[發明專利]一種信道狀態信息自適應插值重構方法及裝置

在審

• 申請號: 201410413639.2
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104184562A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 黃永明;李長庚;李元穩;何世文;王海明;張軍
• 申請（專利權）人: 江蘇中興微通信息科技有限公司
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04L27/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

技術領域

本發明涉及一種信道狀態信息自適應插值重構方法及裝置，具體是一種分組反饋的波束成形中利用子載波信道狀態信息之間的相關性進行信道狀態信息重構的自適應插值方法及裝置，屬于無線局域網技術領域。

背景技術

在正交頻分復用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM)多輸入多輸出(Multiple?Input?Multiple?Output，MIMO)無線局域網中，為了改善頻率選擇性深衰落對信號的影響，發射機通常對發送的數據流進行加權處理，即波束成形，從而改善接收信號質量。然而，波束成形算法的設計與實現通常需要發射機知道信道狀態信息(Channel?State?Information，CSI)。發射機獲得的信道狀態信息是接收機在利用信道估計訓練序列估計出信道狀態信息后，經過對估計信道狀態信息做適當處理后反饋給發射機。發射機在接收到接收機反饋的信息后，利用反饋信息重構信道狀態信息，進一步對發送給接收機的數據流進行波束成形處理。

接收機反饋信道狀態信息的方法可以分為非壓縮反饋或者壓縮反饋。非壓縮反饋是指將接收機估計出的信道狀態信息直接反饋給發射機，需要使用相同的量化比特表示每一個CSI值的實部和虛部，致使反饋開銷非常大。壓縮反饋是指通過對估計信道狀態信息進行適當壓縮量化處理后，將處理后的數據反饋給發射機。IEEE?802.11中通常反饋采用基于Givens旋轉對估計信道狀態信息矩陣的奇異值分解(Single?Value?decomposition，SVD)的右奇異矩陣進行旋轉變換后的角度量化值，同時進一步采用子載波分組反饋方案，進而顯著降低了反饋開銷。采用分組反饋方案時，發射機利用反饋數據子載波上的信道狀態信息插值重構所有數據子載波上的信道狀態信息。

常用的信道狀態信息重構方法有：1)成簇法，每個簇內所有子載波使用與反饋子載波相同的信道狀態信息；2)球形插值法，每個分組內未反饋子載波上的信道狀態信息由反饋子載波上的信道狀態信息通過球形插值得到。對于成簇法，隨著簇內子載波數的增加，簇邊界子載波上的信道狀態信息與反饋子載波上的信道狀態信息差異越大，使系統性能惡化。而球形插值法，要將反饋子載波上的右奇異向量的相位旋轉參數與右奇異向量一起反饋，且最優的相位參數要通過搜索得到，增加了系統的復雜度。這兩種方案都沒有充分利用子載波信道狀態信息之間的相關性進行插值重構信道狀態信息。

發明內容

發明目的：為了減小壓縮反饋方式中子載波分組反饋造成的性能損失，本發明提供一種信道狀態信息自適應插值重構方法及裝置，通過在接收端計算數據子載波上信道狀態信息的相關性，確定互相關系數大于設定互相關系數閾值的相鄰數據子載波數目N和每次插值的子載波分組數目N_s，發送端可以利用接收到的反饋信息自適應插值重構信道狀態信息。本發明設計的自適應插值方法可以利用IEEE?802.11現有的媒體訪問控制(Medium?Access?Control，MAC)層MIMO?Control字段中的保留字段反饋N_s，充分利用數據子載波信道狀態信息之間的相關性進行自適應插值重構信道狀態信息，可以較大限度地降低分組反饋導致的波束成形的性能損傷。

技術方案：一種信道狀態信息自適應插值重構方法，包括如下步驟：

步驟1：接收機利用發射機發送的信道狀態信息估計訓練序列進行信道狀態信息估計，估計出各個數據子載波上的信道狀態信息矩陣H_i，i表示第i個數據子載波且i＝1,…,N_sd，N_sd表示每個OFDM符號所包含的數據子載波數。

步驟2：接收機計算系統的相干帶寬B_c，進一步確定相干帶寬內包含的子載波數N_c，其計算公式為：

Bc=1τm]]>??(公式1)

??(公式2)

其中τ_m表示最大多徑時延擴展，由實際信道情況確定，Δf表示子載波的頻率間隔，表示向下取整。