CN101626588A - 用于信道状态信息反馈的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于移动站提供关于移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给基站的方法，此方法包括：通过计算多个信道响应以估计信道状态信息，多个信道响应中的每一个用于通信信道中的一个；压缩已估计的信道状态信息；以及发送作为反馈的已压缩的信道状态信息给基站。

Description

用于信道状态信息反馈的装置及其方法

技术领域

本发明有关于一种用于信道状态信息(channel state information，CSI)反馈的装置及其方法。

背景技术

近年来，人们对多输入多输出(multi input and multi output，MIMO)***已经产生了更大的兴趣，MIMO***在通信***的发射器端以及接收器端都采用了多个天线，以改善通信性能。例如，在MIMO***中，基站可以采用多个发射天线以传送数据给移动站，以及移动站可以采用多个接收天线以接收数据。

由于在MIMO***中存在多个发射天线以及多个接收天线，所以在每一发射天线以及每一接收天线之间会建立通信信道。从而，在基站以及移动站之间会建立多个通信信道。

在实际情况下，基站可能需要关于通信信道的信息的消息，以改善MIMO***的通信吞吐容量。例如，基于有关于通信信道的信息，基站可以执行带宽资源分配。此外，基于有关于通信信道的信息，基站可以执行MIMO模式选择以及预编码器(pre-coder)选择。

为了便于改善MIMO***的通信吞吐容量，基于从基站接收的信号，移动站可以估计关于基站和移动站之间的通信信道的信息，即信道状态信息(CSI)。接着，移动站提供已估计的CSI的反馈给基站。

发明内容

本发明一示范性实施例提供了一种用于移动站提供关于移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息(CSI)的反馈给基站的方法，此方法包括：通过计算多个信道响应以估计信道状态信息，多个信道响应中的每一个用于通信信道中的一个；压缩已估计的信道状态信息；以及发送作为反馈的已压缩的信道状态信息给基站。

本发明另一示范性实施例提供了一种移动站，此移动站用于提供关于移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给基站，此移动站经组态以：通过计算多个信道响应以估计信道状态信息，多个信道响应中的每一个用于通信信道中的一个；压缩已估计的信道状态信息；以及发送作为反馈的已压缩的信道状态信息给基站。

本发明另一示范性实施例提供了一种用于基站从移动站获取关于移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，此方法包括：从移动站接收反馈，此反馈包括已压缩的信道状态信息；以及基于已压缩的信道状态信息，重新建构多个信道响应，多个信道响应中的每一个用于通信信道中的一个。

本发明另一示范性实施例提供了一种基站，此基站用于从移动站获取关于移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈，此基站经组态以：从移动站接收反馈，此反馈包括已压缩的信道状态信息；以及基于已压缩的信道状态信息，重新建构多个信道响应，多个信道响应中的每一个用于通信信道中的一个。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所要主张的范围。

