TWI774199B - 通道狀態資訊之表示方法及其相關接收裝置 - Google Patents
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Abstract
一種通道狀態資訊之表示方法，用於一無線通訊系統之一接收裝置，其中該通道狀態資訊包含有複數個子載波資料，該通道狀態資訊之表示方法包含有將於一第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量；以及分別加總該第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生一通道狀態特徵表。
Description
本發明係指一種通道狀態資訊之表示方法及其相關接收裝置、相關發送裝置及接收裝置，尤指一種可快速呈現通道狀態資訊的通道狀態資訊之表示方法及其相關接收裝置。
現有的無線通訊系統，例如Wi-Fi，通常以無線訊號強度（Received Signal Strength Indicator，RSSI）做為評估連線品質的重要指標，或者RSSI也可用於量測無線存取點（Access Point，AP）的無線訊號的連線強度，以作為切換或定位的指標。然而，由於RSSI的數值波動較大而影響服務的準確，舉例而言，當無線存取點以RSSI進行三角定位時，RSSI的數值變化過大將產生較大位移的定位點。
現有的改善方法之一是找到更多有效參數且能即時反應移動裝置的無線訊號狀態，具體來說，現有的無線網路標準IEEE802.11ax（即第六代WiFi技術WiFi6）之實體層調變方式為多重輸入輸出正交分頻多重存取（Multi-input Multi-output Orthogonal frequency-division multiplexing，MIMO-OFDMA）技術。為了實現上述無線連線技術，IEEE 802.11的實體層聚合協定（Physical Layer Convergence Protocol，PLCP）的前導信號（Preamble）可包含對應於通道狀態資訊（Channel State Information，CSI）的通道頻率響應，其中通道狀態資訊包含描述的子載波的振幅及相位，以作為量測無線訊號的指標。此外，通道狀態資訊可以用來描述無線訊號如何由發射裝置經過通道到達接收裝置受到的影響，如散射、衰落，以及能量隨距離的衰減，以適應通道的環境，進而提高無線通訊系統的可靠度。然而，現有的通道狀態資訊所包含的資訊較多，提高計算的複雜度。因此，現有技術有改進的必要。
因此，本發明提供一種通道狀態資訊的通道狀態資訊之表示方法及其相關接收裝置，以快速地呈現通道狀態資訊，降低處理輸入訊號的複雜度。
本發明實施例揭露一種通道狀態資訊之表示方法，用於一無線通訊系統之一接收裝置，其中該通道狀態資訊包含有複數個子載波資料，該通道狀態資訊之表示方法包含有將於一第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量；以及分別加總該第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生一通道狀態特徵表。
本發明實施例另揭露一種用於一無線通訊系統之接收裝置，其包含有一發送裝置，用來發送無線訊號；以及一接收裝置，包含一處理單元，用來接收來自該發送裝置之該無線訊號，並取得關於該無線訊號之通道狀態資訊，其中該通道狀態資訊包含有複數個子載波資料；該接收裝置將於一第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量，以及分別加總該第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生一通道狀態特徵表。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例之一無線通訊系統10之示意圖。無線通訊系統10包含一發送裝置102及一接收裝置104，以應用於無線網路標準，例如IEEE 802.11或IEEE 802.11ax等。發送裝置102用來發送無線訊號，例如一使用者設備（User Equipment，UE）或一無線存取點（Access Point，AP）的一訊號發送器。接收裝置104包含一處理單元CPU，用來接收來自發送裝置102之無線訊號，並取得關於無線訊號之通道狀態資訊，例如使用者設備或無線存取點的訊號接收器，其中通道狀態資訊包含有複數個子載波資料。接收裝置104將於一第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量，以及分別加總第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生一通道狀態特徵表。由於本發明實施例之無線通訊系統10將關於通道狀態資訊的子載波資料轉換為平面分量，以決定對應於不同通道狀態資訊的通道狀態特徵表。因此，本發明實施例之無線通訊系統10可降低通道狀態資訊於計算上的複雜度，進而減少系統的運算量。
詳細而言，請參第2圖，第2圖為本發明實施例之通道狀態資訊之一表示流程20之示意圖。通道狀態資訊之表示流程20可用於無線通訊系統10之接收裝置104，以用來決定對應於發送裝置102所發出的無線訊號的通道狀態的子載波資料。通道狀態資訊之表示流程20包含下列步驟：
