CN103188058A

CN103188058A - 通道信息反馈方法及其无线通信装置

Info

Publication number: CN103188058A
Application number: CN2012102494384A
Authority: CN
Inventors: 郭秉衡; 孔祥重; 丁邦安
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: CN103188058B; TW201328230A; US20130163645A1; TWI466474B; US9178590B2

Abstract

一种用于多天线***的通道信息反馈方法及其无线通信装置。基于压缩感测技术，所述通道信息反馈方法可减少MIMO的无线通道信息的反馈信号量。在回传通道信息前，接收端装置估算通道并将随机矩阵与经过向量化的通道的代表方式相乘来产生已压缩反馈内容。在发送端装置接收到已压缩反馈内容后，经由压缩感测技术的信号还原演算法还原通道信息。所提供的通道信息反馈方法还可依照当前通道品质适当调整压缩反馈内容的压缩比率。另外，对于变化较少的MIMO通道，还提供另一种可切换固定稀疏基底与信号相依稀疏基底的通道信息反馈方法。该无线通信装置包括收发器模块、通道估算器和连接于该收发器模块与该通道估测器的基频处理器。

Description

通道信息反馈方法及其无线通信装置

技术领域

本揭露是涉及用于多天线***的一种通道信息反馈方法及其无线通信装置。

背景技术

近年许多研究发现将较大数量的天线阵列配置在无线通信***的发送端装置可在低传输功率下得到巨大的阵列增益及高数据速率。这种通信方法被称为大量多输入多输出(Massive-MIMO)技术，由于其具有高功率消率，对于未来的无线通信***来说是一种具有前景的通信技术。然而，Massive-MIMO的主要优点在于发送端装置可以取得通道状态信息(channel state information，CSI)。因此许多MIMO的技术，包括波束形成(beamforming)、通道反转(channelinversion)、调适性的功率/位元的分配以及干扰调正(interferencealignment)，均须具备拥有空间通道信息的发送端装置才可实现。于是，大多数在此领域的最近研究都是偏向分时双工(time-division duplex，TDD)方法，因其可经由发送端装置与接收端装置之间的通道互惠(channel reciprocity)而得到通道信息。另外，频分多工(frequency-division duplex,FDD)***仍需要额外的反馈机制，此种FDD***需要可观的反馈信号量(feedbackoverhead)，由于Massive-MIMO需要为数不少的天线，因此利用反馈机制来实现Massive-MIMO会是个艰巨的挑战。为了实现MassiveMIMO在FDD模式下的运作，需要设计更有效率在Massive-MIMO中运作的通道信息反馈机制。

大多数现有技术的MIMO通信标准，例如进阶型长期演进通信***(简称为LTE-A)以及全球互通微波存取***(简称WiMAX)，利用基于码簿的预编码方式以减轻反馈负担。需要预先设置包括多个元素的码簿且储存此码簿在发送端装置以及接收端装置上。每个码簿的索引映射到经过数位化(quanti zed)后的MIMO空间通道信息。因此，只要传送能提供最适当代表当前通道架构(currentchannel structure)的码簿元素(codebook entry)的索引(index)，即可大幅减少反馈信息量。

基于码簿的量化逼近方法可能在有二个天线到八个天线的中等型态(moderate)的MIMO***会有良好的操作效果。对于具有数量庞大的天线的Massive-MIMO***，需要将码簿的大小(size)大幅度扩充到可涵盖所有可能的空间通道架构。如此会相当程度地提高码簿的设计难度。另外，码簿大小的扩充还会造成巨大的反馈信号量。另一方面，基于码簿的逼近法会产生不可避免的量化误差，这对于目标以准确的波束形成实现节约传输功率，并以Massive-MIMO为技术基础的环保无线技术来说，较无法接受这样的误差。

发明内容

本揭露所要解决的技术问题是提供一种用于多天线***的通道信息反馈方法及其无线通信通信装置，以使通道信息反馈更有效率并达到更佳的性能。

为了实现上述目的，本揭露提供了一种通道信息反馈方法，适用于多天线***，其中，包括：

无线通信装置根据从发送端装置接收的多个信号估算多输入多输出(MIMO)通道的多个参数，且得到已估算多输入多输出通道的代表方式；

该无线通信装置经由预设的随机矩阵，利用压缩感测技术取得该已估算多输入多输出通道的代表方式的随机测量值，以得到多个压缩感测测量值；以及

该无线通信装置将该压缩感测测量值反馈至该发送端装置。

为了实现上述目的，本揭露还提供了一种无线通信装置，其中，包括：

收发器模块，用来从发送端装置接收多个信号，并反馈信息至该发送端装置；

通道估算器，连接于该收发器模块，根据从该发送端装置接收的该信号估算出多输入多输出通道参数，以及得到已估算多输入多输出通道的代表方式；以及

基频处理器，连接于该收发器模块与该通道估测器，用来经由随机矩阵利用压缩感测技术得到该已估算多输入多输出通道的代表方式的随机测量值，从而得到压缩感测测量值，并且经由该收发器模块将该压缩感测测量值反馈至该发送端装置。

为了实现上述目的，本揭露还提供了一种通道信息反馈方法，适用于多天线***，其中，包括：

无线通信装置经由多输入多输出通道将多个信号发送至接收端装置；

该无线通信装置从该接收端装置接收该多输入多输出通道的压缩感测测量参数；

该无线通信装置经由利用N N稀疏基底与预设的M N随机矩阵，利用压缩感测技术还原多输入多输出通道参数，M＜N，N=Nr Nt，而Nt是该无线通信装置的发射天线的数量，Nr是该无线通信装置的接收天线的数量；以及

根据该已还原的该多输入多输出通道，利用多个传送参数在下一区间内发送多个信号到该接收端装置。

收发器模块，用来经由多输入多输出通道矩阵发送多个信号至接收端装置，且从该接收端装置接收信号；以及

通信协定模块，连接于该收发器模块，用来从接收端装置接收该多输入多输出通道的压缩感测测量参数，经由利用该N N稀疏基底与预设的M N随机矩阵，利用压缩感测技术还原该多输入多输出通道的多个参数，以及根据该已还原多输入多输出通道，将多个传送参数应用于下一区间，M＜N，N=Nr Nt，而Nt是该无线通信装置的发送天线的数量，Nr是该无线通信装置的接收天线的数量。

本揭露的技术效果在于：

本揭露可提供用于多天线***的通道信息反馈方法及其无线通信装置。可在回传通道信息的前，接收端装置估算通道，且以随机矩阵将此通道向量化得到压缩的反馈内容。在发送端装置接收到压缩的反馈内容后，可经通过压缩感测技术的还原演算法来还原通道信息。另外，本揭露所提供的通道信息反馈方法还可依照当前通道品质，适当地调整压缩反馈内容的压缩比率，以达到更佳的性能。同时，对于变化较少的MIMO通道，本揭露也提供另一种通道信息反馈方法，可切换固定稀疏基底与信号相依稀疏基底，原则上可使通道信息反馈更有效率。