附图说明

图1绘示为根据本发明示例实施例的无线通信***的示意框图。

图2绘示为根据本发明示例实施例的根据通信信道来计算的示例信道响应的图形。

图3A-3C绘示为根据本发明示例实施例的用于移动站压缩通信信道的已估计的CSI的方法的图形。

图4A和图4B绘示为根据本发明另一示例实施例的用于移动站压缩通信信道的已估计的CSI的方法的图形。

图5绘示为根据本发明示例实施例的示例的已重新建构的整个信道响应的图形。

图6绘示为根据本发明另一示例实施例的示例的已重新建构的整个信道响应的图形。

图7绘示为根据本发明示例实施例的开环差分脉冲调制方法的图形。

图8绘示为根据本发明示例实施例的闭环差分脉冲调制方法的图形。

图9A-9C绘示为根据本发明示例实施例的示例的已压缩的通信信道的已估计信道状态信息的图形。

图10A-10C绘示为根据本发明示例实施例的用于通信信道中的、通过基站而重新建构的示例的CSI的图形。

主要元件符号说明：

100：无线通信***

102、710、812：基站

104、702、802：移动站

102-1：第一发射天线

102-2：第二发射天线

102-3：第三发射天线

102-4：第四发射天线

104-1：第一接收天线

104-2：第二接收天线

106-1、106-2、...、106-8：通信信道

200、302、306：信道响应

202-1、202-2、...、202-6、304-1、304-2、...、304-6：信道抽头

P₁、P₂、...、P₆：时间延迟

a_i+b_ij(i＝1，2，...，6)：复值

300：用于移动站104压缩通信信道的已估计的CSI的方法

310：直线Y1

320：曲线Y2

400：用于移动站104压缩通信信道106-1、106-2、...、106-8的已估计的CSI的方法

402：整个信道响应

404：频谱

412、414：数值

500、600：整个信道响应

700：开环差分脉冲调制方法

704：预测器

706、714、816：加法器

708、810：量化器

712、808、814：预测器

800：闭环差分脉冲调制方法

804：第一加法器

806：第二加法器

具体实施方式

下文特举多个实施例，并配合所附图式，详细说明本发明。在对附图的描述中，不同附图中的相同的数字代表相同或者相似的元件。虽然本发明已以多个实施例揭露如下，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

图1绘示为根据本发明示例实施例的无线通信***100的示意框图。通信***100包括基站102以及移动站104。例如，通信***100是多输入多输出***。因此，基站102可以包括多个发射天线102-1、102-2、...、102-N_T(N_T是发射天线的总数目)，以及移动站104可以包括多个接收天线104-1、104-2、...、104-N_R(N_R是接收天线的总数目)。仅仅为了绘示实施例的目的，假设基站102包括第一发射天线102-1、第二发射天线102-2、第三发射天线102-3以及第四发射天线102-4；以及移动站104包括第一接收天线104-1以及第二接收天线104-2。

根据本发明的实施例，采用发射天线102-1、102-2、102-3以及102-4，基站102可以传送信号给移动站104。采用接收天线104-1以及104-2，移动站104可以接收由基站102所传送的信号。移动站104基于已接收的信号还可以估计用于基站102以及移动站104之间的通信信道的信道状态信息(CSI)，以及将作为CSI反馈的已估计的CSI发送给基站102。基于从移动站104所接收的CSI反馈，基站102接着可以执行带宽资源分配以及信号调制。此外，基于CSI反馈，基站102可以执行MIMO模式选择以及预编码器(pre-coder)选择。应当知晓的是，与本发明有关的实施例是在硬件和/或软件中实施的。

例如，在发射天线102-1、...、102-4中的每一个以及接收天线104-1以及104-2中的每一个之间建立通信信道。在已绘示的实施例中，在基站102以及移动站104之间建立了8个通信信道106-1、106-2、...、106-8。通信信道106-1、106-2、...、106-8中的每一个对应于一对发射天线和接收天线。

在本发明的示例实施例中，通过计算多个信道响应，移动站104可以估计通信信道106-1、106-2、...、106-8中的每一个的CSI，此多个信道响应中的每一个对应于通信信道106-1、106-2、...、106-8中的每一个。

图2绘示为根据本发明示例实施例的根据通信信道来计算的示例信道响应200的图形。例如，信道可以是通信信道106-1、106-2、...、106-8(图1)中的任何一个。信道响应200包括多个信道抽头，诸如信道抽头202-1、202-2、...、202-6，每一信道抽头对应于一时间延迟以及具有一复值(complexvalue)。信道抽头是具体时间延迟上的信道响应的单个取样。为了便于绘示，图2中仅仅绘示了具有大于阈值(threshold value)的强度(magnitude)的信道抽头，即信道抽头202-1、202-2、...、202-6。信道抽头202-i(i＝1，2，...，6)中的每一个对应于时间延迟P_i(i＝1，2，...，6)以及具有复值a_i+b_ij(i＝1，2，...，6)，其中j是虚数单元(imaginary unit)。也就是说，信道抽头202-i(i＝1，2，...，6)中的每一个具有强度以及相位。用于通信信道的已估计的CSI可以包括信道抽头202-1、202-2、...、202-6的时间延迟P₁、P₂、...、P₆、强度以及相位。

