一种反馈量控制方法及通讯系统以及相关设备的制作方法

专利名称：一种反馈量控制方法及通讯系统以及相关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种反馈量控制方法及通讯系统以及相 关设备。
背景技术：
随着使用者对于高速无线网络的需求日益殷切，新一代的移动通信系统 被期待能提供更高的数据传输率、更可靠稳定的通信和更广的信号覆盖范围 并支持使用移动性，使得在不久的将来让使用者通过无线网络传输得到和现 今有线宽带网络相同甚至更好的服务质量。
目前全球微波接入互操作(WiMAX, World Interoperability for Microwave Access )系统中采用多输入多输出(MIMO, Multiple In and Multiple Out)后
能够提高传输速率。
MIMO系统利用收发两端的天线阵，可以在空间复用和空间分集之间取 得一个折中，从而为无线通信系统提供更大的系统容量和更高的服务质量。 如果在发送方获知信道的状态信息(CSI)，即闭环系统，就可以在发送方对 发射信号采取一定的预处理，抵消无线信道对传输信号的影响，比开环系统 取得更好的系统性能。
在闭环MIMO-正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中，发送方根据CSI,把发射信号乘以一个预处理矩阵， 使得发送信号在增益较大的子信道上传输，但是由于频分双工(FDD, Frequency Division Duplexing )系统不具有信道对称性，需要接收方通过反馈 信道把CSI传递给发送方，在这种情况下，预编码矩阵可以在接收方设计， 然后反馈给发送方，所以在MIMO-OFDM系统中，发送方需要知道所有子载 波上的预编码矩阵，如果不对反馈算法进行有效的设计，反馈量将大的难以 承受。
现有技术中一些反馈量控制方法大多根据信道上的频域相关性，即相邻
6子载波间具有很大的相关性，从而利用该相关性，接收方反馈导频处预编码 矩阵的码字信息来减少反馈量。
上述的方案中的反馈量控制方法由于是基于频域相关性，所以该方案受 到频率相关性的限制，每一子载波块包含的载波数不能太大，否则可能会使
失真很大，影响系统性能，但如果载波块选的不大，系统的反馈量就不能有 效的减少。

发明内容
本发明实施例提供了 一种反馈量控制方法及通讯系统以及相关设备，能 够有效地减少系统反馈量。
本发明实施例提供的反馈量控制方法，包括接收发送方发送的数据帧； 确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵；根据预置的码字状态 分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息；向所述发送方反馈所述 转移码字信息。
本发明实施例提供的通讯系统，包括发送方以及接收方，所述发送方 用于向所述接收方发送数据帧，接收反馈的转移码字信息；所述接收方用于 接收所述发送方发送的数据帧，确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预 编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码 字信息，向所述发送方反^t所述转移码字信息。
本发明实施例提供的数据传输网元，包括发送单元，用于发送数据帧 以及OFDM符号；码字信息接收单元，用于接收码字信息；查询单元，用于 根据所述接收到的码字信息在预置的码字状态分类码书中查询对应的预编码 矩阵；预编码矩阵处理单元，用于根据所述查询到的预编码矩阵内插出非导 频子载波上的预编码矩阵以获知所有子载波的预编码矩阵。
本发明实施例提供的数据传输网元，包括频域反馈控制单元，用于接 收OFDM符号，根据所述OFDM符号中的导频序列获取导频处的信道估计值， 根据所述估计值获取所述导频处子载波的预编码矩阵，在所述码字状态分类 码书中查询所述预编码矩阵的码字信息；时域反馈控制单元，用于接收数据
7帧，确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵，根据预置的码字
状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息；反馈单元，用于向
发送方反馈所述频域反馈控制单元获取的码字信息以及所述时域反馈控制单 元获取的转移码字信息。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点
