基于格栅编码量化的信道反馈系统和方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2013年7月22日递交的发明名称为"基于格栅编码量化的信道反 馈系统和方法"的第13/947, 721号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容 以引入的方式并入本文。
技术领域
[0002] 本发明涉及无线通信的系统和方法，以及在特定实施例中，涉及一种Wi-Fi中的 信道反馈系统与方法。
【背景技术】
[0003] 协作多点（CoMP)、干扰对齐（IA)、脏纸编码（DPC)、大规模多输入多输出（M頂0)等 新技术可能是无线系统的容量改进的某些关键。然而，由于对精确信道知识的要求，可能不 能实现这些技术提供的所有益处。例如，当前信道反馈方案限制了传输（Tx)波束成形（BF) 设计。然而，在调度器上，全信道状态信息（CSI)知识是必要的，以便应用高级BF方案，例 如，采用非线性预编码设计方法针对多用户（MU)ΜΙΜΟ或类CoMP系统而设计的BF方案。
【发明内容】
[0004] 根据一实施例，一种在站点中向无线系统中传输点（TP)提供信道反馈的方法包 括：接收来自所述TP的信号；估计所述信号的信道参数；将格栅编码量化（TCQ)方案应 用于估计的信道参数，以将信道估计参数映射到格栅编码；将全信道状态信息传输到所述 TP，其中，所述全信道状态信息包括所述格栅编码对应的维特比算法（VA)的输出。
[0005] 根据另一实施例，一种用于向无线系统中传输点（TP)提供信道反馈的网络组件 包括：处理器；计算机可读存储介质，用于存储所述处理器的执行程序，所述程序包括指 令，以：接收来自所述TP的信号；估计所述信号的信道参数；将格栅编码量化（TCQ)方案 应用于估计信道参数，以将信道估计参数映射到格栅编码；将全信道状态信息传输到所述 TP，其中，所述全信道状态信息包括所述格栅编码对应的维特比算法（VA)的输出。
[0006] 根据另一实施例，一种在传输节点（TP)中确定来自无线系统的站点中的信道反 馈的信道状态信息的方法包括：接收来自站点的信道反馈，其中，所述信道反馈包括信道的 格栅编码量化（TCQ)信息；根据所述信道反馈确定全信道状态信息。
[0007] 根据另一实施例，一种用于确定来自无线系统的站点中的信道反馈的全信道状态 信息的网络组件包括：处理器；计算机可读存储介质，用于存储所述处理器的执行程序，所 述程序包括指令，以：接收来自站点的信道反馈，其中，所述信道反馈包括信道的格栅编码 量化（TCQ)信息；根据所述信道反馈确定全信道状态信息。
【附图说明】
[0008] 为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
[0009] 图1示出了进行数据通信的网络；
[0010] 图2是格栅图和其量化级别分配（64状态-4个分支/节点）的示例性实施例；
[0011] 图3示出了基于TCQ的信道反馈的系统和方法的实施例；
[0012] 图4示出了针对双AP协作的Wi-Fi系统，基于TCQ的信道反馈与无量化全信道反 馈的BER性能对比图；
[0013] 图5为能用于实施各实施例的处理系统的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各 种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和 使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0015] 本发明公开了针对无线通信系统的格栅编码量化（TCQ)的ΜΜ0信道反馈的系 统和方法。本发明也公开了进一步降低了量化大小的增强型TCQ算法。准确的信道信息 对于单用户多输入多输出（简称su-Μηω)、多用户多输入多输出（简称MU-Mnro)或网络 Μ頂0(多个接入点（ΑΡ)或基站（BSS)中的合作MU-M頂0)的成功操作很重要。
[0016] 在实施例中，要运行ΜΜ0方案，所述调度器（ΑΡ或BSS)需要知道进行发射器波束 成形（TxBF)的下行链路（DL)Mnro信道。当需要应用高级ΜΜ0方案，例如非线性预编码 Μπω时尤其如此，因为需要在所述调度器上获知全CSI信道知识。然而，成本是个问题。所 述调度器需要的信道知识越精确，必须的信道反馈越大。
[0017] 本发明公开了基于TCQ的信道反馈方法与系统的实施例。在实施例中，反馈大小 降至当前指定的电气和电子工程师学会（IEEE)802. 11η全信道CSI反馈大小的10%。另 外，公开的系统和方法的实施例仍然适应各种Μπω波束成形（BF)方案的应用，其中，所述 方案还包括脏纸编码（DPC)，即最复杂的非线性ΜΜ0预编码方案之一。虽然此处主要结合 IEEE 802. llWi-Fi系统进行了描述，但公开的系统和方法的实施例可以应用于任何无线通 信系统。
[0018] 在实施例中，所述信道反馈的格栅编码量化（TCQ)算法应用于任何包括Wi-Fi或 蜂窝系统的无线系统中。
[0019] 在实施例中，维特比算法（VA)的输出，即相应卷积编码器的输入，是量化反馈 (FB)信息。在估计的信道参数的实部和虚部分离的情况下，每格栅级VA的输出表示每子载 波信道参数的实部或虚部。此处，术语"级"或"格栅级"表示格栅导向的顺序，即表示时间 (顺序）索引。除了子载波的数目之外，格栅的长度取决于MMO配置的大小。
[0020] 在实施例中，通过回溯VA查找到存续路径的起始状态索引。所述起始状态反馈给 ΑΡ或BSS，取决于无线系统，以及量化的FB。在其他方案中，除了输出位也需要为量化提供 到VA的输入位（即，对于比率2/3按位卷积码，需要用三个输入位以及二个输入位进行原 版TCQ的量化）；与此不同的是，在本发明实施例中这三个到VA的输入位不是必须的。消 除这三个输入位进一步减少了量化大小。在实施例中，所述起始状态的索引取决于状态总 数的大小。
[0021] 在实施例中，基于所述ΑΡ或ΤΡ的Τχ功率、站点（STA)或用户设备（UE)(即无线 设备）的接收器（Rx)功率、以及路径损耗信息，将所述估计的信道参数归一化入某一范围。 在实施例中，也向所述AP或BSS反馈归一化因子。
[0022] 在实施例中，若估计的全信道知识分配给任何给定格栅，总反馈大小为：每格栅级 输出位（取决于编码率）与所述格栅级的长度、起始状态的索引（取决于状态的大小）以 及所述归一化因子（在实施例中，可以进行设置以一字节反馈）这三者之和的乘积。
[0023] 在实施例中，当为了量化运行所述VA时，所述格栅不是从状态零开始的。前向状 态迁移函数用于将所述格栅从第一级导向到最后一级。任一节点的任何引入分支信息（引 入分支的索引）将在分支度量与偏移节点度量（前一个节点度量）的加和计算之后确定。 因为实施例中任一节点有四个引入分支，偏移节点度量与引入分支度量之中具有最小加和 度量的度量会在竞争中存续，且这个新节点度量用于下一个节点度量的计算。任一节点的 存续引入分支的分支索引将会保存下来。保存的信息将用于从最后一级导回到第一级。所 述新更新的节点度量将成为所述格栅导向时的前一个节点度量，而所述前一个节点度量将 替换当前更新的节点度量（当前节点度量的标志仅可以由前一个节点度量的标志替换）以 备下一个节点度量的计算。所述方案为从所述第一级到所述最后一级的前向迁移导向，当 到达最后一级时，会发现具有最小节点度量的节点。该节点成为回溯的起始节点。由于每个 节点只存在一个存续引入分支，所述方案可以以直通的方式进行后向迁移导向。存在保存 的存续分支索引，与相应的VA输出位，其中VA输出位是量化输出。当回溯回所述格栅时，