CN105515730B - 信道信息的反馈方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信道信息的反馈方法、装置及系统，其中，该方法包括：确定信道信息的反馈方式；按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息。通过本发明，解决了相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题，能够依据信道的具体特征，选择最可取或最优的反馈方式反馈信道信息，降低了反馈开销。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信道信息的反馈方法、装置及系统。
背景技术
随着移动通信业务流量需求的快速增长，未来移动通信系统将面对更加广泛的需求，但是现有第4代(the4th Generation，简称4G)移动通信标准中先进的多天线技术以及信道自适应技术等的采用已经使系统的频谱效率逼近了信道容量，所以要实现上述目标，就需要对传统网络架构做出调整，并寻找新的无线资源增长点。近两年兴起的热门研究方向之一即基于大规模(Massive)天线排列的Massive多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，简称MIMO)技术，能够深度挖掘和利用空间的无线资源，理论上可以显著的提高系统的频谱效率和功率效率。
在MIMO系统中，为进一步提高MIMO系统的性能，除了接收端(用户侧)需要获得无线信道信息外，发射端(基站侧)也要获取无线信道信息以进行预编码等处理，这样对于频分双工(Frequency Division Duplex，简称FDD)MIMO系统，终端用户需要通过反馈链路向基站反馈已获得的无线信道信息。为了确保Massive MIMO系统的性能，与传统的MIMO系统相比Massive MIMO系统更加依赖于用户是否能够将准确的无线信道信息反馈给基站。传统的信道反馈往往采用基于码书(Codebook)的策略，然而，用户基于Codebook策略反馈上述准确的无线信道信息给基站所需要的控制开销会随着Massive MIMO系统中天线数目的增多而急剧增大。
为了解决上述的反馈开销问题，潜在的解决方案是利用MIMO信道在变换域的稀疏特性，在压缩感知(Compressive Sensing，简称CS)理论框架下，用户对无线信道信息进行高效压缩后再进行反馈，基站则通过低维的反馈信息可靠恢复原始信道信息，从而实现低开销高可靠的信道信息反馈。然而，在实际应用中，为进一步降低反馈开销，不考虑信道的具体特征，唯一的只选择上述基于CS的压缩反馈方法并不是最可取或最优的。
针对相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种信道信息的反馈方法、装置及系统，以至少解决相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种信道信息的反馈方法，包括：确定信道信息的反馈方式；按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
本实施例中，确定信道信息的反馈方式包括：根据原始信道矢量X获取信道的变换域矢量S；根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定所述信道信息的反馈方式。
本实施例中，所述信道的变换域矢量S的稀疏特征包括：非零元素数K1，以及，除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2；其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1；N为原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
本实施例中，确定信道信息的反馈方式包括以下至少之一：如果所述非零元素数K1小于第一门限Q1，则确定信道信息的反馈方式为第一方式；否则，判断所述除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2是否超过第二门限Q2，如果超过，确定信道信息的反馈方式为第二方式；如果没有超过，则确定信道信息的反馈方式为第三方式；其中，所述Q1是小于N的确定正整数，Q2是小于K1的确定正整数。
本实施例中，确定信道信息的反馈方式包括：分别获取所有反馈方式的反馈开销，并确定所有反馈方式中的反馈开销最小的反馈方式为所述信道信息的反馈方式。
本实施例中，所述信道信息的第一反馈方式是，反馈信道的变换域矢量S中K1个非零元素的取值和元素编号；和/或，所述信道信息的第二反馈方式是，通过第一感知矩阵Φ1，将维度为N的原始的信道矢量X压缩为维度是M1的矢量Y1并反馈，其中，M1小于N；和/或，所述信道信息的第三反馈方式是，获取维度为Z的矢量S’，其中，所述矢量S’中的元素与信道变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素一一对应；根据第二感知矩阵Φ2和第二稀疏变换基Ψ2将所述维度为Z的矢量S’压缩为维度是M2的矢量Y2，其中，M2小于Z；反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，所述矢量Y2，以及，在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
本实施例中，所述Z、M1和M2是预定义的，或者，所述Z、M1和M2是从基站获取的。
本实施例中，所述Q1和所述Q2根据所述M1和所述M2确定。
本实施例中，根据以下等式确定所述Q1和所述Q2：Q1＝floor((M2·O2+O3)/O1)，Q2＝floor((M1·O2-M2·O2-O3)/O4)，其中，所述O1是在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销；所述O2是在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值，以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销；所述O3是在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销；所述O4是在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销；其中的floor表示向下取整数操作。
本实施例中，所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
本实施例中，所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，所述变换域矢量S为第一稀疏变换基Ψ1的共轭转置与原始信道矢量X的乘积。
本实施例中，所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
本实施例中，所述第一稀疏变换基Ψ1包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，在按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站的过程中，还包括：将所述信道信息的反馈方式反馈给所述基站。
根据本发明的另一实施例，提供了一种信道信息的反馈方法，包括：确定信道信息的反馈方式；按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
本实施例中，在按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息之后，还包括：根据所述用户反馈的信道信息确定原始信道矢量X的变换域矢量S；和/或，根据所述变换域矢量S确定所述原始信道矢量X。
本实施例中，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括：在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为K1个非零元素的取值和元素编号。