本发明实施例中，接收方在接收到数据帧后，确定所述数据帧中每一个 导频处子载波的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码 矩阵对应的转移码字信息，向发送方反馈所述转移码字信息，因此不需要反 馈所有的转移状态的码字信息，从而能够减少系统反馈量，因此，本发明实 施例相对于现有技术而言，提供了另外一种减少反馈量的方法。


图1为本发明实施例中MIMO-OFDM系统示意图； 图2为本发明实施例中反馈量控制方法第一实施例流程图； 图3为本发明实施例中预编码插值算法示意图； 图4为本发明实施例中反馈量控制方法第二实施例流程图； 图5为本发明实施例中马尔可夫码书模型示意图； 图6为本发明实施例中通讯系统实施例示意图； 图7为本发明实施例中数据传输网元第一实施例示意图； 图8为本发明实施例中数据传输网元第二实施例示意图。
具体实施例方式
本发明实施例提供了 一种反馈量控制方法及通讯系统以及相关设备，用 于减少系统反馈量。
本发明实施例中，由于信道在时域上具有相关性，因此码字在时域上进 行状态转移时从一个状态转移到固定的几个状态，而不是所有状态。本发明 实施例中接收方在接收到数据帧后，确定所述数据帧中每一个导频处子载波 的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息，向发送方反馈所述转移码字信息，因此不需要反馈所有的转移 状态的码字信息，从而能够减少系统反馈量。
在上述基础之上，本发明实施例中还可以同时采用频域和时域上的减少 反馈算法，即时频二维联合减少反馈算法。
请参阅图1 ，首先介绍本发明实施例中的MIMO-OFDM系统结构，整个 系统有四部分组成发送方、前向无线信道、接收方和反馈信道。
假设系统有T根发射天线，R根接收天线和C个子载波，反馈算法采用基 于码书的设计方法，则码字信息数目为NB (=2B),即每个码字信息用B个bit 表示，若不采用任何反馈算法，接收方每次的反馈量为C^B。
根据减少反馈的类型将本发明实施例中的反馈量控制方法分为时频联 合减少反馈方式和时域减少反4赍方式，下面具体进行介绍
一、时频联合减少反々贵方式
在实际应用中，有时信道的相干带宽会比较小，则此时宽带MIMO-OFDM 系统需要调制在相应较多的子载波上，才能保证每一子载波的信道都是平坦 衰落的。
本方式中的收发两端都以数据帧为单位进行传输，每个数据帧分为三部 分导频序列，使用Chu序列作为导频，可以理解的是，同样可以以其他类 似的序列作为导频序列，用于帧同步、信道估计；信令域，包括当前帧数据 域中OFDM符号所采用的子载波数目大小，还包括当前帧的帧长Ar、导频的 频域间隔AF和调制编码方式等字段；数据域，即当前帧所要传送的数据载荷。
其中，导频序列和信令域均采用固定的子载波数目、可靠的调制方式(例 如二相相移键控(BPSK, Binary Phase Shift Keying))进行传输，信令域还可 以进行适当的编码，以确保其接收的准确性。
本方式中利用信道的时频二维相关性，发送方根据系统的性能要求确定 导频序列，并利用时频二维联合减少反馈算法计算出当前数据块的每一个子 载波的预编码矩阵；相应地，接收方利用导频信息，估计出导频处子载波上 的信道信息，然后计算出这些导频处子载波上的预编码矩阵，把将这些预编
9码矩阵在预置的码字状态分类码书中的码字信息反馈给发送方。
为便于理解，下面进行详细说明，请参阅图2，本发明实施例中反馈量控
制方法第一实施例包括
201、 发送方设置导频序列；
本实施例中，系统初始化时，发送方需要根据系统性能需求设置一些导 频处形成导频序列，即由于信道在时间和频率上存在着相关性，所以可以在 时域和频域上均匀的选择一些子载波，在这些子载波上插入导频，该导频用 于指示接收方把这些子载波的预编码矩阵在码书上的码字信息反馈回去。具 体的性能需求与导频序列的设置可以根据实际应用进行确定，此处不做限定， 仅以一个例子进行说明，本实施例中的预编码插值如图3所示，图3中的黑 色块表示导频，即假设在频域上每隔A^^《个子载波插入一个导频，时域上 每隔Ar:丄个OFDM符号插入一个导频，如图3所示，F(",O表示第t个OFDM 符号的第n个子载波上的预编码矩阵，它由接收方反馈得到；*( 力表示通过 内插得到的第t个OFDM符号的第n个子载波上的预编码矩阵，即发送方根 据接收方反馈的导频处子载波的预编码矩阵内插得到其他非导频处子载波的 预编码矩阵。
202、 发送包含导频序列的OFDM符号；
