專(zhuān)利名稱(chēng)：信道估計(jì)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及信道估計(jì)方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著高鐵等高速運(yùn)輸載體的不斷建成、開(kāi)通和使用，需要考慮新一代移動(dòng)通 信系統(tǒng)與高速移動(dòng)的用戶之間進(jìn)行高速信息傳輸?shù)膯?wèn)題。在高速移動(dòng)的環(huán)境下，產(chǎn)生的較大的多普勒頻移使得例如長(zhǎng)期演進(jìn)-時(shí)分雙工 (LTE-TDD，Long Term Evolution-Time Division Duplex)下行鏈路信道產(chǎn)生快速變化，快 速變化的信道使得正交頻分復(fù)用系統(tǒng)子載波間的正交性遭到破壞，導(dǎo)致產(chǎn)生子載波間干擾 (ICI，Inter-channel interference)；符號(hào)間的信道變化產(chǎn)生時(shí)間選擇性衰落，使得系統(tǒng) 性能下降。在不改變導(dǎo)頻插入方式和密度的條件下，快速變化的信道使現(xiàn)有最小二乘(LS， Least Square) +線性內(nèi)插的信道估計(jì)方法的信道估計(jì)精度下降，引起系統(tǒng)性能的惡化。精確的信道估計(jì)是進(jìn)行子載波間干擾抵消、克服時(shí)間選擇性衰落和提高系統(tǒng)均衡 性能的重要基礎(chǔ)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的信道估計(jì)方法(LS+線性內(nèi)插)應(yīng)用于慢衰落信道環(huán)境 可獲得較好的信道估計(jì)精度，但其應(yīng)用在高鐵等快速時(shí)變信道環(huán)境下，則通常并不能獲得 滿足通信需要的信道估計(jì)精度，進(jìn)而影響系統(tǒng)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供信道估計(jì)方法和裝置，以提高快速時(shí)變信道環(huán)境下的信道估計(jì) 精度，進(jìn)而提升系統(tǒng)性能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供以下技術(shù)方案—種信道估計(jì)方法，包括提取接收信號(hào)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)；利用提取的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻信道估計(jì)，獲得多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)；利用獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸 系數(shù)。一種信道估計(jì)裝置，包括導(dǎo)頻提取模塊，用于提取接收信號(hào)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)；導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊，用于利用所述導(dǎo)頻提取模塊提取的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻信道估 計(jì)，獲得多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)；數(shù)據(jù)信道估計(jì)模塊，用于利用所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸 系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)。由上可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例中利用從接收信號(hào)中提取的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻信道估 計(jì)，獲得多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，而后利用獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性 內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)，而基于非線性內(nèi)插處理機(jī)制來(lái)獲取數(shù)據(jù)信道的傳輸系 數(shù)，有利于提高快速時(shí)變信道環(huán)境下的信道估計(jì)精度，進(jìn)而有利于提升系統(tǒng)性能。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的MIM0-0FDMA系統(tǒng)模型示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的LTE-TDD下行傳輸鏈路采用4天線MIMO的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu) 示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種信道估計(jì)方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種加和平均的信道估計(jì)降噪方法的流程示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種加和平均的信道估計(jì)降噪方法的流程示意 圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種采用自適應(yīng)門(mén)限降噪與自適應(yīng)低通濾波降噪 的MSE性能比較示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種時(shí)頻域相結(jié)合的信道估計(jì)降噪方法的流程示 意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種信道估計(jì)方法的流程示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種信道估計(jì)性能比較示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種信道估計(jì)性能比較示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種信道估計(jì)性能比較示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種信道估計(jì)性能比較示意圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種信道估計(jì)性能比較示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種信道估計(jì)性能比較示意圖；圖15-a是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信道估計(jì)裝置示意圖；圖15-b是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種信道估計(jì)裝置示意圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種信道估計(jì)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供信道估計(jì)方法和裝置，能夠提高快速時(shí)變信道環(huán)境下的信道估 計(jì)精度，有利于提升系統(tǒng)性能。本發(fā)明實(shí)施例中主要以面向LTE-TDD下行鏈路多輸入多輸出正交頻分復(fù)用 (MIM0-0FDMA, Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)無(wú)線通信系統(tǒng)為例，針對(duì)高鐵等高速環(huán)境下LTE-TDD下行鏈路信道的特點(diǎn)， 提出一種可適用于快速時(shí)變信道的高精度的信道估計(jì)方案，其中主要考慮從提高導(dǎo)頻上信 道估計(jì)精度，和/或，提高導(dǎo)頻符號(hào)間內(nèi)插精度等方面入手，研究如何提高快速時(shí)變信道的 信道估計(jì)精度。為了便于更好的分析MIM0-0FDMA系統(tǒng)中的信道估計(jì)方案，下面首先介紹 MIM0-0FDMA系統(tǒng)的信號(hào)傳輸模型和信道估計(jì)資源。