请参看图1，在本发明的示例实施例中，移动站104可以估计通信信道106-1、106-2、...、106-8的CSI，以及发送作为CSI反馈的已估计的CSI给基站102。例如，对于通信信道106-1、106-2、...、106-8中的每一个，移动站104可以选择在已计算出的信道响应中的具有大于阈值的强度的信道抽头，诸如信道抽头202-1、202-2、...、202-6(图2)。移动站104可以量化(quantize)关于已选择的信道抽头的时间延迟以及相位的信息。基于如下所述的本发明的方法，移动站104通过产生代表关于已选择的信道抽头的强度的信息的多个参数还可以压缩已估计的CSI，以及量化已产生的参数。移动站104接着发送已量化的参数给基站102，同时也发送关于已选择的信道抽头的时间延迟以及相位的已量化的信息给基站102。

图3A-3C绘示为根据本发明示例实施例的用于移动站104压缩通信信道的已估计的CSI的方法300的图形。例如，通信信道可以是通信信道106-1、106-2、...、106-8(图1)中的任何一个。

请参看图1以及图3A-3C，移动站104通过计算通信信道的信道响应302来估计通信信道的CSI。已计算的信道响应302包括关于多个信道抽头的时间延迟、强度以及相位(图未示)的信息。在已绘示的实施例中，在信道响应302中仅仅显示多个信道抽头的前30个，如小圆圈所指示，由于多个信道抽头的其余信道抽头中的每一个的强度为零或者接近于零，因此可以忽略。

在本发明的示例实施例中，如上所述，移动站104可以选择具有大于阈值的强度的多个信道抽头中的多个。移动站104基于已选择的信道抽头的强度还可以分类已选择的信道抽头，从而已分类的信道抽头中的第一个例如具有最小强度，以及已分类的信道抽头中的最后一个例如具有最大强度。在已绘示的实施例中，移动站104选择信道抽头304-1、304-2、...、304-6，以及还基于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度来分类已选择的信道抽头304-1、304-2、...、304-6。已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6显示为已分类的信道响应306。

在本发明的示例实施例中，最小平方(least squares，LS)法可以用于已分类的信道响应306。最小平方法是拟合数据的方法。例如，N个已观察的数据取样y₁、y₂、...、y_N可以用向量表示如下：

Y＝[y₁ y₂…y_N]^T，方程式(1)

其中，“T”表示矩阵转置(matrix transposition)。基于最小平方法，平方误差(square error)J(θ)可以表示如下：

J(θ)＝(Y-Kθ)^T(Y-Kθ)，方程式(2)

其中，“K”是已知观察矩阵(known observation matrix)，以及θ是包括多个参数的向量。例如，为了采用具有两个参数的直线来拟合数据取样y₁、y₂、...、y_N，K可以表示为：

$K=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 1& 1\\ \·& \·\\ \·& \·\\ \·& \·\\ 1& N-1\end{array}\right],$ 方程式(3)

例如，为了采用具有三个参数的曲线来拟合数据取样y₁、y₂、...、y_N，K可以表示为：

$K=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0^2\\ 1& 1& 1^2\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ 1& N-1& {(N-1)}^2\end{array}\right],$ 方程式(4)

方程式(2)指示，向量θ的不同数值可以导致平方误差J(θ)的不同数值。基于最小平方法，可以辨识或者产生向量θ、

的数值，从而可以最小化平方误差J(θ)，以及

可以被计算如下：

${\widehat{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{LS}}={\left(K^{T}K\right)}^{-1}\·K^T\stackrel{\‾}{Y}.$ 方程式(5)

在本发明的示例实施例中，

可以用于表示已观察的数据取样y₁、y₂、...、y_N。例如，已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度可以作为已观察的数据取样。基于最小平方法，直线或者曲线可以被用于拟合已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度，此直线或者曲线具有多个参数。因此，直线或者曲线的参数可以被用于表示关于已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的信息。

在本发明的一个实施例中，如图3B所示，直线Y1310可以用于拟合已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度。在数学表示上，直线Y1310可以用第一参数A1和第二参数B1表示为Y1＝A1+B1*X，其中X表示抽头索引(tap index)。因此，基于直线的拟合也可以是指两个参数的拟合。在图3B所绘示的实施例中，小圆圈对应于已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度，以及直线Y1 310上的小星星对应于给定直线Y1310时的已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度，直线Y1 310上的小星星可以被认为是已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的近似值。

在本发明的示例实施例中，移动站104可以产生参数A1以及B1以表示关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的信息，因为基于参数A1和B1以及直线Y1310，所以可以产生表示信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的近似值。典型地，参数A1和B1的数据大小小于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的数据大小。因此，基于最小平方法，可以压缩关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的信息，以及参数A1和B1表示已压缩的信息。