在系统初始化时，数据按块为单位进行传输，在第一个数据块的第一个 OFDM符号每个一定的间隔均匀的插入导频序列，并向接收方发送该包含导 频序列的数据块。
203、 接收方根据导频序列获取导频处信道估计值；
本实施例中，接收方获取到数据块后，从该数据块的第一个OFDM符号 中读取导频序列，并根据该导频序列，获取导频处的信道估计值，具体的获 取过程为现有技术，此处不再赘述。
上述接收方获取到至少两个导频序列之后，根据所述导频序列获取对应 的至少两个时间点上的信道信息，对所述信道信息进行统计得到转移概率矩 阵，并且根据所述转移概率矩阵构建码字状态分类码书，同时向所述发送方 发送所述转移概率矩阵，且发送方同样根据该转移概率矩阵构建码字状态分类码书。
204、接收方选取导频处子载波预编码矩阵并反馈矩阵码字信息；
接收方获取到导频处的信道估计值后，根据预置的预编码矩阵选取规则 选取导频处子栽波的预编码矩阵，并将选定的预编码矩阵在码字状态分类码 书中对应的码字信息反馈至发送方。
首先对本发明实施例中的预编码策略进行说明，本发明实施例中采用的 是Grassma皿预编码策略，具体地，在MIMO-OFDM系统中，当循环前缀的 长度大于信道长度时，符号间干扰的影响可以完全消除，则第n个载波上的 输入输出关系为Y =11;^+ ，其中， 是每一个元素都服从CiV(0，7V。)分布的 K维列向量，Xn是iV,维的发射信号列向量，总发射功率为^，即E[X-X"]《&, Y。为A^维的接收信号列向量，H"为乂xTV,的频域信道矩阵。在线性预编码系
统中，Xn可以表示为Xn:F^n,其中，F 为子载波11上的W, X M的预编码矩阵，
S"为M维的预传输信号列向量，由于MIMO系统的最大复用重数为最小发射 接收天线数，所以MSmin(iVpA^ 。由于发射功率受限，预编码必须满足 F,F =IM,因此F^选择为一个A^xM的仿酉矩阵。若接收方采用最小均方误差 检测器，则接收方对接收到的信号Y"乘以一个检测矩阵G",此时的 G" = [Ff Hf H F + (M7V。 / f,) IM ]—1 Ff Hf ,则检测后的信号为i = G Y 。
上面介绍了本实施例中的预编码策略，可以理解的是，上述的介绍仅是 为了便于理解，在实际应用中同样可以采用其他方式的预编码策略，此处不 做限定。
下面对本实施例中选取预编码矩阵的关见则进行说明，具体的预编码矩阵 选取规则可以有多种，此处不做限定，仅以两个例子进行i兑明，在下面两个 例子以及后续的实施例中均以由最小化系统误码率规则和/或最大化系统容量 规则选取的预编码矩阵为例进行说明
(1)最小化系统误码率规则
当系统采用不同的调制方式时，系统的误码率可以写成接收信号信噪比 的函数，因此可以用最大化接收信号信噪比作为选择预编码矩阵的标准。最 小均方误差检测接收机的接收信号信噪比可表示为
iiSNRn(F )=
Miv。 If,h，f" + (層0 / & ) I
则最大化接收信号信噪比标准即是选择一个预编码矩阵F",使得
由公式i^^G。Y"可以看出，基于最大化接收信号信噪比标准的预编码矩 阵不是唯一的，对于任意UeU(M,M), SNRn(F ) = SNRn(F U),即预编码矩阵
右乘一个M阶的酉矩阵后，接收信号的信噪比不变，即是说明可以获取导频 处子载波上若干个预编码矩阵。
(2)最大化系统容量规则
对于给定的H 和F"，非相干复高斯信源的系统容量为
同样，基于最大化系统容量标准的预编码矩阵也不是唯一的，它也具有 不变性，对于任意的UeU(M,M)， CjFj二C;(FaU)都存在若干个预编码矩阵。
上面介绍的两种预编码矩阵选择准则，可以得到若干个预编码矩阵，而 这些预编码矩阵具有相同的列空间，因此，预编码矩阵的选择标准取决于F 的 列空间。
由所有在U(乂,M)上的矩阵张成的M维子空间的集合就是Grassma皿流 形，记做G(乂,M)。由于Grassmann流形是一个商空间，空间中的任意一点 F e G (Wr,M)表示一个7Vr x M正交矩阵的等效类，如果两个矩阵的列空间相同， 则这两个矩阵是等效的，如F的等效类可表示为[F卜(FU:UeU(M，M》。因此， 预编码矩阵就是Grassmann流形上的一个点。
当给定码字信息数目后，基于Grassmann流形的码书设计方法，就是 使得最小码字信息距离最大化。在Grassmann流形中，子空间间的距离的定
F =argmaxSNRn(F
C (F ) = log2 det IM +^^F,Hf H F,
最大化系统容量标准，即是选择一个预编码矩阵F。，使得
F" =argmaxCn(F,
