDD延迟值 (组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收
到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块中的本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块则根据信道估计子模 块输出的信道响应，在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如， 容量、数据速率等)为最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)，并发送最 优的预编码码书中CDD延迟值(组)至基站中的预编码码书中CDD延迟值 更新模块中的本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模 块中，然后，本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块 将接收到的来自各个用户设备的最优预编码码书CDD延迟值(组)或最优预 编码码书CDD延迟值(组)及其对应的信道质量，发送至概率分析子模块中， 由概率分析子模块对各个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值(组)进 行概率分布分析，逸擇概率最高的Nt (发送天线数)个CDD延迟值(组)。 然后，概率分析子模块将选择出的nt (发送天线数)个CDD延迟值(组) 发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值。或者由概 率分析子模块对各个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值对应的信道 质量进行概率分布分析，选择概率最高的信道质量所对应的nt(发送天线数) 个延迟值并发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值 (组)。
对于图2中实施例所述方法，我们还可以采用如图4所示的系统来实现， 该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD延迟值更新操作的 系统。可见，图4中实施例所述系统与图3中实施例所述系统的区别在于 图4中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生 成模块产生并发送启动信号的是定时模块。其中不同用户的定时模块可以是 同步的，也可以是异步的。此时，基站中无需设置启动更新信号发送模块。 这里，对于用户设备如何获取本地最优的预编码码书中的CDD延迟值，以及 基站如何选择全局的预编码码书中CDD延迟值与图3所述系统类似，并且该 系统的其他工作流程也同图3所述系统，因此，这里不再赘述。
实施例二
本发明通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身信道特征信息，再由 发送端，即基站(BS)，根据收集的来自各个用户设备的信道特征信息，合 理的选取全局预编码码书中CDD延迟值，来实现预编码码书中CDD延迟值 的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。参照图5，在由基站和若干 用户设备构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调度 MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延 迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，并将这些信道特征信息反馈至 基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择全局的预编码码书中的CDD 延迟值(组)。
步骤4:基站根据选取的全局的预编码码书中的CDD延迟值更新预编码 码书中CDD延迟值，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的预编码码书中CDD延迟值下正常工作；在 基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自动启动更新 CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟值，也无需 基站选择全局CDD延迟值。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，信道特征信息可以包括
直射径(LOS)与非直射径(NLOS)。直射径是由于发送端和接收端中 间无障碍物，能够进行直线传输，从而使信道响应中具有相对保持恒定的分 量。非直射径就是在发送端和接收端之间存在障碍物，因此没有直线传输的
快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)。快衰落是指信道响应在时域变 化迅速，是由用户快速移动引起的。慢衰落是指信道响应在时域变化较慢，相邻时间的信道响应之间相关性较强，是由用户的低速移动引起的。
平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)。平坦衰落指信道的频域响应比较平坦，即在信道时域响应的多径数 量较少。频率选择性衰落值信道的频域响应随频率变化剧烈，即信道响应在 时域存在较多的多径。
综上所述，无论何种信道特征信息，都可以通过简单的编码发送到基站。 基站根据收集到的来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择全局的预 编码码书中CDD延迟值。首先，与不同的信道特征相对应的合适的预编码码 书中CDD延迟值是不同的。
对于直射径(LOS)与非直射径(NLOS)而言，直射径的信道适合使用 较大的预编码码书中的CDD延迟值;非直射径适合使用较小的预编码码书中 的CDD延迟值。
对于快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)而言，快衰落的信道 适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值；慢衰落适合使用较小的预编码 码书中的CDD延迟值。
对于平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)而言，平坦衰落的信道适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值; 频率选择性衰落适合使用较小的预编码码书中的CDD延迟值。
