专利名称：信道状态信息压缩装置和方法、程序、接收机及发射机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信道状态信息压缩装置和相应方法、信道状态信息扩展装置和相 应方法、计算机程序、接收机以及发射机。要求2009年12月8日提交的日本专利申请No. 2009-278481的优先权，其内容经 引用并入本文。
背景技术：
对于先进的无线通信系统，已研究了采用ΜΙΜ0(多输入多输出)系统。在MIMO 系统中，发射机基于表明信号传输路径(即，通信信道)状态的CSI(信道状态信息)对传 输的数据进行预编码，这相比于不执行预编码的情形而言可以改进频率使用的效率(例如 见 M. Vu 禾口 A. Paulraj, "ΜΙΜΟ Wireless Linear Precoding，，，IEEE Signal Processing Magazine, 86-105 页，2007 年 9 月)。另外，在采用FDD (频分双工)方法时，通常由接收机获取信道状态信息。作为基于 信道状态信息对传输的数据进行预编码的方法，如下两个方法是已知的(例如见3GPP TS 36. 211 V. 8. 7. 0，53-54 页，2009 年 5 月)(i)接收机获取信道响应矩阵，以及把它发送给发射机。发射机随后按照信道响应 矩阵执行预编码。(ii)发射机和接收机共同具有包括多个预编码器的索引号的码本。接收机获取信 道响应矩阵，以及把信道响应矩阵对应的预编码器的索引号发送给发射机。发射机使用具 有相关索引号的预编码器。在以上方法(i)中，发射机可以通过使用接收机获取的信道响应矩阵执行预编 码。然而，从接收机向发射机发送的信道响应矩阵的信息量大，这需要用于传输信息的大量 无线资源。在以上方法(ii)中，可以减少从接收机向发射机发送的信息量。然而，预编码器 类型(可以记录在码本中)的数量有限。因此，如果不存在适合于接收机获取的信道响应 矩阵的预编码器，则预编码的效果降级。
发明内容
鉴于以上状况，本发明的目的是提供一种用于在确保信道状态信息足够准确的情 况下执行信息压缩的信道状态信息压缩装置和相应方法、计算机程序以及接收机。本发明的另一目的是提供以上信道状态信息压缩装置和相应方法、相关计算机程 序以及接收机对应的信道状态信息扩展装置和相应方法、计算机程序以及发射机。因此，本发明提供了一种信道状态信息压缩装置，包括时频域转换器，用于把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换 到频域；以及自适应选择器，用于从时频域转换器获取的频域数据之中基于频率分量的电功率选择压缩数据中要包括的每个频率分量，其中信道状态信息压缩装置输出由每个所选择的频率分量组成的压缩数据、以及用于 标识形成压缩数据的每个频率分量的信息。在典型示例中，自适应选择器按电功率量从最大至最小的次序选择预定数量的频 率分量。在优选示例中，其中，自适应选择器按电功率量从最大至最小的次序选择预定数 量的频率分量，直到压缩数据中要包括的频率分量的电功率的总量达到预定值为止。在另一典型示例中，时频域转换器执行离散余弦变换。在另一优选示例中时频域转换器执行离散余弦变换；以及自适应选择器按每个频率分量的频率从最低至最高的次序选择预定数量的频率 分量，直到压缩数据中要包括的频率分量的电功率的总量达到预定值为止。本发明还提供了一种信道状态信息扩展装置，包括信息补偿器，用于基于用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息为表明每个 通信信道的状态的信道状态信息的频域数据的压缩数据补充每个缺失的频率分量；以及频时域转换器，用于把信息补偿器补充后的频域数据的域从频域转换到时域。在典型示例中，频时域转换器执行反离散余弦变换。本发明还提供了一种信道状态信息压缩方法，包括步骤把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换到频域；从通过转换步骤获取的频域数据之中基于频率分量的电功率选择压缩数据中要 包括的每个频率分量；输出由每个所选择的频率分量组成的压缩数据、以及用于标识形成压缩数据的每 个频率分量的信息。