用于无线通信的装置和方法、参数优化装置和方法与流程

本发明的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地涉及快速时变信道环境中的链路自适应技术，更具体地涉及一种用于无线通信的装置和方法，用于无线通信的接收端和发送端的装置和方法，以及用于有效信噪比映射算法的参数的优化的装置和方法。

背景技术：

随着现代交通技术的发展，在一些特殊的场合比如高速铁路(目前时速可达350km/h)等应用中，要求在快速移动条件下实现数据的高速传输。此时现有的无线传输技术在高速移动环境下面临诸多问题，其中快速时变信道对系统性能影响较大。

目前，链路自适应技术广泛应用于现代无线移动通信系统中。其主要思想是基于对当前信道传播条件的测量来估计未来信道传播条件，通过接收端对未来无线信道传播条件的估计来自适应地调节发送端发送信号的调制方式和编码效率等，以最大化系统的吞吐率。当无线信道传播条件较好时采用较高的调制指数和编码效率，反之亦然。

在快速时变信道环境下，信道随时间变化较快，因此，由于信道质量指示参数的反馈延迟引起的反馈的信道质量与当前信道质量之间的失配问题变得严重，而信道预测算法的性能由于无线信道参数的时间相关性较低而急剧恶化，可能会加剧上述失配问题。此外，由于信道质量指示的计算是基于信息帧时间范围进行的，而快速时变信道环境使得无线信道参数即使在同一个信息帧范围内也是变化的，这使得信道质量的评估更加困难。

鉴于上述问题，期望提供新的更有效的链路自适应技术。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些 方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于无线通信的装置，包括：接收信号分割单元，被配置为对通过多天线接收到的信号进行空间分割，以分别得到多个空间分割信号；以及信道预测单元，被配置为基于多个空间分割信号在各个空间上分别进行信道预测。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信的方法，包括：对通过多天线接收到的信号进行空间分割，以分别得到多个空间分割信号；以及基于多个空间分割信号在各个空间上分别进行信道预测。

根据本申请的上述用于无线通信的装置和方法通过基于空间分割信号分别进行信道预测，能够利用各个空间分割信号的较强的时间相关性，从而获得准确的信道预测结果，提高了无线通信系统在快速时变信道环境下的吞吐率。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于有效信噪比映射算法的参数的优化的装置，包括：滤波器组，包括滤波空间相互正交的多个滤波器，被配置为对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，分别得到多个空域正交分割滤波信号；建模单元，被配置为利用各个滤波器的滤波系数计算针对相应正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数，并合并各个一阶自回归信道模型以得到等效一阶自回归信道模型；以及产生一个无线信道实现，并使用该无线信道实现来优化产生一个无线信道实现，并使用该无线信道实现来优化所述参数。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于有效信噪比映射算法的参数的优化的方法，包括：利用滤波器组的各个滤波器的滤波系数计算针对相应正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数，并合并各个一阶自回归信道模型以得到等效一阶自回归信道模型，其中，滤波器组包括滤波空间相互正交的多个滤波器，并且对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，以分别得到多个空域正交分割滤波信号；以及利用等效一阶自回归信道模型产生一个无线信道实现，并使用该无线信道实现来优化所述参数。

根据本申请的上述用于有效信噪比映射算法的参数的优化的装置和 方法通过利用滤波空间相互正交的滤波器组的各个滤波器的系数建立信道模型，使得可以仅通过一个信道实现来对有效信噪比映射算法中的参数进行优化，大大减小了计算量，降低了参数优化的复杂度，并且实现了针对具体信道的最优化而非统计最优，进而提高了参数优化的准确度，提高了无线通信系统的吞吐率。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信的接收端的装置，包括：测量单元，被配置为周期性地测量均方根波数扩展和装置的移动速度；判断单元，被配置为判断基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化是否超过预定范围；以及收发单元，被配置为在所述判断单元判断所述变化超过预定范围时向发送端发送所述指示值，以使得发送端根据该指示值确定所述装置上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信的接收端的方法，包括：周期性地测量均方根波数扩展和接收端的移动速度；判断基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化是否超过预定范围；以及在判断变化超过预定范围时向发送端发送所述指示值，以使得发送端根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信的发送端的装置，包括：接收单元，被配置为从接收端接收基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的信息；确定单元，被配置为根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数；以及发送单元，被配置为向接收端发送信道质量指示上报的周期和个数的相关信息。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信的发送端的方法，包括：从接收端接收基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的信息；根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数；以及向接收端发送信道质量指示上报的周期和个数的相关信息。

根据本申请的上述用于无线通信的发送端和接收端的装置和方法能够根据基于均方根波数扩展和移动速度的指示值来自适应地改变信道质量指示的上报方式，从而有效地节省了反馈信道的资源。

依据本发明的其它方面，还提供了用于无线通信的方法、用于无线通 信的发送端和接收端的方法以及用于有效信噪比映射算法的参数的优化的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现这些方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。

通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其他优点将更加明显。

附图说明

为了进一步阐述本发明的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解，这些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：