步骤3所述在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收 集来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择全局的预编码码书中的 CDD延迟值(组)，这里，选择预编码码书中CDD延迟值的方法可以采用如 下方法
方法1:基站根据用户反馈的信道特征信息，分析不同的信道特征信息
的概率分布，针对概率较大的信道特征信息，根据上面所述的三条关系来选
择预编码码书中的CDD延迟值。
方法2:基站根据用户反馈的信道特征信息，首先判断每个用户的信道
适合何种预编码码书中的CDD延迟值(较大的CDD延迟值，或者较小的CDD 延迟值)，然后分析较大和较小的CDD延迟值的概率分布，选择概率较大的 CDD延迟值作为全局的预编码码书中的CDD延迟值。
参照图6，本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更新 操作的系统，包括基站(BS)、及多个用户设备(UE)(由于篇幅有限，图 6中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似，不再一一赘述)。
其中，接收端，即每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地 用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收
模块。其中，所述基带解调模块中还包括信道估计子模块。所述反馈信息
生成模块还包括信道特性判断子模块。
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计； 所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号，
并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块。
所述信道特性判断子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模
块输出的信道响应，判断该用户的信道特征，并将该用户的信道特征发送至基站。
发送端，即基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换 模块、IFFT模块、CP插入模块、发送天线、结合了 CDD的预编码码书模块、 启动更新发送模块、以及预编码码书中CDD延迟值更新模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。
所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若千码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。 所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于接收用户反馈的用于更新 预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息，并且根据反馈信息进行概率分 析，从而选择全局的预编码码书中的CDD延迟值(组)。该模块还包括两个 子模块信道特性接收子模块和概率分析子模块。所述信道特性接收子模块， 用于从用户设备接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；所 述概率分析子模块，用于利用信道特性接收子模块接收到的反馈信息，进行 概率分析，从而选择全局的预编码码书中CDD延迟值(组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收 到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块中的信道特性判断子模块则根据信道估计子模块输出的信道响应，判断该 用户的信道特征信息，并发送至基站中的预编码码书中CDD延迟值更新模块 中的信道特征接收子模块中，然后，信道特征接收子模块将接收到的来自各 个用户设备的信道特征信息，发送至概率分析子模块中，由概率分析子模块 对各个用户设备的信道特征信息进行概率分布分析，选择与概率最高的信道 特征相匹配的Nt (发送天线数)个CDD延迟值。然后，概率分析子模块将 选择出的NT (发送天线数)个CDD延迟值发送到结合了 CDD的预编码码书 模块，更新码书中CDD延迟值。或者由概率分析子模块对各个用户设备的信 道特征所匹配的CDD延迟值进行概率分布分析，选择概率最高的NT (发送 天线数)个延迟值并发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD 延迟值。
对于图6中实施例所述方法，我们还可以采用如图7所示的系统来实现， 该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD延迟值更新操作的 系统。可见，图7中实施例所述系统与图6中实施例所述系统的区别在于 图7中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生 成模块产生并发送启动信号的是定时模块。其中不同用户的定时模块可以是 同步的，也可以是异步的。此时，基站中无需设置启动更新信号发送模块。
这里，对于用户设备如何获取本地最优的预编码码书中的CDD延迟值，以及 基站如何选择全局的预编码码书中CDD延迟值与图7所述系统类似，并且该 系统的其他工作流程也同图3所述系统，因此，这里不再赘述。
实施例三
本发明通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身最优的预编码码书中 的CDD延迟值，再由发送端，即基站(BS)，根据收集的来自各个用户设备 的最优的预编码码书中的CDD延迟值，为每个用户选取最优的预编码码书中 的CDD延迟值，来实现的预编码码书中的CDD延迟值的自适应更新，并且 每个用户独立的进行预编码码书中CDD延迟值的更新，从而最大限度的保障 系统性能。参照图8，在由基站和若干用户设备构成的应用了结合CDD的预 编码技术的多用户调度MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括 如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延 迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个频域子带上分别获取能够获得最优信道 质量的预编码码书中CDD延迟值(组)，并将这些本地最优预编码码书中CDD 延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质 量反馈至基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)或本地最优预 编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量，为每个用户选择最优的 预编码码书中的CDD延迟值(组)；
