1.本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法。
背景技术：2.通信业界对更高的通信速率的追求从未止步，他们的努力推动了过去五代移动通信系统的演进和未来第六代移动通信系统(the sixth generation,6g)的发展。增加通信带宽是提升数据传输速率的方法之一。未来通信系统拟对高频段毫米波加以利用，以进一步增加通信带宽。然而，在高频毫米波(millimeter wave,mmwave)和太赫兹(terahertz,thz)频段下，传播损耗变得更加严重，导致了更大的功耗和更小的覆盖半径。提高频谱效率(spectral efficiency，se)是另一种提升通信速率的有效方法。根据香农容量定理，提高信噪比(signal-to-noise ratio,snr)可以提高se。然而当snr较高时，通过增加发射功率进一步提升se无法承受。多天线系统(multiple-input multiple-output,mimo)通过利用空间自由度来提高信道容量。此外，mimo系统可潜在地提高能量效率，弥补了高频通信上传输信号的严重功率损耗。
3.作为mimo系统的继任者，大规模mimo已成为5g的关键技术，而超大规模mimo有望成为6g的关键技术。典型的大规模mimo场景在基站侧(base station,bs)部署大量天线，可以同时为多个用户设备(user equipment,ue)服务。为了充分利用大规模天线，基站需要了解瞬时下行链路信道状态信息(channel state information,csi)。现有技术中的信道估计和csi信息反馈示意图如图1所示，在时分双工模式下，bs通过ue发送的导频信号估计上行csi，然后利用信道互易性从上行csi中推断出下行csi。然而，在频分双工模式下，上下行通信工作在不同的频率上，不再满足信道互易性。因此，获取下行csi需要三步交互：
4.(1)bs向ue发送导频信号；
5.(2)ue根据导频信号估计下行csi；
6.(3)ue将估计的下行csi反馈给bs。
7.这种csi反馈机制不可避免地占用了部分上行资源，减少了用于数据传输的剩余资源量。
8.目前，现有技术方案研究了基于码本索引的csi反馈、基于压缩感知的csi反馈方法以及基于深度学习的csi反馈等方法以减少csi反馈开销。上述现有技术方案的缺点包括：
9.(1)将用户端对csi的估计值作为信道状态信息的真实值，忽略了信道估计误差的影响；
10.(2)未考虑基站接收到csi反馈后需要执行的任务，无法根据任务特性反馈有效csi信息，进一步降低反馈资源的占用。
技术实现要素：11.本发明的实施例提供了一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法，以实现有效对csi进行编码压缩，降低反馈资源。
12.为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
13.一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法，包括：
14.将第一信息送入第一通信终端的第一模块，得到第一信号，所述第一模块发送第一信号；
15.所述第二通信终端接收第一信号的相关信号和第二信息，所述第二通信终端的第二模块根据所述第二信息对所述第一信号的相关信号进行处理，得到第二信号，所述第二模块发送第二信号；
16.所述第一通信终端获取第二信息和第二信号的相关信号，由第一通信终端的第三模块根据所述第二信息对第二信号的相关信号进行处理，得到第三信息。
17.优选地，所述第一信息包括以下一项或多项信息：
18.(5)待发送信息；
19.(6)编码后的待发送信息；
20.(7)参考信息；
21.(8)导频信息。
22.优选地，所述第一信号为：比特或者调制符号或者直接映射到ofdm子载波的信号或者dft-s-ofdm中进行dft变换前的符号或者直接用于时间域发送的序列。
23.优选地，所述第二信息包括以下一项或多项信息：
24.(1)第一通信终端执行任务的索引信息；
25.(2)任务的原始信息；
26.(3)任务的特征信息。
27.优选地，所述第二信号为：比特或者调制符号或者直接映射到ofdm子载波的信号或者dft-s-ofdm中进行dft变换前的符号或者直接用于时间域发送的序列。
28.优选地，所述第三信息包括以下一项或多项信息：
29.(9)信道恢复信息；
30.(10)预编码信息；
31.(11)功率分配信息；
32.(12)带宽分配信息；
33.(13)信道特征信息；
34.(14)信道语义信息；
35.(15)命令信息；
36.(16)控制信息。
37.优选地，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块的结构包括以下一项或多项组合：
38.(1)全连接网络；
39.(2)卷积网络；
40.(3)循环网络；
41.(4)残差网络；
42.(5)transformer网络。
43.优选地，所述方法还包括：
44.所述方法还包括：所述第一通信终端为基站bs，所述第二通信终端为用户设备ue，bs根据导频索引生成导频信号，bs将导频信号发出，ue接收到经过信道的隐含了csi信息的导频信号，将接收到的导频信号和任务信息通过第二模块编码，生成携带有用的csi信息的反馈信号，ue发送反馈信号，bs在接收到反馈信号后，使用第三模块根据第二信息对接收的反馈信号进行解码，生成重构的csi信息或预编码矩阵。