图1是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；

图2是示出了根据本申请的一个实施例的信道预测单元的结构框图；

图3是示出了根据本申请的一个实施例的有效信噪比预测单元的结构框图；

图4是示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；

图5是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的发送端的装置的结构框图；

图6是示出了确定单元使用的表的一个示例；

图7是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的接收端的装置的结构框图；

图8是示出了根据本申请的一个实施例的用于有效信噪比映射算法的参数的优化的装置的结构框图；

图9是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图；

图10是示出了图9的步骤s13的子步骤的流程图；

图11是示出了根据本申请的一个实施例的用于有效信噪比映射算法 的参数的优化的方法的流程图；

图12是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的发送端的方法的流程图；

图13是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的接收端的方法的流程图；

图14是示出了发送端与接收端之间的信息流程的示例的图；以及

图15是其中可以实现根据本发明的实施例的方法和/或装置和/或系统的通用个人计算机的示例性结构的框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

<第一实施例>

图1示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置100的结构框图，装置100包括：接收信号分割单元101，被配置为对通过多天线接收到的信号进行空间分割，以分别得到多个空间分割信号；以及信道预测单元102，被配置为基于多个空间分割信号在各个空间上分别进行信道预测。

其中，装置100位于作为无线通信的接收端的设备中，该设备例如可以为用户设备，或位于用户设备中，用户设备例如是基站服务的移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(pc)、笔记本式pc、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如 汽车导航设备)等，用户设备还可以被实现为执行机器对机器(m2m)通信的终端(也称为机器类型通信(mtc)终端)。此外，用户设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。此外，装置100也可以位于作为无线通信的接收端的基站中，基站可以被实现为任何类型的演进型节点b(enb)。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如nodeb和基站收发台(bts)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(rrh)。另外，各种类型的终端设备均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。

更一般地，本申请的装置100并不限于应用于蜂窝移动通信系统中，也不局限于现有的无线通信标准，而是可以应用于接收天线为多天线(下文中也称为阵列天线)的任何通信系统。

在装置100中，利用接收信号分割单元101对接收的信号进行空间上的分割，由于空间分割信号具有较强的时间域相关性，因此基于空间分割信号在各个空间上分别进行信道预测的信道预测单元102具有较高的预测精度和鲁棒性。

在一个示例中，接收信号分割单元101包括滤波器组，该滤波器组包括滤波空间相互正交的多个滤波器，被配置为对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，分别得到多个空域正交分割滤波信号，其中信道预测单元102被配置为基于多个空域正交分割滤波信号在各个正交滤波空间上分别进行信道预测。

在阵列天线接收到信号后，滤波器组对接收的信号进行空域正交分割滤波。具体地，滤波器组包括多个滤波器，各个滤波器的滤波空间相互正交。例如，滤波器的个数取决于接收天线的数量n，滤波处理可以由下式(1)表示。

r＝fy(1)

其中，y为长度为n的接收信号矢量，r为长度为n的滤波后信号矢量，f为大小为n*n的空域正交分割滤波矩阵，其第k行上的元素对应第k个滤波器的系数，长度为n。各个滤波器系数例如可以通过最小等效波数谱扩展等方法来确定。例如，这些滤波器的系数可根据接收天线阵列的形状确定，不需要进行到达角估计，并且这些系数可以通过离线计算预 先获得。

作为一个示例，对于线性阵列天线(天线数为n)，当采用最小等效波数谱扩展的方法来确定所使用的n个滤波器的各个滤波器系数时，可以采用下式(2)来进行优化，以获得各个滤波器的优化的角度谱的起始偏移角。

其中，为优化的第n个滤波器对应的角度谱的起始偏移角，在该式中

其中，为第n个滤波器对应的均方根波数扩展，αn和θn为第n个滤波器对应的角度谱宽度和角度谱起始偏移角，k0＝2π/λ，λ为波长。

在获得优化的起始偏移角后，可以通过常用的线性阵列波束图样合成方法来计算最优空域滤波器的系数。例如可以采用傅立叶级数方法来计算最优空域滤波系数bq，即：

式中uⁿ(u)是第n个最优空域滤波器对应的阵列波束图样，其可由和确定。是第n个最优空域滤波器的第q级系数，δr＝lr/n，lr是接收天线的归一化长度。

在另一个示例中，各个滤波器的系数被设置为使得各个空域正交分割滤波信号的到达角限定于各个滤波器相应的不同范围内。在实现中，可以采用各种分割方法来为各个滤波器分割不同的到达角范围，例如在0-π之 间等间隔划分等，并且根据该范围来确定各个滤波器的系数，其中可以采用任何已有的确定滤波器的系数的方法(例如上述线性阵列波束图样合成方法等)，在此不再赘述。

在接收信号经过滤波器组之后，获得多个空域正交分割滤波信号，即，滤波器组101将接收信号在空域上将接收信号分割为多个信号。信道预测单元102对所获得的多个空域正交分割滤波信号分别进行信道预测，例如以补偿将基于信道预测获得的信道质量指示参数的反馈延迟对系统性能的影响。

