CN104184562A - 一种信道状态信息自适应插值重构方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道状态信息自适应插值重构方法及装置，方法：接收机根据子载波信道状态信息之间的相关性，确定互相关系数大于设定阈值的相邻子载波数目N，并计算每次插值的分组数目N_s，最后分组反馈信道状态信息给发射机；发射机接收到反馈信息后，首先解析反馈信息，然后利用反馈子载波上的信道状态信息插值得到OFDM符号内未反馈数据子载波上的信道状态信息。装置中：接收机包括信道估计模块、相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块、信道状态信息矩阵之间的互相系数计算模块、插值分组数计算模块、以及信道状态信息反馈模块；发射机包括信道状态信息解析模块和信道状态信息自适应插值重构模块。与传统的成簇法重构信道状态信息相比，本发明可以有效降低分组反馈带来的性能损失。

Description

一种信道状态信息自适应插值重构方法及装置

技术领域

本发明涉及一种信道状态信息自适应插值重构方法及装置，具体是一种分组反馈的波束成形中利用子载波信道状态信息之间的相关性进行信道状态信息重构的自适应插值方法及装置，属于无线局域网技术领域。

背景技术

在正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)无线局域网中，为了改善频率选择性深衰落对信号的影响，发射机通常对发送的数据流进行加权处理，即波束成形，从而改善接收信号质量。然而，波束成形算法的设计与实现通常需要发射机知道信道状态信息(Channel State Information，CSI)。发射机获得的信道状态信息是接收机在利用信道估计训练序列估计出信道状态信息后，经过对估计信道状态信息做适当处理后反馈给发射机。发射机在接收到接收机反馈的信息后，利用反馈信息重构信道状态信息，进一步对发送给接收机的数据流进行波束成形处理。

接收机反馈信道状态信息的方法可以分为非压缩反馈或者压缩反馈。非压缩反馈是指将接收机估计出的信道状态信息直接反馈给发射机，需要使用相同的量化比特表示每一个CSI值的实部和虚部，致使反馈开销非常大。压缩反馈是指通过对估计信道状态信息进行适当压缩量化处理后，将处理后的数据反馈给发射机。IEEE 802.11中通常反馈采用基于Givens旋转对估计信道状态信息矩阵的奇异值分解(Single Value decomposition，SVD)的右奇异矩阵进行旋转变换后的角度量化值，同时进一步采用子载波分组反馈方案，进而显著降低了反馈开销。采用分组反馈方案时，发射机利用反馈数据子载波上的信道状态信息插值重构所有数据子载波上的信道状态信息。

常用的信道状态信息重构方法有：1)成簇法，每个簇内所有子载波使用与反馈子载波相同的信道状态信息；2)球形插值法，每个分组内未反馈子载波上的信道状态信息由反馈子载波上的信道状态信息通过球形插值得到。对于成簇法，随着簇内子载波数的增加，簇边界子载波上的信道状态信息与反馈子载波上的信道状态信息差异越大，使系统性能恶化。而球形插值法，要将反馈子载波上的右奇异向量的相位旋转参数与右奇异向量一起反馈，且最优的相位参数要通过搜索得到，增加了系统的复杂度。这两种方案都没有充分利用子载波信道状态信息之间的相关性进行插值重构信道状态信息。

发明内容

发明目的：为了减小压缩反馈方式中子载波分组反馈造成的性能损失，本发明提供一种信道状态信息自适应插值重构方法及装置，通过在接收端计算数据子载波上信道状态信息的相关性，确定互相关系数大于设定互相关系数阈值的相邻数据子载波数目N和每次插值的子载波分组数目N_s，发送端可以利用接收到的反馈信息自适应插值重构信道状态信息。本发明设计的自适应插值方法可以利用IEEE 802.11现有的媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)层MIMOControl字段中的保留字段反馈N_s，充分利用数据子载波信道状态信息之间的相关性进行自适应插值重构信道状态信息，可以较大限度地降低分组反馈导致的波束成形的性能损伤。

