CN101232304B - 一种通信系统中发送和接收信道信息的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种通信系统中发送和接收信道信息的方法和设备。产生反馈信息的系统接收端进行信道估计获得信道信息，并统计信道信息的时间相关性，根据相关性确定线性预测滤波器的抽头系数及量化器的分层电平和量化电平，对信道信息进行线性预测，并获得预测值和预测误差，对预测误差进行量化和编码后反馈给发送端。本发明的方法和设备能够有效降低信道信息的反馈量，提高多天线系统的通信容量和吞吐量，改善系统性能。

Description

一种通信系统中发送和接收信道信息的方法和设备

技术领域

本发明涉及通信领域中的信道信息反馈技术，尤其涉及一种通信系统中发送和接收信道信息的方法和设备。

背景技术

多天线技术能够满足未来大容量、高速率无线通信的需求，目前在无线通信领域受到了广泛的重视。多输入多输出(MIMO)系统是指在发送端和接收端安装多根天线，以获得天线分集增益或空间复用增益等好处的多天线系统。从有无反馈信道信息的角度来划分，MIMO系统可分为闭环MIMO系统和开环MIMO系统。闭环MIMO系统包括预编码(Precoding)、波束赋形(Beamforming)等技术；而开环MIMO系统包括开环发送分集(OLTD)、接收分集等技术。由于闭环MIMO系统能够大幅度地提高系统容量和频谱效率，因此，为了应对未来日益紧张的频谱资源，提高频谱效率，扩大系统容量，闭环MIMO系统将在未来的无线通信领域得到广泛的应用。

在闭环MIMO系统中，接收端将全部、或者部分的信道信息反馈给发送端，信道信息反馈技术是闭环MIMO系统的关键技术之一。如果接收端不对信道信息做任何处理而直接量化编码反馈给发送端，则反馈信息量非常大，因反馈而造成的系统开销将严重降低系统的吞吐量。如果用较少的比特直接量化反馈信道信息，可以降低信息反馈量，但是因此而带来的量化误差将导致严重的同信道干扰(CCI)，从而导致系统容量的降低。如何在基本保证反馈信息准确度的前提下降低反馈信息量成为目前广泛关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种发送信道信息的设备，能够降低信道信息的反馈量。

本发明提供一种通信系统中发送信道信息的设备，包括：信道估计装置，用于通过信道估计产生信道信息的时间序列；参数获取装置，用于根据所述信道信息的时间序列来获取信道衍生参数；预测装置，用于通过所述信道衍生参数和所述信道信息的时间序列的预测来产生所述信道信息的预测误差序列；编码装置，用于对所述信道衍生参数和所述预测误差序列进行编码，通过反馈信道进行发送。

其中，信道衍生参数包括抽头系数、分层电平和量化电平。

根据本发明的发送信道信息的设备的一个优选实施例，所述预测装置包括：减法器，用于将所述信道信息时间序列中的当前值减去线性预测滤波器输出的当前预测值以产生当前预测误差；误差量化器，用于根据所述分层电平和量化电平对所述当前预测误差进行量化，输出当前量化后的预测误差；加法器，用于将所述当前量化后的预测误差和所述线性预测滤波器输出的当前预测值相加，输入到所述线性预测滤波器；线性预测滤波器，用于根据先前M个时刻的所述加法器的输入和所述抽头系数来产生所述当前预测值，其中M为线性预测滤波器的阶数。

进一步，所述线性预测滤波器的阶数根据信道变化的快慢和/或系统对信道信息反馈准确度的需求而动态调整。

根据本发明的发送信道信息的设备的一个优选实施例，还包括保护数据插入装置，用于在所述信道信息的时间序列中添加保护数据。

本发明提供的发送信道信息的设备，通过信道估计器获得信道信息，由参数获取装置根据信道信息获得信道衍生参数，而预测装置根据信道衍生参数和信道信息的预测产生预测误差序列，最后通过编码装置对预测误差序列进行编码并发送。根据信道衍生参数对信道信息进行预测产生的预测误差序列降低或解除了信道信息的相关性，所以对预测误差序列进行量化编码具有较低的码率，从而降低了信道信息的反馈量。