可以理解，该信道预测越准确，则随后获得的信道质量指示参数的反馈越准确，该反馈越准确，则根据其确定的调制方式、编码效率等越适合信道的状况，从而在保证通信质量的情况下最大化系统的吞吐率。

其中，信道预测单元102可以采用各种信道预测算法，包括但不限于线性外插算法、三阶样条插值算法等。由于空域正交分割滤波信号具有较强的时间域相关性，因此信道预测单元102具有较高的预测精度和鲁棒性。

在一个示例中，如图2所示，信道预测单元102可以包括：估计模块1021，被配置为基于各个空域正交分割滤波信号对各个正交滤波空间的等效信道参数进行估计；以及预测模块1022，被配置为基于估计模块1021估计的所述等效信道参数在各个滤波空间上分别进行信道预测。

由于分别针对各个正交滤波空间进行信道估计和预测，而这种信道并不是实际的信道，因此将估计得到的信道参数和信噪比称为等效信道参数和等效信噪比。信道估计方法可以采用基于训练导频的信道估计方法，也可以采用盲信道估计方法。其中，每个正交滤波空间的每个多径信道参数可以用下式(5)表示：

hk＝[h0,kh1,k…hl-1,k](5)

其中，hi,k＝[hi,k(0)hi,k(1)…hi,k(m-1)],hi,k(n)是第k(k＝1，……，n)个正交滤波空间第i个多径在第n(n＝0，……，m-1)个采样时刻处的信道系数，l是多径个数，与信道环境有关，m是帧长。多径是由于无线信道存在多个反射体从而使得接收到的信号是多个经过不同延迟的发送信号的加权副本。

在估计模块1021通过信道估计获得上述信道参数后，预测模块1022利用信道预测算法在各个正交滤波空间分别对未来无线信道参数进行预 测以补偿信道质量指示参数的反馈延迟对系统性能的影响。

接着利用信道预测算法来预测未来无线信道参数以补偿信道质量指示参数反馈延迟对系统性能的影响。如前所述，可以采用各种信道预测算法进行预测。下面以线性外插值信道预测算法作为信道预测算法的一个例子进行描述，但是应该理解，这仅是示例性的而非限制性的。线性外插值信道预测算法具有复杂度低和性能鲁棒等特性，如下式(6)所示：

其中，是预测得到的第k个正交滤波空间第i个多径在第n个采样时刻时的信道系数。

装置100通过在各个正交滤波空间上分别进行信道预测，可以获得更为准确的预测结果，从而能够提高无线通信系统在快速时变信道下的吞吐率。

如图1中的虚线框所示，装置100还可以包括：有效信噪比预测单元103，被配置为基于信道预测单元102获得的信道预测结果来预测接收信号的有效信噪比；以及信道质量指示计算单元104，被配置为基于该有效信噪比来计算信道质量指示(channelqualityindex,cqi)。

这里，由于在快速时变信道环境中信噪比在一帧范围内可能仍然是变化的，因此需要采用有效信噪比来衡量信道质量。该有效信噪比例如可以基于预测的一帧内的各个预测信噪比采用有效信噪比映射算法来获得，其中预测信噪比基于信道预测结果获得。该有效信噪比指示了预测的信道质量，因此，为了获得准确的信道质量指示，希望获得有效信噪比的准确预测。

在一个示例中，如图3所示，有效信噪比预测单元103包括：信噪比预测模块1031，被配置为基于信道预测结果来预测各个空域正交分割滤波信号的信噪比；合并模块1032，被配置为合并所预测的各个空域正交分割滤波信号的信噪比以得到等效合并信噪比；以及计算模块1033，被配置为基于等效合并信噪比计算有效信噪比。

以式(6)所获得的预测的等效信道参数为例，信噪比预测模块1031可以如下式(7)所示计算各个空域正交分割滤波信号的预测信噪比。

其中，n0是用于测量信噪比的信号帧的起始采样时刻，snri,k(n0+t)是根据接收信号测量获得的信噪比估计值，是预测的第n个采样时刻第k个正交滤波空间第i个径的信号的信噪比。

接下来，合并模块1032根据所得到的各个正交滤波空间上的预测信噪比来计算合并后信号的信噪比、即等效合并信噪比。合并模块1032所采用的计算方法同采用的合并算法有关，合并模块1032可以采用下述合并方式之一进行合并：最大比例合并、等增益合并和选择性合并等等。例如，可以认为在每个正交滤波空间中的噪声方差是近似相等的，因此最终获得的合并后信号信噪比可以利用各个空域正交分割滤波信号的预测信噪比来计算。

作为一个示例，当采用最大比例合并时，可采用下式(8)来计算等效合并信噪比。

接下来，计算模块1033基于该等效合并信噪比来计算有效信噪比。计算模块1033可以基于帧内的各个等效合并信噪比利用有效信噪比映射算法来计算有效信噪比。有效信噪比映射算法的示例包括指数有效信噪比映射算法(exponentialeffectivesnrmappingalgorithm)和互信息有效信噪比映射算法(mutualinformationeffectivesnrmappingalgorithm)，但是并不限于此。下面以互信息有效信噪比映射算法作为示例进行说明。