技术方案：一种信道状态信息自适应插值重构方法，包括如下步骤：

步骤1：接收机利用发射机发送的信道状态信息估计训练序列进行信道状态信息估计，估计出各个数据子载波上的信道状态信息矩阵H_i，i表示第i个数据子载波且i＝1,…,N_sd，N_sd表示每个OFDM符号所包含的数据子载波数。

步骤2：接收机计算系统的相干带宽B_c，进一步确定相干带宽内包含的子载波数N_c，其计算公式为：

$B_c=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_m}$   (公式1)

  (公式2)

其中τ_m表示最大多径时延扩展，由实际信道情况确定，Δf表示子载波的频率间隔，表示向下取整。

步骤3：计算子载波间隔为Δk(N_g≤Δk≤N_c)的信道状态信息矩阵互相关系数，计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{\Δk}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{R_i=1}^{N_R}{\mathrm{\Σ}}_{T_i=1}^{N_T}\left|{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^{N_{\mathrm{sd}}}{H}_{k+\mathrm{\Δk},R_i,T_i}{H}_{k,R_i,T_i}^{*}\right|}{N_T{N}_R{N}_{\mathrm{sd}}}$   (公式3)

其中，N_g表示无线局域网标准中规定的子载波分组反馈方案中一个分组所包含的子载波数，表示第k个子载波上的信道状态信息矩阵的第R_i行和第T_i列所对应的元素，N_T表示发送天线数，N_R表示接收天线数，(·)^*表示取共轭，|·|表示取绝对值。

步骤4：接收机设定的互相关系数阈值ρ(要求ρ的取值满足由步骤3得到ρ_Δk≥ρ的相邻子载波数目进而由N_g和N计算每次插值的分组数目N_s。计算公式为：

  (公式4)

其中，N_g表示一个分组内的子载波数目。

步骤5：接收机按照无线局域网标准中规定的反馈方式和反馈格式反馈标号为1,的数据子载波上的信道状态信息，每次插值的分组数N_s通过MIMO Control字段中的Reserved子字段进行反馈。

步骤6：发射机接收并恢复得到接收机反馈的信道状态信息后，确定反馈信道状态信息矩阵的子载波标号和每次插值使用的反馈信道状态信息矩阵的子载波标号。

步骤7：利用反馈子载波上的信道状态信息矩阵插值得到未反馈子载波上的信道状态信息矩阵。从最低标号的数据子载波开始，每N_s个分组为一个分段进行插值。为了表达式的简洁，这里将数据子载波的标号1,…,N_sd映射为0,…,N_sd-1，则插值公式为

$H_k={\mathrm{\Σ}}_{n=i_s}^{i_s+N_s}{\mathrm{\Π}}_{m=i_s,m\≠n}^{i_s+N_s}\frac{(k-m\·N_g)}{(n-m)\·N_g}{H}_{n\·N_g}$   (公式5)

其中，H_k表示第k(i_s·N_g≤k≤(i_s+N_s)·N_g-1)个数据子载波上的信道状态信息矩阵，表示第i_s个插值分段。考虑到N_sd/(N_s·N_g)不为整数时，最后一个插值分段的插值公式要做相应改变，由于最后一个数据子载波上的信道状态信息矩阵必须反馈，插值公式为

$\begin{array}{c}{H}_k={\mathrm{\Σ}}_{n={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}{\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′},m\≠n}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)(k-N_{\mathrm{sd}})}{(n\·N_g-m\·N_g)(n\·N_g-N_{\mathrm{sd}})}{H}_{n\·N_g}+\\ {\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)}{(n\·N_g-m\·N_g)}{H}_{N_{\mathrm{sd}}}\end{array}$   (公式6)

其中，k(i′_s·N_g≤k≤N_sd)表示最后一个插值分段内的子载波标号，表示最后一分段内含有的分组数，表示向上取整。

一种利用子载波信道状态信息之间的相关性在接收端进行分组反馈，发射端利用相关性自适应插值重构信道状态信息的装置，包括接收机和发射机；所述接收机包括信道估计模块、相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块、信道状态信息矩阵之间的互相系数计算模块、插值分组数计算模块、以及信道状态信息反馈模块；所述发射机包括信道状态信息解析模块和信道状态信息自适应插值重构模块；