进一步，采用线性预测滤波器进行预测，具有计算复杂度低、计算量小的优势。而线性预测滤波器的阶数根据信道变化的快慢和/或系统对信道信息反馈准确度的需求而动态调整，进一步保证了反馈信息准确度。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种发送信道信息的方法，能够降低信道信息的反馈量。

本发明提供一种通信系统中发送信道信息的方法，包括：产生信道信息的时间序列；根据所述信道信息的时间序列产生信道衍生参数；通过所述信道衍生参数和所述信道信息的预测来产生所述信道信息的预测误差序列；对所述信道衍生参数和所述预测误差序列进行编码，通过反馈信道进行发送。

其中，信道衍生参数包括抽头系数、分层电平和量化电平。

根据本发明的发送信道信息的方法的一个实施例，所述产生所述信道信息的预测误差序列包括：通过所述抽头系数和所述信道信息的时间序列的线性预测来产生信道信息的预测序列；将所述信道信息的时间序列减去所述信道信息的预测序列以产生信道信息的误差序列；根据所述分层电平和量化电平对所述误差序列进行量化，产生量化后的所述预测误差序列。

进一步，在产生所述信道信息的预测误差序列之前包括：将所述信道信息的时间序列进行分组，在分组后的时间序列中添加后向预测值，将添加有后向预测值的时间序列进行合并。

本发明提供的发送信道信息的方法，根据信道信息的时间序列获得信道衍生参数，根据信道衍生参数和信道信息的预测产生预测误差序列，并对预测误差序列进行编码和发送。由于预测误差序列降低或解除了相关性，所以对预测误差序列进行编码具有较低的码率，从而降低了信道信息的反馈量。

进一步，采用线性预测具有计算复杂度低、计算量小的优势。而插入后向预测值作为保护数据进一步保证了反馈信息准确度。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种接收信道信息的设备。

本发明提供一种通信系统中接收信道信息的设备，包括：译码装置，用于接收信道衍生参数和误差序列，对所述误差序列和所述信道衍生参数进行译码，将译码后的所述信道衍生参数和误差序列发送给预测装置；预测装置，用于根据译码后的所述信道衍生参数和已恢复的所述信道信息的时间序列基于预测来生成所述信道信息的预测序列，并根据所述信道信息的预测序列和译码后的误差序列来恢复所述信道信息的时间序列。

其中，信道衍生参数包括抽头系数和量化电平。根据本发明的接收信道信息的设备的一个实施例，译码装置包括：参数译码装置，用于接收所述抽头系数和量化电平，对所述抽头系数和量化电平进行译码，将译码后的所述抽头系数发送给所述预测装置并且将译码后的所述量化电平发送给误差译码装置；误差译码装置，用于接收误差序列，根据译码后的所述量化电平对所述误差序列进行译码，将译码后的所述误差序列发送给所述预测装置。

预测装置包括：线性预测滤波器，用于基于译码后的所述抽头系数和已恢复的所述信道信息的时间序列进行线性预测来产生所述信道信息的当前预测值；加法器，用于将所述信道信息的当前预测值和译码后的所述误差序列的当前值相加来恢复所述信道信息的时间序列的当前值。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种接收信道信息的方法。

本发明提供一种通信系统中接收信道信息的方法，包括：接收信道衍生参数和误差序列，对所述信道衍生参数和所述误差序列进行译码；根据译码后所述信道衍生参数和已恢复的所述信道信息的时间序列基于预测来生成所述信道信息的预测序列，根据所述信道信息的预测序列和译码后的所述误差序列来恢复所述信道信息的时间序列。

其中，信道衍生参数包括抽头系数和量化电平。

进一步，对所述信道衍生参数和所述误差序列进行译码包括：对所述抽头系数和量化电平进行译码，根据译码后的所述量化电平对所述误差序列进行译码。

进一步，恢复所述信道信息的时间序列包括：通过译码后的所述抽头系数和已恢复的所述信道信息的时间序列的线性预测来产生所述信道信息的预测序列；将所述信道信息的预测序列和译码后的所述误差序列对应相加来恢复所述信道信息的时间序列。

