專利名稱：通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信道反饋技術(shù)。
背景技術(shù)：
OFDM(正交頻分復(fù)用)/OFMDA(正交頻分多址)是一種無線環(huán)境下的高效數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其基本思想是在頻域內(nèi)將給定信道按90度的相位頻分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸。這樣處理的結(jié)果是當(dāng)某一個信道波形過零點時相鄰信道的波形恰好是幅值最大值，保證信道間的波形不因外來的干擾而交疊，串?dāng)_。
在OFDM和OFDMA系統(tǒng)中，均需要為每個用戶分配若干個子載波頻率，且為了有效地利用信道的變化特性，以達(dá)到較大的頻譜資源利用率，OFDM和OFDMA系統(tǒng)需要信號接收端的用戶反饋接收到信號的質(zhì)量信息，以便信號發(fā)送機可以對信道進(jìn)行實時跟蹤(即調(diào)整調(diào)制方式和編碼速率)。
由于無線電波在傳送過程中會產(chǎn)生多徑傳播效應(yīng)，導(dǎo)致電波的極化方向發(fā)生變化，因此接收端接收到的信號會出現(xiàn)選擇性頻率失真，并且不同子載波上的信噪比大不相同。因此，接收端如何有效地反饋各個子載波上的信道特征，以便系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)度是一個非常重要的問題。
根據(jù)信道反饋的需求可知，最理想的反饋方式是把每個子載波上的信道波形都反饋回發(fā)射端，由發(fā)射端根據(jù)信道波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)編碼，以充分利用信道特征使OFDM系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大。
為此，目前提供了采用DCFB(信道直接反饋)技術(shù)反饋信道波形的實現(xiàn)方案，在該技術(shù)方案中，每一次反饋均需要將每一個子載波上的信道波形全部反饋給發(fā)射端。該方案的其基本做法是由接收端在每個子載波上利用導(dǎo)頻信號估計出該子載波上的信道增益，然后把該信道增益值量化后反饋回發(fā)射端。
不難看出，上述現(xiàn)有技術(shù)提供的信道反饋實現(xiàn)方案存在的缺點就是反饋量非常大，導(dǎo)致占用過多的帶寬與信道資源，相對發(fā)射端所獲得的信道反饋信息而言并不實用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的方法及裝置，以達(dá)到有效降低反饋量，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)約系統(tǒng)帶寬的目的。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的方法，包括A、接收端，在頻域上得出子載波上的當(dāng)前發(fā)射時間間隔TTI的信道增益與之前一個TTI的信道增益之間的差分信號；B、將所述差分信號反饋回發(fā)射端。
在執(zhí)行步驟A之前包括計算OFDM系統(tǒng)中每個子載波上的信道增益，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的條件判斷當(dāng)前是否需要反饋整個信道波形，如果需要，則由整個信道波形形成反饋序列反饋回發(fā)射端；否則，執(zhí)行步驟A。
所述步驟B包括B1、對所述差分信號進(jìn)行正交變換操作，得出對應(yīng)的正交變換后的序列；B2、對所述正交變換后的序列作量化處理，得到對應(yīng)的反饋序列；B3、將所述反饋序列反饋回發(fā)射端。
步驟B1中所述正交變換后的序列為差分序列，其中各個元素為復(fù)數(shù)，包含的兩個部分為實部與虛部，或幅度部分與相位部分。
在執(zhí)行步驟B2之前還包括B21、設(shè)定正交變換后的序列中元素序號的預(yù)定值，將所述正交變換后的序列中元素序號大于所述預(yù)定值的所有元素值置零，并且該元素序號的預(yù)定值由信道最大延遲、OFDM系統(tǒng)中的子載波總數(shù)和帶寬的參數(shù)決定。
所述元素序號的預(yù)定值取OFDM符號中采用的循環(huán)前綴CP的長度；或取信道總能量的集中區(qū)域為所述正交變換后的序列中元素個數(shù)的選取區(qū)間。
所述步驟B2包括采用單比特或多比特表征信道變化的快慢，對所述正交變換后的序列中各個元素依次作量化處理，并且在處理時對各元素的實部與虛部，或幅度部分與相位部分分別作量化處理，再由量化處理結(jié)果組合形成對應(yīng)的反饋序列的元素。