以下结合附图和具体实施例对本揭露进行详细描述，但不作为对本揭露的限定。

附图说明

图1为大量多输入多输出通信***的一般通道信息反馈情况；

图2A为依据本揭露一实施例的无线通信装置的功能方块图；

图2B为依据本揭露另一实施例的无线通信装置的功能方块图；

图3A为依据第一实施例的用于多天线***的一种通道信息反馈方法的流程图；

图3B为依据第一实施例的用于多天线***的另一种通道信息反馈方法的流程图；

图4为依据本揭露一实施例的用于多天线***的信息反馈通道信息反馈方法的模拟结果；

图5为用于多天线通信***的一种通道信息反馈情况；

图6A为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图；

图6B为依据一实施例的瞬时通道增益的多准位门限值；

图6C为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息的信息回授通道信息反馈方法的流程图；

图6D为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图；

图6E为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图；

图7为依据第二实施例的具有调适性压缩比率的通道信息反馈方法的模拟结果示意图；

图8为依据第三实施例基于切换稀疏基底的一种通道信息反馈方法的流程图；

图9为依据第三实施例的基于切换稀疏基底的一种通道信息反馈方法的流程图；

图10为基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法在符码错误率方面的模拟结果示意图；

图11为基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法在重置率方面的模拟结果示意图。

组件其中，附图标记

10 无线通信装置

11 发送端装置

12 接收端装置

121 通道估算器

122 基频处理器

13 MIMO通道

14 反馈连结

20 无线通信装置

21 收发器模块

22 通信协定模块

25 无线通信装置

26 收发器模块

27 通信协定模块

28 基频处理器

31～34、35～38、51～55、61～63、611～63、612～63、615～63、81～89、81～99 步骤

具体实施方式

下面结合附图对本揭露的结构原理和工作原理作具体的描述：

本揭露的部分实施例将会配合附图来详细描述，而这些实施例只是本揭露揭露的一部分，并未揭示所有本揭露的可实施方式。而以下描述的实施例的可实施方式可用不同形式来呈现，其可实施方式并不限制于以下的描述。更确切地说，提供这些实施例是来代表本揭露的可实施方式。以下的描述所引用的组件附图标记，当不同附图出现相同的组件附图标记将视为相同或相似的组件。

在本揭露中的无线通信装置可代表用户设备(user equipment，UE)、行动台(mobile station)、先进行动台(advanced mobile station)、无线终端通信装置(wireless terminal communication device)、机器对机器通信(M2M)装置以及机器型态通信(MTC)装置等等。无线通信装置可以为例如数位电视、数位机顶盒、桌上型电脑、笔记型电脑、平板电脑、小型笔记型电脑、手机、智能手机、水表、煤气表、电表、紧急警报器、感测装置以及摄影机等等。相类似地，无线通信装置可代表基地台(base station，BS)、先进基地台(advanced base station，ABS)、基地台(node B)以及进阶型基地台(enhancednode B，eNB)等等。

本揭露提供一种用于多天线***的通道信息反馈方法，以及应用此通道信息反馈方法的无线通信装置与基地台。

本揭露提供的通道信息方法并非使用预先设置的码簿，而是利用压缩感测技术来压缩通道信息在反馈程序中的额外负荷量(overhead)。在本揭露的部分实施例中，事先假设在密集设置的多个天线组件之间具有强烈的空间相关性，因此可预期在某些转换处理中，通道信息会表现出稀疏性(此即，在信号向量中只有少数个的非零元素)。

图1为大量多输入多输出(Massive-MIMO)通信***的一般通道信息反馈情况。请参照图1，此Massive-MIMO通信***10包括发送端装置11以及接收端装置12。发送端装置11与及接收端装置12均为无线通信装置。例如，发送端装置11可为基地台，而接收端装置12可为行动台。然而本揭露并不限定于此。

请参照图1，发送端装置11可经由MIMO通道13发送多个无线信号至接收端装置12。可利用通道相关矩阵或MIMO空间矩阵(在以下等式(1)中表示为H)来代表MIMO通道13的通道特征值。接收端装置12包括至少一通道估算器121以及基频处理器122。通道估算器121经由从发送端装置11接收的多个引导信号(pilot signals)或是多个参考信号(reference signals)估算出通道相关矩阵H，其中通道相关矩阵H即代表MIMO通道13的通道特征值。然后，经由反馈连结(feedback link)14提供通道相关矩阵H至发送端装置11，并且可提供通道相关矩阵H至基频处理器122用来处理从发送端装置11接收的无线信号。所述反馈连接14可为MIMO通道13中的其中一个反向连结，或是不同于MIMO通道13的无线通信通道。

适用于Massive-MIMO通信***的有效率反馈通道信息的机制应该可明显地压缩通道信息，而不会牺牲数据传输的速度。要注意的是，在本揭露中术语“通道信息”指的是MIMO空间矩阵(以可利用图1中的H来代表)或是任何可从通道相关矩阵H提取的空间特征。例如，可通过进行通道相关矩阵H的奇异值分解(singular value decomposition，SVD)计算用于特性波束形成(beamformer)的波束形成方(eigen-beamforming)，如以下等式(1)所示：

H=U∑V^H……(1)

在等式(1)中的U与V为单位矩阵(unitary matrix)，∑为对角矩阵(diagonal matrix)，V^H表示矩阵V的共轭转置(Hermitian Transpose)。∑的非零元素代表通道相关矩阵H中的奇异值(singular values)。在秩-1(rank-1)(此即，单一资料串流)的波束形成中，发送端装置所须得到的信息为矩阵V的第一列向量(the first column后续利用V1来代表)。因此，在此特殊情况下(指的是波束形成的情形)，“通道信息”指的是V1而不是整个矩阵H。不过，本揭露所提供的通道信息反馈方法均可应用于MIMO通道矩阵H以及波束形成向量V1。

如同上述，本揭露所提供的通道信息反馈方法可作为应用于不同型态的MIMO通道信息的反馈机制，例如MIMO通道矩阵H或是波束形成向量V1。除非特别说明，以下中关于本揭露的实施例中的MIMO通道信息将会着重在MIMO通道矩阵H。所有MIMO通道矩阵H的元素均为复数(complex numbers)。在通道信息反馈方法中，所有步骤将分为MIMO通道矩阵H的实部以及虚部分开进行。

图2A为本揭露一实施例的一种无线通信装置的功能方块图。请参照图2A，无线通信装置20可为在发送端的无线通信装置(此即，发送端装置)，且可包括至少一收发器模块21以及通信协定模块22。收发器模块21用于发送多个信号至另一个无线通信装置，并从另一个无线通信装置接收多个信号。通信协定模块22连接于收发器模块21，可包括至少一处理器，用于根据从其他无线通信装置接收的信号还原MIMO通道矩阵H。另外，无线通信装置20还可包括其他未绘示的组成组件，例如：处理器模块、存储器模块以及天线模块以处理从其他无线通信装置接收的多个信号。

图2B为依据本揭露另一实施例的一种无线通信装置的功能方块图。请参照图2B，无线通信装置25可为在接收端的无线通信装置(此即，接收端装置)，且可包括至少一收发器模块26、通道估算器27以及基频处理器28。收发器模块26用于从在发送端的另一个无线通信装置(例如，无线通信装置20)接收多个信号，并发送多个信号至此另一无线通信装置。通道估算器27连接于收发器模块26以及基频处理器28，用于根据从发送端装置接收的多个引导信号或多个参考信号来估算MIMO通道矩阵H。另外，通道估算器27提供已估算的MIMO通道矩阵H至基频处理器28。

