5G MIMO之波束賦形、預(yù)編碼與碼本串講⑦-R15 Type1單陣面的層間波束正交

R15 兩級碼本的分解

本系列應(yīng)用自XG偵探社出版的技術(shù)著作《5G系統(tǒng)觀：從R15到R18的演進(jìn)之路》，版權(quán)歸XG偵探社所有。歡迎轉(zhuǎn)載和購買原版書籍。

在前一個(gè)推文里，給大家詳細(xì)介紹了R15常規(guī)精度Type Ⅰ單天線陣面（SP）碼本的兩級碼本分解。相信大片的公式和圖片已經(jīng)讓大家眼花繚亂。在今天的推文中，我們降低點(diǎn)難度，看看Type1碼本的“層間波束正交”。

上一篇推文我們給出了兩個(gè)實(shí)例分析，它們共同點(diǎn)是UE反饋的RI（秩）=1，因此，網(wǎng)絡(luò)可以直接通過W1給為UE選擇一個(gè)波束發(fā)送數(shù)據(jù)（如案例1），或者通過W1給為UE選擇波束組，然后通過W2確定一個(gè)波束。那么，當(dāng)RI>1時(shí)如何處理呢？

說起來也很簡單，要處理多層傳輸?shù)膯栴}，我們只需要找到多個(gè)相互正交的波束即可。要實(shí)現(xiàn)它，很顯然我們有兩個(gè)可行的思路：

正交波束：利用DFT碼本中，相互正交的DFT向量生成的相互正交的波束實(shí)現(xiàn)。這個(gè)原理我們在前面的介紹也提到過。這里需要注意的是，在N*O個(gè)波束中，每兩個(gè)相差O的波束都是正交的（也就是在不同波束組中，相對位置相同的波束都正交）。如圖1所示，由相同圖案填充表示的波束都是正交波束。因?yàn)椴煌白鴺?biāo)位置”的波束其波束的指向性是不同的，因此，利用這種方式實(shí)現(xiàn)多層傳輸，兩個(gè)波束間“坐標(biāo)”不能相差太大；

相位調(diào)整：利用雙極化天線的相位調(diào)整實(shí)現(xiàn)；

天線分組：對天線端口進(jìn)行分組，其中，每個(gè)極化方向的端口分為兩組，每組獨(dú)立進(jìn)行波束選擇和相位調(diào)整。天線端口分組間采用組間相位調(diào)整，極化方向間采用極化間相位調(diào)整。

圖1：利用DFT矩陣特征獲得的正交波束

如圖1所示，正交波束很多，但并非所有正交波束都有較好的接收性能（畢竟波束的方向不同），所以3GPP協(xié)議確定了一個(gè)有限的調(diào)整集并用參數(shù)i1,3來確定（見TS38.214-Table5.2.2.2.1-3和4）。如圖2所示，給出了RANK=2的情況下，如何通過參數(shù)i1,3來確定參數(shù)k1和k2，然后再通過i1,1，i1,2和由i1,3確定的k1和k2確定選擇的各層波束，最終根據(jù)表達(dá)式和由i2確定的雙極化天線間的相位調(diào)整因子，最終確定預(yù)編碼矩陣。

圖2：i1,3與k1和k2的對應(yīng)關(guān)系

如圖2還給出了通過參數(shù)i1,3確定k1和k2的過程。根據(jù)協(xié)議的描述，對于2層傳輸以及CSI-RS天線端口數(shù)小于16時(shí)的3層、4層傳輸，協(xié)議通過i1,3來動態(tài)地確定k1和k2。而對于大于等于5層的傳輸，當(dāng)使用正交波束來實(shí)現(xiàn)多層傳輸時(shí)，正交波束的使用協(xié)議定義的固定值，而且對于不同的天線配置，波束的選擇固定參數(shù)也有所不同。

講到這里，相信大部分的讀者已經(jīng)對R15 Type I碼本已經(jīng)有了一個(gè)較清晰的理解。為了讓大家更好理解多層傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式，筆者整理表1。

表1：實(shí)現(xiàn)多層傳說的方法總結(jié)