所述信道估计模块根据发射机发送的信道状态信息估计训练序列，估计出各个数据子载波上的信道状态信息矩阵；

所述相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块按照(公式1)和(公式2)计算相干带宽和相干带宽内包含的子载波，在信道模型不变的情况下，此模块只需要在第一次反馈时计算，以后反馈时可以重复利用第一次的计算值；

所述信道状态信息矩阵之间的互相系数计算模块首先按照无线局域网标准可支持的分组大小选定N_g，然后按照(公式3)计算间隔为Δk(N_g≤Δk≤N_c)的子载波上信道状态信息矩阵之间的互相关系数；

所述插值分组数计算模块根据选定的互相关系数阈值ρ(要求ρ的取值满足得到ρ_Δk≥ρ的相邻子载波数目并由N和N_g按照(公式4)计算每次插值的分组数N_s；

所述信道状态信息反馈模块根据无线局域网标准中规定的反馈方式和反馈格式反馈数据子载波标号为1,的子载波上的信道状态信息值，并通过MIMO Control字段中的Reserved子字段反馈插值分组数N_s；

所述信道状态信息解析模块发射机接收并恢复得到接收机反馈的信道状态信息后，确定反馈信道状态信息矩阵的子载波标号和每次插值使用的反馈信道状态信息矩阵的子载波标号；

所述信道状态信息自适应插值重构模块按照(公式5)计算除最后一个分段外的所有分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵，按照(公式6)计算最后一个插值分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵。

有益效果：本发明提供的子载波分组反馈的波束成形中利用数据子载波信道状态信息之间的相关性进行信道状态信息自适应插值重构的方法及装置，解决了传统的成簇法无法充分利用子载波信道状态信息之间的相关性进行自适应插值的问题，最大限度地利用相关性信息降低分组反馈带来的性能损失。与传统的成簇法相比，本发明提供的信道状态信息自适应插值重构的方法可以根据信道的状况及时调整插值分段的大小，具有很强的自适应性。而其利用MIMO Control字段中的Reserved子字段反馈每次插值的分组数，不会额外增加波束成形系统的反馈开销，因此具有很强的可实现性。仿真结果表明，本发明提出的信道状态信息重构的自适应插值方法及装置，明显优于传统的成簇法及装置。

附图说明

图1为本发明实施例中的分组反馈的信道状态信息重构自适应插值实现流程图；

图2为本发明实施例中的MAC层帧的MIMO Control字段相关子字段；

图3为本发明实施例中的子载波间隔为Δk的信道状态信息矩阵之间的互相关性图；

图4为本发明实施例中采用信道状态信息自适应插值重构的方法与传统的成簇法的性能对比图，信道带宽为540MHz，天线配置为4×2，两个空间数据流，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)调制。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

以毫米波无线局域网(IEEE 802.11aj)为例，结合附图对本发明利用子载波上信道状态信息之间的相关性进行分组反馈和信道状态信息自适应插值重构方法及装置的具体实施方式作进一步详细说明。

IEEE 802.11aj支持两种带宽540MHz和1080MHz，其对应的数据子载波数为168和336，最大空间数据流数为4，低密度奇偶校验(Low Density ParityCheck，LDPC)码编码长度为672比特，信道模型为D模型，最大多径时延扩展为30ns，可分辨径为18条，仿真帧数为5000帧。

如图1所示，以540MHz带宽，16QAM调制，1/2码率，4×2天线配置，两个空时流为例，分组反馈的波束成形中利用子载波信道状态信息之间的相关性进行分组反馈和信道状态信息自适应插值重构的方法，包括如下步骤：

步骤1：接收机利用发射机发送的信道状态信息估计训练序列进行信道状态信息估计，估计出168个数据子载波上的信道状态信息矩阵H_i，i表示第i个数据子载波且i＝1.…,168。

步骤2：接收机计算系统的相干带宽B_c，进一步确定相干带宽内包含的子载波数N_c。计算公式为：

$B_c=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_m}$   (公式1)