本实施例中，所述变换域矢量S包括：K1个非零元素和N-K1个零元素，其中，所述K1个非零元素的取值分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的取值，所述K1个非零元素在所述矢量S中的元素编号分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的编号；N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度。
本实施例中，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括：在所述反馈方式为第二方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为维度为M1的矢量Y1。
本实施例中，根据第一感知矩阵Φ1、第一稀疏变换基Ψ1以及感知重构算法从所述矢量Y1中恢复出所述变换域矢量S。
本实施例中，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括：在所述反馈方式为第三方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为维度为M2的矢量Y2、包含最多非零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号，以及在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号；其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1，N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度，K1为在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息中的非零元素数。
本实施例中，根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2以及感知重构算法从所述维度是M2的矢量Y2中恢复出维度是Z的矢量S’，其中M2小于Z；所述变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续Z个元素分别等于所述维度是Z的矢量S’中的元素，其中，所述包含最多非零元素的连续Z个元素的编号分别等于所述根据信道信息获取的包含最多非零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号；在所述变换域矢量S中的除所述包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素共包含K2个非零元素，其中，所述K2个非零元素的取值和元素编号分别等于所述根据信道信息获取的在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
本实施例中，所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
本实施例中，所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，所述原始的信道矢量X是第一稀疏变换基Ψ1与所述变换域矢量S的乘积。
本实施例中，所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
本实施例中，所述第一稀疏变换基Ψ1包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，所述Z和M2是预定义的。
本实施例中，所述M1是预定义的。
本实施例中，确定信道信息的反馈方式包括：根据用户的反馈确定所述信道信息的反馈方式。
根据本发明的另一实施例，还提供了一种信道信息的反馈装置，位于用户侧，包括：第一确定模块，用于确定信道信息的反馈方式；反馈模块，用于按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
根据本发明的再一实施例，提供了一种信道信息的反馈装置，位于基站侧，包括：第二确定模块，用于确定信道信息的反馈方式；获取模块，用于按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
根据本发明的再一实施例，还提供了一种信道信息的反馈系统，包上述位于用户侧的信道信息的反馈装置，还包括上述位于基站侧的信道信息的反馈装置。
通过本发明，采用确定信道信息的反馈方式；按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式，解决了相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题，能够依据信道的具体特征，选择最可取或最优的反馈方式反馈信道信息，降低了反馈开销。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种信道信息的反馈方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种信道信息的反馈装置的结构框图；
图3是根据本发明实施例的另一种信道信息的反馈方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的另一种信道信息的反馈装置的结构框图；
图5是根据本发明实施例的信道信息的反馈系统的结构框图；
图6是根据本发明优选实施例的目前基于CS实现压缩反馈和重构的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中，提供了一种信道信息的反馈方法，图1是根据本发明实施例的一种信道信息的反馈方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，确定信道信息的反馈方式；
步骤S104，按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
本实施例通过上述步骤，先确定信道信息的反馈方式，然后按照该反馈方式将信道信息反馈给基站，从而能够根据具体情况随时改变反馈信道信息的反馈方式，使得反馈方式更加灵活，解决了相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题，能够依据信道的具体特征，选择最可取或最优的反馈方式反馈信道信息，降低了反馈开销。
本实施例中，确定信道信息的反馈方式可以根据原始信道矢量X获取信道的变换域矢量S；根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定所述信道信息的反馈方式。
具体地，所述信道的变换域矢量S的稀疏特征可以包括：非零元素数K1，以及，除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2；其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1；N为原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
可选地，确定信道信息的反馈方式可以包括以下至少之一：
如果非零元素数K1小于第一门限Q1，则确定信道信息的反馈方式为第一方式；否则，判断除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2是否超过第二门限Q2，如果超过，确定信道信息的反馈方式为第二方式；如果没有超过，则确定信道信息的反馈方式为第三方式；或者，还可以分别获取所有反馈方式的反馈开销，并确定所有反馈方式中的反馈开销最小的反馈方式为所述信道信息的反馈方式；其中，所述Q1是小于N的确定正整数，Q2是小于K1的确定正整数。
其中，所述信道信息的第一反馈方式是，反馈信道的变换域矢量S中K1个非零元素的取值和元素编号；和/或，