从而，移动站104可以量化参数A1和B1以及发送已量化的参数A1和B1给基站102，同时也发送关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的时间延迟以及相位的已量化的信息给基站102，以作为通信信道的CSI反馈。基于CSI反馈，基站102可以重新建构直线Y1310以及已计算的信道响应302的近似值。

在本发明的一个实施例中，如图3C所示，曲线Y2320可以用于拟合已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度。例如，曲线Y2320可以是二阶曲线，以及在数学表示上，曲线Y2320可以用第一参数A2、第二参数B2、第三参数C2表示为Y2＝A2+B2*X+C2*X²，其中X表示抽头索引。因此，基于二阶曲线的拟合也可以是指三个参数的拟合。在图3C所绘示的实施例中，小圆圈对应于已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度，以及曲线Y2 320上的小星星对应于给定曲线Y2 320时的已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度，曲线Y2 320上的小星星可以被认为是已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的近似值。

在本发明的示例实施例中，移动站104可以产生参数A2、B2以及C2以表示关于已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的信息，因为基于参数A2、B2和C2以及曲线Y2320，所以可以产生表示已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的近似值。典型地，参数A2、B2和C2的数据大小小于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的数据大小。因此，基于最小平方法，可以压缩关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的信息，以及参数A2、B2和C2表示已压缩的信息。

因此，移动站104可以量化参数A2、B2和C2以及发送已量化的参数A2、B2和C2给基站102，同时也发送关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的时间延迟以及相位的已量化的信息给基站102，以作为通信信道的CSI反馈。基于CSI反馈，基站102可以重新建构曲线Y2320以及已计算的信道响应302的近似值。

同样地，在本发明的实施例中，基于最小平方法，高阶曲线也可以被用于拟合已分类的信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度。移动站104可以产生高阶曲线的参数以表示关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的强度的信息。移动站104可以量化已产生的参数以及发送已量化的参数给基站102，以及发送关于信道抽头304-1、304-2、...、304-6的时间延迟以及相位的已量化的信息给基站102，以作为通信信道的CSI反馈。基于CSI反馈，基站102可以重新建构高阶曲线以及已计算的信道响应302的近似值。

图4A和图4B绘示为根据本发明示例实施例用于移动站104压缩通信信道106-1、106-2、...、106-8(图1)的已估计的CSI的方法400的图形。请参看图1、4A和4B，如上所述，对于通信信道106-1、106-2、...、106-8中的每一个，移动站104可以选择已计算出的信道响应中的具有大于阈值的强度的信道抽头。如上所述，对于通信信道106-1、106-2、...、106-8中的每一个，移动站104基于已选择的信道抽头的强度还可以分类已选择的信道抽头，从而已分类的信道抽头中的第一个例如具有最小强度，以及已分类的信道抽头中的最后一个例如具有最大强度。图4A绘示了包括所有的通信信道106-1、106-2，...、106-8的已分类的信道抽头的强度的整个信道响应402。

在本发明的示例实施例中，离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)可以被用于整个信道响应402，以产生整个信道响应402的频谱。例如，假定M表示通信信道的总数目，N表示每一通信信道的信道抽头的总数目，以及A_mn表示用于第m通信信道的第n已分类的通信抽头的强度。用于整个信道响应402的DCT可以表示如下：

$B_{\mathrm{pq}}={\mathrm{\α}}_p{\mathrm{\α}}_q\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{mn}}\cos \frac{\mathrm{\π}(2m+1)p}{2M}\cos \frac{\mathrm{\π}(2n+1)q}{2N},$ 方程式(6)

0≤p≤M-1，0≤q≤N-1；

其中，

${\mathrm{\α}}_p=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{1/M},& p=0\\ \sqrt{2/M},& 1\≤p\≤M-1\end{array}\right.,$

${\mathrm{\α}}_q=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{1/N},& q=0\\ \sqrt{2/N},& 1\≤q\≤N-1\end{array}\right.,$