  (公式2)

其中τ_m表示最大多径时延扩展，由实际信道情况确定，Δf表示子载波的频率间隔，表示向下取整。本例中，最大多径时延扩展τ_m为30ns，相干带宽B_c为33.3MHz，子载波频率间隔Δf为2.578125MHz，相干带宽内子载波数N_c＝12。

步骤3：计算子载波间隔为Δk(N_g≤Δk≤N_c)的信道状态信息矩阵之间的互相关系数，计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{\Δk}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{R_i=1}^{N_R}{\mathrm{\Σ}}_{T_i=1}^{N_T}\left|{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^{N_{\mathrm{sd}}}{H}_{k+\mathrm{\Δk},R_i,T_i}{H}_{k,R_i,T_i}^{*}\right|}{N_T{N}_R{N}_{\mathrm{sd}}}$   (公式3)

其中，N_g表示无线局域网标准中规定的子载波分组反馈方案中一个分组所包含的子载波数，表示第k个子载波上的信道状态信息矩阵的第R_i行和第T_i列所对应的元素，N_T表示发送天线数，N_R表示接收天线数，(·)^*表示取共轭，|·|表示取绝对值。本例中，IEEE 802.11aj支持的N_g为1，2，4，选取N_g＝4，N_T＝4，N_R＝2，当4≤Δk≤12时，相关系数0.78≤ρ_Δk≤0.94，信道状态信息矩阵之间的互相关性图见图3。

步骤4：接收机设定互相关系数阈值ρ(要求ρ的取值满足由步骤3得到ρ_Δk≥ρ的相邻子载波数目进而由N_g和N计算每次插值的分组数目N_s。计算公式为：

  (公式4)

其中，N_g表示一个分组内的子载波数目。本例中，选取ρ＝0.85，则可得 $N=\underset{\mathrm{\Δk}}{\max }\left\{\mathrm{\Δk}\right|{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{\Δk}}\≥\mathrm{\ρ}\}=8,N_s=2.$

步骤5：接收机根据无线局域网标准中规定的反馈方式和反馈格式反馈标号为1,的数据子载波上的信道状态信息，每次插值的分组数N_s通过MIMO Control字段中的Reserved子字段进行反馈，如图2所示。本例中，反馈信道状态信息的数据子载波标号为1,5,9，…，165,168，Reserved子字段以0、1分别表示N_s＝1,2，Reserved子字段设置为1；

步骤6：发射机接收并恢复得到接收机反馈的信道状态信息后，确定反馈信道状态信息矩阵的子载波标号和每次插值使用的反馈信道状态信息矩阵的子载波标号。

步骤7：利用反馈子载波上的信道状态信息矩阵插值得到未反馈子载波上的信道状态信息矩阵。从最低标号的数据子载波开始，每N_s个分组为一个分段进行插值。为了表达式的简洁，这里将数据子载波的标号1,…,N_sd映射为0,…,N_sd-1，则插值公式为

$H_k={\mathrm{\Σ}}_{n=i_s}^{i_s+N_s}{\mathrm{\Π}}_{m=i_s,m\≠n}^{i_s+N_s}\frac{(k-m\·N_g)}{(n-m)\·N_g}{H}_{n\·N_g}$   (公式5)

其中，H_k表示第k(i_s·N_g≤k≤(i_s+N_s)·N_g-1)个数据子载波上的信道状态信息矩阵，表示第i_s个插值分段。考虑到N_sd/(N_s·N_g)不为整数时，最后一个插值分段的插值公式要做相应改变，由于最后一个数据子载波上的信道状态信息矩阵必须反馈，插值公式为：

$\begin{array}{c}{H}_k={\mathrm{\Σ}}_{n={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}{\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′},m\≠n}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)(k-N_{\mathrm{sd}})}{(n\·N_g-m\·N_g)(n\·N_g-N_{\mathrm{sd}})}{H}_{n\·N_g}+\\ {\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)}{(n\·N_g-m\·N_g)}{H}_{N_{\mathrm{sd}}}\end{array}$   (公式6)