所述信道信息的第二反馈方式是，通过第一感知矩阵Φ1，直接将维度为N的原始的信道矢量X压缩为维度是M1的矢量Y1并反馈，其中，M1小于N；和/或，
所述信道信息的第三反馈方式是，获取维度为Z的矢量S’，其中，所述矢量S’中的元素与信道变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素一一对应；根据第二感知矩阵Φ2和第二稀疏变换基Ψ2将所述维度为Z的矢量S’压缩为维度是M2的矢量Y2，其中，M2小于Z；反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，所述矢量Y2，以及，在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
其中，所述Z、M1和M2可以是预定义的，或者，也可以是从基站获取的。其中，所述预定义的Z、M1和M2表示在已知所述维度N的情况下，所述Z、M1和M2是确定的。
此外，所述Q1和所述Q2可以根据所述M1和所述M2确定。具体地，可以根据以下等式确定所述Q1和所述Q2：
Q1＝floor((M2·O2+O3)/O1)，
Q2＝floor((M1·O2-M2·O2-O3)/O4)，
其中，所述O1是在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销；所述O2是在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值，以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销；所述O3是在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销；所述O4是在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销；其中的floor表示向下取整数操作。
本实施例中，所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
具体地，所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，所述变换域矢量S为第一稀疏变换基Ψ1的共轭转置与原始信道矢量X的乘积。
其中，所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
具体地，所述第一稀疏变换基Ψ1包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，在按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站的过程中，还可以将所述信道信息的反馈方式反馈给所述基站。
对应于上述一种信道信息的反馈方法，在本实施例中还提供了一种信道信息的反馈装置，位于用户侧，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2是根据本发明实施例的一种信道信息的反馈装置的结构框图，如图2所示，该装置包括第一确定模块22和反馈模块24，下面对各个模块进行详细说明：
第一确定模块22，用于确定信道信息的反馈方式；反馈模块24，与第一确定模块22相连，用于按照第一确定模块22确定的所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
在本实施例中，还提供了另一种信道信息的反馈方法，图3是根据本发明实施例的另一种信道信息的反馈方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：
步骤S302，确定信道信息的反馈方式；
步骤S304，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
本实施例通过上述步骤，先确定信道信息的反馈方式，然后按照该反馈方式获取用户反馈的信道信息，从而能够根据具体情况随时改变反馈信道信息的反馈方式，使得反馈方式更加灵活，解决了相关技术中信道信息的反馈方式开销较大的问题，能够依据信道的具体特征，选择最可取或最优的反馈方式反馈信道信息，降低了反馈开销。
本实施例中，在按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息之后，还可以根据所述用户反馈的信道信息确定原始信道矢量X的变换域矢量S；和/或，根据所述变换域矢量S确定所述原始信道矢量X。
本实施例中，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息具体如下：
在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为K1个非零元素的取值和元素编号。其中，所述变换域矢量S包括：K1个非零元素和N-K1个零元素，其中，所述K1个非零元素的取值分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的取值，所述K1个非零元素在所述矢量S中的元素编号分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的编号；N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度。
在所述反馈方式为第二方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为维度为M1的矢量Y1。其中，根据第一感知矩阵Φ1、第一稀疏变换基Ψ1以及感知重构算法从所述矢量Y1中恢复出所述变换域矢量S。
在所述反馈方式为第三方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为维度为M2的矢量Y2、包含最多非零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号，以及在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号；其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1，N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度，K1为在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息中的非零元素数。其中，根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2以及感知重构算法从所述维度是M2的矢量Y2中恢复出维度是Z的矢量S’，其中M2小于Z；所述变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续Z个元素分别等于所述维度是Z的矢量S’中的元素，其中，所述包含最多非零元素的连续Z个元素的编号分别等于所述根据信道信息获取的包含最多非零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号；在所述变换域矢量S中的除所述包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素共包含K2个非零元素，其中，所述K2个非零元素的取值和元素编号分别等于所述根据信道信息获取的在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
其中，所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
具体地，所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，所述原始的信道矢量X是第一稀疏变换基Ψ1与所述变换域矢量S的乘积。
其中，所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
具体地，所述第一稀疏变换基Ψ1包括以下之一：离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