本发明还提供了一种信道状态信息扩展方法，包括步骤基于用于标识形成压缩 数据的每个频率分量的信息为表明每个通信信道的状态的信道状态信息的频域数据的压 缩数据补充每个缺失的频率分量；以及把补充后的频域数据的域从频域转换到时域。本发明还提供了一种计算机程序，用于使得计算机执行步骤把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换到频域；从通过转换步骤获取的频域数据之中基于频率分量的电功率选择压缩数据中要 包括的每个频率分量；输出由每个所选择的频率分量组成的压缩数据、以及用于标识形成压缩数据的每 个频率分量的信息。相应地，可以使用计算机实施上述信道状态信息压缩装置。本发明还提供了一种计算机程序，用于使得计算机执行步骤基于用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息为表明每个通信信道的状态 的信道状态信息的频域数据的压缩数据补充每个缺失的频率分量；以及把补充后的频域数据的域从频域转换到时域。相应地，可以使用计算机实施上述信道状态信息扩展装置。
本发明还提供了一种MIMO系统中的接收机，包括时频域转换器，用于转换MIMO系统中接收机与发射机之间的信道状态信息的域； 以及自适应选择器，用于从时频域转换器获取的频域数据之中基于频率分量的电功率 选择压缩数据中要包括的每个频率分量；以及发送单元，用于向发射机发送由每个所选择的频率分量组成的压缩数据、以及用 于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息。本发明还提供了一种MIMO系统中的发射机，包括接收单元，用于从接收机接收MIMO系统中发射机与接收机之间的信道状态信息 的频域数据的压缩数据以及用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息；信息补偿器，用于基于用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息为压缩数据 补充每个缺失的频率分量；频时域转换器，用于把信息补偿器补充后的频域数据的域从频域转换到时域；以 及预编码单元，用于通过使用频时域转换器获取的信道状态信息对MIMO系统中要 传输的数据进行预编码。按照本发明，可以在确保信道状态信息足够准确的情况下执行信息压缩。
图1是示出了与本发明实施例有关的无线通信系统的总体结构的方框图。图2是示出了图1中信道状态信息压缩单元M的结构的方框图。图3是示出了图1中信道状态信息扩展单元14的结构的方框图。图4是示出了用于解释实施例的信道状态信息压缩方法和信道状态信息扩展方 法的具体示例的图。图5也是示出了用于解释实施例的信道状态信息压缩方法和信道状态信息扩展 方法的具体示例的图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。图1是示出了与本发明实施例有关的无线通信系统的总体结构的方框图。无线通 信系统具有MIMO发射机1和MIMO接收机2，其中，从MIMO发射机1向MIMO接收机2执行 MIMO传输。在图1中，MIMO发射机1具有预编码单元11、发射单元12、控制信息接收单元13 以及信道状态信息扩展单元14。预编码单元11通过使用信道状态信息(CSI)执行要传输数据的预编码。发射单 元12具有多个发射天线，以及经由发射天线发送预编码后的数据。控制信息接收单元13 从MIMO接收机2接收控制信息，其中，控制信息具有信道状态信息压缩编码数据B和控制 数据C。信道状态信息扩展单元14通过使用信道状态信息压缩编码数据B和控制数据C获 取信道状态信息，以及把获取的信道状态信息提供给预编码单元11。