步骤4:基站根据选取的预编码码书中的CDD延迟值(组)更新预编码 码书中CDD延迟值(组)，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的最优的预编码码书中CDD延迟值(组)下 正常工作；在基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自
动启动更新CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟 值(组)，也无需基站选择CDD延迟值(组)。在正常工作的过程中，对于被 调度的用户的数据，基站使用与该用户相对应的预编码码书中的CDD延迟值 (组)对数据进行与处理。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，在每个子带上分别获取的最优的预编码码书中 CDD延迟值，可以采用如下几种方法
例如，通过遍历搜索，在每个子带上，在延迟值的可能取值范围内逐个 实验所有可能的预编码码书中CDD延迟值，使该用户获得的信道质量(如， 容量、数据速率、误码性能等)最优的预编码码书中CDD延迟值，即为该子 带上最优的CDD延迟值。延迟值的取值范围是0， Nc-l，其中Nc是子 载波总数目，由于是循环移位的操作，因此具有周期性，所以延迟值的取值 范围也可以表示为-Nc/2，Nc/2-l。在多用户系统中，通常被选中作为最优 CDD延迟值的数值比较接近0，也就是绝对值比较小，因此可以减小搜索的 范围，从而减小复杂度。
又例如，还可以通过计算得到使用户获得的信道质量(如，容量、数据
速率等)为最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。我们以容量为例，解释
如何通过计算得到最优的CDD延迟值(组)。
通过容量计算表达式计算得到用户设备在每个子带上获得的容量，如下: <^(^...,^) = /(仏"《，...，^) 0)
其中，Cm表示第M个子帯上的容量；H表示通过信道估计得到从发送 天线到接收天线的信道响应；di表示第i个发送天线对应的预编码码书中的 CDD延迟值；NT表示,送天线数目；在结合了CDD的预编码码书中，码书 P=diag(e "，…，e"^)u，其中对角阵是预编码码书中CDD码书的部分，U 是预编码中传统方法设计的码书部分，在不同的工作模式下(例如单用户分 集模式，单用户空间复用模式，多用户空间复用模式)，U的形式不同。通过 优化CM可以得到最优的预编码码书中CDD延迟值(组)，例如拉格朗曰算 法。
综上所述，可以通过这两种方法的任何一种，使得用户设备能够在每个
子带上分别获得保证其信道质量为最优的预编码码书中的CDD延迟值。然 后，用户设备再将这些本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)或本地最优 预编码码书中CDD延迟值(组)及其对应的信道质量反馈给基站。
在上述实施例中，基站根据收集到的来自各个用户设备的本地最优预编 码码书中CDD延迟值(组)或本地最优CDD延迟值(组)及其对应的信道 质量，为每个用户选择最优的预编码码书中CDD延迟值(组)，可以采用多 种方式来度量并选择。下面仅列出两种方法为例
方法1:利用同一次更新过程中不同反馈周期内每个用户设备反馈的最 优的预编码码书中的CDD延迟值，对每个用户反馈的CDD延迟值进行概率
密度分析。假设(diuE(isB，imterva,), iSB=l/",NSB， ilnterva产l,…,NmtervaJ为用在同一次
更新过程中不同反馈周期内用户iuE反馈的预编码码书中CDD延迟值的集合，
其中iuE为用户索引，isB为频域子带索引，imtervd为时域反馈周期索引，NSB 为频域子带的数量，NInterval为在一次更新过程中反馈周期的数量。基于该集 合，基站绘制(diuE(isB，iMe^), iSB=l，'",NSB, iInterval=l，"％NInterval}的概率密度分布
函数，将对应于概率最高的NT (发送天线数)个CDD延迟值(组)，作为用 户iUE最优的预编码码书中的CDD延迟值(组)。这样得到的CDD延迟值(组) 具有被用户iuE选择为最优CDD延迟值(组)的最大概率，从而可以提供性 能的增益，保障系统性能。
方法2:利用同一次更新过程中不同反馈周期内用户设备的本地最优预 编码码书中的CDD延迟值(组)以及对应的信道质量CQI，根据信道质量概 率密度分布情况来进行选择。采用该方法时，用户设备在向基站反馈最优 CDD延迟值(组)的同时，反馈最优CDD延迟值(组)所对应的信道质量，
如信道容量等。这里，假设(diuE(isB山欣^)， isB-l，…,NsB， ilnterva尸l，…，N!他rvai)
为用户iuE反馈的本地最优CDD延迟值的集合，{CiUE(iSB，iInterval)， iSB=l，'",NSB，
ilnterval-l，…,Ninterval)为用户iUE反馈的对应于(diuE(isB,ilnterval), isB=l/",NSB， imterva尸l，…，Nw^的CQI。基于这两个集合，基站首先计算C(di)， C(di)=
X c舰(/幼，/加謂/)， 表示与预编码码书中CDD延迟值为di相应的CQI之和，然 后绘制(C(dO)的概率分布函数，再将对应于C(dO最高的NT (发送天线数)个
CDD延迟值，作为用户iuE最优的预编码码书中的CDD延迟值。这样得到的 用户iUE最优的预编码码书中的CDD延迟值能够以最大的概率使用户iUE为系 统提供较大的CQI，从而可以提供性能的增益，保障系统性能。
对于每个用户，使用上述两种方法之一，可以获得针对每个用户的最优 的预编码码书中的CDD延迟值。
本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更新操作的系 统，可以采用图3相同的结构，包括基站(BS)、及多个用户设备(UE)(由 于篇幅有限，图3中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似， 不再一一赘述)。
其中，接收端结构与实施例一中相应的部分完全相同，艮P-