“∑”表示多个数值的和，以及B_pq表示整个信道响应402的频谱的值。

图4B绘示了整个信道响应402的已产生频谱404的示例实施例。因为在执行DCT之前对于每一通信信道106-1、106-2、...、106-8已经分类了信道抽头，所以多个数值中的小部分中的每一个可以具有相对大的强度，以及多个数值中的大部分中的每一个可以具有相对小的强度。例如，如图4B所示，频谱404的数值412和414中的每一个都具有相对大的强度。

在本发明的实施例中，频谱的多个数值中的具有相对大的强度的几个数值，诸如数值412和414，在此指有效参数(significant parameter)，可以被选择以表示整个信道响应402的频谱以及关于通信信道106-1、106-2、...、106-8的已经分类的信道抽头的信息。换句话说，有效参数可以从通信信道106-1、106-2、...、106-8的已经分类的信道抽头的强度中提取(extract)，以表示已分类的信道抽头的强度的信息。典型地，有效参数的数据大小小于通信信道106-1、106-2、...、106-8的信道抽头的强度的数据大小。因此，基于DCT方法，可以压缩关于通信信道106-1、106-2、...、106-8的信道抽头的强度的信息，以及有效参数表示已压缩的信息。

在本发明的实施例中，移动站104可以量化有效参数以及发送已量化的有效参数给基站102，同时也发送关于通信信道106-1、106-2、...、106-8的信道抽头的时间延迟以及相位的已量化的信息给基站102，以作为通信信道106-1、106-2、...、106-8的CSI反馈。基于CSI反馈，基站102通过执行离散余弦反变换(inverse discrete cosine transform，IDCT)可以重新建构频谱404的近似值，从而获得整个信道响应402的近似值。

图5绘示为根据本发明示例实施例的示例的已重新建构的整个信道响应500的图形。基于两个被选择为表示整个信道响应402的频谱404(图4A和图4B)的有效参数，以重新建构整个信道响应500。已重新建构的整个信道响应500可以被视为是整个信道响应402的近似值。

图6绘示为根据本发明另一示例实施例的示例的已重新建构的整个信道响应600的图形。基于六个被选择为表示整个信道响应402的频谱404(图4A和图4B)的有效参数，以重新建构整个信道响应600。已重新建构的整个信道响应600可以被视为是整个信道响应402的近似值。

在本发明的实施例中，当基站以及移动站之间的通信信道为时变信道时，差分调制方法，例如差分脉冲调制(differential pulse code modulation，DPCM)方法，可以被用于进一步减小已估计的CSI的数据大小。基于DPCM方法，信号的预测数值以及信号的实际数值之间的预测误差从移动站被传送到基站，而不是将信号的实际数值从移动站传送到基站。如上所述，已估计的CSI包括关于通信信道的已选择的信道抽头的时间延迟、强度和相位的信息。对于时变信道，关于已选择的信道抽头的强度和相位的信息可以随着时间变化，以及关于已选择的信道抽头的时间延迟的信息被假定不随时间变化。因此，通过采用DPCM方法，移动站可以传送关于已选择的信道抽头的强度和相位的信息。

例如，基于上述的最小平方法或者DCT方法，移动站可以产生参数以表示已选择的信道抽头的强度。此外，移动站可以估计关于已选择的信道抽头的相位的信息。移动站接着可以执行DPCM方法以进一步减小已产生的参数和/或关于已选择的信道抽头的相位的已估计的信息的数据大小。

图7绘示为根据本发明示例实施例的开环(open loop)差分脉冲调制(differential pulse code modulation，DPCM)方法700的图形。请参看图7，基于开环DPCM方法，在移动站702调制信号S。例如，移动站702可以是图1中所示的移动站104，以及移动站702可以包括预测器(predictor)704、加法器706以及量化器(quantizer)708。信号S可以包括关于已选择的信道抽头的强度的已产生的参数的信息或者关于已选择的信道抽头的相位的已估计的信息，其中已产生的参数以及相位可以随着时间变化。

在本发明的实施例中，基于在对应于时间索引k-1，即S(k-1)的先前时间上的信号S的实际数值，预测器704可以预测对应于时间索引k，即

的当前时间上的信号S的数值。例如，通过采用如下方程式，预测器704基于S(k-1)可以预测

${\tilde{S}}_T\left(k\right)=h0*S(k-1),$ 方程式(7)