所述量化處理具體包括如果所述正交變換后的序列中元素的某部分的數(shù)值大于0，則反饋序列中對應(yīng)元素的該部分的量化值為相應(yīng)的正量化值；如果正交變換后的序列中元素中某部分的數(shù)值小于0，則反饋序列中對應(yīng)元素的該部分的量化值為相應(yīng)的負(fù)量化值。
所述量化處理具體還包括在采用單比特表征信道變化的快慢時，如果正交變換后的序列中元素值為0，則反饋序列中對應(yīng)的元素值為空；在采用多比特表征信道變化的快慢時，如果正交變換后的序列中元素值為0，設(shè)定某比特表示來表征反饋序列中對應(yīng)的元素值。
所述的方法還包括C、在發(fā)射端將接收到的反饋序列作還原處理，還原為所述正交變換后的序列；
D、對所述正交變換后的序列作正交變換操作，得到頻域上的差分信號，并由所述差分信號加上相對于當(dāng)前TTI的前一個TTI信道增益得出當(dāng)前子載波上的信道增益，將該信道增益作為信道信息，并根據(jù)該信道信息進(jìn)行預(yù)編碼。
在執(zhí)行步驟C之前還包括C1、在發(fā)射端判斷接收到的反饋序列是否是整個信道波形，如果是，執(zhí)行步驟C2，否則，執(zhí)行步驟D；C2、直接將該整個信道波形作為信道信息進(jìn)行預(yù)編碼，過程結(jié)束。
步驟C中所述還原處理具體包括將反饋序列中元素的兩個部分分別作還原處理，如果反饋序列中元素的某部分的量化值為正，則正交變換后的序列中對應(yīng)元素的該部分的數(shù)值為相應(yīng)個數(shù)的正量化間隔；如果反饋序列中元素的某部分的量化值為負(fù)，則正交變換后的序列中對應(yīng)元素的該部分的數(shù)值為相應(yīng)個數(shù)的負(fù)量化間隔。
所述還原處理還包括在采用單比特表征信道變化的快慢時，如果反饋序列中某元素為空，則與該元素對應(yīng)的正交變換后的序列中的元素值為0；在采用多比特表征信道變化的快慢時，如果反饋序列中某元素為設(shè)定的所述某比特表示，則與該元素對應(yīng)的正交變換后的序列中的元素值為0。
本發(fā)明還提供一種通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的裝置，所述裝置在接收端包括差分信號計算模塊，用于根據(jù)信道增益計算模塊得出的所有子載波上的信道增益得出所有子載波上的當(dāng)前TTI的信道增益與前一個TTI信道增益之間的差分信號；反饋序列反饋模塊，用于將所述的差分信息反饋回發(fā)射端。
所述的裝置在接收端還包括信道增益計算模塊，用于計算得出所有子載波上的信道增益；反饋需求分析模塊，用于判斷當(dāng)前是否需要反饋整個信道波形，并在判斷不需要時，觸發(fā)差分信號計算模塊，否則，觸發(fā)反饋序列形成模塊；反饋序列形成模塊，用于在差分信號計算模塊的觸發(fā)下，將差分信號形成反饋序列，并傳遞給反饋序列反饋模塊，或者用于在反饋需求模塊的觸發(fā)下獲取整個信道波形，形成反饋序列，并傳遞給反饋序列反饋模塊。
所述的反饋序列形成模塊還包括正交變換后的序列形成模塊，用于形成正交變換后的序列；量化處理模塊，用于根據(jù)簡化正交變換后的序列形成模塊得出的簡化正交變換后的序列，對簡化正交變換后的序列中所有元素作量化處理。
所述正交變換后的序列形成模塊還包括正交變換操作模塊，用于對由差分信號計算模塊得到的差分信號進(jìn)行正交變換，保存變換結(jié)果，并觸發(fā)正交變換后的序列形成模塊從正交變換操作模塊獲取組成正交變換后的序列的元素，形成正交變換后的序列；元素置零操作模塊，用于將交變換序列形成模塊形成的正交變換后的序列中的元素值小于預(yù)定值的所有元素置零。
所述的裝置在發(fā)射端包括反饋序列接收模塊，用于接收由接收端反饋回的反饋序列；差分信號還原模塊，用于根據(jù)反饋序列接收模塊接收到的由差分信號形成的反饋序列還原出差分信號；當(dāng)前TTI信道增益計算模塊，用于將差分信號還原模塊得出的差分信號與相對當(dāng)前TTI的前一個TTI的信道增益相加，得出當(dāng)前TTI信道增益，為當(dāng)前信道信息。
所述裝置在發(fā)射端還包括
反饋序列分析模塊，用于判斷當(dāng)前接收到的反饋序列是否是整個信道波形，如果是，將反饋序列送給預(yù)編碼模塊，否則，觸發(fā)差分信號還原模塊；預(yù)編碼模塊，用于根據(jù)反饋序列分析模塊的分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)編碼，如果分析結(jié)果為反饋序列是整個信道波形，則所述預(yù)編碼模塊根據(jù)整個信道波形進(jìn)行預(yù)編碼；如果分析結(jié)果為反饋序列不是整個信道波形，則所述預(yù)編碼模塊等待當(dāng)前TTI信道增益計算模塊的觸發(fā)，之后，根據(jù)當(dāng)前TTI信道增益計算模塊的計算結(jié)果進(jìn)行預(yù)編碼。