MIMO接收机2具有接收单元21、信道估计单元22、接收处理单元23、信道状态信 息压缩单元M以及控制信息发送单元25。接收单元21具有多个接收天线，以及接收通过MIMO发射机1的发射天线传输的 信号。信道估计单元22通过使用接收天线接收的信号估计信道状态信息(CSI)。接收处 理单元23使用信道状态信息执行接收处理，从而获取接收的数据。信道状态信息压缩单元 24通过使用信道估计单元22估计的信道状态信息生成信道状态信息压缩编码数据B，以及 把信道状态信息压缩编码数据B和控制数据C输出到控制信息发送单元25。控制信息发送 单元25把信道状态信息压缩编码数据B和控制数据C发送给MIMO发射机1。图2是示出了图1中信道状态信息压缩单元M的结构的方框图。图3是示出了 图1中信道状态信息扩展单元14的结构的方框图。参照图2，下面将解释信道状态信息压缩单元M。在图2中，信道状态信息压缩单 元M具有DCT (离散余弦变换)单元41、信息压缩单元42、变长编码单元43以及控制单元 44。信息压缩单元42包括自适应选择器45和量化器46。DCT单元从信道估计单元22接收信道状态信息(CSI)，以及对信道状态信息进行 离散余弦变换。把通过信道状态信息的DCT获取的离散余弦变换数据输出到信息压缩单元 42。离散余弦变换数据包括DCT系数作为每个频率分量的信息。信息压缩单元42基于数据的电功率压缩离散余弦变换数据中包括的频率分量信 息，即，减少信息比特的数量或者部分地删除信息。信息压缩单元42把通过离散余弦变换 数据的信息压缩获取的压缩数据输出到变长编码单元43。变长编码单元43对从信息压缩单元42接收的压缩数据进行变长编码，以及把通 过变长编码获取的信道状态信息压缩编码数据B输出到控制信息发送单元25。在信息压缩单元42中，通过自适应选择器45和量化器46执行离散余弦变换数据 的信息压缩。自适应选择器45基于频率分量的电功率从离散余弦变换数据之中选择压缩 数据中要包括的每个频率分量。自适应选择器45把从离散余弦变换数据中选择的频率分 量的信息输出到量化器46。量化器46按照从控制单元44发出的指令对从自适应选择器 45输入的频率分量的信息执行比特分配。自适应选择器45还把DCT点索引信息A输出到控制单元44。DCT点索引信息A 是用于指定形成压缩数据的每个频率分量的信息。更具体地，DCT点索引信息A由相关DCT 系数的标识(DCT点索引号)组成，以使得通过标识指定压缩数据中包括的DCT系数。控制单元44控制变长编码单元43和量化器46的操作。控制单元44把与信道状 态信息压缩编码数据B有关的控制数据C输出到控制信息发送单元25，其中，控制数据C包 括DCT点索引信息A。接下来，参照图3，将解释信道状态信息扩展单元14。在图3中，信道状态信息扩 展单元14具有变长解码单元51、信息扩展单元52、IDCT (反离散余弦变换)单元53、以及 控制单元M。信息扩展单元52包括反量化器55和信息补偿器56。图3中的结构元件分 别对应于图2中所示的结构元件。变长解码单元51从控制信息接收单元13接收信道状态信息压缩编码数据B，以及 对信道状态信息压缩编码数据B进行变长解码。变长解码单元51把通过变长解码获取的 压缩数据输出到信息扩展单元52。
信息扩展单元52对从变长解码单元51接收的压缩数据进行信息扩展，通过信息 扩展单元52中的反量化器55和信息补偿器56执行信息扩展。信息扩展单元52把通过压 缩数据的信息扩展获取的离散余弦变换数据输出到IDCT单元53。IDCT单元53把通过IDCT单元53执行的反离散余弦变换获取的信道状态信息 (CSI)输出到预编码单元11。控制单元M从控制信息接收单元13接收控制数据C，以及基于控制数据C控制信 息扩展单元52和变长解码单元51的操作。控制数据C包括DCT点索引信息A。控制单元 54把控制数据C中包括的DCT点索引信息A输出到信息补偿器56。按照从控制单元M发出的指令，反量化器55从压缩数据中获取离散余弦变换数 据每个频率分量的信息。信息补偿器56基于DCT点索引信息A为由通过反量化器55获取的频率分量的信 息组成的离散余弦变换数据补充每个缺失频率分量的信息。相应地，生成没有缺失频率分 量的离散余弦变换数据。虽然使用DCT作为用于把信道状态信息的域从时域转换到频域的时频域转换，但 可以采用另一时频域转换方法。例如，作为时频域转换，可以采用DFT(离散傅立叶变换) 或DWT (离散小波变换)。接下来，将示出图3中信息扩展单元52以及图2中信息压缩单元42的一些具体 示例。具体示例1在具体示例1中，自适应选择器45按电功率量的次序(即，频率分量的电功率越 高，越早地选择频率分量)从离散余弦变换数据之中选择压缩数据中要包括的每个频率分 量。