每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地用于更新预编码码
书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收模块。其中，所述
基带解调模块中还包括信道估计子模块。反馈信息生成模块中还包括包
括本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块。
其中，
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计；
所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号， 并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模块。
所述反馈信息生成模块中的所述本地最优预编码码书中CDD延迟值获 得子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模块输出的信道响应， 在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如，容量、数据速率等) 为最优的本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)，并将本地最优预编码码 书中CDD延迟值(组)或本地最优预编码码书中CDD延迟值(组)及其对 应的信道质量发送至基站。
发送端，即基站，与实施例一中相应的模块基本结构相同，包括调度 模块、解复接模块、预编码模块、串并转换模块、IFFT模块、CP插入模块、 发送天线、结合了CDD的预编码码书模块、启动更新发送模块、以及预编码 码书中CDD延迟值更新模块。所述预编码码书中CDD延迟值更新模块，还 包括反馈信息接收子模块、概率分析子模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用户进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。 所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同天线支路的 数据符号进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从
码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。
这里，所述预编码码书中CDD延迟值更新模块与实施例一中相应的模块
不同。区别在于
所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于接收用户反馈的用于更新 预编码码书中CDD延迟值的反馈信息，并且根据反馈信息进行概率分析，从 而为每个用户选择最优的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括两个子模 块:本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块和概率分 析子模块。前者用于从用户接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值
(组)；后者利用接收到的反馈信息，对每个用户的反馈信息进行概率分析， 从而为每个用户选择最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收 到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块中的本地最优预编码码书中CDD延迟值获得子模块则根据信道估计子模 块输出的信道响应，在每个子带上分别获得能够使用户得到的信道质量(如， 容量、数据速率等)为最优的最优预编码码书中的CDD延迟值(组)，并发送最优预编码码书CDD延迟值(组)或最优预编码码书CDD延迟值(组) 及其对应的信道质量至基站中的预编码码书中CDD延迟值更新模块中的本 地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块中，然后，本地 用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块将接收到的来自 各个用户设备的最优预编码码书CDD延迟值(组)或最优预编码码书CDD 延迟值(组)及其对应的信道质量，发送至概率分析子模块中，由概率分析 子模块对每个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值(组)独立进行概率 分布分析，为每个用户选择选择概率最高的NT (发送天线数)个CDD延迟 值。然后，概率分析子模块将为每个用户选择出的NT (发送天线数)个CDD 延迟值发送到结合了 CDD的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值(组)。 或者由概率分析子模块对各个用户设备的最优预编码码书中CDD延迟值对 应的信道质量独立进行概率分布分析，为每个用户选择概率最高的信道质量 所对应的NT (发送天线数)个延迟值并发送到结合了 CDD的预编码码书模 块，更新码书中CDD延迟值(组)。在正常工作的过程中，对于被调度的用 户的数据，基站使用与该用户相对应的预编码码书中的CDD延迟值(组)对
数据进行与处理。
对于实施例三所述方法，我们还可以采用如图4所示的系统来实现，这 里，图4中所述预编码码书中CDD延迟值更新模块与实施例一中相应模块不 同，而是用于接收用户反馈的用于更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反 馈信息，并且根据反馈信息进行概率分析，从而为每个用户选择最优的预编 码码书中的CDD延迟值(组)。该模块包括两个子模块本地用于更新预编 码码书中CDD延迟值的反馈信息接收子模块和概率分析子模块。前者用于从 用户接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；后者利用接收 到的反馈信息，对每个用户的反馈信息进行概率分析，从而为每个用户选择 最优的预编码码书中CDD延迟值(组)。
对于图2中实施例三所述方法，我们还可以采用如图4所示的系统来实 现，该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD延迟值更新操作 的系统。可见，图4中实施例所述系统与图3中实施例所述系统的区别在于: 图4中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生