所述差分信號還原模塊還包括正交變換后的序列還原模塊，用于將反饋序列還原為正交變換后的序列；正交變換處理模塊，用于對由正交變換后的序列還原模塊得到的正交變換后的序列作正交變換，得到差分信號。
所述正交變換后的序列還原模塊包括還原處理模塊，由反饋序列分析模塊觸發(fā)，并用于將反饋序列接收模塊接收到的反饋序列還原為所述正交變換后的序列；補零操作模塊，用于保存正交變換后的序列，并在該正交變換后的序列中加入將被元素置零操作模塊置零的所有0元素。
由上述本發(fā)明給出的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠用很少的反饋表示信道的變化，從而有效減少信道反饋量，節(jié)約通信系統(tǒng)中的系統(tǒng)帶寬資源，避免因大量的信道反饋量影響系統(tǒng)的性能；同時，本發(fā)明還能夠達(dá)到與現(xiàn)有DCFB技術(shù)同樣的反饋效果，即能夠在發(fā)射端獲得同樣有效的反饋信息，實現(xiàn)發(fā)射端對信道的實時跟蹤。


圖1是本發(fā)明給出的接收端反饋信道信息的流程圖；
圖2是本發(fā)明給出的發(fā)射端接收并處理反饋信息的流程圖；圖3是本發(fā)明給出的通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的裝置圖。
具體實施例方式
本發(fā)明主要是通過在OFDM系統(tǒng)中，得出頻域上當(dāng)前信道增益與之前一個發(fā)射時間間隔TTI的信道增益之間的差分信號，并將所述差分信號作為反饋信息進(jìn)行反饋，從而減少反饋量。
本發(fā)明充分利用信道自身的連續(xù)性和相關(guān)性，在某一個TTI(發(fā)射時間間隔)反饋一次完整的信道信息，即反饋所有子載波上的信道波形，之后在相當(dāng)長的時候內(nèi)，每隔一個TTI只反饋當(dāng)前信道增益與上一個TTI的信道增益之間的差分信號，之后是否需要反饋完整的信道信息，根據(jù)實際情況的需要而定?？梢姡景l(fā)明反饋的差分信號相對現(xiàn)有DCFB技術(shù)反饋整個信道波形而言，反饋量明顯減少。
為便于對本發(fā)明的理解，下面將對本發(fā)明的實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的說明。
以O(shè)FDM系統(tǒng)為例，首先，可以將信道沖擊響應(yīng)函數(shù)h(t)作頻域變換，即FFT(快速傅立葉變換)變換后，可以得到與之對應(yīng)的頻域函數(shù)H(t，ω)，該頻域函數(shù)實質(zhì)上為所有子載波上的信道增益組成的一個向量，可通過OFDM導(dǎo)頻信號在各個子載波上作信道估計，得出各個子載波上的信道增益矢量；之后，再將得出的所有子載波信道增益矢量合成得出該H(t，ω)。
可以看出，H(t，ω)是一個時變量，但是由于接收端通常是每隔一個TTI發(fā)射一次反饋，可假設(shè)H(t，ω)在一個TTI內(nèi)保持不變。在第k個TTI處，H(t，ω)＝H(kT，ω)，其中T為一個TTI周期；因此，在第k-1個TTI處，H(t，ω)＝H((k-1)T，ω)。將H(kT，ω)的IFFT(快速傅立葉逆變換)變換為h(kT)，相應(yīng)地H((k-1)T，ω)的IFFT變換為h((k-1)T)。所述IFFT變換的一次輸出為一個OFDM符號。
由信道自身的連續(xù)性和相關(guān)性可知，與上述第k個和第k-1個OFDM符號間所對應(yīng)的信道沖擊響應(yīng)h(kT)-h((k-1)T)是很小的，即Hk-1(ω)與Hk(ω)之間的差別不大。將所述Hk-1(ω)與Hk(ω)之間的差別表示為ΔHk(ω)＝Hk(ω)-Hk-1(ω)，所述ΔHk(ω)即為差分信號。由上述內(nèi)容可知，差分信號ΔHk(ω)為一個幅度很小、變換很慢的量。
本發(fā)明是直接將所述ΔHk(ω)差分信號作為信道反饋信息進(jìn)行反饋，與現(xiàn)有DCFB技術(shù)相比，直接反饋所述ΔHk(ω)差分信號的反饋量能夠得到明顯下降。但由于在各個子載波上都要反饋差分信號，因此將所述ΔHk(ω)差分信號作為信道反饋信息進(jìn)行反饋的反饋量還是相當(dāng)可觀的。
本發(fā)明中，為進(jìn)一步降低反饋量，本發(fā)明利用一組正交完備函數(shù)集{fm(τ)}，其中1≤m≤N，N為總的子載波數(shù)，對ΔHk(ω)進(jìn)行正交變換，如IFFT操作ΔHk(ω)=Σi=1Ncifi(τ)]]>得到正交變換后的序列C＝{c1，c2，…，ck，…，cN}序列，所述C序列中的元素為復(fù)數(shù)，包含實部與虛部(R+iI)；或為由e指數(shù)表示的元素(Aeiφ)，體現(xiàn)出的是幅度與相位，由e指數(shù)的級數(shù)展開可知，該兩種表示法實質(zhì)相同，在后續(xù)的描述中，本發(fā)明將以前者為例說明本發(fā)明的具體實現(xiàn)。