下面将详细解释具体示例1中信息扩展单元52和信息压缩单元42的操作。首先，将解释信息压缩单元42。自适应选择器45从DCT单元41接收离散余弦变 换数据，其中，离散余弦变换数据包括DCT系数作为每个频率分量的信息。为便于解释，假 定DCT结果的离散余弦变换数据由DCT点索引号为0至14的15个DCT系数组成。这里， DCT点索引号0对应于直流(DC)分量的DCT系数，DCT点索引号越大，DCT系数的频率分量 越高。对于每个DCT点索引号，自适应选择器45通过使用DCT点索引号指定的DCT系数 计算频率分量的电功率，更具体地，DCT系数由实部和虚部组成，计算DCT系数虚部的平方 以及实部的平方的总和作为DCT系数对应的频率分量的电功率。相应地，自适应选择器45 计算DCT点索引号0至14对应的15个电功率值。图4和图5示出了计算结果的具体示例 以便于解释。自适应选择器45随后把十五个电功率值彼此相比较，以及选择电功率最大的DCT 点索引号。自适应选择器45随后把(除了选择的DCT点索引号的电功率值之外的)剩余 十四个电功率值彼此相比较，以及选择电功率最大的DCT点索引号。把这种DCT点索引号 选择操作重复预定次数。此处，为便于解释，预定数量是7。相应地，自适应选择器45从15 个DCT点索引号之中选择电功率值较大的7个DCT点索引号。在图4和图5中所示的示例 中，按顺序(即，按电功率量从最大至最小的次序)选择DCT点索引号0、4、2、3、9、1以及7。 此处，虽然DCT点索引号7和12具有同样的电功率值“12”，但由于对DCT点索引号选择数量的限制而只选择小于12以及从而对应于较低频率分量的DCT点索引号7。接下来，自适应选择器45从形成离散余弦变换数据的15个DCT系数之中向量化 器46只输出作为以上选择结果的DCT点索引号0、1、2、3、4、7以及9对应的7个DCT系数。 自适应选择器45还把作为DCT点索引信息A的(作为选择结果的)DCT点索引号0、1、2、3、 4、7以及9输出到控制单元44。控制单元44把DCT点索引信息A(即，DCT点索引号0、1、 2、3、4、7以及9)输入到控制数据C中。量化器46按照来自控制单元44的指令为(从自适应选择器45输入的)七个DCT 系数分配比特。例如，量化器46为七个DCT系数中的每个DCT系数统一分配预定数量的比 特。在另一示例中，对于可以分配的若干比特，DCT系数的电功率越高，为DCT系数分配的比 特的数量越大。控制单元44把相关比特分配信息输入到控制数据C中。量化器46把(比 特分配之后的)七个DCT系数作为压缩数据输出到变长编码单元43。变长编码单元43对从量化器46接收的压缩数据进行变长编码，以及把获取的信 道状态信息压缩编码数据B输出到控制信息发送单元25。控制单元44把包括DCT点索引 信息A和比特分配信息的控制数据C输出到控制信息发送单元25。相应地，控制信息发送 单元25把信道状态信息压缩编码数据B和控制数据C ( S卩，DCT点索引信息A和比特分配 信息)发送给MIMO发射机1。接下来，将解释与具体示例1有关的信息扩展单元52的操作。为便于解释，此处 也使用对具体示例1在信息压缩单元42的解释中使用的具体示例。在MIMO发射机1中，在变长解码单元51中对控制信息接收单元13接收的信道状 态信息压缩编码数据B进行变长解码。把通过信道状态信息压缩编码数据B的变长解码获 取的压缩数据输入到信息扩展单元52中的反量化器55中。另外，把控制信息接收单元13 接收的控制数据C输入到控制单元M中。控制单元M把接收的控制数据C中包括的DCT 点索引信息A输出到信息补偿器56，以及还把控制数据C中包括的比特分配信息输出到反 量化器55。基于接收的比特分配信息，反量化器55从自变长解码单元51接收的压缩数据中 获取离散余弦变换数据的DCT系数。此处，获取七个DCT系数。反量化器55把获取的七个 DCT系数输出到信息补偿器56。当信息补偿器56从反量化器55接收到七个DCT系数时，信息补偿器56基于从控 制单元M接收的DCT点索引信息A补偿缺失的DCT系数。此处，DCT点索引信息A包括DCT 点索引号0、1、2、3、4、7以及9。