信道信息的反馈方法、装置及系统的制作方法

文档序号:9754205阅读:416来源:国知局
信道信息的反馈方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种信道信息的反馈方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信业务流量需求的快速增长,未来移动通信系统将面对更加广泛的需 求,但是现有第4代(the4th Generation,简称4G)移动通信标准中先进的多天线技术以 及信道自适应技术等的采用已经使系统的频谱效率逼近了信道容量,所以要实现上述目 标,就需要对传统网络架构做出调整,并寻找新的无线资源增长点。近两年兴起的热门研 究方向之一即基于大规模(Massive)天线排列的Massive多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,简称ΜΙΜΟ)技术,能够深度挖掘和利用空间的无线资源,理论上可以显著 的提高系统的频谱效率和功率效率。
[0003] 在ΜΙΜΟ系统中,为进一步提高ΜΙΜΟ系统的性能,除了接收端(用户侧)需要获得 无线信道信息外,发射端(基站侧)也要获取无线信道信息以进行预编码等处理,这样对于 频分双工(Frequency Division Duplex,简称FDD)ΜΙΜ0系统,终端用户需要通过反馈链路 向基站反馈已获得的无线信道信息。为了确保Massive ΜΠΚ)系统的性能,与传统的ΜΜ0 系统相比Massive Μ頂0系统更加依赖于用户是否能够将准确的无线信道信息反馈给基站。 传统的信道反馈往往采用基于码书(Codebook)的策略,然而,用户基于Codebook策略反馈 上述准确的无线信道信息给基站所需要的控制开销会随着Massive Μ頂0系统中天线数目 的增多而急剧增大。
[0004] 为了解决上述的反馈开销问题,潜在的解决方案是利用ΜΜ0信道在变换域的稀 疏特性,在压缩感知(Compressive Sensing,简称CS)理论框架下,用户对无线信道信息进 行高效压缩后再进行反馈,基站则通过低维的反馈信息可靠恢复原始信道信息,从而实现 低开销高可靠的信道信息反馈。然而,在实际应用中,为进一步降低反馈开销,不考虑信道 的具体特征,唯一的只选择上述基于CS的压缩反馈方法并不是最可取或最优的。
[0005] 针对相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题,目前尚未提出有效的解决 方案。