其中，h0是预测参数。通过采用如下方程式，加法器706可以接着计算在对应于时间索引k，即e(k)的当前时间上的预测误差e的数值：

$e\left(k\right)=S\left(k\right)-{\tilde{S}}_T\left(k\right),$ 方程式(8)

其中，S(k)是在对应于时间索引K的当前时间上的信号S的实际数值。量化器708进一步量化预测误差e并传送已量化的预测误差e_q给基站710。例如，基站710可以是图1中所示的基站102。

在本发明的一个示例实施例中，基站710可以包括预测器712以及加法器714。基站710可以产生信号

此信号

是基于从移动站702所接收的已量化的预测误差e_q以重新建构信号S而获得的。例如，基于在对应于时间索引k-1，即

的先前时间上的信号

的实际数值，预测器712可以预测在对应于时间索引k，即的当前时间上的信号

的数值。通过采用如下方程式，预测器712基于

可以预测

${\tilde{S}}_R\left(k\right)=h0*\hat{S}(k-1),$ 方程式(9)

其中，h₀是如上所述的预测参数。通过采用如下方程式，加法器714可以接着计算在对应于时间索引k，即

的当前时间上的信号

的数值：

$\hat{S}\left(k\right)={\hat{S}}_R\left(k\right)+e_q\left(k\right),$ 方程式(10)

其中e_q(k)是在对应于时间索引K的当前时间上的已量化的预测误差e_q的数值。

图8绘示为根据本发明示例实施例的闭环(closed-loop)差分脉冲调制(differential pulse code modulation，DPCM)方法800的图形。请参看图8，基于信号闭环DPCM方法，在移动站802调制信号S。例如，移动站802可以是图1中所示的移动站104，以及移动站802可以包括第一加法器804、第二加法器806、预测器808以及量化器810。信号S可以包括关于信道抽头的强度的已产生的参数的信息或者关于信道抽头的相位的已估计的信息，其中已产生的参数以及相位可以随着时间变化。

在本发明的实施例中，基于信号的数值，预测器808可以预测对应于时间索引K，即

的当前时间上的信号S的数值，此信号

是在对应于时间索引K-1，即

的当前时间上重新建构信号S而获得的。通过采用如下方程式，加法器806接着可以计算在对应于时间索引k，即e(k)的当前时间上的预测误差e的数值：

$e\left(k\right)=S\left(k\right)-\tilde{S}\left(k\right),$ 方程式(11)

其中S(k)是在对应于时间索引K的当前时间上的信号S的实际数值。量化器810进一步量化预测误差e并传送已量化的预测误差e_q给基站812。例如，基站812可以是图1中所示的基站102。此外，基于

以及在对应于时间索引K，即e_q(k)的当前时间上的已量化的预测误差e_q的数值，第一加法器804可以产生对应于时间索引K，即的当前时间上的信号

的数值。

在本发明的一个示例实施例中，基站812可以包括预测器814以及加法器816，预测器814与预测器808实质上相同。基于从移动站702所接收的已量化的预测误差e_q，基站812可以重新建构信号S。例如，基于在对应于时间索引k-1，即

的先前时间上的信号

的数值，预测器814预测在对应于时间索引k，即

的当前时间上的信号的数值。通过采用如下方程式，加法器816接着计算在对应于时间索引k，即

的当前时间上的信号

的数值：

$\hat{S}\left(k\right)=\tilde{S}\left(k\right)+e_q\left(k\right),$ 方程式(12)

其中e_q(k)是在对应于时间索引K的当前时间上的已量化的预测误差e_q的数值。

在本发明的一个示例实施例中，基站以及移动站是基于通过第三代合伙伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)标准所提供的空间信道模型(spatial channel model，SCM)。因此，基站以及移动站之间的通信信道的已计算的信道响应包括六个信道抽头。而且，基站和移动站基于正交频分多址复用(output orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)技术来进行通信。此外，移动站可以以20千米/小时(kilometer/hour)的速度移动。