步驟202：開始。
步驟204：將於第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量。
步驟206：分別加總第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生通道狀態特徵表。
步驟208：結束。
根據通道狀態資訊之表示流程20，本發明實施例之接收裝置104之處理單元CPU可根據接收到來自發送裝置102的無線訊號中所獲得的通道狀態的子載波資料，將在同一時間點的每一子載波資料轉換為平面分量。在一實施例中，平面分量是由八個固定方位之平面向量所組成，例如，在一平面上以一中心點間隔45度角的八個固定方位的平面向量。
具體而言，以具有三組接收天線、兩組發送天線的一收發裝置為例，收發裝置每次可收到30組子載波資料的資料矩陣，在此例中，以第3圖中的6組子載波資料sub_1-sub_6所組成的子載波矩陣H作說明。每筆子載波資料包含有一實數部分及一虛數部分，其中實數部分為子載波資料的一振幅，虛數部分為子載波資料的一相位。第4圖為本發明實施例之一平面UV之平面分量之示意圖，如第4圖所示，子載波矩陣H的每一元素可以被轉換為向量
-
。如此一來，子載波矩陣H的其他元素中的每一元素（即每一子載波資料）可依序被分解為八個固定方位的平面向量（即向量
-
）。第5圖為本發明實施例之子載波矩陣H的子載波資料的分量示意圖。
在步驟206中，處理單元CPU即可加總子載波矩陣H中的每一子載波資料對應於同一方位之平面分量，以產生通道狀態特徵表。第6圖為本發明實施例之通道狀態特徵表之示意圖。如第6圖所示，通道狀態特徵表顯示累加對應於不同方位的子載波資料的分量的值，即累加子載波矩陣H的每一子載波的向量
-
的值。因此，第6圖的通道狀態特徵表即可代表在一特定時間點所對應的通道狀態資訊。
在另一實施例中，處理單元CPU可將於一第二時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量，其中平面分量是由八個固定方位之平面向量所組成，並且決定對應於第一時間點與第二時間點之平面分量之一差值，以產生通道狀態特徵表。在此實施例中所得到的通道狀態特徵表即可代表第一時間點與第二時間點的時間差的通道狀態的變化。
由於本發明實施例的無線通訊系統10可快速地呈現通道資訊的表示方式，或者也可稱之為通道響應描述子，本發明實施例即可據此找出相似的通道響應描述子，以確定對應的通道狀態。
詳細而言，請參考第7圖，第7圖為本發明實施例之一使用情境之示意圖。由於無線通訊系統10可預先根據通道狀態資訊之表示流程20擷取對應於不同通道狀態的通道狀態特徵表。因此，在第7圖的使用情境中，無線通訊系統10可根據通道狀態資訊之表示流程20擷取一狀態S_1（即人物靜止）以及一狀態S_2（即人物揮手）時的即時通道狀態特徵表。接著，比對預先擷取的通道狀態特徵表與即時通道狀態特徵表，以確定即時通道狀態特徵表是否符合預先擷取的通道狀態特徵表。
舉例而言，本發明實施例的無線通訊系統10的處理單元CPU可計算預先擷取的通道狀態特徵表與對應於狀態S_1的即時通道狀態特徵表之間的一第一歐式距離（Euclidean distance），或者計算預先擷取的通道狀態特徵表與對應於狀態S_2的即時通道狀態特徵表之間的一第二歐式距離，進而確定第一歐式距離或第二歐式距離是否小於或等於一門檻以判斷狀態S_1或狀態S_2的即時通道狀態特徵表，是否符合預先擷取的通道狀態特徵表的通道特徵。舉例來說，本發明實施例的無線通訊系統10的處理單元CPU計算對應於狀態S_1的每一組子載波資料與預先擷取的通道狀態特徵表的第一歐式距離，並且於第一歐式距離小於或等於門檻時，代表轉換至平面分量的子載波資料符合預先擷取的通道狀態特徵表的通道特徵；相反地，當狀態S_1的一子載波資料與預先擷取的通道狀態特徵表的第一歐式距離大於門檻時，代表轉換至平面分量的該子載波資料不符合預先擷取的通道狀態特徵表的通道特徵，依此類推，以確定狀態S_1及狀態S_2的所有子載波資料與通道狀態特徵表之間的吻合程度。
在此實施例中，由於子載波矩陣H中的36個元素可被簡化為由八個固定方位所組成的平面向量，即30組子載波的資料矩陣所包含的180筆子載波資料可被簡化為五組由八個固定方位所組成的平面向量的通道狀態特徵表。因此，本發明實施例的無線通訊系統10可進一步確定符合預先擷取的通道狀態特徵表的子載波資料筆數達到一特定比例時判定通道特徵吻合。換句話說，當特定比例為70%時，即上述五組由八個固定方位所組成的平面向量的通道狀態特徵表中的28個平面向量滿足預先擷取的通道狀態特徵表的資料時（即其通道狀態所對應的歐式距離小於或等於門檻），代表對應的狀態與通道狀態特徵表的特徵吻合。如此一來，當上述狀態S_1或狀態S_2分別與預先擷取的通道狀態特徵表吻合時，則本發明實施例無線通訊系統10可快速地重現對應於狀態S_1及狀態S_2的通道環境。
相似地，本發明實施例的無線通訊系統10也可將兩個不同時間點的狀態的平面分量的差值作為預先擷取的通道狀態特徵表，以用來作為比對即時通道狀態的通道狀態特徵。
上述用來確認不同通道狀態是否匹配通道狀態特徵表之運作方式可歸納為一匹配流程80，如第8圖所示。匹配流程80的步驟包含有：
