信道信息的反饋方法、裝置及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種信道信息的反饋方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002] 隨著移動通信業務流量需求的快速增長，未來移動通信系統將面對更加廣泛的需 求，但是現有第4代（the4th Generation,簡稱4G)移動通信標準中先進的多天線技術以 及信道自適應技術等的采用已經使系統的頻譜效率逼近了信道容量，所以要實現上述目 標，就需要對傳統網絡架構做出調整，并尋找新的無線資源增長點。近兩年興起的熱門研 究方向之一即基于大規模（Massive)天線排列的Massive多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output,簡稱ΜΙΜΟ)技術，能夠深度挖掘和利用空間的無線資源，理論上可以顯著 的提高系統的頻譜效率和功率效率。
[0003] 在ΜΙΜΟ系統中，為進一步提高ΜΙΜΟ系統的性能，除了接收端（用戶側）需要獲得 無線信道信息外，發射端（基站側）也要獲取無線信道信息以進行預編碼等處理，這樣對于 頻分雙工（Frequency Division Duplex,簡稱FDD)ΜΙΜ0系統，終端用戶需要通過反饋鏈路 向基站反饋已獲得的無線信道信息。為了確保Massive ΜΠΚ)系統的性能，與傳統的ΜΜ0 系統相比Massive Μ頂0系統更加依賴于用戶是否能夠將準確的無線信道信息反饋給基站。 傳統的信道反饋往往采用基于碼書（Codebook)的策略，然而，用戶基于Codebook策略反饋 上述準確的無線信道信息給基站所需要的控制開銷會隨著Massive Μ頂0系統中天線數目 的增多而急劇增大。
[0004] 為了解決上述的反饋開銷問題，潛在的解決方案是利用ΜΜ0信道在變換域的稀 疏特性，在壓縮感知（Compressive Sensing,簡稱CS)理論框架下，用戶對無線信道信息進 行高效壓縮后再進行反饋，基站則通過低維的反饋信息可靠恢復原始信道信息，從而實現 低開銷高可靠的信道信息反饋。然而，在實際應用中，為進一步降低反饋開銷，不考慮信道 的具體特征，唯一的只選擇上述基于CS的壓縮反饋方法并不是最可取或最優的。
[0005] 針對相關技術中信道信息的反饋方式開銷較大的問題，目前尚未提出有效的解決 方案。

【發明內容】

[0006] 本發明提供了一種信道信息的反饋方法、裝置及系統，以至少解決相關技術中信 道信息的反饋方式開銷較大的問題。
[0007] 根據本發明的一個實施例，提供了一種信道信息的反饋方法，包括：確定信道信息 的反饋方式；按照所述反饋方式將信道信息反饋給基站；其中，所述信道信息的反饋方式 至少包括反饋原始信道矢量X的變換域矢量S的相關信息的方式。
[0008] 本實施例中，確定信道信息的反饋方式包括：根據原始信道矢量X獲取信道的變 換域矢量S ;根據所述信道的變換域矢量S的稀疏特征確定所述信道信息的反饋方式。
[0009] 本實施例中，所述信道的變換域矢量S的稀疏特征包括：非零元素數!^，以及，除 包含最多非零元素的連續Z個元素以外的所有其它元素包括的非零元素的數目κ2;其中， 所述Ζ小于Ν，所述Κ2小于等于Ki ;Ν為原始信道矢量X或信道的變換域矢量S的維度。 [0010] 本實施例中，確定信道信息的反饋方式包括以下至少之一：如果所述非零元素數 Ki小于第一門限Qi，則確定信道信息的反饋方式為第一方式；否則，判斷所述除包含最多非 零元素的連續Z個元素以外的所有其它元素包括的非零元素的數目K2是否超過第二門限 Q2，如果超過，確定信道信息的反饋方式為第二方式；如果沒有超過，則確定信道信息的反 饋方式為第三方式；其中，所述Qi是小于N的確定正整數，Q 2是小于I的確定正整數。
