[发明专利]用于压缩和/或解压缩信道状态信息的设备和方法

说明书

本发明涉及生成压缩信道状态信息，以及从所述压缩信道状态信息中恢复信道状态信息。一种用于压缩信道状态信息(channel state information，CSI)的计算设备，其中，所述CSI表示具有空间维度和频率维度的信道传递函数H(101)，所述计算设备包括变换单元(111)，用于后续以任意顺序对所述信道传递函数H(101)进行空间变换(104、109)和频率到时间变换(106、107)以获得变换后信道传递函数HT(110)，以及压缩单元(112、114)，用于选择所述变换后信道传递函数HT(110)的值并基于选定值生成压缩信道状态信息(CCSI)(115)。

技术领域

本发明涉及在通信系统中(例如在无线通信中)生成压缩信道状态信息并从所述压缩信道状态信息中恢复信道状态信息。

背景技术

图13中示出了这种通信系统的示例。图中示出了移动电信系统的一个部分的示意表示。当前，移动电信正飞速发展，以满足不断增长的数据流量的需求。尤其是MIMO(多输入多输出)和大规模MIMO(相对于MIMO，增加了基站天线的数量)，由于能够同时为多用户提供高数据容量和扩展的小区覆盖，成为当前该方向的热点话题，同时相对于传统系统，需要较低的发射功率。

在所描绘的示例中，示出了基站1301，例如长期演进网络(LTE)的演进型基站(eNodeB)，包括N个天线。用户设备(UE)，例如手机1302，与所述基站1301通信。

为了定义波束成形传输配置(F个可用子带中的每一个子带中的N个天线中的每个天线的发射功率和相位偏移)最适合用于通信，所述eNodeB 1301向所述UE 1302发送一系列导频信号1303。所述UE 1302从接收到的导频信号1303估计信道状态信息(CSI)。该CSI可以例如表示信道传递函数，该信道传递函数以NxF大小的信道矩阵H的形式给出，每个元素h_n,f通过子带f(0≤f≤F–1)中的天线n(0≤n≤N–1)表示信号路径的传递函数的幅度和相位。然后，所述CSI通过信道状态报告(CSI报告)1304传输回所述eNodeB 1301。基于所述信道状态报告，所述eNodeB 1301选择用于与用户设备进行通信的传输配置。由于信道条件不同，需要周期性地估计CSI并将其作为信道状态报告进行传输。

但是，重复地传输信道状态报告会降低信道容量，即，基站和用户设备之间双向通信可用的无线资源、频谱和时隙。传输比特中不用于通信但用于信道状态报告的部分通常称为信道状态报告的开销。因此，为了解决反馈信道容量的限制，需要将CSI压缩后在信道状态报告中发送给基站，从而减少信道状态报告的开销。压缩所述CSI意味着减小所述CSI的数字表示的大小，即，传输CSI所需的比特数。CSI的准确性与开销的减少之间存在着一种权衡关系。

为了利用这种技术的功能，CSI的准确性对于MIMO和大规模MIMO系统特别重要。对于频分双工(FDD)，这尤其重要，因为下行信道(DL)(从eNodeB到UE)和上行信道(UL)(从UE到eNodeB)之间缺乏信道互易性。时分双工(TDD)的场景与此相反，可以利用这种互易性。在FDD的当前标准中，CSI使用预编码矩阵指示(PMI)以量化的形式从用户设备(UE)发送给eNodeB，以便从码本中选择预定义的预编码器。如果码本中选项的数量增加以提供更精细的分辨率，则会出现准确预编码器选择和CSI报告开销之间的权衡。

在《2013年第19届欧洲无线会议(EW)论文集》中2013年4月第1页至6页，由T.Wild，C.Hoek，G.Herzog，J.Koppenborg著作的《利用稀疏性的多天线OFDM信道反馈压缩》，作者提出了基于无线信道稀疏性的CSI压缩机制。从本质上讲，由于无线信道在时域上的多径特性，当信号到达接收器时，它可能以多个副本到达，每个副本具有与簇方向相关联的一定的特征延迟。这里，压缩原理在于从频域到时域的傅里叶逆变换后从最显著的抽头延迟分量中提取相关信息，从而利用频率相关性，并假设共址天线中的稀疏特性相似。