本实施例中，所述Z、M1和M2是预定义的。其中，所述预定义的Z、M1和M2表示在已知所述维度N的情况下，所述Z、M1和M2是确定的。
本实施例中，确定信道信息的反馈方式具体可以为：根据用户的反馈确定所述信道信息的反馈方式。
对应于上述另一种信道信息的反馈方法，在本实施例中还提供了另一种信道信息的反馈装置，位于基站侧，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4是根据本发明实施例的另一种信道信息的反馈装置的结构框图，如图4所示，该装置包括第二确定模块42和获取模块44，下面对各个模块进行详细说明：
第二确定模块42，用于确定信道信息的反馈方式；获取模块44，与42相连，用于按照42确定的所述反馈方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
在本实施例中，还提供了一种信道信息的反馈系统，图5是根据本发明实施例的信道信息的反馈系统的结构框图，如图5所示，该系统包括如图2所示的位于用户侧的信道信息的反馈装置20，还包括如图4所示的位于基站侧的信道信息的反馈装置40。
下面结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及其优选实施方式。
在以下优选实施例中，提供了一种信道信息反馈方法及装置，其中该方法具体如下：
对于用户侧操作，上述反馈信道信息的方法，具体包括：
确定信道信息的反馈方式；
按照所述方式将相关信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
优选地，所述确定信道信息的反馈方式包括：
根据原始信道矢量X获取信道的变换域矢量S；以及，根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定信道信息的反馈方式。
优选地，所述按照所述方式将信道信息反馈给基站的同时，还要将所述反馈信道信息的方式反馈给基站。
优选地，所述信道的变换域矢量S是第一稀疏变换基Ψ1的共轭转置与原始信道矢量X的乘积。
优选地，所述信道的变换域矢量S的稀疏特征，包括：
非零元素数K1，以及，除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2；
其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1；
所述N表示原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
优选地，如果非零元素数K1小于第一门限Q1，
确定信道信息的反馈方式为第一方式，
否则，判断除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2是否超过第二门限Q2，
如果超过，确定信道信息的反馈方式为第二方式，
如果没有超过，确定信道信息的反馈方式为第三方式；
或者，分别获取所述第一、第二和第三反馈方式的反馈开销，并确定信道信息的反馈方式是所有反馈方式中的反馈开销最小的一个；
其中，所述Q1是小于N的确定正整数，Q2是小于K1的确定正整数。
优选地，所述信道信息的第一反馈方式是，
反馈信道的变换域矢量S中K1个非零元素的取值和元素编号。
优选地，所述信道信息的第二反馈方式是，
通过第一感知矩阵Φ1，直接将维度为N的原始的信道矢量X压缩为维度是M1(小于N)的矢量Y1并反馈。
优选地，所述信道信息的第三反馈方式是，
获取维度为Z的矢量S’；其中，所述矢量S’中的元素与信道变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素一一对应；
根据第二感知矩阵Φ2和第二稀疏变换基Ψ2将所述维度为Z的矢量S’压缩为维度是M2(小于Z)的矢量Y2；
反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，所述矢量Y2，以及，在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
优选地，所述Z、所述M1和M2是预定义的或是由基站通知给用户的。
优选地，根据所述M1和所述M2确定所述Q1和所述Q2。
优选地，根据以下等式，确定所述Q1和所述Q2：
Q1＝floor((M2·O2+O3)/O1)，Q2＝floor((M1·O2-M2·O2-O3)/O4)，
其中，所述O1是在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销；所述O2是在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值，以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销；所述O3是在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销；所述O4是在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销；
其中的floor表示向下取整数操作。
优选地，所述第一和第二稀稀疏变换基Ψ1和Ψ2为确定的酉矩阵。
优选地，所述第一和第二稀稀疏变换基Ψ1和Ψ2包括：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
对于基站侧，上述信道反馈的方法，具体包括：
确定信道信息的反馈方式；
按照所述方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述反馈信道信息的方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
优选地，根据用户的反馈确定所述信道信息的反馈方式。
优选地，所述按照所述方式获取用户反馈的信道信息之后，还包括：
根据所述用户反馈的信道信息确定原始信道矢量X的变换域矢量S；
以及，根据所述变换域矢量S确定所述原始信道矢量X。
优选地，当信道信息的反馈方式是第一方式时，
获取用户反馈的信道信息是K1个非零元素的取值和元素编号。
优选地，所述信道的变换域矢量S包括：
共K1个非零元素和N-K1个零元素，
其中，所述K1个非零元素的取值分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的取值，所述K1个非零元素在所述矢量S中的元素编号分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的编号；
所述N表示原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
优选地，当信道信息的反馈方式是第二方式时，
获取用户反馈的信道信息是维度为M1的矢量Y1。
优选地，根据第一感知矩阵Φ1、第一稀疏变换基Ψ1以及感知重构算法从所述矢量Y1中恢复出信道的变换域矢量S。
优选地，当信道信息的反馈方式是第三方式时，
获取用户反馈的信道信息是维度为M2的矢量Y2、
包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，以及在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号；
其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1。
优选地，根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2以及感知重构算法从所述维度是M2(小于Z)的矢量Y2中恢复出维度是Z的矢量S’；
所述信道的变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续Z个元素分别等于所述维度是Z的矢量S’中的元素，其中，所述包含最多非零元素的连续Z个元素的编号分别等于所述根据信道信息获取的包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号；