成模块产生并发送启动信号的是定时模块。此时，基站中无需设置启动更新 信号发送模块。这里，对于用户设备如何获取本地最优的预编码码书中的
CDD延迟值(组)，以及基站如何选择的预编码码书中CDD延迟值(组)与 图3所述系统类似，并且该系统的其他工作流程也同图3所述系统，因此， 这里不再赘述。
实施例四
本发明通过接收端，即用户设备(UE)，获得自身信道特征信息，再由 发送端，即基站(BS)，根据收集的来自各个用户设备的信道特征信息，合理 的为每个用户选取预编码码书中CDD延迟值，来实现预编码码书中CDD延 迟值的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。参照图5，在由基站和 若干用户设备构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调度 MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤
步骤l:基站向用户设备发送启动信号，启动预编码码书中CDD延迟值 (组)的更新过程，或者由用户设备周期性的自动启动预编码码书中CDD延
迟值(组)的更新过程；
步骤2:在每个反馈周期内，用户设备利用基站发送的导频信息进行信 道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，并将这些信道特征信息反馈至 基站；
步骤3:在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收集 来自各个用户设备的信道特征信息，为每个用户合理的选择的预编码码书中
的CDD延迟值(组)；
步骤4:基站为每个用户根据选取的预编码码书中的CDD延迟值更新相 应预编码码书中CDD延迟值，并通知各个用户设备；
步骤5:所述系统在更新后的预编码码书中CDD延迟值下正常工作；在 基站未再次发起更新CDD延迟值的启动或用户设备周期性的自动启动更新 CDD延迟值的定时周期未到来时，用户设备无需更新CDD延迟值，也无需 基站为每个用户选择CDD延迟值。
在上述过程中，步骤2中所述用户设备利用基站发送的导频信息进行信
道估计，根据信道估计结果，判断信道特征，信道特征信息可以包括
直射径(LOS)与非直射径(NLOS)，直射径是由于发送端和接收端中 间无障碍物，能够进行直线传输，从而使信道响应中具有相对保持恒定的分 量。非直射径就是在发送端和接收端之间存在障碍物，因此没有直线传输的 分量。
快衰落(fastfading)和慢衰落(slowfading),快衰落是指信道响应在时 域变化迅速，是由用户快速移动引起的。慢衰落是指信道响应在时域变化较 慢，相邻时间的信道响应之间相关性较强，是由用户的低速移动引起的。
平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)。平坦衰落指信道的频域响应比较平坦，即在信道时域响应的多径数 量较少。频率选择性衰落值信道的频域响应随频率变化剧烈，即信道响应在 时域存在较多的多径，
综上所述，无论何种信道特征信息，都可以通过简单的编码发送到基站。 基站根据收集到的来自各个用户设备的信道特征信息，合理的选择的预编码 码书中CDD延迟值，例如
对于直射径(LOS)与非直射径(NLOS)而言，直射径的信道适合使用 较大的预编码码书中的CDD延迟值；非直射径适合使用较小的预编码码书中 的CDD延迟值。
对于快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)而言，快衰落的信道 适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值;慢衰落适合使用较小的预编码 码书中的CDD延迟值。
对于平坦衰落(flat fading)和频率选择性衰落(freq用户设备ncy-selective fading)而言，平坦衰落的信道适合使用较大的预编码码书中的CDD延迟值; 频率选择性衰落适合使用较小的预编码码书中的CDD延迟值。
步骤中所述在更新过程结束后，基站利用在更新过程中不同反馈周期收 集来自各个用户设备的信道特征信息，为每个用户合理的选择的预编码码书 中的CDD延迟值(组)，这里，为每个用户合理的选择预编码码书中CDD
延迟值的方法，可以采用如下方法
方法1:基站根据用户反馈的信道特征信息，为每个用户分析不同的信
道特征信息的概率分布，针对概率较大的信道特征信息，根据上面所述的三
条关系为每个用户来选择预编码码书中的CDD延迟值。
方法2:基站根据用户反馈的信道特征信息，首先判断每个用户的信道
适合何种预编码码书中的CDD延迟值(较大的CDD延迟值，或者较小的CDD 延迟值)，然后独立分析每个用户较大和较小的CDD延迟值的概率分布，选 择概率较大的CDD延迟值作为该用户的预编码码书中的CDD延迟值。
参照图6，本发明实施例四所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更 新操作的系统，包括基站(BS)、及多个用户设备(UE)(由于篇幅有限， 图6中只具体示出一个用户设备的结构，其他用户设备类似，不再一一赘述)。
其中，接收端结构与实施例二中相应的部分完全相同，艮P-
每个用户设备包括接收天线、基带解调模块、本地用于更新预编码码 书中CDD延迟值的反馈信息生成模块、启动更新信号接收模块。其中，所述 基带解调模块中还包括信道估计子模块。所述反馈信息生成模块还包括信 道特性判断子模块。
所述接收天线用于从基站接收信号；
所述信道估计子模块用于根据从基站获得的导频信号进行信道估计； 所述启动更新信号接收模块用于接收来自基站的延迟值更新启动信号，
并启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息生成模块。 所述信道特性判断子模块，用于在收到启动信号后，根据信道估计子模
块输出的信道响应，判断该用户的信道特征，并将该用户的信道特征发送至基站。
对于，发送端，即基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串 并转换模块、IFFT模块、CP插入模块、发送天线、结合了CDD的预编码码 书模块、启动更新发送模块、以及预编码码书中CDD延迟值更新模块。这里， 预编码码书中CDD延迟值更新模块与实施例二中相应的模块不同。其他模块 基本相同，具体如下
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。
所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了 CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述启动更新发送模块用于通知用户设备启动更新过程。 对于所述预编码码书中CDD延迟值更新模块则于接收用户反馈的用于