在得到所述C序列后，本發(fā)明對{c1，c2，…，cN}進(jìn)行量化，取量化間隔為Δ，得到比特序列B＝{B1，B2…，Bk，…，BN}，其中Bk是對ck量化后得到的比特序列B的元素。所述比特序列{B1，B2，…，BN}即為本發(fā)明的反饋序列，并且由所述C序列中元素包含實部與虛部(或幅度與相位)可知，所述B序列中元素同樣包含實部與虛部(或幅度與相位)。因此又可將C序列分為實部序列與虛部序列(或幅度序列與相位序列)兩部分，并且相應(yīng)地可將B序列分為實部序列與虛部序列(或幅度序列與相位序列)兩部分。
由于信道在時域上同樣存在自身的連續(xù)性和相關(guān)性，C序列中的元素相對于信道沖擊響應(yīng)都比較小，C序列實際上為上述提及的第k個TTI與第k-1個TTI的信道沖擊響應(yīng)在時域上的差值，即C＝h(kT)-h((k-1)T)，因此能夠通過反饋由C序列量化得到的B序列極大地減少反饋量。并且該C序列為差分序列，該C序列中實部序列與虛部序列(或幅度序列與相位序列)的元素按照差分序列中元素的排列方式依次排列。
在上述C序列中，如果{c1，c2，…，cN}中的一些元素值相對來說很小甚至可以忽略，比如對于ck≈0，N0+1≤k≤N0，那么在反饋信道的信息時，由于上述C序列中元素的排列方式，可將C序列中下標(biāo)大于N0的所有元素置零，并相應(yīng)地，只反饋k≤N0那部分C序列所對應(yīng)的B序列，即只反饋{B1，B2，…，BN0}序列。如果將每個ck量化為q個比特，則本次反饋量為N0q個比特。
在上述本發(fā)明給出的進(jìn)一步降低反饋量的方案中，涉及C序列中N0這一參量的選取問題，那么如何選取該N0，以實現(xiàn)在反饋序列B序列中只反饋{B1，B2，…，BN0}呢？下面將給出本發(fā)明對該問題作出的解答。
由于信道沖擊響應(yīng)函數(shù)h(t)通常滿足0≤t≤τmax，其中所述τmax為信道的最大延遲，可通過長期信道特性得到。對于給定的小區(qū)，τmax是固定的。所述N0即由所述τmax、子載波總數(shù)N和帶寬等參數(shù)一起決定。
本發(fā)明中，一個簡單的N0的取法是，令N0等于OFDM符號中所采用循環(huán)前綴(CP)的長度，所述循環(huán)前綴是OFDM符號后尾部分的復(fù)制，其長度等于或大于信道的最大延遲τmax，因此該取法留有足夠的余量。
如果還需要進(jìn)一步減小N0，則還需對信道進(jìn)行實時計算，如選取集中信道總能量的90％的區(qū)域為所述C序列從0到N0的區(qū)間。在該選取方式中，對于給定的小區(qū)，所述N0是固定的；在復(fù)雜情況下，如在快速移動或小區(qū)切換的情況下，該選取方式可能出現(xiàn)前后TTI的N0不一致，導(dǎo)致每次的反饋量都不確定的情形，此時仍取N0等于上述OFDM符號中的循環(huán)前綴長度，并在所述反饋序列B序列中加尾比特確定所述反饋序列的反饋中止位置。
可見，上述兩種N0的選取方式中，無論是哪一種選取方式，都可以將所述差分序列C中下標(biāo)大于N0的值取為0，即只需要反饋{B1，B2，…，BN0}。
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案的實現(xiàn)過程。
結(jié)合附圖1，并采用單比特(即q＝1)表征信道的變化，具體說明接收端反饋信道信息的方案步驟11、接收端根據(jù)導(dǎo)頻信號計算每個子載波上的信道增益；步驟12、判斷當(dāng)前是否需要反饋事個信道波形，如果當(dāng)前需要反饋整個信道波形，執(zhí)行步驟13，否則，執(zhí)行步驟14；具體可以根據(jù)設(shè)置的反饋整個波形的條件進(jìn)行判斷，例如，當(dāng)設(shè)置信道增益大于預(yù)定值后，則反饋整個信道波形，則該步驟中需要判斷當(dāng)前信道增益是否大于所述預(yù)定值，如果大于，執(zhí)行步驟13，否則，執(zhí)行步驟14；另外，還可以預(yù)先設(shè)定相應(yīng)的時間條件等；步驟13、由整個信道波形形成反饋序列，并執(zhí)行步驟112；步驟14、計算當(dāng)前子載波上的信道增益與上一個TTI信道增益的差分信號ΔHk(ω)；步驟15、對ΔHk(ω)作IFFT變換，得出正交變換后的序列C序列；步驟16、將所述C序列中下標(biāo)大于N0的元素全部置零；步驟17、用參數(shù)j指代C序列的下標(biāo)，由與所述參數(shù)j的取值對應(yīng)的cj具體指代所述C序列中任一元素，并且cj＝cjR+icjI(或cj＝cjReicjI)，即由cjR和cjI分別表示所述C序列中的實部序列和虛部序列(或幅度序列與相位序列)元素的數(shù)值；相應(yīng)地，用Bj指代步驟19中將要形成的反饋序列B序列中的某元素，用BjR和BjI分別表示B序列中實部序列和虛部序列(或幅度序列與相位序列)的數(shù)值，即Bj＝BjR+iBjI，(或B‾j=B‾jReiB‾jI]]>)；令j＝1，并執(zhí)行步驟18；步驟18、對C序列中的實部序列和虛部序列(或幅度序列與相位序列)分別進(jìn)行量化處理若cjR或cjI大于0，則與對應(yīng)的BjR或BjI的量化值為“+1”；如果cj等于0，則不發(fā)射該cj元素，即與該cj元素對應(yīng)的Bj元素為空，即無信號；如果cjR或cjI小于0，則對應(yīng)的BjR或BjI量化值為“-1”；所述Bj中只包含兩個比特，即實部一個比特加虛部一個比特(或者幅度一個比特加相位一個比特)。