因此，在从0至14的十五个DCT系数之中，5、6、8、10、11、 12、13以及14八个DCT系数缺失。相应地，信息补偿器56为DCT系数5、6、8、10、11、12、13 以及14中的每个DCT系数补充预定值“0”。信息补偿器56把具有补充后的十五个DCT系数的离散余弦变换数据输出到IDCT 单元53。IDCT单元53对离散余弦变换数据进行反离散余弦变换，以及把获取的信道状态 信息(CSI)输出到预编码单元11。按照具体示例1，在从离散余弦变换数据中选择压缩数据中要包括的每个频率分 量时，按电功率量从最大至最小的次序选择预定数量的频率分量。相应地，把电功率相对较 高的频率分量的信息从MIMO接收机2提供给MIMO发射机1。因此，可以实施对信道状态 信息精度高的信息压缩。具体示例1在可以从MIMO接收机2向MIMO发射机1传输的控制
9信息的量固定时特别有效。另外，由于按电功率量从最大至最小的次序选择压缩数据中包 括的频率分量，可以防止信道状态信息的精度由于排除了电功率相对较高的频率分量而降 级。另外，DCT具有信息聚集到低频分量中的特性，聚集程度相比于其它时频域转换方 法(例如，DFT或DWT)而言是显著的。因此，当压缩数据中要包括的频率分量的数量固定 时，可以通过使用DCT改进信道状态信息的精度。具体示例2在具体示例2中，自适应选择器45按电功率量的次序(即，频率分量的电功率越 高，越早地选择频率分量)从离散余弦变换数据之中选择压缩数据中要包括的每个频率分 量，直到电功率的总值达到预定值为止。下面将详细解释具体示例2中信息压缩单元42的 操作。由于信息扩展单元52的操作与具体示例1中的操作类似，此处略去了其解释。为便于信息压缩单元42的解释，与具体示例1类似地采用图4和图5中所示的示 例。自适应选择器45从DCT单元41接收离散余弦变换数据，其中，离散余弦变换数据 包括DCT系数作为每个频率分量的信息。DCT结果的离散余弦变换数据由DCT点索引号为 0至14的15个DCT系数组成。DCT点索引号0对应于直流(DC)分量的DCT系数，DCT点 索引号越大，DCT系数的频率分量越高。对于每个DCT点索引号，自适应选择器45通过使用DCT点索引号指定的DCT系数 计算频率分量的电功率。计算电功率的方法与具体示例1中的方法类似。相应地，自适应 选择器45计算如图4和图5中所示的DCT点索引号0至14对应的15个电功率值。自适应选择器45随后把十五个电功率值彼此相比较，以及选择电功率最大的DCT 点索引号。自适应选择器45把最大电功率值设置成自适应选择器45中电功率累积寄存器 的初始值。自适应选择器45随后把(除了选择的DCT点索引号的电功率值之外的)剩余十四 个电功率值彼此相比较，以及选择电功率最大的DCT点索引号。自适应选择器45将最大电 功率值与电功率累积寄存器中存储的值相加以更新寄存器。重复这种DCT点索引号选择和电功率添加操作，直到电功率累积寄存器中存储的 值达到预定值为止。即，每次向电功率累积寄存器设置值时，把电功率累积寄存器中存储的 值与预定值相比较。当电功率累积寄存器中存储的值变得大于或等于预定值时，完成DCT 点索引号选择和电功率添加操作。此处，预定值是40，作为具体示例以便于解释。相应地，自适应选择器45从十五个 电功率值之中选择总共五个DCT点索引号0(电功率值为10)、4(电功率值为9)、2(电功率 值为8)、3(电功率值为7)以及9(电功率值为7)，直到电功率的总值达到40为止。电功率 总值的预定值可以是固定的或者可以作为针对平均值的比率提供。接下来，自适应选择器45从形成离散余弦变换数据的15个DCT系数之中向量化 器46只输出作为以上选择结果的DCT点索引号0、2、3、4以及9对应的5个DCT系数。自 适应选择器45还把作为DCT点索引信息A的(作为选择结果的)DCT点索引号0、2、3、4以 及9输出到控制单元44。控制单元44把DCT点索引信息A( S卩，DCT点索引号0、2、3、4以 及9)输入到控制数据C中。