本发明提供的反馈信道信息的方法和设备，通过信道信息获得信道衍生参数，根据信道衍生参数进行预测获得预测误差序列，使得预测误差序列具有较低相关性，根据信道衍生参数对预测误差序列进行量化，进一步减小了量化误差，对量化后的预测误差序列进行编码后具有较低的码率，降低了信道信息的反馈量。

附图说明

图1为示出本发明的接收端装置的原理图；

图2为示出本发明的接收端装置中线性预测滤波器的结构图；

图3为示出本发明的发送端装置的原理图；

图4为示出本发明的发送端装置中线性预测滤波器的结构图；

图5为示出本发明的发送信道信息方法的一个实施例的流程图；

图6为示出本发明的发送信道信息方法的另一个实施例的流程图；

图7为示出本发明的接收信道信息方法的一个实施例的流程图；

图8为示出本发明的接收信道信息方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

在无线帧结构中，每一帧中包含一个或多个参考信号用来做信道估计。为了保证系统的性能，在相邻两次信道估计的时间间隔内，信道不能发生较大的衰落。因此，相邻两次信道估计的时间间隔应当小于信道的相关时间，这种情况下临近的信道估计值之间具有较强的相关性。当接收端或发送端处于中低车速时，这种相关性更强。根据信源编码理论，当信源信息具有较强相关性时，条件熵可远小于无条件熵。

本发明的基本构思是将信源序列通过预测编码后产生预测误差序列，与信源序列相比，预测误差序列的相关性将降低或解除。和对信源序列直接量化编码反馈的方案相比，对预测误差序列进行量化编码可以具有较低的码率，从而降低了信道信息的反馈量，而同时保证反馈信息的准确度。

图1为示出根据本发明的接收端装置的原理图。该接收端装置用于反馈信道估计信息。如图1所示，该接收端装置100包括信道估计器110、参数获取装置120、预测装置140、和编码器150，可选地还包括保护数据插入装置130。

其中，信道估计器110用于产生关于信道估计的时间序列。假设发送端装置有T个天线、接收端装置有R个天线，则信道估计器110将为每个天线对生成信道衰落值的时间序列h_j，k(n)，n＝0，1，2，...，PN-1，其中j表示发送端装置的第j个天线，k表示接收端装置的第k个天线。由于对每个时间序列h_j，k(n)的处理类似，为了描述简洁起见，在下面的描述中将用省略时间序列h_j，k(n)的下标j和k，表示为h(n)。根据h_j，k(n)生成的其他序列也进行相同的处理。

参数获取装置120用于根据信道估计器110产生的信道信息的时间序列h(n)生成信道衍生参数，包括抽头系数w、量化电平l和分层电平x。将信道衍生参数发送给预测装置140和编码器150。

保护数据插入装置130用于在信道信息的时间序列h(n)中添加保护数据，生成时间序列h′(n)，将时间序列h′(n)发送给预测装置140。根据本发明的一个实施例，保持数据插入装置130包括分组器13、后向预测器14和合并器15。其中，分组器13用于将信道信息的时间序列h(n)分成P个组，每个组N个数据。后向预测器14用于对分组后的第i组数据进行后向预测得到M个数据：

其中M是预测装置140中的线性预测滤波器的阶数。将该M个数据添加在第i组数据的前面得到一组新的数据： $\tilde{h}\left(i\right)=[\tilde{h}(\mathrm{iN}-M),...,\tilde{h}(\mathrm{iN}-1),h\left(\mathrm{iN}\right),h(\mathrm{iN}+1),...,h(\mathrm{iN}+N-1)].$ 对于每一组数据都进行上述操作，得到P个新的分组

i＝0，1，2，3...，P-1。合并器15用于将分组按照一定的顺序依次合并得到预处理后的序列h′(n)，这里n＝0，1，2，...，P(M+N)-1，并将新的时间序列h′(n)发送给预测装置140。