步驟19、將得到的BjR與BjI組合成Bj元素并依次排列形成反饋序列；步驟110、對參數(shù)j作加1操作后得到重新被賦值的j；步驟111、如果作加1操作后的j不大于(即小于或等于)N0，執(zhí)行步驟18；否則執(zhí)行步驟112；步驟112、將反饋序列反饋回發(fā)射端。
步驟112中所述的反饋序列包括兩種可選內(nèi)容，即包含整個信道波形的反饋序列或由步驟19形成的反饋序列。
上述步驟為采用單比特表征信道變化時本發(fā)明提出的相應(yīng)方案，如果采用多比特表征信道變化的快慢，如取q＝2，那么在步驟18中，所述Bj中包含四個比特，即實部兩個比特加虛部兩個比特(或者幅度兩個比特加相位兩個比特)，并且如果cj等于0，可設(shè)定某比特表示，如00或11等，來表示與該cj元素對應(yīng)的Bj元素。
可見，由本發(fā)明技術(shù)方案利用信道自身的連續(xù)性和相關(guān)性，反饋的是當(dāng)前信道增益與前一個TTI的信道增益的差分信號這一特點可知，本發(fā)明技術(shù)方案能夠在信道變化非常慢的時候，采用上述單比特表征信道的變化，不僅能保證反饋量的減少，還能夠保持與現(xiàn)有DCFB技術(shù)同樣的反饋效果；在信道變化相對較快，用多比特表征信道變化時，或?qū)序列作更精確的量化值時，q的取值也將增加，相應(yīng)地反饋量會增加，但反饋量相對現(xiàn)有DCFB技術(shù)而言還是能夠得到明顯降低。
結(jié)合附圖2，并采用單比特(即q＝1)表征信道的變化，具體說明發(fā)射端接收并處理反饋信道信息的方案步驟21、發(fā)射端接收到由接收端反饋的反饋序列；步驟22、如果反饋序列B序列是整個信道波形，則該整個信道波形為反饋的信道信息，執(zhí)行步驟211；否則，執(zhí)行步驟23；步驟23、用參數(shù)a指代所述B序列的下標(biāo)，即Ba可指代所述B序列中任一元素，并且Ba＝BaR+iBaI，(或B‾a=B‾aReiB‾aI]]>)，即由BaR和BaI分別表示所述B序列中中的實部序列和虛部序列(或幅度序列與相位序列)的元素；相應(yīng)地，用ca指代下面的步驟中將要形成的正交變換后的序列C序列中任一元素，并且ca＝caR+icaI，即由caR和caI分別表示所述C序列中的實部序列和虛部序列(或幅度序列與相位序列)的元素；令a＝1，并執(zhí)行步驟24；步驟24、將所述B序列還原為正交變換C序列若BaR或BaI等于+1，則與Ba對應(yīng)的ca中caR或caI值為一個量化間隔Δ；如果Ba無信號，則與Ba對應(yīng)的ca值為0；如果BaR或BaI等于-1，則與Ba對應(yīng)的ca中caR或caI值為一個量化間隔(－Δ)；步驟25、將得到的caR和caI組合形成ca元素并依次排列，形成所述C序列序列；步驟26、對參數(shù)a作加1操作得到重新被賦值的a；步驟27、如果作加1操作后的a值不大于(即小于或等于)N0，執(zhí)行步驟24；否則執(zhí)行步驟28；步驟28、對步驟25中形成的C序列進(jìn)行補零操作，即在該C序列中加入步驟16中所有被置零的0元素，使該C序列的長度從N0恢復(fù)為N；
步驟29、對做過補零操作后得到的所述C序列進(jìn)行FFT操作，得到差分信號ΔHk(ω)；步驟210、由ΔHk(ω)＝Hk(ω)-Hk-1(ω)，將ΔHk(ω)與Hk-1(ω)相加，得出當(dāng)前所有子載波上的信道增益，該信道增益即為反饋的信道信息；所述Hk-1(ω)為相對當(dāng)前信道增益的前一個TTI的信道增益。
步驟211、根據(jù)反饋的信道信息進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)編碼，以調(diào)整信道，優(yōu)化OFDM系統(tǒng)性能。
步驟211中如果反饋的信道信息為整個信道波形，則預(yù)編碼根據(jù)該信道波形進(jìn)行，如果反饋的信道信息為當(dāng)前TTI的信道增益，則預(yù)編碼根據(jù)該信道增益進(jìn)行。
另外，對于采用多比特表征信道變化的快慢的情況，在上述步驟24中，如果Ba為某設(shè)定的比特表示，如00或11等，則對應(yīng)的ca元素為零。
綜上所述，與現(xiàn)有DCFB技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的實現(xiàn)能夠有效減少反饋量。本發(fā)明技術(shù)方案能夠用很少的反饋表示信道的變化，在信道變化很慢時，甚至可以采用單比特賴表征信道變化，極大地降低反饋量，同時還能夠與現(xiàn)有DCFB技術(shù)保持同樣的反饋效果，實現(xiàn)發(fā)射端對信道的實時跟蹤。