其中，k(i′_s·N_g≤k≤N_sd)表示最后一个插值分段内地的子载波标号，表示最后一分段内含有的分组数，表示向上取整。本例中，N_sd/(N_s·N_g)＝42为整数，故只需按照(公式4)对每一个分段进行插值即可，每次插值使用的信道状态信息矩阵为本分段内两个分组和相邻的下一个分组的首个子载波上的信道状态信息矩阵，最后一个插值分段使用本分段内两个分组的首个子载波上的信道状态信息矩阵和最后一个子载波N_sd上的信道状态信息矩阵；

利用子载波信道状态信息之间的相关性在接收端进行分组反馈，发射端利用相关性自适应插值重构信道状态信息的装置，接收机包括信道估计模块、相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块、信道状态信息矩阵之间的互相关系数计算模块、插值分组数计算模块和信道状态信息反馈模块，发射机包括信道状态信息解析模块、信道状态信息重构自适应插值模块；

信道估计模块根据发射机发送的信道状态信息估计训练序列估计出各个数据子载波上的信道状态信息矩阵；

相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块按照(公式1)和(公式2)计算相干带宽和相干带宽内包含的子载波，在信道模型不变的情况下，此模块只需要在第一次反馈时计算，以后反馈时可以重复利用第一次的计算值；

信道状态信息相关性计算模块首先按无线局域网照标准支持的分组大小选定N_g，然后按照(公式3)计算间隔为Δk(N_g≤Δk≤N_c)的子载波上信道状态信息矩阵之间的互相关系数；

插值分组数计算模块根据选定的相关性阈值ρ(要求ρ的取值满足)得到ρ_Δk≥ρ的相邻子载波数目并由N和N_g按照(公式4)计算每次插值的分组数N_s；

信道状态信息反馈模块根据无线局域网标准中规定的反馈方式和反馈格式反馈数据子载波标号为1,的子载波上的信道状态信息值，并通过MIMO Control字段中的Reserved子字段反馈插值分组数N_s；

信道状态信息解析模块发射机接收并恢复得到接收机反馈的信道状态信息后，确定反馈信道状态信息矩阵的子载波标号和每次插值使用的反馈信道状态信息矩阵的子载波标号；

信道状态信息自适应插值重构模块按照(公式5)计算除最后一个分段外的所有分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵，按照(公式6)计算最后一个插值分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵。

为了对比与传统成簇法的性能差异，本发明实施例还提供了与传统分簇重构信道状态信息方法和装置的性能对比图。本发明实施例以540MHz带宽下两个空间流，4个发送天线，2个接收天线，QPSK调制为例，对本发明的性能进行了对比说明，具体见图4。可以看出，本发明提供的利用子载波信道状态信息之间的相关性进行自适应插值重构信道状态信息的方法，明显优于传统的成簇法。

Claims (10)

1.一种信道状态信息自适应插值重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：接收机利用发射机发送的信道状态信息估计训练序列进行信道状态信息估计，估计出各个数据子载波上的信道状态信息矩阵H_i，i表示第i个数据子载波且i＝1,…,N_sd，N_sd表示每个OFDM符号所包含的数据子载波数；

步骤2：接收机计算系统的相干带宽B_c，进一步确定相干带宽内包含的子载波数N_c；

步骤3：计算子载波间隔为Δk的信道状态信息矩阵互相关系数ρ_Δk，N_g≤Δk≤N_c，N_g表示无线局域网标准中规定的子载波分组反馈方案中一个分组所包含的子载波数；

步骤4：接收机设定的互相关系数阈值ρ，ρ的取值满足由步骤3得到ρ_Δk≥ρ的相邻子载波数目进而由N_g和N计算每次插值的分组数目N_s，其中，N_g表示一个分组内的子载波数目；