互信息有效信噪比映射算法通过下式(9)来计算有效信噪比。

其中，snreff是计算得到的有效信噪比，β是该算法中需要离线事先优化的参数。i(·)是用于信噪比映射的压缩函数，用于计算互信息量，其可以通过公知的数值计算方法来进行运算，在此不再详述。

可见，有效信噪比是基于针对各个正交滤波空间的信道预测结果获得的，由于针对各个正交滤波空间的信道预测结果较为准确和鲁棒，因此这里预测的有效信噪比也具有较高的准确度。

在获得了有效信噪比之后，信道质量指示计算单元104例如可以通过查表的方式来基于该有效信噪比获得cqi参数。其中，表中的参数可以是不同cqi值所对应的信噪比门限，该表可以通过离线计算机仿真在高斯白噪声信道条件下获得。具体地，信道质量指示计算单元104可以如下式(10)计算要上报的cqi参数。

其中，为在高斯白噪声信道条件下的离线仿真得到的采用对应于第i个cqi值的调制参数和编码效率的情况下误帧率为10％时的信噪比值，q是表中cqi值的个数。换言之，式(10)表示选择与snreff最接近的所对应的cqi。

在本实施例中，装置100通过基于空域正交分割滤波信号分别进行信道预测，能够利用各个空域正交分割滤波信号的较强的时间相关性，从而获得准确的信道预测结果，进而可以获得更为准确的信道质量指示，提高了无线通信系统在快速时变信道环境下的吞吐率。

<第二实施例>

在装置100中，由于计算模块1033在计算有效信噪比前需要对算法中的参数β进行优化，在现有技术中，这通常需要进行大量的计算机仿真。这是因为，理想情况下需要遍历所有可能的无线信道实现来分别进行计算机仿真以获得这些无线信道实现环境下的误符号率性能，然后通过一定的优化准则来优化上述参数。以最小均方误差优化准则为例，优化过程可以用下式(11)表示。

其中，为参数β的优化值，y是用于优化参数β而采用的信道实现的个数，blerpred,i(β)是对应于第i个信道实现的通过有效信噪比映射算法和查表预测的误块率，blersim,i是对应于第i个信道实现的通过计算机仿真获得的实际误块率，当blerpred,i(β)和blersim,i最为接近时，β最优，由于这里是对y个信道的合计效应进行计算的，因此“最优”意味着统计最优。

通常，由于信道实现的情况非常多，为了使得参数β达到统计最优需要较多的信道实现个数y。因此，这种方式需要大量的计算，并且所获得的最优β为统计平均意义上的最优参数，对于单个信道而言，并不一定是最优参数，从而也会影响系统性能。

为了降低参数优化的复杂度并且提高参数优化的性能，本实施例提出了基于一阶自回归信道模型的优化方法。

具体地，在计算模块1033采用互信息有效信噪比映射算法进行计算的情况下，计算模块1033采用一阶自回归信道模型对该互信息有效信噪比映射算法中的参数进行优化。该优化可以是预先离线进行的，也可以是在线进行的。通过使用一阶自回归信道模型，可以仅产生一个信道实现，并使用该信道实现来优化参数β，此时式(11)中的y为1。换言之，所获得的参数优化值是针对该信道实现最优的，而非前述现有技术中的统计最优，从而能够获得更为准确的有效信噪比，进而获得更为准确的信道质量指示值，进一步提高系统的吞吐率。

例如，计算模块1033针对每一个正交滤波空间创建一阶自回归信道模型，将各个一阶自回归信道模型合并为等效一阶自回归信道模型，并利用该等效一阶自回归信道模型来优化上述参数β，其中，一阶自回归信道模型的系数是基于相应的正交滤波空间上的滤波器的滤波系数的。

上述处理例如可通过下式(12)～(17)来表示。

hk(n+1)＝αkhk(n)(12)

式(12)代表简化的针对第k个正交滤波空间的一阶自回归信道模型。其中，该一阶自回归信道模型的系数可以用以相应的正交滤波空间的信号对应的最大多普勒频移为变量的零阶第一类贝塞尔函数表示。例如，系数αk可以如下表示：

αk＝j0(2πfd,kts)(13)

其中j0(·)是零阶第一类贝塞尔函数，fd,k是第k个正交滤波空间的信号所对应的最大多普勒频移,ts代表符号周期。

在采用了滤波器组101对接收信号进行滤波的情况下，αk可以表示为：

其中，θk是第k个滤波器的参数，表示第k个滤波器所限定的信号到达角的范围为：θk-1＜θ＜θk，λ为载波波长，v代表通信的接收端与发送端之间的相对移动速度。为第k个滤波器对应的波数均值，即：

其中，sk(w)为根据与天线阵列的形状所对应的角度谱ρk(θ)以及第k个滤波器的参数，按照下式计算得到的相应波数谱。

其中，w0＝2π/λ,θr为运动方向角。

当采用最优空域正交分割滤波器组时，每个正交滤波空间的αk近似相等。当采用最大比例合并算法时，最终用于对有效信噪比算法中的参数β进行评估和优化所采用的信道实现可以表示为：