本發(fā)明還提供一種如圖3所示的通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的裝置，所述的裝置在接收端主要包括差分信號計算模塊，用于根據(jù)信道增益計算模塊得出的所有子載波上的信道增益得出所有子載波上的當(dāng)前TTI的信道增益與前一個TTI信道增益之間的差分信號；反饋序列反饋模塊，用于將所述的差分信息反饋回發(fā)射端。
所述的裝置在接收端還包括信道增益計算模塊，用于計算得出所有子載波上的信道增益；
反饋需求分析模塊，用于判斷當(dāng)前是否需要反饋整個信道波形，并在判斷結(jié)果為不需要時，觸發(fā)差分信號計算模塊，否則，觸發(fā)反饋序列形成模塊；反饋序列形成模塊，用于在差分信號計算模塊的觸發(fā)下，將差分信號形成反饋序列，并傳遞給反饋序列反饋模塊，或者用于在反饋需求分析模塊的觸發(fā)下獲取整個信道波形，形成反饋序列，并傳遞給反饋序列反饋模塊。
當(dāng)反饋序列形成模塊由反饋需求分析模塊觸發(fā)，反饋序列形成模塊所形成的反饋序列是整個信道波形，即所述反饋序列反饋模塊所反饋的是整個信道波形；當(dāng)反饋序列形成模塊由差分信號計算模塊觸發(fā)，反饋序列形成模塊所形成的是由差分信號形成的反饋序列，即所述反饋序列反饋模塊所反饋的是由差分信號形成的反饋序列。
所述的反饋序列形成模塊還包括正交變換后的序列形成模塊，用于形成正交變換后的序列；量化處理模塊，用于根據(jù)簡化正交變換后的序列形成模塊得出的簡化正交變換后的序列，對簡化正交變換后的序列中所有元素作量化處理。
所述正交變換后的序列形成模塊還包括正交變換操作模塊，用于對由差分信號計算模塊得到的差分信號進(jìn)行正交變換，保存變換結(jié)果，并觸發(fā)正交變換后的序列形成模塊從正交變換操作模塊獲取組成正交變換后的序列的元素，形成正交變換后的序列；元素置零操作模塊，用于將交變換序列形成模塊形成的正交變換后的序列中的元素值小于預(yù)定值的所有元素置零。
所述的裝置在發(fā)射端包括反饋序列接收模塊，用于接收由接收端反饋回的反饋序列；差分信號還原模塊，用于根據(jù)反饋序列接收模塊接收到的由差分信號形成的反饋序列還原出差分信號；
當(dāng)前TTI信道增益計算模塊，用于將差分信號還原模塊得出的差分信號與相對當(dāng)前TTI的前一個TTI的信道增益相加，得出當(dāng)前TTI信道增益，為當(dāng)前信道信息。
所述裝置在發(fā)射端還包括反饋序列分析模塊，用于判斷當(dāng)前接收到的反饋序列是否是整個信道波形，如果是，將反饋序列送給預(yù)編碼模塊，否則，觸發(fā)差分信號還原模塊；預(yù)編碼模塊，用于根據(jù)反饋序列分析模塊的分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)編碼，如果分析結(jié)果為反饋序列是整個信道波形，則所述預(yù)編碼模塊根據(jù)整個信道波形進(jìn)行預(yù)編碼；如果分析結(jié)果為反饋序列不是整個信道波形，則所述預(yù)編碼模塊等待當(dāng)前TTI信道增益計算模塊的觸發(fā)，之后，根據(jù)當(dāng)前TTI信道增益計算模塊的計算結(jié)果進(jìn)行預(yù)編碼。
由本發(fā)明對預(yù)編碼模塊的描述可見，預(yù)編碼模塊的具體操作與由接收端的反饋序列反饋模塊所反饋的內(nèi)容相關(guān)。
所述差分信號還原模塊還包括正交變換后的序列還原模塊，用于將反饋序列還原為正交變換后的序列；正交變換處理模塊，用于對由正交變換后的序列還原模塊得到的正交變換后的序列作正交變換，得到差分信號。
所述正交變換后的序列還原模塊包括還原處理模塊，由反饋序列分析模塊觸發(fā)，并用于將反饋序列接收模塊接收到的反饋序列還原為所述正交變換后的序列；補零操作模塊，用于保存正交變換后的序列，并在該正交變換后的序列中加入將被元素置零操作模塊置零的所有0元素。
所述正交變換后的序列還原模塊從補零操作模塊獲取所有序列元素，形成正交變換后的序列，并觸發(fā)正交變換處理模塊。