更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息，并且根据反馈信息进行概 率分析，从而为每个用户选择的预编码码书中的CDD延迟值(组)。该模块
包括两个子模块信道特性接收子模块和概率分析子模块。前者用于从用户 接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；后者利用接收到的 反馈信息，进行概率分析，从而为每个用户选择最优的预编码码书中CDD延
迟值(组)。
在本实施例所述系统中，当基站中的启动更新发送模块向各个用户设备 发送更新延迟值的启动信号后，各个用户设备中的启动更新信号接收模块收
到该启动信号，启动本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成 模块。此时，所述本地用于更新预编码码书中CDD延迟值的反馈信息生成模 块则根据信道估计子模块输出的信道响应，判断该用户的信道特征信息，并 发送至基站中的预编码码书中CDD延迟值更新模块中的信道特征接收子模 块中，然后，信道特征接收子模块将接收到的来自各个用户设备的信道特征 信息，发送至概率分析子模块中，由概率分析子模块对各个用户设备的信道 特征信息进行概率分布独立进行分析，为每个用户选择与概率最高的信道特 征相匹配的Nt (发送天线数)个CDD延迟值(组)。然后，概率分析子模块 将逸禅出的Nt (发送天线数)个CDD延迟值(组)发送到结合了 CDD的预 编码码书模块，更新码书中CDD延迟值(组)。或者由概率分析子模块对各
个用户设备的信道特征所匹配的CDD延迟值(组)独立进行概率分布分析， 为每个用户选择概率最高的NT (发送天线数)个延迟值并发送到结合了 CDD 的预编码码书模块，更新码书中CDD延迟值(组)。
本实施例四，对于图6中所述系统，我们还可以采用如图7所示的系统 来实现，这里，图7中所述预编码码书中CDD延迟值更新模块也不同于实施 例二中相应的模块，即，所述预编码码书中CDD延迟值更新模块则于接收 用户反馈的用于更新预编码码书中CDD延迟值(组)的反馈信息，并且根据 反馈信息进行概率分析，从而为每个用户选择的预编码码书中的CDD延迟值 (组)。该模块包括两个子模块信道特性接收子模块和概率分析子模块。前 者用于从用户接收反馈信息以更新预编码码书中的CDD延迟值(组)；后者 利用接收到的反馈信息，进行概率分析，从而为每个用户选择最优的预编码 码书中CDD延迟值(组)。
本实施例四中，该系统是由用户设备周期性自动启动预编码码书中CDD 延迟值更新操作的系统。可见，图7中实施例所述系统与图6中实施例所述 系统的区别在于图7中，用户设备中向本地用于更新预编码码书中CDD延 迟值的反馈信息生成模块产生并发送启动信号的是定时模块。此时，基站中 无需设置启动更新信号发送模块。这里，对于用户设备如何获取本地最优的 预编码码书中的CDD延迟值(组)，以及基站如何选择最优的预编码码书中 CDD延迟值(组)与图7所述系统类似，并且该系统的其他工作流程也同图 3所述系统，因此，这里不再赘述。
实施例五
本发明通过发送端，即基站(BS)，根据在若干的周期内统计到的小区 的性能，判断是否需更新预编码码书中的CDD延迟值(组)，如果不需要， 则保持预编码码书中CDD延迟值(组)不变；如果需要，则改变预编码码书 中CDD延迟值(组)，实现预编码码书中的CDD延迟值(组)的自适应更 新，从而最大限度的保障系统性能。参照图9，在由基站构成的应用了结合 CDD的预编码技术的多用户调度MMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述 方法包括如下步骤
步骤l:基站周期性或者非周期性的统计小区性能；
步骤2:在每个统计周期内，基站记录与上一步骤中所统计的性能相对 应的CDD延迟值(组)；
步骤3:基站根据记录的前面若干周期的性能，判断小区性能是否下降； 如果否，则转到步骤5;如果是，转到步骤4;
步骤4:调整基站所使用的CDD延迟值(组)；
步骤5:保持CDD延迟值(组)不变。
在上述过程中，步骤1中所述基站统计小区的性能，其中性能可以包括 任何系统关注的性能，例如小区平均吞吐量、平均误码性能、平均时延性能、 小区边界用户吞吐量，等等。
在步骤5中，根据步骤4的判断，需要调整小区预编码码书中CDD延迟
值，可以使用下面的方法
方法一从预编码码书中CDD延迟值的可选择范围内，任意选择CDD 延迟值。这里所述预编码码书中CDD延迟值的可选择范围是指通常CDD 延迟值的范围为0， Nc-l，其中Nc是子载波数；由于CDD循环移位的周 期性，CDD延迟值的范围可以表示为-Nc/2,Nc/2-l；但是在多用户环境下， 通常CDD延迟值的绝对值较小，因此CDD延迟值的范围可以较小，例如-n， m，其中0<=n<=Nc， 0<=m<=Nc-l。
方法二针对过去若干统计周期的记录结果，首先从预编码码书中CDD 延迟值(组)的可选择范围内排除在过去若干统计周期内性能较差的CDD延 迟值(组)，然后从剩余的可选择范围内，任意选择CDD延迟值(组)。
参照图10，本发明实施例五所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值 更新操作的系统，包括发送端，即基站(BS)。
基站包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换模块、IFFT 模块、CP插入模块、发送天线、结合了 CDD的预编码码书模块、以及预编 码码书中CDD延迟值更新模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。
所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。 所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。 所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述预编码码书中CDD延迟值更新模块用于根据对小区性能的统计结 果更新全局的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括三个子模块小区性
能统计模块，统计结果存储模块，CDD更新模块。小区性能统计模块在每个
统计周期内对系统所关注的性能进行统计，并将统计结果以及相对应的预编
码码书中的CDD延迟值(组)存储到统计结果存储模块；然后CDD更新模 块利用统计结果存储模块存储的结果进行更新。
实施例六