由于量化器46、变长编码单元43以及控制单元44的操作与具体示例1中的操作 类似，此处略去了其解释。按照具体示例2，在从离散余弦变换数据中选择压缩数据中要包括的每个频率分 量时，按电功率量从最大至最小的次序选择频率分量，直到(压缩数据中要包括的)频率分 量的电功率的总值达到预定值为止。相应地，把电功率相对较高的频率分量的信息从MIMO 接收机2提供给MIMO发射机1。因此，可以实施对信道状态信息精度高的信息压缩。另外， 由于压缩数据中要包括的频率分量的电功率的总值大于或等于预定值，可以确保信道状态 信息的恒定精度。具体示例2在需要信道状态信息的这种恒定精度时特别有效。另外，由 于按电功率量从最大至最小的次序选择压缩数据中包括的频率分量，可以防止信道状态信 息的精度由于排除了电功率相对较高的频率分量而降级。另外，DCT具有信息聚集到低频分量中的特性，聚集程度相比于其它时频域转换方 法(例如，DFT或DWT)而言是显著的。因此，当压缩数据中要包括的频率分量的电功率总 值固定时，可以通过使用DCT减少从MIMO接收机2向MIMO发射机1传输的DCT点索引号
的数量。具体示例3在具体示例3中，使用DCT作为信道状态信息的时频域转换方法。在具体示例3 中，自适应选择器45按频率从最低至最高的次序从离散余弦变换数据之中选择压缩数据 中要包括的每个频率分量。这是因为在DCT的情形中，信息聚集到低频分量上，因而，虽然 减少或删除了高频分量的信息也可以维持信道状态信息的期望精度。相应地，压缩数据中 特别包括低频分量的信息。下面将详细解释具体示例3中信息扩展单元52和信息压缩单 元42的操作。为便于信息压缩单元42的解释，与具体示例1类似地采用图4和图5中所示的示 例。首先，将解释信息压缩单元42。自适应选择器45从DCT单元41接收离散余弦变 换数据，其中，离散余弦变换数据包括DCT系数作为每个频率分量的信息。DCT结果的离散 余弦变换数据由DCT点索引号为0至14的15个DCT系数组成。DCT点索引号0对应于直 流(DC)分量的DCT系数，DCT点索引号越大，DCT系数的频率分量越高。自适应选择器45首先从15个DCT点索引号0至14之中选择最小的DCT点索引 号0，以及通过使用所选择的DCT点索引号0的DCT系数计算频率分量的电功率。自适应选 择器45把计算的电功率值设置成自适应选择器45中电功率累积寄存器的初始值。自适应选择器45随后从(除了此前选择的DCT点索引号0之外的)剩余十四个 DCT点索引号1至14之中选择最小的DCT点索引号1，以及通过使用选择的DCT点索引号1 的DCT系数计算频率分量的电功率。自适应选择器45将计算的电功率值与电功率累积寄 存器中存储的值相加以更新寄存器。重复这种DCT点索引号选择和电功率添加操作，直到电功率累积寄存器中存储的 值达到预定值为止。即，每次向电功率累积寄存器设置值时，把电功率累积寄存器中存储的 值与预定值相比较。当电功率累积寄存器中存储的值变得大于或等于预定值时，完成DCT 点索引号选择和电功率添加操作。此处，预定值是40，作为具体示例以便于解释。相应地，自适应选择器45自最小号起从十五个DCT点索引号0至14之中总共选择六个DCT点索引号0(电功率值为10)、 1 (电功率值为5)、2 (电功率值为8)、3 (电功率值为7)、4 (电功率值为9)以及5 (电功率值 为1)，直到电功率的总值达到40为止。电功率总值的预定值可以是固定的或者可以作为针 对平均值的比率提供。接下来，自适应选择器45从形成离散余弦变换数据的15个DCT系数之中向量化 器46只输出作为以上选择结果的DCT点索引号0至5对应的6个DCT系数。在DCT点索 引号选择的结果中，自适应选择器45只把最大的DCT点索引号5作为DCT点索引信息A输 出到控制单元44。控制单元44把DCT点索引信息A(即，DCT点索引号5)输入到控制数据 C中。由于量化器46、变长编码单元43以及控制单元44的操作与具体示例1中的操作 类似，所以此处略去了其解释。接下来，将解释与具体示例3有关的信息扩展单元52的操作。由于变长解码单元 51、反量化器55以及控制单元M的操作与具体示例1中的操作类似，所以此处略去了其解释。当信息补偿器56从反量化器55接收到六个DCT系数时，信息补偿器56基于从控 制单元M接收的DCT点索引信息A补偿缺失的DCT系数。此处，DCT点索引信息A具有DCT 点索引号5 (从反量化器55接收的DCT系数的DCT点索引号之中的最大值)。