12义有很多，最主要的三个子空间距离定义为弦距、范数投影距离和
Fubini-Study距离。子空间、和&的弦距定义为
子空间尸,,和&2的范数投影距离为
而子空间、和&的Fubini-Study距离定义为
(^5(C尸2) = arccosjdet (F，2 j
令s = h,i^，K，i^j为码字信息的子空间集合，其中、为码字信息^的
列空间，则基于Grassmann流形的码书设计准则为max min d(F,F.)，即由不
同的距离定义，可以得到不同的码书。
上述确定了导频处子载波的预编码矩阵后，在之前获取到的码字状态分 类码书中查询该预编码矩阵对应的码字信息，并将该码字信息反^t贵至发送方。
可以理解的是，上述两个预编码矩阵选取规则还可以结合使用，具体的 方式此处不做限定。
205、 发送方根据码字信息内插出所有子载波的预编码矩阵；
发送方通过反馈信道获取到接收方反馈的导频处子载波的预编码矩阵的 码字信息之后，根据该码字信息在码书中找出相应的预编码矩阵，根据频域 减少反馈算法，内插出这一OFDM符号的其他载波上的预编码矩阵，由于信 道是块衰落的，这一数据块中其他OFDM符号上的预编码矩阵与导频符号相 应子载波上的预编码矩阵相同，因此发送方可以根据接收方反馈的码字信息 获取所有子载波的预编码矩阵。
本实施例中，发送方根据接收到的码字信息内插出OFDM符号的其他载 处不再赘述。
206、 接收方计算每一个导频处子载波的预编码矩阵；
本实施例中，当接收方接收到下一个符号时，计算该符号中每一个导频
13处子载波的预编码矩阵，并且根据时域减少反馈算法，把相应的码字信息反 馈至发送方。 -
本实施例中，若接收方接收的符号不是第一个符号，则会对该符号中的 每一个导频处子载波计算预编码矩阵，具体的计算方法和前述计算导频处子 载波的预编码矩阵的方法类似。
下面具体介绍本实施例中描述的时域减少反馈算法
在整个系统中，将每一个子载波上的预编码矩阵在时域上的变化建模为 一个有限状态的离散时间马尔可夫链，它的状态 / 与码书中的每 一 个码字信 息&--对应。
离散时间有限状态马尔可夫链的 一个重要参数就是它的转移概率矩阵 Pr(人—I人力，由于码书是对预编码矩阵的一个量化，因此很难给出转移概
率矩阵的闭式表达式，但是可以通过蒙特卡洛仿真，获取码书的转移概率矩 阵。码字在状态转移时，从一个状态转移到固定的几个状态，而不是所有的 状态。因此，在时域反馈时，由于发送方知道前一个导频处的预编码矩阵， 接收方只需要发送前一个码字状态可能转移的状态的码字信息，即可减少反 馈量。
具体流程可以为接收方根据之前统计得到的转移概率矩阵确定导频处
子载波的预编码矩阵对应的所有转移状态，并根据所述码字状态分类码书查 询所述转移状态对应的码字信息，即确定该码字信息可能转移至的码字信息， 并将这些码字信息反馈至发送方。
可以理解的是，在尽量不影响系统性能的前提下，为进一步提高减少反 馈的效果，还可以获取具体的码字信息转移概率，并且只有当码字信息转移 的概率大于某个门限值时才将该码字信息反馈至发送方，即对转移可能性不 大的码字信息不作反馈，则可以进一步提高减少反馈的效果。
在上述基础上，还可以对码字信息编码的过程进行改进，即根据转移概 率的大小对码字信息进行划分，对于转移概率大的码字信息根据霍夫曼方式， 采用较少的比特进行编码，对于转移概率小的码字信息根据霍夫曼方式，采 用较多的比特进行编码，则在转移状态较多的时候，还可以进一步的提高减少反馈的效果，上述霍夫曼编码方式只是一种可选方案，在具体的应用中可 以根据实际情况选取术同的编码方案。
207、按照时域减少反馈算法反馈相应的预编码矩阵。
当进行了时域减少反馈算法之后，将获取到的转移码字信息反馈至发送方。
步骤207之后，发送方可以获知所有子载波上的预编码矩阵，将这些预 编码矩阵与数据帧中的数据域数据相乘后，将这些预编码后的数据发送至接 收方。
接收方收到数据之后，由于接收方知道每一子载波上的信道信息，同时 接收方也利用频域减少反馈算法，内插出所有子载波上的预编码矩阵，这样 就可以对接收到数据进行迫零或最小均方误差检测，从而恢复出原始数据。
下面对时频联合减少反々贵方式进行整体介绍
在本方式中，系统初始化时，发送方连续发射多个导频序列，接收方根 据这些导频序列得到多个时间点上的信道信息，对这些信息进行统计分析， 可以得到码书的转移概率矩阵，并且把这个转移概率矩阵通过给发送方，知 道概率转移矩阵后，收发两端构建出按前一时刻码字状态分类的码书。