其中，换言之，当采用最大比例合并算法时，所获得的等效一阶自回归信道模型的系数为各个正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数的平方的均值。应该理解，虽然这里采用了最大比例合并算法，但是也可以采用其他的合并算法，例如前述的等增益合并、选择性合并等。

根据该实施例的装置100使用基于等效一阶自回归信道模型的信道实现来优化互信息有效信噪比映射算法中的参数，在减小了仿真计算量的同时，提高了参数优化的性能，从而进一步提高了系统的吞吐率。

<第三实施例>

图4示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的装置200的结构框图，除了参照第一实施例描述的各个单元之外，装置200还包括：收发单元201，被配置为向与装置200通信的设备发送信道质量指示。

在该实施例中，收发单元201向与本装置通信的设备提供信道质量的指示，以使得该设备例如确定调制方式和编码效率等。此外，收发单元201还可以被配置为从设备接收关于信道质量指示的发送的周期以及每次发送的信道质量指示的个数的信息。在这种情况下，装置200根据所收到的关于信息和个数的信息向设备发送信道质量指示。例如，信道质量指示的发送周期可以为1帧或几帧，在发送周期为几帧的情况下，信道质量指示的个数可以等于或小于发送周期所持续的帧数，即发送在发送周期所持续的帧上的所有cqi或仅发送一部分cqi。例如，发送周期为4帧，则可发送4个cqi，或仅发送2个cqi比如前两个cqi。其中，所发送的信道质量指示的个数也可称为预测深度。在约定cqi上报的个数与上报周期所持续的帧数相同的条件下，收发单元201接收到的上述信息中可以仅包括上报周期的相关信息。

此外，如图4中的虚线框所示，装置200还可以包括：测量单元202，被配置为周期性地测量均方根波数扩展和装置200的移动速度；以及判断单元203，被配置为判断基于该均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化是否超过预定范围，其中，收发单元201还被配置为在判断单元203判断该变化超过预定范围时向设备发送指示值，以使得设备根据该指示值确定装置200报告信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数。

在该示例中，测量单元202所测量的均方根波数扩展反映了信道的变化程度，基于均方根波数扩展和移动速度的指示值反映了信道环境，该指示值的变化反映了信道环境的变化，当该变化超过预定范围时，说明信道环境发生了较为显著的变化，可能需要调整cqi的上报周期和个数，因此，收发单元201将此时的指示值报告给与装置200通信的设备。测量单元202进行测量的周期决定了该指示值的实时性，当周期越短时，该指示值更新地越及时。

该设备可以根据该指示值来确定cqi的上报周期和预测深度。例如， 当该指示值增大时，说明信道时变程度提高，因此需要更加频繁地上报cqi，并且减小预测深度，这是因为在这种情况下较为久远的预测意义不大。上述设备例如可以通过查表的方法来根据指示值确定cqi的上报周期和预测深度，这将在后文中给出具体描述。

在一个示例中，该指示值为均方根波数扩展和移动速度的平方值的乘积。其中，移动速度v可以通过测量获得。

对于第k个正交滤波空间，均方根波数扩展可以表示为：

其中，sk(w)和的定义分别如前式(16)和(15)所示。在一个示例中，测量单元202可以被配置为将各个空域正交分割滤波信号中功率最强的信号对应的均方根波数扩展作为上述均方根波数扩展，或者，将使用各个空域正交分割滤波信号的功率对相应正交滤波空间对应的均方根波数扩展进行加权后的加权和作为上述均方根波数扩展。在后一种情况下，最终的均方根波数扩展可以如下表示：

其中，pk是第k个正交滤波空间对应的信号功率。

在本实施例中，装置200可以根据当前的无线信道环境自适应地改变cqi的上报周期和上报个数，在保证通信质量的同时有效地节省了反馈信道的资源。

<第四实施例>

图5示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的发送端的装置300的结构框图，装置300包括：接收单元301，被配置为从接收端接收基于均方根波数扩展和移动速度的指示值；确定单元302，被配置为根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数；以及发送单元303，被配置为向接收端发送信道质量指示 上报的周期和个数的相关信息。

其中，上述指示值例如可以为均方根波数扩展和移动速度的平方值的乘积，但是并不限于此。关于均方根波数扩展的示例已在第三实施例中给出了详细描述，在此不再重复。

确定单元302例如可以通过查表的方式根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期。在一个示例中，确定单元302通过将指示值与多个代表值进行比较并选择与最接近的代表值对应的上报周期。此外，确定单元302还可以同时选择每次发送的信道质量指示的个数。或者，确定单元302在选择了上报周期之后再另行确定个数。

其中，上述代表值可以通过仿真结合相应的系统参数确定。图6示出了确定单元302可以使用的表的一个示例。其中，第一列为要与门限值进行比较的代表值，第二列为cqi上报的周期比如所持续的帧数，第三列为上报的个数，是可选的。例如，当指示值最接近代表值t3时，确定单元302确定上报周期和个数分别为c和n3，发送单元303将c和n3的相关信息发送给接收端。