因此，DCT点 索引号6和之后的DCT系数缺失，所以信息补偿器56为DCT系数6至14中的每个DCT系 数补充预定值“0”。信息补偿器56把具有补充后的十五个DCT系数的离散余弦变换数据输出到IDCT 单元53。IDCT单元53对离散余弦变换数据进行反离散余弦变换，以及把获取的信道状态 信息(CSI)输出到预编码单元11。按照具体示例3，在从离散余弦变换数据中选择压缩数据中要包括的每个频率分 量时，按频率从最低至最高的次序选择频率分量，直到(压缩数据中要包括的)频率分量的 电功率的总值达到预定值为止。相应地，把频率相对较低的频率分量的信息从MIMO接收机 2提供给MIMO发射机1。因此，可以实施对信道状态信息精度高的信息压缩。另外，由于压 缩数据中要包括的频率分量的电功率的总值大于或等于预定值，可以确保信道状态信息的 恒定精度。此外，由于只把一个DCT点索引号从MIMO接收机2传输到MIMO发射机1，可以 使从MIMO接收机2向MIMO发射机1发送的控制信息的量最小化。虽然以上已描述和示例了本发明的优选实施例，但应当理解，这些实施例是本发 明的示范性实施例并且不应该被视为限制。可以在不脱离本发明范围的情况下做出添加、 省略、替换以及其它修改。相应地，本发明不应该被视为受以上描述的限制，以及仅由所附 权利要求的范围限制。例如，信道状态信息可以是多个接收天线与多个发送天线之间定义的信道响应矩 阵。在此情形中，可以在确保信道响应矩阵优选精度的情况下执行信息压缩。因此，在相关 MIMO系统中，MIMO发射机1可以对MIMO接收机2获取的信道响应矩阵进行适当的预编码， 可以减少从MIMO接收机2向MIMO发射机1发送的信道响应矩阵所需要的信息的量。相应 地，可以确保预编码的效果，可以减少用于传输信道响应矩阵的无线资源的量。应用本发明的无线通信系统可以采用多载波传输方法或单载波传输方法。多载波传输方法可以是OFDM(正交频分复用)方法。另外，还可以把本发明应用于除了 MIMO系统 之外的无线通信系统以压缩表明每个通信信道的状态的信道状态信息。另外，可以把用于实施图2中所示信道状态信息压缩单元M的功能或者图3中所 示信道状态信息扩展单元14的功能的程序存储在计算机可读存储介质中，可以在计算机 系统上加载并且通过计算机系统执行存储的程序，以执行信道状态信息压缩或信道状态信 息扩展。计算机系统可以包括操作系统以及诸如外围设备的硬件资源。计算机可读存储介质是可以是如下的存储设备(i)便携式介质，诸如软盘、磁光 盘、可写非易失性存储器(例如，ROM或闪存)、或者DVD(数字多功能盘)，或者(ii)计算 机系统中安装的硬盘。计算机可读存储介质可以是把程序存储特定时间的存储器，如，在经由网络(例 如，互联网)或者通过通信线路(例如，电话线路)传输程序时作为服务器或客户端的计算 机系统中的易失性存储器(例如，DRAM(动态随机访问存储器))。可以把以上程序从(把程序存储于存储设备等中的)计算机系统经由传输介质 (在通过传输介质的发射波上)传输到另一计算机系统。传输程序所经的传输介质是诸如 互联网的网络或诸如电话线路的通信线路，即，具有传输数据功能的介质。另外，可以使用用于执行一部分上述过程的程序。此外，可以提供要与已经 存储在计算机系统中的程序相结合的差分文件(differential file)(即，差分程序 (differential program))以实现上述过程。
权利要求
1.一种信道状态信息压缩装置，包括时频域转换器，用于把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换到频 域；以及自适应选择器，用于从所述时频域转换器获取的频域数据之中基于频率分量的电功率 选择压缩数据中要包括的每个频率分量，其中所述信道状态信息压缩装置输出由每个所选择的频率分量组成的所述压缩数据、以及 用于标识形成所述压缩数据的每个频率分量的信息。
2.如权利要求1所述的信道状态信息压缩装置，其中，所述自适应选择器按电功率量 从最大至最小的次序选择预定数量的频率分量。
3.如权利要求1所述的信道状态信息压缩装置，其中，所述自适应选择器按电功率量 从最大至最小的次序选择预定数量的频率分量，直到所述压缩数据中要包括的频率分量的 电功率的总量达到预定值为止。