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的方法，其特征在于，包括A、接收端，在頻域上得出子載波上的當(dāng)前發(fā)射時間間隔TTI的信道增益與之前一個TTI的信道增益之間的差分信號；B、將所述差分信號反饋回發(fā)射端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟A之前包括計算OFDM系統(tǒng)中每個子載波上的信道增益，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的條件判斷當(dāng)前是否需要反饋整個信道波形，如果需要，則由整個信道波形形成反饋序列反饋回發(fā)射端；否則，執(zhí)行步驟A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括B1、對所述差分信號進(jìn)行正交變換操作，得出對應(yīng)的正交變換后的序列；B2、對所述正交變換后的序列作量化處理，得到對應(yīng)的反饋序列；B3、將所述反饋序列反饋回發(fā)射端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟B1中所述正交變換后的序列為差分序列，其中各個元素為復(fù)數(shù)，包含的兩個部分為實部與虛部，或幅度部分與相位部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟B2之前還包括B21、設(shè)定正交變換后的序列中元素序號的預(yù)定值，將所述正交變換后的序列中元素序號大于所述預(yù)定值的所有元素值置零，并且該元素序號的預(yù)定值由信道最大延遲、OFDM系統(tǒng)中的子載波總數(shù)和帶寬的參數(shù)決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述元素序號的預(yù)定值取OFDM符號中采用的循環(huán)前綴CP的長度；或取信道總能量的集中區(qū)域為所述正交變換后的序列中元素個數(shù)的選取區(qū)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B2包括采用單比特或多比特表征信道變化的快慢，對所述正交變換后的序列中各個元素依次作量化處理，并且在處理時對各元素的實部與虛部，或幅度部分與相位部分分別作量化處理，再由量化處理結(jié)果組合形成對應(yīng)的反饋序列的元素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述量化處理具體包括如果所述正交變換后的序列中元素的某部分的數(shù)值大于0，則反饋序列中對應(yīng)元素的該部分的量化值為相應(yīng)的正量化值；如果正交變換后的序列中元素中某部分的數(shù)值小于0，則反饋序列中對應(yīng)元素的該部分的量化值為相應(yīng)的負(fù)量化值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述量化處理具體還包括在采用單比特表征信道變化的快慢時，如果正交變換后的序列中元素值為0，則反饋序列中對應(yīng)的元素值為空；在采用多比特表征信道變化的快慢時，如果正交變換后的序列中元素值為0，設(shè)定某比特表示來表征反饋序列中對應(yīng)的元素值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括C、在發(fā)射端將接收到的反饋序列作還原處理，還原為所述正交變換后的序列；D、對所述正交變換后的序列作正交變換操作，得到頻域上的差分信號，并由所述差分信號加上相對于當(dāng)前TTI的前一個TTI信道增益得出當(dāng)前子載波上的信道增益，將該信道增益作為信道信息，并根據(jù)該信道信息進(jìn)行預(yù)編碼。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟C之前還包括C1、在發(fā)射端判斷接收到的反饋序列是否是整個信道波形，如果是，執(zhí)行步驟C2，否則，執(zhí)行步驟D；C2、直接將該整個信道波形作為信道信息進(jìn)行預(yù)編碼，過程結(jié)束。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟C中所述還原處理具體包括將反饋序列中元素的兩個部分分別作還原處理，如果反饋序列中元素的某部分的量化值為正，則正交變換后的序列中對應(yīng)元素的該部分的數(shù)值為相應(yīng)個數(shù)的正量化間隔；如果反饋序列中元素的某部分的量化值為負(fù)，則正交變換后的序列中對應(yīng)元素的該部分的數(shù)值為相應(yīng)個數(shù)的負(fù)量化間隔。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述還原處理還包括在采用單比特表征信道變化的快慢時，如果反饋序列中某元素為空，則與該元素對應(yīng)的正交變換后的序列中的元素值為0；在采用多比特表征信道變化的快慢時，如果反饋序列中某元素為設(shè)定的所述某比特表示，則與該元素對應(yīng)的正交變換后的序列中的元素值為0。