预测装置140用于通过抽头系数w和信道信息的时间序列h′(n)(在不插入保护数据的情况下为h(n))的预测来产生信道信息的预测误差序列e(n)，并根据量化电平l和分层电平x对预测误差序列e(n)进行量化，将量化后的预测误差序列e′(n)发送给编码器150。

需要指出的是，预测装置可以采用线性预测滤波器或者非线性预测器来对信道信息进行预测。稍后将详细提供一种线性预测滤波器的具体实现，而非线性预测器可以包括非线性回归预测器，趋势外推预测器等。本领域的技术人员理解，通常为了达到最优的预测和量化效果，信道衍生参数的计算或者选择一般根据预测器而确定，实现细节可以参考现有技术的预测编码技术。

编码器150用于对量化后的预测误差序列e′(n)进行编码，通过反馈信道进行发送给发送端装置。编码器150还用于对抽头系数w和量化电平l进行量化和编码，并通过反馈信道发送给发送端装置。

根据本发明的一个优选实施例，参数获取装置120包括相关系数计算器11和衍生参数计算器12。其中，相关系数计算器11通过下面的等式计算相关系数r(i)：

$r\left(i\right)=\frac{1}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}h(k+i)h^{*}\left(k\right),0\≤i\≤M---\left(1\right)$

其中，h^*(k)表示h(k)的共轭，M为预测装置包括的线性预测滤波器的阶数。衍生参数计算器12根据相关系数计算器11输出的相关系数r(i)计算抽头系数、量化电平和分层电平。例如，衍生参数计算器12可以通过列文森-杜宾(Levinson-Durbin)算法以迭代计算的方式求解抽头系数ω(i)，迭代的次数对应于线性预测滤波器的阶数M。对于前向线性预测滤波器，其抽头系数的第m迭代方程组可表示为：

${\mathrm{\Δ}}_{m-1}=\underset{k=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}r(k-m)a_{m-1,k}---\left(2a\right)$

${\mathrm{\λ}}_m=-\frac{{\mathrm{\Δ}}_{m-1}}{P_{m-1}}---\left(2b\right)$

P_m＝P_m-1(1-|λ_m|²)        (2c)

$a_{m,k}=a_{m-1,k}+{\mathrm{\λ}}_m{a}_{m-1,m-k}^{*}---\left(2d\right)$

ω_m，k＝-a_m，k            (2e)

其中k＝0，1，...，m，m＝1，2，...，M，λ_m称为反射系数，P_m为m阶前向线性预测滤波器的误差功率，并且满足初始条件：a_m-1，0＝1，a_m-1，0＝0，P₀＝r(0)和Δ₀＝r^*(1)。衍生参数计算器12通过列文森-杜宾算法还可以获得预测误差功率，即预测误差的方差。通过此方差值，在量化阶数(量化电平数)不变的情况下，最优量化器根据预测误差的统计特性(如方差)获得分层电平和量化电平，使量化误差最小。

需要指出的是，上述的参数计算器中信道衍生参数的实现只是作为示例给出，并不用于限制参数计算器的实现。参数计算器可以通过其他的算法实现。

根据本发明的一个优选实施例，预测装置140包括线性预测滤波器16、减法器17、量化器18和加法器19。其中在第n时刻，减法器17将时间序列的值h′(n)减去线性预测滤波器16输出的线性预测值g′(n)，获得信道信息的预测误差e(n)。量化器18通过量化电平l和分层电平x对第n时刻的预测误差e(n)进行量化获得量化后的预测误差e′(n)。加法器19将量化器18在第n时刻的输出e′(n)和线性预测滤波器16在第n时刻的输出g′(n)相加，获得g″(n)，输入到线性预测滤波器16。在第n+1时刻，线性预测滤波器16中根据先前时刻的来自加法器19的输入和来自参数获取装置的抽头系数来计算预测值。

图2为示出线性预测滤波器16计算第n时刻的预测值的一个示例的示意图。如图2所示， $g^{\′}\left(n\right)={\mathrm{\ω}}_1^{*}{g}^{\′\′}(n-1)+{\mathrm{\ω}}_2^{*}{g}^{\′\′}(n-2)+...+{\mathrm{\ω}}_M^{*}{g}^{\′\′}(n-M),$ 且g′(0)＝0，n＝0，1，2，...，P(M+N)-1，其中ω_i ^*为ω_i的共轭，1≤i≤M。