在所述信道的变换域矢量S中的除所述包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素共包含K2个非零元素(其余为零元素)，其中，所述K2个非零元素的取值和元素编号分别等于所述根据信道信息获取的在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
优选地，所述原始的信道矢量X是第一稀疏变换基Ψ1与所述信道的变换域矢量S的乘积。
优选地，所述第一和第二稀稀疏变换基Ψ1和Ψ2为确定的酉矩阵。
优选地，所述第一和第二稀稀疏变换基Ψ1和Ψ2包括：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
优选地，所述Z、所述M1和M2是预定义的或是可配置的。
本优选实施例通过根据原始信道矢量X的变换域矢量S的稀疏特征确定信道信息的反馈方式，并按照所述方式将所述信道信息反馈给基站的方法，在确保反馈的可靠性的情况下，进一步地降低了信道信息的反馈开销，从而提升了Massive MIMO系统的性能。
下面结合附图详细说明本优选实施例：
图6是根据本发明优选实施例的目前基于CS实现压缩反馈和重构的示意图，如图6所示，目前基于CS实现压缩反馈和重构方式具体如下：
用户获取维度为N的原始信道矢量X；上述矢量X本身通常是一个高维的非稀疏矢量，但矢量X在稀疏变换基Ψ下的变换域矢量S通常在一定程度上具有稀疏性(即非零元素数远小于N)。然后，用户通过感知矩阵Φ直接将维度为N原始信道矢量X压缩为维度是M(远小于N)的低维矢量Y并反馈给基站；上述感知矩阵Φ通常可取高斯随机矩阵、二值随机矩阵(伯努利矩阵)、随机次级抽样矩阵以及局部哈达玛矩阵等。基站接收所述低维矢量Y，并根据感知矩阵Φ、稀疏变换基Ψ以及感知重构算法从带噪声的低维矢量Y中精确重构出高维的稀疏矢量S，具体可以用公式表示为：
其中，||·||1表示取矢量的l1范数；常用的感知重构算法包括基追踪(BP)、正交匹配追踪(OMP)和逐步正交匹配追踪(STOMP)算法等。然后，基站根据稀疏变换基Ψ获取原始信道矢量X，具体可以用公式表示为：
X＝ΨS。
具体地，用户获取维度为N的原始信道矢量X，包括；
用户通过信道测量过程获取维度为Nt×Nr的复信道系数矩阵Hc或实信道系数矩阵Hr；其中，所述实信道系数矩阵Hr定义为所述复信道系数矩阵Hc的实部或虚部，具体可以用公式表示为：
Hr＝imaginary(Hc)，或，Hr＝real(Hc)。
所述原始信道矢量X是维度为Nt×Nr的复信道系数矩阵Hc或实信道系数矩阵Hr的一种矢量化表示，具体可以用公式表示为：
X＝vec(Hc)，或，X＝vec(Hr)，
其中，vec表示矢量化操作的符号。
需要注意的是，不管是相关技术还是本优选实施例的方案，如果原始信道矢量X被定义为实信道系数矩阵Hr的矢量化表示，为确保基站获取完整的信道信息(复信道系数矩阵Hc)，用户需要依次反馈与分别对应于复信道系数矩阵Hc的实部和虚部的两个不同原始信道矢量(Xre和Xim)有关的信息。例如，对于目前的基于CS实现压缩反馈的技术，依次反馈与分别对应于Hc的实部和虚部的两个不同原始信道矢量(Xre和Xim)有关的两个不同的低维矢量(Yre和Yim)。
本优选实施例提供的用户侧操作的反馈信道信息的方法，包括：
确定信道信息的反馈方式；
按照所述方式将相关信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
所述确定信道信息的反馈方式，包括：
根据原始信道矢量X获取信道的变换域矢量S；以及，根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定信道信息的反馈方式。其中，所述信道的变换域矢量S是第一稀疏变换基Ψ1的共轭转置与原始信道矢量X的乘积。
所述按照所述方式将信道信息反馈给基站的同时，还要将所述反馈信道信息的方式反馈给基站。
所述信道的变换域矢量S的稀疏特征，包括：
非零元素数K1，以及，除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2；
其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1；
所述N表示原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
注意：如果在信道的变换域矢量S中的所述包含最多的非零元素的连续Z个元素不只是一种选择，则可选择其中的任意一种。
还需要说明的是，本优选实施例上下文所述的非零元素是不等于和不可近似等于0的元素，或者，定义为幅度值大于δ的元素，其中δ是大于0的数。
本优选实施例上下文所述的在信道的变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素中的第1个可以是所有N个元素中任意一个，
具体地，所述包含最多非零元素的连续Z个元素的编号可表示为：
其中，所述a表示在信道的变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续Z个元素中的第1个在N个元素中的编号。
信道信息的反馈方式包括以下三种：
方式一：
反馈信道的变换域矢量S中K1个非零元素的取值和元素编号。
方式二：通过第一感知矩阵Φ1，直接将维度为N的原始的信道矢量X压缩为维度是M1(小于N)的矢量Y1并反馈。
方式三：
获取维度为Z的矢量S’；其中，所述矢量S’中的元素与信道变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素一一对应；
根据第二感知矩阵Φ2和第二稀疏变换基Ψ2将所述维度为Z的矢量S’压缩为维度是M2(小于Z)的矢量Y2；
反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，所述矢量Y2，以及，在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。考虑到上述除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素的数目为N-Z个，所以上述K2个非零元素的编号的取值范围是0至N-Z-1。
其中，所述Z、所述M1和M2是预定义的或是由基站通知给用户的。
在矢量S极端稀疏的情况下(例如仅包括1或2个非零元素)，与其它反馈方式相比，方式一通常具有最小的反馈开销。基于压缩感知理论，用于准确重构稀疏信号所需的测量值的数目(即低维测量矢量的维度)与稀疏信号的维度有关，维度越大所需测量值的数目就越大反之则越小。在信道的变换域矢量S包括的所有非零元素的全部或绝大部分都位于所述信道的变换域矢量S中的确定的连续Z个元素的范围的情况下，与方式二相比，方式三能够通过压缩具有较小维度(Z)的稀疏矢量S’，代替压缩具有较大维度(N)的稀疏矢量S，从而获取了进一步减少反馈开销的可能性。
根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征，确定信道信息的反馈方式可以采用以下两种方法中的一个：
方法一：
如果非零元素数K1小于第一门限Q1，
确定信道信息的反馈方式为第一方式，
否则，判断除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2是否超过第二门限Q2，
如果超过，确定信道信息的反馈方式为第二方式，
如果没有超过，确定信道信息的反馈方式为第三方式；
其中，所述Q1是小于N的确定正整数，Q2是小于K1的确定正整数；
根据所述M1和M2以及以下等式确定所述Q1和所述Q2：
Q1＝floor((M2·O2+O3)/O1)，Q2＝floor((M1·O2-M2·O2-O3)/O4)，
其中，所述O1是在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销；所述O2是在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值，以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销；所述O3是在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销；所述O4是在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销；