开始传送数据时，发送方将待发送比特率构成包含导频序列、信令域和 数据域的数据帧，每个数据帧由Ar个OFDM符号组成，数据帧的第一个 OFDM的每隔AF个子载波均匀的插入导频序列。
接收方收到导频符号后，使用信道估计方法估计出导频所在载波上的信 道信息，如果当前传输的是第一个数据帧，由于没有前一时刻的码字信息， 则不采用时域减少反馈算法，而需要把这些载波的预编码矩阵在传统码书中 序号反馈至发送方；若当前时刻传输的不是第一个数据帧，则接收方根据码 字状态分类码书，计算出导频所在子载波上的预编码矩阵码字信息，将这些 预编码矩阵的码字信息反馈给发送方。
若反馈信道是无差错和无延迟的，则发送方收到反馈信息后，从码书中 找出这些子载波上的预编码矩阵，然后根据频域减少反馈算法，内插出非导频子载波上的预编码矩阵，这样即可获得所有子载波上的预编码矩阵，把这 些预编码矩阵与数据帧中的数据域数据相乘后，将这些预编码后的数据发送 至才妄收方。
由于接收方知道每一子载波上的信道信息，同时也利用频域减少反馈算 法，内插出非导频子载波上的预编码矩阵，因此可以对接收到数据进行迫零 或最小均方误差检测，恢复出原始数据。
上述实施例中，当OFDM系统的循环前缀大于信道长度时，相邻子载波 间存在着相关性，子载波间的相关性可以用频率相干系数来衡量，子载波靠 的越近，相干系数越大，相关性也就越大。由于预编码矩阵是信道响应的函 数，因此预编码矩阵在频域上存在着相关性，发送方可以利用部分子载波上 反馈回来的预编码矩阵，根据一定的算法，计算出其余子载波上的预编码矩 阵。同样，信道在时域上也存在着相关性，时域的相关性同信道的多普勒频 扩有关，多普勒频扩越大，信道的时变性越快，信道只在很短的时间内相关， 否则，信道的变化很慢，在很长时间内保持相关，由于信道在时域存在着相 关性，两个相邻数据块的预编码矩阵也存在着相关性，知道了前一个数据块 的预编码矩阵，后一个数据块可能的预编码矩阵的范围可以大大的缩小，这 样，就可以减少系统的反馈量。
上述介绍了时频联合减少反馈方式，主要应用于需要调制在很多子载波 上的情况，若OFDM调制的子载波数目比较少时，则可以采用时域减少反馈 方式
二、时域减少反馈方式
当OFDM调制的子载波数相对于前述时频联合减少反馈方式中的子载波 数目较少时，可以仅采用时域减少反馈算法，这时可以取得与时频全反馈算 法近似相同的性能。
采用本方式的收发两端以数据帧为单位进行传输，每个数据帧分为三部 分导频序列，使用Chu序列作为导频，可以理解的是，同样可以以其他类 似的序列作为导频序列，用于帧同步、信道估计；信令域，包括当前帧数据 域中OFDM符号所采用的子载波数目大小，还包括当前帧的帧长Ar、导频的
16频域间隔AF和调制编码方式等字段；数据域，即当前帧所要传送的数据载荷。
其中，导频序列和信令域均采用固定的子载波数目、可靠的调制方式(例 如BPSK )进行传输，信令域还可以进行适当的编码，以确保其接收的准确性。
这种方式发送方和接收方协助完成，发送方负责对发送数据帧的预处理， 包括导频的插入、信令域的形成和根据反馈信息选择预编码矩阵，接收方主 要实现信道估计、根据时域减少反馈算法计算得到需要反馈的信息和向发送 方传递预编码信息。
为便于理解，下面进行详细说明，请参阅图4，本发明实施例中反馈量控
制方法第二实施例包括
401、 接收发送方发送的数据帧；
具体的系统初始化的过程与前述实施例中一致，本实施例中不再赘述， 即本实施例中直接以接收数据帧的步骤开始。
402、 计算每一个导频处子载波的预编码矩阵；
接收方在接收到发送方发送的数据帧后，计算该数据帧中每一个子载波 的预编码矩阵，具体的计算过程与上述实施例中描述的计算预编码矩阵的过 程一致，此处不再赘述。
403 、获取预编码矩阵对应的转移状态；
在系统初始化过程中，接收方计算得到转移概率矩阵，即可以获知当前 子载波的预编码矩阵的码字信息可能的转移状态，即当前的码字信息可能会 转移至哪些码字信息。
本实施例所处的系统中，将每一个子载波上的预编码矩阵在时域上的变 化建模为 一 个有限状态的离散时间马尔可夫链，它的状态人与码书中的每一 个码字信息F"——对应。
离散时间有限状态马尔可夫链的一个重要参数就是它的转移概率矩阵 Pr(人l入z力，由于码书是对预编码矩阵的一个量化，因此很难给出转移概
率矩阵的闭式表达式，但是可以通过蒙特卡洛仿真，获取码书的转移概率矩 阵。请参阅图5，图5中Sl至S6分别为一个码书中不同的码字信息，由图5可知，码字信息在状态转移时，只会从一个状态转移到固定的几个状态，而