应该理解，如果约定cqi上报的个数与上报周期所持续的帧数相同，则确定单元302可以仅确定上报周期，并且发送单元303可以仅发送上报周期的相关信息，这可以进一步减小信令开销。

装置300例如可以位于基站中。基站可以被实现为任何类型的演进型节点b(enb)。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如nodeb和基站收发台(bts)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(rrh)。另外，各种类型的终端设备均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。然而，这仅是示例性的，装置300可以应用于任何进行链路自适应操作的无线发送端。

根据本实施例的装置300能够根据无线信道环境适当地选择接收端上报cqi的周期和预测深度，从而在保证通信质量的情况下有效地减少了节省了反馈信道的资源。

<第五实施例>

图7示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的接收端的装置400的结构框图，装置400包括：测量单元401，被配置为周期性地测 量均方根波数扩展和装置400的移动速度；判断单元402，被配置为判断基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化是否超过预定范围；以及收发单元403，被配置为在判断单元402判断变化超过预定范围时向发送端发送指示值，以使得发送端根据该指示值确定装置400上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数。

其中，测量单元401、判断单元402和收发单元403分别具有与第三实施例中的测量单元202、判断单元203和收发单元201类似的功能，在此不再重复其描述。

在一个示例中，指示值例如可以为均方根波数扩展和移动速度的平方值的乘积，但是并不限于此。关于均方根波数扩展的示例也已在第三实施例中给出了详细描述，在此不再重复。

收发单元403还可以被配置为从发送端接收关于信道质量指示的发送的周期以及每次发送的信道质量指示的个数的信息。在约定cqi发送的个数与发送周期所持续的帧数相同的条件下，收发单元403接收的信息中可以仅包括发送周期的相关信息。

在一个示例中，装置400还包括：滤波器组404，包括滤波空间相互正交的多个滤波器，被配置为对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，分别得到多个空域正交分割滤波信号，其中，测量单元401被配置为将各个空域正交分割滤波信号中功率最强的信号对应的均方根波数扩展作为所述均方根波数扩展，或者，将使用各个空域正交分割滤波信号的功率对相应正交滤波空间对应的均方根波数扩展进行加权后的加权和作为所述均方根波数扩展。

滤波器组404例如具有如第一实施例中所述的滤波器组的结构和功能，在此不再重复。在该示例中，测量单元401基于各个正交滤波空间对应的均方根波数扩展来获得用于计算上述指示值的均方根波数扩展。

装置400例如可以位于用户设备中，用户设备例如是基站服务的移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(pc)、笔记本式pc、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)等，用户设备还可以被实现为执行机器对机器(m2m)通信的终端(也称为机器类型通信(mtc)终端)。此外，用户设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。然而，这仅是示例性的，装置400可以应用于任何进行 链路自适应操作的无线接收端。

根据本实施例的装置400能够根据无线信道环境以适当的周期和预测深度上报cqi，从而在保证通信质量的情况下有效地减少了节省了反馈信道的资源。

<第六实施例>

图8示出了根据本申请的一个实施例的用于有效信噪比映射算法的参数的优化的装置500的结构框图，装置500包括：滤波器组501，包括滤波空间相互正交的多个滤波器，被配置为对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，分别得到多个空域正交分割滤波信号；建模单元502，被配置为利用各个滤波器的滤波系数计算针对相应正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数，并合并各个一阶自回归信道模型以得到等效一阶自回归信道模型；以及优化单元503，被配置为利用等效一阶自回归信道模型产生一个无线信道实现，并使用该无线信道实现来优化上述参数(例如前文中所述的参数β)。

其中，滤波器组501可以具有与第一实施例中所述的滤波器组相同的结构和功能，建模单元502可以具有与第二实施例中所述的计算模块1033相同的结构和功能在此不再详述。

在一个示例中，优化单元503使用建模单元502所建立的等效一阶自回归信道模型来产生一个无线信道实现，并对该无线信道环境下设置不同信道质量参数时的误符号率性能进行仿真，以及对高斯白噪声信道环境下设置不同信道质量参数时的误符号率性能进行仿真，通过使仿真获得的两种误符号率接近来优化上述参数β。

在本实施例中，通过仅使用一个信道实现来优化有效信噪比映射算法中的参数β，可以大大地降低计算量和参数优化的复杂度，并且可以获得针对该信道实现最优而非统计最优的参数，提高了参数优化的准确度，从而提高了通信系统的吞吐率。

<第七实施例>

在上文的实施方式中描述用于无线通信的装置、用于无线通信的发送端和接收端的装置以及用于有效信噪比映射算法的参数的优化的装置的 过程中，显然还公开了一些处理或方法。下文中，在不重复上文中已经讨论的一些细节的情况下给出这些方法的概要，但是应当注意，虽然这些方法在对装置的描述的过程中公开，但是这些方法不一定采用所描述的那些部件或不一定由那些部件执行。例如，上述装置的实施方式可以部分地或完全地使用硬件和/或固件来实现，而下面讨论的相应方法可以完全由计算机可执行的程序来实现，尽管这些方法也可以采用用于上述装置的硬件和/或固件。