本发明通过发送端，即基站(BS)，根据在若干的周期内统计到的每个 用户的性能，判断是否需更新每个用户预编码码书中的CDD延迟值(组)， 如果不需要，则保持该用户预编码码书中CDD延迟值(组)不变；如果需要， 则改变该用户预编码码书中CDD延迟值(组)，实现每个用户独立的进行预 编码码书中的CDD延迟值(组)的自适应更新，从而最大限度的保障系统性 能。参照图11，在由基站构成的应用了结合CDD的预编码技术的多用户调 度MIMO-OFDMA系统中，本发明实施例所述方法包括如下步骤 步骤1:基站周期性或者非周期性的统计每个用户的性能性能； 步骤2:在每个统计周期内，基站记录与上一步骤中所统计的性能相对 应的每个用户的CDD延迟值(组)；
步骤3:基站根据记录的前面若干周期的性能，判断该用户性能是否下 降；如果否，则转到步骤5;如果是，转到步骤4;
步骤4:调整基站所使用的该用户对应的CDD延迟值(组)； 步骤5:保持CDD延迟值(组)不变。
在上述过程中，步骤1中所述基站统计小区的性能，其中性能可以包括 任何系统关注的性能，例如用户平均吞吐量、平均误码性能、平均时延性能， 等等。
在步骤5中，根据步骤4的判断，需要调整每个用户预编码码书中CDD 延迟值，可以使用下面的方法
方法一从预编码码书中CDD延迟值的可选择范围内，任意选择CDD 延迟值。这里所述预编码码书中CDD延迟值的可选择范围是指通常CDD 延迟值的范围为0， Nc-l，其中Nc是子载波数；由于CDD循环移位的周 期性，CDD延迟值的范围可以表示为-Nc/2，Nc/2-l；但是在多用户环境下， 通常CDD延迟值的绝对值较小，因此CDD延迟值的范围可以较小，例如-n， m，其中(K-iK-Nc， 0<=m<=Nc-l。
方法二针对该用户过去若干统计周期的记录结果，首先从预编码码书
中CDD延迟值的可选择范围内排除该用户在过去若干统计周期内性能较差 的CDD延迟值，然后从剩余的可选择范围内，任意选择CDD延迟值。
参照图12，本发明实施例所述由基站发起预编码码书中CDD延迟值更 新操作的系统，包括基站(BS)。
发送端结构与实施例5中完全相同，除了预编码码书中CDD延迟值更新 模块。
艮卩包括调度模块、解复接模块、预编码模块、串并转换模块、IFFT 模块、CP插入模块、发送天线、结合了 CDD的预编码码书模块、以及预编 码码书中CDD延迟值更新模块。
所述调度模块用于根据用户的反馈信息(例如CQI)对多用于进行无 线资源的调度，为不同的用户分配时、频、空、码等资源。
所述解复接模块用于将数据流分别发送到不同的天线支路上。 所述预编码模块用于对数据流进行预编码操作，即对不同的数据符号 进行加权操作。
所述串并转换模块用于将串行的数据流转换为并行的数据流。
所述IFFT模块用于对并行的数据流进行逆傅立叶变换，将信号从频域 变换到时域。
所述CP插入模块用于对经过IFFT模块的数据插入循环前缀。
所述发送天线用于将模拟信号发送出去。
所述结合了CDD的预编码码书模块该码书模块包括若干码本，用户从 码书中选择最优的码本，以对数据进行预编码操作。
所述预编码码书中CDD延迟值更新模块:用于根据对小区性能的统计结 果更新全局的预编码码书中的CDD延迟值。该模块包括三个子模块用户性 能统计模块，统计结果存储模块，CDD更新模块。用户性能统计模块在每个
统计周期内对每个用户所关注的性能进行统计，并将统计结果以及该用户相
对应的预编码码书中的CDD延迟值存储到统计结果存储模块；然后CDD更 新模块利用统计结果存储模块存储的结果为每个用户进行更新。
本发明所述的确定循环延迟分集延迟值的方法、系统、基站及用户设备， 并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合 本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行 修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的 情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图 示示例。
权利要求
1.一种确定循环延迟分集延迟值的方法，用于包括基站及若干用户设备的多维CDD(循环延迟分集)系统，其特征在于包括如下步骤(A)、用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，并反馈至基站；(B)、基站根据接收到的来自各个用户设备的最优CDD延迟值，选择出全局最优CDD延迟值为系统工作的CDD延迟值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(A)之前进一 步包括如下步骤-基站向用户设备发送启动信号，启动CDD延迟值更新过程，或者由用户 设备周期性的自动启动CDD延迟值的更新过程。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(A)中进一步包 括如下步骤-用户设备利用基站发送的导频信息进行信道估计；用户设备根据信道估计的结果，在每个子带上分别获取能够获得最大容 量或最大数据速率的最优CDD延迟值；用户设备将获得的最优CDD延迟值发送至基站。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述用户设备在每个子带 上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，是在每个子带上，在 预设的CDD延迟值取值范围内逐个遍历测试所有可能的CDD延迟值，来得 到能使该用户获得最优信道质量的最优CDD延迟值。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述用户设备在每个子带 上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，是通过计算得到用户 设备在每个子带上能够获得最优信道质量所对应的最优CDD延迟值。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(B)进一步包括 如下步骤基站接收到来自各个用户设备的最优CDD延迟值，并对其进行概率分布 分析；基站选择概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟值，其中， L为多维CDD系统的维数。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(A)进一步包括 用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD延迟值，将最优CDD延迟值及其对应的信道质量反馈至基 站；所述步骤(B)进一步包括如下步骤基站接收到来自各个用户设备的最优CDD延迟值及其对应的信道质量， 对所述收到的最优CDD延迟值所对应的信道质量进行概率分布分析；基站选择信道质量概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟值， 其中，L为多维CDD系统的维数。