不是所有的状态。例如图5中的S4,即有可能会转移至S6或S3,而不会转 移至其他的码字信息，因此，在时域反馈时，由于发送方知道前一个导频处 的预编码矩阵，接收方只需要发送前一个码字状态可能转移的状态的码字信 息，即可减少反馈量。
如码子个数为A^即2B,某一码字信息的可能转移状态个数为T,如没有 采用时域减少反馈算法，则反馈量为乂xlog2(^,而采用这种算法后，反馈量 变为乂xlog2(T),当码书个数很多时，可以有效减少反馈量。
404 、按照预置规则获取转移状态对应的转移码字信息；
本实施例中，接收方需要将当前码字信息可能转移至的码字信息反馈至 发送方，即接收方根据所述转移概率矩阵确定导频处子载波的预编码矩阵对 应的所有转移状态，并根据所述码字状态分类码书查询所述转移状态对应的 码字信息。
接收方可以将这些查询到的码字信息反馈至发送方，可以理解的是，为 了进一步减少反馈量，可以将获取码字信息转移概率，并且设置一门限值， 仅将转移概率大于该门限值的码字信息反馈至发送方；
在转移状态比较多时，为了进一步减少反馈量，还可以对码字信息进行 分类，对于转移概率大的码字信息根据霍夫曼方式，采用较少的比特进行编 码，对于转移概率小的码字信息根据霍夫曼方式，采用较多的比特进行编码， 则在转移状态较多的时候，还可以进一步的提高减少反馈的效果。
405、 将所述转移码字信息反馈至发送方；
接收方在确定了转移码字信息之后，将确定的转移码字信息反馈至发送方。
406、 发送方进行数据处理并且发送处理后的数据。
步骤406之后，由于接收方计算了所有子载波的预编码矩阵，则发送方 可以获知所有子载波上的预编码矩阵，将这些预编码矩阵与数据帧中的数据 域数据相乘后，将这些预编码后的数据发送至接收方。接收方收到数据之后，由于计算了所有子载波的预编码矩阵，所以可以 对接收到数据进行迫零或最小均方误差检测，从而恢复出原始数据。
下面对时域减少反々贵方式进行整体介绍
系统初始化时，发送方连续发送多个导频序列，接收方根据这些导频序 列得到多个时间点上的信道信息，对这些信息进行统计分析，可以得到码书 的转移概率矩阵，并且把这个转移概率矩阵通过给发送方，知道概率转移矩 阵后，收发两端构建出>^姿前 一 时刻码字状态分类的码书。
开始传送数据时，发送方将待发送比特率构成包含导频序列、信令域和
数据域的数据帧，每个数据帧由Ar个OFDM符号组成。
接收方收到导频符号和信令信息后，通过信道估计估计出每一个子载波 的信道信息，如果当前传输的是第一个数据帧，由于其没有前一时刻的码字 信息，则不采用时域减少反馈算法，而采用传统的时频全反馈算法；若当前 时刻传输的不是第一个数据帧，接收方根据码字状态分类码书，计算出每一
子载波上的预编码矩阵码字信息，并获取这些码字信息的转移码字信息，将 转移码字信息反馈给发送方。
若反馈信道是无差错和延迟的，发送方收到反馈信息后，从码书中找出 每一子载波上的预编码矩阵，与数据帧中的数据域数据相乘后，向接收方发 送这些预编码后的数据。
接收方由于知道每一子载波上的信道信息和预编码矩阵，则可以对接收 到数据进行迫零或最小均方误差检测，恢复出原始数据。
本发明实施例中，由于信道在时域上具有相关性，因此码字在时域上进 行状态转移时从一个状态转移到固定的几个状态，而不是所有状态。本发明 实施例中接收方在接收到数据帧后，确定所述数据帧中每一个导频处子载波 的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转 移码字信息，向发送方反馈所述转移码字信息，因此不需要反馈所有的转移 状态的码字信息，从而能够减少系统反馈量。
请参阅图6,本发明实施例中的通讯系统实施例包括
19发送方601以及接收方602,
所述发送方601用于向所述接收方602发送数据帧，接收反馈的转移码字信息；
所述接收方602用于接收所述发送方601发送的数据帧，确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息，向所述发送方601反馈所述转移码字信息。
本实施例中，所述发送方601还用于向所述接收方602发送包含导频序列的OFDM符号，根据反馈的码字信息在所述码字状态分类码书查询对应的预编码矩阵，根据所述预编码矩阵内插出非导频子载波上的预编码矩阵以获知所有子载波的预编码矩阵，将所述所有子载波的预编码矩阵与预置的数据域中的数据相乘得到预编码数据，向接收方602发送所述预编码数据；
所述接收方602还用于接收发送方601发送的OFDM符号，根据所述OFDM符号中的导频序列获取导频处的信道估计值，根据所述估计值获取所述导频处子载波的预编码矩阵，在所述码字状态分类码书中查询所述预编码矩阵的码字信息，向所述发送方601反馈所述码字信息。