图9示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图，该方法包括：对通过多天线接收到的信号进行空间分割，以分别得到多个空间分割信号(s11)；以及基于多个空间分割信号在各个空间上分别进行信道预测(s12)。

在一个示例中，在步骤s11中由包括滤波空间相互正交的多个滤波器的滤波器组对接收的信号进行空域正交分割滤波，以分别得到多个空域正交分割滤波信号，在步骤s12中基于这多个空域正交分割滤波信号在各个正交滤波空间上分别进行信道预测。

其中，各个滤波器的滤波系数被设置为使得各个空域正交分割滤波信号的到达角限定于各个滤波器相应的不同范围内。该范围可以预先划分得到，例如在0-π内等分。

在一个示例中，步骤s12可以包括：基于各个空域正交分割滤波信号对各个正交滤波空间的等效信道参数进行估计；以及基于所估计的等效信道参数在各个滤波空间上分别进行信道预测。其中，例如可以采用线性外插或三阶样条插值等信道预测算法。

如图9中的虚线框所示，上述方法还可以包括如下步骤：基于所获得的信道预测结果来预测接收信号的有效信噪比(s13)；以及基于有效信噪比计算信道质量指示(s14)。

在步骤s14中，可以通过查表的方式来基于有效信噪比计算信道质量指示。

在一个示例中，如图10所示，步骤s13可以包括如下子步骤：基于信道预测结果来预测各个空域正交分割滤波信号的信噪比(s131)；合并所预测的各个空域正交分割滤波信号的信噪比以得到等效合并信噪比(s132)；以及基于该等效合并信噪比计算有效信噪比(s133)。

例如，在步骤s132中可以采用下述合并方式之一进行合并：最大比 例合并，等增益合并，选择性合并。

在步骤s133中基于各帧的等效合并信噪比利用有效信噪比映射算法来计算所述有效信噪比。例如，可以采用互信息有效信噪比映射算法、指数有效信噪比映射算法等进行计算。在采用互信息有效信噪比映射算法进行计算的示例中，可以采用一阶自回归信道模型对互信息有效信噪比映射算法中的参数进行优化，该优化可以是预先离线进行的，也可以在步骤s133中在线进行。

例如，可以针对每一个正交滤波空间创建一阶自回归信道模型，将各个一阶自回归信道模型合并为等效一阶自回归信道模型，并利用该等效一阶自回归信道模型来优化所述参数，其中，一阶自回归信道模型的系数是基于相应的正交滤波空间上的滤波器的滤波系数的。其中，该一阶自回归信道模型的系数可以用以相应的正交滤波空间的信号对应的最大多普勒频移为变量的零阶第一类贝塞尔函数表示。当采用最大比例合并算法时，等效一阶自回归信道模型的系数为各个正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数的平方的均值。

如图9中的虚线框所示，上述方法还可以包括如下步骤：周期性地测量均方根波数扩展和执行该方法的装置的移动速度(s15)；以及判断基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化是否超过预定范围(s16)，在判断该变化超过预定范围时向与该装置通信的设备发送指示值(s17)，以使得所述设备根据该指示值确定该装置报告信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数，否则返回步骤s15。

此外，虽然图中未示出，但是上述方法还可以包括向所述设备发送信道质量指示的步骤。另一方面，上述方法还可以包括从所述设备接收关于信道质量指示的发送的周期以及每次发送的信道质量指示的个数的信息，以根据该信息来发送信道质量指示。上述指示值例如为均方根波数扩展和移动速度的平方值的乘积。

在步骤s15中，可以将各个空域正交分割滤波信号中功率最强的信号对应的均方根波数扩展作为所述均方根波数扩展，或者，将使用各个空域正交分割滤波信号的功率对相应正交滤波空间对应的均方根波数扩展进行加权后的加权和作为所述均方根波数扩展。

图11示出了根据本申请的一个实施例的用于有效信噪比映射算法的参数的优化的方法，包括如下步骤：利用滤波器组的各个滤波器的滤波系 数计算针对相应正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数(s21)，其中，滤波器组包括滤波空间相互正交的多个滤波器，并且对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，以分别得到多个空域正交分割滤波信号；合并各个一阶自回归信道模型以得到等效一阶自回归信道模型(s22)；以及利用等效一阶自回归信道模型产生一个无线信道实现，并使用该无线信道实现来优化参数(s23)。

图12示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的发送端的方法，包括如下步骤：从接收端接收基于均方根波数扩展和移动速度的指示值(s31)；根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数(s32)；以及向接收端发送信道质量指示上报的周期和个数的相关信息(s33)。

例如，在步骤s32中，可以通过将指示值与多个代表值进行比较并选择与最接近的代表值对应的上报周期。应该理解，在约定cqi上报的个数与上报周期所持续的帧数相同的条件下，在步骤s32中可以仅确定上报周期，并且在步骤s33中可以仅发送上报周期的信息。