步驟802：開始。
步驟804：擷取狀態S_1及狀態S_2的即時通道狀態特徵表。
步驟806：分別計算預先擷取的通道狀態特徵表與狀態S_1、狀態S_2之間的第一歐式距離及第二歐式距離。
步驟808：分別確定第一歐式距離或第二歐式距離是否小於或等於門檻，以判斷對應的狀態是否符合預先擷取的通道狀態特徵表。若是，執行步驟810；若否，則執行步驟806。
步驟810：確認特徵匹配。
步驟812：結束。
關於匹配流程80的運作流程，請參考上述實施例，在此不再贅述。
值得注意的是，上述實施例描述本發明的概念，本領域的技術人員可以相應地作出適當修改並且不限於此，舉例而言，將子載波資料轉換至固定方位的平面向量的方式、用來確定第一歐式距離或第二歐式距離的門檻，以及與通道狀態特徵表吻合的比例等，皆不以上述範例為限制，而可根據使用者或電腦系統的設定以進行調整，皆屬本發明之範疇。
綜上所述，本發明實施例提供通道狀態資訊的通道狀態資訊之表示方法及其相關接收裝置，以快速地呈現通道狀態資訊，降低處理輸入訊號的複雜度。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10: 無線通訊系統
102: 發送裝置
104: 接收裝置
20: 通道狀態資訊之表示流程
202-208, 802-812: 步驟
80: 匹配流程
-
: 向量
CPU: 處理單元
H: 子載波矩陣
S_1, S_2: 狀態
sub_1-sub_6: 子載波資料
UV: 平面
第1圖為本發明實施例之一無線通訊系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例之一通道狀態資訊之表示流程之示意圖。
第3圖為本發明實施例之一子載波矩陣之示意圖。
第4圖為本發明實施例之一平面之平面分量之示意圖。
第5圖為本發明實施例之一子載波矩陣的子載波資料的分量示意圖。
第6圖為本發明實施例之一通道狀態特徵表之示意圖。
第7圖為本發明實施例之一使用情境之示意圖。
第8圖為本發明實施例之一匹配流程之示意圖。
20: 通道狀態資訊之表示流程
202-208: 步驟
Claims (10)
- 一種通道狀態資訊之表示方法，用於一無線通訊系統之一接收裝置，其中該通道狀態資訊包含有複數個子載波資料，該通道狀態資訊之表示方法包含有： 將於一第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量；以及 分別加總該第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生一通道狀態特徵表。
- 如請求項1所述之通道狀態資訊之表示方法，其另包含： 計算對應於一第一狀態之一第一子載波資料與該通道狀態特徵表之一第一歐式距離；以及 確定該第一歐式距離是否小於一第一閾值，以決定對應於該第一狀態之該第一子載波資料是否符合對應於該通道狀態特徵表之特徵。
- 如請求項1所述之通道狀態資訊之表示方法，其中該平面分量由八個固定方位之平面向量組成。
- 如請求項1所述之通道狀態資訊之表示方法，其另包含： 將於一第二時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量；以及 決定對應於該第一時間點與該第二時間點之該平面分量之一差值，以產生該通道狀態特徵表。
- 如請求項4所述之通道狀態資訊之表示方法，其另包含： 計算對應於一第二狀態之一第二子載波資料與該通道狀態特徵表之一第二歐式距離；以及 確定該第二歐式距離是否小於一第二閾值，以決定對應於該第二狀態之該第二子載波資料是否符合對應於該通道狀態特徵表之特徵。
- 一種用於一無線通訊系統之接收裝置，其包含有： 一發送裝置，用來發送無線訊號；以及 一接收裝置，包含一處理單元，用來接收來自該發送裝置之該無線訊號，並取得關於該無線訊號之通道狀態資訊，其中該通道狀態資訊包含有複數個子載波資料；該接收裝置將於一第一時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量，以及分別加總該第一時間點所採集之每一子載波資料之對應於同一方位之平面分量，以產生一通道狀態特徵表。
- 如請求項6所述之用於無線通訊系統之接收裝置，其中該接收裝置用來計算對應於一第一狀態之一第一子載波資料與該通道狀態特徵表之一第一歐式距離；以及確定該第一歐式距離是否小於一第一閾值，以決定對應於該第一狀態之該第一子載波資料是否符合對應於該通道狀態特徵表之特徵。
- 如請求項6所述之用於無線通訊系統之接收裝置，其中該平面分量由八個固定方位之平面向量組成。
- 如請求項6所述之用於無線通訊系統之接收裝置，其中該接收裝置用來將於一第二時間點所採集之每一子載波資料轉換為平面分量；以及決定對應於該第一時間點與該第二時間點之平面分量之一差值，以產生該通道狀態特徵表。
- 如請求項9所述之用於無線通訊系統之接收裝置，其中該接收裝置用來計算對應於一第二狀態之一第二子載波資料與該通道狀態特徵表之一第二歐式距離；以及確定該第二歐式距離是否小於一第二閾值，以決定對應於該第二狀態之該第二子載波資料是否符合對應於該通道狀態特徵表之特徵。
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