线性预测滤波器通常具有计算复杂度低，计算量小等优势。本领域的技术人员可以理解，线性预测滤波器获得预测值的方法并不限于图2所示的公式，其他的一些线性预测算法也可以应用于线性滤波器16。而线性预测滤波器的阶数M可由系统根据对信道信息反馈精度的需要和信道的相关性来选择。当需要更加精确的信道反馈时，可以增加M的取值；当车速较高，信道随时间变化较快时也可以增加M值以保证信道信息反馈的精确度。

根据本发明的一个优选实施例，编码器150包括编码器20和量化编码器21。其中，编码器20对预测装置140输出的量化后的预测误差序列e′(n)进行编码，获得编码后的预测误差序列e″(n)，并通过反馈信道发送到发送端。量化编码器21对参数获取装置120输出抽头系数w和量化电平l进行量化编码后获得编码后的抽头系数w″和量化电平l″，并通过反馈信道发送给发送端装置。

本发明提供的发送信道信息的设备，通过信道估计器获得信道信息，由参数获取装置统计信道信息的相关性获得信道衍生参数，而预测装置根据信道衍生参数和信道信息的预测产生预测误差序列，最后通过编码装置对预测误差序列进行编码并发送。根据信道相关的参数对信道信息进行预测，可以更好的降低预测误差序列之间的相关性，由于预测误差序列和原始的信道信息的时间序列相比降低或解除了相关性，所以对预测误差序列进行量化编码具有较低的码率，从而降低了信道信息的反馈量。

图3为示出根据本发明的发送端装置的原理图。该发送端装置用于接收信道估计信息。如图3所示，该发送端装置300包括参数译码器31、误差译码器32和预测装置330，可选地还包括保护数据去除装置340。

其中，参数译码器31用于接收来自反馈信道的信道衍生参数，如抽头系数(滤波器系数)w″和量化电平l″，对抽头系数w″和量化电平l″进行译码后分别生成译码后的抽头系数w′和量化电平l′，并将抽头系数w′发送给预测装置330，将量化电平l′发送给误差译码器32。

误差译码器32用于接收来自反馈信道的误差e″(n)，根据来自参数译码器31的量化电平l′对误差e″(n)进行译码，将译码后的误差e′(n)发送给预测装置330。译码为编码的反过程，编码器将量化电平转化为0、1等二进制代码组合，如101；而译码器则将反馈信道发来的0、1二进制代码组合转化为量化电平。

预测装置330用于接收来自参数译码器31的抽头系数w′和来自误差译码器32的误差序列e′(n)，根据抽头系数w′和先前多个时刻的恢复出来的预测值的预测产生当前时刻的预测值y′(n)，将e′(n)和y′(n)相加获得恢复的信道信息时间序列的当前值y″(n)。

如果接收端装置在信道信息的时间序列中插入了保护数据，则发送端装置还包括保护数据去除装置340，用于将预测装置330生成的预测值序列y″(n)中的保护数据删除。根据本发明的发送端装置的一个实施例，保护数据去除装置340包括分组器36、删除器37和合并器38。其中，分组器用于将预测值序列y″(n)进行预定的分组，例如分成P个组，每组M+N个数据；删除器37用于删除分组后的数据中预定位置的预定长度的保护数据，例如每组的前M个数据；合并器38将删除了保护数据的分组重新合并。