步骤5：接收机反馈标号为1,的数据子载波上的信道状态信息；

步骤6：发射机接收并恢复得到接收机反馈的信道状态信息后，确定反馈信道状态信息矩阵的子载波标号和每次插值使用的反馈信道状态信息矩阵的子载波标号；

步骤7：利用反馈子载波上的信道状态信息矩阵插值得到未反馈子载波上的信道状态信息矩阵；从最低标号的数据子载波开始，每N_s个分组为一个分段进行插值。

2.如权利要求1所述的信道状态信息自适应插值重构方法，其特征在于：步骤2中：

$B_c=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_m}$   (公式1)

  (公式2)

其中τ_m表示最大多径时延扩展，由实际信道情况确定，Δf表示子载波的频率间隔，表示向下取整。

3.如权利要求2所述的信道状态信息自适应插值重构方法，其特征在于：载波间隔为Δk的信道状态信息矩阵互相关系数ρ_Δk的计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{\Δk}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{R_i=1}^{N_R}{\mathrm{\Σ}}_{T_i=1}^{N_T}\left|{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^{N_{\mathrm{sd}}}{H}_{k+\mathrm{\Δk},R_i,T_i}{H}_{k,R_i,T_i}^{*}\right|}{N_T{N}_R{N}_{\mathrm{sd}}}$   (公式3)

其中，N_g表示无线局域网标准中规定的子载波分组反馈方案中一个分组所包含的子载波数，表示第k个子载波上的信道状态信息矩阵的第R_i行和第T_i列所对应的元素，N_T表示发送天线数，N_R表示接收天线数，(·)^*表示取共轭，|·|表示取绝对值。

4.如权利要求3所述的信道状态信息自适应插值重构方法，其特征在于：

  (公式4)

其中，N_g表示一个分组内的子载波数目。

5.如权利要求4所述的信道状态信息自适应插值重构方法，其特征在于：所述步骤5中，接收机按照无线局域网标准中规定的反馈方式和反馈格式反馈标号为1,的数据子载波上的信道状态信息，每次插值的分组数N_s通过MIMO Control字段中的Reserved子字段进行反馈。

6.如权利要求5所述的信道状态信息自适应插值重构方法，其特征在于：步骤7中，将数据子载波的标号1,…,N_sd映射为0,…,N_sd-1，则插值公式为

$H_k={\mathrm{\Σ}}_{n=i_s}^{i_s+N_s}{\mathrm{\Π}}_{m=i_s,m\≠n}^{i_s+N_s}\frac{(k-m\·N_g)}{(n-m)\·N_g}{H}_{n\·N_g}$   (公式5)

其中，H_k表示第k(i_s·N_g≤k≤(i_s+N_s)·N_g-1)个数据子载波上的信道状态信息矩阵，表示第i_s个插值分段；考虑到N_sd/(N_s·N_g)不为整数时，最后一个插值分段的插值公式要做相应改变，由于最后一个数据子载波上的信道状态信息矩阵必须反馈，插值公式为

$\begin{array}{c}{H}_k={\mathrm{\Σ}}_{n={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}{\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′},m\≠n}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)(k-N_{\mathrm{sd}})}{(n\·N_g-m\·N_g)(n\·N_g-N_{\mathrm{sd}})}{H}_{n\·N_g}+\\ {\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)}{(n\·N_g-m\·N_g)}{H}_{N_{\mathrm{sd}}}\end{array}$   (公式6)

其中，k(i′_s·N_g≤k≤N_sd)表示最后一个插值分段内的子载波标号，表示最后一分段内含有的分组数，表示向上取整。

7.一种实现如权利要求1-6任一项所述的信道状态信息自适应插值重构方法的装置，包括接收机和发射机；其特征在于：所述接收机包括信道估计模块、相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块、信道状态信息矩阵之间的互相系数计算模块、插值分组数计算模块、以及信道状态信息反馈模块；所述发射机包括信道状态信息解析模块和信道状态信息自适应插值重构模块；

所述信道估计模块根据发射机发送的信道状态信息估计训练序列，估计出各个数据子载波上的信道状态信息矩阵；

所述相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块计算相干带宽和相干带宽内包含的子载波；

所述信道状态信息矩阵之间的互相系数计算模块首先按照无线局域网标准可支持的分组大小选定N_g，然后计算间隔为Δk的子载波上信道状态信息矩阵之间的互相关系数ρ_Δk，N_g≤Δk≤N_c；

