CN1809048A - 信道质量反馈信息的简化表征方法 - Google Patents

Abstract

一种信道质量反馈信息的简化表征方法，属于通信技术领域。本发明在通信的端与端之间进行信道质量反馈时，利用信道传输特性中的准静态特性，用时域的多径抽头表征整个频域的信道质量信息；同时，通过对功率百分比系数的调整达到控制反馈精度和反馈数据量以适应系统用户个数变化和资源占用变化的目的。与现有技术相比，本发明只需要反馈与多径条数成正比的信道信息，同时可通过功率百分比系数调整所需反馈的多径条数，起到了降低反馈信息量的作用。

Description

信道质量反馈信息的简化表征方法

技术领域

本发明涉及的是一种通信技术领域的方法，具体涉及一种用于宽带OFDM系统中的信道质量反馈信息的简化表征方法。

背景技术

随着无线传输技术的不断发展，无线数据业务的种类不断增加，包括无线互联网，无线视频传输，VoIP等，所有种种，无不对无线数据的传输速率提出了更高的要求。为满足上述要求，在cdma2000系统(1xEV-DV和1x-EV-Do)和HighSpeed Downlink Packet Data Access(HSPDA)系统中都使用了带有信道质量信息检测(Channel Quality Information Measurement)和反馈的高速无线数据传输技术。这种技术首先在受控端检测无线信道的传输质量，随后将该信息反馈至主控端进行无线资源分配和其他相关的自适应处理。在上述检测与反馈的过程中，一个主要的问题是反馈信息将占用大量的反向链路带宽，在OFDM系统中，该问题尤其明显。

经对现有技术的文献检索发现，在3GPP组织的技术报告(3GPP TR 25.814V0.3.1(2005-10)，“Physical Layer Aspects for Evolved UTRA)中，采用了基于子载波块(chunk)的方法。在这些方法中，基站端需要获取信道质量的频域传输特性，而这些特性是通过以OFDM系统频域的子载波块为单位进行反馈得到的，其不足在于用户参与自适应处理的子载波块越多，需要的反馈信息量也就越多。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述不足，提出一种信道质量反馈信息的简化表征方法。使其能够极大地降低反馈信息量的开销。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明在通信的端与端之间进行信道质量反馈时，利用信道传输特性中的准静态特性，用时域的多径抽头表征整个频域的信道质量信息；同时，通过对功率百分比系数的调整达到控制反馈精度和反馈数据量以适应系统用户个数变化和资源占用变化的目的。

以下对本发明作进一步的说明，包括以下步骤：

1)在通信系统的主控端进行参数设定，即功率百分比系数η的初值为0.8；

2)在受控端获得信道传输函数的时域表示形式h(n)或频域表示形式H(k)；

3)对时域表示形式h(n)，直接进入步骤4)；对频域表示形式H(k)，进行IFFT变换，得到时域信道冲击响应h(n)；

4)利用 ${\hat{P}}_{\mathrm{est}}=\underset{l=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^2\left(l\right)$ 得到信道多径抽头系数的总功率，其中 分别对应h(n)的N个抽头系数的模，N为大于等于1的整数，1为大于等于0小于N的整数；

5)对 进行由大到小的排序以形成一个抽头系数序列

${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}=\underset{l=0}{\overset{J-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^{\′2}\left(l\right)$ 为所选J条多径的抽头系数功率和，其中参数J为大于等于1小于N的整数；

6)依次由小到大选取不同的参数J，比较 ${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}$ 是否成立，选择使该不等式成立时参数J的最小取值，即满足 $J=\underset{0<J\&le;N}{\arg \min }\{{\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}\};$

7)根据抽头系数序列

中前J个抽头的信息，得到

序列中与其对应的抽头系数，进而得到h(n)中对应的复数抽头系数和多径延迟位置作为反馈信息，并利用上行数据反馈信道传输至基站端；

8)主控端根据系统中用户的承载情况确定η的增减情况，并更新该值。

主控端根据上行链路的用户承载情况确定η值的增减情况，在系统中用户个数少时增大参数η的取值，从而提高参数J的取值，增大反馈信息量，提高信道描述的精确度。

主控端根据上行链路的用户承载情况确定η值的增减情况，在系统中用户个数多时减少参数η的取值，从而降低参数J的取值，减少反馈信息量，降低系统处理反馈信息的开销。

本发明所适用的通信系统包括各种无线通信和移动通信系统，主控端与受控端的通信包括系统中的用户与用户之间，用户与基站之间，以及任何需要进行信息传输的设备之间的通信。

本发明在提取信道质量的反馈信息时，利用信道传输函数的准静态特性，用时域的多径抽头表征整个频域的信道质量信息，使信道质量信息与多径抽头的个数成正比而不是与频域子载波块的个数成正比。与现有技术相比，本发明在带有反馈单元的自适应处理中，能够极大地降低反馈信息量的开销；同时，可以通过对功率百分比系数的调整达到控制反馈精度以适应系统用户个数变化和资源占用变化的目的。

具体实施方式

本发明利用信道传输函数的准静态特性，用时域的多径抽头表征整个频域的信道质量信息。首先，对于受控端通过某种参考信号获得的信道传输函数结果进行分类，两种情况分别为：频域信道冲击响应H(k)和时域信道冲击响应h(n)。对于频域的信道冲击响应，对其进行IFFT变换，得到时域信道冲击响应h(n)；对于时域的信道冲击响应，直接进入后续的操作。根据功率百分比系数η确定进行反馈的多径个数J，满足

$J=\underset{0<J\&le;N}{\arg \min }\{{\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}\}---\left(1\right)$