根据本发明的一个优选实施例，预测装置330包括线性预测滤波器33、加法器34和计数器35。其中加法器34将误差序列在第n时刻的值e′(n)加上线性预测滤波器33在第n时刻输出的线性预测值y′(n)，获得信道信息的当前值y″(n)，并将当前值y″(n)输入到线性预测滤波器33用于第n+1时刻的预测值的计算。在第n+1时刻，线性预测滤波器33中根据先前时刻的来自加法器34的输入和抽头系数w′来计算线性预测值y′(n+1)。图4为示出线性预测滤波器33计算第n时刻的线性预测值的一个示例。如图4所示， $y^{\′}\left(n\right)={\mathrm{\ω}}_1^{\′*}{y}^{\′\′}(n-1)+{\mathrm{\ω}}_2^{\′*}{y}^{\′\′}(n-2)+...+{\mathrm{\ω}}_M^{\′*}{y}^{\′\′}(n-M),$ 且y′(0)＝0，n＝0，1，2，...，P(M+N)-1，其中ω_i′^*为ω_i′的共轭，1≤i≤M。计数器35用于发送端装置根据反馈信息对n计数，当n为预定值(如M+N)的整数倍时，计数器35向线性预测滤波器33发送清除指令，线性预测滤波器33根据清除指令将其寄存器全部强制清0。

本领域的技术人员可以理解，发送端装置中各个组件的实现和接收端装置中对应组件相对应。例如，发送端装置中的译码器和接收端装置中的编码器相对应，发送端装置中的预测滤波器和接收端装置中的预测滤波器相对应，发送端装置中保护数据的处理和接收端装置中保护数据的处理相对应。

图5为示出本发明的发送信道信息方法的一个实施例的流程图。

如图5所示，在步骤501，接收端装置进行信道估计产生信道信息的时间序列。信道估计可以采用最小二乘法估计(LSE)、最小均方误差估计(MMSE)等常用算法。

在步骤502，根据信道信息的时间序列生成信道衍生参数，例如抽头系数、量化电平和分层电平等。

在步骤503，根据信道衍生参数对信道信息进行预测产生信道信息的预测序列，根据信道信息的预测序列和实际的时间序列之差生成信道信息的预测误差序列。

在步骤504，对信道衍生参数和预测误差序列进行编码，通过反馈信道发送到发送端设备。

图6为示出本发明的发送信道信息方法的另一个优选实施例的流程图。

如图6所示，在步骤601，产生关于信道估计的时间序列h(n)，n＝0，1，2，...，PN-1。

在步骤602，对时间序列h(n)进行实时统计得到时间相关系数r(m)，0≤m≤M，其中M为线性滤波器的阶数。r(m)可以根据上面等式(1)获得。

在步骤603，根据相关系数r(m)，0≤m≤M获得滤波器系数。滤波器系数可以根据上面等式2a至2e获得。

在步骤604，根据相关系数r(m)，0≤m≤M获得量化电平和分层电平。

在步骤605，对滤波器系数和量化电平进行量化并编码，通过反馈信道进行发送(步骤611)。

在步骤606，在信道信息的时间序列h(n)中插入后向预测值。一种具体的实现是先将时间序列h(n)分为多个组，在每个组的前端插入M个后向预测值(M为滤波器的阶数)，然后将各个组重新合并产生新的时间序列h′(n)。

在步骤607，在第n时刻，根据滤波器系数对信道信息的时间序列h′(n)进行前向线性预测产生当前预测值，用时间序列h′(n)的当前值减去当前预测值获得当前预测误差。

在步骤608，根据量化电平和分层电平对当前预测误差进行量化，获得当前预测误差的量化值。

在步骤609，将当前预测误差的量化值和当前预测值之和作为下一时刻线性预测滤波器的输入。

在步骤610，将当前预测误差的量化值进行编码，通过反馈信道进行发送(步骤611)。返回步骤607，继续下一时刻的处理。

本发明提供的发送信道信息的方法，统计信道信息的时间序列的相关性获得信道衍生参数，根据信道衍生参数和信道信息的预测产生预测误差序列，并对预测误差序列进行编码和发送。由于预测误差序列降低或解除了相关性，所以对预测误差序列进行编码具有较低的码率，从而降低了信道信息的反馈量。根据信道衍生参数进行预测和量化，进一步降低了需要发送的码率，并基本保证了反馈信息的准确度。