请参阅图7，本发明实施例中的数据传输网元第一实施例包括
发送单元701，用于发送数据帧以及OFDM符号；
码字信息接收单元702,用于在发送单元701发送了数据帧或OFDM符号后接收码字信息；
查询单元703,用于根据所述接收到的码字信息在预置的码字状态分类码书中查询对应的预编码矩阵；
预编码矩阵处理单元704,用于根据所述查询到的预编码矩阵内插出非导频子载波上的预编码矩阵以获知所有子载波的预编码矩阵。
本实施例中的数据传输网元还包括
数据处理单元705,用于将所述所有子载波的预编码矩阵与预置的数据域中的数据相乘得到预编码数据，发送所述预编码数据。
20上述实施例中描述的数据传输网元可以作为前述方法实施例中的发送方。
请参阅图8，本发明实施例中数据传输网元第二实施例包括
频域反馈控制单元801 ，用于接收OFDM符号，根据所述OFDM符号中 的导频序列获取导频处的信道估计值，根据所述估计值获取所述导频处子载 波的预编码矩阵，在所述码字状态分类码书中查询所述预编码矩阵的码字信
息；
时域反馈控制单元803,用于接收数据帧，确定所述数据帧中每一个导频 处子载波的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵 对应的转移码字信息；
反馈单元802,用于向发送方反馈所述频域反馈控制单元801获取的码字 信息以及所述时域反馈控制单元803获取的转移码字信息。
上述实施例中描述的数据传输网元可以作为前述方法实施例中的接收方。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机 可读存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤
接收发送方发送的数据帧；
确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵；
息； '—、 —、 —'" —
向所述发送方反馈所述转移码字信息。 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的 一种反馈量控制方法及通讯系统以及相关设备进 行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应 理解为对本发明的限制。
2权利要求
1、一种反馈量控制方法，其特征在于，包括接收发送方发送的数据帧；确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵；根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息；向所述发送方反馈所述转移码字信息。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收发送方发送的数据帧的步骤之前包括接收发送方发送的至少两个导频序列；根据所述导频序列获取对应的至少两个时间点上的信道信息；对所述信道信息进行统计得到转移概率矩阵；根据所述转移概率矩阵构建码字状态分类码书，向所述发送方发送所述转移概率矩阵。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向所述发送方发送所述转移概率矩阵的步骤之后包括发送方根据接收到的转移概率矩阵构建码字状态分类码书。
4、 根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵的步骤包括接收方按照最小化系统误码率准则和/或最大化系统容量准则确定所述数据帧中每一个导频处的预编码矩阵。
5、 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息的步骤包括有转移状态；根据所述码字状态分类码书查询所述转移状态对应的码字信息；将所述码字信息作为转移码字信息。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述码字状态分类码书查询所述转移状态对应的码字信息的步骤之前包括根据所述转移概率矩阵获取所述所有转移状态的转移概率；所述根据所述码字状态分类码书查询所述转移状态对应的码字信息的步骤包括确定所述所有转移状态中转移概率大于或等于预置的门限值的选定转移状态；根据所述码字状态分类码书查询所述选定转移状态对应的码字信息。