基频处理器28连接于通道估计器27及收发器模块26，用来减少MIMO通道矩阵H的维度，或是向量化MIMO通道矩阵H为向量h。另外，基频处理器28还可经由将随机矩阵(random matrix)与向量h相乘以减少向量h的维度，然后将此向量h反馈至在发射端的另一无线通信装置。此外，无线通信装置25还可包括其他未绘示的组成组件，例如：处理器模块、存储器模块以及天线模块以处理从一个或多个无线通信装置接收的多个信号。

第一实施例

第一实施例提供一种基于压缩感测技术的MIMO通道信息反馈方法。图3A为依据第一实施例的用于多天线***的一种通道信息反馈方法的流程图。图3A为用于多天线***的通道信息反馈方法提供一种通用化(generalized)的基于压缩感测技术且用于多天线***的通道信息反馈方法。

请参照图2A、图2B与图3A，应用于多天线***的通用化的通道信息反馈方法起始于步骤31，在步骤31中接收端装置(无线通信装置25)根据从发送端装置(无线通信装置20)接收的多个信号估算出(无线通信装置25使通道估算器27进行估算)MIMO通道的多个参数，并得到已估算MIMO通道的代表方式(anestimated MIMO channel representation)。在此须注意的是，在实际应用中，此已估算MIMO通道的代表方式包括实部的代表方式(real partrepresentation)与虚部的代表方式(imaginary part representation)。接收端装置(无线通信装置25)可在步骤32到步骤33中分开处理实部的代表方式与虚部的代表方式，而发送端装置(无线通信装置20)也可分开处理从接收端装置反馈的实部的代表方式与虚部的代表方式，最后将实部的代表方式与虚部的代表方式合并以形成已还原的MIMO通道的多个参数(recovered parametersof the MIMO channel)。即，接收端装置得到已估算MIMO通道的实部的压缩感测测量值(compressive sensing measurements)与已估算MIMO通道的虚部的压缩感测测量值。

在步骤32中，接收端装置利用压缩感测(compressive sensing，CS)技术，经由随机矩阵得到已估算MIMO通道的代表方式的随机测量值，从而获得压缩感测测量值，然后反馈此压缩感测测量值至发送端装置。如前所述，接收端装置利用压缩感测技术，经由利用随机矩阵来得到实部的代表方式与虚部的代表方式的随机测量值，且进一步得到实部压缩感测测量值以及虚部压缩感测测量值，其中此处的压缩感测测量值包括了实部压缩感测测量值以及虚部压缩感测测量值。此外，从接收端装置反馈至发送端装置的压缩感测测量值同时包括实部压缩感测测量值以及虚部压缩感测测量值。

在步骤33中，发送端装置(无线通信装置20)利用压缩感测技术，经由利用稀疏基底以及随机矩阵(与接收端装置使用的随机矩阵相同)来还原MIMO通道的参数。在实际的应用中，发送端装置以N×N稀疏基底以及预设的M×N随机矩阵对实部的代表方式与虚部的代表方式分开进行压缩感测，以分别还原MIMO通道的实部参数与虚部参数，然后将MIMO通道的实部参数与虚部参数合并为已还原的MIMO通道(或已还原的MIMO通道的多个参数)。

在步骤34中，发送端装置将已还原的MIMO通道的多个参数应用在下一区间(next session)的传输(transmission)中。在本揭露中，可连续地执行用于多天线***的通道信息反馈方法的步骤31到步骤34。在本揭露中，以下所述的概念适用于本揭露的其余实施例即图3B、图6A、图6C、图6D、图6E、图8以及图9所示的不同实施例中：接收端装置分开处理MIMO通道的代表方式的实部与MIMO通道的代表方式的虚部，然后接收端装置将MIMO通道的代表方式的实部与虚部反馈至发送端装置，发送端装置再根据MIMO通道的代表方式的实部与虚部，分别还原MIMO通道的实部参数与虚部参数，最后将MIMO通道的实部参数与虚部参数合并作为已还原的MIMO通道的多个参数。

图3B为依据第一实施例的用于多天线***的另一种通道信息反馈方法的流程图。事实上，图3B为用于多天线***的通道信息反馈方法更详细说明在图3A中的用于多天线***的通道信息反馈方法的技术内容。

请参照图3B，步骤35到步骤37分别提供图3A中的步骤31到步骤33所公开的技术的详细说明。从步骤35开始进行用于多天线***的通道信息反馈方法，在步骤35中，接收端装置(例如，无线通信装置25)估算出MIMO通道作为MIMO通道矩阵H，然后将此MIMO通道矩阵H向量化为向量h。更清楚说明，只要接收端装置(无线通信装置25)估算出MIMO空间通道矩阵H，基频处理器28会以下列的等式(2)将MIMO空间通道矩阵H向量化为向量h，此等式(2)如下所示。

h=vec(H)……(2)

须注意的是在等式(2)中，当发送端装置有Nt个天线时以及当接收端装置有Nr个天线时，MIMO空间通道矩阵H是Nr×Nt的通道矩阵。因此，经由N来代表Nr与Nt的相乘结果即N=Nr×Nt，而向量h会是Nx1向量。还有，如果有不是MIMO空间通道矩阵H的矩阵V的任何一个列向量反馈至发送端装置，这代表先前已有向量形式的信号存在时，可以跳过步骤35。

在步骤36中，在传送反馈信息之前，经由以M×N随机矩阵(为预先设置，且此M×N随机矩阵为发送端装置与接收端装置均已知)与向量h相乘，据此将向量h的维度从N减少(压缩)至M(M＜＜N)，以下列等式(3)来表示上述行为且以Φ代表此M×N随机矩阵。

y=Φh……(3)

在等式(3)中，此处的向量y是M×1向量。步骤36本身会通过随机投射(random projections)来产生向量h的压缩感测测量值M。然后，接收端装置(无线通信装置25)在专用的反馈连接14上将向量y反馈至发送端装置(无线通信装置20)。换句话说，在步骤36中，基频处理器28通过以N×M随机矩阵Φ与向量h相乘，将向量h的维度从N减少(压缩)至M而得到向量y，然后将向量y反馈至发送端装置(无线通信装置20)。

在步骤37中，只要发送端装置(无线通信装置20)取得向量y，即可以利用一个最佳化程序(在通信协定模块22中执行)还原得到稀疏向量S，而此最佳化程序可以下列等式(4)及等式(5)来表示：

\hat{S} = \arg \min {| | S^{'} | |}_{1} . . . . . . (4)

且

ΘS'=y……(5)

在等式(4)或等式(5)中，此处Θ=ΦΨ，而矩阵Ψ代表N×N稀疏基底(或N×N稀疏矩阵)。典型的N×N稀疏基底Ψ可以包括例如：离散傅立叶转换(Discrete Fourier Transform，DFT)矩阵、离散余弦转换(Discrete CosineTransform，DCT)以及子波矩阵(Wavelet matrix)等与信号无关(signal-independent)的基底。然而，本揭露并不限定于此，N×N稀疏基底Ψ也可为例如卡洛转换(Kahrunen-Loeve Transform，KLT)矩阵的信号相依(signal-dependent)基底。一般来说，Ψ可指出信号(S)的在于不同领域中的稀疏代表方式，而信号(S)可以下列等式(6)来表示：

S=Ψh……(6)