[0011] 本實施例中，確定信道信息的反饋方式包括：分別獲取所有反饋方式的反饋開銷， 并確定所有反饋方式中的反饋開銷最小的反饋方式為所述信道信息的反饋方式。
[0012] 本實施例中，所述信道信息的第一反饋方式是，反饋信道的變換域矢量S中Ki個 非零元素的取值和元素編號；和/或，所述信道信息的第二反饋方式是，通過第一感知矩陣 Φ i，將維度為N的原始的信道矢量X壓縮為維度是吣的矢量t并反饋，其中，Mi小于N ;和 /或，所述信道信息的第三反饋方式是，獲取維度為Z的矢量S'，其中，所述矢量S'中的元 素與信道變換域矢量S中的所述包含最多非零元素的連續Z個元素一一對應；根據第二感 知矩陣Φ 2和第二稀疏變換基Ψ2將所述維度為Z的矢量S'壓縮為維度是M2的矢量Y 2，其 中，Μ2小于Ζ ;反饋所述包含最多非零元素的連續Ζ個元素在信道的變換域矢量S中的編號， 所述矢量Υ2，以及，在變換域矢量S中的除包含最多非零元素的連續Ζ個元素以外的所有其 它元素包括的Κ 2個非零元素的取值和元素編號。
[0013] 本實施例中，所述Z、Mi和Μ2是預定義的，或者，所述Z、Mi和Μ2是從基站獲取的。
[0014] 本實施例中，所述仏和所述Q2根據所述吣和所述Μ2確定。
[0015] 本實施例中，根據以下等式確定所述仏和所述Q2 :Qi = floor ((Μ2 · (^+0:3)/(?)，Q2 =floor (% ·02-Μ2 ·02-03)/04)，其中，所述是在第一反饋方式中反饋在信道變換域矢量 S中的任意非零元素的取值和編號的開銷；所述0 2是在第二反饋方式中反饋在矢量t中的 任意元素的取值，以及在第三反饋方式中反饋在矢量Y2中的任意元素的取值的開銷；所述 〇 3是在第三反饋方式中反饋所述包含最多非零元素的連續Ζ個元素在信道變換域矢量S中 的編號的開銷；所述〇4是在第三反饋方式中反饋在信道的變換域矢量S中的除包含最多非 零元素的連續Ζ個元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和編號的開銷；其 中的floor表示向下取整數操作。
[0016] 本實施例中，所述第二稀疏變換基ψ2為確定的酉矩陣。
[0017] 本實施例中，所述第二稀疏變換基Ψ2包括以下之一：離散傅里葉變換DFT基、兩 個或兩個以上DFT基的克羅內克乘積、離散傅里葉逆變換IDFT基、兩個或兩個以上IDFT基 的克羅內克乘積、離散余弦變換DCT基、兩個或兩個以上DCT基的克羅內克乘積、離散余弦 逆變換IDCT基、以及兩個或兩個以上IDCT基的克羅內克乘積。
[0018] 本實施例中，所述變換域矢量S為第一稀疏變換基的共軛轉置與原始信道矢 量X的乘積。
[0019] 本實施例中，所述第一稀疏變換基為確定的酉矩陣。
[0020] 本實施例中，所述第一稀疏變換基包括以下之一：離散傅里葉變換DFT基、兩 個或兩個以上DFT基的克羅內克乘積、離散傅里葉逆變換IDFT基、兩個或兩個以上IDFT基 的克羅內克乘積、離散余弦變換DCT基、兩個或兩個以上DCT基的克羅內克乘積、離散余弦 逆變換IDCT基、以及兩個或兩個以上IDCT基的克羅內克乘積。
[0021] 本實施例中，在按照所述反饋方式將信道信息反饋給基站的過程中，還包括：將所 述信道信息的反饋方式反饋給所述基站。
[0022] 根據本發明的另一實施例，提供了一種信道信息的反饋方法，包括：確定信道信息 的反饋方式；按照所述反饋方式獲取用戶反饋的信道信息；其中，所述信道信息的反饋方 式至少包括反饋原始信道矢量X的變換域矢量S的相關信息的方式。
[0023] 本實施例中，在按照所述反饋方式獲取用戶反饋的信道信息之后，還包括：根據所 述用戶反饋的信道信息確定原始信道矢量X的變換域矢量S ;和/或，根據所述變換域矢量 S確定所述原始信道矢量X。