4.如权利要求1所述的信道状态信息压缩装置，其中，所述时频域转换器执行离散余 弦变换。
5.如权利要求1所述的信道状态信息压缩装置，其中所述时频域转换器执行离散余弦变换；以及所述自适应选择器按每个频率分量的频率从最低至最高的次序选择预定数量的频率 分量，直到所述压缩数据中要包括的频率分量的电功率的总量达到预定值为止。
6.一种信道状态信息扩展装置，包括信息补偿器，用于基于用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息为表明每个通信 信道的状态的信道状态信息的频域数据的压缩数据补充每个缺失的频率分量；以及频时域转换器，用于把所述信息补偿器补充后的频域数据的域从频域转换到时域。
7.如权利要求6所述的信道状态信息扩展装置，其中，所述频时域转换器执行反离散 余弦变换。
8.一种信道状态信息压缩方法，包括步骤把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换到频域；从通过转换步骤获取的频域数据之中基于频率分量的电功率选择压缩数据中要包括 的每个频率分量；输出由每个所选择的频率分量组成的所述压缩数据、以及用于标识形成所述压缩数据 的每个频率分量的信息。
9.一种信道状态信息扩展方法，包括步骤基于用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息为表明每个通信信道的状态的信 道状态信息的频域数据的压缩数据补充每个缺失的频率分量；以及把补充后的频域数据的域从频域转换到时域。
10.一种计算机程序，用于使得计算机执行步骤把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换到频域；从通过转换步骤获取的频域数据之中基于频率分量的电功率选择压缩数据中要包括 的每个频率分量；输出由每个所选择的频率分量组成的所述压缩数据、以及用于标识形成所述压缩数据的每个频率分量的信息。
11.一种计算机程序，用于使得计算机执行步骤基于用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息为表明每个通信信道的状态的信 道状态信息的频域数据的压缩数据补充每个缺失的频率分量；以及 把补充后的频域数据的域从频域转换到时域。
12.—种MIMO系统中的接收机，包括时频域转换器，用于转换MIMO系统中所述接收机与发射机之间的信道状态信息的域； 自适应选择器，用于从所述时频域转换器获取的频域数据之中基于频率分量的电功率 选择压缩数据中要包括的每个频率分量；以及发送单元，用于向所述发射机发送由每个所选择的频率分量组成的所述压缩数据、以 及用于标识形成所述压缩数据的每个频率分量的信息。
13.一种MIMO系统中的发射机，包括接收单元，用于从接收机接收MIMO系统中所述发射机与所述接收机之间的信道状态 信息的频域数据的压缩数据以及用于标识形成所述压缩数据的每个频率分量的信息；信息补偿器，用于基于用于标识形成所述压缩数据的每个频率分量的信息为所述压缩 数据补充每个缺失的频率分量；频时域转换器，用于把所述信息补偿器补充后的频域数据的域从频域转换到时域；以及预编码单元，用于通过使用所述频时域转换器获取的信道状态信息对所述MIMO系统 中要传输的数据进行预编码。
全文摘要
本发明公开了一种信道状态信息压缩装置和方法、程序、接收机及发射机。所述信道状态信息压缩装置，包括时频域转换器，用于把表明每个通信信道的状态的信道状态信息的域从时域转换到频域；以及自适应选择器，用于从时频域转换器获取的频域数据之中基于频率分量的电功率选择压缩数据中要包括的每个频率分量。信道状态信息压缩装置输出由每个所选择的频率分量组成的压缩数据、以及用于标识形成压缩数据的每个频率分量的信息。
文档编号H04L1/00GK102088333SQ201010588430
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月8日
发明者流田理一郎, 畑川养幸, 福原忠行 申请人:Kddi株式会社