一般来说，有多种演算法可以解出未确定的代数问题的演算法，所述演算法例如为线性规划、基本追踪(basic pursuit，BP)以及正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit，OMP)等，都可用来解出S的最佳化程序。换句话说，在步骤37中，发送端装置(无线通信装置20)本身具备通信协定模块(或基频处理器)以使用压缩感测技术，并经由使用向量y、N×N稀疏基底Ψ以及随机矩阵Φ以估算出信号S。

在步骤38中，只要可以估算得到信号S，发送端装置即可通过反转换(inverse transform)还原向量h，而此反转换等式如下列等式(7)所示：

h=Ψ^HS,……(7)

然后，经由将通道向量h转换为Nr×Nt矩阵以实现步骤35中的反运算，此Nr×Nt矩阵是由发送端装置还原而成的MIMO通道矩阵H。换句话说，发送端装置(无线通信装置20)本身具备通信协定模块以从N×N稀疏基底Ψ与信号S还原向量h，并将向量h转换为Nr×Nt矩阵，此Nr×Nt矩阵为已还原的MIMO通道矩阵H。此外，图3B中的用于多天线***的通道信息反馈方法也可执行在图3B中省略的步骤34。

图4为依据本揭露一实施例的用于多天线***的信息一种反馈通道信息反馈方法的模拟结果。在模拟中，MIMO通道矩阵H的实部与虚部是分开计算的，且所述模拟使用的Nt为32，Nr为32，并以二维DCT或是KLT矩阵当作N×N稀疏基底Ψ。图4的纵轴是将接收端装置解码后的信号与从发送端装置接收的实际信号比较后的平均标准化均方差(mean squared error，MSE)，图4的横轴是压缩比率(compression ratio)，可定义为下列等式(8)：

ξ=M/N……(8)

因此，在等式(8)中，ξ直接相关于M的数值或是相关于向量y的大小(size)。

在图4中的模拟可显示本揭露所提供的通道信息反馈方法的性能，以二维DCT当作N×N稀疏基底时，当压缩比率增加时，平均标准化MSE会逐渐减少。而以KLT矩阵当作N×N稀疏基底时，不论压缩比率如何变化，平均标准化MSE永远为零，故从图4的模拟结果可推论在所提出的通道信息反馈方法中，使用KLT矩阵当作N×N稀疏基底会有最佳的表现。

第二实施例

第二实施例提供一种调适性MIMO通道信息反馈方法。根据第一实施例中所描述的通道信息压缩技术，再提供一种可调整压缩比率的反馈协定。虽然将向量y的大小增加(M的数值增加)可使得发送端装置(无线通信装置20)能以更高的准确率还原MIMO通道矩阵H，但是如此会明显增加反馈的负担。因此，在第二实施例中提供的方法设计成可根据接收端装置(无线通信装置25)检测到的瞬时通道增益(instantaneous channel gain)(此即，MIMO通道的增益)，对M的数值进行调整。此外，在处理已估算MIMO通道的代表方式的实部使用的M数值与处理虚部使用的M数值相同。这些处理的原则会应用在图5以及图6A-6E所示的实施例中。

在第二实施例的一实施例中，可使用在接收端装置上的循环冗余检查(cyclic redundancy check，CRC)的结果来决定瞬时通道增益，而在第二实施例的另一实施例中，可使用瞬时朝向通道强度以决定瞬时通道增益。然后，接收端装置根据错误率(例如CRC的失败率)或是瞬时前向通道强度(instantaneous forward channel strength)来决定M的数值。

当接收端装置检测到传送错误(例如，CRC失败)时，向量y的大小会增加后再经由反馈连结发送出去。在此须注意的是，不同的M的数值对应到不同大小的随机矩阵Φ，且发送端装置必须可以根据从反馈连结得到的向量y的大小决定(或是由接收端装置通知)可以使用哪一个随机矩阵在通道还原的演算法中。

只要在前一区间中检测出错误，此调适性反馈协定就可使发送端装置更加准确地还原通道，因此可应用于更加准确的波束形成的设置。图5为用于多天线通信***的一种通道信息反馈情况。请参照图5，在区间D中，接收端装置12在步骤51中首先反馈通道信息至发送端装置11，然后发送端装置11在步骤52中根据已还原的MIMO通道矩阵(或是已还原的MIMO通道信息)发送多个信号。在下一区间(此即，区间D+1)之前，接收端装置12在步骤53中先决定出瞬时通道增益(MIMO通道的增益)，再根据瞬时通道增益决定M的数值(或是压缩比率)。接收端装置12可调整区间D+1之中的M的数值(或是压缩比率)。当修改过区间D+1之中的M的数值(或是压缩比率)后，接收端装置12可通知发送端装置11，利用例如经过反馈连结14的方式发送明显指出M的数值的索引至发送端装置。

在区间D+1中，重复相同的模式，接收端装置12在步骤54中反馈通道信息至发送端装置11，然后发送端装置11在步骤55中根据已还原的MIMO通道矩阵(或是已还原的MIMO通道信息)发送信号。当在区间D+1中M的数值被更改时，发送端装置11可根据从接收端装置12接收的索引决定出修改过的M的数值(或是修改过的压缩比率)，根据所接收的索引决定对应于M的数值(或是压缩比率)的新稀疏基底Ψ，然后在步骤55中使用此新稀疏基底Ψ来还原MIMO通道矩阵。

图6A为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图。图6A的调适性MIMO通道信息反馈方法更详细说明图3B中的步骤36的可实施技术内容。请参照图2B及图6A，在步骤61中，无线通信装置25(接收端装置12的一实施例)使用本身具备的通道估算器27来估算瞬时通道增益，然后得到瞬时通道增益，再根据所得到的瞬时通道增益适当地调整压缩比率(或M的数值)。在步骤62中，无线通信装置25使用基频处理器28来得到对应压缩比率(或M的数值)的向量y。在步骤63中，无线通信装置25反馈向量y至发送端装置11。当M的数值在区间D+1中被修改时，发送端装置11会使用本身具备的通信协定模块(或基频处理器)根据所接收到的索引决定对应M的数值(或压缩比率)的新稀疏基底Ψ，然后在接收到向量y后使用新稀疏基底Ψ来还原MIMO通道矩阵。

图6B为依据一实施例的瞬时通道增益的多准位门限值。由无线通信装置25检测的瞬时通道增益会随时间改变，所以在不同的检测时间会有不同的通道增益值。无线通信装置25的基频处理器28可将估算的瞬时通道增益与图6B所示的多准位门限值进行比较。

在此须说明的是，图6B所示的实施例只是一个范例，并非用来限定本揭露的可实施方式。举例说明，在本实施例中，当无线通信装置25判断估算得到的瞬时通道增益是在门限值G_N与门限值G_N-1之间，然后基频处理器28可决定出瞬时通道增益为G_N-1。而且，基频处理器可使用以下表I(表I可以预先设置于存储器，而此存储器耦接于在无线通信装置25中的基频处理器28)决定出对应的压缩比率是10%。而M的数值可直接从压缩比率转变而来。此调适性MIMO通道信息反馈方法根据前述的程序重复步骤61至63以估算每一区间的瞬时通道增益，然后根据每一区间的瞬时通道增益来决定压缩比率。

表I

图6C为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图。图6C所示的调适性通道信息反馈方法是利用双准位门限值以决定出瞬时通道增益，而不是利用多准位门限值。然而，根据估算得到的瞬时通道增益调整压缩比率的概念大致上相类似于图6A所描述的方法。