其中的floor表示向下取整数操作；另外，在所述N和Z为确定值的情况下，所述开销O1、O2、O3和O4也是确定的。
方法二：
分别获取第一、第二和第三反馈方式的反馈开销，并确定反馈信道的方式是所有反馈方式中的反馈开销最小的一个。
具体地，获取第一反馈方式的反馈开销为K1×O1，
获取第二反馈方式的反馈开销为M1×O2，
获取第三反馈方式的反馈开销为M2×O2+O3+K2×O4，
其中，上述O1、O2、O3和O4的定义与方法一中的定义相同；
确定信道信息的反馈方式是上述三种方式中反馈开销最小的一个。
其中，上述方法一减少了用户侧的计算复杂度，方法二确保了最低的反馈开销。
所述第一和第二稀稀疏变换基Ψ1和Ψ2为确定的酉矩阵，并且包括：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
基站侧操作的信道反馈的方法，包括：
确定信道信息的反馈方式；
按照所述方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述反馈信道信息的方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式。
根据用户的反馈确定所述信道信息的反馈方式。
所述按照所述方式获取用户反馈的信道信息之后，还包括：
根据所述用户反馈的信道信息确定原始信道矢量X的变换域矢量S；
以及，根据所述变换域矢量S确定所述原始信道矢量X。
当信道信息的反馈方式是第一方式时，
获取用户反馈的信道信息是K1个非零元素的取值和元素编号。
其中，所述信道的变换域矢量S包括K1个非零元素和N-K1个零元素，
其中，所述K1个非零元素的取值分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的取值，所述K1个非零元素在所述矢量S中的元素编号分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的编号；
所述N表示原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
当信道信息的反馈方式是第二方式时，
获取用户反馈的信道信息是维度为M1的矢量Y1。
其中，根据第一感知矩阵Φ1、第一稀疏变换基Ψ1以及感知重构算法从所述矢量Y1中恢复出信道的变换域矢量S。
当信道信息的反馈方式是第三方式时，
获取用户反馈的信道信息是维度为M2的矢量Y2、
包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，以及在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号；
其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1。
具体地，根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2以及感知重构算法从所述维度是M2(小于Z)的矢量Y2中恢复出维度是Z的矢量S’；所述信道的变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续Z个元素分别等于所述维度是Z的矢量S’中的元素，其中，所述包含最多非零元素的连续Z个元素的编号分别等于所述根据信道信息获取的包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号；在所述信道的变换域矢量S中的除所述包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素共包含K2个非零元素(其余为零元素)，其中，所述K2个非零元素的取值和元素编号分别等于所述根据信道信息获取的在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
原始信道矢量X是第一稀疏变换基Ψ1与信道的变换域矢量S的乘积。
所述第一和第二稀稀疏变换基Ψ1和Ψ2为确定的酉矩阵，并且包括：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
其中，所述Z、所述M1和M2是预定义的或是可配置的。
本优选实施例通过根据原始信道矢量X的变换域矢量S的稀疏特征确定信道信息的反馈方式，并按照所述方式将所述信道信息反馈给基站的方法，在确保反馈的可靠性的情况下，进一步地降低了信道信息的反馈开销，从而提升了Massive MIMO系统的性能。
实施例一
设想原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度N等于128，信道的变换域矢量S包括的非零元素数K1等于18，以及，上述18个非零元素在信道的变换域矢量S中的元素编号分别为
{4,7,11,13,14,18,20,21,25,34,41,47,53,57,58,60,89,114}；
设想预定义或由基站通知给用户的所述Z等于64，
所以在信道的变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续64个元素可以为编号为0至63的元素，以及，除包含最多非零元素的连续64个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2等于2；
设想在第二反馈方式中反馈的矢量Y1的维度M1等于20，以及，在第三反馈方式中反馈的矢量Y2的维度M2等于10，其中，与所述Z类似M1和M2也是预定义或是由基站通知给用户的。
设想反馈任意元素取值所需的开销B等于5个比特。
基于上述所有设想，还能够确定：
在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销O1是：
O1＝B+floor(log2N)＝5+floor(log2128)＝12；
在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销O2是：
O2＝B＝5；
在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销O3是：
O3＝floor(log2N)＝floor(log2128)＝7；
以及，在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的
除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销O4是：
O4＝B+floor(log2N-Z)＝5+floor(log2128-64)＝11；
其中的floor表示向下取整数操作。
根据以下等式确定第一门限Q1和第二门限Q2为：
Q1＝floor((M2·O2+O3)/O1)＝floor((10×5+7)/12)＝4，
Q2＝floor((M1·O2-M2·O2-O3)/O4)＝floor((20×5-10×5-7)/11)＝3。
所以，所述K1(＝18)大于所述第一门限Q1(＝4)，并且，
所述K2(＝2)没有超过所述第一门限Q2(＝3)，
最终，确定反馈信道的方式为第三方式。
实施例二
设想原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度N等于128，信道的变换域矢量S包括的非零元素数K1等于18，以及，上述18个非零元素在信道的变换域矢量S中的元素编号分别为
{4,7,11,13,14,18,20,21,25,34,41,47,53,57,58,60,89,114}；
设想预定义或由基站通知给用户的所述Z等于64，
所以在信道的变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续64个元素可以为编号为0至63的元素，以及，除包含最多非零元素的连续64个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2等于2；
设想在第二反馈方式中反馈的矢量Y1的维度M1等于20，以及，在第三反馈方式中反馈的矢量Y2的维度M2等于10，其中，与所述Z类似M1和M2也是预定义或是由基站通知给用户的。
