一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法及装置，其中，所述方法包括：接收端接收发送端发来的经过导频插入的目标信号，并从所述目标信号中提取插入的导频序列；根据提取的导频序列，对导频处的信道进行估算，得到估算后导频处的信道频率响应；将估算后导频处的信道频率响应作为初值，根据雅克比迭代算法对LMMSE信道频率响应进行迭代计算，直至迭代的次数达到预设次数为止；基于迭代后的LMMSE信道频率响应，通过时隙内平推的方式估算出数据信道值。本发明专利技术提供的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法及装置，能够提高信道估计的精确度，并且降低估算过程的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信道估算
，具体涉及一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法及装置。
技术介绍
在数字无线接收器中，信道估计也是接收机设计不可分割的一部分。在无线通信系统中，传播信息到达接收时要通过无线信道。对于传统的相干接收机，信道上的干扰信号会影响对原始信息的估计。只要接收机能够准确估计出信道是如何修改发送信号的，它就可以恢复发送的信息。为了获得具有低复杂度和高精度的信道估计方法，许多研究者已经进行了大量的研究，并相继提出了很多估计方法。总的来说，从是否利用辅助数据的原则分析，信道估计方法可以分为：基于导频的非盲信道估计、基于信号统计特性的盲信道估计、半盲信道估计。在实际的通信过程中，无线信道的环境是非常复杂的，发送信号经过信道后，会经历多径衰落和噪声的干扰，信号产生失真一般是不可避免的。因此，为了保证在接收端对接收到的信号能够进行精确地恢复，降低误码率，提高传输系统的性能，就需要在接受信息时，对信道的参数进行估计。然而，当前的信道估计算法往往存在精确度不够高、估算过程比较复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法及装置，能够提高信道估计的精确度，并且降低估算过程的复杂度。为实现上述目的，本专利技术实施例一方面提供一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，所述上行链路包括发送端和接收端，所述发送端和所述接收端之间通过信道连通，所述方法包括：所述接收端接收所述发送端发来的经过导频插入的目标信号，并从所述目标信号中提取插入的导频序列；根据提取的导频序列，对导频处的信道进行估算，得到估算后导频处的信道频率响应；将估算后导频处的信道频率响应作为初值，根据雅克比迭代算法对LMMSE信道频率响应进行迭代计算，直至迭代的次数达到预设次数为止；基于迭代后的LMMSE信道频率响应，通过时隙内平推的方式估算出数据信道值。进一步地，所述目标信号按照下述方式获取：所述发送端将经过QPSK或者16QAM调制的信号经过串并转换后，进行N点离散傅里叶变换；所述发送端将N点离散傅里叶变换后的信号进行集中式子载波映射，并在映射后的信号中采用块状导频插入的方式插入导频序列；所述发送端将插入导频序列的信号经过M点离散傅里叶逆变换，并将M点离散傅里叶逆变换后的信号进行并串转换；所述发送端在并串转换后的信号中插入循环前缀，得到所述目标信号。进一步地，所述接收端在从所述目标信号中提取插入的导频序列之前，所述方法还包括：所述接收端将所述目标信号中插入的循环前缀去除，并将去除循环前缀的信号进行串并转换；所述接收端将串并转换后的信号进行M点离散傅里叶变换，并将M点离散傅里叶变换后的信号进行子载波解映射；相应地，所述接收端从子载波解映射后的信号中提取插入的导频序列。进一步地，按照下述公式确定估算后导频处的信道频率响应：其中，表示估算后导频处的信道频率响应，Xp表示发送端插入的导频序列，Yp表示接收端提取的导频序列。进一步地，按照下述公式确定所述LMMSE信道频率响应：其中，表示所述LMMSE信道频率响应，RHH表示信道的相关性矩阵，I表示单位矩阵，β表示调制系数，SNR表示信噪比，表示估算后导频处的信道频率响应。进一步地，所述迭代后的LMMSE信道频率响应的各个子帧中均包括14个符号，其中，第4位符号和第11位符号对应着导频符号；相应地，通过时隙内平推的方式估算出数据信道值具体包括：将各个子帧中第4位符号处对应的导频符号的估算值赋值给第1位至第7位符号，将第11位符号处对应的导频符号的估算值赋值给第8位至第14位符号。为实现上述目的，本申请另一方面还提供一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计装置，所述上行链路包括发送端和接收端，所述发送端和所述接收端之间通过信道连通，所述装置包括：导频序列提取单元，用于接收所述发送端发来的经过导频插入的目标信号，并从所述目标信号中提取插入的导频序列；导频处信道频率响应估算单元，用于根据提取的导频序列，对导频处的信道进行估算，得到估算后导频处的信道频率响应；迭代计算单元，用于将估算后导频处的信道频率响应作为初值，根据雅克比迭代算法对LMMSE信道频率响应进行迭代计算，直至迭代的次数达到预设次数为止；数据信道值估算单元，用于基于迭代后的LMMSE信道频率响应，通过时隙内平推的方式估算出数据信道值。进一步地，所述目标信号按照下述单元确定：N点离散傅里叶变换单元，用于将经过QPSK或者16QAM调制的信号经过串并转换后，进行N点离散傅里叶变换；导频序列插入单元，用于将N点离散傅里叶变换后的信号进行集中式子载波映射，并在映射后的信号中采用块状导频插入的方式插入导频序列；并串转换单元，用于将插入导频序列的信号经过M点离散傅里叶逆变换，并将M点离散傅里叶逆变换后的信号进行并串转换；循环前缀插入单元，用于在并串转换后的信号中插入循环前缀，得到所述目标信号。