【发明内容】

[0006] 本发明提供了一种信道信息的反馈方法、装置及系统,以至少解决相关技术中信 道信息的反馈方式开销较大的问题。
[0007] 根据本发明的一个实施例,提供了一种信道信息的反馈方法,包括:确定信道信息 的反馈方式;按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站;其中,所述信道信息的反馈方式 至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
[0008] 本实施例中,确定信道信息的反馈方式包括:根据原始信道矢量X获取信道的变 换域矢量S ;根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定所述信道信息的反馈方式。
[0009] 本实施例中,所述信道的变换域矢量S的稀疏特征包括:非零元素数!^,以及,除 包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目κ2;其中, 所述Ζ小于Ν,所述Κ2小于等于Ki ;Ν为原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。 [0010] 本实施例中,确定信道信息的反馈方式包括以下至少之一:如果所述非零元素数 Ki小于第一门限Qi,则确定信道信息的反馈方式为第一方式;否则,判断所述除包含最多非 零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2是否超过第二门限 Q2,如果超过,确定信道信息的反馈方式为第二方式;如果没有超过,则确定信道信息的反 馈方式为第三方式;其中,所述Qi是小于N的确定正整数,Q 2是小于I的确定正整数。
[0011] 本实施例中,确定信道信息的反馈方式包括:分别获取所有反馈方式的反馈开销, 并确定所有反馈方式中的反馈开销最小的反馈方式为所述信道信息的反馈方式。
[0012] 本实施例中,所述信道信息的第一反馈方式是,反馈信道的变换域矢量S中Ki个 非零元素的取值和元素编号;和/或,所述信道信息的第二反馈方式是,通过第一感知矩阵 Φ i,将维度为N的原始的信道矢量X压缩为维度是吣的矢量t并反馈,其中,Mi小于N ;和 /或,所述信道信息的第三反馈方式是,获取维度为Z的矢量S',其中,所述矢量S'中的元 素与信道变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素一一对应;根据第二感 知矩阵Φ 2和第二稀疏变换基Ψ2将所述维度为Z的矢量S'压缩为维度是M2的矢量Y 2,其 中,Μ2小于Ζ ;反馈所述包含最多非零元素的连续Ζ个元素在信道的变换域矢量S中的编号, 所述矢量Υ2,以及,在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Ζ个元素以外的所有其 它元素包括的Κ 2个非零元素的取值和元素编号。
[0013] 本实施例中,所述Z、Mi和Μ2是预定义的,或者,所述Z、Mi和Μ2是从基站获取的。
[0014] 本实施例中,所述仏和所述Q2根据所述吣和所述Μ2确定。
[0015] 本实施例中,根据以下等式确定所述仏和所述Q2 :Qi = floor ((Μ2 · (^+0:3)/(?),Q2 =floor (% ·02-Μ2 ·02-03)/04),其中,所述是在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量 S中的任意非零元素的取值和编号的开销;所述0 2是在第二反馈方式中反馈在矢量t中的 任意元素的取值,以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销;所述 〇 3是在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Ζ个元素在信道变换域矢量S中 的编号的开销;所述〇4是在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的除包含最多非 零元素的连续Ζ个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销;其 中的floor表示向下取整数操作。
[0016] 本实施例中,所述第二稀疏变换基ψ2为确定的酉矩阵。
[0017] 本实施例中,所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一:离散傅里叶变换DFT基、两 个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基 的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦 逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
[0018] 本实施例中,所述变换域矢量S为第一稀疏变换基的共轭转置与原始信道矢 量X的乘积。
[0019] 本实施例中,所述第一稀疏变换基为确定的酉矩阵。
[0020] 本实施例中,所述第一稀疏变换基包括以下之一:离散傅里叶变换DFT基、两 个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基 的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦 逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
[0021] 本实施例中,在按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站的过程中,还包括:将所 述信道信息的反馈方式反馈给所述基站。
[0022] 根据本发明的另一实施例,提供了一种信道信息的反馈方法,包括:确定信道信息 的反馈方式;按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息;其中,所述信道信息的反馈方 式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
[0023] 本实施例中,在按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息之后,还包括:根据所 述用户反馈的信道信息确定原始信道矢量X的变换域矢量S ;和/或,根据所述变换域矢量 S确定所述原始信道矢量X。
[0024] 本实施例中,按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括:在所述反馈方式 为第一方式的情况下,获取所述用户反馈的信道信息为I个非零元素的取值和元素编号。
[0025] 本实施例中,所述变换域矢量S包括屯个非零元素和N-&个零元素,其中,所述 I个非零元素的取值分别等于所述根据信道信息获取的&个非零元素的取值,所述&个非 零元素在所述矢量S中的元素编号分别等于所述根据信道信息获取的&个非零元素的编 号;N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度。
[0026] 本实施例中,按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括:在所述反馈方式 为第二方式的情况下,获取所述用户反馈的信道信息为维度为I的矢量I。
[0027] 本实施例中,根据第一感知矩阵、第一稀疏变换基以及感知重构算法从所 述矢量Yi中恢复出所述变换域矢量S。
[0028] 本实施例中,按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括:在所述反馈方式 为第三方式的情况下,获取所述用户反馈的信道信息为维度为M 2的矢量Y2、包含最多非零 元素的连续Ζ个元素在变换域矢量S中的编号,以及在变换域矢量S中的除包含最多非零 元素的连续Ζ个元素以外的所有其它元素包括的Κ 2个非零元素的取值和元素编号;其中, 所述Ζ小于Ν,所述Κ2小于等于Κρ Ν为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度,&为在所 述反馈方式为第一方式的情况下,获取所述用户反馈的信道信息中的非零元素数。
[0029] 本实施例中,根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2以及感知重构算法从所 述维度是Μ 2的矢量Υ2中恢复出维度是Ζ的矢量S',其中Μ2小于Ζ ;所述变换域矢量S中的 包含最多非零元素的连续Ζ个元素分别等于所述维度是Ζ的矢量S'中的元素,其中,所述 包含最多非零元素的连续Z个元素的编号分别等于所述根据信道信息获取的包含最多非 零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号;在所述变换域矢量S中的除所述包含最 多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素共包含K 2个非零元素,其中,所述K2个非 零元素的取值和元素编号分别等于所述根据信道信息获取的在变换域矢量S中的除包含 最多非零元素的连续Ζ个元素以外的所有其它元素包括的κ 2个非零元素的取值和元素编 号。
[0030] 本实施例中,所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
[0031] 本实施例中,所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一:离散傅里叶变换DFT基、两 个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基 的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦 逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
[0032] 本实施例中,所述原始的信道矢量X是第一稀疏变换基与所述变换域矢量S的 乘积。
[0033] 本实施例中,所述第一稀疏变换基为确定的酉矩阵。
[0034] 本实施例中,所述第一稀疏变换基包括以下之一:离散傅里叶变换DFT基、两 个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基 的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦 逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
[0035] 本实施例中,所述Z和M2是预定义的。
[0036] 本实施例中,所述吣是预定义的。
[0037] 本实施例中,确定信道信息的反馈方式包括:根据用户的反馈确定所述信道信息 的反馈方式。
[0038] 根据本发明的另一实施例,还提供了一种信道信息的反馈装置,位于用户侧,包 括:第一确定模块,用于确定信道信息的反馈方式;反馈模块,用于按照所述反馈方式将信 道信息反馈给基站;其中,所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换 域矢量S的相关信息的方式。
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