MIM0-0FDMA系統(tǒng)信號(hào)傳輸模型參見(jiàn)圖1，下面以具有Mt個(gè)發(fā)射天線和Mk個(gè)接收天線的MIM0-0FDMA系統(tǒng)模型為 例進(jìn)行說(shuō)明。信源輸出的比特流經(jīng)過(guò)差錯(cuò)控制編碼后進(jìn)行調(diào)制映射；調(diào)制映射后的復(fù)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) 串并變換后輸出至多輸入多輸出(MIM0，Multiple Input Multiple Output)編碼器進(jìn)行編 碼；編碼后的數(shù)據(jù)分成Mt個(gè)長(zhǎng)度為N的矢量，各個(gè)長(zhǎng)度為N的矢量在正交頻分復(fù)用(0FDM， Orthogonal Frequency Division Multiplexing)調(diào)制器中進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制，調(diào)制 信號(hào)可在添加循環(huán)保護(hù)前綴(CP，Cyclic Prefix)后上變頻，之后再經(jīng)過(guò)各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射 到無(wú)線信道中。接收端下變頻MR個(gè)接收天線的接收信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行同步估計(jì)和補(bǔ)償，然后對(duì)其 去循環(huán)保護(hù)前綴；將接收到的N個(gè)采樣分別進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT，F(xiàn)ast Fourier Transform)，再將變換后的數(shù)據(jù)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)送到信道估計(jì)器，信道估計(jì)器輸出的各個(gè)信 道傳輸系數(shù)和FFT變換后的其它數(shù)據(jù)傳送到MIMO均衡器進(jìn)行均衡，均衡后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)并串 變換、OFDM解調(diào)和差錯(cuò)譯碼等處理后恢復(fù)出發(fā)送的比特，最后送至信宿。MIM0-0FDMA 系統(tǒng)模型例如，若第ρ個(gè)發(fā)射天線上第u個(gè)OFDM符號(hào)的第k個(gè)子載波上的復(fù)數(shù)據(jù)為 Sy(k)其中
權(quán)利要求
1.一種信道估計(jì)方法，其特征在于，包括 提取接收信號(hào)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)；利用提取的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻信道估計(jì)，獲得多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)；利用獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)。1
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對(duì)獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行降噪處理； 所述利用獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸 系數(shù)，包括利用獲得的進(jìn)行了降噪處理的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù) 據(jù)信道的傳輸系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行降噪處理，包括 將獲得的每個(gè)正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)上的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，分別進(jìn)行加和平均 降噪處理，獲得對(duì)應(yīng)每個(gè)帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的進(jìn)行了降噪處理的導(dǎo)頻信道的傳輸系 數(shù)；或者，利用獲得的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，得到帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的數(shù)據(jù)信道的傳輸系 數(shù)；將帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的信道傳輸系數(shù)以M-資源塊為單位進(jìn)行加和平均降噪處理， 獲得對(duì)應(yīng)每個(gè)帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的進(jìn)行了降噪處理的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行降噪處理，包括 將獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)按照時(shí)頻相關(guān)性進(jìn)行排列； 將排列后的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)變換到變換域； 對(duì)變換到變換域的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行變換域降噪處理； 將進(jìn)行變換域降噪處理后的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)變換到頻域，獲得對(duì)應(yīng)頻域的進(jìn) 行了降噪處理的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將獲得的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)按照 時(shí)頻相關(guān)性進(jìn)行排列，包括將獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)按照其時(shí)域相關(guān)性大小進(jìn)行排序，再按照其頻域相 關(guān)性大小進(jìn)行排列； 或者，將獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)按照其頻域相關(guān)性大小進(jìn)行排序，再按照其時(shí)域相 關(guān)性大小進(jìn)行排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對(duì)變換到變換域的多組導(dǎo)頻信道的 傳輸系數(shù)進(jìn)行變換域降噪處理，包括采用濾波降噪或門(mén)限降噪方式，對(duì)變換到變換域的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行變換 域降噪處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述利用獲得的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸系 數(shù)，包括利用獲得的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)線性內(nèi)插得到距離導(dǎo)頻符號(hào)最近的數(shù)據(jù)信道的 傳輸系數(shù)；利用該數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)對(duì)在該數(shù)據(jù)信道上對(duì)應(yīng)接收的頻域信號(hào)進(jìn)行均衡 和硬判決；利用硬判決得到的硬判決數(shù)據(jù)和該數(shù)據(jù)信道上對(duì)應(yīng)接收的頻域信號(hào)進(jìn)行信道估 計(jì)，得到該數(shù)據(jù)信道提高精度的傳輸系數(shù)；利用得到的該數(shù)據(jù)信道提高精度的傳輸系數(shù)，通 過(guò)線性內(nèi)插得到距離該數(shù)據(jù)信道最近的其它數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)。