请参照图2B及图6C，步骤611至步骤614提供步骤61以及步骤62的详细技术内容。在步骤611中，无线通信装置25(对应于接收端装置12)使用本身具备的通道估算器27来估算瞬时通道增益，并得到瞬时通道增益，再使用基频处理器28将瞬时通道增益与预设的门限值作比较。当瞬时通道增益大于或等于预设的门限值，在步骤611之后执行步骤613；当瞬时通道增益小于预设的门限值，在步骤611之后执行步骤614。

在步骤613中，基频处理器28使用初始的压缩比率值，经由随机映射产生向量y。根据压缩比率值，再经由随机映射产生向量y的方法可参照前述关于步骤36以及等式(3)的技术内容。

在步骤614中，基频处理器28先增加压缩比率值再经由随机映射产生向量y。在执行完步骤613以及步骤614之后，再执行步骤S63，而步骤63的详细技术内容可参照前述关于图6A的描述。

图6D为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图。图6D所描述的调适性通道信息反馈方法是利用双准位门限值以决定出瞬时通道增益，而不是利用多准位门限值。然而，根据估算得到的瞬时通道增益来调整压缩比率的概念还是类似于图6A所描述的方法。

请参照图2B及图6D，在步骤612中，无线通信装置25(对应于接收端装置12)使用本身具备的基频处理器28来检测错误。当检测到错误时，在步骤612之后执行步骤613；当未检测到任何错误时，在步骤612之后执行步骤614。

在步骤613中，基频处理器28使用初始压缩比率值通过随机映射产生向量y。在步骤614中，基频处理器28先增加压缩比率值再经由随机映射产生向量y。在执行完步骤613以及步骤614之后，再执行步骤63，而步骤63的详细技术内容可参照关于图6A的描述。

图6E为依据第二实施例的一种调适性MIMO通道信息反馈方法的流程图。与图6D的调适性通道信息反馈方法相比较，图6E的调适性通道信息反馈方法更通用化。请参照图6E，步骤615以及步骤616提供步骤61所揭露的详细技术内容。在步骤615中，无线通信装置25(对应于接收端装置12)使用本身具备的基频处理器28来检测错误率，在此可根据从发送端装置接收的信号、从发送端装置接收的讯框的CRC、错误率封包或是符码错误率计算出错误率。或者，可根据均方根错误计算出错误率。在步骤616中，无线通信装置25利用本身具备的基频处理器28将错误率与预先设置的多准位门限值作比较，再根据此决定出压缩比率。本实施例中，错误率的多准位门限值与图6B的多准位门限值相似(差别只在将图6B的纵轴为瞬时增益换为错误率)，且此预设的多准位门限值分别对应的压缩比率值与表I类似。在执行完步骤615以及步骤616之后，再执行步骤62以及步骤63，而步骤62以及步骤63的详细技术内容可参照关于图6B的描述。

在另一实施例中，调适性MIMO通道信息反馈方法可包括：无线通信装置25利用本身具备的基频处理器28来计算第三向量偏离第一向量的均方差，然后基频处理器28判断此均方差是否大于预设门限值；当此均方差大于或等于预设门限值时，无线通信装置25反馈第一向量，而当此均方差小于预设门限值时，无线通信装置25只反馈稀疏向量中的非零元素到发送端装置。

图7为依据第二实施例的具有调适性压缩比率的通道信息反馈方法的模拟结果示意图。图7的模拟结果显示出调适性压缩比率(在20%与40%之间变化)与具有固定压缩比率的通道信息反馈方法的压缩比率(预先设置为20%)。图7的横轴为信号杂讯比(SNR)，以分贝(dB)为单元，而图7的纵轴则是符码错误率(SER)。图7显示出具有调适性压缩比率的通道信息反馈方法与具有固定的压缩比率的通道信息反馈方法相比较时，具有较佳的性能。

第三实施例

第三实施例提供一种基于切换稀疏矩阵的通道信息反馈方法。如第一种通道信息反馈方法所述，发送端装置用来还原通道的稀疏基底Ψ可为与信号无关的基底(例如DFT或DCT)，也可为与信号相依的基底(此即，KTL)。选择何种稀疏基底Ψ会影响到可以精确地还原通道信息的最佳化演算法所需的量测数值(M的数值或是向量y的大小)。更清楚说明，当利用KTL基底于通道信息反馈方法时，M的数值会减少至相当小的数值例如为2或4，如此可带来非常有效率的通道信息反馈效能。如同前述，在处理已估算MIMO通道的代表方式的实部的代表方式所利用的M数值须与处理其虚部的代表方式所使用的M数值相同。这种处理的原则亦可应用在接续描述的其他实施例。

当发送端装置11可得到KTL基底的可靠信息时，接收端装置12可只对通道信息进行KLT处理，以得到仅具有一个非零元素的最稀疏向量(发送端装置11与接收端装置12可从KLT最佳化演算法的性质推算出此非零元素的位置)，然后经由反馈连结发送非零元素的数值及索引(位置)至发送端装置12，可在发送端装置11上经由反向KLT程序来还原通道信息。然而，若是以KLT基底当作已还原信号的相关矩阵的特征向量则会产生前后矛盾情况。

对于变化缓慢的通道而言，可以合理地假设通道相关矩阵(或MIMO通道)不会随时间产生剧烈变化。因此，第三实施例提供一种反馈协定(feedbackprotocol)适用于此特殊情形。在第三实施例中的基于切换稀疏矩阵的通道信息反馈方法基本上包括步骤S1及步骤S2。

在步骤S1中，在第一区间中接收端装置12可反馈足够的测量值(当M的数值够大时)。然后根据这些测量值使发送端装置11有很大的机率可精确地还原通道H。步骤S1本质上与第一实施例相同，除了接收端装置12与发送端装置11都会执行还原的演算法，且都能从已还原的MIMO通道矩阵H去计算出KLT基底(以Qest的代表方式)，此处的KLT基底Q是矩阵的特征向量，并可以用下列等式(9)表示。

W=h^Hh……(9)

换句话说，在等式(9)中矩阵W是向量h的赫密特向量(Hermitian vector)与向量h相乘而得到的向量。发送端装置11根据已还原的MIMO通道信息，在第二区间中发送数据。

在步骤S2中，根据在第二区间所接收的资料，接收端装置12经由类似CRC的机制来检查是否有发送错误。当接收端装置检测到错误后，所提出的通道信息反馈方法会重新执行步骤S1。否则，接收端装置12会经由检查先前计算出的经估算KLT基底Qest是否可用来精确还原最新的通道信息(例如，接收端装置12检查均方差(MSE)是否小于预设临界准位T)，以模拟发送端装置11的还原程序。

接收端装置可对最新的MIMO通道信息执行KTL以得到信号S，再经由前面的信号区间(例如第一区间)中所计算出的Qest对信号S进行反转换。然后接收端装置12可通过比较反转换信号与实际的通道信息以检查MSE。当接收端装置12辨识出MSE小于预设门限值，接收端装置即可进一步确定发送端装置11在上个反馈区间所计算出的已估算KLT基底Qest还未过时(此即KLT基底Qest仍然正确)，所以接收端装置可只反馈信号S的非零元素。