图13示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的接收端的方法，包括如下步骤：周期性地测量均方根波数扩展和所述接收端的移动速度(s41)；判断基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化是否超过预定范围(s42)；以及在判断变化超过预定范围时向发送端发送指示值(s43)，以使得发送端根据该指示值确定接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数，否则返回步骤s41。上述指示值例如为均方根波数扩展和移动速度的平方值的乘积。

虽然图13中未示出，但是在步骤s41之前还可以由包括滤波空间相互正交的多个滤波器对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，分别得到多个空域正交分割滤波信号，在步骤s41中将各个空域正交分割滤波信号中功率最强的信号的均方根波数扩展作为所述均方根波数扩展，或者，将使用各个空域正交分割滤波信号的功率对相应空域正交分割滤波信号的均方根波数扩展进行加权后的加权和作为所述均方根波数扩展。

此外，上述方法还可以包括从发送端接收关于信道质量指示的发送的周期和每次发送的信道质量指示的个数的信息。应该理解，在约定cqi上报的个数与上报周期所持续的帧数相同的条件下，也可以接收上报周期的相关信息。

为了便于理解，图14示出了发送端与接收端之间的相关信息流程。如图14所示，发送端首先向接收端发送均方根波数扩展和移动速度的测量配置参数比如测量周期等，接收端据此进行均方根波数扩展和移动速度的测量，并且在确定基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的变化满足触发条件(比如超过预定范围)时，向发送端发送测量报告，该测量报告中例如包括上述指示值，发送端根据该指示值确定cqi上报周期和个数的调整并将其发送给接收端，接收端按照该调整进行cqi的上报。并且，上述过程周期性重复。应该理解，图14所示的信息流程仅是示例性的，并不限于此。

注意，上述各个方法可以结合或单独使用，其细节在第一至第六实施例中已经进行了详细描述，在此不再重复。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者其组合的形式实现，这是本领域的技术人员在阅读了本发明的描述的情况下利用其基本电路设计知识或者基本编程技能就能实现的。

本领域的技术人员可以理解，上文所述的装置中的例如滤波器组、信道预测单元、有效信噪比预测单元、信道质量指示计算单元、测量单元、判断单元、建模单元、优化单元、确定单元等，可以由一个或更多个处理器来实现，而例如收发单元、发送单元、接收单元等，可以由天线、滤波器、调制解调器及编解码器等电路元器件实现。

因此，本发明还提出了一种电子设备(1)，包括：一种电路，被配置为：对通过多天线接收到的信号进行空间分割滤波，以分别得到多个空间分割信号；以及基于所述多个空间分割信号在各个空间上分别进行信道预测。

本发明还提出了一种电子设备(2)，包括：一种电路，被配置为：利用滤波器组的各个滤波器的滤波系数计算针对相应正交滤波空间的一阶自回归信道模型的系数，并合并各个一阶自回归信道模型以得到等效一阶自回归信道模型，其中，所述滤波器组包括滤波空间相互正交的多个滤波器，并且对通过多天线接收到的信号进行空域正交分割滤波，以分别得到多个空域正交分割滤波信号；以及利用所述等效一阶自回归信道模型产生一个无线信道实现，并使用该无线信道实现来优化所述参数。

本发明还提出了一种电子设备(3)，包括：一种电路，被配置为：周期性地测量均方根波数扩展和所述电子设备所在的接收端的移动速度；判断基于所述均方根波数扩展和所述移动速度的指示值的变化是否超过预定范围；以及在判断所述变化超过预定范围时向发送端发送所述指示值，以使得所述发送端根据该指示值确定所述接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数。

本发明还提出了一种电子设备(4)，包括：一种电路，被配置为：从所述电子设备与其通信的接收端接收基于均方根波数扩展和移动速度的指示值的信息；根据所述指示值确定所述接收端上报信道质量指示的周期以及每次发送的信道质量指示的个数；以及向所述接收端发送所述信道质量指示上报的周期和个数的相关信息。

而且，本发明还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。

相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

在通过软件或固件实现本发明的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图15所示的通用计算机1500)安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。

在图15中，中央处理单元(cpu)1501根据只读存储器(rom)1502中存储的程序或从存储部分1508加载到随机存取存储器(ram)1503的程序执行各种处理。在ram1503中，也根据需要存储当cpu1501执行各种处理等等时所需的数据。cpu1501、rom1502和ram1503经由总线1504彼此连接。输入/输出接口1505也连接到总线1504。

下述部件连接到输入/输出接口1505：输入部分1506(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1507(包括显示器，比如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等，和扬声器等)、存储部分1508(包括硬盘等)、通信部分1509(包括网络接口卡比如lan卡、调制解调器等)。通信部分1509经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1510也可连接到输入/输出接口1505。可移除介质1511比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1510上，使得从中读出的计 算机程序根据需要被安装到存储部分1508中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可移除介质1511安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图15所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可移除介质1511。可移除介质1511的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(cd-rom)和数字通用盘(dvd))、磁光盘(包含迷你盘(md)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是rom1502、存储部分1508中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

还需要指出的是，在本发明的装置、方法和系统中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。