8. —种确定循环延迟分集延迟值的系统，包括基站及多个用户设备； 基站包括L个循环延迟子模块；每个循环延迟子模块包括NT个循环延迟单 元，每个循环延迟单元对应于一根发送天线；每个用户设备包括具有信道估 计子模块的基带解调模块；其中，L表示多维CDD系统的维数，NT表示发 送天线的数目，其特征在于，用户设备还包括本地最优延迟值生成模块，用于根据信道估计子模块 输出的信道响应，在每个子带上分别获取能够使用户得到的信道质量为最优 的本地最优CDD延迟值，并将本地最优CDD延迟值发送至基站；基站还包括全局最优延迟值选择模块，用于根据各个用户设备发送来 的最优CDD延迟值，选择概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延 迟值，并分别发送至L个循环延迟子模块中。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述全局最优延迟值选择 模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值， 并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值进行概 率分布分析，选择概率最高的L个延迟值，并分别发送至L个循环延迟子模 块中。
10. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述用户设备中的本地 最优延迟值生成模块，进一步用于根据信道估计子模块输出的信道响应，在每个子带上分别获取能够使用户得到的信道质量为最优的本地最优CDD延 迟值，并将本地最优CDD延迟值及其对应的信道质量发送至基站；基站中的全局最优延迟值选择模块，进一步用于根据各个用户设备发送 来的最优CDD延迟值及其对应的信道质量，选择信道质量概率最大的L个 CDD延迟值为全局最优CDD延迟值，并分别发送至L个循环延迟子模块中。
11. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于所述全局最优延迟值选 择模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值及 其对应的信道质量，并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值对应的 信道质量进行概率分布分析，选择概率最高的信道质量所对应的L个延迟值， 并分别发送至L个循环延迟子模块中。
12. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述用户设备进一步包括定时模块，用于周期性的产生并发送CDD延迟值启动更新信号至本地最优延迟值生成模块。
13. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述基站进一步包括启动更新信号发送模块，用于向各个用户设备发 送更新CDD延迟值的启动信号；所述用户设备进一步包括启动更新信号接收模块，用于接收来自基站 的CDD延迟值更新启动信号，并启动本地最优延迟值生成模块。
14. 一种基站，包括L个循环延迟子模块；每个循环延迟子模块包括NT 个循环延迟单元，每个循环延迟单元对应于一根发送天线；其中，L表示多 维CDD系统的维数，NT表示发送天线的数目，其特征在于还包括全局最 优延迟值选择模块，用于根据各个用户设备发送来的最优CDD延迟值，选择 概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟值，并分别发送至L个循 环延迟子模块中。
15. 根据权利要求14所述的基站，其特征在于，所述全局最优延迟值选择模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值， 并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值进行概 率分布分析，选择概率最高的L个延迟值，并分别发送至L个循环延迟子模 块中。
16. 根据权利要求14所述的基站，其特征在于所述全局最优延迟值选 择模块，进一步用于根据各个用户设备发送来的最优CDD延迟值及其对应的 信道质量，选择信道质量概率最大的L个CDD延迟值为全局最优CDD延迟 值，并分别发送至L个循环延迟子模块中。
17. 根据权利要求16所述的基站，其特征在于所述全局最优延迟值选 择模块进一步包括延迟值接收子模块、延迟值概率分析子模块；所述延迟值接收子模块用于接收各个用户设备发送来的最优延迟值及 其对应的信道质量，并将其发送至延迟值概率分析模块；所述延迟值概率分析子模块用于对各个用户设备的最优延迟值对应的 信道质量进行概率分布分析，选择概率最高的信道质量所对应的L个延迟值， 并分别发送至L个循环延迟子模块中。
18. 根据权利要求14所述的基站，其特征在于还进一步包括启动更新 信号发送模块，用于向各个用户设备发送更新CDD延迟值的启动信号。
19. 一种用户设备，包括具有信道估计子模块的基带解调模块，其特 征在于还包括本地最优延迟值生成模块，用于根据信道估计子模块输出的 信道响应，在每个子带上获取能够使用户得到的信道质量为最优的本地最优 CDD延迟值，并将本地最优CDD延迟值发送至基站。
20. 根据权利要求19所述的用户设备，其特征在于还进一步包括定时 模块，用于周期性的产生并发送CDD延迟值启动更新信号至本地最优延迟值 生成模块。
21. 根据权利要求19所述的用户设备，其特征在于还进一步包括启动 更新信号接收模块，用于接收来自基站的CDD延迟值更新启动信号，并启动 本地最优延迟值生成模块。
全文摘要
本发明公开了确定循环延迟分集延迟值的方法、系统、基站及用户设备。包括步骤(A)、用户设备根据信道估计结果，在每个子带上分别获取能够获得最优信道质量的最优CDD(循环延迟分集)延迟值，并反馈至基站；(B)、基站根据接收到的来自各个用户设备的最优CDD延迟值，选择出全局最优CDD延迟值为系统工作的CDD延迟值。按照本发明所述方法、系统、基站及用户设备，可以实现CDD延迟值的自适应更新，从而最大限度的保障系统性能。
文档编号H04L1/06GK101174925SQ20071000557
公开日2008年5月7日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年10月31日
发明者佘小明, 刘竞秀, 岚 陈 申请人:株式会社Ntt都科摩
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