图7为示出本发明的接收信道信息的方法的一个实施例的流程图。

如图7所示，在步骤701，从反馈信道接收的信道衍生参数，如滤波器系数和量化电平，对信道衍生参数进行译码。

在步骤702，根据信道衍生参数对从反馈信道接收的误差序列进行译码。

在步骤703，根据信道衍生参数对信道信息进行预测以产生信道信息的当前预测值。

在步骤704，将译码后的误差序列的当前值和当前预测值相加获得信道信息的当前值。

图8为示出本发明的接收信道信息方法的另一个具体实施例的流程图。

如图8所示，在步骤801，对从反馈信道接收的滤波器系数和量化电平进行译码。

在步骤802，根据量化电平来译码从反馈信道接收的预测误差。

在步骤803，根据滤波器系数进行前向线性预测获得信道信息的当前预测值。

在步骤804，将当前预测误差与当前预测值相加来获得恢复的信道信息的时间序列的当前值。

在步骤805，将当前预测误差和滤波器的当前预测值之和输入到滤波器，作为下一时刻滤波器的输入。

在步骤806，从恢复的信道信息的时间序列中删除保护数据。

本发明提供的反馈信道信息的方法和设备，通过信道信息获得信道衍生参数，根据信道衍生参数进行预测获得预测误差序列，使得预测误差序列具有降低相关性，根据信道衍生参数对预测误差序列进行量化，进一步减小了量化误差，对量化后的预测误差序列进行编码后具有较低的码率，降低了信道信息的反馈量。保护数据的应用可以提高对反馈信道信息准确度的保护。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (23)

1.一种通信系统中发送信道信息的设备，其特征在于，包括：

信道估计装置，用于通过信道估计产生信道信息的时间序列；

参数获取装置，用于根据所述信道信息的时间序列来获取信道衍生参数；

预测装置，用于通过所述信道衍生参数和所述信道信息的时间序列的预测来产生所述信道信息的预测误差序列；

编码装置，用于对所述信道衍生参数和所述预测误差序列进行编码，通过反馈信道进行发送。

2.根据权利要求1所述的发送信道信息的设备，其特征在于，所述信道衍生参数包括抽头系数、分层电平和量化电平。

3.根据权利要求2所述的发送信道信息的设备，其特征在于，所述预测装置包括：

减法器，用于将所述信道信息时间序列中的当前值减去线性预测滤波器输出的当前预测值以产生当前预测误差；

误差量化器，用于根据所述分层电平和量化电平对所述当前预测误差进行量化，输出当前量化后的预测误差；

加法器，用于将所述当前量化后的预测误差和所述线性预测滤波器输出的当前预测值相加，输入到所述线性预测滤波器；

所述线性预测滤波器，用于根据先前M个时刻的所述加法器的输入和所述抽头系数来产生所述当前预测值，其中M为线性预测滤波器的阶数。

4.根据权利要求3所述的发送信道信息的设备，其特征在于，所述线性预测滤波器的阶数根据信道变化的快慢和/或系统对信道信息反馈准确度的需求而动态调整。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的发送信道信息的设备，其特征在于，还包括保护数据插入装置，用于在所述信道信息的时间序列中添加保护数据。

6.根据权利要求5所述的发送信道信息的设备，其特征在于，所述保护数据插入装置包括：

分组器，用于将所述信道信息的时间序列进行分组；

后向预测器，用于在分组后的时间序列中添加通过后向预测获得的保护数据；

合并器，用于将添加有保护数据的时间序列进行合并。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的发送信道信息的设备，其特征在于，所述编码装置包括：

第一编码装置，用于对所述信道衍生参数进行量化编码，并通过反馈信道进行发送；

第二编码装置，用于对所述预测误差序列进行编码，并通过反馈信道进行发送。

8.根据权利要求7所述的发送信道信息的设备，其特征在于，所述参数获取装置定期产生所述信道衍生参数，所述第一编码装置对所述定期产生的信道衍生参数进行量化编码后通过反馈信道进行发送。