另外，接收端装置12可通过极少的测量值(很小的部分，或是向量y的最前面m个元素)执行最佳化演算法(例如OMP)，然后接收端装置12可检查MSE。当接收端装置12辨识出MSE小于预设的定门限值，接收端装置可进一步确定发送端装置11在前一个反馈区间所计算出的已估算KLT基底Qest是否还未过时(仍然正确)。因此接收端装置12可经由反馈连结只发送最前面m个测量值至发送端装置11，发送端装置11再利用先前得到的已估算KLT基底Qest与随机矩阵的最前面m行的向量，以执行通道还原程序。

当接收端装置12判断MSE大于预设的门限值，接收端装置需要反馈足够的测量值使得发送端装置11可经由固定的傅立叶基底(例如，DFT或是DCT)来还原MIMO通道信息，且接收端装置12与发送端装置11均会根据新的MIMO通道矩阵H来更新已估算KLT基底Qest。

图8为依据第三实施例的基于切换稀疏基底的一种通道信息反馈方法的流程图。图8所提供的通道信息反馈方法是基于图3A与图3B中的主要程序。请参照图8，所述通道信息反馈方法分成一部分由发送端装置11执行的程序与部分由接收端装置12所执行的程序。在步骤81中，接收端装置12(无线通信装置25)利用本身具备的通道估算器27来估算MIMO通道后得到MIMO通道矩阵H，再利用本身具备的基频处理器28计算出KLT基底Q，基频处理器28会将KLT基底Q当作MIMO通道矩阵H(或通道相关矩阵)的多个特征向量来进行运算。在步骤81中，基频处理器28还可对向量h(将MIMO通道矩阵H向量化而得)进行随机映射以得到向量y，再将向量y反馈至发送端装置11(或无线通信装置20)。另外，在此所述的KLT基底Q也可为等式(9)中所示的矩阵W的多个特征向量。

在步骤82中，无线通信装置20从本身的收发器模块21接收向量y，再利用本身具备的通信协定模块22通过固定的基底(例如，DFT或DCT)来还原MIMO通道信息(以MIMO通道矩阵H表示)，再根据MIMO通道矩阵H来计算KLT基底Qest。

在步骤83中，无线通信装置25利用本身具备的基频处理器28从向量y模拟通道还原程序，然后根据向量y计算出KLT基底Qest的估测版本。在步骤83中，基频处理器28所执行的模拟通道还原程序可参照在步骤82中的程序，此即：经由固定基底(例如DFT或DCT)来还原MIMO通道信息(以MIMO通道矩阵H来表示)，再根据已还原的MIMO通道矩阵H来计算KLT基底Qest。

在此值得注意的是，可在步骤81之后执行步骤83，或是在传送向量y至发送端装置11之前执行步骤83。

在步骤84中，通信协定模块22在下一个区间中经由收发器模块21发送使用已还原MIMO通道矩阵H的通道参数的多个信号。

在步骤85中，无线通信装置25利用本身具备的基频处理器28，检测从无线通信装置20接收的多个信号中的错误。当基频处理器28在从无线通信装置20接收的多个信号中检测到错误时，返回执行步骤81；否则，在步骤85之后执行步骤86。

在步骤86中，无线通信装置25利用本身具备的基频处理器28来估算MIMO通道矩阵H，对向量h(将MIMO通道矩阵H进行向量化而得到向量h)进行KLT转换以得到稀疏向量S’，再利用已估算KLT基底Qest(在步骤83中计算得到的)对稀疏向量S’执行反向KLT转换而得到向量

在步骤87中，无线通信装置25利用基频处理器28计算向量与向量h(在步骤81得到的)之间的量化错误。例如，向量

偏离向量h的均方差(MSE)。另外，基频处理器28将向量

偏离向量h的MSE与预设门限值作比较。当MSE小于预设门限值时，在步骤87之后执行步骤88；当MSE大于或等于预设门限值时，执行步骤81。

在步骤88中，基频处理器28只反馈稀疏向量S’的非零元素至发送端装置11。由于稀疏向量S’是从KLT转换而得到的，因此只有一个非零元素在稀疏向量S’中，而发送端装置11以及接收端装置12都预先知道此非零元素的位置。

在步骤89中，无线通信装置20只接收到从接收端装置12反馈的稀疏向量S’中的非零元素，无线通信装置25利用通信协定模块22来重建稀疏向量S’，然后根据KLT基底Qest以及等式(10)所的代表方式的稀疏向量S’来还原MIMO通道信息(以向量h来表示)，且在下一个区间经由收发器模块21发送使用已还原的MIMO通道矩阵H的通道参数的多个信号。然后在步骤89之后执行步骤85。

h=Qest×S’……(10)

图9为依据第三实施例的基于切换稀疏基底的一种通道信息反馈方法的流程图。图9所提供的通道信息反馈方法是基于图3A与图3B中的主要程序。请参照图9，所述通道信息反馈方法可分成一部分由发送端装置11执行的程序与其余部分由接收端装置12所执行的程序。同样地，图9中的步骤81至步骤85与图8中的步骤81至步骤85相同，故不在此赘述其技术细节。

请参照图9，在步骤96中，无线通信装置25使用基频处理器28估算出MIMO通道矩阵H，对向量h(将MIMO通道矩阵H向量化而得到向量h)进行随机映射以得到向量y，经由向量y的一小部分以及已估算KLT基底Qest(在步骤83中计算得到的，并在步骤96中作为稀疏基底)且利用基于压缩感测技术的通道回复程序，以得到如等式(7)所代表的向量

在步骤87中，无线通信装置25利用基频处理器28来计算向量

与向量h(在步骤S81得到)之间的量化错误，例如，向量

偏离向量h的均方差(MSE)。另外，基频处理器28将向量

偏离向量h的MSE与预设门限值作比较。当MSE小于预设门限值时，在步骤87之后执行步骤88；当MSE大于或等于预设门限值时，在步骤87之后执行步骤81。

在步骤98中，基频处理器28只反馈向量y的一小部分向量y’至发送端装置11。

在步骤99中，无线通信装置20接收从接收端装置12反馈的向量y’，无线通信装置20利用通信协定模块22并利用已估算KLT基底Qest(在先前的步骤82中计算得到的)执行基于压缩感测技术的通道还原程序，而计算得到MIMO通道矩阵H，且在下一区间中经由收发器模块21发送利用已还原的MIMO通道矩阵H的通道参数的多个信号。在执行完步骤99之后执行步骤85。

图10为基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法在符码错误率(SER)方面的模拟结果示意图。请参照图10，横轴为SNR，以分贝(dB)为单元，而纵轴则是SER，且此模拟所使用的Nt为32，Nr为32，都普勒频率为5Hz，所以MIMO通道的变化非常缓慢。在图10显示的模拟包括基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法的模拟以及具有固定通道信息反馈方法的模拟。在此处所述的固定反馈指的是永远反馈完整的向量y(根据固定的稀疏基底计算得到的)，而不会切换稀疏基底。图10显示出基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法与具有固定通道信息反馈方法在SER方面的表现相当相似。

图11为基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法在重置率(reset ratio)方面的模拟结果示意图。重置率指的是当接收端装置根据已还原的MIMO通道矩阵H并利用已估算KLT基底Qest检测到信号中的错误时，或是判断MSE(根据已估算KLT基底Qest而还原的MIMO通道信息与实际的MIMO通道信息之间的MSE)大于预设的门限值时，通道信息反馈方法须返回执行图8及图9中的步骤81。图11显示出基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法在SER方面的性能，基于切换稀疏基底的通道信息反馈方法的SER是相当低的，且其在SNR增加时会降至接近20%，相较于具有固定反馈的通道信息反馈方法在这方面的表现是较佳的。这是因为具有固定反馈的通道信息反馈方法永远会反馈完整的向量y，因此不管SNR的数值多少，原则上其重置率均为100%。