45.由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法可以针对第一通信终端接收到csi反馈后需要执行的特定任务，在第二通信终端对csi信息进行特定编码。该方法能够针对特定任务有效对csi进行编码压缩，在进一步降低反馈资源占用的同时，提供了良好的任务性能。
46.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为现有技术中的信道估计和csi信息反馈示意图；
49.图2为本发明实施例方法的一种应用场景示意图；
50.图3为本发明实施例提供的一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法的处理流程图。
具体实施方式
51.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
52.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
53.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意
义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
54.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
55.本发明实施例提供了一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法，该方法的应用场景如图2所示，第一通信终端向第二通信终端发送参考信号和第一通信终端待执行的任务信息，第二通信终端根据第一通信终端待执行的任务信息对接收到的参考信号进行面向任务的编码，将编码后的码字经由无线信道发送至第一通信终端，第一通信终端接收到包含噪声的编码码字后进行面向任务的译码，得到针对当前任务的输出信息。
56.本发明实施例提供的一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法的处理流程如图3所示，包括如下的处理步骤：
57.步骤1：将第一信息送入第一通信终端的第一模块，得到第一信号；
58.在本技术实施例中，第一模块可独立产生第一信号或者通过第一信息产生第一信号。第一信息可以包括以下一项或多项信息：
59.(9)待发送信息；
60.(10)编码后的待发送信息；
61.(11)参考信息；
62.(12)导频信息等。
63.第一信号可能为：
64.(1)比特。比特需要经过调制后，才能发送出去。如常见的bpsk、qpsk等调制符号；
65.(2)调制符号。已经是调制好的符号了，不需要经过调制模块进行
66.bpsk、qpsk等调制；
67.(3)直接映射到ofdm子载波的信号；
68.(4)dft-s-ofdm中进行dft变换前的符号；
69.(5)直接用于时间域发送的序列。
70.步骤2：第一通信终端向第二通信终端发送第一信号。
71.步骤3：第一通信终端向第二通信终端发送第二信息。在实际应用中，第二信息可通过第一模块发送，也可通过其他方式发送，包络但不限于：作为控制信息在控制信道发送。
72.在本技术实施例中，第二信息可以包括以下一项或多项信息：
73.(1)第一通信终端执行任务的索引信息；
74.(2)任务的原始信息；
75.(3)任务的特征信息等。
76.步骤4：第二通信终端接收第一信号的相关信号和第二信息，由第二通信终端的第二模块根据所述第二信息对第一信号的相关信号进行处理，得到第二信号。上述第一信号为与第一信号不同的相关信号。比如，第二通信终端接收到的第一信号的相关信号(y)与第一通信终端发送的第一信号(x)不同，对于慢衰落信道，y＝hx+n,h为信道冲击响应，n为接收端噪声。
77.第二信号可能为：
78.(1)比特。比特需要经过调制后，才能发送出去。如常见的bpsk、qpsk等调制符号；
79.(2)调制符号。已经是调制好的符号了，不需要经过调制模块进行
80.bpsk、qpsk等调制；
81.(3)直接映射到ofdm子载波的信号；
82.(4)dft-s-ofdm中进行dft变换前的符号；
83.(5)直接用于时间域发送的序列。
84.步骤5：第二通信终端发送第二信号。
85.步骤6：第一通信终端获取第二信息。
86.步骤7：第一通信终端接收第二信号的相关信号，由第一通信终端的第三模块根据所述第二信息对第二信号的相关信号进行处理，得到第三信息。上述第二信号的相关信号可以为第二信号本身，也可以为与第二信号不同的相关信号。
87.第三信息可能为：
88.(17)信道恢复信息；
89.(18)预编码信息；
90.(19)功率分配信息；
91.(20)带宽分配信息；
92.(21)信道特征信息；
93.(22)信道语义信息；
94.(23)命令信息；
95.(24)控制信息等。
96.其中，所述第一模块的结构包括以下一项或多项组合：
97.(1)全连接网络；
98.(2)卷积网络；
99.(3)循环网络；
100.(4)残差网络；
101.(5)transformer网络。
102.其中，所述第二模块的结构包括以下一项或多项组合：
103.(1)全连接网络；
104.(2)卷积网络；
105.(3)循环网络；
106.(4)残差网络。
107.(5)transformer网络。
108.其中，所述第三模块的结构包括以下一项或多项组合：