9.一种通信系统中发送信道信息的方法，其特征在于，包括：

产生信道信息的时间序列；

根据所述信道信息的时间序列来获取信道衍生参数；

通过所述信道衍生参数和所述信道信息的时间序列的预测来产生所述信道信息的预测误差序列；

对所述信道衍生参数和所述预测误差序列进行编码，通过反馈信道进行发送。

10.根据权利要求9所述的发送信道信息的方法，其特征在于，所述信道衍生参数包括抽头系数、分层电平和量化电平。

11.根据权利要求10所述的发送信道信息的方法，其特征在于，所述产生所述信道信息的预测误差序列包括：

通过基于所述抽头系数对所述信道信息的时间序列进行线性预测来产生所述信道信息的预测序列；

将所述信道信息的时间序列减去所述信道信息的预测序列以产生所述信道信息的误差序列；

根据所述分层电平和量化电平对所述误差序列进行量化，产生量化后的所述预测误差序列。

12.根据权利要求9至11中任意一项所述的发送信道信息的方法，其特征在于，在产生所述信道信息的预测误差序列之前包括：

将所述信道信息的时间序列进行分组，在分组后的时间序列中添加后向预测值，将添加有后向预测值的时间序列进行合并。

13.根据权利要求9至11中任意一项所述的发送信道信息的方法，其特征在于：

定期根据所述信道信息的时间序列产生所述信道衍生参数，对所述定期产生的信道衍生参数进行量化编码后通过反馈信道进行发送。

14.一种通信系统中接收信道信息的设备，其特征在于，包括：

译码装置，用于接收信道衍生参数和误差序列，对所述误差序列和所述信道衍生参数进行译码，将译码后的所述信道衍生参数和误差序列发送给预测装置；

所述预测装置，用于根据所述信道信息的预测序列和译码后的误差序列来恢复所述信道信息的时间序列，并根据译码后的所述信道衍生参数和已恢复的所述信道信息的时间序列基于预测来生成所述信道信息的预测序列。

15.根据权利要求14所述的接收信道信息的设备，其特征在于，所述信道衍生参数包括抽头系数和量化电平。

16.根据权利要求15所述的接收信道信息的设备，其特征在于，所述译码装置包括：

参数译码装置，用于接收所述抽头系数和量化电平，对所述抽头系数和量化电平进行译码，将译码后的所述抽头系数发送给所述预测装置，并且将译码后的所述量化电平发送给误差译码装置；

所述误差译码装置，用于接收误差序列，根据译码后的所述量化电平对所述误差序列进行译码，将译码后的所述误差序列发送给所述预测装置。

17.根据权利要求15或16所述的接收信道信息的设备，其特征在于，所述预测装置包括：

线性预测滤波器，用于基于译码后的所述抽头系数和已恢复的所述信道信息的时间序列进行线性预测来产生所述信道信息的当前预测值；

加法器，用于将所述信道信息的当前预测值和译码后的所述误差序列的当前值相加来恢复所述信道信息的时间序列的当前值。

18.根据权利要求17所述的接收信道信息的设备，其特征在于，还包括保护数据删除装置，用于删除所述信道信息的时间序列中的保护数据。

19.一种通信系统中接收信道信息的方法，其特征在于，包括：

接收信道衍生参数和误差序列，对所述信道衍生参数和所述误差序列进行译码；

根据所述信道信息的预测序列和译码后的所述误差序列来恢复所述信道信息的时间序列，根据译码后所述信道衍生参数和已恢复的所述信道信息的时间序列基于预测来生成所述信道信息的预测序列。

20.根据权利要求19所述的接收信道信息的方法，其特征在于，所述信道衍生参数包括抽头系数和量化电平。

21.根据权利要求20所述的接收信道信息的方法，其特征在于，对所述信道衍生参数和所述误差序列进行译码包括：

对所述抽头系数和量化电平进行译码，根据译码后的所述量化电平对所述误差序列进行译码。

22.根据权利要求20或21所述的接收信道信息的方法，其特征在于，恢复所述信道信息的时间序列包括：

通过根据译码后的所述抽头系数和已恢复的所述信道信息的时间序列的线性预测来产生所述信道信息的预测序列；

将所述信道信息的预测序列和译码后的所述误差序列对应相加来恢复所述信道信息的时间序列。

23.根据权利要求22所述的接收信道信息的设备，其特征在于，还包括步骤：

删除所述信道信息的时间序列中的保护数据。

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