一种交换信道状态信息的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种通信设备(101)，包含：通信接口(103)，用于通过通信通道(120)向另一个通信设备(131)发送导频信号，以及从另一个通信设备(131)中接收表征信道状态信息(channel state information，CSI)的多个数据元素，其中，多个数据元素是表征完全信道状态信息(channel state information，CSI)的一组数据元素集合的子集,完全信道状态信息(channel state information，CSI)可在另一个通信设备(131)处获得；处理单元(105)，用于在多个数据元素的基础上，通过将拟合方案应用于从另一个通信设备(131)接收到的多个数据元素，生成完全信道状态信息(channel state information，CSI)。

A device and method for exchanging channel state information

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种交换信道状态信息的设备和方法
一般来说，本专利技术涉及电信领域。更具体地，本专利技术涉及一种交换信道状态信息的设备和方法，尤其涉及一种在无线通信网络内部的交换信道状态信息的设备和方法。
技术介绍
当关于通信链路的两端之间的信道条件的先验信息可在发送端获得时，通信系统的性能,确切地说是无线通信系统，可极大地提升。在发射机处的信道条件的可用性或所谓的信道状态信息(channelstateinformation，CSI)使得在所述发射机处执行的许多操作的有效性和精确性得到提高，例如信号处理和资源分配。在此背景下，为接收器设计有效的流程和算法，使其能够执行发送关于信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的及时精确的信令到发射机是至关重要的。但是，此类CSI信令的可行性和有效性很大程度上取决于系统配置和设定,例如参与通信的发射机/接收器的数量、带宽、在两个通信端的天线的数量、信道条件的可变性等。一般来说，借助反馈消息，即信令，从发射机的相关接收器(下文也称为用户)中获取精确可靠的在发射机的CSI(channelstateinformationatthetransmitter，CSIT)，是一个重要的任务。事实上，在一个基于反馈的系统中获取此类CSIT的现有技术通常被分成两个主要阶段：(i)将一个训练序列从发射机中发送到调度用户处，使得后者能够估计观测信道；(ii)由所述调度用户对发射器执行信道估计的信令的发送。显然，通过反馈信令获取的CSIT的可靠性受制于可用于执行所有在第一和第二相位中的操作的时间。在实际系统中，信道实际上只在一个固定时段中保持(大致)相同，即，信道的相干时间，其持续时间很大程度上取决于周围环境改变的频率或用户参照发射机改变其位置的速度。相应地，为了使CSIT保持及时和精确，需要周期性地重新估计信道。因此，若获取CSI花费的时间太长，在信道变化前用来为用户服务的时间就极少了。在这方面，一个常见的例子是使用频分双工(frequencydivisionduplexing，FDD)的现代多天线(MIMO)系统，其中当天线阵较小时，一个广泛采纳的方法是直接将CSI信令从用户发送到发射机。但是，当天线阵变大时，直接CSI信令几乎不可行。事实上，训练/导频序列的长度和每个用户要反馈的数据的大小随着在通信链路两端的天线阵的大小以线性方式增长。换句话说，随着在系统中的天线总数量的增加，CSI获取开销以线性方式不断增长。因此，每当需要满足非常严密的时间约束，或在大宽频带系统的情况下，难以保证CSI的可靠性。许多提供多用户MIMO支持(例如，根据LTE/LTE-A标准)的现代蜂窝系统基于频分双工(frequencydivisionduplexing，FDD)进行操作。因此，尽管作为一个从技术观点来看潜在不太吸引人的解决方案，但是用于在FDDMIMO系统中获取精确及时的CSIT的有效解决方案的识别被广泛认为是一个需要解决的基本问题。在性能和可行性方面，用来解决在基于反馈的系统中的CSIT获取问题的常规方法常常不足以满足现代应用程序和/或实际网络的需求。实际上，这些方法可以依据它们遭遇的问题被分成两个类别：首先，利用信道统计数据或码本(经常用来设计所谓的预编码器，即，在发送前具备预处理基带数据的数字波束成形器)且遭遇的问题是性能受限的方法；其次，基于近似或减少的CSI反馈且由于只能在同构UE分布的情况下产生良好的性能，因而灵活性受限的方法。在基于码本的方法(或使用信道统计数据的基于码本的方法)中，基站从预先配置的码本和一个或多个对基站的用户设备反馈信道质量指示中，如Rank或SNR中，选取一个码字。出于参考目的，所述基于码本的方法在规范化的解决方案US20150373736A1和WO2014163451A1中进行描述。在使用信道统计数据的基于码本的方法中，假设发射机明确地已知信道相关性，那么发射机按顺序合理地设计恰当的信道训练序列和用户CSIT反馈码本。此方法实现维数缩减信道估计和相当高的吞吐，但是其需要数量适中的天线和中等到大的信道相干时间，且此方法特征在于高计算复杂度。出于参考目的，此方法在2015年美国电气电子工程师学会无线通讯会刊第5期第14卷2868-2882页由Z.Jiang等人著作的内容中进行描述。在具有减少的CSI反馈的方法中，发射机为使用二级预编码器的用户提供服务，所述二级预编码器允许采用一个预投影仪，使得产生的等效信道的维数减少。若中等到高的CSI缩减是必要的，性能可能并不令人满意。出于参考目的，可以在2013年美国电气电子工程师学会信息论会刊第10期第59卷6441-6463页由Adhikary等人著作的内容中，2012年普林斯顿大学举办的第46届年度信息科学和系统会议(ConferenceonInformationSciencesandSystems，CISS)，以及2014年美国电气电子工程师学会特定领域通信期刊第6期第32卷1230-1238页由J.Chen和V.K.N.Lau著作的内容中查询此方法。但是，上述方法仍具有一个严重的问题：由于信息需要从接收器被传送到发射机，CSI信令的可用资源不足以及时精确的发送所述信息。因此，需要改进用于在通信网络中交换CSI的设备和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供用于在通信网络中交换CSI的改进的设备和方法。上述的和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实施形式在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。一般来说，本专利技术实施例基于CSI压缩方案和自适应信令方案，从而确保及时精确的压缩CSI反馈。具体地，根据本专利技术实施例，一个或多个接收器能够获取近似CSI估计以及将其发送回服务所述一个或多个接收器的发射机，从而所述发射机本身能够高效地重新建构所述CSI。更具体地，第一方面，本专利技术涉及一种发射机通信设备，尤其涉及一个基站，包含：通信接口，用于通过通信通道向接收器通信设备发送导频信号，以及接收来自所述接收器通信设备的表征信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的多个数据元素，所述信道状态信息(channelstateinformation，CSI)，例如，是在预定时间和/或频率范围内被定义的，其中所述多个数据元素是表征所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的一组数据元素集合的子集，所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)在预定时间和/或频率范围内且可在接收器通信设备处获得。此外，所述发射机通信设备包含处理单元，所述处理单元用于在所述多个数据元素的基础上，通过将拟合方案应用于从所述接收器通信设备接收到的所述多个数据元素，生成所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)。因此，提供一种改进的发射机通信设备，所述发射机通信设备通过在拟合方案的基础上，利用缩减的数据元素集合，重构所述完全CSI，使得CSI信令开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信设备(101)，包括：/n通信接口(103)，用于通过通信通道(120)向另一个通信设备(131)发送导频信号，以及接收来自所述另一个通信设备(131)的表征信道状态信息(channel state information，CSI)的多个数据元素，其中，所述多个数据元素是表征所述完全信道状态信息(channelstate information，CSI)的一组数据元素集合的子集，所述完全信道状态信息(channelstate information，CSI)可在所述另一个通信设备(131)处获得；处理单元(105)，用于在所述多个数据元素的基础上，通过将拟合方案应用于从所述另一个通信设备(131)接收到的所述多个数据元素，生成所述完全信道状态信息(channel state information，CSI)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170523 EP PCT/EP2017/0623771.一种通信设备(101)，包括：
通信接口(103)，用于通过通信通道(120)向另一个通信设备(131)发送导频信号，以及接收来自所述另一个通信设备(131)的表征信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的多个数据元素，其中，所述多个数据元素是表征所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的一组数据元素集合的子集，所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)可在所述另一个通信设备(131)处获得；处理单元(105)，用于在所述多个数据元素的基础上，通过将拟合方案应用于从所述另一个通信设备(131)接收到的所述多个数据元素，生成所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)。