109.(1)全连接网络；
110.(2)卷积网络；
111.(3)循环网络；
112.(4)残差网络。
113.(5)transformer网络。
114.在实际应用中，第一通信终端可以为基站(bs)，第二通信终端可以为用户设备(ue)。bs根据导频索引(第一信息)生成导频信号(第一信号)，bs将导频信号发出。ue接收到
经过信道的导频信号，此时接收到的导频信号隐含了csi信息，ue将接收到的导频信号和第二信息(bs即将执行的任务，如，csi恢复或下行链路预编码)，通过第二模块编码，生成反馈信号(第二信号)。ue发送反馈信号，bs接收反馈信号，使用第三模块，使用第三模块根据第二信息对经过信道的反馈信号进行解码，得到第三信息(恢复的csi或预编码矩阵)。
115.综上所述，本发明实施例提供的面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法可以针对第一通信终端接收到csi反馈后需要执行的特定任务，在第二发送终端对csi信息进行特定编码。该方法能够针对特定任务有效对csi进行编码压缩，在进一步降低反馈资源占用的同时，提供了良好的任务性能。
116.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
117.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
118.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
119.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
技术特征：1.一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法，其特征在于，包括：将第一信息送入第一通信终端的第一模块，得到第一信号，所述第一模块发送第一信号；第二通信终端接收所述第一信号的相关信号和第二信息，所述第二通信终端的第二模块根据所述第二信息对所述第一信号的相关信号进行处理，得到第二信号，所述第二模块发送第二信号；所述第一通信终端获取第二信息和第二信号的相关信号，由第一通信终端的第三模块根据所述第二信息对第二信号的相关信号进行处理，得到第三信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信息包括以下一项或多项信息：(1)待发送信息；(2)编码后的待发送信息；(3)参考信息；(4)导频信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信号为：比特或者调制符号或者直接映射到ofdm子载波的信号或者dft-s-ofdm中进行dft变换前的符号或者直接用于时间域发送的序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二信息包括以下一项或多项信息：(1)第一通信终端执行任务的索引信息；(2)任务的原始信息；(3)任务的特征信息。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二信号为：比特或者调制符号或者直接映射到ofdm子载波的信号或者dft-s-ofdm中进行dft变换前的符号或者直接用于时间域发送的序列。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三信息包括以下一项或多项信息：(1)信道恢复信息；(2)预编码信息；(3)功率分配信息；(4)带宽分配信息；(5)信道特征信息；(6)信道语义信息；(7)命令信息；(8)控制信息。7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块的结构包括以下一项或多项组合：(1)全连接网络；(2)卷积网络；(3)循环网络；(4)残差网络；(5)transformer网络。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一通信终端为基站bs，所述第二通信终端为用户设备ue，bs根据导频索引生成导频信号，bs将导频信号发出，ue接收到经过信道的隐含了csi信息的导频信号，将接收到的导频信号和任务信息通过第二模块编码，生成携带有用的csi信息的反馈信号，ue发送反馈信号，bs在接收到反馈信号后，使用第三模块根据第二信息对接收的反馈信号进行解码，生成重构的csi信息或预编码矩阵。
技术总结本发明提供了一种面向任务的信道状态信息联合估计反馈方法。该方法包括：将第一信息送入第一通信终端的第一模块，得到第一信号，所述第一模块发送第一信号；第二通信终端接收所述第一信号的相关信号和第二信息，所述第二通信终端的第二模块根据所述第二信息对所述第一信号的相关信号进行处理，得到第二信号，所述第二模块发送第二信号；所述第一通信终端获取第二信息和第二信号的相关信号，由第一通信终端的第三模块根据所述第二信息对第二信号的相关信号进行处理，得到第三信息。本发明方法能够针对特定任务有效对CSI进行编码压缩，在进一步降低反馈资源占用的同时，提供了良好的任务性能。良好的任务性能。良好的任务性能。
技术研发人员：陈为 许佳龙 艾渤
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2022.07.15
技术公布日：2022/11/1