8.一種信道估計(jì)裝置，其特征在于，包括 導(dǎo)頻提取模塊，用于提取接收信號(hào)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)；導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊，用于利用所述導(dǎo)頻提取模塊提取的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻信道估計(jì)， 獲得多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)；數(shù)據(jù)信道估計(jì)模塊，用于利用所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系 數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于，還包括導(dǎo)頻降噪模塊，用于對(duì)所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行降 噪處理；所述數(shù)據(jù)信道估計(jì)模塊具體用于，利用所述導(dǎo)頻降噪模塊進(jìn)行了降噪處理的所述導(dǎo)頻 信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸 系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)頻降噪模塊，包括第一降噪子模塊，用于將所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的每個(gè)OFDM符號(hào)上的導(dǎo)頻信道 的傳輸系數(shù)，分別進(jìn)行加和平均降噪處理，獲得對(duì)應(yīng)每個(gè)帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的進(jìn)行了 降噪處理的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)； 和/或，第二降噪子模塊，用于利用所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，得到 帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)；將帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的信道傳輸系 數(shù)以M-資源塊為單位進(jìn)行加和平均降噪處理，獲得對(duì)應(yīng)每個(gè)帶有導(dǎo)頻的OFDM符號(hào)上的進(jìn) 行了降噪處理的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)頻降噪模塊，包括相關(guān)性排列子模塊，用于將所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)按 照時(shí)頻相關(guān)性進(jìn)行排列；域變換子模塊，用于將所述相關(guān)性排列子模塊排列后的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)變換 到變換域；變換域降噪模塊，用于對(duì)所述域變換子模塊變換到變換域的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù) 進(jìn)行變換域降噪處理；域逆變換子模塊，用于將所述變換域降噪模塊進(jìn)行變換域降噪處理后的多組導(dǎo)頻信道 的傳輸系數(shù)變換到頻域，獲得對(duì)應(yīng)頻域的進(jìn)行了降噪處理的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于， 所述相關(guān)性排列子模塊，包括第一相關(guān)性排列子模塊，用于將所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系 數(shù)按照其時(shí)域相關(guān)性大小進(jìn)行排序，再按照其頻域相關(guān)性大小進(jìn)行排列； 或者，第二相關(guān)性排列子模塊，用于將所述導(dǎo)頻信道估計(jì)模塊獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系 數(shù)按照其頻域相關(guān)性大小進(jìn)行排序，再按照其時(shí)域相關(guān)性大小進(jìn)行排列。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于，所述變換域降噪模塊具體用于，采用濾波降噪或門(mén)限降噪方式，對(duì)變換到變換域的多 組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)進(jìn)行變換域降噪處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13任一項(xiàng)所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)信道估計(jì)模塊包括第一內(nèi)插子模塊，用于利用獲得的導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)線性內(nèi)插得到距離導(dǎo)頻 符號(hào)最近的數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)；硬判決子模塊，用于利用所述第一內(nèi)插模塊得到的該數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)對(duì)在該數(shù)據(jù) 信道上對(duì)應(yīng)接收的頻域信號(hào)進(jìn)行均衡和硬判決；高精度估計(jì)子模塊，用于利用所述硬判決子模塊硬判決得到的硬判決數(shù)據(jù)和該數(shù)據(jù)信 道上對(duì)應(yīng)接收的頻域信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到該數(shù)據(jù)信道提高精度的傳輸系數(shù)；第二內(nèi)插子模塊，用于利用所述高精度估計(jì)子模塊得到的該數(shù)據(jù)信道提高精度的傳輸 系數(shù)，通過(guò)線性內(nèi)插得到距離該數(shù)據(jù)信道最近的其它數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了信道估計(jì)方法和裝置。其中，一種信道估計(jì)方法，包括提取接收信號(hào)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)；利用提取的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻信道估計(jì)，獲得多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)；利用獲得的多組導(dǎo)頻信道的傳輸系數(shù)，通過(guò)非線性內(nèi)插處理獲得數(shù)據(jù)信道的傳輸系數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的方案有利于提高快速時(shí)變信道環(huán)境下的信道估計(jì)精度，進(jìn)而提升系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102035767SQ20101058342
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者任光亮, 周洪斌, 張慧, 楊麗花 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司