通道狀態資訊

通道狀態資訊(英語:channel state information,縮寫為CSI),在無線通訊中,意指一個通訊鏈路的已知通道特徵。此資訊描述了一個訊號如何通過通道從發射機傳播到接收機。它表徵了一系列影響的綜合,例如散射衰落、能量隨着距離的衰減。獲得通道狀態資訊的方法稱作通道估計。通道狀態資訊使得我們能根據當前通道情況調整傳輸,這對於多天線系統的高位元率可靠通訊至關重要。

通道狀態資訊在接收機處進行估計,一般會被量化並反饋給發射機 (儘管反鏈路估計在時分雙工系統中也是可能的)。因此,發射機和接收機可能會獲得不同的通道狀態資訊,二者有時被分別稱作CSIT, CSIR。

通道狀態資訊分類

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主要存在兩種通道狀態資訊,暫態CSI與統計CSI。

暫態通道狀態資訊意味着當前通道狀態是已知的。一般是指知道通道的衝激響應。這使得可以根據衝激響應調整傳輸的訊號,從而優化收到的訊號以達到空間復用或者低錯誤率的效果。

統計通道狀態資訊意味着當前通道的統計特徵是已知的。這些統計特徵包括衰落的種類、平均通道增益、視距成分以及空間相關性。和暫態情形一樣,這些資訊也可以被用來優化傳輸效果。

通道狀態資訊的獲取主要受限於通道狀態變化有多快。在快速衰落系統中,每一個資訊符號的傳輸都伴隨着通道狀態的快速變化,所以只有統計通道狀態資訊是可獲取的。另一方面,在緩慢衰落系統中,在一段時間內使用暫態通道狀態資訊調整傳輸也是可行的。 在實際系統的應用中,通道狀態資訊一般折中選取:包含量化誤差的暫態通道狀態資訊以及統計資訊。

通道估測

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通道估測意指獲得通道狀態資訊的過程,若假設通道模型為 階的有限脈衝響應 ,通道估測即指估計其各項系數 。通道估測可以依照估測中使用的來源資料是否已知區分為三類:盲通道估測的來源資料對接收端而言是完全未知;純引示輔助通道估測的來源資料含有部分刻意加入、發射接收兩端皆已知的引示訊號,且僅以這些訊號進行通道估測;半盲通道估測則是前兩者的綜合,估計時同時用到對接收端未知的來源資料及已知的引示訊號。

通道估測根據其解出通道系數的數學方式,又可以分成基於子空間方法,與非基於子空間方法兩類。非基於子空間方法通常利用傳送符號的有限字母特性,但當星象圖很大時此法複雜度大增;相對地,基於子空間方法完全不需依賴傳輸訊號的星象圖,但也因此需要較長時間來完成通道估測。