2.根据权利要求1所述的通信设备(101)，其中，所述处理单元(105)用于在所述多个数据元素的基础上，通过将分段线性拟合方案应用于从所述另一个通信设备(131)接收到的所述多个数据元素，生成所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)。


3.根据权利要求1或2所述的通信设备(101)，其中，所述处理单元(105)还用于根据从所述另一个通信设备(131)接收到的数据，确定与所述多个数据元素中的各个数据元素相关联的各自的频率或各自的时间。


4.根据前述权利要求中任一项所述的通信设备(101)，其中，所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)包含所述通信通道(120)对所述导频信号的频率响应、时间响应或空间响应。


5.根据前述权利要求中任一项所述的通信设备(101)，其中，所述多个数据元素中的每一个数据元素包含相位信息、幅度信息、复数值、复数值的实数部分和/或复数值的虚数部分。


6.一种操作通信设备(101)的方法(200)，其中，所述方法(200)包括：
通过通信通道(120)向另一个通信设备(131)发送(201)导频信号，接收多个来自所述另一个通信设备(131)且表征信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的数据元素，其中所述多个数据元素是表征所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的一组数据元素集合的子集，所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)可在所述另一通信设备(131)处获得；
在所述多个数据元素的基础上，通过将拟合方案应用于从所述另一个通信设备(131)接收到的所述多个数据元素，生成(203)所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)。


7.一种通信设备(131)，包括：
通信接口(133)，用于接收来自另一个通信设备(101)的导频信号；和
处理单元(135)，用于通过选取表征完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的一组数据元素集合的子集，生成多个表征所述信道状态信息(channelstateinformation，CSI)的数据元素，所述完全信道状态信息(channelstateinformation，CSI)可在所述通信设备(131)处获得；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮万明，马可·马索，梅鲁安·黛巴，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44