基于上述，根据本揭露的实施例可提供用于多天线***的通道信息反馈方法及其无线通信装置。在一实施例中，在回传通道信息之前，接收端装置估算通道，且以随机矩阵将此通道向量化得到压缩的反馈内容。在发送端装置接收到压缩的反馈内容后，可经通过压缩感测技术的还原演算法来还原通道信息。在其他实施例中，本揭露所提供的通道信息反馈方法还可依照当前通道品质，适当地调整压缩反馈内容的压缩比率，以达到更佳的性能。另外，对于变化较少的MIMO通道，本揭露也提供另一种通道信息反馈方法，可切换固定稀疏基底与信号相依稀疏基底，如此原则上可使通道信息反馈更有效率。

当然，本揭露还可有其它多种实施例，在不背离本揭露精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本揭露作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本揭露所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种通道信息反馈方法，适用于多天线***，其特征在于，包括：

无线通信装置根据从发送端装置接收的多个信号估算多输入多输出通道的多个参数，且得到已估算多输入多输出通道的代表方式；

该无线通信装置将该压缩感测测量值反馈至该发送端装置。

2.如权利要求1所述的通道信息反馈方法，其特征在于，该已估算多输入多输出通道的代表方式包括实部的代表方式及虚部的代表方式，且得到该压缩感测测量值的步骤包括：

该无线通信装置经由该预设的随机矩阵，利用该压缩感测技术分别取得该实部的代表方式以及该虚部的代表方式的多个随机测量值；以及

得到该已估算多输入多输出通道的代表方式的实部的多个压缩感测测量值，并且得到该已估算多输入多输出通道的代表方式的虚部的多个压缩感测测量值。

3.如权利要求2所述的通道信息反馈方法，其特征在于，估算该多输入多输出通道的该参数的步骤包括：

该无线通信装置估算该多输入多输出通道的该参数作为多输入多输出通道矩阵，再将该多输入多输出通道矩阵向量化成为第一向量作为该已估算多输入多输出通道的代表方式。

4.如权利要求3所述的通道信息反馈方法，其特征在于，该无线通信装置经由该预设的随机矩阵，利用压缩感测技术取得该已估算多输入多输出通道的代表方式的随机测量值的步骤包括：

该无线通信装置将该第一向量与预设的M×N随机矩阵相乘，以将该第一向量的维度从N减至M而得到第二向量，其中N＞M。

5.如权利要求4所述的通道信息反馈方法，其特征在于，将该压缩感测测量值反馈至该发送端装置的步骤包括：

该无线通信装置将该第二向量传送至该发送端装置。

6.如权利要求4所述的通道信息反馈方法，其特征在于，在得到该第二向量的步骤之前，该通道信息反馈方法还包括：

该无线通信装置估算瞬时通道增益并得到该瞬时通道增益；

该无线通信装置根据该瞬时通道增益适当地调整对应M数值的压缩比率；以及

该无线通信装置得到该压缩比率的该第二向量。

7.如权利要求4所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

该无线通信装置传送可指出该已调整的压缩比率的索引至该发送端装置。

8.如权利要求4所述的通道信息反馈方法，其特征在于，在得到该第二向量的步骤之前，该通道信息反馈方法还包括：

该无线通信装置判断是否检测到任何错误；以及

该无线通信装置根据检测错误的判断结果决定出对应M数值的压缩比率。

9.如权利要求4所述的通道信息反馈方法，其特征在于，在得到该第二向量的步骤之前，该通道信息反馈方法还包括：

该无线通信装置根据从该发送端装置接收的多个信号，决定出错误率；

该无线通信装置将该错误率与预设多准位门限值作比较；以及

该无线通信装置根据该错误率与该预设多准位门限值之间的比较结果，决定对应M的数值的压缩比率。

10.如权利要求3所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

计算该第一向量的卡洛转换基底式；以及

该无线通信装置模拟通道还原程序以得到该第一向量的估测版本，以及计算该第一向量的该估测版本的卡洛转换基底。

11.如权利要求10所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

该无线通信装置检测从该发送端装置接收的多个信号中是否有错误；以及

当检测到从该发送端装置接收的该信号中的错误，该无线通信装置估算新的多输入多输出通道矩阵，再将该新的多输入多输出通道矩阵向量化为该第一向量，计算该第一向量的卡洛转换基底，模拟该通道复原程序以得到该第一向量的估测版本，以及计算该第一向量的该估测版本的卡洛转换基底；以及

当未检测到从该发送端装置接收的多个信号中的错误时，该无线通信装置估算新的多输入多输出通道矩阵，再将该新的多输入多输出通道矩阵向量化为该第一向量，对该第一向量进行卡洛转换以得到稀疏向量，然后以前一区间中估测得到的另一卡洛转换基底对该稀疏向量进行该卡洛反转换以得到第三向量。

12.如权利要求11所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

该无线通信装置计算出该第三向量偏离该第一向量的均方差；

该无线通信装置判断该均方差是否小于预设门限值；

当该误差均方根大于或等于该预设门限值，该无线通信装置反馈该第一向量；以及

当该误差均方根小于该预设门限值，该无线通信装置只将该稀疏向量的非零元素反馈至该发送端装置。

13.一种无线通信装置，其特征在于，包括：

14.如权利要求13所述的无线通信装置，其特征在于，该已估算多输入多输出通道的代表方式包括实部的代表方式及虚部的代表方式，并且该基频处理器还用来经由预设的随机矩阵利用压缩感测技术以分别得到该实部的代表方式及该虚部的代表方式的随机测量值，然后分别得到该已估算多输入多输出通道的代表方式的实部的压缩感测测量值以及该已估算多输入多输出通道的代表方式的虚部的压缩感测测量值。

15.如权利要求14所述的无线通信装置，其特征在于，

该通道估测器还用来估算该多输入多输出通道参数作为多输入多输出通道矩阵，且该通道估测器将该多输入多输出通道矩阵向量化为第一向量作为该已估算多输入多输出通道的代表方式；

该基频处理器还用来经由将M×N随机矩阵与该第一向量相乘以将该第一向量的维度从N减少到M，从而得到第二向量，其中N＞M；以及

该基频处理器还用来将该第二向量反馈至该发送端装置。

16.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，

在得到该第二向量之前，该通道估测器还用来估算出瞬时通道增益，并且该基频处理器根据该瞬时通道增益适当地调整对应M数值的压缩比率，并且在已调整的该压缩比率之下得到该第二向量。

17.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，

在得到该第二向量之前，该基频处理器判断是否检测到任何错误，并且根据检测错误的判断结果决定压缩比率。

18.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，

在得到该第二向量之前，该基频处理器根据从发送端装置接收的该信号决定错误率，将该错误率与预设多准位门限值比较，以及根据该错误率与该预设多准位门限值的比较结果决定压缩比率。

19.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，

该基频处理器进一步计算该第一向量的卡洛转换基底，并通过将M×N随机矩阵与该第一向量相乘以将该第一向量的维度从N减少到M，从而得到该第二向量，且模拟基于压缩感测技术的通道还原程序从该第二向量得到该第一向量的估测版本，以及计算该第一向量的估测版本的卡洛转换基底。