例如，移动站从基站接收OFDM码元(symbol)的多个帧(frame)，以及每一帧包括10个OFDM码元。基于OFDM码元的帧，移动站可以估计基站与移动站之间的通信信道的CSI。图9A-9C绘示为根据本发明示例实施例的已压缩的一个通信信道的已估计信道状态信息的图形。例如，图9A和图9B分别绘示了参数A和B如何随着OFDM码元索引而变化。如上所述，在分类之后，通过采用直线Y＝A+BX以拟合信道抽头的强度，从信道响应中的信道抽头的强度以产生参数A和B，此信道响应是根据通信信道以计算出的。图9C绘示了信道抽头的相位如何随着OFDM码元索引而变化。

在本发明的一个实施例中，移动站可以使用上述的DPCM方法来发送基于每一帧中的第一OFDM码元而估计的CSI给基站。典型地，信道响应在对应于OFDM码元的一个帧的期间可以不变化太大。因此，基于帧中的第一OFDM码元而估计的CSI可以表示对应于帧的长度的期间的CSI。

图10A-10C绘示为根据本发明示例实施例的对于通信信道中的一个，通过基站而重新建构的CSI的图形。例如，根据上述的DPCM方法，基站可以重新建构CSI。图10A和图10B分别绘示了已重新建构的参数A和B。通过图10A和图10B中的小星星所指示的已重新建构的参数A和B是相对于通过图10A和图10B中的小圆圈所指示的由移动站所产生的原始参数A和B而言的。图10C绘示了信道抽头的已重新建构的相位。通过图10C中的小星星所指示的已重新建构的相位是相对于通过图10C中的小圆圈所指示的由移动站所估计的原始相位而言的。

虽然本发明已以上述示范性揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (30)

1.一种用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，所述方法包括：

通过计算多个信道响应以估计所述信道状态信息，所述多个信道响应中的每一个用于所述通信信道中的一个；

压缩所述已估计的信道状态信息；以及

发送作为所述反馈的所述已压缩的信道状态信息给所述基站。

2.如权利要求1所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中所述估计的步骤还包括：

从每一所述已计算的信道响应中选择多个信道抽头，以估计所述信道状态信息。

3.如权利要求1所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中每一所述已计算的信道响应包括多个信道抽头，而所述压缩的步骤还包括：

产生多个参数，以表示关于所述多个信道抽头的强度的信息。

4.如权利要求3所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中所述产生的步骤还包括：

对于每一所述已计算的信道响应，分类所述信道抽头的所述强度；

对于每一所述已计算的信道响应，采用直线或者曲线拟合所述已分类的强度；以及

基于所述直线或者曲线，产生所述多个参数。

5.如权利要求4所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中所述拟合的步骤包括：

基于最小平方法，采用直线或者曲线以拟合所述已分类的强度。

6.如权利要求3所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中所述产生的步骤还包括：

对于每一所述已计算的信道响应，分类所述信道抽头的强度；

对所述已分类的强度执行离散余弦变换，以产生所述已分类的强度的频谱，所述频谱包括多个数值；以及

选择具有相对大的强度的所述数值中的多个作为所述多个参数。

7.如权利要求3所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中所述压缩的步骤包括：

对已所述产生的参数执行差分脉冲调制。

8.如权利要求3所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中所述发送的步骤还包括：

在所述发送之前量化所述已产生的参数。

9.如权利要求1所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中每一所述已计算的信道响应包括多个信道抽头，而所述压缩的步骤还包括：

对所述信道抽头的相位执行差分脉冲调制。

10.如权利要求1所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中每一所述已计算的信道响应包括多个信道抽头，而所述发送的步骤还包括：

在所述发送之前量化关于每一所述已计算的信道响应中的所述信道抽头的相位的信息。

11.如权利要求1所述的用于移动站提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站的方法，其中每一所述已计算的信道响应包括多个信道抽头，而所述发送的步骤还包括：

在所述发送之前量化关于每一所述已计算的信道响应中的所述信道抽头的时间延迟的信息。

12.一种移动站，所述移动站用于提供关于所述移动站以及基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈给所述基站，所述移动站经组态以：