14.一種通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的裝置，其特征在于，在所述裝置的接收端包括差分信號計算模塊，用于根據(jù)信道增益計算模塊得出的所有子載波上的信道增益得出所有子載波上的當(dāng)前TTI的信道增益與前一個TTI信道增益之間的差分信號；反饋序列反饋模塊，用于將所述的差分信息反饋回發(fā)射端。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括信道增益計算模塊，用于計算得出所有子載波上的信道增益；反饋需求分析模塊，用于判斷當(dāng)前是否需要反饋整個信道波形，并在判斷結(jié)果為不需要時，觸發(fā)差分信號計算模塊，否則，觸發(fā)反饋序列形成模塊；反饋序列形成模塊，用于在差分信號計算模塊的觸發(fā)下，將差分信號形成反饋序列，并傳遞給反饋序列反饋模塊，或者用于在反饋需求模塊的觸發(fā)下獲取整個信道波形，形成反饋序列，并傳遞給反饋序列反饋模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述的反饋序列形成模塊還包括正交變換后的序列形成模塊，用于形成正交變換后的序列；量化處理模塊，用于根據(jù)簡化正交變換后的序列形成模塊得出的簡化正交變換后的序列，對簡化正交變換后的序列中所有元素作量化處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述正交變換后的序列形成模塊還包括正交變換操作模塊，用于對由差分信號計算模塊得到的差分信號進(jìn)行正交變換，保存變換結(jié)果，并觸發(fā)正交變換后的序列形成模塊從正交變換操作模塊獲取組成正交變換后的序列的元素，形成正交變換后的序列；元素置零操作模塊，用于將交變換序列形成模塊形成的正交變換后的序列中的元素值小于預(yù)定值的所有元素置零。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項所述的裝置，其特征在于，在發(fā)射端包括反饋序列接收模塊，用于接收由接收端反饋回的反饋序列；差分信號還原模塊，用于根據(jù)反饋序列接收模塊接收到的由差分信號形成的反饋序列還原出差分信號；當(dāng)前TTI信道增益計算模塊，用于將差分信號還原模塊得出的差分信號與相對當(dāng)前TTI的前一個TTI的信道增益相加，得出當(dāng)前TTI信道增益，為當(dāng)前信道信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述裝置在發(fā)射端還包括反饋序列分析模塊，用于判斷當(dāng)前接收到的反饋序列是否是整個信道波形，如果是，將反饋序列送給預(yù)編碼模塊，否則，觸發(fā)差分信號還原模塊；預(yù)編碼模塊，用于根據(jù)反饋序列分析模塊的分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)編碼，如果分析結(jié)果為反饋序列是整個信道波形，則所述預(yù)編碼模塊根據(jù)整個信道波形進(jìn)行預(yù)編碼；如果分析結(jié)果為反饋序列不是整個信道波形，則所述預(yù)編碼模塊等待當(dāng)前TTI信道增益計算模塊的觸發(fā)，之后，根據(jù)當(dāng)前TTI信道增益計算模塊的計算結(jié)果進(jìn)行預(yù)編碼。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述差分信號還原模塊還包括正交變換后的序列還原模塊，用于將反饋序列還原為正交變換后的序列；正交變換處理模塊，用于對由正交變換后的序列還原模塊得到的正交變換后的序列作正交變換，得到差分信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述正交變換后的序列還原模塊包括還原處理模塊，由反饋序列分析模塊觸發(fā)，并用于將反饋序列接收模塊接收到的反饋序列還原為所述正交變換后的序列；補零操作模塊，用于保存正交變換后的序列，并在該正交變換后的序列中加入將被元素置零操作模塊置零的所有0元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)中實現(xiàn)信道反饋的方法及裝置。本發(fā)明主要包括首先，接收端，在頻域上得出子載波上的當(dāng)前發(fā)射時間間隔TTI的信道增益與之前一個TTI的信道增益之間的差分信號；之后，再將所述差分信號反饋回發(fā)射端。因此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠用很少的反饋表示信道的變化，從而有效減少信道反饋量，節(jié)約通信系統(tǒng)中的系統(tǒng)帶寬資源，避免因大量的信道反饋量影響系統(tǒng)的性能；同時，本發(fā)明還能夠達(dá)到與現(xiàn)有DCFB技術(shù)同樣的反饋效果，即能夠在發(fā)射端獲得同樣有效的反饋信息，實現(xiàn)發(fā)射端對信道的實時跟蹤。
文檔編號H04L27/26GK101051878SQ200610072070
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者劉晟, 李斌, 杜穎鋼 申請人:華為技術(shù)有限公司