7、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述码字状态分类码书查询所述转移状态对应的码字信息的步骤之前包括根据所述转移概率矩阵获取所述所有转移状态的转移概率；所述根据所述码字状态分类码书查询所述转移状态对应的码字信息的步骤包括根据所述转移概率将所有的转移状态分为第一状态类以及第二状态类，所述第一状态类的平均转移概率大于所述第二状态类的平均转移概率；采用霍夫曼编码方式对所述第一状态类以及所述第二状态类进行编码，对所述第一状态类编码所采用的比特数目少于对所述第二状态类编码所采用的比特数目。
8、 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括接收发送方发送的第一个正交频分复用OFDM符号；根据所述第一个OFDM符号中的导频序列获取导频处的信道估计值；根据所述估计值获取所述导频处子栽波的预编码矩阵；在所述码字状态分类码书中查询所述预编码矩阵的码字信息；向所述发送方反馈所述码字信息。
9、 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向所述发送方反馈所述码字信息的步骤之后包括发送方根据所述码字信息在所述码字状态分类码书查询对应的预编码矩阵；根据所述预编码矩阵内插出非导频子载波上的预编码矩阵以获知所有子载波的预编码矩阵；将所述所有子载波的预编码矩阵与预置的数据域中的数据相乘得到预编码数据；向接收方发送所述预编码数据。
10、 一种通讯系统，其特征在于，包括发送方以及接收方，所述发送方用于向所述接收方发送数据帧，接收反馈的转移码字信息；所述接收方用于接收所述发送方发送的数据帧，确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息，向所述发送方反馈所述转移码字信息。
11 、根据权利要求10所述的通讯系统，其特征在于，所述发送方还用于向所述接收方发送包含导频序列的OFDM符号，根据反馈的码字信息在所述码字状态分类码书查询对应的预编码矩阵，根据所述预编码矩阵内插出非导频子载波上的预编码矩阵以获知所有子载波的预编码矩阵，将所述所有子载波的预编码矩阵与预置的数据域中的数据相乘得到预编码数据，向接收方发送所述预编码数据；所述接收方还用于接收发送方发送的OFDM符号，根据所述OFDM符号中的导频序列获取导频处的信道估计值，根据所述估计值获取所述导频处子载波的预编码矩阵，在所述码字状态分类码书中查询所述预编码矩阵的码字信息，向所述发送方反馈所述码字信息。
12、 一种数据传输网元，其特征在于，包括发送单元，用于发送数据帧以及OFDM符号；码字信息接收单元，用于接收码字信息；查询单元，用于根据所述接收到的码字信息在预置的码字状态分类码书 中查询对应的预编码矩阵；预编码矩阵处理单元，用于根据所述查询到的预编码矩阵内插出非导频 子载波上的预编码矩阵以获知所有子载波的预编码矩阵。
13、 根据权利要求12所述的数据传输网元，其特征在于，所述数据传输 网元还包括数据处理单元，用于将所述所有子载波的预编码矩阵与预置的数据域中 的数据相乘得到预编码数据，发送所述预编码数据。
14、 一种数据传输网元，其特征在于，包括频域反馈控制单元，用于接收OFDM符号，根据所述OFDM符号中的导 频序列获取导频处的信道估计值，根据所述估计值获取所述导频处子载波的 预编码矩阵，在所述码字状态分类码书中查询所述预编码矩阵的码字信息；时域反馈控制单元，用于接收数据帧，确定所述数据帧中每一个导频处 子载波的预编码矩阵，根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对 应的转移码字信息；反馈单元，用于向发送方反馈所述频域反馈控制单元获取的码字信息以 及所述时域反馈控制单元获取的转移码字信息。
全文摘要
本发明实施例公开了一种反馈量控制方法及通讯系统以及相关设备，用于减少反馈量。本发明方法包括接收发送方发送的数据帧；确定所述数据帧中每一个导频处子载波的预编码矩阵；根据预置的码字状态分类码书获取所述预编码矩阵对应的转移码字信息；向所述发送方反馈所述转移码字信息。本发明实施例还提供一种通讯系统以及相关设备。本发明实施例可以有效地减少反馈量。
文档编号H04B7/08GK101499834SQ200810000288
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月30日 优先权日2008年1月30日
发明者冯淑兰, 常俊仁, 张朝阳, 曾云宝, 李亚娟, 陈晓明 申请人:华为技术有限公司;浙江大学