设想反馈任意元素取值所需的开销B等于5个比特。
基于上述所有设想，还能够确定：
在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销O1是：
O1＝B+floor(log2N)＝5+floor(log2128)＝12；
在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销O2是：
O2＝B＝5；
在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销O3是：
O3＝floor(log2N)＝floor(log2128)＝7；
以及，在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的
除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销O4是：
O4＝B+floor(log2N-Z)＝5+floor(log2128-64)＝11；
其中的floor表示向下取整数操作。
所以，获取第一反馈方式的反馈开销为K1×O1＝18×12＝216，
获取第二反馈方式的反馈开销为M1×O2＝20×5＝100，
获取第三反馈方式的反馈开销为
M2×O2+O3+K2×O4＝10×5+7+2×11＝79，
其中，第三反馈方式的反馈开销是三种反馈方式中最小的，
最终，确定反馈信道的方式为第三方式。
实施例三
基于实施例一或二的设想，确定反馈信道的方式为第三方式后：
已知在信道的变换域矢量S(维度N等于128)中包含最多非零元素的连续64(Z＝64)个元素被确认为编号为0至63的元素，
所以获取维度为64的矢量S’的元素为，
{s0,s1,…,s63}，其中的sj表示变换域矢量S中编号为j的元素；
根据第二感知矩阵Φ2和第二稀疏变换基Ψ2以及以下等式将维度为64的矢量S’压缩为维度是10(M2＝10)的矢量Y2：
Y2＝Φ2·Ψ2·S'；
其中，矩阵Φ2的维度是10×64，矩阵Φ2的维度是64×64。
由于包含最多非零元素的连续64个元素在信道的变换域矢量S中的元素编号依赖于所述包含最多非零元素的连续64个元素中的第1个在矢量S中的元素编号，所以反馈上述包含最多非零元素的连续64个元素在信道的变换域矢量S中的元素编号等价于反馈所述包含最多非零元素的连续64个元素中的第1个在矢量S中的元素编号；具体地，在本实施例中，包含最多非零元素的连续64个元素中的第1个在矢量S中的元素编号为0。
信道的变换域矢量S除了包含上述包含最多非零元素的连续64个元素以外，还包含了其它的64(N-Z＝128-64)个元素，并且上述其它的64个元素中包括2(K2＝2)个非零元素；已知上述2个非零元素在信道变换域矢量S中的元素编号分别为89和114，以及元素取值分别为s89和s114，相应的获取上述2个非零元素在信道变换域矢量S所包括的所述其它64个元素中的元素编号分别为25(＝89-64)和50(＝114-64)。
最后，在第三反馈方式中反馈的内容包括：矢量Y2，包含最多非零元素的连续64个元素中的第1个在矢量S中的元素编号(0)，在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续64个元素以外的其它64个元素包括的2个非零元素的取值(s89和s114)以及相应的元素编号(25和50)。
实施例四
设想用户以第三反馈方式按照实施例三反馈信道；所以，
基站将根据第三反馈方式和获取的信道信息确定原始的信道矢量X。
首先，根据所述信道信息获取维度是10(M2＝10)的矢量Y2、
包含最多非零元素的连续64(Z＝64)个元素在信道的变换域矢量S中的编号(0至63)，以及，在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续64个元素以外的所有其它元素包括的2(K2＝2)个非零元素的取值(s89和s114)和元素编号(25和50)；
其中，所述Z等于64和所述M2等于10是预定义或是配置的。
然后，根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2及以下等式从所述维度是10的矢量Y2中恢复出维度是64的矢量S’：
其中，||·||1表示取矢量的l1范数；
在信道的变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续64个元素(编号为0至63)分别等于维度是64的矢量S’中的元素；
在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续64个元素以外的所有其它元素共包含2个非零元素(其余为零元素)，其中，所述2个非零元素的取值分别为s89和s114，以及，所述2个非零元素在所述除包含最多非零元素的连续64个元素以外的所有其它元素中的元素编号分别为25和50；
由此，信道的变换域矢量S能够被确定。
最后，根据第一稀疏变换基Ψ1，与上述信道的变换域矢量S确定原始的信道矢量X为：
X＝Ψ1·S。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (33)
1.一种信道信息的反馈方法，其特征在于，包括：
确定信道信息的反馈方式；
按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式；
其中，确定信道信息的反馈方式包括：根据原始信道矢量X获取信道的变换域矢量S；根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定所述信道信息的反馈方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道的变换域矢量S的稀疏特征包括：
非零元素数K1，以及，除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2；
其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1；
N为原始信道矢量X或信道的变换域矢量S的维度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定信道信息的反馈方式包括：
如果所述非零元素数K1小于第一门限Q1，则确定信道信息的反馈方式为第一方式；否则，判断所述除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的非零元素的数目K2是否超过第二门限Q2，如果超过，确定信道信息的反馈方式为第二方式；如果没有超过，则确定信道信息的反馈方式为第三方式；
其中，所述Q1是小于N的确定正整数，Q2是小于K1的确定正整数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述信道信息的第一方式是，反馈信道的变换域矢量S中所述K1个非零元素的取值和元素编号；和/或，
所述信道信息的第二方式是，通过第一感知矩阵Φ1，将维度为N的原始的信道矢量X压缩为维度是M1的矢量Y1并反馈，其中，M1小于N；和/或，
所述信道信息的第三方式是，获取维度为Z的矢量S’，其中，所述矢量S’中的元素与信道变换域矢量S中的所述包含最多非零元素的连续Z个元素一一对应；根据第二感知矩阵Φ2和第二稀疏变换基Ψ2将所述维度为Z的矢量S’压缩为维度是M2的矢量Y2，其中，M2小于Z；反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道的变换域矢量S中的编号，所述矢量Y2，以及，在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述Z、M1和M2是预定义的，或者，所述Z、M1和M2是从基站获取的。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述Q1和所述Q2根据所述M1和所述M2确定。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据以下等式确定所述Q1和所述Q2：
Q1＝floor((M2·O2+O3)/O1)，