所述插值分组数计算模块根据选定的互相关系数阈值ρ得到ρ_Δk≥ρ的相邻子载波数目并由N和N_g计算每次插值的分组数N_s，ρ的取值满足

所述信道状态信息反馈模块反馈标号为1,的数据子载波上的信道状态信息值，并反馈插值分组数N_s；

所述信道状态信息解析模块发射机接收并恢复得到接收机反馈的信道状态信息后，确定反馈信道状态信息矩阵的子载波标号和每次插值使用的反馈信道状态信息矩阵的子载波标号；

所述信道状态信息自适应插值重构模块计算所有分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵。

8.如权利要求7所述的信道状态信息自适应插值重构装置，其特征在于：所述相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块在信道模型不变的情况下，只在第一次反馈时计算相干带宽和相干带宽内包含的子载波，以后反馈时可以重复利用第一次的计算值。

9.如权利要求7所述的信道状态信息自适应插值重构装置，其特征在于：所述相干带宽和相干带宽内子载波数计算模块按照(公式1)和(公式2)计算相干带宽和相干带宽内包含的子载波数N_c；

$B_c=\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_m}$   (公式1)

  (公式2)

其中τ_m表示最大多径时延扩展，由实际信道情况确定，Δf表示子载波的频率间隔，表示向下取整；

间隔为Δk的子载波上信道状态信息矩阵之间的互相关系数ρ_Δk的计算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{\Δk}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{R_i=1}^{N_R}{\mathrm{\Σ}}_{T_i=1}^{N_T}\left|{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^{N_{\mathrm{sd}}}{H}_{k+\mathrm{\Δk},R_i,T_i}{H}_{k,R_i,T_i}^{*}\right|}{N_T{N}_R{N}_{\mathrm{sd}}}$   (公式3)

其中，N_g表示无线局域网标准中规定的子载波分组反馈中子载波分组所包含的子载波数，表示第k个子载波上的信道状态信息矩阵的第R_i行和第T_i列所对应的元素，N_T表示发送天线数，N_R表示接收天线数，(·)^*表示取共轭，|·|表示取绝对值；

每次插值的分组数N_s的计算公式为：

  (公式4)

其中，N_g表示一个分组内的子载波数目。

10.如权利要求7所述的信道状态信息自适应插值重构装置，其特征在于：所述信道状态信息自适应插值重构模块按照(公式5)计算除最后一个分段外的所有分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵，按照(公式6)计算最后一个插值分段内未反馈子载波上的信道状态信息矩阵；

$H_k={\mathrm{\Σ}}_{n=i_s}^{i_s+N_s}{\mathrm{\Π}}_{m=i_s,m\≠n}^{i_s+N_s}\frac{(k-m\·N_g)}{(n-m)\·N_g}{H}_{n\·N_g}$   (公式5)

其中，H_k表示第k(i_s·N_g≤k≤(i_s+N_s)·N_g-1)个数据子载波上的信道状态信息矩阵，表示第i_s个插值分段；N_sd/(N_s·N_g)不为整数时，最后一个插值分段的插值公式要做相应改变，由于最后一个数据子载波上的信道状态信息矩阵必须反馈，插值公式为

$\begin{array}{c}{H}_k={\mathrm{\Σ}}_{n={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}{\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′},m\≠n}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)(k-N_{\mathrm{sd}})}{(n\·N_g-m\·N_g)(n\·N_g-N_{\mathrm{sd}})}{H}_{n\·N_g}+\\ {\mathrm{\Π}}_{m={i_s}^{\′}}^{{i_s}^{\′}+{N_s}^{\′}-1}\frac{(k-m\·N_g)}{(n\·N_g-m\·N_g)}{H}_{N_{\mathrm{sd}}}\end{array}$   (公式6)

其中，k(i′_s·N_g≤k≤N_sd)表示最后一个插值分段内的子载波标号，表示最后一分段内含有的分组数，表示向上取整。