其中 ${\hat{P}}_{\mathrm{est}}=\underset{l=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^2\left(l\right)$ 为信道多径抽头系数的总功率， 分别对应h(n)的N个抽头系数的模， ${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}=\underset{l=0}{\overset{J-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^{\&prime;2}\left(l\right)$ 为所选J条多径的抽头系数功率和，是对

进行由大到小的排序后，形成的一个抽头系数序列。

本发明中反馈系数与所选择多径的个数成正比。功率百分比系数η可以起到调节反馈信息精度的作用，由主控端负责该值的设置。随后根据系统中用户的个数进行调整。当系统中用户个数少时，η值可增大，在增加反馈信息量的基础上，使信道质量的表征更准确；当系统中用户个数多时，η值可减小以降低反馈信息量的开销。

为更好地理解本发明的技术方案，以下提供实施例作进一步描述：

1)在移动通信系统的基站端设置功率百分比系数η的初值为0.8，并通过某种下行数据广播信道传送至接收端；

2)在移动通信系统的移动台获取其它单元估计得到的信道传输函数时域表示形式h(n)或频域表示形式H(k)；

3)根据信道传输函数的形式确定后续操作：对时域表示形式h(n)，直接进入下一步骤，对于频域表示形式H(k)，进行IFFT变换得到其时域表示形式；

4)利用 ${\hat{P}}_{\mathrm{est}}=\underset{l=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^2\left(l\right)$ 得到信道多径抽头系数的总功率，其中 分别对应h(n)的N个抽头系数的模，N为大于等于1的整数，l为大于等于0小于N的整数；

5)对

进行由大到小的排序以形成一个抽头系数序列 ${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}=\underset{l=0}{\overset{J-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^{\&prime;2}\left(l\right)$ 为所选J条多径的抽头系数功率和，其中参数J为大于等于1小于N的整数；

6)依次由小到大选取不同的参数J，比较 ${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}$ 是否成立，选择使该不等式成立时参数J的最小取值，即满足 $J=\underset{0<J\&le;N}{\arg \min }\{{\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}\};$

7)根据抽头系数序列

中前J个抽头的信息，得到 序列中与其对应的抽头系数，进而得到h(n)中对应的复数抽头系数和多径延迟位置作为反馈信息，并利用上行数据反馈信道传输至基站端。

8)基站端根据上行链路的用户承载情况确定η值的增减情况，并在基站端更新每个用户的η值。

根据上述的实施步骤，本发明与采用传统频域信道反馈的的方案相比，可极大地减少反馈信息量。传统的频域信道反馈方案，对频域的信道冲击响应进行逐一反馈，当宽带OFDM系统中子载波个数较多时，为在发送端进行资源分配，需要准确获得每个子载波上的信道增益值，即需要传输与子载波数成正比的反馈信息。而本发明只需要反馈与多径条数成正比的信道信息，同时可通过功率百分比系数调整所需反馈的多径条数，起到了降低反馈信息量的作用。

Claims (5)

1、一种信道质量反馈信息的简化表征方法，其特征在于，在通信的端与端之间进行信道质量反馈时，利用信道传输特性中的准静态特性，用时域的多径抽头表征整个频域的信道质量信息；同时，通过对功率百分比系数的调整达到控制反馈精度和反馈数据量以适应系统用户个数变化和资源占用变化的目的。

2、根据权利要求1所述的信道质量反馈信息的简化表征方法，其特征是，包括以下步骤：

1)在通信系统的主控端进行参数设定，即功率百分比系数η的初值为0.8；

2)在受控端获得信道传输函数的时域表示形式h(n)或频域表示形式H(k)；

3)对时域表示形式h(n)，直接进入步骤4)；对频域表示形式H(k)，进行IFFT变换，得到时域信道冲击响应h(n)；

4)利用 ${\hat{P}}_{\mathrm{est}}=\underset{l=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^2\left(l\right)$ 得到信道多径抽头系数的总功率，其中 分别对应h(n)的N个抽头系数的模，N为大于等于1的整数，1为大于等于0小于N的整数；

5)对 进行由大到小的排序以形成一个抽头系数序列 ${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}=\underset{l=0}{\overset{J-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{g}}_{\hat{h}\left(n\right)}^{\&prime;2}\left(l\right)$ 为所选J条多径的抽头系数功率和，其中参数J为大于等于1小于N的整数；

6)依次由小到大选取参数J，比较 ${\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}$ 是否成立，选择使该不等式成立时参数J的最小取值，即满足 $J=\underset{0<J\&le;N}{\arg \min }\{{\hat{P}}_{\mathrm{MST}}>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\hat{P}}_{\mathrm{est}}\};$

7)根据抽头系数序列 中前J个抽头的信息，得到

序列中与其对应的抽头系数，进而得到h(n)中对应的复数抽头系数和多径延迟位置作为反馈信息，并利用上行数据反馈信道传输至基站端；

8)主控端根据系统中用户的承载情况确定η的增减情况，并更新该值。

3、根据权利要求2所述的信道质量反馈信息的简化表征方法，其特征是，主控端根据上行链路的用户承载情况确定η值的增减情况，在系统中用户个数少时增大参数η的取值，从而提高参数J的取值，增大反馈信息量，提高信道描述的精确度。

4、根据权利要求1或者2所述的信道质量反馈信息的简化表征方法，其特征是，所适用的通信系统包括各种无线通信和移动通信系统，主控端与受控端的通信包括系统中的用户与用户之间，用户与基站之间，以及任何需要进行信息传输的设备之间的通信。

5、根据权利要求2或者3所述的信道质量反馈信息的简化表征方法，其特征是，主控端根据上行链路的用户承载情况确定η值的增减情况，在系统中用户个数多时减少参数η的取值，从而降低参数J的取值，减少反馈信息量，降低系统处理反馈信息的开销。