[0024] 本實施例中，按照所述反饋方式獲取用戶反饋的信道信息包括：在所述反饋方式 為第一方式的情況下，獲取所述用戶反饋的信道信息為I個非零元素的取值和元素編號。
[0025] 本實施例中，所述變換域矢量S包括屯個非零元素和N-&個零元素，其中，所述 I個非零元素的取值分別等于所述根據信道信息獲取的&個非零元素的取值，所述&個非 零元素在所述矢量S中的元素編號分別等于所述根據信道信息獲取的&個非零元素的編 號；N為原始信道矢量X或變換域矢量S的維度。
[0026] 本實施例中，按照所述反饋方式獲取用戶反饋的信道信息包括：在所述反饋方式 為第二方式的情況下，獲取所述用戶反饋的信道信息為維度為I的矢量I。
[0027] 本實施例中，根據第一感知矩陣、第一稀疏變換基以及感知重構算法從所 述矢量Yi中恢復出所述變換域矢量S。
[0028] 本實施例中，按照所述反饋方式獲取用戶反饋的信道信息包括：在所述反饋方式 為第三方式的情況下，獲取所述用戶反饋的信道信息為維度為M 2的矢量Y2、包含最多非零 元素的連續Ζ個元素在變換域矢量S中的編號，以及在變換域矢量S中的除包含最多非零 元素的連續Ζ個元素以外的所有其它元素包括的Κ 2個非零元素的取值和元素編號；其中， 所述Ζ小于Ν，所述Κ2小于等于Κρ Ν為原始信道矢量X或變換域矢量S的維度，&為在所 述反饋方式為第一方式的情況下，獲取所述用戶反饋的信道信息中的非零元素數。
[0029] 本實施例中，根據第二感知矩陣Φ2、第二稀疏變換基Ψ2以及感知重構算法從所 述維度是Μ 2的矢量Υ2中恢復出維度是Ζ的矢量S'，其中Μ2小于Ζ ;所述變換域矢量S中的 包含最多非零元素的連續Ζ個元素分別等于所述維度是Ζ的矢量S'中的元素，其中，所述 包含最多非零元素的連續Z個元素的編號分別等于所述根據信道信息獲取的包含最多非 零元素的連續Z個元素在變換域矢量S中的編號；在所述變換域矢量S中的除所述包含最 多非零元素的連續Z個元素以外的所有其它元素共包含K 2個非零元素，其中，所述K2個非 零元素的取值和元素編號分別等于所述根據信道信息獲取的在變換域矢量S中的除包含 最多非零元素的連續Ζ個元素以外的所有其它元素包括的κ 2個非零元素的取值和元素編 號。
[0030] 本實施例中，所述第二稀疏變換基Ψ2為確定的酉矩陣。
[0031] 本實施例中，所述第二稀疏變換基Ψ2包括以下之一：離散傅里葉變換DFT基、兩 個或兩個以上DFT基的克羅內克乘積、離散傅里葉逆變換IDFT基、兩個或兩個以上IDFT基 的克羅內克乘積、離散余弦變換DCT基、兩個或兩個以上DCT基的克羅內克乘積、離散余弦 逆變換IDCT基、以及兩個或兩個以上IDCT基的克羅內克乘積。
[0032] 本實施例中，所述原始的信道矢量X是第一稀疏變換基與所述變換域矢量S的 乘積。
[0033] 本實施例中，所述第一稀疏變換基為確定的酉矩陣。
[0034] 本實施例中，所述第一稀疏變換基包括以下之一：離散傅里葉變換DFT基、兩 個或兩個以上DFT基的克羅內克乘積、離散傅里葉逆變換IDFT基、兩個或兩個以上IDFT基 的克羅內克乘積、離散余弦變換DCT基、兩個或兩個以上DCT基的克羅內克乘積、離散余弦 逆變換IDCT基、以及兩個或兩個以上IDCT基的克羅內克乘積。
[0035] 本實施例中，所述Z和M2是預定義的。
[0036] 本實施例中，所述吣是預定義的。
[0037] 本實施例中，確定信道信息的反饋方式包括：根據用戶的反饋確定所述信道信息 的反饋方式。
[0038] 根據本發明的另一實施例，還提供了一種信道信息的反饋裝置，位于用戶側，包 括：第一確定模塊，用于確定信道信息的反饋方式；反饋模塊，用于按照所述反饋方式將信 道信息反饋給基站；其中，所述信道信息的反饋方式至少包括反饋原始信道矢量X的變換 域矢量S的相關信息的方式。
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