通过计算多个信道响应以估计所述信道状态信息，所述多个信道响应中的每一个用于所述通信信道中的一个；

压缩所述已估计的信道状态信息；以及

发送作为所述反馈的所述已压缩的信道状态信息给所述基站。

13.如权利要求12所述的移动站，其中所述移动站为多输入多输出通信***或者正交频分多址复用通信***中的移动站。

14.如权利要求12所述的移动站，其中每一所述已计算的信道响应包括多个信道抽头，所述移动站还经组态以：

产生多个参数，以表示关于所述多个信道抽头的强度的信息。

15.如权利要求14所述的移动站，其中所述移动站还经组态以：

对于每一所述已计算的信道响应，分类所述信道抽头的强度；

对于每一所述已计算的信道响应，采用直线或者曲线拟合所述已分类的强度；以及

基于所述直线或者曲线，产生所述多个参数。

16.如权利要求14所述的移动站，其中所述移动站还经组态以：

对于每一所述已计算的信道响应，分类所述信道抽头的强度；

对所述已分类的强度执行离散余弦变换，以产生所述已分类的强度的频谱，所述频谱包括多个数值；以及

选择具有相对大的强度的数值中的多个作为所述多个参数。

17.如权利要求14所述的移动站，其中所述移动站还经组态以：

对所述已产生的参数执行差分脉冲调制。

18.一种用于基站从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，所述方法包括：

从所述移动站接收所述反馈，所述反馈包括有已压缩的信道状态信息；以及

基于所述已压缩的信道状态信息，重新建构多个信道响应，所述多个信道响应中的每一个用于所述通信信道中的一个。

19.如权利要求18所述的用于基站从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，其中所述已压缩的信道状态信息包括多个参数，所述多个参数表示关于所述多个通信信道中的第一个的信道抽头的强度的信息，而所述重新建构的步骤还包括：

基于所述多个参数，产生所述多个通信信道中的第一个的信道抽头的强度的近似值。

20.如权利要求19所述的用于基站从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，其中所述产生的步骤还包括：

基于所述多个参数以产生直线或者曲线；以及

基于所述直线或者曲线以产生所述强度的所述近似值。

21.如权利要求18所述的用于基站从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，其中所述已压缩的信道状态信息包括多个参数，所述多个参数表示关于所述多个通信信道的信道抽头的强度的信息，而所述重新建构的步骤还包括：

基于所述多个参数，产生所述多个通信信道的所述信道抽头的强度的近似值。

22.如权利要求21所述的用于基站从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，其中所述产生的步骤还包括：

基于所述多个参数以产生所述信道抽头的强度的近似频谱；以及

对所述近似频谱执行离散余弦反变换，以产生所述信道抽头的强度的近似值。

23.如权利要求20所述的用于基站从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的方法，其中所述重新建构的步骤还包括：

基于所述已压缩的信道状态信息以产生用于所述多个通信信道中的第一个的信道抽头的相位。

24.如权利要求18所述的方法，其中所述重新建构的步骤还包括：

基于所述已压缩的信道状态信息以产生用于所述多个通信信道中的第一个的信道抽头的时间延迟。

25.一种基站，所述基站用于从移动站获取关于所述移动站以及所述基站之间的多个通信信道的信道状态信息的反馈的基站，所述基站经组态以：

从所述移动站接收所述反馈，所述反馈包括有已压缩的信道状态信息；以及

基于所述已压缩的信道状态信息，重新建构多个信道响应，所述多个信道响应中的每一个用于所述通信信道中的一个。

26.如权利要求25所述的基站，其中所述基站为多输入多输出通信***或者正交频分多址复用通信***中的基站。

27.如权利要求25所述的基站，其中所述已压缩的信道状态信息包括多个参数，所述多个参数表示关于所述多个通信信道中的第一个的信道抽头的强度的信息，所述基站还经组态以：

基于所述多个参数，产生所述多个通信信道中的所述第一个通信信道的所述信道抽头的强度的近似值。

28.如权利要求27所述的基站，其中所述基站还经组态以：

基于所述多个参数以产生直线或者曲线；以及

基于所述的直线或者曲线以产生所述强度的所述近似值。

29.如权利要求25所述的基站，其中所述已压缩的信道状态信息包括多个参数，所述多个参数表示关于所述多个通信信道的信道抽头的强度的信息，所述基站还经组态以：

基于所述多个参数，产生所述多个通信信道中的所述信道抽头的强度的近似值。

30.如权利要求21所述的基站，其中所述基站还经组态以：

基于所述多个参数以产生所述信道抽头的强度的近似频谱；以及

对所述近似频谱执行离散余弦反变换，以产生所述强度的所述近似值。

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