进一步地，所述装置还包括：串并转换单元，用于将所述目标信号中插入的循环前缀去除，并将去除循环前缀的信号进行串并转换；子载波解映射单元，用于将串并转换后的信号进行M点离散傅里叶变换，并将M点离散傅里叶变换后的信号进行子载波解映射。进一步地，所述导频处信道频率响应估算单元按照下述公式确定估算后导频处的信道频率响应：其中，表示估算后导频处的信道频率响应，Xp表示发送端插入的导频序列，Yp表示接收端提取的导频序列；所述迭代计算单元按照下述公式确定所述LMMSE信道频率响应：其中，表示所述LMMSE信道频率响应，RHH表示信道的相关性矩阵，I表示单位矩阵，β表示调制系数，SNR表示信噪比，表示估算后导频处的信道频率响应。采用上述技术方案，本专利技术至少可取得下述技术效果：基于雅克比迭代的LMMSE算法通过改进传统的LMMSE算法中自相关矩阵的求逆过程，使运算更为简单。其中，以一次迭代为例，改进的基于雅可比迭代的LMMSE算法的乘法和加法的复杂度为然而，传统的LMMSE算法的复杂度是O(Np3)。显然，改进的LMMSE算法的复杂度低于传统的LMMSE算法。当迭代次数为2时，所描述的算法的加法运算次数为2Np(Np-1)，乘法次数为在一定程度上降低了LMMSE算法运算复杂度，其中，Np为导频序列的长度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本实施例所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法流程图；图2是本实施例所述的上行链路的结构示意图；图3是本实施例中集中式子载波映射的示意图；图4是本实施例中块状导频插入的原理示意图；图5是本实施例中EPA信道下不同信道估计算法的比较示意图；图6是本实施例中EVA信道下不同信道估计算法的比较示意图；图7是本实施例中ETU信道下不同信道估计算法的比较示意图；图8是本实施例所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计装置的功能模块图。贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。具体实施方式提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，所述上行链路包括发送端和接收端，所述发送端和所述接收端之间通过信道连通，其特征在于，所述方法包括：所述接收端接收所述发送端发来的经过导频插入的目标信号，并从所述目标信号中提取插入的导频序列；根据提取的导频序列，对导频处的信道进行估算，得到估算后导频处的信道频率响应；将估算后导频处的信道频率响应作为初值，根据雅克比迭代算法对LMMSE信道频率响应进行迭代计算，直至迭代的次数达到预设次数为止；基于迭代后的LMMSE信道频率响应，通过时隙内平推的方式估算出数据信道值。

【技术特征摘要】
1.一种基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，所述上行链路包括发送端和接收端，所述发送端和所述接收端之间通过信道连通，其特征在于，所述方法包括：所述接收端接收所述发送端发来的经过导频插入的目标信号，并从所述目标信号中提取插入的导频序列；根据提取的导频序列，对导频处的信道进行估算，得到估算后导频处的信道频率响应；将估算后导频处的信道频率响应作为初值，根据雅克比迭代算法对LMMSE信道频率响应进行迭代计算，直至迭代的次数达到预设次数为止；基于迭代后的LMMSE信道频率响应，通过时隙内平推的方式估算出数据信道值。2.根据权利要求1所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，其特征在于，所述目标信号按照下述方式获取：所述发送端将经过QPSK或者16QAM调制的信号经过串并转换后，进行N点离散傅里叶变换；所述发送端将N点离散傅里叶变换后的信号进行集中式子载波映射，并在映射后的信号中采用块状导频插入的方式插入导频序列；所述发送端将插入导频序列的信号经过M点离散傅里叶逆变换，并将M点离散傅里叶逆变换后的信号进行并串转换；所述发送端在并串转换后的信号中插入循环前缀，得到所述目标信号。3.根据权利要求2所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，其特征在于，所述接收端在从所述目标信号中提取插入的导频序列之前，所述方法还包括：所述接收端将所述目标信号中插入的循环前缀去除，并将去除循环前缀的信号进行串并转换；所述接收端将串并转换后的信号进行M点离散傅里叶变换，并将M点离散傅里叶变换后的信号进行子载波解映射；相应地，所述接收端从子载波解映射后的信号中提取插入的导频序列。4.根据权利要求1所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，其特征在于，按照下述公式确定估算后导频处的信道频率响应：H^LS=Xp-1Yp]]>其中，表示估算后导频处的信道频率响应，Xp表示发送端插入的导频序列，Yp表示接收端提取的导频序列。5.根据权利要求1所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，其特征在于，按照下述公式确定所述LMMSE信道频率响应：H^LMMSE=RHH(RHH+IβSNR)-1H^LS]]>其中，表示所述LMMSE信道频率响应，RHH表示信道的相关性矩阵，I表示单位矩阵，β表示调制系数，SNR表示信噪比，表示估算后导频处的信道频率响应。6.根据权利要求1所述的基于上行链路改进的LMMSE信道估计方法，其特征在于，所述迭代后的LMMSE信道频率响应的各个子帧中均包括14个符号，其中，第4位符号和第11位符号对应着导频符号；相应地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾亚婷，王少伯，李晓青，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11