20.如权利要求19所述的无线通信装置，其特征在于，

该基频处理器进一步检测从该发送端装置接收的该信号中是否有错误；

当检测到从发送端装置接收的该信号中的错误时，该通道估算器估算新的多输入多输出通道矩阵，该基频处理器再将该新的多输入多输出通道矩阵向量化为该第一向量，该基频处理器计算出该第一向量的卡洛转换基底，经由将该M×N随机矩阵与该第一向量相乘以将该第一向量的维度从N减少到M从而得到该第二向量，模拟基于压缩感测技术的该通道还原程序以从该第二向量得到该第一向量的估测版本，计算该第一向量的估测版本的卡洛转换基底，以及经由该收发器模块将该第二向量反馈至该发送端装置；以及

当未检测到从发送端装置接收的该信号中的错误时，该通道估算器估算出该新的多输入多输出通道矩阵，该基频处理器再将该新的多输入多输出通道矩阵向量化为该第一向量，对该第一向量进行卡洛转换以得到稀疏向量，并且利用在前一区间估算得到的卡洛转换基底对该稀疏向量进行卡洛反转换以得到第三向量。

21.如权利要求20所述的无线通信装置，其特征在于，

该基频处理器进一步计算出该第三向量偏离该第一向量的均方差，并判断该均方差是否大于预设门限值；

当该均方差大于或等于该预设门限值，该基频处理器经由将该M×N随机矩阵与该第一向量相乘以将该第一向量的维度从N减少到M，从而得到该第二向量，并经由该收发器模块将该第二向量反馈至该发送端装置；以及

当该均方差小于该预设门限值，该基频处理器只将该稀疏向量的非零元素经由该收发器模块反馈至该发送端装置。

22.一种通道信息反馈方法，适用于多天线***，其特征在于，包括：

该无线通信装置经由利用N×N稀疏基底与预设的M N随机矩阵，利用压缩感测技术还原多输入多输出通道参数，M＜N，N=Nr×Nt，而Nt是该无线通信装置的发射天线的数量，Nr是该无线通信装置的接收天线的数量；以及

23.如权利要求22所述的通道信息反馈方法，其特征在于，该多输入多输出通道的该压缩感测测量参数包括实部的代表方式与虚部的代表方式，并且经由该N×N稀疏基底与该预设的M×N随机矩阵还原该多输入多输出通道参数的步骤包括：

将该压缩感测技术分别应用于该实部的代表方式以及该虚部的代表方式，且经由该N×N稀疏基底与该预设的M×N随机矩阵分别还原该多输入多输出通道的多个实部参数多个虚部参数；以及

将该多输入多输出通道的该实部参数与该虚部参数合并为该已还原多输入多输出通道。

24.如权利要求22所述的通道信息反馈方法，其特征在于，经由利用该N×N稀疏基底以及该预设的M×N随机矩阵，利用该压缩感测技术来还原该多输入多输出通道参数的步骤包括：

该无线通信装置经由利用从该接收端装置接收的第一向量、该N×N稀疏基底以及该预设的M N随机矩阵以利用该压缩感测技术估算出信号；以及

该无线通信装置还原该N×N稀疏基底中的第二向量以及该信号，以及将该第二向量转换为已估算多输入多输出通道矩阵，其中该已估算多输入多输出通道矩阵的所有元素为该多输入多输出通道参数。

25.如权利要求24所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

该无线通信装置从该接收端装置接收用于指出相关于该第一向量的压缩比率的索引，该压缩比率直接对应于M的数值；以及

该无线通信装置根据该压缩比率决定出该预设的M×N随机矩阵的维度。

26.如权利要求24所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

该无线通信装置计算该已还原的第二向量的已估算卡洛转换基底；以及

当只从该接收端装置接收到稀疏向量的非零元素时，该无线通信装置利用该稀疏向量的该非零元素重建该稀疏向量，将该稀疏向量与该已估算卡洛转换基底相乘以还原该多输入多输出通道矩阵，然后根据该已还原的多输入多输出通道矩阵设置下一区间的多个传送参数。

27.如权利要求24所述的通道信息反馈方法，其特征在于，还包括：

计算该已估算多输入多输出通道矩阵的多个特征向量作为卡洛转换基底；以及

当从该接收端装置接收该第一向量的一小部分时，该无线通信装置利用该压缩感测技术，经由该第一向量的该一小部分以及先前计算的卡洛转换基底，还原该多输入多输出通道矩阵，并且根据该已还原的多输入多输出通道矩阵设置下一区间的多个传送参数。

28.一种无线通信装置，其特征在于，包括：

通信协定模块，连接于该收发器模块，用来从接收端装置接收该多输入多输出通道的压缩感测测量参数，经由利用该N N稀疏基底与预设的M N随机矩阵，利用压缩感测技术还原该多输入多输出通道的多个参数，以及根据该已还原多输入多输出通道，将多个传送参数应用于下一区间，M＜N，N=Nr×Nt，而Nt是该无线通信装置的发送天线的数量，Nr是该无线通信装置的接收天线的数量。

29.如权利要求28所述的无线通信装置，其特征在于，该多输入多输出通道的该压缩感测测量参数包括实部的代表方式与虚部的代表方式，而该通信协定模块还用来将该压缩感测技术分别应用于该实部的代表方式与该虚部的代表方式，并经由该N×N稀疏基底以及该预设的M×N随机矩阵分别还原该多输入多输出通道的实部参数与虚部参数，且将该多输入多输出通道的该实部参数与该虚部参数合并作为该已还原的多输入多输出通道。

30.如权利要求29所述的无线通信装置，其特征在于，

该通信协定模块用来经由利用从该接收端装置接收的该第一向量、该N×N稀疏基底与该预设的M×N随机矩阵，利用该压缩感测技术估算出信号；以及

该通信协定模块进一步还原该N×N稀疏基底中的第二向量与该信号，并将该第二向量转换为已估算多输入多输出通道矩阵，其中该已估算多输入多输出通道矩阵的所有元素为该多输入多输出通道的多个参数。

31.如权利要求30所述的无线通信装置，其特征在于，

该通信协定模块用来经由该收发器模块从该接收端装置接收索引，其中该索引指出相关于该第一向量的压缩比率，且该压缩比率直接对应于M的数值；以及

该通信协定模块进一步根据该压缩比率决定该预设的M×N随机矩阵。

32.如权利要求31所述的无线通信装置，其特征在于，

该通信协定模块用来计算出该已还原的第二向量的已估算卡洛转换基底；以及

当只从该接收端装置接收到稀疏向量的非零元素时，该通信协定模块根据该稀疏向量的该非零元素重建该稀疏向量，将该稀疏向量与该已估算卡洛转换基底相乘以还原该多输入多输出通道矩阵，然后根据该已还原的多输入多输出通道矩阵设置下一区间的多个传送参数。

33.如权利要求31所述的无线通信装置，其特征在于，

该通信协定模块用来计算该已估算MIMO通道矩阵的多个特征向量作为卡洛转换基底；以及

当从该接收端装置接收到该第一向量的一小部分时，该通信协定模块利用该压缩感测技术，经由该第一向量的该小部分与先前计算的该卡洛转换基底，还原多输入多输出通道矩阵，然后根据该已还原多输入多输出通道矩阵设置该下一区间的多个传送参数。