Q2＝floor((M1·O2-M2·O2-O3)/O4)，
其中，所述O1是在第一反馈方式中反馈在信道变换域矢量S中的任意非零元素的取值和编号的开销；所述O2是在第二反馈方式中反馈在矢量Y1中的任意元素的取值，以及在第三反馈方式中反馈在矢量Y2中的任意元素的取值的开销；所述O3是在第三反馈方式中反馈所述包含最多非零元素的连续Z个元素在信道变换域矢量S中的编号的开销；所述O4是在第三反馈方式中反馈在信道的变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的任意非零元素的取值和编号的开销；其中的floor表示向下取整数操作。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换域矢量S为第一稀疏变换基Ψ1的共轭转置与原始信道矢量X的乘积。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一稀疏变换基Ψ1包括以下之一：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站的过程中，还包括：
将所述信道信息的反馈方式反馈给所述基站。
14.一种信道信息的反馈方法，其特征在于，包括：
确定信道信息的反馈方式；
按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式；
其中，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括：在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为K1个非零元素的取值和元素编号。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息之后，还包括：
根据所述用户反馈的信道信息确定原始信道矢量X的变换域矢量S；和/或，
根据所述变换域矢量S确定所述原始信道矢量X。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变换域矢量S包括：
K1个非零元素和N-K1个零元素，
其中，所述K1个非零元素的取值分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的取值，所述K1个非零元素在所述矢量S中的元素编号分别等于所述根据信道信息获取的K1个非零元素的编号；
N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度。
17.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括：
在所述反馈方式为第二方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为维度为M1的矢量Y1。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，
根据第一感知矩阵Φ1、第一稀疏变换基Ψ1以及感知重构算法从所述矢量Y1中恢复出所述变换域矢量S。
19.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息包括：
在所述反馈方式为第三方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为维度为M2的矢量Y2、包含最多非零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号，以及在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号；其中，所述Z小于N，所述K2小于等于K1，N为原始信道矢量X或变换域矢量S的维度，K1为在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息中的非零元素数。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
根据第二感知矩阵Φ2、第二稀疏变换基Ψ2以及感知重构算法从所述维度是M2的矢量Y2中恢复出维度是Z的矢量S’，其中M2小于Z；
所述变换域矢量S中的包含最多非零元素的连续Z个元素分别等于所述维度是Z的矢量S’中的元素，其中，所述包含最多非零元素的连续Z个元素的编号分别等于所述根据信道信息获取的包含最多非零元素的连续Z个元素在变换域矢量S中的编号；
在所述变换域矢量S中的除所述包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素共包含K2个非零元素，其中，所述K2个非零元素的取值和元素编号分别等于所述根据信道信息获取的在变换域矢量S中的除包含最多非零元素的连续Z个元素以外的所有其它元素包括的K2个非零元素的取值和元素编号。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
所述第二稀疏变换基Ψ2为确定的酉矩阵。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第二稀疏变换基Ψ2包括以下之一：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
23.根据权利要求14、15或16所述的方法，其特征在于，
所述原始的信道矢量X是第一稀疏变换基Ψ1与所述变换域矢量S的乘积。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
所述原始的信道矢量X是第一稀疏变换基Ψ1与所述变换域矢量S的乘积。
25.根据权利要求18或24所述的方法，其特征在于，
所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，
所述第一稀疏变换基Ψ1为确定的酉矩阵。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一稀疏变换基Ψ1包括以下之一：
离散傅里叶变换DFT基、两个或两个以上DFT基的克罗内克乘积、离散傅里叶逆变换IDFT基、两个或两个以上IDFT基的克罗内克乘积、离散余弦变换DCT基、两个或两个以上DCT基的克罗内克乘积、离散余弦逆变换IDCT基、以及两个或两个以上IDCT基的克罗内克乘积。
28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
所述Z和M2是预定义的。
29.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，
所述M1是预定义的。
30.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，确定信道信息的反馈方式包括：
根据用户的反馈确定所述信道信息的反馈方式。
31.一种信道信息的反馈装置，位于用户侧，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定信道信息的反馈方式；
反馈模块，用于按照所述反馈方式将信道信息反馈给基站；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式；
其中，所述第一确定模块还用于根据原始信道矢量X获取信道的变换域矢量S；根据所述信道的变换域矢量S的稀疏特征确定所述信道信息的反馈方式。
32.一种信道信息的反馈装置，位于基站侧，其特征在于，包括：
第二确定模块，用于确定信道信息的反馈方式；
获取模块，用于按照所述反馈方式获取用户反馈的信道信息；其中，所述信道信息的反馈方式至少包括反馈原始信道矢量X的变换域矢量S的相关信息的方式；
其中，所述获取模块用于在所述反馈方式为第一方式的情况下，获取所述用户反馈的信道信息为K1个非零元素的取值和元素编号。
33.一种信道信息的反馈系统，其特征在于，包括如权利要求31所述的位于用户侧的信道信息的反馈装置，还包括如权利要求32所述的位于基站侧的信道信息的反馈装置。
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